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研究发现,拟南芥的H基因突变体在22℃下生长与野生型无差别,而30℃下生长则叶片...

研究发现,拟南芥的H基因突变体在22℃下生长与野生型无差别,而30℃下生长则叶片呈白色。科研人员对此进行研究。

(1)30℃时,叶片呈白色的原因是叶绿体发育异常,_______合成受阻所致。

(2)测序发现,突变体的H基因发生了如图1所示的突变,导致H蛋白异常。科研人员提取野生型和突变体的叶片蛋白,用抗原-抗体杂交方法检测H蛋白,结果如图2所示。

①对比图1中野生型和突变体的内含子序列,可知突变体的H基因发生的碱基对改变是______,这导致mRNA增加了100多个碱基,推测其原因是________________

②据图2分析,在蛋白质水平上,突变体的改变是______

(3)科研人员用特定抗体检测H蛋白在叶绿体内的分布,结果如图3所示。 

①图3中的叶绿体蛋白、叶绿体基质蛋白和类囊体蛋白,应提取自______(填“野生型”或“H基因突变体”)植株叶片。图中各泳道的蛋白上样量均保持一致。

②下列有关该实验设计的叙述,正确的是______

a.D1蛋白抗体和RbcL蛋白抗体的杂交结果表明叶绿体基质蛋白和类囊体蛋白充分分离

b.D1蛋白抗体和RbcL蛋白抗体的杂交结果可作为H蛋白抗体与抗原阳性反应的对照

c.H蛋白抗体杂交结果中1、2、3泳道条带大小差异主要是操作误差造成的

③依据实验结果可以得出的结论是______

(4)H蛋白是一种热应激蛋白(温度升高时表达),调控叶绿体基因编码的RNA聚合酶的活性。据此推测,H基因突变体在30℃时叶子呈白色的原因是_______

 

光合色素 G-C变为A-T (内含子中碱基对改变导致)剪切位点改变,内含子转录出来的序列(或“部分序列”)未被剪切掉 无H蛋白(或“H蛋白空间结构改变”) 野生型 a H蛋白主要分布于类囊体上 H基因突变导致H蛋白30℃时不表达(H蛋白失活),叶绿体中RNA聚合酶活性降低,影响类囊体上光合色素合成相关基因转录,使光合色素合成受阻 【解析】 本题考查基因突变的原因、基因对性状的控制和设计实验等内容。 (1)在正常情况下,叶片呈绿色是因为叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素等色素的原因。30℃时,叶片呈白色的原因是叶绿体发育异常,这是由于光合色素合成受阻所致。 (2)①由图1所示的结果可知突变体野生型的相比较,发现是由于内含子的第5位的碱基对由G-C变为A-T,引起的。这导致mRNA增加了100多个碱基,结合题目所给信息,基因转录后,内含子转录出来的序列被剪切,外显性转录的部分拼接形成mRNA,推测其原因是(内含子中碱基对改变导致)剪切位点改变,内含子转录出来的序列(或“部分序列”)未被剪切掉。 ②据图2分析,在30℃时野生型的有抗原—抗体反应而突变型的无抗原—抗体反应,说明突变型的在30℃时无H蛋白质或H蛋白质的空间结构发生的变化。 (3)科研人员用特定抗体检测H蛋白在叶绿体内的分布,结果如图3所示。 ①由图可知H蛋白在叶绿体中的存在部位是叶绿体基质中含量低,而在类囊体薄膜中含量高,由于拟南芥的H基因突变体在22℃下生长与野生型无差别,而30℃下生长则叶片呈白色,结合(2)②的分析在30℃时野生型的有抗原—抗体反应,而突变型的无抗原—抗体反应,可知图3中的叶绿体蛋白、叶绿体基质蛋白和类囊体蛋白,应提取自野生型植株叶片。 ②D1蛋白抗体杂交检测结果表明:类囊体蛋白只存在于类囊体和叶绿体中,RbcL蛋白抗体的杂交结果表明:叶绿体基质蛋白只存在于叶绿体基质和叶绿体中,它们和H蛋白不是同一种蛋白,不发生特异性反应,并不是起对照作用b错误,H蛋白抗体杂交结果中1、2、3泳道条带大小差异主要是H蛋白在叶绿体不同部位的含量不同引起的,而不是操作误差造成的,c错误。这个实验结果恰恰说明D1蛋白抗体和RbcL蛋白抗体的杂交结果表明叶绿体基质蛋白和类囊体蛋白充分分离,a正确,因此选a。 ③因此依据实验结果和前面的分析可以得出的结论是H蛋白主要分布于类囊体上。 (4)H蛋白是一种热应激蛋白(温度升高时表达),调控叶绿体基因编码的RNA聚合酶的活性。RNA聚合酶的功能是催化基因转录成mRNA,进而翻译出相关的蛋白质,据此推测,H基因突变体在30℃时叶子呈白色的原因是:H基因突变导致H蛋白30℃时不表达(H蛋白失活),叶绿体中RNA聚合酶活性降低,影响类囊体上光合色素合成相关基因转录,使光合色素合成受阻。
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考点分析:
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结肠干细胞异常增殖会引发结肠癌,过度肥胖增加结肠癌的发病风险。

(1)结肠干细胞通过细胞增殖和________,实现肠道细胞的持续更新。

(2)W蛋白(一种信号分子)调控结肠干细胞增殖的机理如下图所示。

①据图可知,无W蛋白时,细胞质中的A蛋白与β-cat蛋白结合,使β-cat蛋白在蛋白激酶作用下被________,导致β-cat蛋白降解,T基因无法转录,不利于结肠干细胞增殖。

②过度肥胖会使W蛋白过度表达,大量W蛋白与结肠干细胞膜上的________结合,抑制蛋白激酶的作用,使β-cat蛋白经________进入细胞核,激活T基因转录,最终导致结肠干细胞____________,形成癌细胞。

(3)A蛋白的合成受A基因控制。据图分析,A基因和T基因在结肠癌发生过程中分别属于________基因。

a.原癌、原癌       b.原癌、抑癌      c.抑癌、抑癌        d.抑癌、原癌

(4)有人认为,维生素D通过上图所示机制有效缓解高脂饮食导致的结肠癌的发生。为此,研究者用________饮食分别饲喂三组野生型小鼠,一段时间后从分子水平和个体水平分别测定各组小鼠______________,从而证实上述假设。

 

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回答下列问题:

1)在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中,常用盐酸酒精混合液处理根尖,用龙胆紫溶液染色。实验中,盐酸酒精混合液的作用是________;龙胆紫溶液属于_______性染料,能够使细胞中的_________着色。

2)用光学显微镜观察细胞,可以看到细胞核。细胞核的功能可概括为:__________

 

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利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题:

(1)DNA合成阻断法:在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂,处于________期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转,最终细胞会停滞在细胞周期的________期,以达到细胞周期同步化的目的。

(2)秋水仙素阻断法:在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素,秋水仙素能够抑制________,使细胞周期被阻断,即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞________(填“会”或“不会”)被阻断在间期。

(3)血清饥饿法:培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期。以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是__________(答出1点即可)。

 

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为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图回答问题:

(1)从图可知,A叶片是树冠_________(填上层下层)的叶片,判断依据是______________________

(2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的_____________反应受到抑制。

(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素的过程中,常用的有机溶剂是______________

 

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为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响,某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组,1组在田间生长作为对照组,另4组在人工气候室中生长作为实验组,并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12:30测定各组叶片的光合速率,各组实验处理及结果如表所示:

 

对照

实验

组一

实验

组二

实验

组三

实验

组四

实验

处理

温度/°C

36

36

36

31

25

相对湿度/%

17

27

52

52

52

实验

结果

光合速率

(mg CO2·dm-2·h-1)

11.1

15.1

22.1

23.7

20.7

 

回答下列问题:

(1)根据本实验结果,可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是______________________,其依据是_____________________;并可推测,________(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。

(2)在实验组中,若适当提高第________组的环境温度能提高小麦的光合速率,其原因是_____________________________________________________

(3)小麦叶片气孔开放时,CO2进入叶肉细胞的过程________(填“需要”或“不需要”)载体蛋白,________(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。

 

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