【题目】近日,患罕见重症“视神经脊髓炎谱系疾病”10年、双目相继失明的20岁女孩小易,在中南大学湘雅医院首次采用基因工程重组“蛋白A免疫吸附柱”进行救治并获得成功,她右眼得以重见光明,并于日前康复出院。请回答下列有关基因工程的问题:
(1)金黄色葡萄球菌蛋白A能够特异性地与多种哺乳动物的抗体结合,但金黄色葡萄球菌为致病菌,因此,通过规模化培养金黄色葡萄球菌的方法来获取蛋白A有一定风险,需要进行基因工程操作来解决上述问题:将__________基因插入到基因工程最常用的运载替____________中,需要用到的工具酶有____________。此过程属于基因工程操作四步曲的第_____________步,即_____________。
(2)经过上述操作后,选用大肠杆菌作为表达宿主菌,使其大量表达蛋白A并制成基因工程重组“蛋白A免疫吸附柱”。重组质粒能够整合到大肠杆菌的核DNA上,原因是_________________。检测目的基因是否转录出了mRNA所用的技术名称为______________。
(3)将_____________类疾病患者的血浆输入吸附柱,让吸附柱上的基因工程重组葡萄球菌蛋白A分子,快速“抓住”并清除患者血浆中的致病性抗体,再让净化后的血液回输到人体内,如此循环往复,持续清除血液中的致病物质,从而达到救治目的。
【答案】蛋白A合成(金黄色葡萄球菌蛋白A) 质粒 限制酶和DNA连接酶 二 基因表达载体的构建 不同生物的DNA具有相似的结构 分子杂交技术 自身免疫病
【解析】
基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定。
(1)将目的基因即蛋白A合成基因插入到质粒中,需要用到的工具酶有限制酶和DNA连接酶。这是基因工程操作四步曲的第二步,即基因表达载体的构建。
(2)重组质粒能够整合到大肠杆菌的核DNA上,原因是不同生物的DNA具有相似的结构。检测目的基因是否转录出了mRNA所用的技术名称为分子杂交技术。
(3)将疾病患者的血浆输入吸附柱,让柱子上的基因工程重组葡萄球菌蛋白A分子,快速“抓住”并清除患者血浆中的致病性抗体,再让净化后的血液回输到人体内,如此循环往复,持续清除血液中的致病物质,从而达到救治自身免疫病患者的目的。
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【题目】果蝇是常用的遗传学实验材料,腿部有斑纹和无斑纹是核基因控制的一对相对性状,现有纯合有斑纹和纯合无斑纹雌雄性个体若干;
请利用上述果蝇为实验材料,探究控制腿部有、无斑纹这对相对性状的基因是位于常染色体上还是X染色体上?(要求:写出实验思路、预期实验结果、得出结论)
(1)实验思路:______________;
预期实验结果及结论:
(2)若______________________,则该等位基因位于常染色体上,
(3)若________________,则该等位基因位于X染色体上。
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【题目】为了从土壤中分离获得尿素分解菌的单菌落,某同学设计了A、B两种培养基其成分如下表所示。请回答下列相关问题:
项目 | 葡萄糖 | KH2PO4 | Na2HPO4 | MgSO4·7H2O | 尿素 | 琼脂 | 水 |
培养基A | + | + | + | + | - | + | + |
培养基B | + | + | + | + | + | - | + |
注:“+”表示有,“-”表示无
(1)培养基中的葡萄糖能为细菌的生长繁殖提供___________和___________,通常情况下,制备培养基时要根据所培养微生物的不同来调节培养基的pH,其原因是______________________。
(2)据表判断,培养基A___________(填“能”或“不能”)用于分离获得尿素分解菌的单菌落,原因是___________;培养基B不能用于分离尿素分解菌,原因是______________________。
(3)若要统计样品中活菌的数目,可选用___________法进行计数。
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【题目】阅读下面的材料,完成下列小题。
迁移小体的发现及其功能
细胞器是细胞质中具有特定形态和功能的微结构,这些结构相对独立又紧密联系。清华大学俞立教授课题组在研究细胞迁移的过程中发现了一类新的细胞器,研究人员推测其在细胞迁移过程中具有确定路径和方向的作用,将其命名为迁移小体。
研究者以普通大鼠肾脏细胞为研究对象,发现这些细胞在迁移的过程中会将由其收缩纤维留在胞体后侧。在收缩纤维的横截面处会有很多直径约为3μm的囊泡,即为迁移小体。最终,这些迁移小体会释放到胞外并被周围细胞所吞噬。
迁移小体是如何产生的呢?课题组通过密度梯度离心的方法得到了细胞裂解物的不同组分,经分析筛选,得到了迁移小体的特异性蛋白TSPAN4。进一步研究发现,TSPAN4蛋白和胆固醇对迁移小体的形成具有关键作用,并提出了迁移小体形成的理论模型:细胞迁移导致TSPAN4蛋白及胆固醇在收缩丝的局部高度富集,增加了富集区域膜的弯曲度,从而形成迁移小体结构。
迁移小体除了与细胞迁移有关,是否还参与了其它的生物学过程呢?研究人员发现,斑马鱼在胚胎发育的某些阶段会产生大量的迁移小体,并且在胚胎发育过程中呈现特定的时空分布。进一步研究发现,迁移小体中存在大量的信号分子,包括趋化因子、细胞因子和生长因子等,这些信号分子会随迁移小体的分布形成局部区域信号中心,调节斑马鱼的器官发育。
(1)迁移小体被周围细胞吞噬后最有可能被________(细胞器)降解,该过程依赖于生物膜的________性。
(2)研究发现在细胞迁移过程中,胞体持续地向迁移小体中运输胞内物质,为后续细胞的迁移提供路线信息,表明迁移小体与细胞间的________有关。
(3)分析上文内容,迁移小体的功能主要包括________。
(4)恶性肿瘤的转移往往是肿瘤治疗失败的主要原因,科学家推测肿瘤的转移与迁移小体的产生有关。根据上文中的研究成果,请你提出一种可能抑制肿瘤转移的治疗思路________。
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【题目】著名科学家奥托·瓦博格提出:“为什么癌细胞大量消耗葡萄糖却不能高效产能?”该疑问被称为“瓦博格效应”。为解决该疑问,科学家对大量癌细胞做了研究。 请据此回答下列问题:
(1)由于无氧呼吸产能较少,有科学家提出“瓦博格效应”是由缺氧导致的。为验证该结论,科学家将癌细胞放入氧气充足条件下培养,发现_____________________,因此, 否定了该推论。
(2)研究发现,癌细胞会选择性地抑制线粒体上丙酮酸载体(MPC)或使其部分缺失,从而间接抑制__________________,同时可推断癌细胞所需能量可能主要来自__________阶段。
(3)进一步研究发现,癌细胞线粒体上丙酮酸载体(MPC)受抑制或部分缺失会激活癌细胞无限增殖,为验证该结论,可将__________________________重新引入癌细胞,对该癌细胞进行培养,若____________________,则符合该推论。
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【题目】内环境稳态是维持机体正常生命活动的必要条件。下列相关叙述中,正确的是
A.正常情况下抗体、氨基酸、糖原均会出现在内环境中
B.细胞内高Na+、细胞外高K+有利于神经细胞产生兴奋
C.葡萄糖在内环境中彻底氧化分解为生命活动提供能量
D.内环境稳态有利于机体新陈代谢中酶促反应的正常进行
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【题目】下列有关生态学方面的叙述正确的是
A. 生态系统的结构包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者
B. 分解者在分解动植物遗体时产生的无机盐、CO2和能量,可供生产者再利用
C. “飞桥自古双溪合,怪柳如今夹岸垂”给人以类的享受体现了生物多样性的直接价值
D. 生态系统的营养结构越复杂,生态系统的抵抗力稳定性就越弱
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【题目】下列关于细胞膜的叙述,正确的是
A.细胞膜可以阻止一切对细胞有害的物质进人细胞
B.细胞膜的选择透过性只与膜蛋白有关
C.细胞膜的基本支架是磷脂双分子层
D.不同细胞的细胞膜所含的蛋白质种类都是相同的
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【题目】由于农田的存在,某种松鼠被分隔在若干森林斑块中。人工生态通道可以将森林斑块彼此连接起来。下列叙述正确的是
A. 不同森林斑块中的松鼠属于不同种群,存在生殖隔离
B. 农田的存在,增加了松鼠的活动空间
C. 林木密度相同的不同斑块中松鼠的种群密度相同
D. 生态通道有利于保护该种松鼠的遗传多样性
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