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阅读下面的材料,完成(1)~(6)题。 地衣是什么?这有关一个被颠覆的“真理” ...

阅读下面的材料,完成(1)~(6)题。

地衣是什么?这有关一个被颠覆的“真理”

1868年,瑞士科学家西蒙·施文德纳揭示了地衣是由单一真菌与单一微型藻类结伴相生的复合生命体。此后的150年,生物学家一直试图在实验室里栽培地衣,但是徒劳无功。

2011年,斯普利比尔使用现代遗传学手段,研究当地的两种地衣,其中一种会制造狐衣酸的强力毒素,呈现黄色;另一种则缺乏这种毒素,呈深棕色。这两种地衣看起来截然不同,被分类为两个“物种”已有一个世纪的历史。研究表明,它们中的真菌是一致的,搭配的也是一样的藻类。它们为什么会呈现不一样的颜色呢?

为寻真相,斯普利比尔分析了两种地衣所激活的基因,结果没有区别。他意识到,他的搜索范围太过狭隘了,地衣学家全都认为大型地衣中的真菌都来自子囊菌的类群,然后他将搜索范围拓展到整个真菌界。这时诡异的事情出现了,地衣当中大量被激活的基因来自一个完全不同的真菌类群——担子菌。

子囊菌是真菌中的一个类别,平时见到的霉菌中就有一些属于这类。担子菌也是真菌中的一类,平时见到的各种蘑菇大多都属于此类。

一开始,他们猜测是有担子菌碰巧长在地衣上面,可能只是样本污染,样品上落了一点点细屑什么的,再或者也可能是某种病原体,感染了地衣导致其生病等等。这甚至可能只是假信号。

但是,当斯普利比尔从他的数据中移除了所有担子菌基因后,与狐衣酸有关的一切也随之消失了。他开始怀疑担子菌实际上就是地衣的一部分,两种地衣都有,但是黄色地衣中担子菌的丰度和数量更高。

斯普利比尔收集了45000份地衣样本,批量筛查这些属于不同演化分支、来自不同大陆的样本,结果发现几乎所有的大型地衣中都能检测到担子菌类的基因。

在显微镜下,地衣由一层紧实的外壳包裹着绵软的内芯。藻类就嵌在那层厚厚的外壳上,子囊菌也长在那里,只不过它们的菌丝向内部分支,构筑成海绵状的内芯。担子菌在外壳的最外层,就在另外两个伙伴的周围。

然而就算是那些担子菌已经充分暴露出来,要鉴别它们也是困难重重,它们看起来跟子囊菌的菌丝横断面别无二致,完全没有理由认为那里存在两种而非一种真菌,这也是为何150年来都没人意识到这点的原因。

或许用上这三种成分,地衣学家终将能在实验室里成功栽培地衣。

1)一个世纪以来把黄色地衣和深棕色地衣分类为不同的两个“物种”,为什么有人提出质疑呢__________?斯普利比尔寻找到的真相是什么?__________

2)斯普利比尔最重要的发现是__________

A. 黄色地衣和深棕色地衣是不同的“物种”

B. 担子菌和子囊菌的菌丝横断面没有区别

C. 几乎所有大型地衣中都能检测到担子菌类的基因

D. 黄色地衣和深棕色地衣的真菌和藻类是一致的

3)若你已经意识到地衣的共生生物,你可以通过怎样的分子技术和手段直观地观察到地衣的共生生物?______

4)请概述斯普利比尔的研究前后,人们对地衣共生生物的认识。__________

5)请结合本文和所学知识概括互利共生的概念。__________

6)本文中的研究对地衣学的概念进行了修正,你觉得还有哪些谜团有待打开呢?__________(答出一点即可)

 

它们中的真菌是一致的,搭配的也是一样的藻类 黄色地衣中担子菌的丰度和数量更高 C 荧光标记 显微观察 之前认识:单一真菌与单一微型藻类结伴相生之后认识:子囊菌和担子菌两种真菌和一种藻类共生 两种或者三种生物共同生活在一起,相互依存,彼此有利。(多种生物共同生活在一起,相互依存,彼此有利。) 两种真菌到底各自发挥着什么作用? 担子菌和狐衣酸是紧密相关的,但究竟是担子菌需要摄入这种物质,还是产生了这种物质,还是说其解锁了另一种真菌制造此物的能力? 担子菌、子囊菌和藻类是如何相互有利的? 【解析】 种间关系包括捕食、竞争、寄生和互利共生等。 (1)由于黄色地衣和深棕色地衣中的真菌是一致的,搭配的也是一样的藻类,故有人质疑他们属于两个“物种”。斯普利比尔经过研究发现,黄色地衣中担子菌的丰度和数量更高。 (2)在斯普利比尔进行研究之前,已经有研究表明黄色地衣和深棕色地衣的真菌和藻类是一致的,并且人们长久以来把黄色地衣和深棕色地衣分为不同的物种。斯普利比尔通过研究45000份地衣样本,批量筛查这些属于不同演化分支、来自不同大陆的样本,结果发现几乎所有的大型地衣中都能检测到担子菌类的基因,这是其最重要的发现。在斯普利比尔发现地衣由两种真菌和一种藻类共生之后,显微镜下观察发现担子菌和子囊菌的菌丝横断面几乎一样,所以150年来无人意识到地衣中存在两种而非一种真菌。 综上所述,ABD不符合题意,C符合题意。 故选C。 (3)可以通过荧光标记及显微观察来直观地观察地衣的共生生物。 (4)斯普利比尔的研究之前,人们认为单一真菌与单一微型藻类结伴相生;研究之后人们认为子囊菌和担子菌两种真菌和一种藻类共生。 (5)互利共生指两种或者三种生物共同生活在一起,相互依存,彼此有利。 (6)既然地衣是由担子菌、子囊菌和藻类共同组成的,那么担子菌、子囊菌和藻类是如何相互有利的?
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考点分析:
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神经纤毛蛋白-1NRP-1)是血管内皮生长因子的新型受体,通过参与多种信号转导来促进肿瘤血管的生成。本研究将为NRP-1单克隆抗体靶向治疗乳腺癌提供数据基础。

1)取乳腺癌(MCF7)组织块,运用__________技术获得MCF7细胞用于后续实验。用重组的人_________蛋白对小鼠进行注射,使小鼠产生免疫反应,制备杂交瘤细胞,将杂交瘤细胞转到多孔培养板上培养,吸取培养孔中的__________(填“上清液”或“沉淀细胞”),应用__________技术进行抗体阳性检测。经多次筛选和细胞培养,获得NRP-1单克隆抗体(NRP-1 MAb)。

2)提取正常组织细胞和MCF7细胞的总蛋白,设置空白对照,加入NRP-1 MAb进行蛋白质免疫印迹,实验结果如下:

该实验结果说明了__________

3)将MCF7细胞制成单细胞悬液,等量注入4组裸鼠右前腋下,接种后3天开始给药,共给药7次。每隔5天测算一次肿瘤的体积,如下图所示:

对照组注射__________,从上图中可以看出__________

4)结合题干信息,综合以上研究请你推测NRP-1 MAb抑制肿瘤的作用机理是__________

5)注射不同剂量NRP-1 MAb 33天后,剥离肿瘤组织称重,实验结果如下图:

从该结果中可以看出____。综合比较(3)和(5)的实验结果,可见中高剂量和低剂量的NRP-1 MAb在降低肿瘤体积和降低肿瘤重量上出现了不一致性。

6)基于以上研究,科学家们对该抗体的用药方式有两种观点:谨慎用药和适宜浓度用药。你支持哪个观点,并说出理由______

 

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骨髓增生异常综合征(MDS)是一组造血干细胞的异质性增殖性疾病,红细胞生成缺陷及发育不良是MDS的典型特征。TET2基因可以参与斑马鱼胚胎造血基因表达调控,在红细胞发育过程中发挥重要作用。斑马鱼和人类基因有着87%的高度同源性,其实验结果大多数情况下适用于人体,因此以斑马鱼为实验对象进行了相关研究。

1)在造血干细胞中,以__________________模板,合成mRNA  并指导TET2 蛋白合成。进行此过程时,一个mRNA分子上可以相继结合多个____________,同时进行多条肽链的合成,其意义是_______________

2)研究发现,TET2基因在调控造血基因表达过程中存在下列现象:

造血基因------Gata-1 基因在DNA 甲基化转移酶(DNMTs)的作用下,将胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶(5-mC),如图2 A所示。DNA甲基化使得___________不能识别相应的碱基序列,影响转录过程,进而造成Gata-1 基因沉默。

②科研人员使用亚硫酸氢钠处理Gata-1 基因,进行________扩增,如图2-B,对扩增后的产物进行分析,就可以区分甲基化与未甲基化的胞嘧啶,区分依据是对比图2AB发现___________________

3)为研究TET2 基因调控斑马鱼红细胞的生成,利用MO(阻断TET2 基因表达)技术敲除TET2 基因后,检测Gata-1 基因的甲基化水平。经研究发现TET2 蛋白使5-甲基胞嘧啶(5-mC)含量明显下降,能够恢复Gata-1基因__________,结合图3 可推测出TET2基因的作用是________________________

 

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杂交水稻虽然性状优良,但在有性繁殖过程中,具有高产等优良特性会出现分离。由此,杂交作物的后代(杂种植物)无法保持同样的优良性状。在研究过程中,科研人员发现了一个关键的B基因,为探究其作用,进行了如下研究。

1)绿色荧光蛋白基因(GFP)在紫外光或蓝光激发下,会发出绿色荧光,这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。将绿色荧光蛋白基因(GFP)与野生型水稻的B基因利用____________酶形成融合基因,转入到普通水稻获得转基因水稻(B-GFP),该变异属于___________

2)将野生型水稻与转基因水稻进行杂交或自交,授粉25小时后,利用免疫荧光技术检测胚中B基因的表达情况,请完成下表和问题。

杂交组合

BGFP×♂野生型

♀野生型×♂BGFP

BGFP×♂BGFP

预期结果

具荧光:无荧光=11

_____________

实际结果

无荧光

全部具荧光

1/2具荧光

 

 

根据结果可知只有来自________________________(父本/母本)的B基因表达,而出现了上述实验现象,并没有表现出________________________定律的特征。

3)研究人员进一步检测授粉65小时后的受精卵,发现来自于母本的B基因也开始表达。由此推测,可能是来自于父本B基因的表达__________________(促进/抑制)后期来自于母本中的该基因的表达,从而启动胚的发育。

4)研究人员设想:可以使野生型水稻(杂种植物)在未受精的情况下,诱发卵细胞中B基因表达,发育为胚。研究人员进行了如下图操作,请你根据技术操作及相关知识回答问题:

①卵原细胞经M技术处理后进行____________________分裂形成卵细胞。

②精细胞参与了形成_____________________的过程,卵细胞在未受精情况下发育为新个体,该育种方式的优势是_________________________

 

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阿尔茨海默病(AD)是一种神经系统退行性疾病,临床表现为认知功能障碍,记忆力减退等。研究表明自噬异常是导致AD发生发展的重要因素,下图表示神经细胞部分结构及其细胞内自噬囊泡的产生和运输模式图。

1)神经元的功能是__________________________

2)细胞自噬可清除细胞内不需要的大分子物质,脑细胞轴突末端形成的自噬囊泡沿微管运输至胞体并与___________________融合而被降解。AD患者脑神经元的轴突内积累了大量含淀粉样蛋白(Aβ)的自噬囊泡,科研人员推测AD患者脑中自噬囊泡的运输发生了障碍。

3Tau蛋白是一种微管结合蛋白,脱磷酸化的Tau蛋白可促进微管的装配,调节驱动蛋白沿微管的移动速度。AD患者脑中磷酸化的Tau蛋白增加了48倍。这一事实是否支持上述推测?______理由是_______________________________

4)研究发现H2S也可促进细胞自噬,ATG5蛋白与细胞自噬有关。脑中H2S主要在胱硫醚β合成酶(CBS)的催化下产生。为进一步探究H2S的作用,科研人员通过基因工程的方法将CBS基因转移到小鼠体内,一段时间后检测相关指标,结果见1和图2

①请依据上述结果,完善实验方案并预测小鼠行为的变化(从ag选项中选择)

 

实验小鼠

侧脑室注射载体

小鼠迷宮实验正确率(实验鼠/正常鼠)

前测

后测

对照组

 

 

60%

 

实验组

 

 

60%

 

 

 

___________

a.正常小鼠    b.患AD小鼠    c.携带CBS基因的载体    d.空载体

e.小于60%    f.等于60%    g.大于60%

②阐述H2S的作用机理_______________

③大量实验数据发现,当ATG5基因中编码ATG5蛋白的第19位半胱氨酸的位置发生基因突变时,上述实验中实验组与对照组结果无明显差异,请推测AD患者的病因可能是_____________

 

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干旱环境中植物叶表皮气孔关闭,CO2吸收减少,造成农作物减产。科研人员发现H2S可增强植物抵御干旱的能力,选取拟南芥为实验材料进行下列实验。

1)在正常浇水和干旱条件下,分别添加H2S,测定气孔导度(气孔导度越大,气孔打开程度越大)和光合速率,结果如图1

比较________组结果,可知在干旱环境中,H2S对气孔导度和光合速率的影响分别是____________

2)叶表皮保卫细胞吸水膨胀,气孔打开,这一现象与细胞膜上K+-ATP通道有关。研究发现植物自身可产生H2S,为探究H2S影响气孔导度和光合作用的机理,进行如下实验。

实验一:同时检测三个品种拟南芥细胞膜上K+-ATP通道蛋白含量,结果如图2

实验二:检测不同处理方式中固定二氧化碳的Rubisco酶的活性,结果如图3

①请推测H2S影响气孔导度的机理_____________________________

②图3的实验结果表明_______________________________

3H2S可帮助植物抵御干旱环境,请综合上述实验和所学生物学知识分析植物是如何适应干旱环境的________________________________________________

 

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