高中 | 第1 节 基因突变和基因重组 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第五章 基因突变及其他变异

第1 节 基因突变和基因重组

吉西他滨是治疗胰腺癌的有效药物,但是随患者用药时间的延长,会出现耐药现象,导致疗效下降。研究发现,相对于不耐药的胰腺癌细胞,耐药细胞内一种编号为$\rm miRNA-483-3P$(以下简称为$\rm miR-3p$)的$\rm miRNA$水平大幅度降低。$\rm miRNA$是细胞内产生的一种短链$\rm RNA$,可与编码蛋白的$\rm mRNA$结合,实现基因表达的调控,作用机理如图。为了探究$\rm miR-3P$与胰腺癌细胞耐药性的关系,科研团队开展了一系列研究。

据图推测,$\rm miRNA$导致翻译中止的原因是:                                                                ,导致翻译不能继续。

[["

$\\rm miRNA$$\\rm mRNA$结合形成双链结构,阻碍了核糖体在$\\rm mRNA$上的移动(结合)

"]]

核糖体是翻译的场所,$\rm mRNA$需与核糖体结合才能进行翻译,所以推测是$\rm miRNA$$\rm mRNA$结合,形成双链结构,阻碍了$\rm mRNA$与核糖体结合,导致翻译中止。

为了构建实验用的耐药癌细胞系,研究团队将胰腺癌细胞培养在吉西他滨浓度                 (填“渐次升高”或“渐次降低”或“恒定”)的培养液中一段时间,可以获得稳定的吉西他滨耐药细胞系$\rm GR$

[["渐次升高"]]

要构建耐药癌细胞系,需让胰腺癌细胞逐渐适应吉西他滨的作用,在吉西他滨浓度渐次升高的培养液中培养,能使细胞逐渐产生耐药性,从而获得稳定的耐药细胞系。

为探究$\rm miR-3p$对胰腺癌细胞吉西他滨耐药性的影响,分别将适当浓度的$\rm minics$(能调控$\rm miR-3p$合成的化学物质)和$\rm minicsNC$(无作用的化学物质)导入$\rm GR$细胞中。

①随后对细胞内的$\rm miR-3p$水平进行了检测,结果见图甲,表明$\rm minics$的作用是                。之后用一定浓度的吉西他滨作用于经过上述处理的$\rm GR$细胞,检测细胞的凋亡率,结果见图乙,该结果表明                                                                

$\rm PI3K/AKT$信号通路能够调控细胞的凋亡,其中$\rm PI3K$蛋白具有抑制细胞凋亡的作用。为进一步探究$\rm miR-3p$是否通过影响$\rm PI3K/AKT$信号通路来改变癌细胞对吉西他滨的敏感性,请完成以下实验设计思路:

$\rm i$.将一定数量的$\rm GR$细胞均分为两组,分别导入                                                                ,然后,在相同且适宜的条件下培养一定时间。

$\rm ii$.检测两组细胞的                                                                

$\rm iii$.若实验组$\rm PI3K$蛋白水平                                                                于对照组,则说明$\rm miR-3p$通过影响$\rm PI3K/AKT$信号通路来改变癌细胞对吉西他滨的敏感性。

[["

提高$\\rm miR-3p$的表达$\\rm /$合成;$\\rm miR-3p$能提高耐药细胞$\\rm GR$对吉西他滨的敏感性($\\rm miR-3p$能促进$\\rm GR$细胞的凋亡);等量的$\\rm minics$$\\rm minicsNC$$\\rm PI3K$蛋白的含量;实验组$\\rm PI3K$蛋白水平低于对照组

"]]

①由图可知,导入$\rm minics$组的$\rm miR-3p$相对表达量远高于 $\rm minics$ $\rm NC$组,说明$\rm minics$的作用是提高$\rm miR-3p$的表达(或合成);用一定浓度吉西他滨作用于处理后的$\rm GR$细胞,导入$\rm minics$ 组($\rm miR-3p$ 水平高)细胞凋亡率高于$\rm minics$ $\rm NC$ 组,说明 $\rm miR-3p$ 水平高时,细胞对吉西他滨更敏感,即$\rm miR-3p$能提高耐药细胞$\rm GR$对吉西他滨的敏感性($\rm miR-3p$能促进$\rm GR$细胞的凋亡)。

②为探究$\rm miR-3p$的作用,将一定数量的$\rm GR$细胞均分为两组,一组导入适量的$\rm minics$,另一组导入等量的$\rm minicsNC$,然后,在相同且适宜的条件下培养一定时间;因为要探究是否通过影响$\rm PI3K/AKT$信号通路来改变癌细胞对吉西他滨的敏感性,所以应检测两组细胞中$\rm PI3K/AKT$信号通路相关蛋白的表达量(如$\rm PI3K$蛋白、$\rm AKT$蛋白的表达量)以及癌细胞对吉西他滨的敏感性(如癌细胞的凋亡率等,因为$\rm PI3K$蛋白抑制细胞凋亡,若信号通路受影响,凋亡率会改变,从而反映对吉西他滨的敏感性);若实验组$\rm PI3K$蛋白水平低于对照组,则说明$\rm miR-3p$通过影响$\rm PI3K/AKT$信号通路来改变癌细胞对吉西他滨的敏感性。

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