学习以下材料,回答(1)~(5)题。
朊粒是一种相对分子质量较小、结构和功能较简单的球形蛋白质。它会引起哺乳动物的中枢神经系统退化,造成疯牛病、羊瘙痒病和人的库鲁症等。感染朊粒后常见症状包括精神障碍、运动控制丧失等,最终身体机能衰竭导致死亡。常规的加热煮沸、消毒剂、紫外线等无法破坏朊粒的感染能力,目前对朊粒病尚无有效的治疗手段。
人类和其他哺乳动物基因组中都存在一个能形成朊粒的、高度保守的(在不同物种间序列高度相似)基因PrP。正常情况下PrP基因的表达产物是PrPC蛋白,它可在大脑等多个器官中发挥重要作用,之后被完全酶解。被朊粒感染后,脑细胞中该蛋白转变为PrPSc形式。PrPC与PrPSc在氨基酸序列上完全相同,但空间结构差异显著:PrPC含有较多的螺旋结构,几乎没有折叠片层结构;而PrPSc中折叠片层结构多。结构差异导致PrPSc功能改变且不易被分解。
将患有瘙痒病羊的脑组织接种给健康小鼠后,羊脑细胞中的PrPSc会与鼠细胞中的PrPC发生结合,将PrPC转变为PrPSc,该现象被称为朊粒的感染繁殖。小鼠也将在75~150天内发病。但接种了同样组织的PrP基因敲除鼠却安然无恙。这些实验证据提示:PrPSc本身不造成疾病,但当PrPSc进入一个已经表达PrPC的细胞内时,便通过感染繁殖表现出毒性,导致疾病。
这种感染繁殖的方式对中心法则提出了挑战。研究朊粒如何诱导正常朊蛋白错误折叠的确切分子机制,对于开发治疗方法具有重要意义。
(1)朊粒又称为朊病毒,请比较它与病毒在结构上的异同?___ 。
(2)PrPC与PrPSc两者的基因/蛋白质是否相同?请在下表相应位置画“√”___ 。
(3)为什么敲除PrP基因的小鼠不会感染朊粒疾病?___ 。
(4)你认为是否可以据此补充中心法则?依据是什么?___ 。
(5)感染疯牛病的动物是否能被加工成动物饲料?应如何处理?___ 。
朊粒是一种相对分子质量较小、结构和功能较简单的球形蛋白质。它会引起哺乳动物的中枢神经系统退化,造成疯牛病、羊瘙痒病和人的库鲁症等。感染朊粒后常见症状包括精神障碍、运动控制丧失等,最终身体机能衰竭导致死亡。常规的加热煮沸、消毒剂、紫外线等无法破坏朊粒的感染能力,目前对朊粒病尚无有效的治疗手段。
人类和其他哺乳动物基因组中都存在一个能形成朊粒的、高度保守的(在不同物种间序列高度相似)基因PrP。正常情况下PrP基因的表达产物是PrPC蛋白,它可在大脑等多个器官中发挥重要作用,之后被完全酶解。被朊粒感染后,脑细胞中该蛋白转变为PrPSc形式。PrPC与PrPSc在氨基酸序列上完全相同,但空间结构差异显著:PrPC含有较多的螺旋结构,几乎没有折叠片层结构;而PrPSc中折叠片层结构多。结构差异导致PrPSc功能改变且不易被分解。
将患有瘙痒病羊的脑组织接种给健康小鼠后,羊脑细胞中的PrPSc会与鼠细胞中的PrPC发生结合,将PrPC转变为PrPSc,该现象被称为朊粒的感染繁殖。小鼠也将在75~150天内发病。但接种了同样组织的PrP基因敲除鼠却安然无恙。这些实验证据提示:PrPSc本身不造成疾病,但当PrPSc进入一个已经表达PrPC的细胞内时,便通过感染繁殖表现出毒性,导致疾病。
这种感染繁殖的方式对中心法则提出了挑战。研究朊粒如何诱导正常朊蛋白错误折叠的确切分子机制,对于开发治疗方法具有重要意义。
(1)朊粒又称为朊病毒,请比较它与病毒在结构上的异同?
(2)PrPC与PrPSc两者的基因/蛋白质是否相同?请在下表相应位置画“√”
相同 | 不同 | |
控制PrPC和PrPSc合成的基因 | ||
PrPC蛋白与PrPSc蛋白 |
(4)你认为是否可以据此补充中心法则?依据是什么?
(5)感染疯牛病的动物是否能被加工成动物饲料?应如何处理?
更新时间:2024-05-05 18:07:56
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【推荐1】脑源性神经营养因子 (BDNF) 广泛分布于中枢神经系统,对促进神经可塑性和认知功能有重要作用。研究表明,抑郁症与BDNF 基因甲基化水平及外周血中BDNF 基因的mRNA 含量变化等有关。图1表示BDNF基因表达及其调控过程,图2表示 DNA甲基化的机理。_____ ,①过程需要_____ 酶,以 _______ 为原料。
(2)根据图2及所学知识,下列叙述正确的是____
(3)miRNA-195 是一种miRNA,miRNA 是小鼠细胞中具有调控功能的非编码 RNA。在个体 发育的不同阶段产生不同的miRNA, 该物质与相关蛋白质结合形成的复合物可导致细胞 中与之互补的mRNA 降解。下列叙述错误的是______
(4)抑郁症小鼠与正常小鼠相比,图1中②过程_______ (减弱/不变/增强),若①过程反应强度不变,则BDNF 的含量将______ (减少/不变/增加)。
(5)若抑郁症小鼠细胞中一个DNA 分子的一个C-G 碱基对中胞嘧啶甲基化后,又发生脱氨 基生成了胸腺嘧啶,则该DNA 分子经过n 次复制后,所产生的子代DNA 分子中异常的 DNA 占比为_____ 。上述过程对性状的影响若遗传给后代,______ (属于/不属于)表观遗传,理由是___________ 。
(2)根据图2及所学知识,下列叙述正确的是____
A.DNA 分子中甲基化胞嘧啶不能与鸟嘌呤配对 |
B.启动子部位的DNA 甲基化使基因失去转录活性 |
C.可通过离心技术区分同一DNA 序列的甲基化和未甲基化 |
D.DNA 甲基转移酶发挥作用时需与 DNA 结合 |
A.miRNA 通过碱基互补配对识别mRNA | B.miRNA能特异性地影响基因的表达 |
C.不同miRNA的碱基排列顺序不同 | D.miRNA的产生与细胞的分化无关 |
(5)若抑郁症小鼠细胞中一个DNA 分子的一个C-G 碱基对中胞嘧啶甲基化后,又发生脱氨 基生成了胸腺嘧啶,则该DNA 分子经过n 次复制后,所产生的子代DNA 分子中异常的 DNA 占比为
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【推荐2】下图为蛋白质的合成过程示意图,请据图回答有关问题。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/21/2725968556769280/2741481473835008/STEM/d82e8d4a711147c2ba798c6a667a3fef.png?resizew=584)
(1)图1所示的生理过程是__________ 和__________ ,其中①是__________ ,③是__________ ;
(2)请写出图1代表生物的中心法则________________________________________ ;
(3)图2中X与图1中的__________ (填序号)相同,其移动方向是__________ (M→N或N→M),如果合成出来的蛋白质是CFTR蛋白,可以有效缓解囊性纤维病,充分体现基因通过控制__________ 来控制生物体的性状。
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(1)图1所示的生理过程是
(2)请写出图1代表生物的中心法则
(3)图2中X与图1中的
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【推荐3】下图表示某细胞中遗传信息传递的部分过程,请据图回答:
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(1)图中涉及的过程可发生在________ 中。
(2)mRNA是以图中的③为模板,在________ (填名称)的催化作用下,以4种游离的________ 为原料,依次连接形成的。
(3)能特异性识别mRNA上密码子的分子是________ 所携带的小分子有机物可通过________ 反应用于合成图中④。
(4)由于化学物质甲磺酸乙酯的作用,该生物体表现出新的性状,原因是:基因中一个G——C对被A——T对替换,导致由此转录形成的mRNA上________ 个密码子发生改变,经翻译形成的④中________ 发生相应改变。
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(3)能特异性识别mRNA上密码子的分子是
(4)由于化学物质甲磺酸乙酯的作用,该生物体表现出新的性状,原因是:基因中一个G——C对被A——T对替换,导致由此转录形成的mRNA上
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【推荐1】下图为某染色体上的部分基因分布示意图,①②③④代表不同基因。请回答:
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(1)组成染色体的主要成分是___________ 。
(2)若基因①的一条链的碱基序列为…AGCTAGAGGCGAGC…,则以此链为模板转录出的mRNA的碱基序列是________________ 。如果以此mRNA为模板合成蛋白质,至少需要______ 种tRNA。
(3)若基因②和④所含碱基的数量相同,但控制的性状不同,则二者结构上的根本区别是________ 不同。
(4)若正常基因③含有1000个碱基对,由于λ射线照射导致基因③中的29个碱基对缺失,从而引起了某种性状改变,则该变异类型为______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/1/2754693349498880/2756744326356992/STEM/5a85dfa7-955f-4f4c-ac89-b64bd2365be2.png)
(1)组成染色体的主要成分是
(2)若基因①的一条链的碱基序列为…AGCTAGAGGCGAGC…,则以此链为模板转录出的mRNA的碱基序列是
(3)若基因②和④所含碱基的数量相同,但控制的性状不同,则二者结构上的根本区别是
(4)若正常基因③含有1000个碱基对,由于λ射线照射导致基因③中的29个碱基对缺失,从而引起了某种性状改变,则该变异类型为
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【推荐2】研究人员进行了多种植物激素对影响豌豆植株侧芽生长长度(单位:mm)的实验,连续观察几天,结果见下表。分析回答问题:
(1)植物激素是植物细胞之间传递____________ 的分子。
(2)经研究发现,侧芽的生长素浓度远高于顶芽,但顶芽的生长素仍可向侧芽运输,这说明此过程生长素的运输方式是___________________________________ 。
(3)比较甲、乙、丁,可知________ 对侧芽的生长有抑制作用;比较___________ ,可知赤霉素能明显促进侧芽的伸长;比较甲、丙、丁可知_________________________________________ 。
(4)研究者用生长素类似物处理细胞得到的结果如下表所示,据此分析,生长素类似物作用于植物细胞的分子机制是___________________________________________ 。
组 | 操作 | 第1天 | 第3天 | 第5天 | 第7天 | 第9天 |
甲 | 顶芽保留 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
乙 | 去顶芽,切口涂抹生长素 | 0 | 2 | 5 | 7 | 10 |
丙 | 顶芽保留,侧芽涂抹细胞分裂素 | 0 | 10 | 20 | 40 | 60 |
丁 | 去顶芽 | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
戊 | 去顶芽,切口涂抹赤霉素 | 0 | 30 | 65 | 140 | 140 |
(1)植物激素是植物细胞之间传递
(2)经研究发现,侧芽的生长素浓度远高于顶芽,但顶芽的生长素仍可向侧芽运输,这说明此过程生长素的运输方式是
(3)比较甲、乙、丁,可知
(4)研究者用生长素类似物处理细胞得到的结果如下表所示,据此分析,生长素类似物作用于植物细胞的分子机制是
细胞内物质含量比值 | 处理前 | 处理后 |
DNA:RNA:蛋白质 | 1:3.1:11 | 1:5.4;21.7 |
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【推荐3】图中a、b、c分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程,其中①~⑦表示物质或结构,请据图回答下列问题。(密码子:AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAC—酪氨酸)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/18/2163188992032768/2168282670145536/STEM/bd26a1176d0c4cd4926569f3973167cb.png?resizew=408)
(1)图示各物质或结构中含有核糖的是___________ (填图中数字)。
(2)人体细胞中a、b过程发生的主要场所分别是_________ 、_______ 。
(3)b过程需要的酶是________ ,已知②中含有120个碱基,其中A有30个,G有50个,那么形成②的DNA分子区段中,C和T的个数为_____ 个。以②为模板合成的④中最多_______ 种氨基酸。
(4)⑤是________ ,其上携带的⑦是__________________ 。
(5)若某个精原细胞中核DNA分子共含5 000个碱基对,其中腺嘌呤占20%,将该细胞放在仅含14N的培养基中进行减数分裂,则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸________ 个。
(6)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程b时启用的起始点_______ (填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/18/2163188992032768/2168282670145536/STEM/bd26a1176d0c4cd4926569f3973167cb.png?resizew=408)
(1)图示各物质或结构中含有核糖的是
(2)人体细胞中a、b过程发生的主要场所分别是
(3)b过程需要的酶是
(4)⑤是
(5)若某个精原细胞中核DNA分子共含5 000个碱基对,其中腺嘌呤占20%,将该细胞放在仅含14N的培养基中进行减数分裂,则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
(6)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程b时启用的起始点
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【推荐1】完成关于基因的部分探索历程的填空。
(1)孟德尔发现了遗传因子,摩尔根通过果蝇杂交实验实验证明了_____________________ 上。
(2)在肺炎双球菌转化实验中,S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型,R型菌是由SⅡ型突变产生。利用加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养,出现了S型菌,有人认为S型菌出现是由于R型菌突变产生,但该实验中出现的S型菌全为_________ 型,否定了这种说法。
(3)沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型,该模型用_________________ 的多样性来解释DNA分子的多样性。进而科学家们发现基因是___________________ 的片段。
(4)以下是基因控制生物体性状的实例。乙醇进入人体后的代谢途径如下图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/10/2/2562366540128256/2562409719988224/STEM/16628f2fb01942ffaaca44647e69e376.png?resizew=425)
①以上实例体现了基因通过控制_______________________ ,进而控制生物体的性状。
②有些人喝了一点酒就脸红,我们称为“红脸人”。 经研究发现“红脸人”体内只有ADH。则“红脸人”的基因型有________ 种,饮酒后会因血液中乙醛含量相对较高,毛细血管扩张而引起脸红。
(1)孟德尔发现了遗传因子,摩尔根通过果蝇杂交实验实验证明了
(2)在肺炎双球菌转化实验中,S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型,R型菌是由SⅡ型突变产生。利用加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养,出现了S型菌,有人认为S型菌出现是由于R型菌突变产生,但该实验中出现的S型菌全为
(3)沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型,该模型用
(4)以下是基因控制生物体性状的实例。乙醇进入人体后的代谢途径如下图。
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①以上实例体现了基因通过控制
②有些人喝了一点酒就脸红,我们称为“红脸人”。 经研究发现“红脸人”体内只有ADH。则“红脸人”的基因型有
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【推荐2】2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给了细胞对氧气的感应和适应机制的研究。机体缺氧时,低氧诱导因子(HIF)与促红细胞生成素(EPO)基因的低氧应答元件(非编码蛋白质序列)结合,使EPO基因表达加快,促进EPO的合成,过程如下图所示。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/22/71943040-7bdb-480d-a494-a340dd506ddb.png?resizew=509)
(1)完成过程①需__________ 等物质从细胞质进入细胞核,②过程中,除mRNA外,还需要的RNA有__________ 。
(2)HIF在__________ (填“转录”或“翻译”)水平调控EPO基因的表达,HIF和EPO的空间结构不同的根本原因是________________________________________________________ 。
(3)由于癌细胞迅速增殖会造成肿瘤附近局部供氧不足,因此癌细胞常常会__________ (填“提高”或“降低”)HIF蛋白的表达,刺激机体产生红细胞,为肿瘤提供更多氧气和养分。
(4)上述图示过程反应了________ 之间存在着复杂的相互作用,共同调控生物体的生命活动。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/22/71943040-7bdb-480d-a494-a340dd506ddb.png?resizew=509)
(1)完成过程①需
(2)HIF在
(3)由于癌细胞迅速增殖会造成肿瘤附近局部供氧不足,因此癌细胞常常会
(4)上述图示过程反应了
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解题方法
【推荐3】 白化病与镰状细胞贫血是两种常见的人类单基因遗传病,其发病机理如图所示,据图回答问题。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/13/eeb14940-da07-4bda-b663-60360ce9747c.png?resizew=510)
(1)①②分别表示___________ 和__________ ,后者发生的场所是________ 。
(2)②过程中发生碱基互补配对与①过程不同的配对是________ ,②需要________ 种RNA的参与。
(3)镰状细胞贫血的发病机理说明基因控制生物性状的方式为___________ 。
(4)正常红细胞中含有___________ (“RNA₁和 RNA₂”或“RNA₂”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/13/eeb14940-da07-4bda-b663-60360ce9747c.png?resizew=510)
(1)①②分别表示
(2)②过程中发生碱基互补配对与①过程不同的配对是
(3)镰状细胞贫血的发病机理说明基因控制生物性状的方式为
(4)正常红细胞中含有
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