选项 | 实验目的 | 实验材料 |
A | 提取和分离光合色素 | 洋葱鳞片叶 |
B | 检测生物组织中的还原糖 | 胡萝卜块根 |
C | 观察质壁分离和质壁分离复原 | 大蒜根尖 |
D | 观察叶绿体的形态和分布 | 黑藻叶片 |
组别 | 甲醛(mg/kg) | 微核率(%0) | 畸变率(%0) |
对照组 | 0 | 1.8 | 0.5 |
20 | 2.4 | 0.74 | |
200 | 5.6 | 2.61 | |
2000 | 9.0 | 3.33 |
①检测两组细胞Ca2+通道基因的转录量,结果如图2所示。图中结果说明,抑制H蛋白基因的转录。
②在实验组和对照组ISN细胞中分别表达荧光标记的Ca2+通道蛋白,检测两组细胞细胞膜上的荧光强度,统计不同荧光强度的细胞所占比例,结果如图3所示。依据图中数据,研究人员判断实验组缺少H蛋白导致定位到细胞膜上的Ca2+通道减少。
③通过后续实验,研究人员还发现实验组Ca2+通道的转运能力下降。
综合以上实验结果,推测敲除H蛋白基因的小鼠体内胰岛素分泌减少的机制: 。
细胞能量代谢与癌症
线粒体是细胞内的动力车间,细胞生命活动所需的能量绝大部分来自线粒体。很多研究发现线粒体损伤导致的细胞能量代谢异常与癌症的发生密切相关。
正常情况下,细胞在有氧、无氧情况下分别进行有氧呼吸和无氧呼吸。德国生理学家Warburg在1924年提出瓦尔堡(Warburg)效应,即肿瘤细胞无论在有氧或无氧情况下,都主要通过无氧呼吸进行代谢,大量消耗葡萄糖而无法高效产能,并释放大量乳酸。肿瘤细胞产生的乳酸可被单羧酸转运蛋白(MCT)转运出肿瘤细胞,以防止乳酸对细胞自身造成毒害。Warburg认为癌症是一种代谢异常疾病。在一些环境因素如辐射、致癌物、压力、化学试剂等的刺激下,引发线粒体损伤,细胞呼吸出现功能障碍后,可能会形成肿瘤。
但上世纪70年代,研究发现恶性肿瘤存在染色体异常和基因突变,使人们将恶性肿瘤发生的根本原因归结于遗传物质的改变,因此对Warburg的观点产生很大争议。争议的焦点在于细胞能量代谢异常是癌症产生的原因还是细胞癌变导致的结果。
线粒体中的细胞色素C氧化酶(CcO)参与氧气生成水的过程,并促成用于合成ATP的跨膜电位,通过氧化磷酸化为细胞提供能量。在患者的实体肿瘤最缺氧区,存在有缺陷的CcO。最近,某研究小组以骨、肾、乳腺和食管的细胞系为实验材料,发现仅破坏CcO的单个蛋白质亚基,可导致线粒体功能发生重大变化,进而细胞表现出癌细胞的所有特征。研究人员观察到,破坏CcO会引发线粒体激活应激信号到细胞核,发送求救警报,警告细胞出现缺陷,检测到多种促进肿瘤发展基因的表达量均上升。
基于这些发现,研究人员可找到一些肿瘤治疗的潜在药物作用靶点,从而达到控制和治疗癌症的目的。
观点一:细胞能量代谢异常是癌症产生的原因。
观点二:细胞能量代谢异常是细胞癌变后导致的结果。
①育种工作者将甲和乙作为亲本进行杂交,得到F1 , F1自交得F2。F1对病菌X和Y均表现为抗病,检测F2统计结果如下表所示。
抗病 |
感病 |
|
抗病 |
150株 |
53株 |
感病 |
52株 |
17株 |
据表分析,水稻的抗病相对于感病均为性状。推测这两对抗病基因在染色体上的位置关系为。甲和乙的基因型分别为。同时对病菌X和Y具有抗性的F2植株中纯合子所占比例为。
②育种工作者根据M/m、H/h的基因序列设计特异性引物,分别对F2部分植株的DNA进行PCR扩增。已知M比m片段短,h比H片段短,扩增结果如图所示。据图判断符合选育目标的植株编号为,依据是。
①若F2对病菌Z的表型及比例为,则甲和乙对病菌Z的抗病基因可能位于同一个位点,或者位于一对同源染色体上不发生交叉互换的两个位点。
②若F2对病菌Z的表型及比例为,则甲和乙对病菌Z的抗病基因位于两对同源染色体上。
a.抗褐飞虱品系与野生型进行杂交
b.抗褐飞虱品系与品系丙进行杂交
c.品系丙与野生型进行杂交
d.杂交后代自交筛选抗褐飞虱个体,使其与品系丙杂交
e.杂交后代自交筛选抗稻瘟病个体,使其与抗褐飞虱品系杂交
f.多次重复d,筛选抗褐飞虱个体
g.多次重复e,筛选抗稻瘟病个体
自交,后代中选取目的基因纯合的植株,进行稻瘟病抗性和褐飞虱抗性田间实验鉴定。
图为酵母菌减数分裂过程示意图(只标注了其中一对染色体),图中左侧为野生型酵母菌,右侧为突变体酵母菌产生染色体异常的单倍体孢子的过程。
①据图分析,减数分裂的MI于MII过程中,突变体染色体行为变化的特征是。观察发现突变体酵母菌产生的单倍体孢子中约16.4%染色体数目异常,据此推测%的亲代酵母细胞减数分裂发生异常。
②进一步观察发现突变体酵母菌在产生染色体异常的单倍体孢子过程中,在期同源染色体联会正常。此时,同源染色体间形成以蛋白质为主要成分的链状结构,称为联会复合体(SC)。依据图中信息,在减数分裂过程中,突变体与野生型相比SC含量变化的差异是,导致染色体行为异常。结合上述信息,推测野生型酵母菌中X基因的功能是。
③为验证上述推测,科研人员将X基因转入酵母菌中,可观察或检测(至少写出两点)。