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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

E基因突变体

L基因突变体

大量

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。

高三生物综合题困难题

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