胃癌是我国常见的恶性肿瘤之一,发病率及死亡率都较高。Akt是一种蛋白激酶,在肿瘤的发生发展中起着重要作用。科研人员研究了Akt抑制剂对人胃癌细胞细胞周期的影响。
(1)环境中的致癌因子使细胞中______发生突变,导致正常细胞变成癌细胞。由于癌细胞膜上的
_________________等物质减少,使癌细胞容易在体内转移。
(2)取人胃癌组织加入______将其分散成单个细胞,制成细胞悬液。接种于培养瓶中,加入Akt抑制剂进行培养,同时设置对照组。由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全明确,因此在制备的培养液中通常需加入______等天然成分。将培养瓶置于5%CO2培养箱中进行培养的原因是____________。
(3)细胞周期包括分裂间期和分裂期(M期)。分裂间期又包括一个DNA复制期(S期)和复制期前后的两个间隙期(G1期和G2期)。Akt抑制剂对人胃癌细胞细胞周期影响的实验结果如图。图中a峰与c峰之间的b段细胞发生的主要变化是______。该结果说明Akt抑制剂可以将细胞阻滞于细胞周期中的______期,这为胃癌的临床治疗提供了理论依据。
某研究小组探究了不同浓度K2CrO4溶液处理对某植物根尖分生组织细胞有丝分裂的影响,实验结果如下表所示。
K2CrO4溶液(mmol·L-1) | 观察的细胞数量 | 进行分裂的细胞数量 | 染色体畸变的细胞数量 | 产生微核的细胞数量 |
0 | 4019 | 523 | 0 | 3 |
50 | 4034 | 467 | 64 | 287 |
100 | 3986 | 314 | 55 | 534 |
150 | 4008 | 283 | 54 | 658 |
(1)制作根尖细胞有丝分裂装片的流程为:剪取根尖,放入盐酸和酒精的混合液中__________ ;将根尖放入清水中漂洗;用__________溶液对根尖染色,压片后制成装片。
(2)镜检时,每个根尖装片大约统计600个细胞,这样每种浓度K2CrO4溶液处理条件下应保证统计_________个根尖装片,以降低实验误差。
(3)实验结果表明,K2CrO4溶液对有丝分裂、染色体畸变和产生微核的影响依次是__________(填“促进”、“抑制”或“无影响”)。
(4)K2CrO4处理使染色体发生断裂时,带有着丝粒(着丝点)的染色体在完成复制后,姐妹染色单体会在断口处黏合形成“染色体桥”,以下均为有丝分裂__________期图,能观察到“染色体桥”的图像是__________。
断裂后,没有着丝粒的染色体片段不能被__________牵引,在有丝分裂__________期核膜重建后,会被遗留在细胞核外,而成为微核。
线粒体是与细胞凋亡密切相关的细胞器。为研究蛋白B对家蚕细胞凋亡的影响,科研人员做了如下实验。
(1)细胞色素c是线粒体内膜上的重要电子传递体,参与有氧呼吸第__________阶段的生化反应。细胞受到凋亡信号的作用后,线粒体膜上的非特异性通道打开,引起线粒体膜的性发生改变,线粒体膜两侧离子的分布发生变化,导致线粒体膜电位下降或消失,使得细胞色素c释放出来,引发细胞凋亡。
(2)用生物碱H处理悬浮培养的家蚕细胞,处理不同时间后,用凝胶电泳方法测定细胞溶胶(细胞质基质)中细胞色素c的含量,结果如下图所示。
①由于细胞中微管蛋白的表达量__________,在实验中可作为标准物质,以校准和消除由于细胞培养操作、细胞取样量和细胞色素c的__________等无关变量对实验结果的影响。
②据图分析,正常细胞的细胞溶胶中__________检测到细胞色素c,由__________判断,随着生物碱H处理时间延长,细胞色素c逐渐释放到细胞溶胶中。
(3)为研究蛋白B的功能,科研人员构建蛋白B基因过量表达载体和蛋白B基因表达干扰载体,导入悬浮培养的家蚕细胞中,用__________处理转基因家蚕细胞,检测到过量表达蛋白B的细胞溶胶中细胞色素c的释放量减少,抑制蛋白B基因表达的细胞溶胶中细胞色素c的释放量显著增加,推测蛋白B______________________________。
细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制。细胞面临代谢压力时,细胞可降解自身大分子或细胞器为生存提供能量。下图1、图2为酵母细胞自噬的信号调控过程,AKT和mTor是抑制酵母菌凋亡和自噬的两种关键蛋白激酶。
(1)酵母菌的同化作用类型是________。
(2)据图1所示,营养物质充足时,胰岛素与受体结合,激活________来抑制凋亡,激活的该酶一方面可促进葡萄糖进入细胞,另一方面可以促进葡萄糖分解为________(中间产物)进入线粒体产生大量ATP。在ATP充足时激活的mTor抑制自噬的发生。
(3)据图2所示,当环境中营养物质或胰岛素缺乏时,mTor失活,酵母细胞通过启动________过程为细胞提供ATP;如果上述过程无法满足代谢需要,酵母细胞则启动 ________程序。
(4)酵母菌在饥饿状态下,内质网或高尔基体会产生膜泡包围细胞内容物形成自噬体。酵母菌液泡内富含水解酶,科学家在研究液泡与自噬的关系时,以野生型酵母菌为对照组,液泡水解酶缺陷型酵母菌突变体为实验组,在饥饿状态下,得到图3所示结果。此结果证明________。自噬发生过程中,液泡在酵母细胞中的地位和人体细胞中________的地位类似。
增施C02是提高温室植物产量的主要措施之一。但有人发现,随着增施C02时间的延长,植物光合作用逐渐减弱。为探究其原因,研究者以黄瓜为材料进行实验,结果如下图。
(1)C02进入叶绿体,被位于___________的Rubisco酶催化,与__________化合物结合而被固定。
(2)由图可知,常温+C02处理组在超过29天后,净光合速率开始下降,直至低于常温处理组。此阶段,常温+C02组淀粉含量与光合速率的变化趋势__________,据此推测光合速率下降可能是由于淀粉积累过多。叶绿体中淀粉的积累一方面会导致__________膜结构被破坏而影响光反应。另一方面有限的氮素营养被优先分配到淀粉的分解代谢中,因此造成光合作用所需的_________等含氮化合物合成不足,进而抑制了光合作用。
(3)由图可知,在增施C02情况下,适当升高温度可以______________光合作用速率。有人认为,这是由于升髙温度促进了淀粉分解为可溶性糖,减弱了淀粉大量积累对光合作用的抑制。图中支持该假设的证据是__________。
(4)请根据本研究的结果,对解决“长时间增施C02抑制光合作用”这一问题,提出两项合理化建议:__________。
内质网在真核细胞生命活动中具有广泛的作用。
(1)内质网是蛋白质、糖类和_________的合成和加工场所。
(2)内质网等细胞器膜与核膜、细胞膜等共同构成细胞的__________,为多种酶提供附着位点。
(3)肌肉细胞受到刺激后,内质网腔内的Ca2+释放到_________中,使内质网膜内外Ca2+浓度发生变化。Ca2+与相应蛋白结合后,导致肌肉收缩,这表明Ca2+能起到__________(填物质运输、能量转换或信息传递)的作用。
(4)在病毒侵染等多种损伤因素的作用下,内质网腔内错误折叠或未折叠蛋白会聚集,引起如图所示的一系列应激过程:__________与错误折叠或为折叠蛋白结合,后者被运出内质网降解。内质网膜上的IREⅠ蛋白被激活,激活的IREⅠ蛋白________HacⅠmRNA的剪接反应,剪接的HacⅠ mRNA________的HacⅠ蛋白作为转录因子通过核孔进入_________,__________(填增强或减弱)Bip基因的表达,以恢复内质网的功能。
(5)当细胞内Ca2+浓度失衡或错误折叠、未折叠蛋白过多,无法恢复内质网正常功能时,引起细胞膜皱缩内陷,形成凋亡小体,凋亡小体被临近的吞噬细胞吞噬,在__________内被消化分解。