氮是植物生長發育不可缺少的元素之一,提高植物對氮元素的利用效率有利于農業的可持續發展和環境保護。
(1)植物從土壤中吸收硝酸鹽,可用于在細胞中生成蛋白質、核酸(DNA、RNA)蛋白質、核酸(DNA、RNA)等含氮的生物大分子。不同濃度的硝酸鹽能夠誘導相關基因表達,從而調控自身代謝和生長,可知硝酸鹽也是調節植物生命活動的 信息分子信息分子。
(2)CHL1是植物細胞膜上的硝酸鹽轉運蛋白,NLP是硝酸鹽受體,NLP發生磷酸化后會與硝酸鹽響應基因的啟動子結合激活轉錄。研究人員將上述兩種蛋白功能缺失突變體chl1和nlp與野生型(WT)擬南芥種子分別栽種在含硝酸鹽的培養基中,檢測幼苗生長情況,結果如圖1。實驗結果顯示 chl1和WT幼苗鮮重無顯著差異,而nlp幼苗鮮重明顯低于chl1和WTchl1和WT幼苗鮮重無顯著差異,而nlp幼苗鮮重明顯低于chl1和WT,推測NLP發揮更主要的作用。
(3)為檢驗NLP的N端與C端區域的功能,進行了蛋白質截斷實驗。實驗方案及結果如圖2所示,利用報告基因分別與6組不同類型的目的基因制備轉基因擬南芥,分別置于含KCl或KNO3的培養基中培養。

根據實驗結果可以得出的結論是 NLP的C端具有激活硝酸鹽響應基因啟動子的作用,N端會抑制此作用,硝酸鹽能夠解除抑制作用NLP的C端具有激活硝酸鹽響應基因啟動子的作用,N端會抑制此作用,硝酸鹽能夠解除抑制作用。
(4)研究者推測硝酸鹽結合NLP后會引起空間結構改變,使N端與C端相互結合后發揮功能。為直觀了解硝酸鹽對NLP的作用,將黃色熒光蛋白基因m分為兩部分,分別連接到 NLP基因的兩端NLP基因的兩端,利用改造的基因制備轉基因擬南芥,分別置于含KCl或KNO3的培養基中培養,實驗在5分鐘即可觀察到 含KNO3的培養基中可觀察到黃色熒光,而含KCl的培養基中沒有含KNO3的培養基中可觀察到黃色熒光,而含KCl的培養基中沒有,證實推測成立。
(5)已有研究顯示,當環境中存在硝酸鹽時野生型擬南芥細胞內Ca2+濃度會迅速提高,而突變體chl1無此現象,當用鈣離子通道阻滯劑處理細胞后,響應硝酸鹽的基因表達被顯著抑制,去除細胞中的Ca2+,磷酸化的NLP含量下降。綜合上述實驗結果,在圖3中用箭頭表示出植物感受硝酸鹽后的信號作用途徑。
【考點】無機鹽的主要存在形式和作用.
【答案】蛋白質、核酸(DNA、RNA);信息分子;chl1和WT幼苗鮮重無顯著差異,而nlp幼苗鮮重明顯低于chl1和WT;NLP的C端具有激活硝酸鹽響應基因啟動子的作用,N端會抑制此作用,硝酸鹽能夠解除抑制作用;NLP基因的兩端;含KNO3的培養基中可觀察到黃色熒光,而含KCl的培養基中沒有
【解答】
【點評】
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發布:2024/4/20 14:35:0組卷:29引用:1難度:0.5
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