氮是植物生长发育不可缺少的元素之一,提高植物对氮元素的利用效率有利于农业的可持续发展和环境保护。
(1)植物从土壤中吸收硝酸盐,可用于在细胞中生成蛋白质、核酸(DNA、RNA)蛋白质、核酸(DNA、RNA)等含氮的生物大分子。不同浓度的硝酸盐能够诱导相关基因表达,从而调控自身代谢和生长,可知硝酸盐也是调节植物生命活动的 信息分子信息分子。
(2)CHL1是植物细胞膜上的硝酸盐转运蛋白,NLP是硝酸盐受体,NLP发生磷酸化后会与硝酸盐响应基因的启动子结合激活转录。研究人员将上述两种蛋白功能缺失突变体chl1和nlp与野生型(WT)拟南芥种子分别栽种在含硝酸盐的培养基中,检测幼苗生长情况,结果如图1。实验结果显示 chl1和WT幼苗鲜重无显著差异,而nlp幼苗鲜重明显低于chl1和WTchl1和WT幼苗鲜重无显著差异,而nlp幼苗鲜重明显低于chl1和WT,推测NLP发挥更主要的作用。
(3)为检验NLP的N端与C端区域的功能,进行了蛋白质截断实验。实验方案及结果如图2所示,利用报告基因分别与6组不同类型的目的基因制备转基因拟南芥,分别置于含KCl或KNO3的培养基中培养。

根据实验结果可以得出的结论是 NLP的C端具有激活硝酸盐响应基因启动子的作用,N端会抑制此作用,硝酸盐能够解除抑制作用NLP的C端具有激活硝酸盐响应基因启动子的作用,N端会抑制此作用,硝酸盐能够解除抑制作用。
(4)研究者推测硝酸盐结合NLP后会引起空间结构改变,使N端与C端相互结合后发挥功能。为直观了解硝酸盐对NLP的作用,将黄色荧光蛋白基因m分为两部分,分别连接到 NLP基因的两端NLP基因的两端,利用改造的基因制备转基因拟南芥,分别置于含KCl或KNO3的培养基中培养,实验在5分钟即可观察到 含KNO3的培养基中可观察到黄色荧光,而含KCl的培养基中没有含KNO3的培养基中可观察到黄色荧光,而含KCl的培养基中没有,证实推测成立。
(5)已有研究显示,当环境中存在硝酸盐时野生型拟南芥细胞内Ca2+浓度会迅速提高,而突变体chl1无此现象,当用钙离子通道阻滞剂处理细胞后,响应硝酸盐的基因表达被显著抑制,去除细胞中的Ca2+,磷酸化的NLP含量下降。综合上述实验结果,在图3中用箭头表示出植物感受硝酸盐后的信号作用途径。
【考点】无机盐的主要存在形式和作用.
【答案】蛋白质、核酸(DNA、RNA);信息分子;chl1和WT幼苗鲜重无显著差异,而nlp幼苗鲜重明显低于chl1和WT;NLP的C端具有激活硝酸盐响应基因启动子的作用,N端会抑制此作用,硝酸盐能够解除抑制作用;NLP基因的两端;含KNO3的培养基中可观察到黄色荧光,而含KCl的培养基中没有
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:29引用:1难度:0.5
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