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2017年,三位科学家因发现生物昼夜节律的分子机制而获得诺贝尔奖。请回答问题: ...

2017年,三位科学家因发现生物昼夜节律的分子机制而获得诺贝尔奖。请回答问题:

11984年,科学家首次成功分离了节律基因(per)。per基因控制合成PER蛋白的过程称为基因的___________。该过程在细胞的___________中,以该基因的一条链为模板,以四种_______为原料转录为mRNA,进而在核糖体上___________PER蛋白。

2CLK-CYC复合物能激活per基因转录,PER蛋白与TIM蛋白结合后才能进入细胞核。白天PER蛋白在细胞质中降解,晚上PER蛋白在细胞核中积累,周期约为24小时,表现出昼夜节律,其分子调节机制如下图所示。

①白天,在光下被激活的CRY蛋白与TIM蛋白结合,引起TIM蛋白降解,PER蛋白与DBT蛋白结合后被降解,导致___________PER蛋白进入细胞核受阻。

②夜晚,TIM蛋白与PER蛋白结合后,经___________进入细胞核,使核内的PER蛋白含量升高,同时___________ per基因转录。

3)生物节律与人类健康息息相关,节律紊乱会引发一系列健康问题。上述研究对于我们健康文明的生活方式有哪些启示?___________

 

表达 细胞核 核糖核苷酸 翻译 PER蛋白与TIM蛋白结合产物减少 核孔 抑制 规律作息,保持良好生活习惯等 【解析】   DNA复制 DNA转录 翻译 时间 细胞分裂的间期 个体生长发育的整个过程 场所 主要在细胞核 细胞质中的核糖体 条件 DNA解旋酶,DNA聚合酶等,ATP RNA聚合酶等,ATP 酶,ATP,tRNA 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA 原料 含A T C G的四种脱氧核苷酸 含A U C G的四种核糖核苷酸 20种氨基酸 模板去向 分别进入两个子代DNA分子中 与非模板链重新绕成双螺旋结构 分解成单个核苷酸 (1)基因控制蛋白质合成的过程称为基因的表达,故per基因控制合成PER蛋白的过程称为基因的表达。基因的表达过程包括转录和翻译两步,前者主要发生在细胞核中,而后者发生在细胞质基质中的核糖体上,据此分析为,该过程在细胞的细胞核中,以该基因的一条链为模板,以四种核糖核苷酸为原料转录为mRNA,进而在核糖体上翻译出PER蛋白。 (2)根据题目信息可知,白天PER蛋白在细胞质中降解,晚上PER蛋白在细胞核中积累,据此作答: ①结合图示可知,白天,在光下被激活的CRY蛋白与TIM蛋白结合,引起TIM蛋白降解,PER蛋白与DBT蛋白结合后被降解,故此PER蛋白与TIM蛋白结合产物减少,PER蛋白进入细胞核受阻。 ②核孔是大分子物质出入细胞核的通道,故可推测,夜晚,TIM蛋白与PER蛋白结合后,是经核孔进入细胞核的,使核内的PER蛋白含量升高,同时抑制 per基因转录。 (3)生理的节律性是生物节律形成的内因,如果生活不规律,就会引发因为节律紊乱导致的一系列健康问题。因此为了身体的健康,我们需要规律作息,保持良好生活习惯。
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科研人员用化学诱变剂处理野生型水稻,筛选得到斑点叶突变体S1S2。请回答问题:

1)为研究突变性状的遗传规律,科研人员进行杂交实验,过程及结果如下表所示。

杂交组合

F1群体

F1自交得到的F2群体(株)

野生型

斑点叶

总数

S1×野生型

野生型

171

56

227

S2×野生型

野生型

198

68

266

 

两组杂交F1均为野生型,F1自交得到的F2群体出现___________现象,且野生型与突变型的比例接近___________,判断S1S2的突变性状均由______________________性基因控制。

2)检测发现,S1S2基因D的序列均发生改变,S1在位点a发生了改变(记为Da),S2在另一位点b发生了改变(记为Db)。从变异类型看,化学诱变剂处理导致基因D发生的改变属于___________。基因DDaDb互为___________

3)真核生物基因转录产物在特定位点被识别后,部分序列在此被剪切掉,其余序列加工形成mRNA。野生型和S1的基因转录过程如下图所示。

①与野生型的D基因序列相比,S1Da发生的碱基对变化是___________

S1Da基因转录后的mRNA序列多了“AUAG”,推测其原因是___________

 

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下图是在显微镜下观察到的洋葱根尖细胞有丝分裂图像。

请回答问题:

1)观察洋葱根尖有丝分裂装片时,应找到___________区的细胞进行观察。

2)在一个视野中大多数的细胞处于__________期,该时期细胞中发生的主要变化是_______

3)图中的A细胞处于分裂的___________期;B细胞处于分裂的___________期。

 

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有迁移能力的动物细胞边缘常见不规则突出物,曾被认为是细胞膜碎片。近年来,我国科研人员在电镜下发现这些突出物具有石榴状结构(PLS),如图1

请回答问题:

1)若PLS是细胞膜碎片,则其主要成分应包括_______和蛋白质。细胞膜上的蛋白质具有_______等功能。

2)科研人员分析了PLS中蛋白质的来源及其功能,结果如图2,发现与“PLS是细胞膜碎片的观点不符,理由是:该结构中的蛋白质_______

3)科研人员将细胞中只参与PLS形成的特定蛋白质用荧光蛋白标记,追踪在细胞迁移过程中PLS的变化,进行了如下实验。

  

①分别用细胞迁移促进剂和抑制剂处理可迁移细胞,实验结果如图3,推测PLS的形成与细胞迁移有关,依据是_______

②细胞沿迁移路径形成的PLS,其荧光在形成初期逐渐增强,推测迁移细胞可主动将细胞中的蛋白运输到_______中。

③迁移细胞在某处产生PLS,后续细胞经过此处时,若观察到_______,则说明PLS被后续细胞摄取。进入后续细胞的PLS最可能在_______(细胞器)中被分解。

4)具有迁移能力的细胞可普遍形成PLS,后续细胞摄取PLS后,可获知细胞的迁移路线等信息。综上分析,PLS的形成可能与细胞间的_______有关。

 

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为提高甜椒产量,科研人员对温室栽培甜椒的光合作用特性进行了研究。请回答问题:

1)温室内易形成弱光环境。弱光下,光反应阶段产生的ATP________较少,影响暗(碳)反应阶段中________的还原,使糖类等有机物的合成减少。必要时,可根据光合作用特性进行人工补光。

2)科研人员选择6月晴朗的一天,测定甜椒植株上部、中部和下部叶片的光合速率,结果如下图。

①据图可知,各部分叶片在_________时光合速率均达到最大值,_________部叶片的光合速率最高。

②光合速率差异可能与不同部位叶片光合色素含量有关。为比较光合色素含量的差异,先称取_________,再分别加入等量的_________和少量的二氧化硅、碳酸钙等研磨、过滤,获得色素提取液,测定光合色素含量。

③在大田种植的条件下,甜椒有明显的光合午休现象,这是由于中午部分气孔关闭,进入叶片内的________量减少,光合速率下降。由于人工调节了温室内的_________等条件,温室种植的甜椒很少出现光合午休现象,从而实现增产效果。

 

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炸薯条是常见的快餐食品。若马铃薯块茎中还原糖含量过高,可能导致油炸过程中产生有害物质。为检测还原糖含量,研究人员采用不同方法制备了马铃薯提取液,如下表所示。

方法

提取液颜色

提取液澄清度

还原糖浸出程度

浅红褐色

不澄清

不充分

深红褐色

澄清

充分

浅黄色

澄清

充分

 

请回答问题:

1)马铃薯提取液中含有淀粉,此外还含有少量麦芽糖、果糖和_______等还原糖,这些还原糖能与______ 试剂发生作用,经水浴加热后生成_______色沉淀。

2)据表分析,三种马铃薯提取液制备方法中,方法___________最符合检测还原糖的要求,原因是这种方法制备提取液时还原糖浸出程度___________,并且提取液的___________,有利于观察实验结果。

 

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