α1-抗胰蛋白缺乏症是一种在北美较为常见的单基因遗传病,患者成年后会出现肺气 肿及其他疾病,严重者甚至死亡。对于该致病患者常可采用注射人α1-抗胰蛋白酶来缓解症状。
(1)图1表示获取人α1-抗胰蛋白酶基因的两种方法,请回答下列问题:
①a过程是在____________酶的作用下完成的。
②c过程称为____________,该过程需要的酶是____________________。
③要确定获得的基因是否是所需的目的基因,可以从分子水平上利用________技术检测该基因的碱基序列。
(2)利用转基因技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵,最终培育出能在乳腺细胞表达人α1-抗胰蛋白酶的转基因羊,从而更易获得这种酶,简要过程如图2。
①获得目的基因后,常利用___________技术在体外将其大量扩增。
②载体上绿色荧光蛋白(GFP)基因的作用是便于____________。基因表达载体d,除图中的标示部分外,还必须含有______________和复制原点。
③若要使转基因羊的后代均保持其特有的性状,理论上应选用____________技术进行繁殖。
2011年,三位科学家因发现树突状细胞而获得诺贝尔医学奖。树突状细胞因为伸出类似于神经细胞树突的小突起而得名。它是一种免疫细胞,能够启动机体的适应性免疫反应。该发现揭示了人类能科学地和卓有成效地利用这些细胞和其它成份,控制感染性疾病和其他传染性疾病。武汉大学中南医院血液内科刘尚勤
(1)科研人员已成功地将一个胚胎干细胞培育出了树突状细胞,该培育的成功体现了
▲。
(2)当病原体侵入人体时,树突状细胞会及时“通知”并激活T细胞来诱导机体产生特
异性免疫应答,其类型包括▲和▲。
(3)树突状细胞还起到体内的免疫监视作用,具有极强的抗原吞噬能力,这种吞噬过
程属于物质出入细胞的▲方式,形成的吞噬泡与▲(细胞器)融合,可将吞噬泡中的抗原降解。
下图甲表示某植物处于25℃环境中光合作用强度随光照强度变化的坐标图。乙图表示在光照条件下改变CO2的供应,物质A和物质B的浓度变化情况。请据图回答:
(1)当光照强度小于c时,光合作用强度的限制因素是▲。光照强度直接影响光合作用的▲过程。
(2)甲图中b点表示的生物学意义是▲。若其他条件适宜,当植物缺Mg时,b点将向▲移动。
(3)乙图显示,在光照下物质A和物质B的浓度很快达到饱和并保持稳定。此时突然中断CO2的供应,A、B物质的浓度将发生变化。其中,与二氧化碳结合的化合物是
▲(用图中字母表示),形成的第一个产物是▲ (用图中字母表示)。
(4)某兴趣小组做“光合色素的提取与分离”活动。色素层析结果在滤纸条上色素带很淡,造成的原因可能有▲。
(1)人类的F基因前段存在CGG重复序列。科学家对CGG重复次数、F基因表达和某遗传病症状表现三者之间的关系进行调查研究,统计结果如下:
CGG重复次数(n) |
n<50 |
n≈150 |
n≈260 |
n≈500 |
F基因的mRNA(分子数/细胞) |
50 |
50 |
50 |
50 |
F基因编码的蛋白质(分子数/细胞) |
1000 |
400 |
120 |
0 |
症状表现 |
无症状 |
轻度 |
中度 |
重度 |
此项研究的结论_______________________________________________________________。
推测:CGG重复次数可能影响mRNA与____________的结合。
(2)小鼠常被用作研究人类遗传病的模式动物。请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤:
供选材料及试剂:小鼠的肾脏、睾丸、肝脏,苏丹Ⅲ染液、醋酸洋红染液、詹纳斯绿B(健那绿)染液,解离固定液。
取材:用作实验材料
制片:①取少量组织低渗处理后,放在____________溶液中,一定时间后轻轻漂洗。
②将漂洗后的组织放在载玻片上,滴加适量____________。
③一定时间后加盖玻片,压片。
观察: 右图是观察到的同源染色体进入(A1 和A2)的配对情况若A1正常,A2发生的改变可能是________________________。
请回答下列有关温度与酶活性的问题:
(1)温度对唾液淀粉酶活性影响的实验:
将盛有2mL唾液淀粉酶溶液的试管和盛有2mL可溶性淀粉溶液的试管编为一组,共四组。在0℃、20℃、37℃和100℃水浴中各放入一组,维持各自的温度5min。然后,将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中,摇匀后继续放回原来的温度下保温。
把的时间作为本实验的起始时间记录下来。再每隔一分钟,取一滴混合液滴在盛有碘液的点滴板上进行观察,记录每种混合液蓝色消失的时间。通过比较混合液中消失所需时间的长短来推知酶的活性。预计温度下混合液因其中的酶失去活性蓝色不会消失。
(2)科研人员通过蛋白质工程来设计改变酶的构象。在研究溶菌酶的过程中,得到了多种突变酶,测得酶50%发生变性时的温度(Tm),部分结果见下表:
酶 |
半胱氨酸(Cys)的位置和数目 |
二硫键数目 |
Tm/℃ |
野生型T4溶菌酶 |
Cys51,Cys97 |
无 |
41.9 |
突变酶C |
Cys21,Cys143 |
1 |
52.9 |
突变酶F |
Cys3,Cys9,Cys21,Cys142,Cys164 |
3 |
65.5 |
(注:Cys上角的数字表示半胱氨酸在肽链的位置)
溶菌酶热稳定性的提高,是通过改变和增加得以实现的。从热稳定性高的酶的氨基酸序列出发,利用方法获得目的基因,通过基因工程的手段,可以生产自然界中不存在的蛋白质。
人体内胆固醇含量的相对稳定对健康有重要意义。胆固醇是血浆中脂蛋白复合体的成分,一种胆固醇含量为45%的脂蛋白(LDL)直接影响血浆中胆固醇的含量。LDL可以与细胞膜上的LDL受体结合,通过胞吞作用进入细胞,之后LDL在溶酶体的作用下释放出胆固醇。当细胞中胆固醇含量较高时,它可以抑制酶的合成和活性,也可以抑制LDL受体的合成。请结合下图细胞中胆固醇来源的相关过程回答:
(1)①过程为_________,催化该过程的酶主要是_________。
(2)完成②过程需要的条件有__________(至少3个)。已知mRNA1片段中有30个碱基,其中A和C共有12个,则转录mRNA1的DNA片段中G和T的数目之和为_________。
(3)脂蛋白是蛋白质和脂质的复合体,细胞中既是蛋白质加工又是脂质合成“车间”的是
_________(细胞器),分析可知,细胞对胆固醇的合成过程存在_________调节机制。