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α-syn是一种神经细胞突触核蛋白,正常情况下以可溶的单体形式存在,当其聚集成不...

α-syn是一种神经细胞突触核蛋白,正常情况下以可溶的单体形式存在,当其聚集成不溶性寡聚体(α-synPFF)时,可引起神经元细胞死亡,导致帕金森病。

(1)科研人员用α-突触核蛋白寡聚体(α-synPFF)处理小鼠脑细胞,连续观察14天,发现细胞内的PARP1蛋白增多,有些脑细胞开始死亡,可初步假设α-synPFF使脑细胞死亡的机理为______

(2)研究人员用α-synPFF和三种PARP1抑制剂(ABT,AG,BMN)处理小鼠脑细胞,一段时间后测定脑细胞的死亡率,结果见如图。

据上图可知PARP1抑制剂能______α-synPFF对脑细胞的致死效应,且______抑制剂的作用效果最显著,实验结果______(填“支持”或“不支持”)上述假说。

(3)为了在活哺乳动物中进一步进行验证,研究人员将α-synPFF注射到正常小鼠和缺乏PARP1基因的小鼠的大脑中。如缺乏PARP1的小鼠脑细胞比正常小鼠脑细胞______,则能验证PARP1的作用。

(4)PARP1引起神经细胞死亡的作用机理如图所示。据如图可知,α-synPFF激活NO合成酶,NO含量增加造成DNA损伤,过度激活PARP1.在PARP1存在时会导致神经元产生______,从而导致细胞死亡。另外PAR通过核孔,在______中与α-synPFF结合,______(填“促进”或“抑制”)α-synPFF积聚,加剧细胞死亡。

(5)综上分析,你对治疗帕金森病提出合理的治疗方案______

 

α-synFPP诱导脑细胞产生PARP1而引起脑细胞死亡 抑制 ABT 支持 死亡率明显降低 PAR 细胞质基质 促进 敲除PARP-1基因或服用PARP-1抑制剂药物 【解析】 本题已知α-syn是一种神经细胞突触核蛋白,正常情况下以可溶的单体形式存在,当其聚集成不溶性寡聚体(α-synPFF)时,可引起神经元细胞死亡,导致帕金森病。各小题再结合题目给出的实验过程和结果进行分析,考查学生分析实验、得出结论的思维能力。 (1)用α-突触核蛋白寡聚体(α-synPFF)处理小鼠脑细胞,连续观察14天,发现细胞内的PARP1蛋白增多,有些脑细胞开始死亡,推测脑细胞的死亡跟产生PARP1蛋白增加有关,所以可初步假设α-synPFF使脑细胞死亡的机理为α-synFPP诱导脑细胞产生PARP1而引起脑细胞死亡。 (2)据图1可知,用三种抑制剂处理后脑细胞的死亡率都会降低,说明PARP1抑制剂能抑制α-synPFF对脑细胞的致死效应,且ABT抑制剂的作用效果最显著。实验结果支持上述假说。 (3)为了在活哺乳动物中进一步进行验证,研究人员将α-synPFF注射到正常小鼠和缺乏PARP1基因的小鼠的大脑中。根据前面分析可知,假设α-synFPP诱导脑细胞产生PARP1而引起脑细胞死亡,所以缺乏PARP1基因的小鼠不能合成PARP1,所以若缺乏PARP1基因的小鼠脑细胞比正常小鼠脑细胞死亡率明显降低,则能验证PARP1的作用。 (4)分析图2可知,PARP1引起神经细胞死亡的作用机理是:α-synPFF激活NO合成酶,NO含量增加造成DNA损伤,过度激活PARP1。在PARP1存在时会导致神经元产生PAR,从而导致细胞死亡。另外PAR通过核孔,在细胞质基质中与α-synPFF结合,促进α-synPFF积聚,加剧细胞死亡。 (5)综上分析,治疗帕金森病的关键是降低PARP-1的作用,可通过敲除PARP-1基因或服用PARP-1抑制剂药物进行治疗。
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考点分析:
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为研究野生型拟南芥抗盐机理,研究人员利用T-DNA插入拟南芥基因组中,得突变体Y。

(1)种植野生型拟南芥,将地上部分浸入______菌悬浮液中以实现转化,该菌的T-DNA上需带有抗除草剂基因以便筛选。在适宜条件下培养,收获种子(称为T1代)。

(2)假设所处理植株为T-DNA单拷贝插入,则T1代植株自交后所结种子中具有抗除草剂性状的占______。继续种植具有抗除草剂性状的种子,长成植株后进行自交,若______,表明获得了纯合的转基因突变体植株Y。

(3)野生型拟南芥的抗盐性状与D基因密切相关,T-DNA插入到D基因中,致使该基因失活,失活后的基因记为d。收集上述突变体Y叶片并提取DNA,分别用引物“LB+RP”组合及“LP+RP”组合进行PCR扩增。已知插入完整T-DNA后,“LP+RP”不能完成PCR扩增如图.检测扩增结果中,若______,则相应植株的基因型为Dd;若______,则相应植株的基因型为dd。

(4)研究人员收集7个突变体的叶片,提取叶片总mRNA,并逆转录为cDNA,利用特异性引物进行PCR扩增,结果如图.基因actin在拟南芥中表达相对稳定,作为本实验的______,结果表明______号植株因T-DNA的插入,D基因完全沉默。

(5)将野生型和突变体种子消毒后,分别播种于含有不同浓度NaCl培养基中,观察种子萌发情况,结果见如图.

由如图可知,在不含NaCl的培养基上,野生型和突变体种子的萌发率______;随着NaCl浓度的升高,突变体种子的萌发率明显______

(6)野生型在高浓度NaCl胁迫下,脱落酸(ABA)含量增加,并迅速参与到抗胁迫的反应中。突变体D基因由于T-DNA的插入不能正常表达,导致突变体的抗盐性下降,由此推测D基因抗盐作用的机理是______

 

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研究人员发现一种短根白化突变体水稻sra1,利用该突变体可以深入研究植物叶绿体发育和光合作用的调控机制。

(1)比较长势一致且生长状况良好的野生型水稻WT和突变体水稻sra1植株,在适宜条件下测定光合参数,结果见表。

水稻品种

净光合速率

(µmolm-2s-1

气孔导度

(molm-2s-1

胞间CO2浓度

(µmolm-1

WT

11.77

0.30

298.44

sra1

‒3.61

0.18

424.52

 

二氧化碳的固定量直接反映植物光合作用过程中的______反应速率,净光合速率为负值表明______。据上表分析,sra1净光合速率的显著降低______(填“是”或“不是”)由摄入二氧化碳量变化引起。

(2)对WT和sra1水稻植株相同位置的叶片进行观察,结果如图1所示,与WT相比sra1 植株______体积明显增大;叶绿体明显变少或没有,且内部的______松散或发育不完整。

(3)利用分光光度计对WT和sra1水稻植株进行光合色素含量的测定,发现sra1植株中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量都接近于零,这与上述细胞结构变化及光合作用特征______(填“一致”或“不一致”)。

(4)研究发现过氧化氢酶(CAT)参与水稻细胞内有害物质(超氧自由基)的分解,膜脂过氧化物(MDA)的增多会加剧膜的损伤。图2为WT和sra1中上述两种物质相对含量的测定结果,sra1中CAT的含量比WT______,可能使超氧自由基含量______,会加速MDA的合成,造成______膜结构的损伤,从而导致sra1净光合速率下降。

(5)综上所述,sra1植株白化的根本原因可能是______。此外,该突变体根明显变短,所以对______,加剧水稻净光合速率的降低。

 

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B. 大蓝蝶幼虫和红蚁两者是相互选择的结果

C. 大蓝蝶可以在没有红蚁的地方繁衍后代

D. 大蓝蝶幼虫与红蚁之间存在着捕食关系

 

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下列实验材料或用品选择恰当的是(  )

A. 鉴定可溶性还原糖--双缩脲试剂 B. DNA的粗提取和鉴定--新鲜牛血

C. 用PCR仪对DNA分子扩增--DNA连接酶 D. 鉴定纤维素分解菌--刚果红指示剂

 

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研究者发现日光照射实验动物皮肤后会使血液里的化学物质(UCA)含量大幅增加,且UCA可进入大脑神经细胞内并转化成谷氨酸。细胞内的谷氨酸在运动皮层以及海马区的神经末梢释放,并能激活相关的脑内神经环路,从而增强运动学习能力以及物体识别记忆能力。根据以上资料可推断出(  )

A. 谷氨酸不再是细胞内合成蛋白质的原料

B. 谷氨酸可作为一种参与神经调节的神经递质

C. 光照会使实验动物对环境的适应能力降低

D. UCA在细胞外液中转化成谷氨酸后参与神经调节

 

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