题目内容
【题目】下图甲表示小球藻的某生理过程,科学家向小球藻培养液中通入放射性14CO2。在不同条件下连续测量小球藻细胞中14C标记的图甲中三种化合物的相对量,其变化曲线如图乙所示。请据图回答下列问题。
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(1)图甲所示生理过程发生在__________中,若要使该过程持续稳定地进行,必须由光反应持续提供____________和____________。
(2)图乙曲线a、b、c分别表示图甲中化合物________、________和________相对量的变化。
(3)参照图甲分析出现图乙a曲线的原因是:____________条件下,小球藻吸收培养液中14CO2并逐渐合成_______________使其上升;突然停止该条件的处理,光合作用的__________反应减弱,________________不能继续被还原,14CO2继续被固定,使其再次上升。
【答案】叶绿体基质 [H] ATP C3 (CH2O) C5 光照 14C标记的C3 光 14C标记的C3
【解析】
分析题图:甲图为光合作用暗反应过程,包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两个过程,其中三碳化合物的还原需要光反应提供[H]和ATP,因此图中“?”表示[H]和ATP。
图乙中,由光照转为黑暗,光反应减弱,产生的ATP和[H]减少,C3的还原量减少,合成有机物减少,C3的量得到积累,相反的,由于 C5的来源减少,所以总体 C5的量减少,故a、b、c分别表示图甲中化合物C3和(CH2O)和C5。
(1)根据以上分析已知,图甲表示的是光合作用的暗反应阶段,其发生的场所是叶绿体基质;暗反应的持续进行需要光反应不断的提供[H]和ATP。
(2)根据以上分析已知,图乙中a、b、c分别表示图甲中化合物C3和(CH2O)和C5。
(3)曲线a有两次上升过程,参照暗反应过程分析其原因分别是:光照条件下,小球澡吸收培养液中的14CO2并被固定为14C标记的C3,使其上升;突然停止光照,光反应减弱,光反应产生的[H]和ATP减少,14C标记的C3不能继续被还原,而14CO2继续被固定,使其再次上升。
【题目】与延缓衰老、延长寿命相关的研究都备受关注。研究表明线粒体的形态和功能与寿命密切相关,药物RU486通过改变线粒体的形态、数量以延缓衰老,延长果蝇寿命。请回答问题:
(1)线粒体动力蛋白(D1)可直接影响线粒体形态和功能。为研究线粒体动力蛋白(D1)在衰老中的作用,研究者获得转D1基因果蝇过程中,用______酶将启动子(daGS)、目的基因激活序列(UAS)以及D1基因与质粒共同构建基因表达载体,通过______方法导入果蝇多个______中,培育形成转基因果蝇。
(2)为揭示RU486缓解衰老的机制,科学家进行了系列实验研究。
①转基因果蝇D1基因的表达依赖于药物RU486(RU486对非转基因果蝇的寿命及线粒体形态无任何影响),研究人员对不同日龄的转基因果蝇研究,结果如图所示。
年龄 | 10日龄(幼年) | 28日龄(成年) | 37日龄(老年) | 30日龄+7日RU486处理 |
荧光标记 线粒体 |
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RU486 | - | - | - |
注:虚线框代表线粒体边缘,30日龄的果蝇相当于中年个体
实验结果显示,在果蝇衰老过程中,线粒体的变化特征是______,进而引起机体的衰老。
②RU486处理30日龄果蝇7天后D1蛋白含量基因表达量变化如图所示。RU486会______D1基因的表达,最适浓度是______。结合①RU486处理组线粒体的变化,推测RU486缓解衰老的机制是______,从而延缓衰老。
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(3)进一步研究表明,RU486饲喂在影响D1基因表达后,线粒体自噬显著增加,延缓果蝇衰老。同时,另据研究推测A1基因表达产物会抑制线粒体自噬,请补充完善下述实验设计方案进行验证。
注:自噬是一个吞噬自身细胞质蛋白或细胞器并使其包被进入囊泡,并与溶酶体融合形成自噬溶酶体,降解其所包裹的内容物的过程,藉此实现细胞本身的代谢需要和某些细胞器的更新。
组别 | 实验材料 | RU486 处理 | 检测变量 | |
______ | ______ | |||
实验组 | 转基因果蝇(30日龄) | + |
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对照组1 | 野生型果蝇(30日龄) | - | ||
对照组2 | 转基因果蝇(30日龄) | - | ||
实验结果与该推测一致。
(4)根据上述研究,尝试阐述RU486延缓果蝇衰老的机制是______