2011年12月19日,在“中国(无锡)动物生物反应器产业高峰论坛”上,中国工程院院士李宁介绍:把牛奶变成母乳,这绝对是可能的。而把牛奶变成“人奶”的技术,就称之为“动物生物反应器”。动物生物反应器是以基因工程技术为核心,以动物体为“车间”,低成本大规模生产高附加值重组药物蛋白的新一代生物制药技术。下图是培育表达人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器的技术路线。据图回答下列问题:
(1)基因工程的核心步骤是 。图中基因表达载体的组成,除具有复制原点、人类白细胞介素基因外,还必须具有启动子、 等。启动子是一段有特殊结构的DNA片段,是 识别和结合的部位。
(2)过程①可采用的操作方法是 ,过程③采用的生物技术是 。在②过程的生物技术中,需对供体牛和受体牛进行 处理,为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。
(3)为检测人类白细胞介素基因是否成功表达,可采用 技术。
(4)继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后,膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近,科学家培育出一种转基因小鼠,其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。该系统与乳腺生物反应器相比,具有哪些优点?(答出一点即可)
(5)为使外源基因在后代中长期保持,可将转基因动物体细胞的细胞核转入 中构成重组细胞,然后再运用一定的生物技术手段使其发育成与供体具有相同性状的个体。
氨基丁酸(GABA)作为哺乳动物中枢神经系统中广泛分布的神经递质,在控制疼痛方面的作用不容忽视,其作用机理如图所示。请回答有关问题。
(1)GABA在突触前神经细胞内合成后,贮存在________内,以防止被细胞内其他酶系破坏。当兴奋抵达神经末梢时,GABA释放,并与位于图中________上的GABA受体结合。该受体是膜上某些离子的通道。当GABA与受体结合后,通道开启,使某种________离子内流,从而抑制突触后神经细胞动作电位的产生。上述过程除了体现细胞膜的选择透过性外,还体现了细胞膜具有________的功能。如果用电生理微电泳方法将GABA溶液施加到离体神经细胞旁,可引起相同的生理效应,从而进一步证明GABA是一种________性的神经递质。
(2)释放的GABA可被体内氨基丁酸转氨酶降解而失活。研究发现癫痫病人体内GABA的量不正常,若将氨基丁酸转氨酶的抑制剂作为药物施用于病人,可缓解病情。这是由于________,从而可抑制癫痫病人异常兴奋的形成。
(3)图中麻醉剂分子嵌入的结构是________,它的嵌入起到了与GABA一样的功能,从而可________(填“缩短”或“延长”)该离子通道打开的时间,产生麻醉效果。
图1表示北纬50°某地区不同月份母鸡平均产蛋数的波动情况,图2是母鸡繁殖活动的生理调节过程示意图(甲、乙、丙表示器官,a、b、c表示相应激素)。请回答下列问题:
(1)由图1可知,影响母鸡月产蛋数的主要环境条件是__________________。
(2)图2中激素a、器官丙的名称分别是_____________、____________。c→甲、c→乙的生理意义在于______________________。
(4)已知激素a分子为一种多肽,其受体位于靶细胞的________,这是因为____________。
(5)从丙的静脉中抽取血液进行检测,血浆中含有的激素种类有________(填下列序号)。
①1种 ②2种 ③3种 ④3种以上
(6)烷基苯酚是一类洗涤剂,其分子结构稳定,具有类似激素c的生理效应。长期饲喂被烷基苯酚污染的饲料,会对器官甲、乙的分泌活动产生________________作用,从而引起激素c分泌量____________。
肾上腺素和心得安药物都可以影响心脏活动。回答相关问题:
(1)肾上腺素既是一种激素,也是一种神经递质,在功能上它是人体内的________分子。心得安和肾上腺素具有相似的结构,而且都能直接作用于心脏调节心率,由此推测它们在心脏细胞表面可能具有相同的________。
(2)用肾上腺素和心得安进行实验研究,下表为分组实验结果,请完善实验报告。
组别 |
注射药剂种类 |
耗氧量/(×103mL) |
|
心得安 |
肾上腺素 |
||
A |
2.0 |
||
B |
+ |
1.7 |
|
C |
+ |
2.5 |
|
D |
+ |
+ |
2.1 |
实验目的:探究______________。
材料用具:同种雄性小鼠若干只、注射器、检测耗氧量装置(如右下图)、肾上腺素溶液和心得安溶液(用生理盐水配制)。
方法步骤:
①选取大小、生长状况相同的小鼠20只,均分为四组。每组小鼠按上表所示注射适量等量药剂,其中A组注射________。
②将每只小鼠分别放入装置中,开始时大烧杯内外的液面等高。装置放在相同环境中,10 min后记录___________________,计算耗氧量并求出各组的平均值。
结果分析:
①为方便比较上表中各组数值,请选择适宜的图表类型绘图(左下图)。
②结果表明,心得安和肾上腺素分别具有降低和提高耗氧量的作用,而两者共同作用的效应是相互________。
③除了控制环境相同外,实验可再设置一个不放入小鼠的对照装置,其目的是用于_______,从而使测得的数值更精确。
西瓜消暑解渴,深受百姓喜爱,其中果皮深绿(G)对浅绿(g)为显性,大子(B)对小子(b)为显性,红瓤(R)对黄瓤(r)为显性,三对基因分别位于三对同源染色体上。已知西瓜的染色体数目2n=22,请根据下面的几种育种方法流程图回答有关问题。
注:甲为深绿皮黄瓤小子,乙为浅绿皮红瓤大子,且甲、乙都能稳定遗传。
(1)通过①过程获得无子西瓜A时用到的试剂1是________。
(2)②过程常用的试剂2是________;通过③过程得到无子西瓜B与通过①过程获得无子西瓜A,从产生变异的来源来看,其区别是________________。
(3)若甲、乙为亲本,通过杂交获得F1,F1相互受粉得到F2,该过程的育种方式为________。
(4)通过⑧过程获得的单倍体植株中拥有的染色体数是________。
(5)若将四倍体西瓜(gggg)和二倍体西瓜(GG)间行种植,结果发现四倍体西瓜植株上所结的种子,播种后发育成的植株中既有四倍体又有三倍体。那么,能否从这些植株所结西瓜的果皮颜色直接判断出这些植株是四倍体还是三倍体呢?请用遗传图解解释,并作简要说明。
单倍体育种能明显缩短育种年限,在育种过程中用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,使植物细胞内的染色体加倍,那么,用一定时间的低温(4℃)处理萌发的种子或幼苗,是否也能诱导细胞内染色体数目加倍呢?请就低温对细胞内染色体数目的影响是否与秋水仙素作用相同的问题进行实验探究。
材料用具:A小麦的高秆(显性)抗锈病(显性)纯种、B小麦的矮秆不抗锈病纯种、小烧杯或培养皿若干、清水、冰箱、2%的秋水仙素、龙胆紫、显微镜。
(1)针对上面的问题作出假设:低温同秋水仙素一样可以诱导细胞内染色体数目的加倍。提出此假设的依据是____________________________。
(2)请根据你的假设写出设计方案步骤:
步骤①P:高抗×矮不抗→F1高抗→花药离体培养→单倍体植株。
②a.___________________________________________________________________;
b.将三组生长状况相同的单倍体植株分别放入三个培养皿中,其中1号放在室温下,2号______________,3号______________,培养时间相同。
③制成装片在显微镜下观察。
(3)实验结果预测与结论:_________________________________________。