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植物春化作用的調(diào)控:植物能夠感知周圍環(huán)境,控制和協(xié)調(diào)自身的發(fā)育,使其在合適的時間開花結(jié)果。有些植物(如一年生植物擬南芥等)在生長期需要經(jīng)歷一段時期的低溫之后才能開花。這種經(jīng)歷低溫誘導(dǎo)促使植物開花的作用,稱為春化作用??蒲腥藛T對擬南芥春化作用機制進行的相關(guān)研究結(jié)果如圖1,表明FLC是開花調(diào)控的關(guān)鍵基因。FLC能抑制成花素基因(FT和FD)的表達,從而防止植物在入冬前或越冬時開花,F(xiàn)LC的表達也受相關(guān)基因的調(diào)控。
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在秋季,擬南芥種子發(fā)芽,F(xiàn)LC的上游基因(FRI)編碼的蛋白質(zhì)與多個染色質(zhì)修飾因子互作,形成一個超級復(fù)合體,超級復(fù)合體可對FLC所在染色質(zhì)(FLC染色質(zhì))進行修飾,這些修飾使FLC染色質(zhì)處于活化狀態(tài),超級復(fù)合體并結(jié)合到FLC啟動子的特殊區(qū)域,促進FLC表達;經(jīng)過冬季長時間低溫處理,F(xiàn)LC染色質(zhì)中的組蛋白被修飾,導(dǎo)致FLC染色質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,使得超級復(fù)合體不能識別并作用于FLC染色質(zhì),從而實現(xiàn)了對FLC表達的抑制,這種狀態(tài)在春季回暖后依然保持;次年春季,日照時間逐漸變長,激活FT表達,F(xiàn)T和FD表達形成異源蛋白二聚體可以激活花發(fā)育基因的表達,擬南芥適時開花、結(jié)實。研究還發(fā)現(xiàn),擬南芥FLC表達的抑制狀態(tài)能維持到下一代胚胎發(fā)育的早期。植物的春化作用不是一瞬間完成的,而是一系列過程,其中有很多有趣的問題。例如,植物在冬季感受低溫后,次年春季還能“記得”,即“低溫記憶”。植物開花、結(jié)果后,它的下一代仍需要經(jīng)歷春化作用后才能開花。那么,親本的“低溫記憶”是怎么消除的呢?科學(xué)家們一直在為這些問題尋找答案。
(1)據(jù)圖2分析,春化作用影響FLC的
轉(zhuǎn)錄
轉(zhuǎn)錄
過程。請在 ( ?。┲羞x填“+”“-”(+表示促進,-表示抑制),完善春化作用的機制。
(2)FLC介導(dǎo)的春化作用屬于表觀遺傳現(xiàn)象,請說明理由
FLC堿基序列不變,但FLC染色質(zhì)中的組蛋白被修飾,F(xiàn)LC表達被抑制,擬南芥經(jīng)過春化作用才開花,并且下一代依然保持FLC表達的抑制狀態(tài),且需要經(jīng)歷春化作用才能開花
FLC堿基序列不變,但FLC染色質(zhì)中的組蛋白被修飾,F(xiàn)LC表達被抑制,擬南芥經(jīng)過春化作用才開花,并且下一代依然保持FLC表達的抑制狀態(tài),且需要經(jīng)歷春化作用才能開花
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(3)自然界中在溫度較為溫和的地區(qū)存在著許多擬南芥早花突變體,這些突變體能夠不經(jīng)春化作用提前開花。請根據(jù)文中信息,分析它們提前開花的原因
早花突變體FLC表達受到抑制,同時日照時間長
早花突變體FLC表達受到抑制,同時日照時間長

(4)綜合文中信息,推測親本擬南芥的“低溫記憶”傳給下一代并消除的機理
親本擬南芥FLC表達的抑制狀態(tài)(即低溫記憶)通過生殖細胞遺傳給下一代,在下一代胚胎發(fā)育的早期,通過去除FLC染色質(zhì)中的組蛋白修飾,進而解除FLC表達的抑制狀態(tài)(重新激活FLC表達),導(dǎo)致下一代需要經(jīng)歷春化作用才能開花
親本擬南芥FLC表達的抑制狀態(tài)(即低溫記憶)通過生殖細胞遺傳給下一代,在下一代胚胎發(fā)育的早期,通過去除FLC染色質(zhì)中的組蛋白修飾,進而解除FLC表達的抑制狀態(tài)(重新激活FLC表達),導(dǎo)致下一代需要經(jīng)歷春化作用才能開花
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【答案】轉(zhuǎn)錄;FLC堿基序列不變,但FLC染色質(zhì)中的組蛋白被修飾,F(xiàn)LC表達被抑制,擬南芥經(jīng)過春化作用才開花,并且下一代依然保持FLC表達的抑制狀態(tài),且需要經(jīng)歷春化作用才能開花;早花突變體FLC表達受到抑制,同時日照時間長;親本擬南芥FLC表達的抑制狀態(tài)(即低溫記憶)通過生殖細胞遺傳給下一代,在下一代胚胎發(fā)育的早期,通過去除FLC染色質(zhì)中的組蛋白修飾,進而解除FLC表達的抑制狀態(tài)(重新激活FLC表達),導(dǎo)致下一代需要經(jīng)歷春化作用才能開花
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/7/7 8:0:9組卷:42引用:3難度:0.5
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