研究发现,精神分裂症患者前额叶皮层GABA能中间神经元中N基因表达水平显著升高。为研究N基因对精神分裂症的作用,研究者进行系列实验。
(1)GABA能中间神经元释放的GABA(γ—氨基丁酸,一种神经递质)可与突触后膜上的_______ 结合,激活氯离子通道导致氯离子内流,从而向突触后神经元传递_______ 信号。
(2)研究者利用基因工程构建了GABA能中间神经元中N基因过表达的模型鼠,且外源导 人的N基因的表达可被四环素调控(如图1),检测模型鼠行为,结果如图2。
据图1可知,四环素调控N基因过表达的机理是_______ 。 图2结果表明,过表达N基因的小鼠出现精神分裂行为,体现在_______ 。
(3)为验证N基因的作用,进行如下实验:实验组给模型鼠连续两周饲喂含有四环素的蔗糖水,对照组给正常鼠饲喂等量蔗糖水,检测两组小鼠N基因表达情况。 请修正实验方案并预期实验结果______________ 。
(4)研究发现,模型鼠GABA能中间神经元动作电位产生的频率降低。为探究其原因,研究者检测模型鼠GABA能中间神经元中钠离子通道的mRNA量、钠离子通道蛋白总量以 及细胞膜上的钠离子通道蛋白量,发现与对照组无差异,说明过表达N基因_______ 。 N基因表达产物是膜定位蛋白,其胞内肽段I可与钠离子通道结合,将肽段I加入到离体 培养的GABA能中间神经元中,检测钠离子通过量发现_______ ,说明过表达N基因抑 制钠离子通道活性。
(5)综合上述研究,阐明精神分裂症患者的发病机制:前额叶皮层GABA能中间神经元中N 基因高表达,______________ ,使其下游神经元的动作电位产生频率_______ ,最终导致行为 改变。
(1)GABA能中间神经元释放的GABA(γ—氨基丁酸,一种神经递质)可与突触后膜上的
(2)研究者利用基因工程构建了GABA能中间神经元中N基因过表达的模型鼠,且外源导 人的N基因的表达可被四环素调控(如图1),检测模型鼠行为,结果如图2。
据图1可知,四环素调控N基因过表达的机理是
(3)为验证N基因的作用,进行如下实验:实验组给模型鼠连续两周饲喂含有四环素的蔗糖水,对照组给正常鼠饲喂等量蔗糖水,检测两组小鼠N基因表达情况。 请修正实验方案并预期实验结果
(4)研究发现,模型鼠GABA能中间神经元动作电位产生的频率降低。为探究其原因,研究者检测模型鼠GABA能中间神经元中钠离子通道的mRNA量、钠离子通道蛋白总量以 及细胞膜上的钠离子通道蛋白量,发现与对照组无差异,说明过表达N基因
(5)综合上述研究,阐明精神分裂症患者的发病机制:前额叶皮层GABA能中间神经元中N 基因高表达,
更新时间:2023-01-09 11:33:15
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【推荐1】研究表明,高浓度的葡萄糖溶液会促使胰岛B细胞凋亡,从而引发糖尿病。如表表示用正常浓度的葡萄糖培养液和高浓度的葡萄糖培养液分别培养胰岛B细胞时,培养液中胰岛素浓度的变化。请回答下列问题:
(1)低温刺激能通过神经中枢作用于胰岛细胞,引起______ 的分泌量增加,该激素可促进______ 水解,使血糖水平升高,机体能适应低温环境。
(2)第3天,高糖组培养液中的胰岛素浓度高于对照组的原因是______ ;第6天,高糖组培养液中的胰岛素浓度低于对照组的原因是______ 。
(3)下丘脑相关中枢可以通过分泌______ (信息分子)来调节胰岛细胞的生理活动,从而维持血糖的稳定。支配胰岛细胞的相关神经兴奋时,其末梢释放的去甲肾上腺素会促进胰岛A细胞的分泌,却抑制胰岛B细胞的分泌,原因可能是______ 。
组别 | 葡萄糖浓度(mmol•L-1) | 不同时间,培养液中胰岛素的浓度(μmol•L-1) | |||||
第1天 | 第2天 | 第3天 | 第4天 | 第5天 | 第6天 | ||
对照组 | 5.5 | 190 | 182 | 177 | 177 | 178 | 172 |
高糖组 | 25.5 | 187 | 182 | 234 | 189 | 160 | 118 |
(1)低温刺激能通过神经中枢作用于胰岛细胞,引起
(2)第3天,高糖组培养液中的胰岛素浓度高于对照组的原因是
(3)下丘脑相关中枢可以通过分泌
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【推荐2】奖赏系统是导致肥胖的重要神经基础。可口美味的食物通过激活大脑奖赏系统使多巴胺释放增多。机体获得满足和愉悦感,从而摄食成瘾。图1为人脑部突触间多巴胺的传递示意图;研究还发现,目前绝大部分的肥胖病人体内瘦素与其受体识别的能力下降,从而导致摄食行为和细胞代谢不正常。瘦素是脂肪细胞分泌的一种蛋白质类激素,与血糖调节有一定的关系,它的功能主要表现在对脂肪体重的调控方面。图2是人体内部分神经—体液调节示意图,①—⑤代表结构,请回答下列问题。据图回答:
(1)图1中细胞A释放多巴胺的方式是_________ ,该过程依赖于细胞膜的___________ 。
(2)通常情况下,释放的DA很快被突触前膜上的DAT从突触间隙吸收,导致突触间隙中DA含量_________ ,以减弱并缩短对脑的刺激避免持续兴奋。
(3)人体中与图2中a激素呈协同作用的激素是__________________ ,如果a激素合成与分泌量减少,最可能的原因是___________________________ 。
(4)据图可得,瘦素作用的靶器官是__________________ (填名称),其接受瘦素的信号后,经过反应和处理形成一定的刺激传至结构④__________________ ,令其产生饱觉进而减少摄食行为。
(1)图1中细胞A释放多巴胺的方式是
(2)通常情况下,释放的DA很快被突触前膜上的DAT从突触间隙吸收,导致突触间隙中DA含量
(3)人体中与图2中a激素呈协同作用的激素是
(4)据图可得,瘦素作用的靶器官是
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【推荐3】人们可以采用许多恢复生态学技术来治理退化的生态系统,如采用人工生物浮床技术能减少水体中的氮、磷及有机物质,来净化水质防治水华。下图是人工生物浮床的模式图,请据图回答问题:
(1)人工生物浮床技术能起到净化水质、防治水华的效果,这体现了生物多样性的______ 价值。从生态系统的组成成分看,人工生物浮床上的植物属于该生态系统中的________ 。
(2)蓝藻水华暴发是湖泊污染的重要标志。蓝藻产生的藻毒素是一种神经毒素,能够与________ 上的受体结合导致“神经麻痹”;在免疫学上,藻毒素可以看作是一种______ 。
(3)浮床上的植物与蓝藻之间存在_____ 关系。浮床上的植物可供鸟类栖息,下部植物根系形成鱼类和水生昆虫生息环境,体现了群落的____ 。
(4)建设人工浮床时,需要充分考虑所选择生物的种类,这是因为一个群落的物种不论多少,都不是随机地聚集在一起的,而是通过_________ 形成的一个有机的整体。
(1)人工生物浮床技术能起到净化水质、防治水华的效果,这体现了生物多样性的
(2)蓝藻水华暴发是湖泊污染的重要标志。蓝藻产生的藻毒素是一种神经毒素,能够与
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【推荐1】回答下列有关兴奋传导和传递的问题;
I.下图1表示电表两极分别置于神经纤维膜A点的内侧和外侧,图2表示测得的A点的膜电位变化图。回答下列问题:
(1)图1中神经纤维受到刺激前的膜电位特点是_________ ,在左侧给予刺激后,电表指针的偏转情况是_________ 。
(2)图2中的bd段的离子流动情况主要是_________ ,de段离子流动情况主要是_________ ,c点时图1中的电表指针指向__________ 。兴奋传导的方向与膜__________ (填“内”或“外”)电流方向相同,如果外界溶液中的钠离子浓度降低,则d点会_________ 。
Ⅱ.“渐冻症”又称肌萎缩侧索硬化症(ALS),是一种运动神经元疾病。患者大脑、脑干和脊髓中运动神经细胞受到损伤,肌肉逐渐萎缩无力,以至瘫痪,而患者大脑始终保持清醒。下图是ALS患者病变部位的有关生理过程,NMDA为膜上的结构,患者的突触间隙中谷氨酸含量远高于正常人。
(3)图中的运动神经元位于突触_________ (填“前”或“后”),ALS患者运动神经元受损最可能的原因是_________ 。根据该疾病的发病机理,请提出一种治疗方案:_________ 。
I.下图1表示电表两极分别置于神经纤维膜A点的内侧和外侧,图2表示测得的A点的膜电位变化图。回答下列问题:
(1)图1中神经纤维受到刺激前的膜电位特点是
(2)图2中的bd段的离子流动情况主要是
Ⅱ.“渐冻症”又称肌萎缩侧索硬化症(ALS),是一种运动神经元疾病。患者大脑、脑干和脊髓中运动神经细胞受到损伤,肌肉逐渐萎缩无力,以至瘫痪,而患者大脑始终保持清醒。下图是ALS患者病变部位的有关生理过程,NMDA为膜上的结构,患者的突触间隙中谷氨酸含量远高于正常人。
(3)图中的运动神经元位于突触
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【推荐2】某兴趣小组通过记录传入神经上的电信号及产生的感觉,研究了不同刺激与机体感觉之间的关系,结果如下:
(1)当神经纤维某一部位受到刺激时,这个部位的膜两侧会出现暂时性的____________ 变化,形成动作电位。神经纤维在未受到刺激时膜内外电位的表现是____________ ,受到刺激时产生的可传导的兴奋称为____________ 。
(2)细胞膜对离子通透性大小的控制是通过控制细胞膜上的____________ 来实现的。动作电位恢复为静息电位的原因是____________ 。
(3)不同类型的刺激引起不同类型的感觉,原因是____________ 不同;不同强度的刺激通过改变传入神经上电信号的____________ ,导致感觉强度的差异。
(4)当给某部位受损的人热刺激时,可在整个传入通路中记录到正常电信号,但未产生感觉,其受损的部位可能是____________ 。
(5)根据产生兴奋过程中膜电位的变化和离子通透性的变化可以推测,动作电位的产生主要是由哪种离子如何变化造成的?____________________________________________________________ 。
(1)当神经纤维某一部位受到刺激时,这个部位的膜两侧会出现暂时性的
(2)细胞膜对离子通透性大小的控制是通过控制细胞膜上的
(3)不同类型的刺激引起不同类型的感觉,原因是
(4)当给某部位受损的人热刺激时,可在整个传入通路中记录到正常电信号,但未产生感觉,其受损的部位可能是
(5)根据产生兴奋过程中膜电位的变化和离子通透性的变化可以推测,动作电位的产生主要是由哪种离子如何变化造成的?
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【推荐3】人体运动需要对肌群进行精准调控,如图1所示,当人的一只脚踩到钉子时,会引起同侧腿弯曲和对侧腿伸展,表现出交互神经支配,从而既避开损伤性刺激,又不会跌倒。该调节过程涉及多个中枢神经元,为多突触反射。请回答下列问题:
(1)钉子造成的伤害性刺激引起①兴奋时,神经纤维膜内的电位变化为___ 。屈腿反射的反射弧中,效应器是___ 。
(2)兴奋传递到神经元②时,兴奋在神经元②上进行___ (填“单向”或“双向”)传导,引起②的轴突末梢释放___ (“兴奋性”/“抑制性”)神经递质,使伸肌舒张。
(3)被钉子刺伤后会产生痛觉,痛觉产生的神经中枢在___ 。某同学认为这是一种非条件反射,请评价这一观点并说明理由___ 。
(4)突触是神经元之间或神经元与效应器之间在功能上发生联系的部位,参与伸腿反射的突触存在于___ (填图中字母)。与膝跳反射相比,图1中的反射所需要的时程较长的原因是___ 。若突触间隙K+浓度升高,则突触后膜静息电位绝对值___ 。
(5)如图2所示,鱼和哺乳动物的某些部位存在通过电信号传递的电突触,与化学突触相比,电突触的特点是___ (至少答两点)。
(1)钉子造成的伤害性刺激引起①兴奋时,神经纤维膜内的电位变化为
(2)兴奋传递到神经元②时,兴奋在神经元②上进行
(3)被钉子刺伤后会产生痛觉,痛觉产生的神经中枢在
(4)突触是神经元之间或神经元与效应器之间在功能上发生联系的部位,参与伸腿反射的突触存在于
(5)如图2所示,鱼和哺乳动物的某些部位存在通过电信号传递的电突触,与化学突触相比,电突触的特点是
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【推荐1】水稻是自花传粉作物,它的花非常小,一株水稻的花序中有200~300朵花。水稻的育性由一对等位基因M、m控制,含M基因的个体可产生正常的雌、雄配子,基因型为mm的个体只能产生雌配子,即表现为雄性不育。回答下列问题:
(1)在进行水稻的杂交育种时,用雄性不育株作为亲本的优点是____ 。
(2)研究表明雄性不育株是由于缺失某种酶,阻止了花药的伸长和发育,上述体雄性不育植株现基因对性状的控制方式是____ 。
(3)为了获得大量的雄性不育植株,科研人员通过基因工程构建了下图所示的转基因植株。A基因使雄配子致死,M基因能使雄性不育个体恢复育性,B基因的表达可使种子呈蓝色,无B基因的种子呈白色。
将该转基因植株进行自交,收获的种子颜色和比例是____ 。其中____ 色的种子发育成的植株即为雄性不育株。
(1)在进行水稻的杂交育种时,用雄性不育株作为亲本的优点是
(2)研究表明雄性不育株是由于缺失某种酶,阻止了花药的伸长和发育,上述体雄性不育植株现基因对性状的控制方式是
(3)为了获得大量的雄性不育植株,科研人员通过基因工程构建了下图所示的转基因植株。A基因使雄配子致死,M基因能使雄性不育个体恢复育性,B基因的表达可使种子呈蓝色,无B基因的种子呈白色。
将该转基因植株进行自交,收获的种子颜色和比例是
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解题方法
【推荐2】水稻是雌雄同株两性花的植物,花非常小且密集,导致杂交育种工作繁琐复杂。三系法杂交水稻是我国研究应用最早的杂交水稻,由不育系、保持系、恢复系三种水稻培育而成,如下图所示。水稻的花粉是杏可育受细胞质基因(N、S)和细胞核基因(R、r)共同控制,其中N和R表示可育基因,S和r表示不育基因。这四种基因中,R抑制S的表达,仅含有S和r基因的水稻表现为雄性不育,其余基因型均表现为雄性可育。回答下列问题:
(1)水稻细胞中与育性相关的基因型有____ 种,恢复系的基因型为____ ,S(Rr)的表型为____ 。
(2)不育系与恢复系间行种植并单行收获,主要目的是____ 。
(3)一株基因型为S(rr)的雄性不育系水稻,与基因型为N(RR)的水稻杂交,F1自交,后代中性状分离比为____ 。
(4)在三系杂交育种中,选育恢复系非常关键。研究人员发现了几株性状优良且纯度高的水稻植株(代号D),但不能直接作为恢复系。若用基因导入的方法获得理想的恢复系,请简要写出育种方案:____ 。
(1)水稻细胞中与育性相关的基因型有
(2)不育系与恢复系间行种植并单行收获,主要目的是
(3)一株基因型为S(rr)的雄性不育系水稻,与基因型为N(RR)的水稻杂交,F1自交,后代中性状分离比为
(4)在三系杂交育种中,选育恢复系非常关键。研究人员发现了几株性状优良且纯度高的水稻植株(代号D),但不能直接作为恢复系。若用基因导入的方法获得理想的恢复系,请简要写出育种方案:
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【推荐3】人参皂苷Rh2是人参中重要的活性组分之一,具有抗肿瘤和提高免疫力等功能。科研人员以酵母菌为受体细胞,经改造获得Rh2前体物质A高产的L菌株。研究发现,前体物质A依次经过P酶和N酶处理可转化为人参皂苷Rh2,科研人员对L菌株进行基因工程改造,将基因编辑质粒、引导序列质粒和重组DNA片段导入L菌(部分过程如下图所示),以期获得人参皂苷Rh2高产的细胞工厂菌株。
(1)图中被Cas9蛋白断开的化学键是_____ ,基因编辑过程中可能会产生“脱靶”(对目标基因以外的其他基因进行了编辑)现象,最可能的原因是_____ 。
(2)为构建重组DNA片段,需先设计引物,通过PCR特异性扩增P基因和N基因。用于扩增目的基因的引物需满足的条件是_____ ;为了将目的基因定向连接到载体中,需在引物的_____ 端(填“5'”或“3''”)引入限制性酶切位点,进行PCR扩增时通常在反应缓冲液中添加Mg2+,原因是_____ 。
(3)据图分析,为初步筛选得到成功转入两种质粒的受体菌,需要用_____ 培养基,通过分子杂交技术可判断重组DNA片段是否整合到L菌染色体上。在适宜条件下对改造后的L菌株进行发酵培养,若L菌株成功转化为R菌株,则R菌株能_____ 。
(4)结合上述研究,在此基础上,请设计进一步提升R菌株生产能力的可行方案。_____
(1)图中被Cas9蛋白断开的化学键是
(2)为构建重组DNA片段,需先设计引物,通过PCR特异性扩增P基因和N基因。用于扩增目的基因的引物需满足的条件是
(3)据图分析,为初步筛选得到成功转入两种质粒的受体菌,需要用
(4)结合上述研究,在此基础上,请设计进一步提升R菌株生产能力的可行方案。
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【推荐1】结合图示,回答下列有关人类cftr基因及其表达产物CFTR蛋白的相关问题。
(1)图1是cftr基因表达的图示,cftr的本质是图1中①上_____________________________________ 。
(2)图2所示过程称为__________ ,发生于图①中的__________ (填场所),这一过程必需依赖于__________ 酶的催化才能完成。由图2中1、2、7标示的结构构成的单体名称是______________________ 。为了追踪图2中合成的物质的去向,利用32P标记的原料(结构如图3)进行追踪,32P标记的位置应该是图3中的__________ (填α、β、r)位置。
(3)图1中④可以和多个⑥结合,其意义在于_______________________________________________ 。图中即将参与脱水缩合的氨基酸的密码子是_______________ 。
(4)研究发现正常的CFTR蛋白是细胞膜上主动转运氯离子出细胞的载体,广布于呼吸道和胰腺管壁等细胞。肺囊性纤维病患者呼吸道上皮细胞中的cftr较正常cftr少了三个碱基对,最终导致CFTR蛋白中少了一个氨基酸,其转运功能异常,呼吸道粘液粘稠,微生物在粘液中繁殖而致肺部发炎最终纤维化。试解释患者呼吸道粘液粘稠的原因_______________________________________________________________ 。这一例子说明基因可以通过___________________________ 控制生物的性状。
(1)图1是cftr基因表达的图示,cftr的本质是图1中①上
(2)图2所示过程称为
(3)图1中④可以和多个⑥结合,其意义在于
(4)研究发现正常的CFTR蛋白是细胞膜上主动转运氯离子出细胞的载体,广布于呼吸道和胰腺管壁等细胞。肺囊性纤维病患者呼吸道上皮细胞中的cftr较正常cftr少了三个碱基对,最终导致CFTR蛋白中少了一个氨基酸,其转运功能异常,呼吸道粘液粘稠,微生物在粘液中繁殖而致肺部发炎最终纤维化。试解释患者呼吸道粘液粘稠的原因
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【推荐2】图甲为真核细胞中基因表达的示意图,图乙为中心法则图解;请据图回答下列问题:
(1)图甲中合成②需要的酶是__________ ,⑤代表的细胞结构是__________ ,④代表的物质是__________ ,图乙中b过程需要的原料是__________ 。
(2)由图甲可知,tRNA、rRNA、mRNA参与基因表达过程中遗传信息的__________ ,该过程对应图乙中的__________ 过程(填字母)。
(3)tRNA上的反密码子会与图甲中的__________ (填序号)发生碱基互补配对。图乙中人体细胞中不会发生的过程是__________ (填字母)。
(1)图甲中合成②需要的酶是
(2)由图甲可知,tRNA、rRNA、mRNA参与基因表达过程中遗传信息的
(3)tRNA上的反密码子会与图甲中的
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【推荐3】如图中甲~丁表示大分子物质或结构,①、②代表遗传信息的传递过程。请据图回答问题:
(1)①过程需要的原料是________ ,催化该过程的酶是________ ,①、 ②过程都涉及碱基配对,其中①过程特有的配对方式是 ___________ 。
(2)若乙中含 1000 个碱基,其中 C 占 26%、G 占 32%,则甲中胸腺嘧啶的比例是______________ ,此 DNA 片段经三次复制,在第三次复制过程中需消耗_______ 个胞嘧啶脱氧核苷酸。
(3)少量的mRNA 能在短时间内指导合成大量蛋白质的原因____________ ,②过程涉及的 RNA 有__________________________ 。
(4)人体造血干细胞中,①发生场所是_____________ ,在细胞分裂间期可发生的遗传信息传递过程有_________ 。
(5)假如甲中一个碱基对发生替换,导致其表达过程合成的肽链中氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有 ACU、ACC、ACA、ACG),则甲中碱基对替换情况可能的转化途径是_________ 。
(6)下列生物或结构中,与结构丁化学组成相近的是_________ 。
A.T2噬菌体 B.烟草花叶病毒 C.线粒体D.HIV
(1)①过程需要的原料是
(2)若乙中含 1000 个碱基,其中 C 占 26%、G 占 32%,则甲中胸腺嘧啶的比例是
(3)少量的mRNA 能在短时间内指导合成大量蛋白质的原因
(4)人体造血干细胞中,①发生场所是
(5)假如甲中一个碱基对发生替换,导致其表达过程合成的肽链中氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有 ACU、ACC、ACA、ACG),则甲中碱基对替换情况可能的转化途径是
(6)下列生物或结构中,与结构丁化学组成相近的是
A.T2噬菌体 B.烟草花叶病毒 C.线粒体D.HIV
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