【题目】雷帕霉素是一种新型酯类免疫抑制剂,研究者通过实验探究雷帕霉素对小鼠成肌细胞能量代谢的影响。
(1)____是驱动细胞生命活动的直接能源物质,动物细胞中该物质中的能量来自_____这一代谢过程,发生场所为_____。
(2)PGC-1、YY1 和 mTOR 是细胞中调节线粒体基因转录的转录因子。研究人员用一定浓度的雷帕霉素处理小鼠成肌细胞,检测转录因子 PGC-1 的RNA 相对含量和蛋白质含量。图1 结果显示:_______________ 。
(3)免疫共沉淀技术是在体外进行的研究蛋白质相互作用的一种技术。其原理是抗体 A 可与蛋白A 特异性结合,因此使用抗体 A 可将蛋白 A“沉淀”。如果蛋白 B 与蛋白 A 相互结合,那么抗体 A 在将蛋白 A“沉淀”的同时,也会把蛋白B“沉淀”下来。此技术常用于寻找和筛选与已知蛋白质发生相互作用的蛋白质。
①研究人员欲研究这三种转录因子(蛋白质)之间的相互作用。利用免疫共沉淀技术,检测不同处理条件下,PGC-1、YY1、mTOR 被 YY1 抗体“沉淀”的情况,结果如图 2。实验中研究人员检测各蛋白提取结果的目的是_______________。根据图 2 结果,请在图 3 中构建线粒体中雷帕霉素与被“沉淀”蛋白间的互作模式图。
②若想验证该互作模式,可继续选择_____(a:mTOR;b:PGC-1;c:无关)抗体进行免疫共沉淀。 若互作模式成立,请在图 4 中相应位置用“—”画出可“沉淀”出的条带_____。
(4)综合上述实验,说明雷帕霉素对细胞能量代谢影响的分子机制是_____。
【答案】ATP 细胞呼吸 细胞质基质和线粒体 雷帕霉素降低了成肌细胞内PGC-1基因的表达量 保证雷帕霉素不会降解三种蛋白 b 雷帕霉素可抑制小鼠成肌细胞中PGC-1基因的表达;同时抑制小鼠成肌细胞线粒体中PGC-1 蛋白与YY1-mTOR复合体的结合,从而进一步抑制线粒体基因的表达
【解析】
1、ATP的中文名称叫三磷酸腺苷,其结构简式为A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,-代表普通磷酸键,~代表高能磷酸键。水解时远离A的磷酸键易断裂,释放大量的能量,供给各项生命活动,所以ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。
2、有氧呼吸:
第一阶段 C6H12O6(葡萄糖) 4[H](还原氢)+2C3H4O3(丙酮酸)+少量能量;场所细胞质基质中。
第二阶段 2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O(水)20[H](还原氢)+6CO2(二氧化碳)+ 少量能量;场所:线粒体基质中。
第三阶段 24[H](还原氢)+6O2(氧气)12H2O(水)+大量能量;场所:线粒体内膜。
总反应式 C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+大量能量。
无氧呼吸:
C6H12O6 2 C3H6O3(乳酸)。
(1)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,动物细胞中合成ATP的能量来自细胞呼吸;细胞呼吸包括无氧呼吸和有氧呼吸,无氧呼吸整个过程都在细胞质基质,而有氧呼吸的场所在细胞质基质和线粒体,故细胞呼吸的场所在细胞质基质和线粒体。
(2)通过图1可以看出,未加雷帕霉素的组,mRNA和PGC-1的量都有高于雷帕霉素的组,而PGC-1是细胞中调节线粒体基因转录的转录因子,所以图1 结果显示:雷帕霉素降低了成肌细胞内PGC-1基因的表达量。
(3)①实验中研究人员检测各蛋白提取结果的目的是保证雷帕霉素不会降解PGC-1、YY1、mTOR这三种蛋白。
②通过图2YY1抗体免疫共沉淀结果看出,PGC-1加入雷帕霉素与YY1抗体免疫无沉淀形成,故想验证该互作模式,可继续选择b:PGC-1抗体进行免疫共沉淀。若互作模式成立,图 4 中可“沉淀”出的条带如图:。
(4)综合上述实验,说明雷帕霉素对细胞能量代谢影响的分子机制是:雷帕霉素可抑制小鼠成肌细胞中PGC-1基因的表达;同时抑制小鼠成肌细胞线粒体中PGC-1 蛋白与YY1-mTOR复合体的结合,从而进一步抑制线粒体基因的表达。
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【题目】【环境保护】阅读材料,完成下列问题。
缅甸蟒是东南亚地区的本土品种,常生活在丛林中,善于游泳,遇到寒冷能进入冬眠状态,以适应环境,脊椎骨增生令其生长相当迅速。十多年前,美国佛罗里达州人将其作为宠物引进饲养,现在已经占领了三分之一的国土,并呈蔓延之势
推测缅甸蟒在美国南部地区泛滥的原因,并提出应对措施。
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【题目】阅读图文材料,完成下列要求。
长江江豚是世界上唯一的淡水江豚,因其长相憨萌,被称为“微笑天使”。曾经,同样生活在长江流成的还有白暨豚,是我国特有的淡水豚。但不幸的是,在2007年白暨豚被宣告灭绝,长江江豚便成为长江中仅剩的蟑豚类动物。目前长江江縣分布于宜昌以下的长江中下游及洞庭湖、阳湖地区。江縣以鱼、虾和软体动物类为食,喜欢生活在水流缓侵、食物丰富、有自然岸线的水城。下图为长江江豚数量及分布图。
(1)说明导致长江江豚数量下降的原因。
(2)分析鄱阳湖成为汇江豚集聚地的主要原因。
(3)请提出保护江豚的有效措施。
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【题目】为研究植物激素对细胞的影响,某活动小组用2,4-D、NAA培养拟南细胞,其中①组不添加外源生长素类似物,②组添加适量2μmol·L-1的2,4-D,③组添加等量2μmol·L-1的NAA,均在相同且适宜条件下培养。部分实验结果见表(分裂指数指处于分裂期细胞数占细胞总数的比例)。
组别 | ① | ② | ③ |
细胞形态(放大倍数相同) | |||
细胞长宽比 | 1.41 | 1.08 | 1.54 |
分裂指数(‰) | 1.05 | 2.84 | 0.49 |
根据实验分析不能得出的结论是( )
A.2,4-D、NAA具有容易合成、原料广泛、效果稳定等优点
B.2,4-D能促进拟南细胞的分裂,而NAA有促进细伸长的作用
C.①组的作用是作对照,此实验设计仍遵循单一变量原则
D.结构A被挤到了细胞的一侧,可推测③组细胞已成熟
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【题目】离子的跨膜运输是神经兴奋传导与传递的基础。突触传递过程中,前、后膜内外离子的移动如下图所示。
请回答问题:
(1)当兴奋传导到突触前膜时,引起突触前膜对Na+通透性的变化趋势为______。在此过程中Na+离子的过膜方式是______。
(2)引起突触前膜上Ca2+ 通道打开的原因是______。
(3)图中①至④表示兴奋引发的突触传递过程。图中过程②表示______。
(4)为研究细胞外Na+浓度对突触传递的影响,向细胞外液适度滴加含Na+溶液,当神经冲动再次传来时,膜电位变化幅度增大,原因是______。
(5)在突触部位胞内的钙离子主要来自于胞外。为证明细胞内钙离子浓度可影响神经递质的释放量,提出可供实验的两套备选方案。
方案一:施加钙离子通道阻断剂,然后刺激突触前神经细胞,检测神经递质的释放量。再在该实验体系中适度增加细胞外液中的钙离子浓度,然后刺激突触前神经细胞,检测神经递质的释放量。
方案二:适度增加细胞外液中的钙离子浓度,然后刺激突触前神经细胞,检测神经递质的释放量。另取一组实验材料施加钙离子通道阻断剂,然后刺激突触前神经细胞,检测神经递质的释放量。
比较上述两个方案的优劣,并陈述理由 __________。
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【题目】普通小麦为六倍体,染色体的组成为AABBDD=42。普通小麦的近缘物种有野生一粒小麦(AA)、提莫菲维小麦(AAGG)和黑麦(RR)等,其中A、B、D、G、R分别表示一个含7条染色体的染色体组。黑麦与普通小麦染色体组具有部分同源关系。研究人员经常采用杂交育种的方法来改善小麦品质。
(1)野生一粒小麦含抗条锈病基因和抗白粉病基因,普通小麦无相应的等位基因,改良普通小麦通常采用如下操作:将纯合野生一粒小麦与普通小麦进行杂交获得F1,然后再___________获得F2。若两个基因独立遗传,则在F2中同时具有抗条锈病和抗白粉病的个体最可能占_______________。
(2)野生提莫菲维小麦(AAGG)含抗叶斑病基因(位于G组染色体上),可以通过如下方案改良普通小麦:
①杂种F1染色体的组成为_______________。
②F1产生的配子中,理论上所有配子都含有_______________组染色体。
③检测发现F2中G组染色体的抗病基因转移到了A组染色体上,原因是60Co射线照射F1导致细胞内发生___________________________变化,F2与普通小麦杂交选育F3,F3自交多代选育抗叶锈病普通小麦新品种(AABBDD)。
(3)利用黑麦(RR)采取与(2)相同的操作改良普通小麦时,培育出了多个具有黑麦优良性状的普通小麦改良品种(AABBDD),而且自交多代稳定遗传。为研究相关机制,科研人员利用黑麦R组第6号、7号、3号染色体和普通小麦特异性引物扩增,相关结果如下:
图1R组的6号染色体特异引物pSc119.1扩增结果
注:M:标准物;1:黑麦;2:普通小麦;3:R组6号染色体;4~15:待测新品系。
图2R组的7号染色体特异引物CGG26扩增结果
注:M:标准物;1:黑麦的7号染色体;2:普通小麦;3~8:待测新品系。
图3R组的3号染色体特异引物SCM206扩增结果
注:M:标准物;1:黑麦的3号染色体;2:普通小麦;3~7:待测新品系。
在上述检测中R组6号染色体的750bp条带,R组7号染色体的150bp条带,R组3号染色体的198bp条带对应的品种具有不同的优良抗病性状。其中__________号品系具有全部抗病性状。
(4)研究人员通过光学显微镜观察普通小麦改良品种染色体,观察有丝分裂中期染色体的_____________,观察减数分裂染色体的_______________行为,可以从细胞学角度判断新品系是否稳定遗传。
(5)进一步利用不同荧光素标记的探针检测小麦和黑麦染色体片段,可知普通小麦改良品种染色体中含有R组染色体片段。由于R组染色体中有普通小麦染色体的同源区段,因此普通小麦改良品种在进行减数分裂时_____________,从而使其细胞中染色体更加稳定,该研究也为小麦品种改良提供新思路。
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【题目】龙须菜是生活在近岸海域的大型经济藻类,既能给海洋生态系统提供光合产物,又能为人类提供食品原料。某小组研究CO2浓度和光照强度对龙须菜生长的影响,实验结果如下图所示。已知大气CO2浓度约为0.03%,实验过程中温度等其他条件适宜,下列相关说法错误的是
A.实验中CO2浓度为0.1%的组是对照组
B.增加CO2浓度能提高龙须菜的生长速率
C.高光照强度下光反应速率快从而使龙须菜生长较快
D.选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素
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【题目】果蝇(2N=8)卷翅基因A是2号染色体(常染色体)上的一个显性突变基因,其等位基因a控制野生型翅型。
(1)摩尔根用果蝇做实验材料证明了基因位于染色体上,其研究方法是______________,因为果蝇有________________________优点因此常用来作为遗传学研究的材料(至少答2点),果蝇的单倍体基因组包括_______条染色体上的DNA序列。
(2)杂合卷翅果蝇的体细胞中2号染色体上DNA碱基排列顺序______________(相同/不相同),卷翅基因A与野生型翅基因a的根本不同在于____________。
(3)研究者发现2号染色体上的纯合致死基因B,其基因与染色体关系如图。 该品系的雌雄果蝇互交(不考虑交叉互换和基因突变),其子代中杂合子的概率是______________;子代与亲代相比,子代A基因的频率______________(上升/下降/不变)。
(4)研究者发现2号染色体上的基因A也是纯合致死,从而培养出如(3)图示“平衡致死系”,欲利用 “平衡致死系”果蝇来检测野生型果蝇的一条2号染色体上是否出现决定新性状的隐性突变基因,DD和Dd不影响翅型,dd决定新性状翅型。可做下列杂交实验(不考虑杂交过程中的交叉互换及新的基因突变):
实验步骤:P “平衡致死系”果蝇(♀)× 待检野生型果蝇(♂)
/
F1 选出卷翅的雌雄果蝇随机交配
F2 ?
预期实验结果并得出结论:
若F2代的表现型及比例为____________________________________,说明待检野生型果蝇的2号染色体上没有决定新性状的隐性突变基因。
若F2代的表现型及比例为____________________________________,说明待检野生型果蝇的2号染色体上有决定新性状的隐性突变基因。
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【题目】下图甲表示干细胞的三个发育途径,图乙为细胞增殖过程中某一时期的示意图。请据图回答下列问题:
(1)图甲中若A细胞是胚胎干细胞,B细胞是造血干细胞,则B细胞与A细胞相比,其全能性_____________。
(2)在B、C、D三类细胞所含的_____________相同,而大分子有机物_____________有差异。
(3)图乙所示是人体细胞部分染色体,请判断其分裂时期及依据_____________;若②号染色体的遗传信息来自父方,那么含有母方遗传信息的对应染色体的序号为_____________。
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