Question

14．金銀花是一種耐旱且在一定環境條件下耐旱性可變的植物，為了研究干旱對金銀花干旱誘導蛋白基因表達的影響，研究人員做了如下實驗：
材料用具：若干抗旱的金銀花種子，培養液，一定量的濃度分別為5%、10%、20%（m/v）PEG（無毒性聚乙二醇），石英砂和塑料盒等．
實驗步驟：
第一步，選取若干抗旱的金銀花種子，消毒、洗凈后放入盛有培養液和石英砂的塑料盒中，在室溫下培養至金銀花幼苗長出3～4葉．
第二步，選取數量相等且長勢相同的金銀花幼苗分別放入含有等量的5%、10%、20%（m/v）PEG的培養液繼續培養（不考慮培養過程中培養液濃度變化）．
第三步，在第0、1、3、5、7天分別取相同部位、大小相同且數量相等的葉片，洗凈、吸干，測量葉片中的可溶性蛋白產生量．實驗結果：如圖1所示．
回答下列問題：
（1）該實驗中的自變量是PEG的濃度，無關變量是時間，葉片的數量和大小，幼苗的數量等（至少寫兩個）．
（2）該實驗不直接用干旱程度不同的土壤來做實驗，而用含有等量5%、10%、20%（m/v）PEG的培養液來替代，其目的是防止土壤中的物質對實驗結果造成干擾．
（3）實驗步驟二設計不合理，理由是沒有設置不含PEG的培養液作為對照．
（4）根據實驗結果可知，前5天不同濃度的PEG是通過影響干旱誘導蛋白基因的表達而導致可溶性蛋白產量增加；通過分析發現這些可溶性蛋白中酶類占很大一部分，這體現了基因控制性狀的方式之一是：基因通過控制酶的合成來控制代謝從而間接控制性狀．
（5）圖2表示金銀花在干旱環境中，細胞接受一系列外界信號刺激，激活相關基因，進而引起細胞內一系列代謝變化的過程．其中催化過程①的酶是RNA聚合酶．與過程②相比，過程①特有的堿基互補配對方式是：T─A．過程②除了需要圖中已表示出的條件外，還需要tRNA、氨基酸和能量（至少寫出3項）．一個mRNA上結合多個核糖體的意義是短時間內能合成較多的肽鏈．

Answer 1

分析 分析圖1：圖1為PEG濃度對可溶性蛋白產生量的影響，前5天不同濃度的PEG是通過影響干旱誘導蛋白基因的表達而導致可溶性蛋白產量增加．第五天后可溶性蛋白產量下降，其原因可能是其處于高濃度的PEG溶液時間過長，植物體內蛋白合成受到抑制，影響細胞代謝．
分析圖2：圖2表示金銀花在干旱環境中，細胞接受一系列外界信號刺激，激活相關基因，進而引起細胞內一系列代謝變化的過程．其中①表示轉錄過程，②表示翻譯過程．

解答 解：（1）由題目所給實驗第二步可知該實驗中自變量為PEG濃度，第三步可知因變量是細胞中的可溶性蛋白產生量，其它均為無關變量，包括葉片的數量和大小，幼苗的數量、葉片部位、塑料盒的大小等．
（2）因為土壤中含有很多未知因素的化合物，為了遵循探究實驗的單一變量原則，防止土壤中的物質對實驗結果造成干擾，所以采用不同濃度的培養液替代不同干旱程度的土壤來做實驗．
（3）實驗步驟二在設置對照組的時候，沒有設置不含PEG的培養液作為空白對照，缺乏說服力．
（4）本實驗的目的是探究干旱對藜干旱誘導蛋白基因表達的有影響，根據實驗結果可知，前5天不同濃度的PEG是通過影響干旱誘導蛋白基因的表達而導致可溶性蛋白產量增加．這體現了基因控制性狀的方式之一是：基因通過控制酶的合成來控制代謝從而間接控制性狀．
（5）圖2中，①為轉錄過程，催化該過程的酶是RNA聚合酶．①為轉錄過程，該過程中堿基配對方式為A-U、T-A、C-G、G-C，②為翻譯過程，該過程中堿基配對方式為A-U、U-A、C-G、G-C，因此與②過程相比，過程①特有的堿基互補配對方式是T─A．②為翻譯過程，該過程除了需要圖中已表示出的條件外（模板、核糖體），還需要tRNA、氨基酸和能量．一個mRNA上結合多個核糖體可在短時間內合成較多的肽鏈．
故答案為：
（1）PEG的濃度    時間，葉片的數量和大小，幼苗的數量等
（2）防止土壤中的物質對實驗結果造成干擾
（3）沒有設置不含PEG的培養液作為對照
（4）干旱誘導蛋白基因的表達   基因通過控制酶的合成來控制代謝從而間接控制性狀
（5）RNA聚合酶    T─A     tRNA、氨基酸和能量       　短時間內能合成較多的肽鏈

點評 本題結合曲線圖，考查探究實驗、遺傳信息的轉錄和翻譯，要求考生明確該實驗的目的，能根據實驗步驟中的信息準確判斷實驗的自變量、因變量和無關變量；能分析實驗結果得出正確的實驗結論，同時能對一些簡單的實驗方案做出恰當的評價和修訂；識記遺傳信息轉錄和翻譯的過程、場所、條件等基礎知識．