Question

12．環境中的內分泌干擾物，可能對人和動物的內分泌功能產生不良影響．科研工作者培育了用于篩選出環境中內分泌干擾物的轉基因酵母．
（1）人體中雌激素（小分子）可以通過自由擴散（方式）進入細胞中，與雌激素受體結合形成復合物，此復合物進一步與雌激素相關因子結合形成復合體，在細胞核中，調節人體細胞中染色體DNA上某些基因的轉錄．
（2）GAL4蛋白有A、B兩部分結構．當A、B在空間上接近后，可調節β-半乳糖苷酶基因表達，使細胞產生β-半乳糖苷酶．利用有關基因分別構建質粒1、2、3，從而獲得甲乙兩種轉基因酵母，如圖1所示．

①用不同濃度的雌激素處理成功導入相應基因的兩類酵母細胞，實驗結果如圖2所示．
a．酵母細胞產生β-半乳糖苷酶依賴于GAL4蛋白的空間結構，從而反映出雌激素誘導了雌激素-受體復合物與雌激素相關因子G或S結合，其中結合雌激素-受體復合物與雌激素相關因子G能力較強．
b．此實驗的目的是探究不同濃度的雌激素誘導下，雌激素相關因子G和S與雌激素-受體復合物結 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胞，測定并計算其相對于雌激素誘導的β-半乳糖苷酶活性最高值的百分比（相對酶活性），實驗結果如圖3所示．圖3顯示，在一定濃度范圍內與雌激素相比，甲狀腺激素、雄性激素兩種激素誘導細胞產生β-半乳糖苷酶的能力較弱，表明甲酵母細胞對雌激素的誘導反應較為靈敏．
（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-受體復合體與雌激素相關因子G或S的結合．
分析圖2：雌激素濃度大于1.0×10^-11后，甲酵母（含質粒1和2，可以產生雌激素相關因子G）的β-半乳糖苷酶活性開始逐漸大于乙酵母（含質粒1和3，可以產生雌激素相關因子S），由此可見相對于雌激素相關因子S，雌激素相關因子G與雌激素-受體復合體的結合能力更強． 
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細胞β-半乳糖苷酶的能力比雌激素弱很多．

解答 解：（1）雌激素的化學本質為脂質（固醇），屬于脂溶性物質，且是小分子，以自由擴散的方式進入細胞，在細胞內會與雌激素的受體結合．由于形成的復合體是在調節染色體DNA上某些基因的轉錄過程，所以場所一定是在細胞核內．
（2）①a．從題中信息，可以歸納如下：

所以酵母細胞產生β-半乳糖苷酶依賴于GAL4蛋白的空間結構． 而從圖1中，可以看出，GAL4-A、GAL4-B的接近依賴于雌激素-受體復合體與雌激素相關因子G或S的結合（提示信息：兩者在空間結構上存在互補的構象）．從圖2中可以看出雌激素濃度大于1.0×10^-11后，甲酵母（含質粒1和2，可以產生雌激素相關因子G）的β-半乳糖苷酶活性開始逐漸大于乙酵母（含質粒1和3，可以產生雌激素相關因子S），由此可見相對于雌激素相關因子S，雌激素相關因子G與雌激素-受體復合體的結合能力更強． 
b．從圖2中，可以找到自變量為雌激素濃度、雌激素相關因子G和S，因變量為β半乳糖苷酶活性，所以本實驗通過檢測β半乳糖苷酶基因表達的情況，從而反映出雌激素相關因子G和S與雌激素-受體復合物結合的能力．
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細胞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反應比較靈敏，所以可以用其對環境中的雌激素類似物進行篩選．
故答案為：
（1）自由擴散    雌激素受體    細胞核
（2）①a．空間結構  雌激素-受體復合物與雌激素相關因子G或S 雌激素-受體復合物與雌激素相關因子G 
b．探究不同濃度的雌激素誘導下，雌激素相關因子G和S     與雌激素-受體復合物結合的能力． 
②較弱    雌激素
（3）雌激素

點評 本題結合實驗綜合考查了動物激素的調節過程，意在考查學生的理解和綜合應用知識的能量，試題難度中等．