将大肠杆菌在含15N的培养基中繁殖数代后，使大肠杆菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA，离心分离，如图①至⑤为可能的结果。请据图回答下列问题：

1. 将大肠杆菌在含¹⁵N的培养基中繁殖数代后，使大肠杆菌DNA的含氮碱基皆含有¹⁵N，然后再将其移入含¹⁴N的培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA，离心分离，如图①至⑤为可能的结果。请据图回答下列问题：

(1) 大肠杆菌DNA复制时，双链DNA分子主要通过酶的作用，使子链沿模板链的（5'—3'或3'—5'）方向延伸，该过程进行的场所是。

(2) 实验过程中提取子一代、子二代、子三代的DNA，离心分离后得到的结果依次是。本实验说明DNA分子复制的特点是。

(3) 若大肠杆菌的1个双链DNA片段中有1000个碱基对，其中胸腺嘧啶350个，则该大肠杆菌增殖第三代时，需要消耗个胞嘧啶脱氧核苷酸。

(4) DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶（Dnmt）的作用下将甲基（-CH₃）选择性地添加至DNA上的过程，是一种基本的表观遗传学修饰，DNA甲基化会抑制基因表达过程中的步骤，这种现象（选填“能”或“不能”）遗传给后代。

【考点】

DNA分子的复制; 表观遗传;

【答案】

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实验探究题困难

1. SUMO化修饰在细胞周期的调控中发挥着重要作用。研究发现，癌细胞快速分裂时会在细胞内积累较高浓度的乳酸，已知乳酸与锌离子结合形成的复合物，可抑制蛋白甲的活性，蛋白甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，从而加快有丝分裂后期的进程。请根据以上信息回答下列问题：

(1) 细胞周期是靠细胞内部精准的调控实现的，一个完整的细胞周期是指连续分裂的细胞。

(2) 某兴趣小组想要验证乳酸的作用机理，设计了如下实验思路：

①取若干相同且适宜培养条件下的癌细胞平均分为A、B、C三组。

②A组为对照组，不做处理；B组加入；C组加入（试剂填写要具体到物质或处理方式）。

③培养一段时间后，检测（写出检测的具体内容至少两项）。

(3) 从分子水平上解释蛋白乙的SUMO化修饰加强会加快有丝分裂后期进程的可能原因：。

实验探究题普通

2. 研究表明，真核生物DNA甲基化修饰会影响基因的表达，DNA甲基化水平受环境因素的影响，GDM小鼠代谢状况与PGC-1a基因的甲基化程度有关。现对各组小鼠8周龄时胰腺组织PGC-1a基因转录出的mRNA水平、甲基化程度进行测定，结果如图所示。

答下列问题：

(1) 胰腺组织PGC-1a基因转录出mRNA是以染色体DNA的一条链为模板合成的，场所是。PGC-1a 基因的甲基化不会引起基因突变，原因是。

(2) 据图可知，基因甲基化水平与转录水平的关系是。

(3) 有一种黄色突变体小鼠A^vya，基因检测发现A^vy是A基因前端插入了一段“IAP”序列形成。该序列能调控A基因在毛发生长过程中持续表达，且容易发生不同程度的甲基化修饰，从而失去部分或全部的调控作用。为证明“孕期过量饮酒可以通过改变表观遗传修饰影响后代表型”的假设，研究人员利用该品系小鼠均分为两组，实验组给刚受孕的雌鼠每天摄入一定量酒精，待雌鼠产仔后观察子代小鼠的毛色，为完成假说的验证，对照组小鼠的处理：；实验预期结果是。

实验探究题困难

3. 为探索DNA复制的具体过程，科学家做了如下实验：20℃条件下，在培养基中添加用³H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养大肠杆菌增殖多代，再用未标记的T₄噬菌体侵染这些大肠杆菌，培养不同时间后阻断DNA复制，将DNA变性处理为单链，离心分离并检测离心管不同位置的放射性强度，结果如下图所示（DNA片段越短，与离心管顶部距离越近）。请回答下列问题：

(1) DNA复制时，催化单个脱氧核苷酸连接到已有DNA链上的酶是，DNA分子的结构能够为复制提供精确的模板，DNA复制的方式为。

(2) 新形成的T4噬菌体带有放射性标记的原因是。

(3) 根据上述实验结果推测，DNA复制时子链合成的过程可能是先合成较短的DNA片段，之后在DNA连接酶的作用下，。若抑制DNA连接酶的功能，重复上述实验，可能出现的实验现象是。

实验探究题普通