大气污染中主要是SO2污染,科研人员对影响L市SO2浓度的变化因素进行了研究。
(1)生态系统成分中___________的分解作用可以产生SO2,_____________可以吸收空气中的SO2,从而影响大气中的SO2的变化。
(2)人类活动中增加大气SO2浓度的有__________,减少大气中SO2浓度的有______________。
(3)在近十年中发现L市的年均SO2浓度及每年SO2浓度变化如下图:
从图中可以看出:近10年来L市SO2浓度的总体变化趋势是_____________;每年中SO2浓度变化呈现_____________的规律,推测主要原因是冬季采暖导致_____________,且植被覆盖量_____________,导致植物吸收的SO2减少。
(4)为进一步证明上述的推测,研究人员对L市的植被进行了调查,结果如下图:
图中的数据________(是/否)支持上述假设,依据是_____________。
(5)综合上述数据可以看出,人类必需对____________复合生态系统进行调整,并利用_________等现代技术培育新的抗寒植物,以增加冬季的植被覆盖量,才能更有效的治理L市的SO2污染。
药物A是一种新型免疫调节剂,临床用于肿瘤的治疗。研究人员利用H细胞对其作用机理进行了相关研究。
(1)H细胞是一种肝癌细胞,具有________的特点,该细胞产生的根本原因是________。细胞癌变后通常会表达特异性的膜蛋白,当体内出现癌细胞时,机体主要通过________免疫发挥免疫监控和清除作用。但由于各种原因,癌细胞表面特异性抗原表达量________,无法被免疫细胞识别,从而实现免疫逃逸。
(2)将H细胞培养一段时间后,分别加入D溶剂溶解的不同浓度的药物A溶液,24h后测定细胞存活率。实验结果如下表,由数据可知药物A对H细胞无明显的细胞毒性,原因是_______________________。
浓度/µmol·L-1 | 0 | 1 | 5 | 10 | 15 | 20 |
细胞存活率/% | 100.0 | 98.21 | 97.85 | 97.12 | 96.87 | 96.24 |
(3)研究人员对药物A的免疫调节作用进行研究。将H细胞与T淋巴细胞按一定比例混合,分别加入不同浓度的药物A溶液,培养一段时间后统计各组癌细胞的凋亡率。对照组的设置应为________。
①单独培养的H细胞 ②单独培养的T淋巴细胞 ③混合培养的H细胞与T淋巴细胞
④加入等量的D溶剂 ⑤加入等量的生理盐水
凋亡率统计结果如下表,据此提出药物A的免疫调节作用是_______________________。
浓度/µmol·L-1 | 凋亡率/% |
对照组 | 3 |
1 | 13.4 |
10 | 29.3 |
15 | 55.3 |
(4)为进一步探究药物A发挥免疫调节作用的机理,研究人员又做了如下实验:
①已知IL-2、TNF-α是T细胞产生的两种杀伤性细胞因子,研究人员利用癌症模型鼠进行实验,测定了不同组小鼠IL-2、TNF-α的表达量,结果如下表:
A药剂量/mg·kg-1 | IL-2 | TNF-α |
0 | 14.12 | 11.25 |
5 | 18.31 | 16.54 |
10 | 24.32 | 20.23 |
15 | 31.54 | 27.50 |
②T细胞表面的PD-1和癌细胞表面的PD-L1结合后可以抑制T细胞的活性,使其无法识别癌细胞,导致癌细胞的免疫逃逸。研究者分别测定了①实验中T细胞表面的PD-1和癌细胞表面的PD-L1表达量,结果如上图。上述实验结果________(支持/不支持)药物A免疫作用机理的假设,原因是________________。
(5)请结合PD-1/PD-L1信号通路的作用机理,利用免疫学知识为治疗癌症提供一种新思路___。
独脚金内酯是近年来新发现的一种植物激素,其具有抑制侧枝生长等作用。
(1)独脚金内酯作为植物激素,是一类具有_________作用的_________的有机物。
(2)细胞分裂素能够促进侧枝生长,在这一功能上,其与独脚金内酯是_____的关系。
(3)为了探究这两种激素在调节侧枝生长上的相互作用机制,研究者用细胞分裂素类似物BA和独脚金内酯类似物GR24等试剂,以及独脚金内酯合成突变体和受体突变体豌豆为实验材料进行了研究,实验结果如下图。
①整个实验在光照和温度可控的温室中进行,目的是________________。
②实验处理和测量的材料都是豌豆原本不发育的第三侧芽,选择此侧芽的目的是________。
③由实验结果可知,BA促进侧芽生长的效果在_______中比野生型更明显。
④依据实验结果判断,______(填“突变体1”或“突变体2”)是独脚金内酯合成突变体,做出此判断的依据是___________。
(4)研究人员推测独角金内酯能够促进细胞分裂素的降解而抑制侧枝生长,验证此推测还需补充的实验组处理为____。
a.野生型豌豆 b.豌豆突变体1 c.豌豆突变体2 d.细胞分裂素合成缺陷型豌豆
e.用适量BA处理 f.用适量GR24处理 g.用适量BA和GR24处理
h.检测细胞分裂素含量 i.检测侧枝长度
四膜虫是单细胞真核生物,营养成分不足时,进行接合生殖,过程如图1所示。科研人员用高浓度的DDT处理不耐药的野生型四膜虫,经筛选获得了纯合的耐药四膜虫。为研究四膜虫耐药的机理,进行了相关实验。
(1)高浓度DDT处理四膜虫可获得耐药个体,原因是DDT对四膜虫具有____________作用,使耐药的个体被保留。
(2)为研究耐药性的遗传,科研人员将四膜虫分为80组进行实验,每一组两只四膜虫,一只是纯合的耐药四膜虫,另一只是野生型四膜虫。每一组的一对四膜虫接合生殖后得到的四膜虫均耐药。若每一组接合后的四膜虫再次相互接合,在80组实验结果中,出现耐药四膜虫的组数约为____________组,则表明耐药性受一对等位基因控制,并且耐药为____________性;若80组实验结果中,出现耐药四膜虫的组数约为____________组,则表明耐药性受两对等位基因控制,并且这两对基因独立分配。
(3)为研究基因A与四膜虫的耐药性是否有关,科研人员提取耐药个体的DNA,选用图2所示的引物,先后进行PCR,以最终获得A基因失活突变的四膜虫。
①请分析每次PCR体系中除必要的原材料、酶、缓冲液外,还需加入的模板、引物是哪些?得到的产物是什么?填写以下表格。
| 模板 | 引物 | 产物 |
PCR1 | A基因 | ______________ | 大量的A1-x |
PCR2 | A基因 | ______________ | ____________ |
PCR3 | N基因和_____________________ | 不添加 | A1-N-A3 |
PCR4 | _____________________________ | ______________ | 大量的A1-N-A3 |
②回收的PCR4扩增产物通过基因工程方法转入耐药四膜虫细胞中,并用加入___________的培养液筛选,获得的四膜虫在高浓度DDT处理下生长速率明显下降,表明A基因是____________基因。
(4)从进化角度分析,营养成分不足时四膜虫进行接合生殖的优势是____________。
呼吸缺陷型酵母菌是野生型酵母菌的突变菌株,其线粒体功能丧失,只能进行无氧呼吸。科研人员为获得高产酒精的呼吸突变型酵母菌进行了相关研究。
(1)酵母菌发酵产生酒精首先要通入无菌空气,目的是______________________。一段时间后密封发酵要注意控制发酵罐中的______________________条件(至少答出2个)。
(2)为优化筛选呼吸缺陷型酵母菌的条件,研究人员设计了紫外线诱变实验,记录结果如下表。表中A、B、C分别是__________。据表中数据分析,最佳诱变处理的条件为_______________________________。
组别 | 1组 | 2组 | 3组 | 4组 | 5组 | 6组 | 7组 | 8组 | 9组 |
照射时间/min | A | 1.5 | 1.5 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
照射剂量/W | 12 | 15 | 17 | 12 | 15 | B | 12 | 15 | 17 |
照射距离/cm | 18 | 20 | 22 | 20 | 22 | 18 | 22 | 18 | C |
筛出率/% | 3 | 7 | 13 | 5 | 15 | 6 | 4 | 7 | 11 |
(3)TTC是无色物质,可以进入细胞内与足量的还原剂[H]反应生成红色物质。为筛选呼吸缺陷突变菌株可以在基本培养基中添加____________,该培养基属于___________培养基。如果出现___________的菌落则为呼吸缺陷型酵母菌,原因是____________________________。
(4)科研人员为检测该呼吸突变型酵母菌是否具备高产酒精的特性,做了相关实验,结果如图所示。由图中数据推测该呼吸缺陷型酵母菌__________(填“适宜”或“不适宜”)作为酒精发酵菌种,依据是______________________。
阅读下面的材料,完成(1)~(4)题。
大肠杆菌能够从“肉食者”变为“素食者”吗?
在《细胞》杂志上,以色列科学家发表了一篇文章,讲述利用合成生物学方法制造“吃”CO2的大肠杆菌,从而改变了大肠杆菌的代谢类型。
要从根本上改变大肠杆菌的代谢类型,需要许多相关基因的改变,是个很复杂和漫长的过程。科学家先引入一条固定CO2的途径让大肠杆菌“吃掉”CO2,并从中获得能量。该途径主要是让CO2和一种一碳化合物(甲酸盐)进行反应来生产有机物,具体途径见下图。
但是大肠杆菌并不喜欢这条通路,研究人员又利用自然选择的力量来促进大肠杆菌接受这条新的代谢途径。200多天后,大肠杆菌接受了新的生活方式。350天后,选择下来的大肠杆菌完全接受了暂新的命运。通过测序结果发现,这些细菌体内发生了至少11个新的基因突变,让他们能够适应自养的生活方式。
此研究的目标是为了加大对CO2的固定,有望解决食物和能源的可持续生产问题。这一改造使得大肠杆菌的碳源从有机碳源变为CO2,是目标达成的重要一步。遗憾的是,目前的结果不很尽人意,采取新生活方式的大肠杆菌产生的CO2要比消耗的更多。看样想要利用大肠杆菌为人类服务是一件任重道远的事情。
(1)大肠杆菌是一种单细胞________生物,它进行有氧呼吸的场所是________,它的代谢类型是________。
(2)写出改造后的大肠杆菌与蓝藻在同化作用上的不同。________
(3)推测研究人员筛选以最终获取“吃”CO2大肠杆菌的思路。________
(4)上述实验结果是否能够解决温室效应问题?请阐述原因。________