【题目】细胞自噬是真核生物中普遍存在的现象。有利于细胞度过营养缺乏的时期,对生物体具有重要意义。但其调节机制尚未研究清楚,科研人员利用秀丽隐杆线虫进行相关研究。
(1)秀丽隐杆线虫有两种性别,雌雄同体(2n=10+XX)和雄性(2n=10+X),雌雄同体线虫可自交产生后代,雄虫存在时也可以杂交。特定环境下,雌雄同体线虫经____________过程产生较多的_____________的配子,该配子与染色体组成为n=5+X的配子结合发育成雄性个体。
(2)研究者用诱变剂处理雌雄同体成虫,任其自交产生F1代、F2代。
①若F1代就出现突变个体,一般认为该突变性状为显性,这是因为:基因突变具有______________的特点,雌雄配子含有相同位点的突变基因的可能性极低,故突变个体可被视为______________(纯合子/杂合子),其表现出的性状是显性性状。
②在F2代出现了某一种自噬异常突变体,在普通环境下,将其与野生型雄虫共同培养,可根据子代是否出现较多性别为________________的个体判断杂交是否成功,再选择其子代中表现型为________________的个体自交,自交子代表现型及比例为野生型雌雄同体;突变型雌雄同体=3:1,初步判断此突变性状为______基因隐性突变决定的。
(3)为确定此自噬异常突变体中突变的基因,科研人员对相应cDNA测序,发现突变体E基因异常,如下图所示:
图1 :野生及突变体E基因非模板链部分编码序列
(注:可能用到的密码子:AUG—甲硫氨酸(起始);AGA/AGG—精氨酸;GAA—谷氨酸;AUA—异亮氨酸;UAA—终止;)
综合上述结果,从分子水平阐述此突变体自噬异常的原因是___________________。
(4)已知细胞自噬的过程如图2所示。
图2 :自噬过程示意图
为确定E基因在自噬过程中的作用位置,科研人员利用已知功能的L基因突变体进行了一系列观察研究,结果如下:
线虫类型 | 细胞自噬的现象 | ||
自噬小体 | 自噬溶酶体 | 自噬底物降解 | |
野生型 | 少量 | 有 | 是 |
E基因突变体 | 无 | 无 | 否 |
L基因突变体 | 大量 | 无 | 否 |
E与L基因双突变体 | i_____________ | Ii________________ | Iii_________________ |
研究者根据该结果推测,在自噬过程中E基因控制的过程在L基因之前。请补全上述表格。
(5)由于生物之间具有________________,细胞内自噬过程及调控机制高度相近,使得结构简单的线虫成为细胞自噬研究的模式生物。
【题目】西方蜜蜂和东方蜜蜂是主要的人工饲养蜂种。西方蜜蜂因具有更优的生产效益而在世界各地被广泛引种,在引入亚洲的东方蜜蜂自然分布区后,导致后者数量锐减,然而近年来发现入侵地的西方蜜蜂也出现蜂群损失现象。
(1)蜜蜂属于生态系统成分中的__________,其存在可加快生态系统的__________。作为植物的主要传粉者,西方蜜蜂和东方蜜蜂会竞争__________,因此引入亚洲的西方蜜蜂会导致本土的东方蜜蜂数量减少。
(2)研究发现,狄斯瓦螨可从原始寄主东方蜜蜂向西方蜜蜂转移。推测狄斯瓦螨是导致西方蜜蜂数量减少的原因。为验证推测,研究者进行了多年的大量实验跟踪研究。
①首先对两种蜜蜂巢内清理行为能力做了对比研究。
请补齐方法步骤:
组别 | 操作方法 | 检测 |
实验组 | 打开蜂房盖针刺幼虫,用透明盖封口 | a:幼虫死亡率 b:成年工蜂清理行为(探测,开盖并移除死亡或不健康的幼虫)出现的频率 |
对照组 | 打开蜂房盖__________,用透明盖封口 |
注:针刺模拟狄斯瓦螨的叮咬,同时排除螨传播病毒等其他致病生物对实验的影响
实验结果如下图。
比较左图中两实验组可知,东方蜜蜂幼虫死亡时间__________、比例__________;据右图推测,在蜂群中,东方蜜蜂成年工蜂__________。
②研究者欲进一步探究自然状态下两种蜜蜂幼虫的死亡原因,设计实验用携带病毒的狄斯瓦螨感染两种蜜蜂幼虫,与①实验中的__________组进行比较,发现__________,说明东方蜜蜂和西方蜜蜂致死机制相似,即由狄斯瓦螨传播的病毒是蜜蜂幼虫死亡的主要原因。
③经多年的实验跟踪研究,研究者认为,相比西方蜜蜂,东方蜜蜂能更有效地抵抗经狄斯瓦螨传播的病毒,故狄斯瓦螨是导致西方蜜蜂种群密度下降的原因。请根据上述实验解释这种说法的合理性:__________。
(3)东方蜜蜂与狄斯瓦螨的互作模式是长期__________的结果,这种模式限制了西方蜜蜂在入侵地的数量增长。两类蜜蜂数量的减少会影响到植物的种群数量和物种多样性,进而降低当地生态系统的__________。本研究带给你的启示是__________。
【题目】中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)可引起人体严重的呼吸系统症状,甚至造成死亡。科研人员为研制针对MERS-CoV的特异性治疗药物进行了系列研究。
(1)MERS-CoV主要通过其表面囊膜的S蛋白与宿主细胞膜受体DPP4结合来感染宿主细胞。如图1所示, S1与DPP4结合后导致S1和S2分离,S2的顶端插入到宿主细胞膜上,通过S2蛋白的__________改变从而将两个膜拉近,发生膜融合过程。MERS-CoV进入宿主细胞后,利用宿主细胞内的_________等为原料合成大分子物质组装成新的病毒,扩散并侵染健康细胞。
(2)RBD是MERS-CoV的 S1上与DPP4结合的部分。科研人员用从康复者体内筛选出的三种抗体甲、乙、丙进行实验,研究它们与RBD的特异性结合能力。另用抗体丁作为对照抗体。实验流程如图2所示,结果如图3。在实验过程中将________作为抗原固定,分别将___________________加入反应体系,然后加入酶标记的抗体(能与待检抗体结合,携带的酶可使底物反应显色),其后加入底物显色,检测相应的吸光值(颜色越深吸光值越高)。该实验中抗体丁可以作为对照抗体的理由是___________。实验结果表明_________________。
(3)研究发现MERS-CoV在感染宿主细胞后,有一种更快速的病毒传播方式。当被感染细胞表面的MERS-CoV囊膜蛋白与健康细胞表面的DPP4结合后,膜发生融合实现MERS-CoV的转移。为了探究三种抗体能否抑制MERS-CoV在被感染细胞和健康细胞之间的传播,科研人员展开研究。请在下表中的空白处填写相应处理内容,完成实验方案。(注:鼠DPP4与人DPP4存在结构和序列上的差异)
组别 | 实验处理 | 实验结果 | ||
实验组 | 抗体甲 | 表达病毒囊膜蛋白的细胞 | ①____________ | 无细胞融合 |
抗体乙 | 部分细胞融合 | |||
抗体丙 | 部分细胞融合 | |||
对照组1 | 不加抗体 | ②____________ | 表达鼠DPP4的细胞 | 无细胞融合 |
对照组2 | 抗体丁 | 表达病毒囊膜蛋白的细胞 | ③____________ | 部分细胞融合 |
对照组3 | ④ _________ | 表达病毒囊膜蛋白的细胞 | 表达人DPP4的细胞 | 部分细胞融合 |
实验结果说明,三种抗体中,甲可以阻断病毒通过细胞融合的途径进行传播,乙和丙效果不明显。
(4)科研人员进一步利用多种方法深入研究了三种抗体与RBD结合的区域,实验结果表明,甲与乙结合 RBD 上不同的区域,甲与丙结合RBD的区域部分重叠。综合以上系列研究结果,研究人员推测将__________两种抗体联合使用会具有更强的抗病毒能力。如果希望用联合抗体治疗中东呼吸综合征患者,还需要进行哪些方面的研究?___________________(写出一个方面即可)。