芽殖酵母属于单细胞真核生物。为寻找调控蛋白分泌的相关基因,科学家以酸性磷酸酶( P 酶)为指标,筛选酵母蛋白分泌突变株并进行了研究。
(1) 酵母细胞中合成的分泌蛋白一般通过 作用分泌到细胞膜外。
(2) 用化学诱变剂处理,在酵母中筛选出蛋白分泌异常的突变株( sec1 )。无磷酸盐培养液可促进酵母 P 酶的分泌,分泌到胞外的 P 酶活性可反映 P 酶的量。将酵母置于无磷酸盐培养液中,对 sec1 和野生型的胞外 P 酶检测结果如下图。据图可知, 24℃ 时 sec1 和野生型胞外 P 酶随时间而增加。转入 37℃ 后, sec1 胞外 P 酶呈现 的趋势,表现出分泌缺陷表型,表明 sec1 是一种温度敏感型突变株。
(3)37℃ 培养 1h 后电镜观察发现,与野生型相比, sec1 中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累。由此推测野生型 Sec1 基因的功能是促进 的融合。
(4) 由 37℃ 转回 24℃ 并加入蛋白合成抑制剂后, sec1 胞外 P 酶重新增加。对该实验现象的合理解释是 。
(5) 现已得到许多温度敏感型的蛋白分泌突变株。若要进一步确定某突变株的突变基因在 37℃ 条件下影响蛋白分泌的哪一阶段,可作为鉴定指标的是:突变体 ______________ 。
A .蛋白分泌受阻,在细胞内积累
B .与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量发生改变
C .细胞分裂停止,逐渐死亡
(1) 胞吐
(2) 先上升后下降
(3) 分泌泡与细胞膜
(4) 积累在分泌泡中的 P 酶分泌到细胞外
(5)B
【分析】 1 、大分子、颗粒性物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐。分泌蛋白是大分子物质,分泌到细胞膜外的方式是胞吐。
2 、分析题图可知, 24℃ 时 sec1 和野生型胞外 P 酶活性随时间增加而增强,转入 37℃ 后, sec1 胞外 P 酶从 18U.mg -1 上升至 20U.mg -1 ,再下降至 10U.mg -1 。
【详解】( 1 )大分子、颗粒性物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐,分泌蛋白属于大分子,分泌蛋白一般通过胞吐作用分泌到细胞膜外。
( 2 )据图可知, 24℃ 时 sec1 和野生型胞外 P 酶活性随时间增加而增强,转入 37℃ 后, sec1 胞外 P 酶从 18U.mg -1 上升至 20U.mg -1 ,再下降至 10U.mg -1 ,呈现先上升后下降的趋势。
( 3 )分泌泡最终由囊泡经细胞膜分泌到细胞外,但在 37℃ 培养 1h 后 sec1 中的分泌泡却在细胞质中大量积累,突变株 (sec1) 在 37℃ 的情况下,分泌泡与细胞膜不能融合,故由此推测 Sec1 基因的功能是促进分泌泡与细胞膜的融合。
( 4 ) 37℃ 培养 1h 后 sec1 中由高尔基体形成的分泌泡在细胞质中大量积累, sec1 是一种温度敏感型突变株,由 37℃ 转回 24℃ 并加入蛋白合成抑制剂后,此时不能形成新的蛋白质,但 sec1 胞外 P 酶却重新增加,最合理解释是积累在分泌泡中的 P 酶分泌到细胞外。
( 5 )若要进一步确定某突变株的突变基因在 37℃ 条件下影响蛋白分泌的哪一阶段,可检测突变体中与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量是否发生改变,哪一阶段与蛋白分泌相关的胞内结构的形态、数量发生改变,即影响蛋白分泌的哪一阶段, B 正确。
故选 B 。
生物界与非生物界的关系:
组成生物体的元素在非生物界都能找到,但是含量相差很大,体现了生物界与非生物界的差异性。
统一性 | 差异性 | |
体现 | ①生物界与非生物界都是由化学元素组成的 ②组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到,没有一种元素为细胞所特有 |
组成生物体的化学元素,在生物体内和无机自然界中含量相差很大 |
原因 | ①生命起源于非生物界 ②组成生物体的化学元素是从无机自然界中获取的 |
生物体有选择性地从无机自然界获取组成自身的物质 |
细胞中的元素分类:
C(干重下含量最高)O(鲜重下含量最高)
组成人体细胞的主要元素导图:
元素的特性:
微量元素在生物体内的含量虽然很少,但对生物体的生命活动却起着重要作用;
(1)锌和铁是微量元素,可以从食物中获得,如果刻意去补,可能会对身体有害。硼能影响花粉的萌发和花粉管的伸长,缺硼将产生“花而不实”的现象。
(2)植物缺乏锌元素,会影响生长素(IAA)的生成;生长素缺乏时会影响农作物的生长发育;锌为微量元素。
(3)镁元素是构成植物叶绿素的主要元素。
(4)铁是构成动物血红蛋白的主要元素,缺铁会贫血。
(5)碘元素是甲状腺激素的主要元素,成人缺碘会地方性甲状腺肿(大脖子病),小孩缺碘会患呆小症。
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(5分)为进一步确定来源不同的A、B、C、D、E五种物质(或结构)的具体类型,进行了下列实验,现象与结果如下:
(1)各种物质(或结构)的性质、染色反应的结果见下表:
| A | B | C | D | E | |
来源 | 猪血 | 马肝 | 蛙表皮 | 棉花 | 霉菌 | |
水溶性 | + | ― | 十 | ― | + | |
灰分 | + | ― | + | ― | ― | |
染 色 反 应 | 龙胆紫试剂 | ― | ― | + | ― | ― |
斐林试剂 | ― | ― | ― | ― | ― | |
苏丹Ⅲ溶液 | ― | + | ― | ― | ― | |
双缩脉试剂 | + | ― | + | ― | + | |
碘液 | ― | ― | ― | ― | ― |
注:+:有(溶解);一:无(不溶解);灰分指物质充分燃烧后剩下的部分。
(2)A为红色,检测A的灰分后发现其中含有Fe元素。
(3)将适量的E溶液加入盛有D的试管中,混合一段时间后,混合液能与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。
根据以上实验现象和结果,推断出:
A、 ;B、 ;C、 ;D、 ;E、 。