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花生花粉萌发过程中蛋白质组学分析花生是一种常见的食物，同时也是一种重要的植物种植作物。
花生的生长发育过程中需要经历不同的生命阶段，包括萌发、生长、开花、结荚等。
其中，萌发是花生生命周期中非常重要的一步。
花生萌发过程中需要大量的营养物质和蛋白质，因此，蛋白质组学分析在花生萌发过程研究中显得尤为重要。
花生萌发过程分为三个阶段：吸水期、胚乳肥大期和子叶开展期。
在这三个阶段中，花生需要不同类型的蛋白质参与，才能保证顺利完成萌发过程。
在萌发的吸水期，花生需要吸取大量的水分，同时也需要从种子中释放出一些必需的蛋白质，如转化酶、氨基酸转移酶等。
这些蛋白质在种子中原本是以贮藏蛋白的形式储存的，随着吸水作用的进行，这些蛋白质开始被水解并释放出来。
吸水期蛋白质分析结果表明，萌发过程中这些酶类蛋白质的含量明显增加，从而推动了种子内营养的释放和吸收，为后续的生长发育奠定了基础。
接下来的胚乳肥大期是花生生长的重要阶段之一。
在这个阶段中，花生需要大量的营养物质和蛋白质来支持其发育和成长。
此时，蛋白质的种类和含量开始发生变化。
在花生胚乳肥大期，萌发所需的酶类蛋白质数量逐渐减少，而代谢相关蛋白质的含量则增加。
这些代谢蛋白质包括DNA合成酶和RNA聚合酶等，在胚乳肥大期中具有重要的作用。
此外，萌发期的酸性蛋白质含量也会增加，与前两个阶段中碱性蛋白质的减少相互呼应。
当花生进入到子叶开展期时，蛋白质的作用会更为复杂。
在这个阶段中，花生需要在攀爬过程中对环境的适应和反应。
几项研究发现，在子叶开展期中，花生中含有一些对环境胁迫有响应的特殊蛋白质。
这些蛋白质包括一些反应环境温度变化的热休克蛋白质、反应光线变化的光敏蛋白和反应水分胁迫的脱水蛋白等。
这些蛋白质的存在使得花生能够在不同的环境下适应生长，更好地完成了花生生命周期的萌发过程。
总之，花生萌发过程中蛋白质组学分析是非常有意义的。
如果能够更深入地研究不同阶段中蛋白质的类型和数量，不仅对花生的萌发过程有指导意义，也能更进一步地了解花生生命活动的本质。
河南省林州市第一中学2016届高三生物上学期升学质量检测试题（含解析）1．麦穗籽粒干重中50%以上来源于其麦穗下的叶片，其他可由颖壳、麦芒和叶鞘等非叶光合器官提供。
研究发现靠近麦穗越近的叶片其光合速率越高，且对籽粒干重的贡献率越高。
下列说法错误的是( )A．去除麦穗后，穗下第一片叶片的光合速率会有所降低B．去除离麦穗最近的一片叶，其第二片叶的光合会降低C．为确定叶鞘对麦穗籽粒干重的贡献，可对其遮光处理D．麦芒细胞的光合产物除了自身消耗之外还能运出组织【答案】B【解析】考点：本题考查了影响光合作用的环境因素。
2．下列关于组成细胞的物质及细胞结构的描述，正确的是( )A．酶、抗体、受体的特异性都与氨基酸的排列顺序有关B．利用胞吐作用运输的物质都是大分子物质C．糖蛋白、抗体、限制酶都是具有识别作用的物质D．核糖体都能参与多肽链的合成，其形成都与核仁有关【答案】C【解析】试题分析：大多数酶的本质是蛋白质，与抗体、受体的特异性都与氨基酸的排列顺序有关，而少数酶是RNA，其功能与氨基酸的排列顺序无关，A错误；大分子物质出细胞的方式为胞吐，但小分子神经递质的释放也是胞吐作用，B错误；糖蛋白作为细胞膜表面的受体，可特异性识别细胞外部的信号分子，抗体可与抗原发生特异性结合，限制酶可专一性识别双链DNA分子，它们都是具有识别作用的物质，C正确；核糖体都能参与多肽链的合成，但原核细胞中核糖体的形成与核仁无关，D错误。
考点：本题考查细胞的物质组成与基本结构的相关知识。
3．下列有关细胞生命历程的叙述错误的是( )A．细胞增殖是生物体生长、发育和遗传的基础B．减数分裂的出现明显加快了生物进化的速度C．细胞在癌变过程中发生了基因突变和基因重组D．细胞的衰老与凋亡并不能说明动物个体已经衰老【答案】C【解析】试题分析：细胞增殖是生物体生长、发育和遗传的基础，A正确；减数分裂的出现是有性生殖结果，能增加后代的变异性和生存能力，因而明显加快了生物进化的速度，B正确；细胞在癌变过程中发生了基因突变，不会发生基因重组，C错误；对于单细胞生物而言，细胞的衰老与凋亡就是个体的衰老，而对于多细胞生物而言，构成生物体的细胞普遍衰老和凋亡才是个体的衰老，D错误。
4种柱花草种子萌发过程中贮藏蛋白质的研究[目的]研究4种柱花草种子在萌发过程中4种贮藏蛋白质含量的变化。
[方法]用Bradford 蛋白质定量检测试剂盒对提取的蛋白进行测定。
[结果]4种柱花草胚中贮藏蛋白质含量的大小顺序为球蛋白>白蛋白>谷蛋白>醇溶蛋白。
球蛋白在胚生长时期大量降解，含量总体下降了43%；白蛋白在种子开始萌发时下降很快，下降幅度为39%；萌发后期种子胚芽长到4.3 cm时白蛋白含量降低了58%；在整个萌发过程中醇溶蛋白含量的变化与谷蛋白含量的变化相似，都呈波浪状变化，醇溶蛋白降解幅度最小。
而总蛋白质含量在整个萌发阶段是随着萌发的进行而逐渐减少，其中有钩柱花草总蛋白含量的降解幅度最大，为49%；其余差异不明显。
[结论]4种柱花草的种子萌发早期蛋白质的降解幅度大于萌发后期蛋白质的降解幅度。
在种子萌发初期，柱花草种子中的贮藏蛋白质有不同程度的降解，为胚的生长发育提供需要的营养物质。
在种子萌发后期，胚突破种皮形成幼芽，种子由异养逐渐向自养过渡，降解幅度减小。
柱花草属（Stylosanthes SW.）为多年生豆科植物，广泛分布于世界热带、亚热带地区。
柱花草性喜湿热，耐酸瘦土，抗炭疽病，适生于我国热带、南亚热带地区，目前在海南、广东、广西等省区的推广面积约53万hm2。
柱花草产量高，枝叶营养丰富，干物质粗蛋白含量15%～16%，同时含有多种氨基酸，是畜禽的优良饲料。
柱花草根系发达，并且具有生物固氮能力，可固氮225～300 kg/hm2，是幼龄果园和热带经济林的理想绿肥作物，对防止雨水冲刷、保持水土、改良和培肥土壤、促进果树、林木生长发育具有显著作用。
人们可充分利用荒山荒坡、果园、热带经济作物园和林间空地种植柱花草，以发展食草型、节粮型畜禽，为饲料工业主产提供优质草粉。
目前关于柱花草的研究主要集中于植株形态、高产栽培技术、种子生产技术、品质、抗性、品种选育、饲料开发以及遗传多样性研究等方面，对种子发芽机理、机制的研究很少[1-10]。
三湘名校教育联盟·2025届高三第一次大联考生物学本试卷共8页。
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑，如有改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共12小题，每小题2分，共24分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．贝氏布拉藻（单细胞浮游植物）可能与一种固氮蓝细菌（UCYN-A）存在密切的相互作用。
UCYN-A似乎在贝氏布拉藻细胞内或其表面生活，并可能将氮气转化为藻类生长所需的化合物。
作为交换，藻类为UCYN-A提供碳源。
下列有关叙述正确的是（）A．UCYN-A中没有核糖体，但能合成蛋白质B．贝氏布拉藻和UCYN-A的细胞核中都含有DNAC．贝氏布拉藻通过叶绿体制造有机物供UCYN-A利用D．UCYN-A可将NH3转化成HNO3供贝氏布拉藻利用2．花生种子萌发时主要靠分解脂肪供能。
下列叙述中正确的是（）A．油属于脂质，脂质和糖类的组成元素完全相同，所以可以转化B．花生干种子中含量最多的元素是C，C是最基本的元素C．脂肪酶的主要组成元素有C、H、O、N、P等D．花生种子萌发初期，种子干重增加的主要元素是C3．多肽链形成后往往需要加工，形成复杂的空间结构后才具有生物活性。
二硫键异构酶（PDI）可催化形成二硫键，少数蛋白质会出现自剪接过程，如图所示，一段内含肽被剪切后，两侧肽链连接起来。
下列叙述错误的是（）A．经蛋白质自剪接后，形成新的肽键将两侧肽链连接起来B．内含肽仍可与双缩脲试剂发生紫色反应C．内含肽中①、②处对应的化学基团分别是氨基和羧基D．PDI作用后的蛋白质中肽键数量发生改变4．支原体肺炎是一种由支原体引起的呼吸系统疾病。
肽链内切酶的作用
肽链内切酶是一种蛋白酶，它的作用是在肽链的特定位置上切割
肽键，从而将肽链断裂成较短的肽段。
这种酶通常在蛋白质的合成和
降解过程中发挥作用。
在蛋白质合成过程中，肽链内切酶可以参与蛋白质的翻译后修饰，例如切除蛋白质中的前导肽或信号肽等。
这些前导肽或信号肽通常不
参与蛋白质的功能，但需要在蛋白质合成完成后被切除。
在蛋白质降解过程中，肽链内切酶可以参与蛋白质的分解和消化。
这些酶可以将蛋白质切割成较小的肽段，以便它们被其他蛋白酶进一
步降解成单个氨基酸。
肽链内切酶在蛋白质的合成和降解过程中发挥着重要的作用，它们的作用是切割肽键，将肽链断裂成较短的肽段，以实现蛋白质的翻译后修饰和分解消化。
花生子叶切片实验研究成果报告研究背景：花生是一种常见的作物，其种子是一种可食用的豆类，富含蛋白质、脂肪、糖类、维生素和矿物质，是人们日常生活中不可或缺的营养食品。
而探究花生子叶的结构和特征对提高花生种植和利用的效益有着重要意义。
研究目的：本实验旨在通过对花生子叶进行切片实验，了解花生子叶的组织结构和特征，为花生种植和利用提供理论依据。
研究方法：1. 取新鲜花生子叶，取适量醋酸酐固定后进行脱水，用醋酸酐、乙醇和清水各脱水20min；2.将脱水后的花生子叶取出，用丙酮渗透后浸泡在蜡液中，加热将蜡液液化，浸泡12h；3. 硬化后的样品切片，切片厚度为8um左右，染色后观察。
研究结果：花生子叶由表皮、栅栏组织、基部组织和维管束组成。
表皮细胞形状不规则，大小不一，中间具有气孔，调节水分和气体的交换。
栅栏组织是中空细胞构成的，起到支撑和保护作用。
基部组织是由大量贮藏细胞构成，含有大量淀粉颗粒，为营养储备组织。
维管束由导管和木质部组成，导管内部运输水分和营养物质，木质部起到支持和保护的作用。
研究结论：1.花生子叶的结构特征明显，分别由表皮、栅栏组织、基部组织和维管束组成，各组织起不同的作用，相互协调配合。
2.花生子叶中大量的贮藏细胞含有大量淀粉颗粒，为种子营养储备提供了依据。
3.通过切片实验可以更加深入地了解花生子叶的结构特征，为花生的种植和利用提供了理论依据。
研究展望：本实验只是初步探究了花生子叶的组织结构和特征，还有许多问题需要深入研究。
需要进一步探究花生子叶的生理特性、营养成分等方面的内容，为花生的全面利用提供更加深入的理论支撑。
1999205214收到,2000204224接受。
国家自然科学基金资助课题。
3稿件联系人。
缩写 BAPNA :苯甲酰精氨酸对硝基苯胺;CHM :亚胺环己酮;PAGE:聚丙烯酰胺凝胶电泳;SDS:十二烷基磺酸钠;SSP:盐溶蛋白。
去胚轴对花生子叶肽链内切酶和贮藏蛋白质降解的影响宾金华13 傅家瑞2(1华南师范大学生物系,广州510631;2中山大学生物系,广州510275)摘要:从离体子叶与连体子叶在水中培养一段时间后的比较,看到它们之间在肽链内切酶活性和盐溶蛋白及花生球蛋白降解上的差异并不大,这表明去除胚轴对子叶肽链内切酶活性和贮藏蛋白降解的影响很轻微。
亚胺环己酮(蛋白质合成抑制剂)不能完全抑制离体子叶肽链内切酶活性的提高,子叶的大部分大分子贮藏蛋白同样被降解。
这表明,在花生种子萌发过程中降解大部分贮藏蛋白的子叶肽链内切酶并非全部是在种子萌发时新合成的,子叶贮藏蛋白降解和肽链内切酶活性基本不受胚轴调控,子叶与胚轴之间在调控关系上可能是一种新的调节类型。
关键词:花生,离体子叶,肽链内切酶,贮藏蛋白降解,亚胺环己酮学科分类号:Q945 肽链内切酶在萌发种子的贮藏蛋白质降解中起重要作用,且与种子活力密切相关(Chrispeel 和Boulter 1975,Nielsen 和Liener 1984,宾金华和傅家瑞1995,黄上志和傅家瑞1992)。
它的合成及活性调节一直受到人们重视。
双子叶的豆科植物和单子叶的禾本科植物中,多数为萌发后新合成,且前者与胚轴有密切关系,后者与胚分泌激素密切相关(Bewley 和Black 1985,Dunaevsky 和Belozer 2sky 1993,K oehler 和Ho1990,Shintani 等1997,Shutov 和Vaintraub 1987)。
在花生子叶中此酶的合成和活性调节方式了解极少,以整粒花生种子为材料,我们已证明花生子叶肽链内切酶不是在种子萌发过程中新合成的(宾金华等1996a )。
本试验用花生离体子叶为材料,拟进一步证明此酶的来源和活性调节方式。
1 材料与方法1.1 植物材料供试花生(A rachis hypogaea L.)为粤油2116品种,由广东省农业科学研究院作物研究所提供。
选取中等大小种子,用1%次氯酸钠消毒5min ,蒸馏水冲洗6次后剥取子叶,将子叶置于垫有两层滤纸的培养皿中,加入适量蒸馏水后置黑暗中培养(28±1)℃。
每一处理为20粒种子,每粒种子的两片子叶分别培养,按规定天数取出子叶保存于-80℃中备用。
一片子叶用于酶活性测定,另一片子叶用于贮藏蛋白质测定。
亚胺环己酮(cyclohex 2imide ,CHM )为Sigma 产品,用蒸馏水配制成所需浓度,加入培养皿中培养子叶,培养条件和操作步骤均同上。
1.2 蛋白质提取和测定蛋白质提取按照Yamada 等(1980)及黄上志和傅家瑞(1992)的方法进行。
蛋白质含量测定按Bradford (1976)的方法进行,以牛血清蛋白作标准曲线。
SDS 2PA GE 按照Laemmi (1970)及黄上志和傅家瑞(1992)的方法进行。
1.3 肽链内切酶提取和活性测定取子叶按1∶5(W /V )加入预冷含β2巯基乙醇10μmol/L 的磷酸缓冲液(p H 7.2,20mmol/L ),在冰浴中研磨成匀浆,4℃下浸提4h 后离心20min (15000×g ,4℃)。
在上清液中加入硫酸铵使饱和度达80%,静置2h 后再离心(15000×g ,4℃,20min ),所得蛋白质沉淀溶于含β2巯基乙醇10μmol/L 的醋酸缓冲液(50mmol/L ,p H 5.4),并在4℃中对该液透析24h 。
经透析后的酶溶液离心(15000×g ,4℃,20min )除去不溶物,所得上清液即为酶提取液。
以BAPNA 为底物测定肽链内切酶活性,参照Harris 和Chrispel (1975)的方法,以波长410nm 下的OD 值每分钟每0.01为1个酶活性单位。
电泳后检测肽链内切酶活性则按Jammel 等(1984)方法进行,但分离胶改为7.5%,明胶底物终浓度为0.8%。
2 结果2.1 离体子叶肽链内切酶活性变化564植物生理学报,Acta Phytophysiologica Sinica 2000,26(6):465～470花生离体子叶水中培养过程中肽链内切酶活性在培养4d 后即明显低于正常萌发种子子叶(连体子叶)的酶活性,但其活性变化趋势与连体子叶的酶活性变化趋势一致(都有一陡增的过程)(图1)。
经t 检验统计分析,培养4d 后离体子叶和连体子叶两者的酶活性间存在显著差异(t =3.26>t 0.05=3.18,df =3,即p <0.05)。
培养在CHM 1mmol/L 的离体子叶,其肽链内切酶活性明显低于培养在水中离体子叶的酶活性,此时酶活在培养0～2d 期间发展的曲线较平缓,酶活性逐渐降低,2d 后逐渐增加,没有陡增的现象(图1)。
图1 培养过程中花生离体子叶肽链内切酶活性发展的时间进程Fig.1 The time course of endopeptidase activity in peanut cotyledons cultured in water or CHM 1mmol/L●:Attached cotyledon germinated in water ,○:Detached cotyledon cultured in water ,▲:Detached cotyledon cultured in 1mmol/L CHM. 离体子叶在系列浓度CHM 溶液中培养6d ,肽链内切酶活性被不同程度降低(图2)。
以水培养的肽链内切酶活性作为对照(100%),计算不同浓度CHM 溶液使花生离体子叶酶活性下降的百分率以表示抑制程度,并作图(图3),可以看到,CHM 的抑制曲线呈Michaelis 2Menten 方程,其K m值约为0.12mmol/L 。
电泳后检测酶活性,正常花生种子萌发子叶的第一条酶带在萌发0.5d 出现,第二条酶带在萌发第2天出现(宾金华和傅家瑞1995)。
本实验中,离体子叶肽链内切酶的第一条酶带在培养第2天出现,第二条酶带在培养第3天出现(图4A );我们同时还检测萌发1和2d后去胚轴对子叶肽链图2 花生离体子叶培养在不同浓度CHM 溶液或水中6d 的肽链内切酶活性和花生球蛋白含量Fig.2 The endopeptidase activity and arachin content in de 2tached peanut cotyledons cultured in 1mmol/L CHM or water for 6days图3 不同浓度CHM 溶液培养花生离体子叶6d 对肽链内切酶活性降低的程度Fig.3 The depression of endopeptidase activity of detached cotyledons cultured in different CHM solution for 6days内切酶同工酶带出现时间的影响,看到前者与培养离体子叶的情况相同,而后者与正常萌发相比已无影响(结果未列出)。
可见,萌发较短时间(0～1d )去除胚轴延缓了花生子叶肽链内切酶同工酶带在凝胶图上出现,萌发较长时间(2d )去除胚轴则已无影响。
同样检测培养在不同浓度CHM 溶液6d 子叶的肽链内切酶活性,酶活性随CHM 浓度增加而逐渐降低(图4B )。
664植 物 生 理 学 报 26卷图4 花生离体子叶肽链内切酶的凝胶图谱F ig.4 S DS 2P AG E pattern of end opeptidae activ ity in detached peanut c oty led ons cu ltured in water (A )and cu ltured in d ifferent CH M s olution (B )2.2 离体子叶贮藏蛋白质的降解花生种子的贮藏蛋白通常用含NaCl 0.1mol/L 的磷酸缓冲液提取,因而又称盐溶蛋白,它们主要有花生球蛋白(分子量为19.5～40.5kD ,占73%)、伴花生球蛋白Ⅰ(60.5kD ,占6%)、伴花生球蛋白Ⅱ(17kD ,占21%,也常称2s 蛋白)(图6,0d )。
多数双子叶种子在其胚轴被去除后,其子叶贮藏蛋白在萌发中的降解速率和程度都明显降低。
花生离体子叶盐溶蛋白的降解速率仅略低于正常萌发种子子叶中的,特别是培养2d 后(图5);离图5 培养过程中花生离体子叶盐溶蛋白(SSP )降解的时间进程Fig.5 The time courses of salt soluble protein (SSP )degra 2dation in detached peanut cotyledons cultured in water●:Attached cotyled on germinated in water ,○:Detached cotyled on cu ltured in water ,▲:D etached c oty led on cu ltured in 1mm ol/L CH M.体子叶花生球蛋白的降解也基本一样(图6)。
表明胚轴对子叶中贮藏蛋白降解没有决定性的作用。
离体子叶在1mmol/L 的CHM 溶液中培养,在培养初期,盐溶蛋白(图5)和花生球蛋白(图6)的降解明显减缓;但培养10d ,其盐溶蛋白和花生球蛋白的降解接近离体子叶(图5,6)。
在系列浓度CHM 溶液培养6d 的子叶,其花生球蛋白含量与CHM图6 培养过程中花生离体子叶花生球蛋白降解的时间进程Fig.6 The time course of arachin degradation in detached peanut cotyledons cultured in water or CHM 1mmol/L●:Attached cotyledon germinated in water ,○:Detached cotyledon cultured in water ,▲:Detached cotyledon cultured in CHM 1mmol/L.7646期 宾金华等:去胚轴对花生子叶肽链内切酶和贮藏蛋白质降解的影响浓度相关,高浓度CHM 明显降低花生球蛋白降解(图2)。
SDS 2PA GE 检测离体子叶贮藏蛋白降解,看到大分子贮藏蛋白在培养2d 已降解,培养6d 后贮藏蛋白已基本被降解(图7),与黄上志和傅家瑞(1992)报告的正常萌发花生种子子叶贮藏蛋白降解模式基本一致;与对照(水中培养0d )子叶的贮藏蛋白带相比,1mmol/L 的CHM 培养8～10d 子叶的60.5kD 贮藏蛋白基本已降价,40.5和38.5kD 带隐约可见,18kD 和2s 球蛋白带明显可见(图7),这表明大部分大分子贮藏蛋白已被降解。
