Question

12．環(huán)境中的內(nèi)分泌干擾物，可能對人和動(dòng)物的內(nèi)分泌功能產(chǎn)生不良影響．科研工作者培育了用于篩選出環(huán)境中內(nèi)分泌干擾物的轉(zhuǎn)基因酵母．
（1）人體中雌激素（小分子）可以通過自由擴(kuò)散（方式）進(jìn)入細(xì)胞中，與雌激素受體結(jié)合形成復(fù)合物，此復(fù)合物進(jìn)一步與雌激素相關(guān)因子結(jié)合形成復(fù)合體，在細(xì)胞核中，調(diào)節(jié)人體細(xì)胞中染色體DNA上某些基因的轉(zhuǎn)錄．
（2）GAL4蛋白有A、B兩部分結(jié)構(gòu)．當(dāng)A、B在空間上接近后，可調(diào)節(jié)β-半乳糖苷酶基因表達(dá)，使細(xì)胞產(chǎn)生β-半乳糖苷酶．利用有關(guān)基因分別構(gòu)建質(zhì)粒1、2、3，從而獲得甲乙兩種轉(zhuǎn)基因酵母，如圖1所示．

①用不同濃度的雌激素處理成功導(dǎo)入相應(yīng)基因的兩類酵母細(xì)胞，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示．
a．酵母細(xì)胞產(chǎn)生β-半乳糖苷酶依賴于GAL4蛋白的空間結(jié)構(gòu)，從而反映出雌激素誘導(dǎo)了雌激素-受體復(fù)合物與雌激素相關(guān)因子G或S結(jié)合，其中結(jié)合雌激素-受體復(fù)合物與雌激素相關(guān)因子G能力較強(qiáng)．
b．此實(shí)驗(yàn)的目的是探究不同濃度的雌激素誘導(dǎo)下，雌激素相關(guān)因子G和S與雌激素-受體復(fù)合物結(jié) 合的能力．
②利用甲狀腺激素、雄性激素兩種激素處理甲酵母細(xì)胞，測定并計(jì)算其相對于雌激素誘導(dǎo)的β-半乳糖苷酶活性最高值的百分比（相對酶活性），實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示．圖3顯示，在一定濃度范圍內(nèi)與雌激素相比，甲狀腺激素、雄性激素兩種激素誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生β-半乳糖苷酶的能力較弱，表明甲酵母細(xì)胞對雌激素的誘導(dǎo)反應(yīng)較為靈敏．
（3）通過上述方法得到的甲酵母可適用于雌激素環(huán)境中類似物的篩選．

Answer 1

分析 分析圖1：GAL4-A、GAL4-B的接近依賴于雌激素-受體復(fù)合體與雌激素相關(guān)因子G或S的結(jié)合．
分析圖2：雌激素濃度大于1.0×10^-11后，甲酵母（含質(zhì)粒1和2，可以產(chǎn)生雌激素相關(guān)因子G）的β-半乳糖苷酶活性開始逐漸大于乙酵母（含質(zhì)粒1和3，可以產(chǎn)生雌激素相關(guān)因子S），由此可見相對于雌激素相關(guān)因子S，雌激素相關(guān)因子G與雌激素-受體復(fù)合體的結(jié)合能力更強(qiáng)． 
分析圖3：甲狀腺激素、雄性激素存在的條件下，β-半乳糖苷酶相對活性都低于10%，也就說明這兩種激素誘導(dǎo)細(xì)胞β-半乳糖苷酶的能力比雌激素弱很多．

解答 解：（1）雌激素的化學(xué)本質(zhì)為脂質(zhì)（固醇），屬于脂溶性物質(zhì)，且是小分子，以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入細(xì)胞，在細(xì)胞內(nèi)會(huì)與雌激素的受體結(jié)合．由于形成的復(fù)合體是在調(diào)節(jié)染色體DNA上某些基因的轉(zhuǎn)錄過程，所以場所一定是在細(xì)胞核內(nèi)．
（2）①a．從題中信息，可以歸納如下：

所以酵母細(xì)胞產(chǎn)生β-半乳糖苷酶依賴于GAL4蛋白的空間結(jié)構(gòu)． 而從圖1中，可以看出，GAL4-A、GAL4-B的接近依賴于雌激素-受體復(fù)合體與雌激素相關(guān)因子G或S的結(jié)合（提示信息：兩者在空間結(jié)構(gòu)上存在互補(bǔ)的構(gòu)象）．從圖2中可以看出雌激素濃度大于1.0×10^-11后，甲酵母（含質(zhì)粒1和2，可以產(chǎn)生雌激素相關(guān)因子G）的β-半乳糖苷酶活性開始逐漸大于乙酵母（含質(zhì)粒1和3，可以產(chǎn)生雌激素相關(guān)因子S），由此可見相對于雌激素相關(guān)因子S，雌激素相關(guān)因子G與雌激素-受體復(fù)合體的結(jié)合能力更強(qiáng)． 
b．從圖2中，可以找到自變量為雌激素濃度、雌激素相關(guān)因子G和S，因變量為β半乳糖苷酶活性，所以本實(shí)驗(yàn)通過檢測β半乳糖苷酶基因表達(dá)的情況，從而反映出雌激素相關(guān)因子G和S與雌激素-受體復(fù)合物結(jié)合的能力．
②從圖3中，可以看出甲狀腺激素、雄性激素存在的條件下，β-半乳糖苷酶相對活性都低于10%，也就說明這兩種激素誘導(dǎo)細(xì)胞β-半乳糖苷酶的能力比雌激素弱很多．
（3）由于甲酵母對雌激素的誘導(dǎo)反應(yīng)比較靈敏，所以可以用其對環(huán)境中的雌激素類似物進(jìn)行篩選．
故答案為：
（1）自由擴(kuò)散    雌激素受體    細(xì)胞核
（2）①a．空間結(jié)構(gòu)  雌激素-受體復(fù)合物與雌激素相關(guān)因子G或S 雌激素-受體復(fù)合物與雌激素相關(guān)因子G 
b．探究不同濃度的雌激素誘導(dǎo)下，雌激素相關(guān)因子G和S     與雌激素-受體復(fù)合物結(jié)合的能力． 
②較弱    雌激素
（3）雌激素

點(diǎn)評 本題結(jié)合實(shí)驗(yàn)綜合考查了動(dòng)物激素的調(diào)節(jié)過程，意在考查學(xué)生的理解和綜合應(yīng)用知識的能量，試題難度中等．