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阅读下面的材料,完成下列小题。 迁移小体的发现及其功能 细胞器是细胞质中具有特定...

阅读下面的材料,完成下列小题。

迁移小体的发现及其功能

细胞器是细胞质中具有特定形态和功能的微结构,这些结构相对独立又紧密联系。清华大学俞立教授课题组在研究细胞迁移的过程中发现了一类新的细胞器,研究人员推测其在细胞迁移过程中具有确定路径和方向的作用,将其命名为迁移小体。

研究者以普通大鼠肾脏细胞为研究对象,发现这些细胞在迁移的过程中会将由其收缩纤维留在胞体后侧。在收缩纤维的横截面处会有很多直径约为3μm的囊泡,即为迁移小体。最终,这些迁移小体会释放到胞外并被周围细胞所吞噬。 

迁移小体是如何产生的呢?课题组通过密度梯度离心的方法得到了细胞裂解物的不同组分,经分析筛选,得到了迁移小体的特异性蛋白TSPAN4。进一步研究发现,TSPAN4蛋白和胆固醇对迁移小体的形成具有关键作用,并提出了迁移小体形成的理论模型:细胞迁移导致TSPAN4蛋白及胆固醇在收缩丝的局部高度富集,增加了富集区域膜的弯曲度,从而形成迁移小体结构。

迁移小体除了与细胞迁移有关,是否还参与了其它的生物学过程呢?研究人员发现,斑马鱼在胚胎发育的某些阶段会产生大量的迁移小体,并且在胚胎发育过程中呈现特定的时空分布。进一步研究发现,迁移小体中存在大量的信号分子,包括趋化因子、细胞因子和生长因子等,这些信号分子会随迁移小体的分布形成局部区域信号中心,调节斑马鱼的器官发育。

1)迁移小体被周围细胞吞噬后最有可能被________(细胞器)降解,该过程依赖于生物膜的________性。

2)研究发现在细胞迁移过程中,胞体持续地向迁移小体中运输胞内物质,为后续细胞的迁移提供路线信息,表明迁移小体与细胞间的________有关。

3)分析上文内容,迁移小体的功能主要包括________

4)恶性肿瘤的转移往往是肿瘤治疗失败的主要原因,科学家推测肿瘤的转移与迁移小体的产生有关。根据上文中的研究成果,请你提出一种可能抑制肿瘤转移的治疗思路________

 

溶酶体 流动 信息交流 调节胚胎发育;为细胞迁移提供了路径和方向信息 抑制TSPAN4蛋白及胆固醇合成相关基因的表达,抑制肿瘤的转移 【解析】 依据题干信息“TSPAN4蛋白和胆固醇对迁移小体的形成具有关键作用”、“研究人员推测其在细胞迁移过程中具有确定路径和方向的作用”’、“调节斑马鱼的器官发育”等可知迁移小体能进行细胞间的信息交流以及促进胚胎发育等功能,据此作答。 (1)溶酶体内含有多种水解酶,能水解衰老、损伤的细胞器以及侵染机体的细菌或病毒,故迁移小体被周围细胞吞噬后最有可能被溶酶体降解,这依赖于生物膜具有流动性的结构特性。 (2)胞体持续地向迁移小体中运输胞内物质,为后续细胞的迁移提供路线信息,体现了迁移小体与细胞间进行信息交流的功能。 (3)依据题干信息“胚胎发育的某些阶段会产生大量的迁移小体”及(2)问中“胞体持续地向迁移小体中运输胞内物质,为后续细胞的迁移提供路线信息”可知迁移小体具有调节胚胎发育和为细胞迁移提供了路径和方向信息等功能。 (4)根据题干信息“TSPAN4蛋白和胆固醇对迁移小体的形成具有关键作用”可知,通过抑制TSPAN4蛋白及胆固醇合成相关基因的表达,可能会抑制肿瘤的转移。
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考点分析:
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为使水稻获得抗除草剂性状,科研人员将除草剂草甘膦抗性基因转入水稻植株,获得抗草甘膦转基因水稻。

注:GUS基因表达产物经染色能从无色变成蓝色

1)将草甘膦抗性基因作为________,与Ti质粒用相同的______DNA连接酶处理构建基因表达载体。

2)用________处理农杆菌后获得感受态细胞,将其与基因表达载体混合完成转化后,在添加_____的培养基中,经筛选1得到含基因表达载体的农杆菌。

3)取某品种水稻的幼胚,先进行_______处理,然后接种到培养基中,水稻幼胚细胞发生___________形成愈伤组织。用含基因表达载体的农杆菌侵染该愈伤组织。

4)利用PCR技术,可以鉴定被侵染的愈伤组织中是否含有草甘膦抗性基因。草甘膦抗性基因的部分序列如下:

5---ATGGCT………AGGAAC---3

3---TACCGA………TCCTTG---5

根据上述序列应选择引物_________(填字母)进行PCR

A.引物:5-TACCGA-3           B.引物:5-GTTCCT-3

C.引物:5-AUGGCU-3           D.引物:5-ATGGCT-3

5)除了鉴定愈伤组织中是否含有目的基因以外,还可以利用GUS基因表达产物的鉴定进行图中的筛选2,以确定目的基因是否____。两次筛选后得到的转基因愈伤组织经过细胞的________过程,获得转基因水稻。

6)为获得具有抗除草剂性状的转基因水稻,还需要在个体水平进行抗性测试。请你设计一个实验方案,筛选出对草甘膦具有抗性的转基因水稻。_____

 

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红耳龟原产于美洲,作为宠物引入我国。由于宠物弃养和放生行为,红耳龟野外种群数量逐渐增大,这对当地的生物多样性造成威胁。为研究红耳龟入侵对当地生态系统的影响,科研人员对某地区红耳龟的种群数量和食性进行了调查。请回答问题:

1)红耳龟属于生态系统成分中的______,其同化的能量,一部分在____过程中以热能的形式散失,一部分可用于自身的____等生命活动。

2)红耳龟的_________及迁入率和迁出率是决定其种群密度和种群大小的直接因素。调查描述、解释和预测红耳龟__________的变化时,常常需要建立数学模型。

3)研究人员调查了该地区龟鳖类的种群数量,结果如下表所示。

 

红耳龟

乌龟

中华花龟

中华鳖

蛇鳄龟

数目(只)

148

20

8

4

1

 

调查结果发现,目前该地区龟鳖类的优势种是______。由于红耳龟的入侵,影当地的群落结构发生明显改变,这种变化过程称为__________

4)为研究红耳龟的食性,研究人员解剖了红耳龟和本地龟类--中华花龟,统计它们胃内残余食物种类及出现次数,发现中华花龟胃内仅有久雨花科、苋科和鱼类三种食物。红耳龟的残余食物统计结果如图所示。

①红耳龟与中华花龟的种间关系属于_________,判断依据__________

②红耳龟入侵后,由于当地物种中缺少____的制约,得以迅速繁殖。红耳龟的捕食行为还可能会引起本地的鱼类、贝类等生物的种群密度下降,严重时会使当地的物种___降低,影响该生态系统的________能力。

5)为了防控红耳龟的生态入侵,请为当地生态部门提出合理的建议____

 

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甲型流感病毒(IAV)是一种会感染人和动物并引发严重呼吸道疾病的病毒。为寻找防控IAV的新思路,科研人员以小鼠为实验对象,研究了高脂肪低糖类(KD)的饮食对抵御IAV感染的效果。请回答问题:

1IAV必须在______内增殖,侵入人体后,一部分能被吞噬细胞吞噬,这属于免疫防卫的第______道防线。除此防卫功能之外,免疫系统还具有______功能。

2)研究人员用不同的饲料喂养小鼠,7天后再用一定浓度的IAV感染小鼠。统计小鼠的生存率,以及效应T细胞和γT细胞(一种新型T细胞)的相对数量,结果并别如图1和图2所示。

①实验组小鼠应用_______饲料饲喂。

②分析图1结果显示_________,说明实验组饮食方案可以增强小鼠抵御IAV感染的能力。

③由图2可知,与对照组相比,实验组的效应T细胞的数量______,而γT细胞的数量________。研究人员推测,γT细胞在KD饮食增强小鼠抵御IAV感染能力方面发挥主要作用。

3)研究发现,A基因是决定γT细胞分化成功的关键基因,为了验证上述推测,科研人员构建了A基因敲除小鼠,继续进行实验。

组别

小鼠种类

饮食方案

检测指标

1

a

b

d

2

普通小鼠

c

同上

 

①补充上表中abcd处的内容,完善实验方案_____

②实验的检测结果为______,证明γT细胞增强了小鼠抵御IAV感染的能力。

4)小鼠肺部粘液能捕获病毒,抵御感染。科研人员发现,(2)中实验组小鼠肺部粘液生成细胞数目高于对照组,而KD饮食的A基因敲除小鼠的检测结果与(2)的对照组无显著差异。综合上述实验结果,推测KD饮食增强小鼠抵御IAV感染的机理是____________

 

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为了探究空间搭载对植物光合作用的影响,研究人员以粳稻东农416DN416)为材料,进行了系列研究。请回答问题:

1)水稻叶肉细胞中叶绿体______上的色素能够捕获光能,这些能量经过转换,最终储存为________

2)研究人员将DN416的种子空间搭载12天后,返回地面在原环境中种植,测定其幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs,气孔张开的程度)和叶绿素含量的变化,结果如下表。

 

对照组

实验组

Pn

25.522. 32

18.461.30

Gs

253.6221. 61

191.8419.91

叶绿素含量(mg/g)

35.12

26.35

 

 

①气孔导度的变化主要影响光合作用______反应阶段,影响该反应的外部因素,除CO2浓度外还包括________;内部因素包括______

②表中数据显示__________,说明空间搭载抑制光合作用的光反应和暗反应,从而降低了DN416的净光合速率。

3)为探究空间搭载后叶绿素含量变化影响DN416光合作用的机制,研究人员做了进一步检测。

①光系统是由蛋白质和叶绿素等光合色素组成的复合物,具有吸收、传递和转化光能的作用,包括光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)。如图所示,PSⅡ中的光合色素吸收光能后,一方面将______分解为氧气和H+,同时产生的电子经传递,可用于NADP+H+结合形成_______。另一方面,在ATP酶的作用下,__________浓度梯度提供分子势能,促使ADPPi反应形成ATPe-

②叶绿素荧光参数是描述植物光合作用状况的数值,Fo反映叶绿素吸收光能的能力,Fv/Fm反映PSⅡ的电子传递效率。研究人员测定了(2)中不同组别的叶绿素荧光参数,发现实验组中FoFv/Fm均比对照组低,说明________

4)研究人员同时研究了空间搭载对粳稻东农423DN423)光合作用的影响,发现其光合速率明显提升。这与DN416的研究结果相反,原因可能是空间搭载对水稻光合作用的影响与不同品种间________的差异密切相关。

 

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下列有关微生物培养的叙述正确的是

A.通常使用液体培养基分离获得细菌单菌落

B.若培养基需要调节pH,应该在灭菌后进行

C.用显微镜直接计数固体培养基中微生物数量

D.倒置平板可防止培养基被滴落的冷凝水污染

 

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