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高中生物学
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1.
(2022高三上·通州期中)
水稻(2n=24)是两性花,可进行自花传粉和异花传粉。研究人员通过γ射线诱变获得了一株雄性不育水稻突变体。
(1) 野生型水稻在产生花粉的时候,1个花粉母细胞(相当于精原细胞)的细胞核DNA经过
次复制,细胞经过
次连续的分裂,产生
个子细胞。在减数分裂I中期,细胞中可以观察到
个四分体。子细胞经过一系列变化形成精子,包裹在花粉粒中,脂质是花粉粒外壁(花粉壁)的重要成分。
(2) 测序结果显示位于1号染色体上的脂质转运蛋白编码基因LTP突变为Itp是导致雄性不育的原因。与野生型相比,转录非模板链变化如图1,发生了碱基对的
,氨基酸排列顺序改变,从左往右看,与野生型相比,开始出现差异的氨基酸是(写出氨基酸的变化)
。
(3) 将完整的LTP基因与绿色荧光蛋白基因GFP融合转入突变体中,突变体育性恢复,根据
,可推测LTP蛋白定位于花药绒毡层细胞的细胞膜。进一步将不同的融合基因分别导入水稻原生质体,观察在细胞中的定位,结果如下表。已知完整的融合蛋白含有SP和TM区段,缺少
区段的LTP蛋白不能定位到细胞膜上,而突变LTP蛋白即使完整,依然不能正确定位,推测突变使该区段丢失而导致功能障碍。
(4) 脂质对于花粉壁的发育有重要作用,实验表明,突变体花粉壁发育异常。进一步研究发现,另一脂质转运蛋白OsC6与LTP之间有相互作用,OsC6定位于绒毡层细胞质和花药小腔,请根据它们的分布(图2)提出脂质由绒毡层细胞运输至花粉壁的机制
。
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