2003年国际生物学奥林匹克竞赛实验考试试题(3)

参赛的考生：在“动物形态、解剖和系统学”的实验中，你们将要完成3个试题：     

植物组织培养中的外植体灭菌

植物材料的灭菌是植物组织培养工作中的重要环节。它既要求将外植体表面的微生物彻底杀死,又要求尽可能少伤害外植体组织和表层细胞。本文就笔者在教学和科研工作中常用的外植体杀菌剂、杀菌程序及效果作简要介绍,与同行们交流。l常用植物材料杀菌剂1．1乙醇由于乙醇具有脱水作用和一定的溶脂性,所以它能使蛋白质脱水、变性、沉淀及质膜破损、透性增加,使微生物致死,是一种常用的外植体表面杀菌剂。70％（叮,八）的乙醇对细胞具有很强的穿透性和杀伤力,放用乙醇作杀菌剂,灭菌时间不宜过长,约30S即可杀死外植体表面的绝大部分微生…     

川百合花粉管的生殖细胞分裂过程中微管骨架的分布变化

应用透射电镜辅以免疫荧光定位技术研究了川百合 (Lilium davidii Duch.)花粉管中生殖细胞分裂过程中染色体动态和微管分布的关系。在生殖细胞分裂前和有丝分裂前期 ,电镜观察一直未见微管结构 ,但免疫荧光图象显示生殖细胞中有微管蛋白存在。直到分裂的前中期—中期 ,染色体出现 ,它们沿花粉管的长轴前后排列 ,横向的着丝点对相应地一对对地纵向排列。这时 ,生殖细胞中才出现大量微管 ,它们分布于细胞周质区和染色体之间 ,并跨越染色体的整个长度。前中期—中期开始时 ,只有 1～ 2对着丝点从横向转为纵向 ,微管垂直插入着丝点形成着丝点微管 ,而非前人用免疫荧光方法观察到的微管与着丝点侧向联接的图象。随着横向的着丝点对逐渐转变成纵向的过程 ,着丝点微管数量逐渐增多 ,但不形成典型的纺锤体。分裂后期 ,染色体交错分离 ,微管的分布与前中期—中期的基本相同。晚后期 ,染色体呈明显的两群 ,除极区和细胞中央区有微管残余外 ,大部分微管消失。通过染色体长度的测量 ,间接证明了分裂后期 B的存在。分裂末期的晚期 ,核膜形成后 ,在两精核之间的区域 ,微管数量开始增多。此区可能代表用免疫荧光所观察到的微管重叠区。细胞板出现后 ,微管消失     

牵牛属质体DNA的父系遗传

利用限制性片段长度多态性（ＲＦＬＰ）技术研究了牵牛属（Ｐｈａｒｂｉｔｉｓ）植物质体ＤＮＡ 的遗传方式。结果表明,在牵牛（Ｐ． ｎｉｌ）×大花牵牛（Ｐ． ｌｉｍｂａｔａ）和大花牵牛×牵牛中,质体ＤＮＡ 为父系遗传。在大花牵牛×牵牛中,质体ＤＮＡ还有可能为双亲遗传。研究证明牵牛属为被子植物中具有质体父系遗传方式的第三个属。牵牛属质体父系遗传机制尚不清楚,作者认为母系质体及其ＤＮＡ 在受精后的释稀、排除和／或降解可能是质体父系遗传的基础     

利用TMV—U1作为载体表达鼠肝炎病毒S糖蛋白片段

为了验证转基因烟草中表达的外壳蛋白（ＣＰ）能够重新包被侵入的烟草花叶病毒（ＴＭＶ）的假设,利用抗原表位标记的方法观察ＣＰ亚单位在病毒５′端的交换。通过ＰＣＲ 方法将来源于鼠肝炎病毒（ＭＨＶ） Ｓ蛋白的两个小肽段（１１ ａ．ａ．和１５ ａ．ａ．）的ＤＮＡ序列分别插入ＴＭＶ－Ｕ１ ＣＰ基因邻近３′端的两个位点,并构建了带有外源序列的ＴＭＶ 侵染克隆Ｖ９ （１１ ａ．ａ．）和Ｅ１５ （１５ ａ．ａ．）。通过体外转录反应,得到Ｖ９ ＲＮＡ 及Ｅ１５ ＲＮＡ。突变病毒ＲＮＡ 侵染烟草（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ ）后表现不同特性。Ｖ９ 和Ｅ１５ 侵染ＸａｎｔｈｉＮＮ烟草后同野生型ＴＭＶ一样产生枯斑。但是,当它们侵染Ｘａｎｔｈｉｎｎ 烟草时,Ｖ９ 产生同侵染ＸａｎｔｈｉＮＮ 烟草相同的枯斑,而Ｅ１５的特性同ＴＭＶ－Ｕ１几乎完全相同,能对Ｘａｎｔｈｉｎｎ 烟草进行系统侵染并在叶片中聚集大量的带有外源片段的外壳蛋白,而且病毒的结构极其稳定。Ｖ９ 和Ｅ１５ 特性的差异可能是由于外源片段在外壳蛋白中存在位置的不同影响了外壳蛋白的结构所致     

蓝藻藻胆体与类囊体膜之间光能传递的研究

从嗜热蓝藻优雅粘囊藻（Ｍｙｘｏｓａｒｃｉｎａ ｃｏｎｃｉｎｎａ Ｐｒｉｎｔｚ．）中分离到具有放氧活性的藻胆体－类囊体膜复合物。它的吸收峰位于６８０、６２８、４９０、４３８和４２０ ｎｍ ,在低离子强度（０．１～０．４ ｍ ｏｌ／Ｌ）磷酸缓冲液中的６６４ ｎｍ 荧光发射峰随离子强度的降低而升高,７１８ ｎｍ 荧光发射峰与此相反（７７ 。Ｋ,Ｅｘ＝ ５８０ ｎｍ ）。当把游离的藻胆体和已解离去藻胆体的类囊体膜在蔗糖磷酸缓冲液中重组时,随时间延长（０～６０ ｍ ｉｎ）,７１８ ｎｍ 荧光发射峰逐渐升高,６８５ ｎｍ 荧光发射峰逐渐下降（７７ 。Ｋ,Ｅｘ ＝ ５８０ ｎｍ ）,表明藻胆体与类囊体之间的解离和结合对光能传递的影响     

植物的热激蛋白

综述和讨论植物热激蛋白的产生和分布、基因表达调控及其功能的研究进展、存在的问题和研究的方向。     

油菜素内酯促进绿豆上胚轴伸长与蛋白质和核酸合成的关系

用饲喂蛋白质和核酸合成的放射性前体［３ Ｈ］－Ｐｈｅ、［３ Ｈ］－尿嘧啶和［３ Ｈ］－胸腺嘧啶证实了油菜素内酯（ＢＲ）能促进绿豆上胚轴的生长和蛋白质、ＲＮＡ 及ＤＮＡ 的合成。用蛋白质和核酸合成抑制剂（ＣＨ、Ａｃｔ．Ｄ、５－Ｆｕ）进一步探讨它们对上胚轴伸长的抑制作用与蛋白质、ＲＮＡ、ＤＮＡ 和ｍ ＲＮＡ 合成之间的关系。证明了上胚轴的伸长依赖于蛋白质和核酸的合成,尤其是依赖于ｍ ＲＮＡ 的合成。说明ＢＲ是在转录水平上调节基因的表达,进而促进上胚轴的伸长     

四膜虫(Tetrahymena shanghaiensis)大核核仁与去膜大核能诱导非细胞体系核重建

外源DNA或染色质在非洲爪蟾卵提取物中可以诱导细胞核样结构的重建。重建核除不具有核仁样结构外,在其它形态结构上与真核细胞核十分相似。前人的工作表明在重建核中具有核仁前体结构。但可能是由于缺少活性核仁组织者的缘故,这些核仁前体不能相互融合形成新生核仁。那么活性核仁组织者在重建核中是否能发挥其功能呢?为了研究这一问题,我们提取纯化了四膜虫的大核与大核的周边核仁。进一步去除大核的核被膜,并将去除核被膜的大核与大核核仁分别加入非洲爪赡卵非细胞体系中。通过电镜超薄切片观察,我们发现无论是与大核染色质相连的周边核仁还是分离纯化的核仁结构在非洲爪赡卵非细胞体系中都不能保持其原有结构特征,而是发生了典型核重建变化,并且在诱导形成的重建核中也看不到核仁样结构。这些结果说明具有活性的核仁组织者在加入非洲爪蟾卵提取物后既不能继续保持其原有的RNA转录功能也不能诱导新的核仁的出现。     

从分子系统发生角度谈四足类的起源

四足类是从叶状鳍鱼类（Lobe－finnedfishes,即肉鳍鱼类）进化而来的观点已得到人们普遍的承认,这是比较形态学和进化形态学的一大成就。但一个多世纪以来却一直不能确定叶状鳍鱼类（包括三个类群,即绝灭的扇鳍鱼、空棘鱼和肺鱼）中的哪一类更接近四足类,这为深入研究脊椎动物如何从水生过渡到陆生这一问题带来障碍。八十年代以前,这一问题主要是古生物学家研究和讨论的课题。绝大部分学者认为已绝灭的扇鳍鱼类（r…distian）是四足类的祖先（Jarvik1980等）。大约在50年前,拉蒂迈鱼江atimer山,又称矛尾鱼）被发现,这一代表已绝灭…