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高中 | 第4节 环境因素参与调节植物的生命活动题目答案及解析如下,仅供参考!
选择性必修一 稳态与调节
第三章 植物生命活动的调节
第4节 环境因素参与调节植物的生命活动
光遗传学是一门结合光学与遗传学技术的新兴学科。
光敏色素$\rm (P)$是一类 (化学本质),主要吸收红光和远红光,不同的光照条件能改变光敏色素的 ,从而导致其具有非活化态和活化态两种类型。
光敏色素($\rm P$)是一类蛋白质(或色素$\rm -$蛋白复合体),是一类红光和远红光受体,主要吸收红光和远红光;不同的光照条件能改变光敏色素的空间结构,进而导致其具有非活化态和活化态两种类型;
活化的光敏色素$\rm (P)$与核输入蛋白$\rm (F)$结合形成复合体,随后进入细胞核影响特定基因的表达。据此科研人员拟构建一套能在哺乳动物中发挥作用的红光$\rm /$远红光诱导开关系统。已知$\rm Gal4$蛋白可与诱导型启动子$\rm UAS$结合,但$\rm Gal4$无法启动$\rm UAS$下游基因的转录,而$\rm VP$蛋白虽不能和$\rm UAS$结合,却具备激活下游基因转录的功能。为实现$\rm UAS$控制的胰岛素基因表达的光调控,需要构建的两种融合基因是 。
$\rm a$.$\rm P-F$融合基因
$\rm b$.$\rm P-Gal4$融合基因
$\rm c$.$\rm F-Gal4$融合基因
$\rm d$.$\rm F-VP$融合基因
$\rm e$.$\rm Gal4-VP$融合基因
为实现$\rm UAS$控制的胰岛素基因表达的光调控,需要构建的两种融合基因是$\rm b$和$\rm d$,即$\rm P-Gal4$融合基因和$\rm F-VP$融合基因。这样,当红光照射时,$\rm P-Gal4$复合体可以与$\rm UAS$结合,而$\rm F-VP$复合体可以激活下游基因的转录,故选$\rm b$、$\rm d$;
将上述两种融合基因和$\rm UAS$控制的胰岛素基因作为工具导入糖尿病模型鼠,测得血糖含量和短时照光后的胰岛素含量如图所示。

①结果表明: 。
②$\rm 30\;\rm min$后,$\rm C$组小鼠的血糖随时间逐渐下降,胰岛素含量随之 。
导入工具并红光照射可显著提高胰岛素的表达,从而降低血糖水平;逐渐下降
"]]$\rm A$组未导入工具,$\rm B$组导入工具$\rm -$不照光,$\rm C$组导入工具$\rm -$照红光。从图中可以看出,$\rm C$组照红光后胰岛素含量明显高于$\rm A$组和$\rm B$组,说明导入工具并红光照射可显著提高胰岛素的表达,从而降低血糖水平。胰岛素具有降低血糖的作用,$\rm 30\;\rm min$后,$\rm C$组小鼠的血糖随时间逐渐下降,胰岛素含量随之逐渐下降;
研究人员进一步优化了该工具,增加了能通过手机控制发射红光的$\rm LED$贴片,用野生型小鼠和肥胖鼠进行实验,并检测相关基因$\rm T$基因的表达量。测得数据如图。

上述结果表明改造后的工具可实现小鼠减重,推测其机理是 。
红光照射使肥胖鼠中$\\rm T$基因表达量增加,$\\rm T$基因的表达产物促进能量代谢(或促进脂肪分解等),从而使小鼠减重
"]]从图中可知,野生型鼠($\rm A$)和肥胖鼠$\rm LED$贴片$\rm -$不发光($\rm B$)时,$\rm T$基因表达量未测出,而肥胖鼠$\rm LED$贴片$\rm -$发红光($\rm C$)时,$\rm T$基因表达量显著升高。推测改造后的工具可实现小鼠减重的机理是红光照射使肥胖鼠中$\rm T$基因表达量增加,$\rm T$基因的表达产物促进能量代谢(或促进脂肪分解等),从而使小鼠减重。
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