Question

14．金银花是一种耐旱且在一定环境条件下耐旱性可变的植物，为了研究干旱对金银花干旱诱导蛋白基因表达的影响，研究人员做了如下实验：
材料用具：若干抗旱的金银花种子，培养液，一定量的浓度分别为5%、10%、20%（m/v）PEG（无毒性聚乙二醇），石英砂和塑料盒等．
实验步骤：
第一步，选取若干抗旱的金银花种子，消毒、洗净后放入盛有培养液和石英砂的塑料盒中，在室温下培养至金银花幼苗长出3～4叶．
第二步，选取数量相等且长势相同的金银花幼苗分别放入含有等量的5%、10%、20%（m/v）PEG的培养液继续培养（不考虑培养过程中培养液浓度变化）．
第三步，在第0、1、3、5、7天分别取相同部位、大小相同且数量相等的叶片，洗净、吸干，测量叶片中的可溶性蛋白产生量．实验结果：如图1所示．
回答下列问题：
（1）该实验中的自变量是PEG的浓度，无关变量是时间，叶片的数量和大小，幼苗的数量等（至少写两个）．
（2）该实验不直接用干旱程度不同的土壤来做实验，而用含有等量5%、10%、20%（m/v）PEG的培养液来替代，其目的是防止土壤中的物质对实验结果造成干扰．
（3）实验步骤二设计不合理，理由是没有设置不含PEG的培养液作为对照．
（4）根据实验结果可知，前5天不同浓度的PEG是通过影响干旱诱导蛋白基因的表达而导致可溶性蛋白产量增加；通过分析发现这些可溶性蛋白中酶类占很大一部分，这体现了基因控制性状的方式之一是：基因通过控制酶的合成来控制代谢从而间接控制性状．
（5）图2表示金银花在干旱环境中，细胞接受一系列外界信号刺激，激活相关基因，进而引起细胞内一系列代谢变化的过程．其中催化过程①的酶是RNA聚合酶．与过程②相比，过程①特有的碱基互补配对方式是：T─A．过程②除了需要图中已表示出的条件外，还需要tRNA、氨基酸和能量（至少写出3项）．一个mRNA上结合多个核糖体的意义是短时间内能合成较多的肽链．

Answer 1

分析 分析图1：图1为PEG浓度对可溶性蛋白产生量的影响，前5天不同浓度的PEG是通过影响干旱诱导蛋白基因的表达而导致可溶性蛋白产量增加．第五天后可溶性蛋白产量下降，其原因可能是其处于高浓度的PEG溶液时间过长，植物体内蛋白合成受到抑制，影响细胞代谢．
分析图2：图2表示金银花在干旱环境中，细胞接受一系列外界信号刺激，激活相关基因，进而引起细胞内一系列代谢变化的过程．其中①表示转录过程，②表示翻译过程．

解答 解：（1）由题目所给实验第二步可知该实验中自变量为PEG浓度，第三步可知因变量是细胞中的可溶性蛋白产生量，其它均为无关变量，包括叶片的数量和大小，幼苗的数量、叶片部位、塑料盒的大小等．
（2）因为土壤中含有很多未知因素的化合物，为了遵循探究实验的单一变量原则，防止土壤中的物质对实验结果造成干扰，所以采用不同浓度的培养液替代不同干旱程度的土壤来做实验．
（3）实验步骤二在设置对照组的时候，没有设置不含PEG的培养液作为空白对照，缺乏说服力．
（4）本实验的目的是探究干旱对藜干旱诱导蛋白基因表达的有影响，根据实验结果可知，前5天不同浓度的PEG是通过影响干旱诱导蛋白基因的表达而导致可溶性蛋白产量增加．这体现了基因控制性状的方式之一是：基因通过控制酶的合成来控制代谢从而间接控制性状．
（5）图2中，①为转录过程，催化该过程的酶是RNA聚合酶．①为转录过程，该过程中碱基配对方式为A-U、T-A、C-G、G-C，②为翻译过程，该过程中碱基配对方式为A-U、U-A、C-G、G-C，因此与②过程相比，过程①特有的碱基互补配对方式是T─A．②为翻译过程，该过程除了需要图中已表示出的条件外（模板、核糖体），还需要tRNA、氨基酸和能量．一个mRNA上结合多个核糖体可在短时间内合成较多的肽链．
故答案为：
（1）PEG的浓度    时间，叶片的数量和大小，幼苗的数量等
（2）防止土壤中的物质对实验结果造成干扰
（3）没有设置不含PEG的培养液作为对照
（4）干旱诱导蛋白基因的表达   基因通过控制酶的合成来控制代谢从而间接控制性状
（5）RNA聚合酶    T─A     tRNA、氨基酸和能量       　短时间内能合成较多的肽链

点评 本题结合曲线图，考查探究实验、遗传信息的转录和翻译，要求考生明确该实验的目的，能根据实验步骤中的信息准确判断实验的自变量、因变量和无关变量；能分析实验结果得出正确的实验结论，同时能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订；识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件等基础知识．