请阅读下面的科普短文,并回答问题:
20世纪60年代,有人提出:在生命起源之初,地球上可能存在一个RNA世界。在原始生命中,RNA既承担着遗传信息载体的功能,又具有催化化学反应的作用。
现有很多证据支持“RNA世界论”的观点。例如,RNA能自我复制,满足遗传物质传递遗传信息的要求;RNA既可作为核糖体结构的重要组成部分,又能在遗传信息的表达过程中作为DNA与蛋白质之间的信息纽带;科学家在原生动物四膜虫等生物中发现了核酶(具有催化活性的RNA)后,又陆续发现在蛋白质合成过程和mRNA的加工过程中均有核酶参与。
蛋白质有更复杂的氨基酸序列,更多样的空间结构,催化特定的底物发生化学反应,而RNA在催化反应的多样性及效率上均不如蛋白质。所以,RNA的催化功能逐渐被蛋白质代替。
RNA结构不稳定,容易受到环境影响而发生突变。RNA还能发生自身催化的水解反应,不易产生更长的多核苷酸链,携带的遗传信息量有限。所以,RNA作为遗传物质的功能逐渐被DNA代替。现今的绝大多数生物均以DNA为遗传物质,还有一个重要原因是DNA不含碱基U。研究发现碱基C容易自发脱氨基而转变为U,若DNA含碱基U,与DNA 复制相关的“修复系统”就无法区分并切除突变而来的U,导致DNA携带遗传信息的准确性降低。
地球生命共同传承着几十亿年来原始RNA演绎的生命之树,生命演化之初的 RNA世界已转变为当今由RNA、DNA和蛋白质共同组成的生命世界。
(1)核酶的化学本质是_________。
(2)RNA病毒的遗传信息蕴藏在_________的排列顺序中。
(3)在“RNA世界”以后的亿万年进化过程中,RNA作为_________的功能分别被蛋白质和DNA代替。
(4)在进化过程中,绝大多数生物以DNA作为遗传物质的原因是:与RNA相比,DNA分子_________。
a.结构简单 b.碱基种类多 c.结构相对稳定 d.复制的准确性高
(5)有人认为“生命都是一家”。结合上文,你是否认同这一说法,请说明理由:_________。
某地蝽蟓的喙长而锋利,可刺穿无患子科植物的坚硬果皮,获得食物,如图1所示。1920年引入新种植物——平底金苏雨树,其果皮较薄,蝽蟓也喜食,如图2所示。调查发现,当地蝽蟓喙的长度变化如图3所示。
请回答问题:
(1)蝽蟓的长喙与短喙为一对相对性状。分析图3可知,引入平底金苏雨树后的60年间,该地区决定蝽蟓__________的基因频率增加,这是____________的结果。
(2)蝽蟓取食果实,对当地无患子科植物种子的传播非常重要,引入平底金苏雨树后,当地无患子科植物种群数量会______________。无患子科植物果实的果皮也存在变异,果皮较_________________的植株更容易延续后代。
(3)进化过程中,当地无患子科植物、平底金苏雨树和蝽蟓均得以生存繁衍,这是物种间_____________的结果。
油菜容易被胞囊线虫侵染造成减产,萝卜具有抗线虫病基因,科研人员以萝卜和油菜为亲本杂交,通过下图所示途径获得抗线虫病油菜。
注:方框中每个大写英文字母表示一个染色体组
(1)自然状态下,油菜和萝卜的杂交后代不可育,存在_____。这是由于F1 植株细胞中存在_____组不同的染色体,这些染色体在减数分裂形成配子时不能_____,无法产生可育配子。
(2)秋水仙素是应用最广泛的多倍体诱导剂,可抑制细胞分裂过程中_____的形成,使染色体数目_____,这种变异类型属于_____。
(3)将异源多倍体与亲本油菜杂交(回交),获得BC1。BC1细胞中的染色体组成为___________(用字母表示)。用BC1与油菜再一次杂交,获得的BC2植株个体间存在胞囊线虫抗性的个体差异,这是由于不同个体获得的来自染色体组______(填图中字母)的染色体不同。
(4)从BC2植株中筛选到胞囊线虫抗性强的个体后,与亲本油菜经过多次_____, 可使抗性基因稳定转移到油菜染色体中并尽快排除萝卜染色体,获得抗线虫病的油菜。
癌细胞的生存会快速消耗细胞内的谷氨酰胺,导致谷氨酰胺缺乏。最新研究发现癌细胞具有适应早期谷氨酰胺缺乏的机制。
(1)正常细胞在物理、化学、病毒等致癌因子的作用下,细胞内的_____基因或抑 癌基因突变,导致细胞的_____失去控制,形成癌细胞。谷氨酰胺是一种氨基酸,大 量存在于人体血液和骨组织中,癌细胞通常需要大量的谷氨酰胺用于合成_________,以 保证其快速生长。如果没有它,癌细胞就不能存活,这种现象被形容为“谷氨酰胺成瘾”。
(2)研究发现,在谷氨酰胺缺乏时,癌细胞膜上的精氨酸载体——S 蛋白增多,精氨酸的摄取量增加,以维持癌细胞继续生长和增殖。S 蛋白增多是由于 S 蛋白基因转录的 mRNA 增多,mRNA 与_____结合翻译 S 蛋白,再经_____加工并形成分泌小泡,分泌 小泡与细胞膜融合,使细胞膜上 S 蛋白增多。
(3)为进一步探究 S 蛋白基因转录与 P 蛋白的关系,科研人员将两种癌细胞分别培养在正常条件和缺乏谷氨酰胺条件下,得到图所示结果。实验结果表明,缺乏谷氨酰胺时,_____。
(4)早期研究结果表明,缺乏谷氨酰胺时,细胞中 P 蛋白磷酸化增加,据此推测缺乏谷氨酰胺导致 P 蛋白磷酸化,磷酸化的 P 蛋白进入细胞核,启动_____。
细胞囊性纤维化(CF)是一种严重的人类呼吸道疾病,与CFTR基因有密切关系。图1为CF的一个家系图,图2为CF致病机理示意图。
请回答问题:
(1)依据图1可以初步判断CF的遗传方式为_________染色体上的_________性遗传。
(2)依据图2分析,过程①称为_________。异常情况下,异亮氨酸对应的密码子与正常情况_________(填相同或不同)。最终形成的CFTR蛋白缺少一个苯丙氨酸,导致其_________结构发生改变,无法定位在细胞膜上,影响了氯离子的转运。
(3)综上分析,导致CF的根本原因是_________。
如图是雌性动物的一个细胞,请据图回答下列问题。
(1)图中的细胞名称是____________,处在____________时期。
(2)图中有____________对同源染色体,它们分别是(用大写字母表示)____________。
(3)形成配子时,非同源染色体有____________种组合的可能性。而一个这样的细胞,最后实际只能产生____________种配子。
(4)发生交叉互换时,a可能与____________发生片段交换,增加配子种类的多样性。