基因打靶技术是指利用外源性DNA与细胞DNA的相同或相似序列,在特定位点上进行替换,从而改变细胞遗传特性的方法。该技术可应用于解决人体对移植的猪器官产生的免疫排斥反应上,即利用基因打靶技术对猪细胞α-1,3半乳糖苷转移酶基因进行改造,以消除α-1,3半乳糖苷转移酶引起的免疫排斥。其主要过程如下:
第一步:从猪囊胚中分离出胚胎干细胞。
第二步:在与靶基因(需要改造的基因)相同的外源性DNA上,插入新霉素抗性基因,构建打靶载体。
第三步:打靶载体导入胚胎干细胞,与细胞DNA中的靶基因进行替换。
第四步:改造后的胚胎干细胞筛选、增殖等。
回答下列问题:
(1)选取猪胚胎干细胞作为基因改造的细胞,原因是胚胎干细胞在功能上具有______。
(2)该改造过程中,靶基因具体是指______;插入新霉素抗性基因需要的酶是______,插入该抗性基因的作用是______(答出两点)。
(3)改造后的胚胎干细胞经过诱导发生增殖和______分化,培育出不合成α-1,3半乳糖苷转移酶的特定器官,再经过一系列改造后为器官移植做准备。
(4)运用基因打靶技术进行基因改造的原理是______,该技术在一定程度上解决了人体移植器官的短缺难题。
请回答下列关于植物芳香油提取的相关问题:
(1)被誉为香料工业中的“液体黄金”的玫瑰油具有________以及能随水蒸气一同蒸馏的特点,所以一般采用水蒸气蒸馏法提取,该方法可使用下图中的___________(填字母)装置。
(2)工业生产上,提取天然β-胡萝卜素的方法主要有三种,一种是从植物中获取,二是_______,二是利用微生物发酵生产。按照“胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素”流程________(填“能”或“不能”)得到纯净的β -胡萝卜素,理由是________(不考虑杂质)。
(3)提取柠檬精油的步骤如下图所示。提取该精油不采取水蒸气蒸馏法的原因是_______;甲过程需用到石灰水,其作用是______________。乙过程一般加入相当于柠檬果皮质量0. 25%的小苏打和5%的硫酸钠,其目的是_________________。
科研人员利用化学诱变剂EMS诱发水稻D11基因突变,选育出一种纯合矮秆水稻突变植株(甲)。将该矮秆水稻与正常水稻杂交,F2表现型及比例为正常植株:矮秆植株=3:1,D11基因的作用如图所示。请分析并回答问题:
(1)BR与BR受体结合后,可促进水稻细胞伸长,这体现了细胞膜的______功能。
(2)EMS诱发D11基因发生______(显性/隐性)突变,从而______(促进/抑制)CYP724B1酶的合成,水稻植株内BR含量______,导致产生矮秆性状。
(3)研究发现,EMS也会诱发D61基因发生突变使BR受体合成受阻。由此说明基因突变具有______特点。
(4)科研人员利用EMS又选育出若干株纯合矮秆水稻突变植株(乙)。现将甲、乙水稻植株杂交,以判断乙水稻矮秆性状的产生原因是与甲水稻相同(仅由D11基因突变引起的),还是仅由D61基因发生显性或隐性突变引起的(其它情况不考虑)。
①若杂交子代皆表现为正常植株,则表明乙水稻矮秆性状是由D61基因发生______(显性/隐性)突变引起的。
②若杂交子代出现矮秆植株,尚不能确定乙水稻矮秆性状的产生原因。请进一步设计操作较简便的实验方案,预期实验结果及结论。
实验方案:杂交子代矮秆植株苗期喷施BR,分析统计植株的表现型及比例。
预期实验结果及结论:若植株全为______植株,则乙水稻矮秆性状的产生原因是与甲水稻相同;若植株全为______植株,则乙水稻矮秆性状的产生是仅由D61基因发生显性突变引起的。
放牧强度可影响人工草地的物质循环和能量流动。图1是亚热带某人工草地在不同放牧强度下牧草净光合产量(净光合产量=光合作用合成量—呼吸作用消耗量)的变化图,G0为不放牧,G1-G3为放牧强度逐渐增强。
据图回答:
(1)与放牧草地相比,8月份不放牧草地净光合产量明显偏低的原因有______(多选)。
A.过多枝叶对下层植物有遮光作用 B.植株衰老组织较多
C.缺少动物粪尿的施肥作用 D.草地生态系统的物质循环加快
(2)5-10月份的最适放牧强度是______(从GO-G3中选填),______月份可被初级消费者利用的总能量最多。
(3)在牧草上喷32P标记的磷肥,检测32P在初级和次级消费者中的放射强度,结果见图2.其中A消费者处于第__________营养级。在生态系统的生物成分中,生产者体内的32P除被消费者利用外,还有部分进入_________________。
(4)据图1分析,为使牧草净光合产量维持在最高水平,4~10月份需要采取的放牧措施是__________________________。
PD-1与PD-L1是目前肿瘤治疗的热门靶点蛋白。sPD-1是PD-1的可溶形式,能够被分泌至胞外。为探讨sPD-1对肿瘤疫苗抗乳腺癌作用的影响,科研人员进行了相关研究。
(1)因为癌细胞具有____________等特征,癌症的治疗非常困难。肿瘤疫苗是新型治疗方法,其原理是将肿瘤抗原导入人体内,激活患者自身的免疫应答,从而达到控制或清除肿瘤的目的,下列可做为肿瘤抗原的是____________(填写序号)。
①衰老肿瘤细胞②肿瘤相关蛋白或多肽③含有肿瘤抗原基因的表达载体④肿瘤细胞内的脱氧核糖
(2)研究发现,肿瘤疫苗可激活T细胞并诱导其产生IFN-γ(一种淋巴因子)。用不同浓度的IFN-γ培养小鼠乳腺癌细胞,并对其细胞膜上PD-L1表达情况进行检测,结果如图1:
与对照组相比,实验组小鼠乳腺癌细胞膜蛋白PD-L1表达____________。
(3)进一步研究发现,在正常机体中,组织细胞表面的PD-L1与T细胞表面的PD-1结合(如图2),使T细胞活性被适当抑制,避免了免疫过强而导致自身免疫性疾病的发生。肿瘤细胞PD-L1的高水平表达会____________(填“降低”或“增加”)肿瘤细胞被免疫系统清除的可能性。研究发现使用肿瘤疫苗时随着时间的延长而作用效果减弱,根据(2)和(3)推测可能的原因是____________,从而抑制了T细胞对肿瘤细胞的清除作用。
(4)为了解决这一问题,科研人员对作为肿瘤疫苗的衰老癌细胞疫苗进行了基因改造,使其可以大量分泌可与PD-L1结合的sPD-1,并进行了如下实验:实验小鼠皮下接种小鼠乳腺癌细胞,随机分为三组,分别给予衰老癌细胞疫苗、高表达sPD-1的衰老癌细胞疫苗、磷酸缓冲液(对照)处理,分别于6、12、18、24、30天记录并统计无瘤小鼠的比例,结果如图3所示。综合上述实验分析,解释高表达sPD-1的衰老癌细胞疫苗组无瘤小鼠比例最高的可能机理____________。
沙棘耐干旱、耐盐碱,抗风沙能力强,被广泛用于水土保持。如图表示在光照下沙棘叶肉细胞内发生的一系列反应。科研人员利用“间隙光”(光照20秒、黑暗20秒交替进行)处理沙棘叶肉细胞12小时,并用灵敏传感器记录环境中O2和CO2的变化,部分结果如图.请回答下列问题:
(1)图1中进行②过程的场所为______,产生[H]的过程有______(填数字),消耗[H]的过程有______(填数字)。
(2)给叶肉细胞提供18O2,则在CO2、H2O、(CH2O)三种化合物中,最先含有18O的是______。
(3)据图2可知,黑暗开始后CO2吸收速率保持短时间稳定再迅速下降,CO2吸收速率保持稳定的主要原因是______。
(4)B点光反应速率______(填“大于”“等于”或“小于”)暗反应速率;D点光合作用速率______(填“大于”“等于”或“小于”)细胞呼吸速率。与连续光照6小时,再连续暗处理6小时相比,“间隙光”处理12小时的光合产物______(填“较多”“相等”或“较少”)。