2018年3月14日,著名物理学家史蒂芬·霍金逝世。霍金21岁时患上肌肉萎缩性侧索硬化症(也称“渐冻症”),全身瘫痪,不能言语,手部只有三根手指可以活动,但这并没有影响他成为伟大的科学家,他的勇敢、坚韧和辉煌成就激励了全世界的人。在大家关注和纪念霍金的时候,我们也关注到霍金所患的“渐冻症”。请回答下列问题:
(1)下图为“渐冻症”患者的某反射弧,神经元损伤之后,逐渐导致包括四肢、躯干、胸部、腹部等肌肉逐渐无力和萎缩。若刺激Ⅰ处,渐冻症患者的手指M发生轻微收缩,该过程____(填“能”或“不能”)称为反射,原因是__________。若刺激Ⅱ处,在①处检测不到动作电位,则____(填“能”或“不能”)判断此反射弧的运动神经元已受损,原因是_____________。若刺激Ⅲ处,在③处可以检测到神经递质的释放,说明感觉神经元功能_______(正常/不正常)。
(2)“渐冻症”的病因之一是兴奋性递质谷氨酸能使突触后膜产生________的膜电位,当神经元之间谷氨酸过度堆积时,可能造成神经细胞的损伤。“渐冻症”患者会出现四肢肌肉萎缩、无力、呼吸功能衰退等症状,但他的全身感受功能正常,推测该病人的病变部位可能是________和________。
内质网是真核细胞中重要的细胞器。一些细胞内外的因素会使内质网功能紊乱,引起内质网应激(ERS),甚至启动细胞凋亡。
(1)在核糖体上氨基酸形成的肽链进入内质网进行________,形成具有一定_______结构的蛋白质。
(2)正常情况下,内质网膜上的PERK与Bip结合后保持失活状态。但当细胞受到一定刺激后,内质网腔内积累大量错误折叠的蛋白质,扰乱细胞内环境,导致如图1所示内质网应激(ERS)的一系列反应。由于错误折叠蛋白质对Bip的亲和力_______PERK对Bip的亲和力,使PERK发生磷酸化被激活,p-PERK(磷酸化PERK)促进eIF2α的磷酸化,进而阻止新生蛋白质的合成,这是__________调节机制。在持续而严重的ERS条件下,p-eIF2α(磷酸化eIF2α)还促进有关转录因子的合成,通过调节相关基因的________,降低抗凋亡蛋白BCL-2的含量,提高促凋亡蛋白Bax的含量,诱导受损细胞凋亡。
(3)丹参是我国的一种传统中药,研究人员对其有效成分丹参二萜醌的抗肿瘤作用展开实验。用丹参二萜醌处理肺癌PC9细胞24小时后测定凋亡率(如图2)。实验结果表明_________________。为了验证丹参二萜醌对PC9细胞的上述作用是通过影响PERK并经图1所示途径完成,请提出研究思路并预测实验结果:___________。
果蝇的黑身、灰身由一对等位基因(B、b)控制。
(1)实验一:黑身雌蝇甲与灰身雄绳乙杂交,F1全为灰身,F1随机交配,F2雌雄果蝇表型比均为灰身:黑身=3:l。
①果蝇体色性状中,__________为显性。Fl的后代重新出现黑身的现象叫做__________;F2的灰身果蝇中,杂合子占____________。
②若一大群果蝇随机交配,后代有9900只灰身果蝇和100只黑身果蝇,则后代中Bb的基因型频率为______。若该群体置于天然黑色环境中,灰身果蝇的比例会__________,这是__________的结果。
(2)另一对同源染色体上的等位基因(R、r)会影响黑身果蝇的体色深度。
实验二:黑身雌蝇丙(基因型同甲)与灰身雄蝇丁杂交,F1全为灰身,F1随机交配,F2表型比为:雌蝇中灰身:黑身=3:1;雄蝇中灰身:黑身:深黑身=6:1:1。
①R、r基因位于____________染色体上,雄蝇丁的基因型为_____________,F2中灰身雄蝇共有________种基因型。
②现有一只黑身雌蝇(基因型同丙),其细胞(2n=8)中Ⅰ、Ⅱ号染色体发生如图所示变异。
变异细胞在减数分裂时,所有染色体同源区段须联会且均相互分离,才能形成可育配子。用该果蝇重复实验二,则F1雌蝇的减数第二次分裂后期细胞中有__________条染色体,F2的雄蝇中深黑身个体占_______。
某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性,高茎(H)对矮茎(h)为显性,红花(R)对白花(r)为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上,基因H、h在4号染色体上。
(1)基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如图,起始密码子均为AUG。若基因M的b链中箭头所指碱基C突变为A,其对应的密码子由____变为____。正常情况下,基因R在细胞中最多有____个,其转录时的模板位于____(填“a”或“b”)链中。
(2)用基因型为MMHH和mmhh的植株为亲本杂交获得F1,F1自交获得F2,F2中自交性状不分离植株所占的比例为____,用隐性亲本与F2中宽叶高茎植株测交,后代中宽叶高茎与窄叶矮茎植株的比例为____。
(3)基因型为Hh的植株减数分裂时,出现了一部分处于减数第二次分裂中期的Hh型细胞,最可能的原因是_______________________。缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时,偶然出现一个HH型配子,最可能的原因是___________________________。
(4)现有一宽叶红花突变体,推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种,其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择,请设计一步杂交实验,确定该突变体的基因组成是哪一种。(注:各型配子活力相同;控制某一性状的基因都缺失时,幼胚死亡)
实验步骤:①_____________________________;②观察、统计后代表现性及比例
结果预测:Ⅰ.若______________________________________,则为图甲所示的基因组成;
Ⅱ.若______________________________________,则为图乙所示的基因组成;
Ⅲ.若______________________________________,则为图丙所示的基因组成。
下图中a、b、c三个神经元构成了1、2两个突触,甲、乙、丙3条曲线为不同刺激引起神经元c上的电位变化。下列叙述正确的是
A.甲表明刺激a时兴奋以电信号形式迅速传导给c
B.乙表明兴奋在突触间的传递是单向的
C.乙也可表示只刺激b时,a神经元的电位变化
D.丙表明b神经元能释放抑制性神经递质
下图为突触结构示意图,下列相关叙述正确的是( )
A.结构①为神经递质与受体结合提供能量
B.当兴奋传导到③时,膜电位由内正外负变为内负外正
C.递质经②的转运和③的主动运输释放至突触间隙
D.结构④膜电位的变化与其选择透过性密切相关