②根据以上分析已知,突变体A、B分别缺失了5个、12个碱基对,其中突变型A的5个碱基对不是3的倍数,造成mRNA上的密码子阅读框错位,对蛋白质影响较大;而突变型B的12个碱基对是3的倍数,造成蛋白质中4个氨基酸缺失,对蛋白质影响相对小。因此与突变型B相比,突变型A在性状上与野生型差异更大,适合用于研究rp2基因的功能。 ③相同突变类型的F1个体为突变基因的杂合子,则它们相互杂交产生的后代中突变纯合子占1/4,而实际上只有10%,说明rp2基因突变影响了斑马鱼的个体发育,rp2基因纯合导致其存活率降低。
(4)据图分析,与野生型相比,究突变的rp2基因转录产生的三种RNA不变,翻译产生的β-actin也不变,而翻译产生的P1、P2都减少了,说明rp2基因突变对P1和P2基因的转录无影响,但下调P1、P2的表达量(或导致P1、P2降解)。
(5)根据题意分析,若该患者是由于rp3所在片段易位所致,则科学家利用X染色体上的
rp3基因位点紧密连锁的S序列对患者DNA进行检测,患者该序列的拷贝数应该是正常男性
的2倍。
点睛:解答本题的关键是根据图3中野生型和突变型的三种RNA的含量比较以及三种蛋白质的含量比较判断rp2基因突变影响的过程。
8. 科研人员研究了周期节律对拟南芥光合作用的影响。
(1)科研人员使用化学诱变剂处理野生型拟南芥,诱导拟南芥发生________,筛选得到周期节律改变的纯合突变体Z和T,在正常光照下条件下测定突变体和野生型植株的气孔导度(气孔开放程度),得到图1所示结果。据图可知,突变体Z的周期节律比野生型________,突变体T的周期节律则______。
(2)研究者推测植物生物钟周期与环境昼夜周期可能共同影响光合作用。
①科研人员检测了野生型拟南芥在T20(光照和黑暗各10h)、T24(光照和黑暗各12h)和T28(光照和黑暗各14h)条件下叶片的叶绿素含量,图2结果表明________。
②科研人员继续进行了图3所示的实验,该实验目的是探究_________。该实验方案有不足之处,请写出对该实验的改进措施。________。
(3)CO2浓度是影响光合作用的重要因素。研究人员发现,与野生型拟南芥相比,节律异常突变体C在 T24光照条件下碳固定量仅为前者一半。据图4和图5所示研究结果推测,突变体C碳固定量低的原因可能是生物节律异常使植物短期持续光照条件下________较小,从而减小了________,从而导致较低的碳固定量。
(4)植物具有“周期共鸣”的特点,即植物内在的生物节律与外界昼夜的时间变化(正常昼夜周期为24小时)相互匹配。研究人员发现两者的完全“周期共鸣”可使拟南芥在35天内的干重增加明显高于其他“周期共鸣”匹配不完全的处理组。综合上述研究,请阐述“周期共鸣”对光合作用起调节作用的机制:________。
【答案】 (1). 基因突变 (2). 短 (3). 变长 (4). 植物生物钟周期长于或短于环境周期均导致拟南芥叶片叶绿素含量减少 (5). 植物生物钟周期与环境昼夜周期之间匹配程度是否通过影响叶绿素含量而影响光合作用 (6). 补充突变体Z和T在T24条件下的实验;补充野生型植株在T20、T24和T28条件下的实验 (7). 气孔开度(气孔导度) (8). CO2吸收量 (9). 影响拟南芥叶片内的叶绿素含量,影响光反应速率,从而影响CO2固定量影响拟南芥的气孔导度,影响CO2吸收量,从而影响暗反应速率 【解析】
【分析】
据图1分析,野生型的周期为24h,其中气孔导度中午12点时最大;突变体T的周期为18h左右;突变体Z的周期为36h左右。据图2分析,T24的叶绿素含量最高,T20的叶绿素含量次之,T28的叶绿素含量最低。据图3分析,突变体T在T28条件下的叶绿素含量比在T20条件下高,而突变体Z在T28条件下的叶绿素含量比在T20条件下的低。
【详解】(1)使用化学诱变剂处理野生型拟南芥,可以诱发其基因突变;根据以上分析可知,与野生型相比,突变体Z的周期节律较短,而突变体T的周期节律则变长。
(2)①根据以上分析可知,T24的叶绿素含量最高,T20叶绿素含量次之,T28的叶绿素含量最低,说明植物生物钟周期长于或短于环境周期均导致拟南芥叶片叶绿素含量减少。 ②根据图3分析可知,该实验的自变量是突变体的种类(生物周期不同)、环境昼夜周期,因变量是叶绿素含量,因此该实验的目的是探究植物生物钟周期与环境周期之间匹配程度是否通过影响叶绿素含量而影响光合作用。该实验环境昼夜周期只有T20、T28,而没有T24,且没有野生型的实验情况,所以应该补充突变体Z和T在T24条件下的实验,并补充野生型植株在T20、T24和T28条件下的实验。
(3)根据图4、5分析可知,短期持续光照条件下突变体C的气孔导度低,减小了CO2的吸收量,进而导致了其较低的碳固定量。
(4)根据题意分析,两者的完全“周期共鸣”可使拟南芥在35天内的干重明显高于其他“周期共鸣”匹配不完全的处理组,综合以上分析可知,“周期共鸣”对光合作用起调节作用的机制为:影响拟南芥叶片内的叶绿素含量,影响光反应速率,从而影响CO2固定量;影响拟南芥的气孔导度,影响CO2吸收量,从而影响暗反应速率。
【点睛】解答本题的关键是找出图3中实验的自变量和因变量,判断实验的目的,并根据实验设计的对照性原则和单一变量原则分析(2)中实验设计存在的问题,提出改进实验的措施。
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