【题目】细胞自噬是真核生物中普遍存在的现象。有利于细胞度过营养缺乏的时期,对生物体具有重要意义。但其调节机制尚未研究清楚,科研人员利用秀丽隐杆线虫进行相关研究。
(1)秀丽隐杆线虫有两种性别,雌雄同体(2n=10+XX)和雄性(2n=10+X),雌雄同体线虫可自交产生后代,雄虫存在时也可以杂交。特定环境下,雌雄同体线虫经____________过程产生较多的_____________的配子,该配子与染色体组成为n=5+X的配子结合发育成雄性个体。
(2)研究者用诱变剂处理雌雄同体成虫,任其自交产生F1代、F2代。
①若F1代就出现突变个体,一般认为该突变性状为显性,这是因为:基因突变具有______________的特点,雌雄配子含有相同位点的突变基因的可能性极低,故突变个体可被视为______________(纯合子/杂合子),其表现出的性状是显性性状。
②在F2代出现了某一种自噬异常突变体,在普通环境下,将其与野生型雄虫共同培养,可根据子代是否出现较多性别为________________的个体判断杂交是否成功,再选择其子代中表现型为________________的个体自交,自交子代表现型及比例为野生型雌雄同体;突变型雌雄同体=3:1,初步判断此突变性状为______基因隐性突变决定的。
(3)为确定此自噬异常突变体中突变的基因,科研人员对相应cDNA测序,发现突变体E基因异常,如下图所示:
图1 :野生及突变体E基因非模板链部分编码序列
(注:可能用到的密码子:AUG—甲硫氨酸(起始);AGA/AGG—精氨酸;GAA—谷氨酸;AUA—异亮氨酸;UAA—终止;)
综合上述结果,从分子水平阐述此突变体自噬异常的原因是___________________。
(4)已知细胞自噬的过程如图2所示。
图2 :自噬过程示意图
为确定E基因在自噬过程中的作用位置,科研人员利用已知功能的L基因突变体进行了一系列观察研究,结果如下:
线虫类型 | 细胞自噬的现象 | ||
自噬小体 | 自噬溶酶体 | 自噬底物降解 | |
野生型 | 少量 | 有 | 是 |
E基因突变体 | 无 | 无 | 否 |
L基因突变体 | 大量 | 无 | 否 |
E与L基因双突变体 | i_____________ | Ii________________ | Iii_________________ |
研究者根据该结果推测,在自噬过程中E基因控制的过程在L基因之前。请补全上述表格。
(5)由于生物之间具有________________,细胞内自噬过程及调控机制高度相近,使得结构简单的线虫成为细胞自噬研究的模式生物。
【答案】减数分裂 不含有X染色体的(或染色体组成为n=5+0) 稀有性 杂合子 雄性 野生型雌雄同体 单 E基因内发生了由G-G到T-A碱基对的替换,导致其转录的mRNA相应位置谷氨酸密码子变为终止密码子,导致其蛋白质翻译提前终止,短于正常蛋白,导致其功能异常,造成自噬过程异常 无 无 否 统一性
【解析】
1.基因突变:DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构改变。基因突变若发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代;若发生在体细胞中则不能遗传。
2.诱发因素可分为:
①物理因素(紫外线、X射线及其他辐射能损,伤细胞内的DNA) ;②化学因素(亚硝酸、碱基类似物等能改变核酸的碱基) ;③生物因素(某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA)
3.发生时期:有丝分裂间期或减数第一-次分裂前的间期。
4.基因突变的特点:普遍性;随机性;低频性;多数有害性;不定向性。
(1)特定环境下,雌雄同体线虫经减数分裂过程产生较多的不含X染色体的(或染色体组为n=5+0)配子,该配子与染色体组成为n=5+X的配子结合发育成(2n=10+X)的雄性个体。
(2)①若F 1代就出现突变个体,一般认为该突变性状为显性,这是因为基因突变具有稀有性的特点,雌雄配子含有相同位点的突变基因的可能性极低,故突变个体可被视为杂合子,其表现出的性状是显性性状。
②如果在F2代出现了某一种自噬异常突变体,因为雌雄同体线虫经减数分裂过程产生较多的不含X染色体的配子,该配子与染色体组成为n=5+X的配子结合可发育成较多雄性个体,在普通环境下,据此可以将其与野生型雄虫共同培养,可根据子代是否出现较多性别为雄性的个体判断杂交是否成功,。再选择其子代中表现型为野生型雌雄同体的个体自交,自交子代表现型及比例为野生型雌雄同体:突变型雌雄同体=3:1,初步判断此突变性状为单基因隐性突变决定的。
(3)由图1可知,此突变体自噬异常的原因是:E基因内第544位的碱基对发生了由G-C到T-A碱基对的替换,导致其转录产生的mRNA相应位置的谷氨酸密码子变为终止密码,使蛋白质翻译提前终止,短于正常蛋白,导致其功能异常,使自噬过程异常。
(4)由于研究者根据该结果推测自噬过程中E基因控制的过程在L基因之前,根据表格信息确定,E与L基因双突变体应与E基因突变体细胞自噬的现象表现相同。即表格相应处应该填写为:i无Ii无Iii否
(5)细胞内自噬过程及调控机制高度相近,由于线虫的结构简单,而且生物之间具有统一性,因此经常选择线虫成为细胞自噬研究的模式生物。
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【题目】如下图为细胞中化合物 A 与化合物 B 生成化合物 D 的过程示意图,C 为化学键。下列叙述中正确的是( )
A.若 A 为甘油、B 为脂肪酸,则 D 中含有元素 P
B.若 A 为葡萄糖、B 为果糖,则 D 为麦芽糖
C.若 A 为甲硫氨酸、B 为甘氨酸,则 C 可表示为 CO-NH
D.若 A 为腺苷,B 为磷酸基团,则 C 不是高能磷酸键
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【题目】下图为细胞内某些蛋白质的加工、分拣和运输过程,M6P受体与溶酶体水解酶的定位有关。下列叙述错误的是
A. 分泌蛋白、膜蛋白、溶酶体水解酶需要高尔基体的分拣和运输
B. M6P受体基因发生突变,会导致溶酶体水解酶在内质网内积累
C. 溶酶体的形成体现了生物膜系统在结构及功能上的协调统一
D. 若水解酶磷酸化过程受阻,可能会导致细胞内吞物质的蓄积
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【题目】下图为原核生物某基因控制蛋白质合成的示意图,下列叙述正确的是
A. ①过程DNA分子的两条链可分别作模板以提高合成蛋白质的效率
B. ①过程程需要RNA聚合酶参与,此酶能识别RNA中特定的碱基序列
C. ①②过程都发生碱基互补配对,配对方式均为A和U、G和C
D. 不同密码子编码同种氨基酸可减少由于基因中碱基的改变而造成的影响
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【题目】植物越冬休眠和夏天生长受多种激素的调节,如下图所示。有关叙述正确的是
A. 夏季①→③→④过程能增加植物体内细胞分裂素含量,促进植物生长
B. 秋末①→③→⑤过程能增加叶肉细胞内的胡萝卜素含量,提高光合作用速率
C. 越冬休眠过程中,植物体内的赤霉素和脱落酸的含量都会增加
D. 各种植物激素通过直接参与细胞内的代谢过程实现对生命活动的调节
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【题目】如图为细胞某种生理活动过程图解,A、R、C、D、E 代表物质(其中R 代表ATP),①、②、③代表生理过程。请据图回答:
【1】写出图中字母与数字所分别代表的物质与生理过程的名称:A_____、C_______①_____、②_____
【2】在葡萄糖形成物质 A 之后,当细胞处在_____________条件时,物质 A 在一系列酶的作用下,首先氧化成为_____,才能参与生理过程②。
【3】生理过程①进行的场所是_____,能产生大量能量的生理过程是_____(填编号),该过 程发生的场所是_____。
【4】如果该细胞为人体骨骼肌细胞,当剧烈运动时,则物质 A 可以形成_____;如果是植 物根细胞在受涝时,物质 A 可以形成_____。
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【题目】某生物兴趣小组调査得知,有一种遗传病由A、a和B、b两对等位基因控制,两对等位基因均位于常染色体上且独立遗传,只有同时存在两种显性基因时才不患病,若已知2号不携带致病基因,5号和6号生育后代正常的概率为9/16。据此分析,下列说法中不正确的是
A.1号和3号的基因型可能相同
B.3号和4号所生的后代也可能患病
C.8号是杂合子的概率为3/7
D.7号与基因型为aabb的男性婚配,后代患病概率为5/9
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【题目】研究者以引进的白菜杂交种(2n=20)为材料,利用单倍体育种技术获得一全株黄化的白菜突变品系乙,并对其突变性状的生理和遗传特性进行了研究。
(1)白菜的绿叶与黄叶是一对______;在实验中作为______组的绿叶品系甲也是利用上述白菜杂交种的花粉培育而来。
(2)研究者检测了甲乙两品系白菜的光合特性相关指标及叶绿体的超微结构,结果如下。
总叶绿素含量(mg/g) | 类胡萝卜素含量(mg/g) | 净光合速率() | |
品系甲 | 1.43 | 0.36 | 21.18 |
品系乙 | 0.49 | 0.15 | 12.69 |
据上述两方面结果推测,相对品系甲而言,品系乙净光合速率下降的原因可能是由于__________________所致。
(3)叶绿素生物合成途径如图1,为继续探究突变品系乙叶绿素含量减少的原因,研究者对上述两品系的叶片叶绿素生物合成中间代谢产物含量进行了测定,结果如图2。
根据测定结果推测,品系乙黄化突变体叶绿素生物合成主要受阻于__________________的过程,说明突变基因影响了叶绿素生物合成代谢通路的相关基因表达。
(4)研究者欲研究品系乙黄化突变基因的遗传方式,进行了如图3所示杂交实验:根据杂交实验结果推测,绿叶与黄叶是由位于____________控制。利用F1与______杂交进行验证,若结果出现__________________,则说明上述推测正确。实测结果证实推测。
(5)为进一步对突变基因进行定位,需分别构建只含有单对突变基因的纯合品系。过程如下:从F2中选取______植株单株自交,每株自交后代称为一个F3株系,然后在子代性状及分离比为____________的F3株系中,选取绿叶植株单株自交,获得未发生性状分离的株系,即为目标品系。本研究成果可为今后探明基因互作调控植株黄化的分子机制奠定基础。
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【题目】玉米籽粒黄色基因T与白色基因t是位于9号染色体上的一对等位基因,已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用但不致死。请结合相关知识分析回答:
(1)现有基因型为Tt的黄色籽粒植株甲,其细胞中9号染色体如图一。
①植株甲的变异类型属于染色体结构变异中的_________。检测该变异类型最简便的方法是___________。
②为了确定植株甲的T基因位于正常染色体还是异常染色体上,让其进行自交产生F1。如果F1表现型及比例为_________,则说明T基因位于异常染色体上。与豌豆的自交相比,玉米自交需要增加的操作是_________。
(2)以植株甲为父本,正常的白色籽粒植株为母本,杂交产生的F1中,发现了一株黄色籽粒植株乙,其染色体及其基因组成如图二。
①该植株出现的原因是____(填“父本”或“母本”)减数分裂过程中_____未分离。
②植株乙在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机移向细胞两极,并最终形成含1条和2条9号染色体的配子。若用植株乙进行单倍体育种,则产生子代的籽粒黄色与白色的比例为_______,该育种过程的两个关键步骤是______。
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