题目内容
【题目】请阅读下面的科普短文,并回答问题:
1858年,8岁的乔治亨廷顿(George Huntington)随同他的医生父亲出诊,偶遇两位极度消瘦的妇女,她们身体扭曲,手臂不时地摆动,表情痛苦。这次偶遇对他产生了巨大的影响,此后很多年,他一直致力于研究这种疾病。1872年亨廷顿发表论文,首次对这种病的发病地区、特点以及家族遗传性进行了系统而准确的描述。后来这种疾病被命名为亨廷顿舞蹈病(HD)。
HD是一种神经退行性遗传病,约三四十岁发病,患者肢体运动时痉挛且无法控制,即不自主舞蹈样动作,并伴有认知障碍。症状一旦开始就没有治愈的希望,发病10~15年死亡。1983年,HD基因被定位于4号染色体上,10年后被分离出来,其编码的蛋白质HTT也被发现。HD的病因是正常HTT(wtHTT)突变为异常HTT(mHTT),mHTT可使神经细胞内其他蛋白错误折叠,从而影响神经细胞的正常功能。
2019年10月31日,复旦大学生命科学学院、信息科学与工程学院等多学科团队在《Nature》上发表最新研究成果。他们找到了4种小分子物质,称之为“分子胶水”。“分子胶水”牢牢地将自噬标记物LC3及mHTT黏在一起,进而将mHTT包裹进入自噬小体进一步降解,如下图所示。
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在HD病人细胞、HD果蝇模型等的研究中发现,“分子胶水”可显著降低mHTT含量,而对wtHTT含量几乎没有影响。mHTT和wtHTT相比,唯一的差别是mHTT含有过长的谷氨酰胺重复序列(polyQ)。目前已知九种polyQ疾病,都是由特定的含有过长polyQ的突变蛋白导致,其中脊髓小脑性共济失调 III 型疾病是中国人群中发病率最高的polyQ 疾病,临床表现为运动的协调障碍、无法维持躯体姿势和平衡等症状。
(1)用一句话概括本文的生物学话题______。
(2)自噬小体会和甲______(细胞器)融合,mHTT蛋白被其中的______(物质)降解,从而有效改善实验动物HD症状。
(3)“分子胶水”仅黏附mHTT而不与wtHTT结合的原因很可能是_______。
(4)请结合文中内容和你的理解,提出“分子胶水”的应用前景:_______。
【答案】HD的发现、病因及分子胶水的治疗作用 溶酶体 水解酶(蛋白酶) “分子胶水”能与polyQ序列特异性结合 “分子胶水”可以应用于治疗其他ployQ疾病;自噬小体绑定“分子胶水”进行药物研发(合理给分)
【解析】
根据题干信息分析,第一段文字发现了舞蹈症以及症状;第二段说明HD是一种神经退行性遗传病,致病基因在4号染色体上,阐述了其发病年龄以及发病的机理等;最后两段结合图形阐述了舞蹈症的治疗方法。
(1)根据以上分析已知,本文阐述了舞蹈症的相关内容,用一句话表达为:HD的发现、病因及分子胶水的治疗作用。
(2)据图分析,图中甲细胞器为溶酶体,含有大量的水解酶,自噬小体会和甲溶酶体融合,mHTT蛋白被其中的水解酶降解,从而有效改善实验动物HD症状。
(3)“分子胶水”仅黏附mHTT而不与wtHTT结合,其原因很可能是“分子胶水”能与polyQ序列特异性结合。
(4)提出“分子胶水”的应用前景:“分子胶水”可以应用于治疗其他ployQ疾病;自噬小体绑定“分子胶水”进行药物研发。
【题目】利用温室种植果蔬,可以使其在冬、春季节上市获取较高经济效益。科研人员探究温室内不同CO2浓度对番茄光合速率和产量的影响,结果如下表。请回答问题:
组别 | 净光合速率(μmol/(m2﹒s)) | 产量(kg/hm2) |
A0(对照组,大气CO2浓度) | 24.50 | 70407.69 |
A1(600 μmol/L CO2浓度) | 29.87 | 82682.69 |
A2(800 μmol/L CO2浓度) | 36.24 | 90148.08 |
A3(1000 μmol/L CO2浓度) | 37.28 | 97844.23 |
(1)随着温室CO2浓度的升高,进入叶绿体的CO2增多,与C5结合生成的______增加。CO2浓度升高还能提高Rubisco(催化CO2固定的酶)的活性,直接提高_____反应的速率,从而提高了光合速率和产量。
(2)科研人员进一步研究了温室内不同CO2浓度对番茄光合色素含量的影响,结果如图1。
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由图1可知,随着温室CO2浓度的升高,分布在叶绿体______上的光合色素含量增加,吸收______增多,促进光反应产生更多______,最终提高了光合速率和产量。
(3)科研人员继续进行实验探索更合理的温室增施CO2方法,应用于实际生产。
实验组1:高浓度短时间增施,每日6:00~9:00增施浓度为800~1000 μmol/mol CO2;实验组2:低浓度长时间增施,每日6:00~16:00增施浓度为400~600 μmol/mol CO2;对照组:不增施CO2。
检测各组不同器官中干物质的量,结果如图2。请根据结果选择更为合理的方法并阐述理由:______。
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