【題目】閱讀下面科普短文,請回答問題。
2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎頒發(fā)給三位科學(xué)家,他們是威廉·凱林、彼得·拉特克利夫和格雷格·塞門扎,表彰他們在研究細胞感知和適應(yīng)氧氣變化機制中的貢獻。
生物體感受氧氣濃度的變化是生命最基本的功能,這依賴于特定的信號識別系統(tǒng)?茖W(xué)界對氧感應(yīng)和適應(yīng)調(diào)控的研究開始于促紅細胞生成素(縮寫為EPO)。當(dāng)氧氣缺乏時,腎臟分泌EPO刺激骨髓生成新的紅細胞。比如當(dāng)我們在高海拔地區(qū)活動時,由于缺氧,人體的新陳代謝發(fā)生變化,開始生長出新的血管,制造新的紅細胞。這幾位科學(xué)家所做的正是找出這種身體反應(yīng)的分子機制,如下圖所示。
他們發(fā)現(xiàn)這個反應(yīng)的“開關(guān)”是缺氧誘導(dǎo)因子(簡稱H蛋白)。H蛋白可作用于細胞核中的低氧調(diào)節(jié)基因,控制機體EPO的水平。EPO和H蛋白除了在哺乳動物細胞內(nèi)可以結(jié)合并激活涉及代謝調(diào)節(jié)、血管新生和腫瘤等過程的眾多其他基因。當(dāng)細胞轉(zhuǎn)變?yōu)楦哐鯒l件時,H蛋白的數(shù)量急劇下降,僅當(dāng)缺氧時該蛋白才能激活低氧調(diào)節(jié)基因。那么,推動H蛋白降解的原因是什么?答案來自一個意想不到的方向。
VHL綜合癥是一種罕見的遺傳性疾病。由于V蛋白的缺失,VHL病人臨床表現(xiàn)為多發(fā)性腫瘤,涉及腦、骨髓和腎上腺等多個重要器官,腫瘤組織會增生異常的新血管。在H蛋白被純化的第二年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)V蛋白可以通過氧依賴的蛋白水解作用負向調(diào)控細胞中的H蛋白含量。
H蛋白控制著人體和大多數(shù)動物細胞對氧氣變化的復(fù)雜又精確的反應(yīng)。通過調(diào)控H蛋白,為治療貧血、心血管疾病以及腫瘤等多種疾病開辟了新的臨床治療思路。
(1)腎臟分泌EPO刺激骨髓生成新的紅細胞的過程發(fā)生了細胞分裂和___________。紅細胞增多可提高運氧能力,這是因為___________。
(2)氧氣以___________的方式進入細胞。當(dāng)氧氣濃度正常時,可引起H蛋白的降解。H蛋白的含量動態(tài)變化,有利于細胞中物質(zhì)的循環(huán)利用。
(3)據(jù)上文可知,醫(yī)生觀察到VHL病人在腦、骨髓和腎上腺等多個重要器官均產(chǎn)生腫瘤,從而初步確定“多發(fā)性腫瘤”為該病的臨床表現(xiàn),該過程使用的科學(xué)思維方法是___________(填“不完全”、“完全”)歸納法。
(4)氧氣感應(yīng)機制使細胞能夠調(diào)節(jié)新陳代謝以適應(yīng)低氧水平,下列相關(guān)分析,正確的是___________。
a.H蛋白和A蛋白共同作用,激活低氧調(diào)節(jié)基因
b.氧含量恢復(fù)正常時,進入細胞核的H蛋白減少
c.V蛋白功能喪失,細胞無法激活低氧調(diào)節(jié)基因
d.因V蛋白的缺失,VHL病人的H蛋白含量低
e.H蛋白的氧依賴性降解是分子水平的精細調(diào)控
【答案】分化 血紅蛋白增多 自由擴散 不完全 a、b、e
【解析】
從圖中看出,在正常氧的條件下,H蛋白和V蛋白結(jié)合,最終被降解,在低氧的條件下,H蛋白和A蛋白結(jié)合,在細胞核中,促使低氧調(diào)節(jié)基因表達,從而刺激骨髓生成新的紅細胞。
(1)骨髓生成新的紅細胞的過程是骨髓中的造血干細胞發(fā)生了細胞分裂和細胞分化形成紅細胞,紅細胞中的血紅蛋白可以運輸氧氣,增加紅細胞的數(shù)量就是增加血紅蛋白的量,可提高運氧能力。
(2)氧氣進入細胞的方式是自由擴散。
(3)在觀察到多個器官能產(chǎn)生腫瘤,初步確定“多發(fā)性腫瘤”為該病的臨床表現(xiàn),這是不完全歸納法。
(4)a、從圖中看出,H蛋白和A蛋白在細胞核中結(jié)合后,激活低氧調(diào)節(jié)基因,a正確;
b、氧含量恢復(fù)正常時,H蛋白會被降解,所以進入細胞核的H蛋白減少,b正確;
c、細胞激活低氧調(diào)節(jié)基因,是在低氧的條件下H蛋白和A蛋白激活,與V蛋白無關(guān),c錯誤;
d、V蛋白缺失后,H蛋白無法被降解,導(dǎo)致H蛋白數(shù)量增加,d錯誤;
e、H蛋白的氧依賴性降解是通過基因在進行調(diào)控,所以是分子水平的精細調(diào)控,e正確。
故選abe。
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【題目】下列現(xiàn)象不能體現(xiàn)細胞膜流動性的是( )
A.巨噬細胞吞噬細菌B.植物細胞的質(zhì)壁分離
C.突觸后膜小電位的形成D.植物體細胞雜交
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【題目】下圖為呼吸作用過程部分示意圖及氧氣濃度對氣體交換影響的曲線圖,解答下列問題:
(1)從圖1中選擇有關(guān)的字母填在題的橫線上:①有氧呼吸的途徑是__________________,②產(chǎn)[H]的階段是______________。
(2)圖1中B發(fā)生的場所是_______________,E表示的物質(zhì)是_____________。
(3)稻田需要定期排水,否則水稻幼根會因缺氧而變黑、腐爛,原因是_________________。
(4)圖2中曲線QR區(qū)段CO2生成量急劇減少的主要原因是氧氣濃度增加,________________受抑制;曲線上________的點的生物學(xué)含義是無氧呼吸消失點。
(5)若圖2中的AB段與BC段的距離等長,說明此時有氧呼吸釋放的CO2與無氧呼吸釋放的CO2相比____(填一樣多、更多或更少),有氧呼吸消耗的葡萄糖量是無氧呼吸的______________。
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【題目】光合作用過程是許多科學(xué)家通過系列研究逐步揭示的。請回答問題:
(1)葉綠體是植物的光合作用場所,人們在電鏡下觀察葉綠體,可以發(fā)現(xiàn)葉綠體由雙層膜包被,內(nèi)部有許多圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成的___________吸收光能的___________就分布在類囊體的薄膜上。
(2)氧氣能與肌紅蛋白可逆結(jié)合,并且非常靈敏,可用于定量測定微量氧。科學(xué)家打碎植物細胞,在葉片勻漿一肌紅蛋白系統(tǒng)(含離體葉綠體)中加入Fe3+或其他氧化劑,然后照光,觀察到了氧合肌紅蛋白的光譜變化,說明光照下產(chǎn)生了___________。上述系統(tǒng)中有H2O,但沒有CO2,推測水的光解與CO2消耗的過程可能相對獨立。
(3)科學(xué)家進一步用離體葉綠體進行實驗,實驗組用CO2固定抑制劑處理,對照組不做處理,測定得到下圖所示結(jié)果。
①據(jù)實驗結(jié)果可知,實驗組雖然___________量幾乎被完全抑制,但氧氣產(chǎn)生量___________,由此可判斷___________。
②ATP合成量雖然沒有被完全抑制,但也顯著降低,表明ATP合成過程并不與___________過程同時進行。后續(xù)研究表明,這兩個過程均發(fā)生在___________階段,兩者存在一定關(guān)聯(lián)。
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【題目】已知某綠色植物進行光合作用和呼吸作用的最適溫度分別25℃和30℃.如圖是在30℃一定濃度的CO2條件下,測定某植物葉片在不同光照下的光合作用速率。下列說法不正確的是( )
A. A點時,葉肉細胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的主要場所是線粒體和葉綠體
B. 影響C點的外界因素主要是CO2濃度
C. C點時的光合作用吸收CO2量是葉·小時
D. 若只降低溫度到25℃,則B點將左移,C點上移
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【題目】下圖為科研工作者利用小鼠制備H7N9禽流感病毒單克隆抗體的過程。請據(jù)圖回答有關(guān)問題:
(1)在受體細胞的培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)液與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基相比,特有的天然成分是_________。
(2)圖中X細胞一般指_________,與植物體細胞雜交相比,誘導(dǎo)X細胞和Y細胞融合還可采用________。
(3)單克隆抗體的制備過程需要經(jīng)過多次篩選,首先用特定的選擇性培養(yǎng)基篩選出______________,還需進行克隆化培養(yǎng)和專一抗體檢測,最終獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細胞,選出符合要求的細胞后,可在體外條件下或注射到___________進行增殖培養(yǎng)。
(4)利用上述技術(shù)生產(chǎn)的單克隆抗體可制作成診斷盒,用于準(zhǔn)確、快速診斷H7N9禽流感病毒的感染者,這種診斷運用了抗原-抗體雜交技術(shù),這體現(xiàn)了單克隆抗體_______、_______的特性。
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【題目】下圖為某植物的光合作用相關(guān)曲線及驗裝置圖。圖一反映了該植物的真正光合速率、呼吸速率與溫度的大致關(guān)系(其中光合速率曲線I的光強為光飽和狀態(tài),其他四條曲線的光強未達到光飽和點,且Ⅱ、Ⅲ、IV、V曲線的光強依次減弱,V的光強最弱)。圖二是研究天竺葵植株的生理變化裝置圖,請據(jù)題意分析回答
(1)圖一所示該植物真正光合作用的最適溫度略__________(低于/高于)凈光合作用的最適溫度。25℃時,Ⅱ曲線的凈光合速率是____________________(用CO2的吸收速度相對值表示)。
(2)若想利用圖二中的裝置研究呼吸作用,則A瓶中可盛放試劑________________,來檢測呼吸作用的產(chǎn)物。若研究天竺葵光合作用的強度,可以通過測定一定時間內(nèi)___________________來定量地表示。
(3)植物有木質(zhì)部和皮部兩個輸導(dǎo)系統(tǒng)。韌皮部汁液中通常主要是蔗糖,也有無機鹽離子、植物激素等。生長素是最早被發(fā)現(xiàn)和研究的植物激素,在某些部位只能從形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端運輸,稱為極性運輸,但是在成熟組織中生長素可以通過韌皮部進行_____________。由于植物激素含量非常少,提取困難,人們成功合成了多種植物生長調(diào)節(jié)劑并在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,植物生長調(diào)節(jié)劑是指_________________________________________________。
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【題目】研究人員利用小鼠的單倍體ES細胞(只有一個染色體組),成功培育出轉(zhuǎn)基因小鼠。其主要技術(shù)流程如圖所示,請分析回答下列問題:
注:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表四種限制酶。箭頭指向的位置為限制酶的切割位置:Ampr是氨芐青霉素抗性基因,Neor是G418抗性基因。
(1)利用PCR技術(shù)可以擴增目的基因,PCR反應(yīng)體系中除含緩沖液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物以外,還應(yīng)含有________;引物應(yīng)選用下圖中的________(填圖中標(biāo)號)。
(2)在基因工程操作步驟中,過程①②稱為________。已知氨芐青霉素不能有效殺死小鼠細胞,而一定濃度的G418能有效殺死不具有Neor的小鼠細胞。結(jié)合上圖推測,過程①選用的2種限制酶是________(選填圖中的編號),③處的培養(yǎng)液應(yīng)添加________(填“氨芐青霉素”或“G418”)
(3)細胞乙與________類似,圖中桑椹胚需通過________技術(shù)移入代孕小鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育,進行該操作前需對受體小鼠進行________處理。
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