题目内容

【题目】P115蛋白是高尔基体上重要的囊泡转运蛋白,与胃癌细胞增殖有关。为进一步确定P115与胃癌细胞增殖的关系,研究人员展开系列实验。

1)与P115蛋白合成和加工密切相关的细胞器有____________和高尔基体,P115蛋白的______与其作用效果密切相关。

2)分别收集100mg新鲜胃癌组织及正常胃粘膜组织,检测其中P115蛋白含量,两组相对值分别为0.750.35,由此推测胃癌细胞中__________________。进一步分别提取总RNA,测得P115mRNA相对值分别为0.70.5,初步证实上述推测是合理的。

3)为研究P115在胃癌细胞株增殖中的作用,研究人员构建了含有P115-shRNA的表达载体(P115-shRNA可使相应基因沉默),导入胃癌细胞株BGC-823,成功转染后检测各组P115蛋白含量,结果如下图。

①上图中12组为对照组,1组不导入质粒,2____________345组分别导入含有P115-shRNA1P115-shRNA2P115-shRNA3的表达载体。

②β-actin是一种细胞骨架蛋白,可以在实验中作为参考标准的原因是____

③选择上图中的第___组作为实验组,进一步测定不同培养时间各组细胞数量相对值,结果如下表。

分组

培养时间

1

2

实验组

0h

0.285

0.283

0.284

24h

0.453

0.454

0.384

48h

0.675

0.678

0.466

72h

0.981

0.991

0.605

此结果说明P115蛋白______________

④测定上述第12组和实验组处于细胞周期各时期细胞数,结果如下图。

由上图可知P115-shRNA通过__________来抑制胃癌细胞BGC-823增殖。

4)结合上述研究,提出治疗胃癌的思路___________

【答案】核糖体、内质网、线粒体 空间结构 P115蛋白基因转录(或表达)水平高于正常胃粘膜组织 导入空质粒 在各细胞内稳定表达 4 能促进胃癌细胞株BGC-823细胞增殖 阻滞细胞从G1进入S期(或阻止DNA复制,或将细胞阻滞在G1期) 降低P115蛋白的含量;使P115蛋白的基因沉默;抑制P115蛋白基因的表达使用能够抵消P115蛋白作用的药物;使用能够阻止胃癌细胞进入S期的药物

【解析】

1、分泌蛋白的合成和分泌过程:在核糖体上氨基酸脱水缩合形成多肽链,肽链依次进入内质网、高尔基体进行加工、分类和包装,由囊泡运输到细胞膜,由细胞膜分泌到细胞外,该过程需要的能量由线粒体提供。

2、细胞癌变的原因:原癌基因和抑癌基因发生突变,导致细胞变为不受机体控制、能无限增殖的癌细胞,诱发细胞癌变的因子:物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子。

1)与P115蛋白合成和加工有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体;蛋白质的每种特定功能都与其特定的结构有关,因此P115蛋白的作用效果与其空间结构密切相关。

2)由题意可知,相同体积的新鲜胃癌组织及正常胃黏膜组织中,新鲜胃癌组织P115蛋白含量高于正常胃黏膜组织,可以推测胃癌细胞P115蛋白基因转录(或表达)水平高于正常胃黏膜组织。

3)①由题意知,345组分别导入含有P115shRNA1P115shRNA2P115shRNA3的表达载体的实验组,12组为对照组,1组不导入质粒,则2组导入的应该是空质粒。

β-actin基因是检测基因表达水平常用的参照基因,表达量不受细胞形态变化或生活条件的影响,转录水平相对稳定,因此可以在实验中作为参考标准。

③根据题意可知,P115-shRNA可使相应基因沉默,从图可知,4P115蛋白最少,因此进一步测定不同培养时间各组细胞数量相对值,可选第4组作为实验组。由表格信息可知,实验组细胞数目少于对照组,而实验组加入P115-shRNA1P115-shRNA2P115-shRNA3的表达载体,P115-shRNA可使P115基因沉默,因此说明P115能促进胃癌细胞株BGC-823细胞增殖。

④由柱形图可知,实验组与对照组相比,S期细胞数目比例较小,因此可推测P115-shRNA通过抑制DNA分子复制来抑制胃癌细胞BGC-823增殖。

4)结合题图研究和以上分析推测,可通过以下途径治疗胃癌:降低P115蛋白的含量或者使P115蛋白的基因沉默,抑制P115蛋白基因的表达;使用能够抵消P115蛋白作用的药物;使用能够阻止胃癌细胞进入S期的药物。

练习册系列答案
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【题目】科研人员用基因工程技术构建拟南芥突变体库,并研究光信号(远红光)控制拟南芥种子萌发时下胚轴生长的分子机制。

(1)拟南芥突变体库的构建过程如下。

①将插入了氨苄青霉素抗性基因的T-DNA与农杆菌在液体培养基中振荡培养,获得转化液。将转化液稀释后对野生型拟南芥进行转化,继续培养拟南芥植株并收获其种子,再将种子放入含有____________的培养基中培养筛选出能正常萌发的种子,命名为F1代种子, F1代种子因插入了含有氨苄青霉素抗性基因的T-DNA导致DNA分子发生了_____________这一分子结构上的变化。

②下面是利用F1种子构建纯合突变体库的流程图。

将每株F1植株所结种子(F2代种子)单株存放,用①中的方法筛选F2代种子,表现为正常萌发和不能正常萌发比例约为____________时,F1植株为单拷贝插入(只有一个位点插入T-DNA)的杂合转基因植株用同样的方法筛选出单株F2。植株所结种子(F3代种子),若都能正常萌发,则F3植株为纯合转基因植株;F3自交得到F4代种子即为纯合突变体库。

(2)将上述突变体库中的种子置于远红光条件下培养,挑选出拟南芥种子萌发时下胚轴明显变长的甲、乙、丙三个突变体植株。

①将甲、乙、丙分别与野生型杂交,其后代种子在远红光下培养,萌发时均表现为下胚轴长度与野生型无明显差异,说明3株突变均为___________突变。

②将甲和乙杂交得到种子在远红光下培养,萌发时下胚轴长度与甲和乙两株相比均无明显差异。请在图画出甲、乙突变基因与其以及对应的染色体的关系______(甲的基因用Aa、乙的基因用Bb表示)。

③将甲和丙杂交得到种子在远红光下培养,萌发时表现为________则可推测甲和丙的突变基因为非等位基因。

(3)科研人员还获得了甲和丙的双突变体,并在远红光条件下培养,测定其种子萌发时下胚轴的长度,结果如下图。

有人提出了下面两种种子萌发时基因调控下胚轴生长的示意图(A、a表示甲的相关基因;D、d表示丙的相关基因)。

为验证上述两种推测是否正确,进行了下列实验。

①已知A基因控制A蛋白的合成,D基因控制D蛋白的合成。研究发现远红光下,D蛋白进核后才能调控种子萌发时下胚轴的生长。将绿色荧光蛋白基因与D基因启动子连接,分别转入野生型和突变体甲,将其幼苗在黑暗处理4天,再在远红光处理30分钟,发现两种转基因植株细胞核中均出现绿色荧光且强度无明显差异。该实验结果说明_____________________________

②分别提取黑暗条件和远红光条件下野生型和突变型甲的细胞质和细胞核蛋白,得到D蛋白的电泳结果如下图。

上述结果表明,在远红光条件下,磷酸化D蛋白只在___________拟南芥植株的__________中大量积累,由此推测______________(图1、图2)更为合理。

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