cAMP(环化一磷酸腺苷)是一种细胞内的信号分子。研究表明,cAMP对初级卵母细胞完成减数第一次分裂有抑制作用,大致机理如下图所示。
(1)由图可知,被激活的酶A能催化ATP脱去两个_______ 基团并发生环化形成cAMP,cAMP能活化酶P。
(2)女性在胚胎时期卵原细胞就发育成为初级卵母细胞,但初级卵母细胞启动减数第一次分裂则需要等到进入青春期之后。依据上图推测,进入青春期后女性的初级卵母细胞恢复分裂的信号途径是_____________________________________ ,细胞内的cAMP浓度降低,活化的酶P减少,解除了对减数第一次分裂的抑制作用。
(3)初级卵母细胞的不均等分裂依赖于细胞膜内陷位置形成的缢缩环。有人认为cAMP抑制减数第一次分裂是因为影响了缢缩环,为此搜集了小鼠的初级卵母细胞,在诱导恢复分裂后,用两种特异性药物(药物H和药物F)进行了实验,结果如下图所示。
①应从小鼠的_______ (器官)中获取初级卵母细胞,然后转移到37℃、含5%CO2的恒温培养箱中培养。
②根据上述结果推测,药物F对酶A有________ 作用,cAMP抑制减数第一次分裂的原因除了阻止缢缩环的形成,还可能是______________ 。
(1)由图可知,被激活的酶A能催化ATP脱去两个
(2)女性在胚胎时期卵原细胞就发育成为初级卵母细胞,但初级卵母细胞启动减数第一次分裂则需要等到进入青春期之后。依据上图推测,进入青春期后女性的初级卵母细胞恢复分裂的信号途径是
(3)初级卵母细胞的不均等分裂依赖于细胞膜内陷位置形成的缢缩环。有人认为cAMP抑制减数第一次分裂是因为影响了缢缩环,为此搜集了小鼠的初级卵母细胞,在诱导恢复分裂后,用两种特异性药物(药物H和药物F)进行了实验,结果如下图所示。
①应从小鼠的
②根据上述结果推测,药物F对酶A有
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更新时间:2018-04-07 08:53:55
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【推荐1】cAMP(环化一磷酸腺苷)是一种细胞内的信号分子。研究表明,cAMP对初级卵母细胞完成减数第一次分裂有抑制作用,大致机理如图所示。
(1)由图可知,被激活的酶A能催化ATP____________ 并发生环化形成cAMP,cAMP能活化酶P,活化的酶P能抑制初级卵母细胞分裂为____________ 。
(2)女性在胚胎时期卵原细胞就发育成为初级卵母细胞,但初级卵母细胞启动减数第一次分裂则需要等到进入青春期之后。依据上图推测,进入青春期后女性的初级卵母细胞恢复分裂的信号途径是____________ 。
(3)初级卵母细胞的不均等分裂依赖于细胞膜内陷位置形成的缢缩环。有人认为cAMP抑制减数第一次分裂是因为影响了缢缩环,为此搜集了小鼠的初级卵母细胞,在诱导恢复分裂后,用两种特异性药物(药物H和药物F)进行了实验,结果如图所示。
①应从小鼠的____________ (器官)中获取初级卵母细胞,然后转移到37℃、____________ (气体环境)的恒温培养箱中培养。
②由实验结果推测,药物H能____________ 细胞中cAMP量;药物F对酶A有____________ 作用。
③根据上述结果推测,cAMP抑制减数第一次分裂的原因除了阻止缢缩环的形成,还可能是____________ 。
(1)由图可知,被激活的酶A能催化ATP
(2)女性在胚胎时期卵原细胞就发育成为初级卵母细胞,但初级卵母细胞启动减数第一次分裂则需要等到进入青春期之后。依据上图推测,进入青春期后女性的初级卵母细胞恢复分裂的信号途径是
(3)初级卵母细胞的不均等分裂依赖于细胞膜内陷位置形成的缢缩环。有人认为cAMP抑制减数第一次分裂是因为影响了缢缩环,为此搜集了小鼠的初级卵母细胞,在诱导恢复分裂后,用两种特异性药物(药物H和药物F)进行了实验,结果如图所示。
①应从小鼠的
②由实验结果推测,药物H能
③根据上述结果推测,cAMP抑制减数第一次分裂的原因除了阻止缢缩环的形成,还可能是
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【推荐2】AMP依赖的蛋白激酶(AMPK)是人体代谢的总开关,通过磷酸化下游多种蛋白质来调控细胞代谢。二甲双胍(Met)是目前应用最广泛的降糖药物,近年来,还陆续发现各种潜在功效。研究表明Met主要通过激活AMPK通路发挥作用。我国科学家针对Met的作用靶点进行了相关研究。
(1)AMP(腺苷一磷酸),可由ATP水解失去______ 个磷酸基团获得,当细胞缺少能量供应时,AMP/ATP比值升高,磷酸化激活AMPK(P-AMPK),维持机体能量平衡。以往认为Met通过抑制位于______ 的有氧呼吸第三阶段而发挥作用。研究者将5μmol/L的Met注入体外培养的小鼠干细胞,检测结果如图1。
实验数据显示______ ,故Met并非通过提高AMP/ATP的比值激活AMPK。
(2)研究发现,加入Met后,胞内溶酶体膜质子泵活性降低。为探究Met的靶蛋白是否定位于溶酶体膜,研究者设计了“MET-P”探针寻找特定的靶蛋白,其机理如图2。
用“MET-P”探针钓取靶蛋白的原理为____________ 。
经纯化、分析,确定PEN2为Met的靶蛋白。二者结合后,与溶酶体质子泵的ATP6AP1亚基结合形成复合体,导致质子泵____________ 改变,最终使溶酶体上的AMPK被磷酸化激活。请利用基因工程的方法验证Met通过靶蛋白PEN2,最终激活AMPK。写出实验组的设计思路及预期结果_________________ 。
(3)除溶酶体外,细胞质基质、线粒体内也有AMPK,分别在中等和重度能量不足时被激活。一些药物能全面激活细胞内AMPK,使AMPK磷酸化水平整体升高,造成不良反应。结合本文信息,请表述Met在治疗代谢性疾病中的优势____________ 。
(1)AMP(腺苷一磷酸),可由ATP水解失去
实验数据显示
(2)研究发现,加入Met后,胞内溶酶体膜质子泵活性降低。为探究Met的靶蛋白是否定位于溶酶体膜,研究者设计了“MET-P”探针寻找特定的靶蛋白,其机理如图2。
用“MET-P”探针钓取靶蛋白的原理为
经纯化、分析,确定PEN2为Met的靶蛋白。二者结合后,与溶酶体质子泵的ATP6AP1亚基结合形成复合体,导致质子泵
(3)除溶酶体外,细胞质基质、线粒体内也有AMPK,分别在中等和重度能量不足时被激活。一些药物能全面激活细胞内AMPK,使AMPK磷酸化水平整体升高,造成不良反应。结合本文信息,请表述Met在治疗代谢性疾病中的优势
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【推荐3】睡眠是动物界普遍存在的现象。腺苷是一种重要的促眠物质。
(1)下图1为腺苷合成及转运示意图。由图1可知,储存在囊泡中的ATP通过___________ 方式转运至胞外后,可被膜上的核酸磷酸酶分解,脱去__________ 个磷酸产生腺苷。
(2)为了高特异性、高灵敏度地记录正常睡眠-觉醒周期中基底前脑(BF)胞外腺苷水平的变化,研究者设计了一种腺苷传感器(图2),并使之表达在BF区细胞膜上。传感器的工作原理是:腺苷与受体结合改变受体空间结构,进而使绿色荧光蛋白构象改变并(在被激发后)发出荧光,因此可通过检测荧光强度来指示腺苷浓度。满足实验要求的传感器应具备的条件包括____________。
(3)用适宜刺激分别激活BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元,检测结果表明:在睡眠调节中,小鼠主要依靠谷氨酸能神经元释放腺苷。为进一步检验该结论,研究者分别去除小鼠BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元。支持此结论的实验结果应是____________ 。
(4)研究发现腺苷与觉醒神经元细胞膜上的A1受体结合,可_____ (“促进”或“抑制”)K+通道开放而抑制觉醒神经元的兴奋;腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠。
(5)基于以上信息,请提出改善失眠症患者睡眠的两项措施。_____________________ 。
(1)下图1为腺苷合成及转运示意图。由图1可知,储存在囊泡中的ATP通过
(2)为了高特异性、高灵敏度地记录正常睡眠-觉醒周期中基底前脑(BF)胞外腺苷水平的变化,研究者设计了一种腺苷传感器(图2),并使之表达在BF区细胞膜上。传感器的工作原理是:腺苷与受体结合改变受体空间结构,进而使绿色荧光蛋白构象改变并(在被激发后)发出荧光,因此可通过检测荧光强度来指示腺苷浓度。满足实验要求的传感器应具备的条件包括____________。
A.对腺苷有高荧光响应,对ATP等腺苷衍生物无反应 |
B.传感器数量随着睡眠-觉醒周期而变化 |
C.对正常睡眠-觉醒周期无明显影响 |
D.腺苷与传感器的结合是不可逆的 |
(4)研究发现腺苷与觉醒神经元细胞膜上的A1受体结合,可
(5)基于以上信息,请提出改善失眠症患者睡眠的两项措施。
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【推荐1】近些年,研究人员在雌性哺乳动物细胞减数分裂研究中有一些新发现,具体过程如图1所示(部分染色体未标出,“o”代表着丝粒)。请据图回答下列问题。
(1)图1中细胞②的名称为_____________ ,此时细胞内同源染色体经常发生_________________________ 。
(2)与“常规”减数分裂相比,“逆反”减数分裂中染色体行为的主要特征是________________________ 。
(3)经过对大量样本的统计研究,发现了染色体的分配规律如图2所示,染色体的这种分配规律及其生物学意义是______________________________________________ 。
(1)图1中细胞②的名称为
(2)与“常规”减数分裂相比,“逆反”减数分裂中染色体行为的主要特征是
(3)经过对大量样本的统计研究,发现了染色体的分配规律如图2所示,染色体的这种分配规律及其生物学意义是
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【推荐2】杂种优势是指杂交后代在生活力、抗逆性、适应性和产量等方面优于双亲的现象。但是由于杂种的后代会发生性状分离,无法保持杂种优势,农民必须每年购买新的种子。袁隆平团队通过研究实现了水稻的无融合生殖(孤雌生殖),使杂种优势的性状得以保持。
(1)减数分裂过程中,同源染色体须先经过_________ 再分离,才能实现染色体的平均分配。
(2)科学家发现在植物中有三个基因osd1、spo11-1、rec8参与了减数分裂,诱导其突变后,突变体的减数分裂结果如图所示:
与野生型相比,osd1、spo11-1、rec8三个基因同时突变的纯合子进行减数分裂,形成的子细胞中染色体组成与_________ (填“生殖细胞”或“体细胞”)相同。请据图说明原因_________ 。
(3)种子中的胚由受精卵发育而来,胚乳由受精极核发育而来。科学家在水稻中发现Baby boom(简称B)基因在胚的发育启动过程中有重要作用。
①野生型和bb突变体种子在外观上没有差别,但是显微观察发现,bb突变体的胚发育早期停滞或者只分裂不分化。用Bb和BB进行正反交,将产生的F1代种子进行萌发实验,结果如下表所示:
推测杂交组合1子代中部分种子不萌发的原因:___________ 。
②为了进一步验证上述推测,选取B基因存在个别碱基差异的J品系和I品系进行杂交,在授粉2.5小时后提取受精卵RNA,进行逆转录PCR扩增B基因,部分测序结果如下图所示,结果说明:受精卵中B基因的mRNA是由______ (填“父本”或“母本”)的B基因转录而来。
③b突变基因中发生了1个碱基对的缺失,导致不能被限制酶SphI切开。Bb自交所得种子中有部分不萌发,将野生型和未萌发种子的B/b基因用SphI进行酶切鉴定,结果如下图所示。据图分析,未萌发种子的基因型为:_________ 。
(4)B基因在卵细胞中表达可使其直接发育为单倍体。水稻中另一基因MTL突变后可使受精卵中来自于精子的染色体消失,从而发育成单倍体。结合(2)(3)资料,请写出使杂种优势性状得以保持的两种方法:__________ 。
(1)减数分裂过程中,同源染色体须先经过
(2)科学家发现在植物中有三个基因osd1、spo11-1、rec8参与了减数分裂,诱导其突变后,突变体的减数分裂结果如图所示:
与野生型相比,osd1、spo11-1、rec8三个基因同时突变的纯合子进行减数分裂,形成的子细胞中染色体组成与
(3)种子中的胚由受精卵发育而来,胚乳由受精极核发育而来。科学家在水稻中发现Baby boom(简称B)基因在胚的发育启动过程中有重要作用。
①野生型和bb突变体种子在外观上没有差别,但是显微观察发现,bb突变体的胚发育早期停滞或者只分裂不分化。用Bb和BB进行正反交,将产生的F1代种子进行萌发实验,结果如下表所示:
子代 亲本组合 | 萌发种子 (BB) | 萌发种子 (Bb) | 未萌发种子 (Bb) | |
1 | ♀BB × ♂Bb | 59 | 62 | 28 |
2 | ♀Bb × ♂BB | 35 | 32 | 0 |
推测杂交组合1子代中部分种子不萌发的原因:
②为了进一步验证上述推测,选取B基因存在个别碱基差异的J品系和I品系进行杂交,在授粉2.5小时后提取受精卵RNA,进行逆转录PCR扩增B基因,部分测序结果如下图所示,结果说明:受精卵中B基因的mRNA是由
③b突变基因中发生了1个碱基对的缺失,导致不能被限制酶SphI切开。Bb自交所得种子中有部分不萌发,将野生型和未萌发种子的B/b基因用SphI进行酶切鉴定,结果如下图所示。据图分析,未萌发种子的基因型为:
(4)B基因在卵细胞中表达可使其直接发育为单倍体。水稻中另一基因MTL突变后可使受精卵中来自于精子的染色体消失,从而发育成单倍体。结合(2)(3)资料,请写出使杂种优势性状得以保持的两种方法:
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【推荐3】细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的阶段,物质准备阶段又可分为G1期(为DNA复制作准备)、S期(DNA复制期)、G2期(为细胞分裂期做准备),细胞分裂期又叫M期。有丝分裂具有周期性,其连续变化的分子调控机制简化如图,图中细胞周期中的检控点是停止前一阶段事件而启动后一阶段事件的节点,类似于“关卡”,且MPF是通过G2检控点必需的蛋白质复合物。
(1)据图可知,细胞通过G2检控点,由G2期进入M期的分子调控机制是:______________ 。
(2)目前在人体细胞中发现并命名的部分CDK和周期蛋白的配对关系如下表:
如果把CDK与周期蛋白看作是“酶的激活剂”与酶的关系,则这里的“激活剂”是______________ 。CDK与周期蛋白的结合具有特异性,但据表可知,每种CDK可与多种周期蛋白结合并发挥调控功能,其原因可能是______________ 。
(3)某同学在课外阅读中发现:非洲爪蟾卵细胞的形成过程可划分为6个阶段,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V和VI期,第Ⅳ期的卵母细胞达到一定体积,停止生长,等待完成减数分裂。有科学家发现,此时若有孕酮(孕激素)的刺激作用,第Ⅳ期的卵母细胞会向V和VI期转化,并进入减数第一次分裂直至形成卵细胞。该同学思考提出了一个问题:孕酮能刺激卵母细胞完成减数分裂,是否与其调控卵母细胞中周期蛋白的合成有关?
现提供细胞培养的非洲爪蟾Ⅳ期卵母细胞、适宜浓度的孕酮、周期蛋白合成抑制剂等,请你设计实验探究本问题(写出实验思路并预期实验结果,周期蛋白合成抑制剂的使用方法不做要求)。
①实验思路:________________________________________________________ 。
②预期实验结果:____________________________________________________ 。
(1)据图可知,细胞通过G2检控点,由G2期进入M期的分子调控机制是:
(2)目前在人体细胞中发现并命名的部分CDK和周期蛋白的配对关系如下表:
CDK种类 | 可结合的周期蛋白 |
CDK1 | B1,B2,B3 |
CDK2 | D1,D2,D3,E |
(3)某同学在课外阅读中发现:非洲爪蟾卵细胞的形成过程可划分为6个阶段,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V和VI期,第Ⅳ期的卵母细胞达到一定体积,停止生长,等待完成减数分裂。有科学家发现,此时若有孕酮(孕激素)的刺激作用,第Ⅳ期的卵母细胞会向V和VI期转化,并进入减数第一次分裂直至形成卵细胞。该同学思考提出了一个问题:孕酮能刺激卵母细胞完成减数分裂,是否与其调控卵母细胞中周期蛋白的合成有关?
现提供细胞培养的非洲爪蟾Ⅳ期卵母细胞、适宜浓度的孕酮、周期蛋白合成抑制剂等,请你设计实验探究本问题(写出实验思路并预期实验结果,周期蛋白合成抑制剂的使用方法不做要求)。
①实验思路:
②预期实验结果:
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