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阅读下面的材料,完成(1)~(5)题。 芽殖酵母和裂殖酵母被广泛地应用于细胞周期...

阅读下面的材料,完成(1)~(5)题。

芽殖酵母和裂殖酵母被广泛地应用于细胞周期研究中,这些单细胞生物能够表现出细胞周期的所有基本步骤。在实验室条件下,它们生长迅速,完成一个分裂周期只需14h。在分裂过程中酵母的核被膜并不解体,与细胞核分裂直接相关的纺锤体位于细胞核内(见图1)。

                   A                                      B

1芽殖酵母(A)和裂殖酵母(B)的繁殖周期

顾名思义,芽殖酵母是通过“出芽”进行繁殖的。一个“芽”经过生长及有丝分裂后从已存在的“母”细胞上脱落下来,从而形成新的子细胞。因此,芽的大小就成为细胞处于细胞周期某一阶段的指标。裂殖酵母细胞是圆柱状的,靠顶端延长进行生长,并通过一个中间隔膜的形成来完成细胞分裂。野生型裂殖酵母种群中的细胞在分裂时长度相当稳定。因此,裂殖酵母的细胞长度是细胞所处细胞周期阶段的很好指标。

Hartwell和同事筛选到细胞周期相关基因(cdc)的温度敏感型突变体。野生型芽殖酵母在25℃和37℃下都可以正常分裂繁殖,细胞群体中每个细胞芽体的有无及大小与其所处细胞周期的阶段相关。温度敏感型突变体在25℃可以正常分裂繁殖,在37℃则失去正常分裂繁殖的能力,一段时间后,它们会以芽大小相同的形态死亡(图2)。

2芽殖酵母的野生型和突变体在不同筛选温度下的表现型

其他研究人员在裂殖酵母中发现的cdc2温度敏感型突变体,在37℃时的表型如图3

3裂殖酵母野生型(A)和cdc2突变体(B)在37℃下的细胞长度

酵母在遗传上的突出特点为细胞周期进程中关键调控因子的鉴定奠定了基础,也为研究细胞周期的调控机理提供了丰富信息。细胞周期调控的分子机制在进化过程中非常保守,在酵母中鉴别出的调控因子,一般可以在其他高等真核生物中找到其同源蛋白(氨基酸序列相似性较高)。

请回答问题:

1)细胞周期是指___________

2)由图2可知,在37℃下芽殖酵母突变体的变异性状是_____________

3)请解释图3所示2种裂殖酵母细胞长度不同的原因__________

4)要找出芽殖酵母芽体的大小与细胞所处细胞周期阶段的对应关系,应采取的具体做法是_________

5)根据本题信息,请推测Hartwell是如何通过实验操作获得该温度敏感型突变体的______?

 

连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止所经历的整个过程 生长停止在大小相同的阶段,不能完成细胞分裂 野生型裂殖酵母在37℃下能进行细胞分裂,因此,细胞长度较短;cdc2温度敏感型裂殖酵母细胞突变体在37℃条件下,不能进入分裂期,但能继续生长,形成特别长的细胞 染色后观察细胞核的状态,测量芽的大小 用物理或化学因素诱变野生型芽殖酵母,诱变后在25℃条件下涂布平板培养,然后将复制后的平板置于37℃培养,停止增殖的菌落所对应的25℃平板上的菌落即为目标菌 【解析】 本题结合芽殖酵母和裂殖酵母的分裂方式的有关研究考查细胞分裂的内容。有题文可知:芽殖酵母是通过“出芽”进行繁殖的。芽的大小就成为细胞处于细胞周期某一阶段的指标。裂殖酵母细胞靠顶端延长进行生长,并通过一个中间隔膜的形成来完成细胞分裂。裂殖酵母的细胞长度是细胞所处细胞周期阶段的指标。温度会影响细胞分裂有关的基因。 (1)细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止所经历的全过程,包括分裂间期和分裂期。 (2)分析资料,由图2可知,在37℃下芽殖酵母突变体的变异性状是细胞会停留在细胞周期的一个特定时期,可以推测在37℃下芽殖酵母菌突变体的变异性状是生长停止在大小相同的阶段,不能完成细胞分裂。 (3)野生型裂殖酵母菌在37℃下能进行细胞分裂,因此,细胞长度较短;cdc2温度敏感型裂殖酵母细胞突变体在37℃条件下,不能进入分裂期,但能继续生长,形成特别长的细胞,所以两种细胞体积不同。 (4)由题干信息可知,芽殖酵母和裂殖酵母在分裂过程中酵母的核被膜并不解体,与细胞核分裂直接相关的纺锤体位于细胞核内,故要找出芽殖酵母芽体的大小与细胞所处细胞周期阶段的对应关系,所以可以染色后观察细胞核的状态,测量芽的大小来判断细胞处于细胞周期的某时期。 (5)根据本题信息, 由于温度敏感型突变体在25℃可以正常分裂繁殖,在37℃则失去正常分裂繁殖的能力,所以可以利用影印培养法来获得。即利用物理或化学因素诱变野生型芽殖酵母,诱变后在25℃条件下涂布平板培养,然后将复制后的平板置于37℃培养,停止增殖的菌落所对应的25℃平板上的菌落即为目标菌。
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考点分析:
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为了提高设施农业的经济效益,科研人员对温室栽种的作物进行了相关研究。表中数据为在密闭实验装置内,给予不同光照强度时所测到的该作物氧气释放量;图1表示该作物相对光合速率(即不同叶龄时的净光合速率与B点时的比值)与叶龄的关系,A点表示幼叶成折叠状,B点表示叶片充分展开;图2中曲线12分别表示作物在适宜的光照强度下不同温度时的实际光合量和净光合量。请回答:

光照强度(klux

0

2

4

6

8

10

12

14

O2释放量(uL/cm2·min

02

0

02

04

08

12

12

12

 

 

1)光合作用中,植物细胞在叶绿体的_______________产生氧气;暗反应中,CO2C5结合,形成的C3被还原成糖需要______________提供能量,最终实现了光能转化成为__________________。在细胞呼吸过程中,随着糖等有机物的氧化分解,该能量转化为________________

2)由表可知,在光照强度为4klux时,该作物光合作用的实际产氧量为____________uL/cm2叶面·min

3)图1AB段相对光合速率上升,从光反应角度分析原因是______________CD段相对光合速率明显下降的原因是__________________

4)由图2分析,假如植物生活在12小时光照,12小时黑暗的环境中,则在环境温度高于约________时该植物就不能正常生长,原因是_______________________

5)根据以上研究结果,该温室作物白天生长的最佳环境条件是______________

 

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叶片表面的气孔是由保卫细胞构成的特殊结构,是气体出入植物体的主要通道。气孔能通过开闭运动对外界环境刺激做出响应。请分析回答:

(1)气孔的开闭会影响植物的蒸腾作用、_________________过程的进行。研究表明,气孔的开闭可能与乙烯有关,乙烯是植物体产生的激素,具有________等作用。

(2)研究者取生长良好4~5 周龄拟南芥完全展开的叶,照光使气孔张开。撕取其下表皮,做成临时装片。从盖玻片一侧滴入不同浓度乙烯利溶液(能放出乙烯),另一侧用吸水纸吸引,重复几次后,在光下处理30 min,测量并记录气孔直径。之后滴加蒸馏水,用同样方法清除乙烯利,再在光下处理30 min,测量并记录气孔直径,结果如图1所示。

① 此实验的目的是研究________

② 图1中用乙烯利处理叶片后,气孔的变化说明,乙烯可诱导________,且随浓度增加________

③ 用浓度为__________的乙烯利处理拟南芥叶,既不会伤害保卫细胞,又能获得较好的诱导效果,做出以上判断的依据是________

(3)为研究乙烯调控气孔运动的机制,研究者用cPTIO(NO清除剂)处理拟南芥叶,并测定气孔直径和细胞内NO含量,结果如图2所示。

①实验I、Ⅲ结果说明,有乙烯时________;实验Ⅳ、Ⅱ结果说明,有乙烯时,加入cPTIO后________

②由图2所示结果可以推测________

 

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下图示细胞内由被膜小泡运输物质的过程,请据图分析回答:

1)在细胞内吞过程中,细胞膜内陷形成内吞泡。内吞泡与内含多种水解酶的___________(丙)融合形成丁。除了图中所示的功能以外,丙还能够分解__________________,以保持细胞的功能稳定。

2)在图中戊上所进行的过程称为____________,形成的产物在甲中加工成具有一定__________的蛋白质, 这是它们具有生物活性的前提。在乙中,蛋白质被分拣,有目的地送往___________

a.细胞内         b.细胞外

3)下列物质中,需要经过COPⅡ被膜小泡运输并经过图中a过程的是_______________

a.唾液淀粉酶           b.生长激素          c.抗体           d.细胞膜上载体

4)若定位在甲中的某些蛋白偶然掺入乙,则图中_____________可以帮助实现它们的回收。

 

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哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和具膜的细胞器,是研究膜结构功能的常用材料。当成熟红细胞破裂时,仍然保持原本的基本形状和大小,这种结构称为红细胞影,其部分结构如图所示。研究人员用不同的试剂分别处理红细胞影。结果如下表:(“+”表示有,“-”表示无)

1)构成红细胞膜的基本支架是_______________。膜上有多种蛋白质,其中 B 蛋白与多糖结合,主要与细胞膜的______________功能有关。A G 蛋白均与跨膜运输有关,G 主要功能是利用红细胞____呼吸产生的 ATP 供能, 通过____________方式排出 Na+吸收 K+,从而维持红细胞内高 K+ Na+的离子浓度梯度。

2)在制备细胞膜时,将红细胞置于________中,使细胞膜破裂释放出内容物。由表中结果推测,对维持红细胞影的形状起重要作用的蛋白质包括__________

3)研究发现,红细胞膜上胆固醇含量与动脉粥样硬化(As)斑块的形成密切相关。成熟红细胞不具有合成脂质的___________(填细胞器),其细胞膜上的脂类物质可来自血浆。当血浆中胆固醇浓度升高时,会导致更多的胆固醇插入到红细胞膜上,细胞膜________性降低,变得刚硬易破,红细胞破裂导致胆固醇沉积,加速了 As 斑块的生长。

 

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图l表示含有目的基因D的DNA片段和部分碱基序列,图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列.现有MspI、BamHI、MboI、SmaI四种限制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为:C↓CGG,G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG.下列分析中正确的是(  )

A. 若用限制酶MspI完全切割图1中DNA片段,会破坏2个磷酸二酯键

B. 若图1用限制酶SmaI完全切割后会产生4种不同的DNA片段

C. 若切割图2中的质粒以便拼接目的基因D应选择限制酶BamHI和MboI

D. 导入含有目的基因D的重组质粒的细菌在添加抗生素A和B的培养基上不能存活

 

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