【題目】與延緩衰老、延長壽命相關(guān)的研究都備受關(guān)注。研究表明線粒體的形態(tài)和功能與壽命密切相關(guān),藥物RU486通過改變線粒體的形態(tài)、數(shù)量以延緩衰老,延長果蠅壽命。請回答問題:

1)線粒體動力蛋白(D1)可直接影響線粒體形態(tài)和功能。為研究線粒體動力蛋白(D1)在衰老中的作用,研究者獲得轉(zhuǎn)D1基因果蠅過程中,用______酶將啟動子(daGS)、目的基因激活序列(UAS)以及D1基因與質(zhì)粒共同構(gòu)建基因表達載體,通過______方法導(dǎo)入果蠅多個______中,培育形成轉(zhuǎn)基因果蠅。

2)為揭示RU486緩解衰老的機制,科學(xué)家進行了系列實驗研究。

①轉(zhuǎn)基因果蠅D1基因的表達依賴于藥物RU486RU486對非轉(zhuǎn)基因果蠅的壽命及線粒體形態(tài)無任何影響),研究人員對不同日齡的轉(zhuǎn)基因果蠅研究,結(jié)果如圖所示。

年齡

10日齡(幼年)

28日齡(成年)

37日齡(老年)

30日齡+7RU486處理

熒光標(biāo)記

線粒體

RU486

-

-

-

注:虛線框代表線粒體邊緣,30日齡的果蠅相當(dāng)于中年個體

實驗結(jié)果顯示,在果蠅衰老過程中,線粒體的變化特征是______,進而引起機體的衰老。

RU486處理30日齡果蠅7天后D1蛋白含量基因表達量變化如圖所示。RU486______D1基因的表達,最適濃度是______。結(jié)合①RU486處理組線粒體的變化,推測RU486緩解衰老的機制是______,從而延緩衰老。

3)進一步研究表明,RU486飼喂在影響D1基因表達后,線粒體自噬顯著增加,延緩果蠅衰老。同時,另據(jù)研究推測A1基因表達產(chǎn)物會抑制線粒體自噬,請補充完善下述實驗設(shè)計方案進行驗證。

注:自噬是一個吞噬自身細胞質(zhì)蛋白或細胞器并使其包被進入囊泡,并與溶酶體融合形成自噬溶酶體,降解其所包裹的內(nèi)容物的過程,藉此實現(xiàn)細胞本身的代謝需要和某些細胞器的更新。

組別

實驗材料

RU486

處理

檢測變量

______

______

實驗組

轉(zhuǎn)基因果蠅(30日齡)

+

對照組1

野生型果蠅(30日齡)

-

對照組2

轉(zhuǎn)基因果蠅(30日齡)

-

實驗結(jié)果與該推測一致。

4)根據(jù)上述研究,嘗試闡述RU486延緩果蠅衰老的機制是______

【答案】限制酶和DNA連接 顯微注射法 受精卵 隨年齡增長,果蠅線粒體變長,數(shù)量減少 促進 25ug/ml 通過促進D1蛋白的表達,促進線粒體分裂,數(shù)目變多 A1基因表達 線粒體自噬情況 促進Dl基因的表達,合成大量Dl蛋白,促進線粒體分裂,同時抑制A1基因表達,進而促進衰老損傷的線粒體自噬,使個體返回年輕狀態(tài)

【解析】

觀察表格數(shù)據(jù)可知,根據(jù)10、2837日齡果蠅的熒光標(biāo)記的線粒體發(fā)現(xiàn),隨著日齡增大,果蠅線粒體變長,數(shù)量減少;而30日齡+7RU486處理的果蠅,線粒體數(shù)目顯著增多、變短,說明RU486處理可以促進線粒體產(chǎn)生。

觀察柱形圖可知,RU486會促進D1基因的表達,圖中幾個濃度中最適濃度是25ug/ml。

(1)根據(jù)基因工程的過程分析可知,構(gòu)建基因表達載體需要用到的工具酶是限制酶和DNA連接酶;將基因表達載體導(dǎo)入果蠅多個受精卵(動物細胞)中常用顯微注射法。

(2)①根據(jù)以上分析可知,在果蠅衰老過程中,線粒體的變化特征是隨年齡增長,果蠅線粒體變長,數(shù)量減少,進而引起機體的衰老。

②根據(jù)以上分析已知,RU486會促進D1基因的表達,且圖中最適濃度是25ug/ml。結(jié)合①RU486處理組線粒體的變化,推測RU486緩解衰老的機制是通過促進D1蛋白的表達,促進線粒體分裂,數(shù)目變多,從而延緩衰老。

(3)因為RU486飼喂在影響D1基因表達后,線粒體自噬顯著增加,延緩果蠅衰老;同時,另據(jù)研究推測A1基因表達產(chǎn)物會抑制線粒體自噬,所以實驗檢測的兩個變量分別是:A1基因表達的表達情況和線粒體自噬情況。

(4)根據(jù)上述研究,嘗試闡述RU486延緩果蠅衰老的機制是:促進Dl基因的表達,合成大量Dl蛋白,促進線粒體分裂,同時抑制A1基因表達,進而促進衰老損傷的線粒體自噬,使個體返回年輕狀態(tài)。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】下圖甲表示小球藻的某生理過程,科學(xué)家向小球藻培養(yǎng)液中通入放射性14CO2。在不同條件下連續(xù)測量小球藻細胞中14C標(biāo)記的圖甲中三種化合物的相對量,其變化曲線如圖乙所示。請據(jù)圖回答下列問題。

1)圖甲所示生理過程發(fā)生在__________中,若要使該過程持續(xù)穩(wěn)定地進行,必須由光反應(yīng)持續(xù)提供________________________。

2)圖乙曲線a、b、c分別表示圖甲中化合物________________________相對量的變化。

3)參照圖甲分析出現(xiàn)圖乙a曲線的原因是:____________條件下,小球藻吸收培養(yǎng)液中14CO2并逐漸合成_______________使其上升;突然停止該條件的處理,光合作用的__________反應(yīng)減弱,________________不能繼續(xù)被還原,14CO2繼續(xù)被固定,使其再次上升。

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】如圖表示某群落中甲、乙兩個種群的增長速率隨時間變化的曲線,下列敘述中正確的是(

A.甲、乙兩種群可能為競爭關(guān)系,甲的競爭力小于乙,競爭強度弱→強→弱

B.t2~t3時間內(nèi)甲種群出生率小于死亡率,乙種群出生率大于死亡率

C.甲種群在t1~t2時間內(nèi)種群數(shù)量增加,再t2~t3時間內(nèi)種群數(shù)量減少

D.t4時間時,甲的種群密度最小,乙的種群密度最大

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】如圖為人體激素作用于靶細胞的兩種機理示意圖,根據(jù)所學(xué)生物學(xué)知識回答下列問題:

1)若激素B是胰島素,體內(nèi)胰島素的靶細胞是__________________。如果某人患糖尿病,但不能通過注射適量胰島素治療,可能的原因是_____________________________________

2)若該圖表示下丘腦細胞,則細胞膜上除了有與激素結(jié)合的受體外,還可能具有與_____相結(jié)合的受體。

3)若激素A是甲狀腺激素,則它進入細胞后與受體結(jié)合,促使細胞合成______________,進一步合成新的蛋白質(zhì),促進細胞代謝。寒冷刺激促進機體甲狀腺激素的合成和分泌,但它的含量示中維持相對穩(wěn)定的原因是________________________________________________

4)激素不組成細胞結(jié)構(gòu),不提供能量,不起催化作用,使靶細胞__________________發(fā)生變化 ,因此激素被稱為調(diào)節(jié)生命活動__________分子。激素調(diào)節(jié)是體液調(diào)節(jié)的主要方式,請概括體液調(diào)節(jié)與神經(jīng)調(diào)節(jié)之間的關(guān)系______________________

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】如圖是反射弧結(jié)構(gòu)模式圖,a、b分別是神經(jīng)纖維上的刺激位點,甲、乙分別是置于神經(jīng)纖維 B、D上的電位計。 下列有關(guān)說法不正確的是( )

A. 刺激a點引起A的收縮,不屬于反射活動

B. 圖中D代表的結(jié)構(gòu)為傳入神經(jīng)

C. 若刺激E,A不發(fā)生反應(yīng),說明E被破壞

D. 刺激b點后,甲、乙電位計讀數(shù)都有變化

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】美國和德國科學(xué)家的合作研究發(fā)現(xiàn)了囊泡準(zhǔn)確轉(zhuǎn)運物質(zhì)的調(diào)控機制。下列有關(guān)囊泡運輸?shù)恼f法不正確的是(  )

注:囊泡被分成披網(wǎng)格蛋白小泡、COPI被膜小泡以及COPII被膜小泡三種類型

A.囊泡膜以脂雙層為基本骨架,執(zhí)行功能時膜成分不會改變

B.三種囊泡膜與線粒體內(nèi)膜、類囊體膜都屬于生物膜系統(tǒng)

C.囊泡轉(zhuǎn)運受干擾,會對機體產(chǎn)生有害影響

D.囊泡是一種細胞結(jié)構(gòu),但不屬于細胞器

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】酵母菌細胞內(nèi)進行代謝的過程中,會發(fā)生的是(  )

A. 氨基酸合成蛋白質(zhì)時,ATP的消耗增加

B. H2O和CO2反應(yīng)產(chǎn)生貯存能量的有機物

C. 可以用溴麝香草酚藍試劑檢測是否產(chǎn)生CO2來判斷酵母菌的呼吸方式

D. 丙酮酸變成酒精的同時產(chǎn)生[H]、能量、水和CO2

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】透明質(zhì)酸酶是一種能夠降低體內(nèi)透明質(zhì)酸的活性,從而提高組織中液體滲透能力的酶。下圖是利用重疊延伸PCR技術(shù)獲得新透明質(zhì)酸酶基因的過程,NcoIXhoI為限制酶識別位點。請分析回答下列問題:

1)圖中新透明質(zhì)酸酶基因的獲得是重疊延伸PCR技術(shù)在__________(基因敲除/基因的定點突變/融合基因的構(gòu)建)方面的應(yīng)用。透明質(zhì)酸酶基因上的一段核苷酸序列為“-ATCTCGAGCGGG-”,則對該段核苷酸序列進行剪切的XhoI酶識別的核昔酸序列(6個核苷酸)___________________

2)構(gòu)建透明質(zhì)酸酶基因表達載體時,使用的載體往往有特殊的標(biāo)記基因,其作用是_________________;所用的DNA連接酶對所連接的DNA兩端堿基序列________(有/沒有)專一性要求。早期利用大腸桿菌作為受體細胞,后來發(fā)現(xiàn)毛霉或酵母菌更具優(yōu)勢,最可能的原因是_________________________。

3)人體細胞間質(zhì)有基膜粘連蛋白、多糖(如透明質(zhì)酸)、蛋白多糖等成分。動物細胞培養(yǎng)時將取出的組織塊分散成單個細胞的做法為____________________。鏈球菌等致病菌在侵染人體時,可產(chǎn)生透明質(zhì)酸酶,試分析透明質(zhì)酸酶在鏈球菌侵染過程中的作用是______________,其意義可能是____________________________________

查看答案和解析>>

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】如圖表示人體內(nèi)的細胞與外界環(huán)境之間進行物質(zhì)交換的過程。下列敘述錯誤的是

A.~③分別代表血漿、組織液和淋巴,三者可以相互轉(zhuǎn)化,成分完全相同

B.當(dāng)人體蛋白質(zhì)長期供應(yīng)不足時,①處滲透壓降低會導(dǎo)致組織水腫

C.細胞外液是細胞內(nèi)液與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的媒介

D.無氧呼吸產(chǎn)生并釋放到①中的乳酸由緩沖物質(zhì)中和,以維持內(nèi)環(huán)境 pH 的相對穩(wěn)定

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案