【题目】T4噬菌体中双链DNA分子的某一片段可发生多种突变。T4噬菌体这一片段发生突变的所有突变型独立感染大肠杆菌后,均丧失产生子代的能力。

1T4噬菌体基因的基本单位是______T4噬菌体侵染大肠杆菌时,将DNA注入到大肠杆菌细胞内,经____________过程,利用______提供的物质合成蛋白质,用以产生子代噬菌体。

2)现有仅一个位点发生突变的T4噬菌体的三种突变型(突变体甲、乙、丙)。突变型噬菌体成对组合同时感染大肠杆菌,两噬菌体在大肠杆菌细胞内产生的蛋白质可以共用;两个噬菌体的DNA会有类似真核生物有性生殖中遗传物质交叉互换的过程。

实验发现:

①甲与乙同时感染大肠杆菌,产生了子代噬菌体,表明甲、乙中的相应突变基因之间的关系为______

②甲与丙同时感染大肠杆菌,大多数情况下不能产生子代噬菌体。表明两突变体产生的蛋白质______ (填写“能”或“不能”)相互弥补缺陷,故甲、丙的相应突变基因是由______突变来的。通过上述实验现象可以看出,一个基因中_____(可以/不可以)发生多个突变。

③甲与丙同时感染大肠杆菌后,偶尔也会产生子代噬菌体。原因是两个突变体的DNA之间发生片段的交换,使得其中一个噬菌体的DNA拥有了全部的_____ (填写“正常”或“突变”)基因,从而可以产生后代。

3)结合已有知识,就T4噬菌体而言,请判断基因是否是遗传物质控制其性状的功能单位,是否是其发生突变或重组的最小结构单位,并阐述理由__________

【题目】细胞周期受到一系列分子的精确调控,调控异常会引起细胞增殖异常,从而导致肿瘤的发生。S蛋白与肿瘤的发生发展密切相关,为研究S蛋白对肿瘤细胞有丝分裂是否具有调控作用,实验人员做了以下探索:

1)获得能表达融合蛋白(GFP-H2B)的人宫颈癌(Hela)细胞:染色体(质)的主要成分是_____和蛋白质,H2B是染色体中的一种蛋白;GFP是一种绿色荧光蛋白(利用荧光显微镜可以观察活细胞中GFP发出的荧光)。将含融合基因的_____导入Hela细胞,使其能表达GFP-H2B,用于连续观察活细胞中_____,从而判断细胞所处的时期,进而得出分裂各时期持续的时间。

2)干扰癌细胞中S蛋白的表达:

Hela-GFP-H2B细胞接种在细胞培养板的2个孔中,实验组加入能与S基因mRNA互补配对的siRNA,对照组应加入_____24h后,检测S蛋白的含量,结果如右图。实验结果表明,____

3Hela细胞的同步化处理将(2)中的两组细胞进行如下图所示的处理。

阻断I:培养在含有过量的TdRDNA复制抑制剂)的培养液中,培养时间不短于(G2+M+G1)的时间总和,使细胞都停留在S期;

解除:更换正常的新鲜培养液,培养的时间应控制在_____范围之间;

阻断II:处理与阻断I相同。

经过以上处理后,所有细胞都停留在细胞周期的某一时刻,请用在图d中标出_____,从而实现细胞周期的同步化。

4)活细胞成像,测定细胞分裂期的时间:

对上述同步化处理的两组细胞放入正常培养液中培养7h,再用荧光显微镜对各组细胞的有丝分裂期进程进行图像采集,5min采集一次图像,部分结果如下:

图中A细胞处于______期,D细胞发生的主要变化是______。由图可知,__________。由此表明S蛋白的功能是______

5)请你提出一个进一步研究的课题:__________

【题目】阅读下面的材料,完成(1)~(4)题。

20世纪60年代,科研人员利用红外线CO2分析技术研究烟草、大豆等作物的光合动态,发现这些作物的叶照光后移至黑暗环境,短时间内(约1分钟)出现CO2释放量急剧增高的现象,随后释放量减少至与黑暗环境一致。由此科研人员提出,植物的叶肉细胞在光下必有一个与呼吸作用不同的生理过程,即在光照下叶肉细胞吸收O2,释放CO2。由于这种反应需叶绿体参与,并与光合作用同时发生,故称光呼吸。

光呼吸过程简图

光呼吸现象存在的根本原因在于Rubisco是一个双功能的酶,具有催化羧化反应和加氧反应两种功能,其催化方向取决于CO2O2的浓度。当CO2浓度高而O2浓度低时,RuBP1,5-二磷酸核酮糖,C5)与进入叶绿体的CO2结合,经此酶催化生成2分子的PGA3-磷酸甘油酸,C3),进行光合作用;反之,RuBPO2在此酶催化下生成1分子PGA1分子PG2-磷酸乙醇酸,C2),后者在相关酶的作用下生成乙醇酸(光呼吸的底物),通过光呼吸代谢循环合成PGA,重新加入卡尔文循环,而1/ 4PG则以CO2的形式释放。

有人认为光呼吸将植物体已固定的CO2又释放出来,而CO2重新利用又需要消耗ATP[H],因此认为光呼吸是地球上最浪费能源的一个过程,限制了作物产量。

近年来,科研人员发现若较长时间或较大程度的抑制光呼吸,植物均不能正常生长甚至死亡。有数据表明PG是叶片中的一种有害产物,其合成与Rubisco具有羧化和加氧反应的特性有关,而光呼吸可清除PG。同时植物体在低浓度CO2情况下,叶绿体内NADPH/NADP+比值较高,会导致更多自由基生成,使叶绿体的结构和功能受到损伤。光呼吸可使CO2 不断释放,并在叶绿体中重新被固定,有助于降低自由基的形成,从而起保护作用。

1Rubisco是一种存在于_____的酶,在光照条件下,可以催化RuBPCO2生成PGA,再利用光反应产生的____将其还原;也可以催化RuBPO2反应,推测O2CO2比值______时,有利于光呼吸而不利于光合作用。通过光呼吸可以将Rubisco催化产生PG______(用比值表示)的碳重新利用,从而将光呼吸所造成的负面效应最小化。

2)比较细胞呼吸和光呼吸的区别,写出你进行比较的角度(至少写出三个方面)__________

3)请写出验证植物存在光呼吸现象的实验设计思路,并将预期实验结果绘制在给定的坐标系中。_______

4)请结合本文内容,提出光呼吸对植物体的重要意义。__________

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