随着人类基因组计划的进展和多种生物基因组测序工作的完成,人类跨入了后基因组和蛋白质组时代。对蛋白质进行研究时,首先要获得纯度较高的蛋白质。下图是某生物兴趣小组在“蛋白质的提取和分离”实验中,准备从猪的血液中初步提取血红蛋白,设计的“血红蛋白提取、分离流程图”:
请回答下列有关问题:
(1)样品处理中红细胞的洗涤要用__________反复冲洗、离心。向红细胞悬液中加入一定量的低浓度pH7.0的缓冲液并充分搅拌,可以破碎红细胞,破碎细胞的原理是______________。
(2)血红蛋白粗分离阶段,透析的目的是________________,若要尽快达到理想的透析效果,可以___________(写出一种方法)。
(3)血红蛋白的纯化是通过____________法将相对分子质量大的杂质蛋白除去。
(4)电泳利用了待分离样品中各种分子的_________________等的差异,而产生不同迁移速度,实现各种分子的分离。
(5)一同学通过血红蛋白醋酸纤维薄膜电泳,观察到正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白电泳结果如上图所示。由图可知携带者有______种血红蛋白,从分子遗传学的角度作出的解释是______________。
科研人员研究了周期节律对拟南芥光合作用的影响。
(1)科研人员使用化学诱变剂处理野生型拟南芥,诱导拟南芥发生基因突变,筛选得到周期节律改变的纯合突变体Z和T,在正常光照下条件下测定突变体和野生型植株的气孔导度(气孔开放程度),得到图1所示结果。据图可知,突变体Z的周期节律比野生型________,(填“短”、“长”)突变体T的周期节律则__________。(填“变短”、“变长”)
(2)研究者推测植物生物钟周期与环境昼夜周期可能共同影响光合作用。
①科研人员检测了野生型拟南芥在T20(光照和黑暗各10h)、T24(光照和黑暗各12h)和T28(光照和黑暗各14h)条件下叶片的叶绿素含量,图2结果表明植物生物钟周期长于或短于环境周期均导致拟南芥叶片叶绿素含量____________。
②科研人员为探究植物生物钟周期与环境昼夜周期之间匹配程度是否通过影响叶绿素含量而影响光合作用,继续进行了图3所示的实验。该实验方案有不足之处,请写出对该实验的改进措施:____________________________________________________________________。
(3)CO2浓度是影响光合作用的重要因素。研究人员发现,与野生型拟南芥相比,节律异常突变体C在 T24光照条件下碳固定量仅为前者一半。据图4和图5所示研究结果推测,突变体C碳固定量低的原因可能是生物节律异常使植物短期持续光照条件下____________较小,从而减小了CO2吸收量,从而导致较低的碳固定量。
(4)植物具有“周期共鸣”的特点,即植物内在的生物节律与外界昼夜的时间变化(正常昼夜周期为24小时)相互匹配。研究人员发现两者的完全“周期共鸣”可使拟南芥在35天内的干重增加明显高于其他“周期共鸣”匹配不完全的处理组。综合上述研究,请阐述“周期共鸣”对光合作用起调节作用的机制:①______________________________________;②_____________________________________。
如图是用一定量的三种激素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ单独或合并注入小鼠体内后,测得的血糖浓度随时间的变化曲线。请据图回答下列问题:
(1)三种激素都具有的共同作用是_________________,Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ一起作用比单独作用的效果好很多,原因是______________________。
(2)依据Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ在该实验中的作用,可以判断这三种激素中含有_________(或答出两种激素的名称即可)。与这三种激素具有拮抗作用的激素由___________细胞分泌,这种激素的具体作用是___________。
下表表示6种纯系果蝇的性状和携带这些基因的染色体,品系②~⑥都只有一个性状是隐性性状,其他性状都为显性性状,请回答下列问题:
类型 性状 | ①野生型 | ②白眼型 | ③变胸型 | ④短肢型 | ⑤残翅型 | ⑥黑身型 | 基因位置 |
眼色 | 红眼A | 白眼a |
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| X染色体 |
后胸 | 正常H |
| 变胸h |
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| Ⅲ号染色体 |
肢型 | 正常肢D |
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| 短肢d |
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| Ⅱ号染色体 |
翅型 | 长翅E |
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| 残翅e |
| Ⅱ号染色体 |
体色 | 灰身B |
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| 黑身b | Ⅱ号染色体 |
(1)若进行验证基因自由组合定律的实验,观察体色和体型(后胸)的遗传表现,选作杂交亲本的编号是_________________,选择上述杂交亲本的理论依据是位于_______________的非等位基因表现为自由组合。
(2)若要通过一次杂交实验得到基因型为EeXaY(长翅白眼雄)的果蝇,选作母本的类型编号及其基因型_____________。
(3)让品系②的雌性个体与品系④的雄性个体进行交配,得到的F1的基因型可能有____________________________________。
(4)某实验小组对果蝇的灰身(B)与黑身(b)这对相对性状进行遗传学研究。如果用含有某种添加剂的食物喂养果蝇,所有果蝇都是黑身。现有一只用含有这种添加剂的食物喂养的黑身雄果蝇,请设计一个实验探究其基因型,写出简要的实验设计思路。________________________________
cAMP(环化一磷酸腺苷)是一种细胞内的信号分子。研究表明,cAMP对初级卵母细胞完成减数第一次分裂有抑制作用,大致机理如下图所示。
(1)由图可知,被激活的酶A能催化ATP脱去两个________基团并发生环化形成cAMP,cAMP能活化酶P。
(2)女性在胚胎时期卵原细胞就发育成为初级卵母细胞,但初级卵母细胞启动减数第一次分裂则需要等到进入青春期之后。依据上图推测,进入青春期后女性的初级卵母细胞恢复分裂的信号途径是__________________________________。
(3)初级卵母细胞的不均等分裂依赖于细胞膜内陷位置形成的缢缩环。有人认为cAMP抑制减数第一次分裂是因为影响了缢缩环,为此搜集了小鼠的初级卵母细胞,在诱导恢复分裂后,用两种特异性药物(药物H和药物F)进行了实验,结果如下图所示。
①应从小鼠的________________(器官)中获取初级卵母细胞,然后转移到37 ℃、含5% CO2的恒温培养箱中培养。
②根据上述结果推测,药物F对酶A有________________作用,cAMP抑制减数第一次分裂的原因除了阻止缢缩环的形成,还可能是_______________________________________。
生态学家高斯为研究三种草履虫的种间关系完成如下实验,其中尾草履虫的食物主要是好氧细菌,大草履虫的食物主要是酵母菌,有关叙述正确的是( )
A.图a显示双小核草履虫和尾草履虫混合培养后呈现捕食关系
B.图a显示双小核草履虫和尾草履虫混合培养的结果对双方都有利
C.图b中尾草履虫和大草履虫混合培养后在试管上部和下部的草履虫分别是尾草履虫、大草履虫
D.图b中尾草履虫和大草履虫混合培养后体现了群落的水平结构