【題目】腫瘤細胞表面的PD-L1蛋白與T細胞表面的PD-1結(jié)合,抑制T細胞的活化和增殖,使得腫瘤細胞開啟免疫逃逸。腫瘤細胞PD-L1抗體可以阻斷腫瘤細胞和T細胞的結(jié)合,重新激活患者自身的免疫細胞來殺傷腫瘤。起初具有良好治療效果的患者,隨著該抗體的長期使用也可能會產(chǎn)生耐藥性,科學家對此開展了一系列的研究。
(1)據(jù)圖1分析,腫瘤細胞表面的PD-L1蛋白與細胞內(nèi)的HIP1R蛋白結(jié)合,借助__________分子的幫助,又回到細胞表面,實現(xiàn)了免疫逃逸。
(2)為了探究HIP1R蛋白對 PD-L1蛋白的作用,研究人員用HIP1R的反義基因片段(si-HIP1R)處理結(jié)腸癌細胞,對照試劑是__________,其它條件相同且適宜。檢測PD-L1蛋白和HIP1R蛋白的含量,結(jié)果如圖2所示。據(jù)圖分析,HIP1R對PD-L1具有__________作用。
(3)HIP1R蛋白能與PD-L1蛋白結(jié)合,其羧基端存在一段溶酶體定位序列。研究人員分別用一定濃度的溶酶體抑制劑NH4Cl處理細胞,結(jié)果如圖3所示,推測HIP1R蛋白對PD-L1蛋白的作用原理是__________。
(4)PD-L1蛋白還存在于細胞內(nèi)的囊泡上,腫瘤細胞內(nèi)的CMTM6分子可以間接抑制PD-L1的溶酶體降解,對細胞表面失活的PD-L1蛋白進行________,這可能是患者產(chǎn)生耐藥性的原因之一。
(5)綜合上述研究結(jié)果,請你設計一種靶向降解PD-L1的藥物,闡述其原理__________。
【答案】CMTM6 非反義基因片段 負調(diào)控(抑制) HIPIR與PD-L1結(jié)合后,靶向運送到溶酶體后被降解 更新和補充 靶向藥物可以與PD-L1蛋白結(jié)合,靶向運送到溶酶體后被降解;藥物可以抑制CMTM6分子的功能
【解析】
分析圖1:PD-1是T細胞表面的特異性受體,可以與腫瘤細胞表面的PD-L1蛋白結(jié)合,抑制T細胞的活化和增殖,從而逃避免疫系統(tǒng)的攻擊。在腫瘤細胞中,細胞表面的PD-L1蛋白與細胞內(nèi)的HIP1R蛋白結(jié)合,通過囊泡EE轉(zhuǎn)運,有2個去向:一個是借助CMTM6分子,經(jīng)囊泡RE轉(zhuǎn)運至細胞表面實現(xiàn)免疫逃逸;另一個途徑是經(jīng)囊泡LE轉(zhuǎn)運至溶酶體降解。
分析圖2:對照組有HIP1R的非反義基因片段,在腫瘤細胞中可以控制HIP1R蛋白的合成,實驗組是HIP1R的反義基因片段,不能控制HIP1R蛋白的合成,結(jié)果對照組PD-L1蛋白的含量低于實驗組。
分析圖3:不用NH4Cl處理腫瘤細胞,有HIP1R蛋白的組中細胞中PD-L1蛋白含量低于無HIP1R蛋白的組;用一定濃度的溶酶體抑制劑NH4Cl處理腫瘤細胞,有HIP1R蛋白的組細胞中PD-L1蛋白的含量高于無HIP1R蛋白的組;HIP1R蛋白存在時,用一定濃度的溶酶體抑制劑NH4Cl處理腫瘤細胞比不處理相比,細胞中PD-L1蛋白的含量高。
圖2、圖3中的GAPDH是糖酵解途徑中的一個關鍵酶,抑制GAPDH的活性會使細胞代謝減弱,從而抑制腫瘤細胞的增殖。
(1)據(jù)圖1分析,腫瘤細胞表面的PD-L1蛋白與細胞內(nèi)的HIP1R蛋白結(jié)合,經(jīng)囊泡EE轉(zhuǎn)運,在CMTM6分子的幫助下,由囊泡RE轉(zhuǎn)運至細胞表面,與T細胞表面PD-1結(jié)合,抑制T細胞的活化和增殖,實現(xiàn)免疫逃逸。
(2)該實驗的自變量是有無控制HIP1R蛋白合成的基因,實驗組用HIP1R的反義基因片段,不能控制HIP1R蛋白的合成,對照組用HIP1R的非反義基因片段,能控制HIP1R蛋白的合成,圖2結(jié)果顯示,對照組PD-L1蛋白含量低于實驗組,說明HIP1R蛋白抑制PD-L1蛋白的合成。
(3)圖1顯示,HIP1R蛋白與PD-L1蛋白結(jié)合后,經(jīng)囊泡LE轉(zhuǎn)運至溶酶體中被降解。用一定濃度的溶酶體抑制劑NH4Cl處理細胞,圖3結(jié)果顯示,HIP1R蛋白存在時,用一定濃度的溶酶體抑制劑NH4Cl處理腫瘤細胞,比不處理相比,細胞中PD-L1蛋白的含量高,推測HIP1R蛋白與PD-L1蛋白結(jié)合后,靶向運輸至溶酶體,與溶酶體羧基端定位序列結(jié)合,在有關酶的作用下被降解。
(4)圖1顯示,PD-L1蛋白借助腫瘤細胞內(nèi)的CMTM6分子經(jīng)囊泡RE轉(zhuǎn)運至細胞表面,導致PD-L1蛋白經(jīng)LE囊泡轉(zhuǎn)運至溶酶體降解的量減少,間接抑制了PD-L1的溶酶體降解,更新和補充了細胞表面失活的PD-L1蛋白,可能是耐藥性產(chǎn)生的原因之一。
(5)結(jié)合圖1中PD-L1蛋白轉(zhuǎn)運的兩條途徑,設計的靶向降解藥物應該可以與PD-L1蛋白結(jié)合,靶向運送到溶酶體后被降解;還可以抑制CMTM6分子的功能,避免PD-L1運輸至細胞表面導致免疫逃逸。
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【題目】圖①、②、③表示構(gòu)成細胞膜的物質(zhì),a、b、c表示物質(zhì)出入細胞的三種不同方式。下列敘述中錯誤的是( )
A.細胞膜上的③物質(zhì)和②物質(zhì)一樣,也有水溶性和脂溶性部分
B.物質(zhì)以方式c進入細胞時,③形狀可以發(fā)生改變
C.②表示脂雙層,兩層并不是完全相同的
D.小分子物質(zhì)以方式b進出細胞
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【題目】生物學研究中,通常用直觀的曲線圖來反映實驗結(jié)果,對下圖生物學意義分析錯誤的是( )
A.若X為K+的濃度,則Y可表示為K+進入紅細胞的速率
B.若X為底物濃度,則Y可表示為酶量一定時,最適條件下的酶促反應速率
C.若X為O2濃度,則Y可表示為植物根尖細胞吸收K+的速率
D.若X為光照強度,則Y可表示為葉綠體釋放O2的速率
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【題目】R-7是家蠶體內(nèi)的一種小分子非編碼RNA,可與某些mRNA尾端的一段非編碼序列(3'-UTR)結(jié)合,進而影響基因的表達。為研究R-7是否影響家蠶基因B(調(diào)控家蠶眼睛發(fā)育)的表達,科研人員將基因B中對應3'-UTR的DNA片段與熒光素酶基因(該基因的表達不受R-7的影響)重組如甲圖所示,將該重組載體導入家蠶胚胎細胞并觀察其表達,結(jié)果如乙圖所示。回答下列問題:
(1)要想短時間內(nèi)獲得大量目的基因需用到的技術(shù)是_______________________,該技術(shù)的原理是________________________。若一個含目的基因的DNA擴增n代,則共需消耗______________對引物。
(2)圖甲中對應3'-UTR的DNA片段應插入到位點___________,原因是________________;蚬こ痰暮诵牟襟E是________________,其目的是__________________________。
(3)科研人員從乙圖所示的實驗組和對照組細胞中提取蛋白質(zhì),經(jīng)處理檢測后獲得相對熒光值(在適宜條件下,熒光素酶可催化熒光素發(fā)生氧化反應并發(fā)出熒光)。實驗組為將重組載體導入含R-7的家蠶胚胎細胞中,對照組1為將含有熒光素酶基因的表達載體(不含對應3′-UTR的DNA片段)導入含R-7的家蠶胚胎細胞中,則對照組2應為_________________。由結(jié)果推知R-7通過_______________________進而抑制基因B的表達。
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【題目】如圖表示;~塘生態(tài)系統(tǒng)局部能量流動,圖中字母代表相應的能量。下列有關敘述不正確的是( )
A. 圖中B表示桑樹呼吸作用散失的能量
B. 圖中的C可表示桑樹用于生長、發(fā)育、繁殖的能量
C. 如果C1表示蠶傳遞給分解者的能量,則B1表示未被利用的能量
D. 圖中D1/D可以表示第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率
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【題目】下圖甲表示某流速緩慢的河段,因A、B、C排污口不斷排放氮、磷、有害物質(zhì)a等污染物,使河段水體污染逐漸加重,1、2、3、4表示不同的調(diào)查段。圖乙表示該河段中3號調(diào)查段各營養(yǎng)級的部分生物種類受污染的情況。請回答:
(1)受污河段中,若生態(tài)系統(tǒng)能夠恢復穩(wěn)態(tài),恢復速度最快的是_______號調(diào)查段。
(2)圖乙包含的食物鏈屬于________食物鏈,該生態(tài)系統(tǒng)除圖中所涉及的成分外,還應具有的生物成分是______________。生物體內(nèi)物質(zhì)a含量沿食物鏈逐級增加的現(xiàn)象稱為_______________。
(3)若水生植食動物營養(yǎng)級中的魚類出現(xiàn)大量死亡,將引發(fā)生態(tài)系統(tǒng)的_________調(diào)節(jié),此外,水生植食動物數(shù)量還隨季節(jié)變化,說明群落具有___________結(jié)構(gòu)。
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【題目】植物以花蜜為代價吸引為其傳粉的動物時,可吸引來不同行為的訪花者。取食花蜜同時能為植物傳粉的稱為傳粉者,取食花蜜但不能為植物傳粉的稱為盜蜜者。植物能通過控制花蜜分泌量,吸引盡量多的傳粉者以獲得更有效的傳粉。傳粉者在花朵上的停留時間與拜訪頻率間的關系如下圖所示。以下分析錯誤的是( )
A.傳粉者在花上的停留時間與拜訪頻率呈負相關關系
B.傳粉者的停留時間與拜訪頻率均與花中的蜜量有關
C.盜蜜者使花中蜜量減少對植物有性生殖只有不利影響
D.植物與傳粉動物通過不斷進化適應彼此的生存策略
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【題目】GAL4/UAS是從酵母菌中發(fā)現(xiàn)的DNA序列,GAL4蛋白是一個轉(zhuǎn)錄激活因子,可以特異性識別并結(jié)合DNA分子上的UAS序列,激活該序列下游的基因轉(zhuǎn)錄。研究人員將GAL4基因和上游連接UAS序列的待測基因(基因N)分別轉(zhuǎn)入果蠅細胞中,通過控制基因N的表達來研究基因N功能。研究過程如下圖所示。
(1)步驟1:為獲得GAL4基因純合的果蠅品系(GAL4品系),研究者進行了如下操作。
①GAL4基因本身不控制特定性狀,因此研究人員以紅眼基因作為________基因,將GAL4基因轉(zhuǎn)入白眼果蠅中(白眼基因是位于X染色體上的隱性基因,可用b表示)。已知外源基因是單拷貝插入的,選擇白眼雌蠅與轉(zhuǎn)基因紅眼雄蠅雜交,F1代表現(xiàn)型為________,說明外源基因插入到了X染色體上。
②果蠅X染色體上基因m能使帶有該基因的雌配子致死,研究人員取帶有該基因的________眼雄蠅與F1代中的紅眼雌蠅雜交,將子代中________果蠅選出,相互交配后獲得的子代即為GAL4品系。
(2)步驟2:獲得UAS-基因N品系的相關操作。
①某品系果蠅2號染色體上有純合致死的卷翅基因D和另一純合致死的基因E,如圖所示。該品系(平衡致死系)果蠅相互交配,子代性狀為_________。
②將2號染色體上導入單拷貝的基因群2的果蠅與上述平衡致死系果蠅雜交,選擇子代中性狀為________的果蠅相互交配,產(chǎn)生的新一代果蠅將出現(xiàn)________的性狀分離比,挑選其中________性狀的果蠅即為所需的純合UAS-基因N品系。
③若轉(zhuǎn)入的待測基因具有純合致死效應,保留上述選育過程的________性狀果蠅可以防止逐代繁殖過程中該基因_________。
(3)鐵蛋白是一種在各種生物細胞中普遍存在的蛋白質(zhì),由重鏈和輕鏈組成,能夠結(jié)合Fe2+,避免細胞受Fe2+毒害。研究人員將GAL4品系雌蠅與UAS-human FTL(人類鐵蛋白輕鏈基因)品系雄蠅雜交,發(fā)現(xiàn)F1中綠色熒光果蠅出現(xiàn)因Fe2+毒害導致的剛毛缺失、復眼發(fā)育不良等UAS-human FTL品系果蠅并不具有的性狀。結(jié)合上述研究模型,分析該性狀出現(xiàn)的原因是________。這一研究為human FTL基因突變造成的“晚期發(fā)作的基底神經(jīng)中樞疾病”遺傳病提供了機理方面的解釋。
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【題目】新型冠狀病毒和SARS病毒都會造成肺炎。下圖是SARS-CoV S蛋白特異性單克隆抗體的制備過程;卮鹣铝袉栴}:
(1)若只考慮細胞兩兩融合,圖中甲理論上有________________種。
(2)已知細胞合成DNA有D和S兩條途徑,其中D途徑能被氨基嘌呤阻斷。鼠的淋巴細胞有上述兩種途徑,但一般不分裂增殖:鼠的骨髓瘤細胞中盡管沒有S途徑,但能不斷分裂增殖。根據(jù)該原理,在含甲的混合培養(yǎng)液中添加氨基嘌呤______________(填能或不能)篩選出A,原因是_____________________________。
(3)在 SARS-CoV S蛋白特異性單克隆抗體的制備過程中,需要用到動物細胞培養(yǎng)和動物細胞融合技術(shù)。一般來說,動物細胞培養(yǎng)需要的條件有__________________(至少答出兩點);誘導動物細胞融合的方法有_________________________(至少答出兩種)。
(4) SARS-CoV S蛋白單克隆抗體______________(填能或不能)對新型冠狀病毒發(fā)揮作用,理由是__________________________________。
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