(12分)【生物——现代生物科技专题】
阅读如下资料:
资料甲:科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中,得到了体型巨大的“超级小鼠”。
资料乙:科学家通过对鼠和人控制抗体产生的基因进行拼接,实现了对鼠源杂交瘤抗体的改造,生产出对人体的不良反应减少、效果更好的鼠—人嵌合抗体,用于癌症治疗。
回答下列问题:
(1)资料甲属于基因工程的范畴。构建基因工程表达载体时,用不同类型的限制酶切割DNA后,可能产生黏性末端,也可能产生________末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接,则应选择能使二者产生________(相同、不同)黏性末端的限制酶。
(2)构建的表达载体含有牛生长激素基因及其启动子等,其中启动子的作用是________________________将基因表达载体导入小鼠受精卵内常用 法。
(3)资料乙属于基因工程和细胞工程的范畴。鼠源杂交瘤抗体就是从免疫小鼠的脾脏细胞中获取B淋巴细胞, 在诱导剂的作用下与________融合,形成____________细胞,并通过体内培养或体外培养生产单克隆抗体。 这种抗体与普通血清抗体相比较,最主要的优点在于__________________________,可大量制备。
(4)与植物原生质体的融合相比,动物细胞融合在诱导融合方法方面的主要区别是还常用__________诱导融合。
水体氮、磷富营养化常引起藻类大量繁殖,出现“水华”、“赤潮”或“绿潮”现请回答下列问题:
(1)“水华”生物主要是蓝藻,“赤潮” 生物主要是甲藻和硅藻,“绿潮” 生物主要是绿藻,这些藻类在细胞结构上最主要的区别是 。藻类细胞以 方式吸收NO3-、PO43-。
(2)某沿海地区连续7年爆发大规模的浒苔(大型绿藻),某科研小组对浒苔进行了研究,结果如下:
表:不同光照水平下浒苔的浮沉状况
烧杯编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
光照强度(lx) |
0 |
70 |
270 |
470 |
浒苔沉浮状况 |
沉入烧杯底部 |
沉入烧杯底部 |
悬于水中 |
浮于水面 |
曲线:浒苔光照强度与O2吸收、释放量的关系
①实验前需要对浒苔进行抽气处理,目的是 ;浒苔的沉浮状况,与细胞中的 (生理活动)有关。
②表中3、4号烧杯的光照强度,与下图中的 对应。
③实验结果表明,当日照强度弱时的明显危害是,水体会出现 降低。
某研究性学习小组利用荧光素—荧光素酶生物发光法,测定人参愈伤组织中ATP的含量,以研究人参细胞能量代谢的特点。
实验原理:荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下,发出荧光;用分光光度计可测定发光强度;当荧光素和荧光素酶都足量时,在一定范围内,ATP的含量与发光强度成正相关。
实验步骤:
一、ATP的提取:称取一定量的人参愈伤组织,研磨后沸水浴10min,冷却至室温,离心,取上清液。
二、ATP的测定:吸取一定量的上清液,放入分光光度计反应室内,并注入适量的所需物质,在有氧等适宜条件下进行反应,记录发光强度并计算ATP含量。请回答:
(1)步骤一中的沸水浴处理,使酶的 被破坏而失活。
(2)步骤二注入的物质中,属于反应物的是 。分光光度计反应室内能量的转换形式是 _ 。
(3)荧光素酶价格昂贵,为能准确测定出ATP的含量,又能节省酶的用量,学习小组探究了“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”,实验结果如图。
①学习小组配制了1×10-8mol/L ATP标准液、 和70mg/L的荧光素溶液(过量)溶液进行实验。
②结果表明:
图中 _点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。
图中e、f、g点所对应的荧光素酶浓度不同,但发光强度相同,这是因为 。
(4)ATP测定对食品卫生监控有重要意义。食品卫生检验人员利用上述生物发光法测定某熟食品样品中细菌的ATP总含量,测算出了细菌的数量,从而判断食品污染程度。做出上述判断的理由是:每个细菌细胞中ATP的含量 。
细胞内受损后的线粒体释放的信号蛋白,会引发细胞非正常死亡。下图表示细胞通过“自噬作用”及时清除受损线粒体及其释放的信号蛋白的过程,请据图回答:
(1)吞噬泡的吞噬过程体现了生物膜在结构上具有____________的特点。图中自噬体由________层磷脂双分子构成(不考虑自噬体内的线粒体)。
(2)受损线粒体的功能逐渐退化,会直接影响有氧呼吸的第_________阶段。细胞及时清除受损的线粒体及信号蛋白的意义是_____________。
(3)图中水解酶的合成场所是____________。自噬体内的物质被水解后,废物排出细胞外,对细胞有用的物质则___________,由此推测,当细胞养分不足时,细胞“自噬作用”会_________(增强/减弱/不变)。
妊娠期糖尿病对母亲和胎儿的巨大危害已引起人们的高度重视,其预防、诊断及治疗已成为当今研究的热点。请分析以下材料并回答问题:
材料一“性激素结合球蛋白”(SHBG)是由肝脏合成并分泌的一种糖蛋白,能特异性结合并转运性激素。
材料二胰岛素抵抗是指胰岛素含量正常而靶器官对其敏感性低于正常的一种状态,这是妊娠期一种正常的生理性抵抗。此现象随孕周增加而加重,为代偿下降的胰岛素敏感性,其分泌量也相应增加(用“一”表示)。尽管所有孕妇在妊娠期都有上述调节过程,但少数人却发生胰岛B细胞分泌功能衰竭而使血糖升高,导致妊娠期糖尿病发生。
(1)细胞中合成性激素的细胞器是 ;参与肝细胞合成SHBG过程的RNA有 。
(2)器官甲是 ;“器官甲一胰腺一血糖”过程的调节方式为 。
(3)雌激素水平升高使胰岛素靶器官对胰岛素敏感性下降,表现为组织细胞吸收利用葡萄糖的量 (填“增加”或“减少”),对肝脏中糖原分解为葡萄糖的抑制 (填“增强”或“减弱”)。
(4)SHBG的分泌过程中,雌激素与胰岛素表现为____ 作用。
(5)正常的生理性胰岛素抵抗有利于胎儿在发育过程中利用 。
请结合所学知识及图中的有关信息,回答动物神经调节相关的问题:
(1)如甲图,当神经纤维处于静息状态时,细胞膜两侧的电位表现为__ __。
(2)甲图中,若在图中所示箭头处给予一个适当的刺激,电表的指针将 。
(3)德国科学家Mellor的学生用蛙的坐骨神经一腓肠肌标本做了一个非常简单的实验(乙图),从神经元的结构来看,坐骨神经中的神经纤维属于神经元的 部分。图中刺激l至肌肉发生收缩,测得所需时间为3×10-3 s,刺激2至肌肉发生收缩,测得所需时间为2×10一3 s,刺激点离肌肉中心距离分别为13cm和l0cm。则坐骨神经冲动的传导速度是 。
(4)刺激强度与兴奋有何关系,现有两种假设:
假设1:刺激与兴奋是同时效应,在一定范围内随刺激强度的增强兴奋也随之增强,超出该范围,兴奋强度不再随刺激强度的增强而增强。
假设2:只有当刺激强度达到一定值时,神经元才开始兴奋,并且兴奋度不随刺激强度的增强而变化。
①请在坐标图中画出上述假设1、假设2相对应的实验结果。
②科学家进行了实验:将刺激强度逐渐增加(S1~S8),测得一个神经细胞膜电位的变化规律(如丙图),分析实验结果你认为上述两种假设中符合事实的是 。
(5)为了研究兴奋在神经元轴突上的传导是单向的还是双向的,取新鲜的神经一肌肉标本(实验期间用生理盐水湿润标本),设计了下面的实验装置图(C点位于两电极之间的正中心)。在图中A、B、C、D四点分别给以适宜的刺激,无法得出正确结论的刺激点是 。