Question

12．环境中的内分泌干扰物，可能对人和动物的内分泌功能产生不良影响．科研工作者培育了用于筛选出环境中内分泌干扰物的转基因酵母．
（1）人体中雌激素（小分子）可以通过自由扩散（方式）进入细胞中，与雌激素受体结合形成复合物，此复合物进一步与雌激素相关因子结合形成复合体，在细胞核中，调节人体细胞中染色体DNA上某些基因的转录．
（2）GAL4蛋白有A、B两部分结构．当A、B在空间上接近后，可调节β-半乳糖苷酶基因表达，使细胞产生β-半乳糖苷酶．利用有关基因分别构建质粒1、2、3，从而获得甲乙两种转基因酵母，如图1所示．

①用不同浓度的雌激素处理成功导入相应基因的两类酵母细胞，实验结果如图2所示．
a．酵母细胞产生β-半乳糖苷酶依赖于GAL4蛋白的空间结构，从而反映出雌激素诱导了雌激素-受体复合物与雌激素相关因子G或S结合，其中结合雌激素-受体复合物与雌激素相关因子G能力较强．
b．此实验的目的是探究不同浓度的雌激素诱导下，雌激素相关因子G和S与雌激素-受体复合物结 合的能力．
②利用甲状腺激素、雄性激素两种激素处理甲酵母细胞，测定并计算其相对于雌激素诱导的β-半乳糖苷酶活性最高值的百分比（相对酶活性），实验结果如图3所示．图3显示，在一定浓度范围内与雌激素相比，甲状腺激素、雄性激素两种激素诱导细胞产生β-半乳糖苷酶的能力较弱，表明甲酵母细胞对雌激素的诱导反应较为灵敏．
（3）通过上述方法得到的甲酵母可适用于雌激素环境中类似物的筛选．

Answer 1

分析 分析图1：GAL4-A、GAL4-B的接近依赖于雌激素-受体复合体与雌激素相关因子G或S的结合．
分析图2：雌激素浓度大于1.0×10^-11后，甲酵母（含质粒1和2，可以产生雌激素相关因子G）的β-半乳糖苷酶活性开始逐渐大于乙酵母（含质粒1和3，可以产生雌激素相关因子S），由此可见相对于雌激素相关因子S，雌激素相关因子G与雌激素-受体复合体的结合能力更强． 
分析图3：甲状腺激素、雄性激素存在的条件下，β-半乳糖苷酶相对活性都低于10%，也就说明这两种激素诱导细胞β-半乳糖苷酶的能力比雌激素弱很多．

解答 解：（1）雌激素的化学本质为脂质（固醇），属于脂溶性物质，且是小分子，以自由扩散的方式进入细胞，在细胞内会与雌激素的受体结合．由于形成的复合体是在调节染色体DNA上某些基因的转录过程，所以场所一定是在细胞核内．
（2）①a．从题中信息，可以归纳如下：

所以酵母细胞产生β-半乳糖苷酶依赖于GAL4蛋白的空间结构． 而从图1中，可以看出，GAL4-A、GAL4-B的接近依赖于雌激素-受体复合体与雌激素相关因子G或S的结合（提示信息：两者在空间结构上存在互补的构象）．从图2中可以看出雌激素浓度大于1.0×10^-11后，甲酵母（含质粒1和2，可以产生雌激素相关因子G）的β-半乳糖苷酶活性开始逐渐大于乙酵母（含质粒1和3，可以产生雌激素相关因子S），由此可见相对于雌激素相关因子S，雌激素相关因子G与雌激素-受体复合体的结合能力更强． 
b．从图2中，可以找到自变量为雌激素浓度、雌激素相关因子G和S，因变量为β半乳糖苷酶活性，所以本实验通过检测β半乳糖苷酶基因表达的情况，从而反映出雌激素相关因子G和S与雌激素-受体复合物结合的能力．
②从图3中，可以看出甲状腺激素、雄性激素存在的条件下，β-半乳糖苷酶相对活性都低于10%，也就说明这两种激素诱导细胞β-半乳糖苷酶的能力比雌激素弱很多．
（3）由于甲酵母对雌激素的诱导反应比较灵敏，所以可以用其对环境中的雌激素类似物进行筛选．
故答案为：
（1）自由扩散    雌激素受体    细胞核
（2）①a．空间结构  雌激素-受体复合物与雌激素相关因子G或S 雌激素-受体复合物与雌激素相关因子G 
b．探究不同浓度的雌激素诱导下，雌激素相关因子G和S     与雌激素-受体复合物结合的能力． 
②较弱    雌激素
（3）雌激素

点评 本题结合实验综合考查了动物激素的调节过程，意在考查学生的理解和综合应用知识的能量，试题难度中等．