片中SA含量显著增加 (6). 由3号叶片合成并运输而来 (7). 未感染的上位 (8). 含O的SA含量 (9). 感染部位大量(或“过量”)合成SA引发感染部位细胞凋亡,阻止病原体扩散;合成的SA运输至未感染部位,引起未感染部位SA含量适当升高,提高抗病蛋白基因表达,植物抗病性增强,不易被病原体侵染 【解析】试题分析:结合题意,根据图1分析可知,无SA积累的突变体植株感染病斑面积比有SA积累的野生型植株大,说明SA能增强植株的抗病性。由于SA优先与细胞内的受体b结合,当SA含量缺乏或过少时,细胞内游离态受体b多,它会抑制抗病蛋白基因的表达,则表现型为抗病性减弱;当SA含量适中时,细胞缺少游离态的受体b和结合态的受体a,所以细胞内抗病蛋白基因的表达增多,则表现为抗病性增强;当SA含量过多时,细胞内结合态的受体a多,它会抑制抗病蛋白基因的表达,则表现为抗病性减弱。结合图2和实验目的,分析图3中实验结果,接种后96小时,3号叶片中SA含量明显升高,未感染的上位叶片(即4、5、6、7、8号叶)中SA含量略有升高,随着时间延长,3号叶片中SA含量进一步升高,未感染的3号上位叶片中SA含量显著增加。根据科学测定结果分析,只有3号叶片中SA合成酶的活性明显升高,说明3号叶片及其上位叶片中SA的来源都是3号叶片合成并不断向上运输。若要证明3号的上位叶片中SA
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来源于3号叶片合成,通过用O2的原料参与3号叶片中SA的合成,一段时间后,分别提取3号上位叶片
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(即4、5、6、7、8号叶)中SA,检测其是否含有O的SA。若含有,则推测结论成立。
(1)根据植物组织培养过程:外置体经脱分化形成愈伤组织,愈伤组织经再分化首先形成胚状体,进而发育为植株。转基因植株的培育是愈伤组织经过再分化形成并发育为SA积累缺陷突变体植株。结合前面的分析可知,无SA积累的突变体植株感染病斑面积比有SA积累的野生型植株大,说明SA能增强植株的抗病性。
(2)根据前面分析,只有SA在植物体内含量适中,植株的抗病性才最高的原理可知:由于SA优先与细胞内的受体b结合,当SA含量适中时,细胞缺少游离态的受体b和结合态的受体a,所以细胞内抗病蛋白基因的表达增多,则表现为抗病性增强;当SA含量过多时,细胞内结合态的受体a多,它会抑制抗病蛋白基因的表达,则表现为抗病性减弱。
(3)①根据实验结果分析,接种后96小时,3号叶片中SA含量明显升高,未感染的上位叶片中SA含量 略有升高,随着时间延长到144h,3号叶片中SA含量进一步升高,未感染的上位叶片中SA含量显著增加。②结合前面的分析可知,由于只有3号叶片中SA合成酶的活性明显增加,据此推测,未感染的上位叶片中SA的来源是3号叶片合成并运输而来。
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若要验证3号的上位叶片中SA来源于3号叶片合成,通过用O2的原料参与3号叶片中SA的合成(需要18
对3号叶片进行套袋处理,防止O2与3号上位叶片接触),一段时间后,提取3号上位叶片中SA,检测是
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否含有O的SA。若含有,则推测结论成立。
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(4)综合上述结果分析,植物是通过调控不同部位SA的量来抵御病原体的侵染,其原理是:若感染部位大量合成SA,则易引发感染部位细胞凋亡,阻止病原体扩散;若合成的SA运输至未感染部位,则引起未感染部位SA含量适当升高,提高抗病蛋白基因表达,植物抗病性增强,不易被病原体侵染。
【点睛】分析本题关键要结合(2)小题的信息,得出只有SA含量在植株体内适中时,由于无缺少游离态的受体b和结合态的受体a,所以细胞内抗病蛋白基因的表达增多,则表现为抗病性增强。
7. 日节律是动物普遍存在的节律性活动,通常以24h为周期。研究者从果蝇的羽化节律开始,逐渐揭示出日节律的分子机制。
(1)羽化节律是果蝇的一种日节律行为,由机体的__________系统、内分泌系统共同调控。
(2)研究者通过诱变得到羽化节律紊乱的雄蝇,推测雄蝇的羽化节律紊乱与野生型基因per的突变有关。将羽化节律紊乱的雄蝇与两条X染色体融合在一起的雌蝇杂交,由于雌蝇经减数分裂产生______X染色体的卵细胞,导致杂交子代中出现性染色体只有一条正常X染色体的个体(表现型为雄性),这些子代雄性个体羽化节律_________,判断per基因位于X染色体上。
(3)per的突变基因PerS、PerL、PerO分别导致果蝇的羽化节律变为短节律(羽化周期缩短)、长节律(羽化周期变长)和无节律。研究者利用棒眼(伴X显性遗传)正常节律雌蝇进行图1所示杂交实验,对per基因及突变基因间的显隐性关系进行研究。
SL
研究者观察F2中___________个体的羽化节律,可以判断Per、Per间的显隐性关系,这是由于该个体的X
染色体__________。利用上述杂交方法,可判断per基因及突变基因间显隐性关系。
(4)经过几十年的研究,人们对动物中以24h为周期的日节律形成机理有了基本了解,如图2所示。
据图分析,P蛋白和T蛋白积累到一定数量时,会在细胞质内结合形成P-T蛋白二聚体,二聚体通过_____进入细胞核,抑制相关基因的________,这是一种________调节机制。白天时,某光敏蛋白可以与T蛋白相互作用,导致T蛋白降解,_________蛋白积累量增加,动物表现出日节律现象。
(5)地球上很多生物都有日节律现象,但参与调控的基因和分子机制高度相似且在进化上比较保守,这是由于基因一旦发生改变,______________。
【答案】 (1). 神经 (2). 不含 (3). 全部紊乱 (4). 非棒眼雌蝇 (5). 来自于不同的突变体雄蝇,分别携带perS和perL基因 (6). 核孔 (7). 转录 (8). 负反馈 (9). X (10). 会打破长期进化形成的平衡状态(或“相对稳定状态”),导致适应性降低,在自然选择过程中被淘汰
【解析】试题分析:由于控制羽化节律的基因与棒眼基因(设为A)都是伴X染色体遗传,结合图1中亲本表现型,则亲本基因型为X果蝇(X
aPerS
aPerL
Y和X
APerL
XAPerL;F1中棒眼雌蝇的基因型为XAPerXaPerL,它与非棒眼短节律雄
aPerL
Y)杂交,则F2中会出现基因型为X
aPerL
XaPerS、XAPerXaPerS的雌果蝇以及基因型为XAPerY、XaPerLY
的雄果蝇。若F2非棒眼雌果蝇(即X
S
L
XaPerS)表现型为长节律,则PerL对PerS为显性;若表现型为短节
APer
律,则Per对Per为显性。若F2棒眼雌果蝇(即X
XaPerS)表现型为正常节律,则Per对PerS为显性;
SLO
若表现型为短节律,则Per对Per为显性。利用该杂交方法,还判断per基因与突变基因Per、Per间显隐
性。分析图2中T蛋白基因、Per基因、X蛋白基因分别控制T蛋白、P蛋白和X蛋白的合成,并从细胞核内经核孔到细胞质中。其中,T蛋白在白天会降解;P蛋白只有在T蛋白缺乏时会降解;若T蛋白和P蛋白均在晚上合成时则在细胞质中形成二聚体P-T蛋白,并经核孔到细胞核中控制相关基因的转录;而其中的X蛋白能正常控制羽化日节律。
(1)羽化节律是果蝇的一种生命活动,而动物的生命活动是由神经系统和内分泌系统共同调控完成的。 (2)两条X染色体融合在一起的雌蝇在减数分裂中会产生不含X染色体的卵细胞或含1条融合X染色体的卵细胞。当不含X染色体的卵细胞与正常含1条X染色体的精子结合形成受精卵,则发育产生只含1条X染色体的雄果蝇。若只含1条X染色体的羽化紊乱雄果蝇的子代雄果蝇也只含这一条X染色体,且全部表
现为羽化紊乱,则说明控制羽化紊乱的突变基因位于该X染色体。
(3)根据(2)小题,由于控制羽化节律的基因与棒眼基因(设为A)都是伴X染色体遗传,结合图1中亲本表现型,则亲本基因型为X
aPerL
Y和X
APerL
XAPerL;F1中棒眼雌蝇的基因型为XAPerXaPerL,它与非棒眼短节
aPerSaPerLaPerSAPeraPerSAPer
X律雄果蝇(XY)杂交,则F2中会出现基因型为X、XX的雌果蝇以及基因型为XY、aPerLaPerSAPeraPerS
XaPerLY的雄果蝇。X所以可以通过观察F2非棒眼雌果蝇(即X)的表现型和棒眼雌果蝇(即XX)LSS
的表现型来判断Per、Per的显隐性以及Per、Per的显隐性,因为根据遗传规律可知,F2雌雄个体的X染
色体上正好含有Per和Per、Per和Per基因。
(4)结合前面的分析可知,P蛋白和T蛋白积累到一定数量时,会在细胞质内结合形成P-T蛋白二聚体,二聚体通过核孔进入细胞核,抑制相关基因的转录,从而减少二聚体的形成,这是一种(负)反馈调节机制。白天时,T蛋白降解,X蛋白积累量增加,动物表现出日节律现象。
(5)在不同生物体上日节律现象都呈现参与调控的基因和分子机制高度相似且在进化上比较保守,这是因为基因一旦发生改变,会打破长期进化形成的相对平衡状态,导致生物的适应性降低,在自然选择过程中被淘汰。
【点睛】关键:通过羽化节律紊乱的雄蝇与两条X染色体融合在一起的雌蝇杂交,子代含1条X染色体的雄蝇全为羽化紊乱,则得到控制羽化节律的基因(Per)位于X染色体上;其次通过图2中遗传图解分析各代的基因型,分析得出只有观察F2中雌果蝇的表现型才可以判断突变基因之间以及突变基因与正常基因的显隐性。
8. 草本植物报春花多数为二型花柱,少数为同型花柱(如图1所示)。花药的位置明显低于柱头的为长柱型花;柱头位置明显低于花药的为短柱型花。同型花柱的花中,花药与柱头高度相近。
LSS
(1)熊蜂、蝴蝶和天蛾等昆虫为生态系统成分中的_________,它们的喙细而长,在吸食花简底部花蜜的同时,也起到帮助报春花传粉的作用,这是长期_________的结果。
(2)研究发现,随着海拔高度增加,高山上环境温度降低,传粉昆虫减少,同型花柱的花比例增大。为研
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