自然界的生物总是处于急性应激刺激(如捕食)或长期的环境压力(如高温、饥饿或过氧化环境)之下,科研人员以线虫为实验材料,探究机体在受到急性应激刺激后应对长期环境压力的影响机制,进行了系列实验。
(1)研究人员通过每5分钟轻敲培养线虫的培养皿模拟急性刺激(共150分钟),随后让其处于长期慢性的环境压力下。
①机械刺激线虫时,其感受器产生___________,传导至RIM神经细胞,促使___________与突触前膜融合,释放酪胺。酪胺是平衡急性应激和长期环境压力的关系的___________分子。
②观察野生型线虫与酪胺受体基因突变体受到急性应激后的生存率,如图1。
据图可知,野生型线虫的生存率___________(高/低)于酪胺受体基因突变体。由此推测,在急性应激刺激下,酪胺可___________(促进/抑制)线虫对后续长期环境压力的反应,影响线虫对环境的抗逆性。
(2 )研究人员进一步研究酪胺对受长期环境压力(饥饿)下的反应机制,如图2所示,急性刺激诱导RIM分泌酪胺,在其作用下,启动胰岛素信号传导通路,促使胰岛素样蛋白与小肠细胞膜上的__________结合,使胰岛素转录因子(DAF-16、SKN-1和HSF-1等)被磷酸化,阻断其进入___________,最终促使组织细胞摄取利用___________,满足线虫对逃跑等急性刺激反应的能量需求,而无法提供更多能量应对长期环境压 力的影响。
注:胰岛素样蛋白的作用相似于胰岛素。
(3)请你根据该项研究结果,提出可以帮助人类应对压力的治疗措施___________。
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__________________为模板,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:
① 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 中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2A、B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________________________。
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2.5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 | ♀B—GFP×♂野生型 | ♀野生型×♂B—GFP | ♀B—GFP×♂B—GFP |
预期结果 | 具荧光:无荧光=1:1 | _____________ | |
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6.5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_________________________。
结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤,在年轻人中的发生率呈上升趋势。白藜芦醇对结肠癌有一定的治疗作用,为探究其机制,做了相关研究。
(1 )细胞发生癌变的根本原因的____________的突变,因其具有____________的特点,是癌症较难治愈的部分原因。
(2)为研究白藜芦醇对结肠癌H116细胞的作用机理,将H116细胞分别用不同浓度白藜芦醇处理,置于____________恒温培养箱中培养24、48、72小时后检测细胞增殖情况,如图所示:
结果表明____________________________________。
(3)为探究白藜芦醇的作用机理,用流式细胞仪分析不同浓度白藜芦醇处理的H116细胞的细胞周期,结果如下表:
日期白藜芦醇浓度(μM) | 0 | 20 | 80 | 100 |
G1 | 49.81 | 78.04 | 82.74 | 84.34 |
S | 38.99 | 18.61 | 8.48 | 8.48 |
G2 | 11.20 | 3.35 | 8.78 | 8.78 |
结果表明,与对照组相比,白藜芦醇的作用是使细胞停留在__________期,其机理是____________。
(4)进一步研究发现,Akt对于细胞增殖具有重要作用,用不同浓度的白藜芦醇处理H116细胞,检测细胞中Akt和磷酸化的Akt表达量,如图2所示,推测白藜芦醇的作用是_______________________。
注:细胞中GAPDH表达量丰富且稳定,在实验中可作为标准参照。
(5 )综合(2 )、( 3 )、( 4 )实验结果推测,白藜芦醇治疗结肠癌的机理是___________________。
镉(Cd)是一种土壤中污染范围广的重金属。H2S是目前公认的一种气体信号分子,可以调节植物的生长发育。研究人员为探究外源H2S对Cd胁迫下大白菜幼苗生长的影响,进行了相关实验。幼苗生长状况如图(CK为对照组),请回答相关问题:
H2S对Cd胁迫下大白菜幼苗生长状况的影响
(1)据图可知,单独H2S处理对幼苗____________,Cd胁迫会显著____________大白菜幼苗生长,H2S对Cd胁迫下大白菜幼苗生长有____________作用。
(2)为确定Cd胁迫对大白菜光合作用的影响,科研人员用浓度为1、2.5、5.10、15 mmol·L-1的CdCl2溶液分别处理长势相同的大白菜幼苗。在12h和24h后,用____________(试剂)提取叶绿素进行含量的测定,并检测胞间CO2浓度,实验结果如下。
| 时间 | 浓度(mmol·L-1) | |||||
0 | 1 | 2.5 | 5 | 10 | 15 | ||
叶绿素含量 mg/g | 12 | 11 | 13 | 10 | 3 | 2.9 | 3.01 |
24 | 9.9 | 12 | 7 | 2.85 | 2.7 | 2.6 | |
胞间C02浓度μmol/mol | 12 | 210 | 220 | 260 | 250 | 280 | 270 |
24 | 215 | 225 | 240 | 250 | 255 | 260 |
据表可知,Cd通过____________、____________影响光合作用。
(3)为进一步研究H2S对Cd胁迫大白菜光合作用的影响的机理,检测了不同处理下的气孔导度、Rubp羧化酶活性和叶绿素含量,实验结果如下:
结合表、图解释,H2S对Cd胁迫下大白菜光合作用的影响机理________________________。
下列关于生物实验的叙述,不正确的是( )
A.脂肪的鉴定实验中50%酒精的作用是杀死细胞,便于苏丹Ⅲ染色
B.在苹果的组织样液中加入斐林试剂,水浴加热后液体由蓝色变成砖红色
C.分离叶绿体中的色素时,不同色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同
D.猪的红细胞没有细胞核,故猪血不宜做DNA粗提取和鉴定的实验材料