下图是在显微镜下观察到的洋葱(体细胞中含16条染色体)根尖细胞有丝分裂图像。请回答问题:
(1)制作洋葱根尖临时装片时,需要经过解离、漂洗、______和制片等步骤。
(2)视野中绝大多数细胞处在______期,该时期细胞完成______,同时细胞有适度生长。
(3)图中______ (填“甲”、“乙”或“丙”)细胞染色体的数目为32条,此时染色体数与DNA数的比例为______。
(4)有丝分裂末期,细胞中央会出现细胞板,逐渐扩展形成______,以实现细胞质的分裂。
(5)该实验不能连续观察到细胞有丝分裂的动态过程,请说明理由______。
在缺氧条件下,人体既可通过神经系统调节呼吸频率来适应,又可通过增加红细胞的数量来适应。红细胞数量增加与细胞内缺氧诱导因子(HIF)介导的系列反应有关,机理如下图所示。2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给了发现这一机制的三位科学家。请回答问题:
(1)呼吸频率加快加深后,吸入更多的氧气。氧气进入人体细胞参与有氧呼吸的反应场所是______,该细胞器内膜折叠成嵴,有利于______。人体在缺氧条件下,细胞呼吸的产物有______。
(2)如图所示,常氧条件下,经过______的催化,HIF-1α蛋白发生羟基化,使得VHL蛋白能够与之识别并结合,从而导致HIF-1α蛋白降解。
(3)由图可知,缺氧条件下,HIF-1α蛋白通过______进入细胞核内,与ARNT结合形成缺氧诱导因子(HIF)。HIF结合到特定的DNA序列上,促进EPO(促红细胞生成素)的合成,从而促进红细胞数量的增加,携带氧气能力增强。另外,HIF还可促进其他有关基因的表达,使细胞呼吸第一阶段某些酶的含量增加、细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量增加,请分析这些变化的适应意义:______。
(4)慢性肾功能衰竭患者常因EPO产生不足而出现严重贫血,研究人员正在探索一种PHD抑制剂对贫血患者的治疗作用。请结合图中信息,分析PHD抑制剂治疗贫血的作用机理______。此外,在肿瘤微环境中通常缺氧,上述机制______(填“有利于”或“不利于”)癌细胞大量增殖。研究人员正努力开发新的药物,用以激活或阻断氧感应机制,改善人类的健康。
利用温室种植果蔬,可以使其在冬、春季节上市获取较高经济效益。科研人员探究温室内不同CO2浓度对番茄光合速率和产量的影响,结果如下表。请回答问题:
组别 | 净光合速率(μmol/(m2﹒s)) | 产量(kg/hm2) |
A0(对照组,大气CO2浓度) | 24.50 | 70407.69 |
A1(600 μmol/L CO2浓度) | 29.87 | 82682.69 |
A2(800 μmol/L CO2浓度) | 36.24 | 90148.08 |
A3(1000 μmol/L CO2浓度) | 37.28 | 97844.23 |
(1)随着温室CO2浓度的升高,进入叶绿体的CO2增多,与C5结合生成的______增加。CO2浓度升高还能提高Rubisco(催化CO2固定的酶)的活性,直接提高_____反应的速率,从而提高了光合速率和产量。
(2)科研人员进一步研究了温室内不同CO2浓度对番茄光合色素含量的影响,结果如图1。
由图1可知,随着温室CO2浓度的升高,分布在叶绿体______上的光合色素含量增加,吸收______增多,促进光反应产生更多______,最终提高了光合速率和产量。
(3)科研人员继续进行实验探索更合理的温室增施CO2方法,应用于实际生产。
实验组1:高浓度短时间增施,每日6:00~9:00增施浓度为800~1000 μmol/mol CO2;实验组2:低浓度长时间增施,每日6:00~16:00增施浓度为400~600 μmol/mol CO2;对照组:不增施CO2。
检测各组不同器官中干物质的量,结果如图2。请根据结果选择更为合理的方法并阐述理由:______。
图1为物质通过细胞膜的转运方式示意图。在不提供能量的实验条件下,科学家比较了生物膜和人工膜(仅由磷脂构成)对多种物质的通透性,结果如图2所示。请回答问题:
(1)图1中结构甲是______。除载体蛋白外,转运方式③的另一条件是需要[丙] ______。
(2)据图2可知生物膜和人工膜对______(填图2中物质名称)的通透性相同,这些物质跨膜转运方式为______。
(3)图2中,、、通过______膜的转运速率存在明显差异,说明______。
(4)据图2分析,H2O通过生物膜的转运方式包括图1中的______(填序号)。
科学家推测,在分泌蛋白的合成过程中,游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号序列,被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别,并引导核糖体附着于内质网上,继续蛋白质的合成,这就是信号肽假说,如下图所示。
科学家构建了体外的反应体系,证明了该假说。实验分组及结果见下表。
实验组别 | 核糖体 | 信号识别颗粒(SRP) | 内质网 | 实验结果 |
1 | + | - | - | 合成的肽链比正常肽链多一段 |
2 | + | + | - | 合成的肽链比正常肽链少一段 |
3 | + | + | + | 合成的肽链与正常肽链一致 |
注:“+”和“-”分别代表反应体系中存在或不存在该结构
(1)折叠的蛋白质经内质网后,会被依次运往______(细胞器)、细胞膜,最终分泌至细胞外发挥作用,这一过程依赖于生物膜的______。
(2)对比组别2和3的结果,结合图中信息可知,只有结合了信号序列的SRP 与内质网上的______识别并结合后,肽链的延伸才会继续。
(3)结合图中信息,解释组别1中合成的肽链比正常肽链多一段的原因:______。综合实验结果说明内质网具有______功能。
(4)根据信号肽假说,请你推理分析:
①组别2中的肽链______(填“含有”或“不含有”)信号序列。
②假设在合成新生肽阶段就切除了信号序列,游离的核糖体______(填“能”或“不能”)附着于内质网上。
水熊虫在极端干旱的条件下,身体开始皱缩,细胞大量脱水,进入干化状态。干化的水熊虫能对抗高压、高温等的影响,一旦接触到水,就像重新浸湿的海绵一样,其生命活动又完全恢复。请回答问题:
(1)水熊虫进入干化状态时,主要脱去的是______水,此状态下其新陈代谢水平______。
(2)科研人员检测发现,干化的水熊虫细胞内几种天然无序蛋白(IDP)的含量大幅升高。
①在水熊虫细胞内,氨基酸经______反应形成IDP。请写出氨基酸的结构通式______。
②在细胞内,多肽链折叠形成蛋白质的过程中,疏水的氨基酸残基通常位于蛋白质的内部。与一般的蛋白质不同,IDP呈现不折叠的“天然无序”状态,是因为含有较______比例的亲水氨基酸残基,这说明______是蛋白质的空间结构形成的基础。
(3)为研究IDP与水熊虫抗干旱的关系,科研人员敲除水熊虫的IDP基因(不能合成IDP),检测其在正常和干旱情况下的存活率,结果如图所示。
①实验中,IDP基因正常水熊虫组作为______处理。
②该实验结果表明______。