Question

【題目】圖1所示為擬南芥根伸長(zhǎng)區(qū)橫切圖，圖中根表皮細(xì)胞分為H型與R型，H型細(xì)胞與兩個(gè)皮層細(xì)胞接觸，將來分化成根毛細(xì)胞，R型細(xì)胞只與一個(gè)皮層細(xì)胞接觸，分化成非根毛細(xì)胞。研究表明多種基因參與根表皮細(xì)胞分化過程。

（1）細(xì)胞分化是指在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在_______上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。分化的根本原因是在個(gè)體發(fā)育過程中，不同細(xì)胞_______。

（2）S基因缺失突變體擬南芥根部發(fā)育模式出現(xiàn)紊亂。已知C蛋白可通過胞間連絲由R型細(xì)胞轉(zhuǎn)移到H型細(xì)胞。研究人員檢測(cè)了野生型和S缺失突變體擬南芥中C蛋白在R型與H型細(xì)胞中的分布，結(jié)果如圖2。說明S蛋白在C蛋白的轉(zhuǎn)移過程中起_______作用。

（3）S蛋白主要定位在細(xì)胞膜上，在H型細(xì)胞中含量多于R型細(xì)胞。Q蛋白可與S蛋白相互作用并影響S蛋白含量。當(dāng)某種泛素分子與S蛋白連接時(shí)，可將S蛋白送入特定細(xì)胞器中降解，稱為泛素化降解。研究者推測(cè)：“Q蛋白可能參與了S蛋白的泛素化降解”為證實(shí)此推測(cè)，科研人員在S缺失突變體和S、Q雙缺失突變體擬南芥中均轉(zhuǎn)入能穩(wěn)定表達(dá)S-GFP融合蛋白的質(zhì)粒（GFP為綠色熒光蛋白），利用抗GFP抗體檢測(cè)S-GFP融合蛋白含量，如圖3，并在熒光顯微鏡下觀察S-GFP融合蛋白__________，如圖4。結(jié)果表明，Q蛋白通過_______S蛋白泛素化降解來影響S蛋白的含量，依據(jù)是________。

（4）綜上分析，不同根表皮細(xì)胞中Q蛋白表達(dá)水平不同，它通過與S蛋白相互作用，影響了S蛋白的含量。積累S蛋白多的細(xì)胞能夠________，從而分化成為________。進(jìn)一步研究表明，G基因是抑制擬南芥根表皮細(xì)胞形成根毛細(xì)胞的關(guān)鍵基因，而C蛋白可通過相關(guān)途徑影響G基因的表達(dá)。

Answer 1

【答案】形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能 遺傳信息執(zhí)行情況不同（基因選擇性表達(dá)） 促進(jìn) 在細(xì)胞的分布 抑制 Q蛋白缺失時(shí)，S-GFP融合蛋白含量減少，分子量增大；且從細(xì)胞膜進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)中 促使更多的C蛋白進(jìn)入 根毛細(xì)胞

【解析】

細(xì)胞的后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生差異的過程稱為細(xì)胞分化。細(xì)胞分化的根本原因是基因的選擇性表達(dá)。基因表達(dá)是指將來自基因的遺傳信息合成功能性基因產(chǎn)物的過程，基因表達(dá)產(chǎn)物通常是蛋白質(zhì)。基因表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯。轉(zhuǎn)錄過程由RNA聚合酶進(jìn)行，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則，合成相對(duì)應(yīng)的RNA分子。翻譯過程是以信使RNA（mRNA）為模板，指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)的過程。

（1）細(xì)胞分化是指在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。分化的根本原因是基因的選擇性表達(dá)（不同細(xì)胞遺傳信息執(zhí)行情況不同）。

（2）S基因缺失突變體擬南芥根部發(fā)育模式出現(xiàn)紊亂。已知C蛋白可通過胞間連絲由R型細(xì)胞轉(zhuǎn)移到H型細(xì)胞。研究人員檢測(cè)了野生型和S缺失突變體擬南芥中C蛋白在R型與H型細(xì)胞中的分布，結(jié)果如圖2，可知S缺失突變體中H型細(xì)胞占比減少，說明S蛋白在C蛋白的轉(zhuǎn)移過程中起促進(jìn)作用。

（3）Q蛋白可能參與了S蛋白的泛素化降解（當(dāng)某種泛素分子與S蛋白連接時(shí)，可將S蛋白送入特定細(xì)胞器中降解），在S缺失突變體和S、Q雙缺失突變體擬南芥中均轉(zhuǎn)入能穩(wěn)定表達(dá)S-GFP融合蛋白的質(zhì)粒（GFP為綠色熒光蛋白），在熒光顯微鏡下觀察S-GFP融合蛋白在細(xì)胞的分布，可以知道S蛋白的分布以及Q蛋白對(duì)S蛋白的作用。圖3、圖4結(jié)果表明，Q蛋白缺失時(shí)，S-GFP融合蛋白含量減少，分子量增大；且從細(xì)胞膜進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)中，說明Q蛋白通過抑制S蛋白泛素化降解來影響S蛋白的含量。

（4）S蛋白在C蛋白的轉(zhuǎn)移過程中起促進(jìn)作用，積累S蛋白多的細(xì)胞能夠促使更多的C蛋白進(jìn)入，C蛋白可通過胞間連絲由R型細(xì)胞轉(zhuǎn)移到H型細(xì)胞，H型細(xì)胞與兩個(gè)皮層細(xì)胞接觸，將來分化成根毛細(xì)胞。