在生命奥秘的探索过程中,染色体作为遗传物质的主要载体,人们对它的研究和应用日益深入。
Ⅰ.2009年诺贝尔生理学或医学奖授予因发现端粒和端粒酶如何保护染色体的三位学者。端粒(右图中染色体两端所示)通常是由富含鸟嘌呤核苷酸(G)的短的串联重复序列组成。它们能防止不同染色体末端发生错误融合,引发癌变。但是,细胞每分裂一次,端粒就会丢失一部分;在细胞衰老过程中端粒逐渐变小。端粒酶可利用某段RNA序列作为模板合成端粒DNA,对端粒有延伸作用。
(1)染色体末端发生错误融合属于 变异,结果使染色体上基因的 和 发生改变。
(2)端粒酶的作用是 ,所以从功能上看,属于 酶。
(3)随着细胞中端粒长度的缩短,细胞的增殖能力将逐渐 。
(4)科学家发现精子中的端粒长度与受试者的年龄无关。这可能是因为精细胞中
。
(5)癌变的细胞中不仅具有较高活性的端粒酶,细胞膜表面也会出现一些不同于正常细胞的蛋白质,这些蛋白质会成为 ,引起机体的免疫应答。在应答中可直接与癌细胞密切接触并使之裂解的免疫细胞是 。除常规的治疗方法外,通过寻找能够
癌细胞中端粒酶活性的物质也使癌症的治疗成为可能。
Ⅱ.科学研究表明,用一定时间的低温(如4℃)处理水培的某植物根尖时能够诱导细胞内染色体数目加倍。请你设计一个实验,探究低温对细胞中染色体数目的影响。
(1)该实验依据的生物学原理是 。
(2)请你设计一个表格,用于记录实验结果。【提示:低温处理植物材料时,通常需要较长时间(如5小时)才能产生低温效应。】
(3)你的设计思路是 。
(4)预测低温处理后可能观察到的实验现象是 。
某同学从资料获知,二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖,并设计了如下实验加以验证,请根据实验方案回答问题。
实验材料:二氯二乙胺溶液,蒸馏水,生理盐水,细胞培养液(内有小鼠肝部肿瘤细胞),试管等。实验的主要步骤如下表所示:
![]() 步骤 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
I |
加入等量的细胞培养液(含有全部营养物质与小鼠肝部肿瘤细胞) |
||||
II |
计算试管内的细胞数目,记录数据 |
||||
III |
加入 a溶液 |
加入 b |
|||
IV |
振荡后,在冰箱中培养 |
||||
V |
一段时间后,计算试管内的细胞数目,记录数据 |
(1)完成步骤Ⅲ,a:;b:。
(2)纠正步骤Ⅳ中的错误:。
(3)根据纠正后的正确方法进行实验,结果如下:
试管编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
二氯二乙胺浓度(mg/mL) |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0 |
步骤II记录的细胞数目(个/mL) |
350 |
363 |
342 |
335 |
336 |
步骤V记录的细胞数目(个/mL) |
320 |
275 |
186 |
96 |
560 |
结论:第一,;
第二,。
操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式,它由启动子、结构基因(编码蛋白基因)、终止子等部分组成。下图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)合成及调控过程,图中①②表示相关生理过程,mRNA上的RBS是核糖体结合位点。请回答下列问题:
(1)启动子和终止子的基本组成单位是。
(2)过程①进行的场所是,RP1中有一段氨基酸序列为“一丝氨酸一组氨酸一谷氨酸一”,转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、GUG、CUU,则基因1中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为。
(3)图示表明,当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白RP1能与mRNA分子上的RBS位点结合,从而导致mRNA,终止核糖体蛋白的合成。这种调节机制既保证细胞内rRNA与核糖体在数量上的平衡,又可以减少。
(4)大豆中的一种成分——染料木黄酮因能抑制rRNA形成而成为抗癌药物的成分,试结合题中信息分析染料木黄酮抗癌的机理:该物质(染料木黄酮)可以抑制rRNA的形成,RPI与mRNA中RBS位点结合,(2分)。
右图甲为一个长期处于稳定状态的生态系统物质循环示意图;表乙是对甲图中群落各组成成分的能量流动情况调查结果;丙是该生态系统中人类对物质与能量的利用情况部分示意图。据图回答:
(1)大气中二氧化碳的来源主要有三个,分别是_______________
_________________________。若甲图中的“→”仅表示二氧化碳的流动方向,则不会存在的过程有__________________。
(2)若甲图表示碳循环示意图,则D指的是生态系统中的_________________________。
(3)表乙中的Pg表示同化作用固定的总能量, Pn表示生物体内储存的能量,则,其表示的生物学含义是。
(4)每平方米每年流经该生态系统的总能量为___________________。
(5)丙图的重要意义在于实现了__________________,从而大大提高了_______________。
向小白鼠注射促甲状腺激素(TSH),会使下丘脑的促甲状腺激素释放激素(TRH)分泌减少。对此现象的解释有两种观点,观点一:这是TSH直接对下丘脑进行反馈调节的结果;观点二:这是TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素,进而对下丘脑进行反馈调节的结果。两种观点孰是孰非?探究实验如下:
实验步骤:
(1)将生理状况相同的小白鼠分为A、B两组,测定两组动物血液中的含量。
(2)用手术器械将A组小白鼠的(器官)切除,B组做相同的外伤手术,但不摘除此器官。
(3)向A、B两组小白鼠注射。
(4)在_______________________条件下培养小鼠并作观测。
(5)一段时间后,测定______________________________________________的含量。
实验结果及结论:
(6)若_________________________________________________,则观点一正确;
(7)若__________________________________________________,则观点二正确;
为抗击甲型H1N1流感,我国已经研制出甲型H1N1流感疫苗。下图为甲型H1N1病毒侵入人体细胞后引起的变化。(图中数字表示生理过程)
(1)图中X细胞的名称是,③、④过程属于特异性免疫中的。
(2)图中⑨表示的生理过程在遗传学上称为,其所需原料来自于。
(3)c细胞的免疫功能(即过程④)是_________________________________________,导致其细胞膜通透性增大而裂解死亡,从而释放出H1N1流感病毒,进一步进行体液免疫。
(4)注射甲型H1N1流感疫苗可预防甲型H1N1流感。疫苗作用的原理是
。
(5)利用放射性同位素标记法可探究甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA,请简述该实验的设计思路。用分别培养活细胞,再用_____________________________,一段时间后分别检测子代病毒中是否出现放射性。