免疫系统会影响代谢系统,而代谢系统也会反作用于免疫系统。科学家发现肿瘤微环境中代谢环境的变化,会压制免疫系统,促进肿瘤的生长。对此科学家了探索葡萄糖代谢对免疫因子—干扰素反应的影响做了一系列实验。
(1)干扰素的化学本质是____________。某些信号分子与细胞表面或内部的___________结合后,便能激活细胞产生干扰素,启动免疫反应。_______作为细胞能量的最主要来源,其代谢过程中产生的各种代谢产物,也会参与到干扰素的免疫反应中。
(2)科学家做了一个实验,给一组小鼠禁食,降低其血糖水平;给另一组小鼠喂高糖食物,升高其血糖。然后分别给两组小鼠感染病毒,实验结果如图 1,可知,__________________________
(3)为进一步研究代谢对免疫的影响,设计实验组为敲除免疫细胞的葡萄糖代谢过程的关键酶 HK,结果如图 2,处理 1 应是____________,干扰素的含量上升,说明____________________。
(4)葡萄糖的分解分两种,一种是_____呼吸;另一种是_____呼吸。到底是哪种代谢途径抑制干扰素产生呢?写出实验思路并给出预期结果_____。
(5)以上实验研究结果给你的生活启示是:_______________________________________。
羧甲基纤维素钠(CMC)是常用的食品添加剂,不能被人体消化吸收,因此通常被认为是安全的食品添加剂。研究者用含1.0%CMC无菌水作为饮用水,连续饲喂实验小鼠12周,测定小鼠体重,结果如图1、图2所示。
(1)图1所示实验中的对照处理是___________。图1结果显示,食用CMC能够___________。综合图1、图2结果,通过比较___________,说明CMC的这种作用依赖于小鼠消化道内的各种微生物。
(2)有人提出:小鼠摄入的CMC改变了其肠道内各种微生物的比例。为检验上述推测,研究者设计了如下实验:
①搜集___________(填图中分组编号)小鼠粪便制成悬浮液涂布于上___________(填下列选项前的序号)。
a.以CMC为碳源的液体培养基 b.全营养液体培养基c.以CMC为碳源的固体培养基 d.全营养固体培养基
②接种后置于___________(填“无氧”或“有氧”)条件下培养,通过观察___________以初步鉴定小鼠消化道中的微生物类群。
③统计比较___________,以确定推测是否成立。
(3)为进一步研究“小鼠体重变化是否由CMC引起的小鼠消化道内各种微生物比例改变所致”,研究者设计了粪便移植实验,并检测了被移植小鼠体重的变化。请将下列选项填入下表中(选填选项前的符号),完成实验方案。
组别 | 被移植小鼠 | 提供粪便小鼠 | 饮用水 |
实验组 |
|
|
|
对照组 | 无菌小鼠 |
| 同上 |
a.普通小鼠
b.无菌小鼠
c.饲喂含CMC无菌水12周的普通小鼠
d.饲喂无菌水12周的普通小鼠
e.含1.0%CMC的无菌水
f.无菌水(不含CMC)
拟南芥AtNX1基因编码一个位于液泡膜上的Na+转运蛋白,可将Na+逆浓度梯度转运至液泡内,以降低Na+毒害和提高植物的耐盐性。研究人员利用根瘤农杆菌侵染法将AtNXl基因转化到烟草等植物中,能显著提高其耐盐特性。
(1)AtNX1基因提高耐盐机理为:Na+转运至液泡内使__________升高,利于吸水。
(2)AtNX1基因可从构建拟南芥cDNA文库中获取。
①构建cDNA文库需要的工具酶有__________。
a.限制酶 b.DNA连接酶 c.RNA聚合酶 d.逆转录酶
②利用PCR技术从cDNA文库中获取AtNX1基因(基因序列未知),需根据AtNX1蛋白氨基酸序列设计引物,引物序列可以有多种原因是____________________。在PCR体系中需加入其中__________引物(填“全部”或“任意1种”或“其中2种”)。
(3)如图为培育转基因苗的基本操作过程。
①步骤Ⅲ目是________________________________________。
②步骤Ⅳ目是获得耐盐的____________,其培养基中除营养物质和植物激素外还应有__________。
③步骤Ⅳ和Ⅴ过程要注意控制培养基中__________的浓度比例,以便获得幼苗。
千岛湖是1960年为建设水电站而筑坝蓄水形成的大型人工湖,人工湖构建以来气候变化相对稳定,1998、1999年发生大面积藻类水华。为探究这次水华爆发的原因,研究者分析并调查了影响藻类数量变动的主要环境因素,结果如下图。
(1)图1所示箭头所指方向____(能、不能)表示能量流动的方向,鲢鱼、鳙鱼与浮游动物的关系是______。
(2)藻类水华的发生通常被认为是N、P污染导致水体富营养化的结果。水体富营养化后,水中含氧量降低,原因一是藻类大量增生,由于藻类的____,导致夜间水体中含氧量明显下降;另一原因是,藻类大量死亡,导致____(填“需氧型”、“厌氧型”)微生物的大量繁殖,使水体含氧量进一步减少。水中含氧量降低和藻类分泌的毒素都会引起水生动物死亡,加剧水体的污染,形成_____(正反馈、负反馈),最终导致生态系统崩溃。
(3)分析图2发现,“水体富营养化”学说不能很好解释1998、1999年千岛湖水华发生的原因,依据是_______。
表1不同年份鲢鱼、鳙鱼数量相对值
年份 | 鲢鱼、鳙鱼 | 银鱼 |
1993-1997 | 6.66 | 5.43 |
1998-1999 | 2.16 | 7.72 |
(4)由表1、图1、2综合分析,湖中鲢、鳙主要捕食_____,由于渔业的过度捕捞以及银鱼数量的增加可能会导致_____,使藻类数量增加,最终导致了水华的发生。
(5)由于千岛湖是人工湖泊,发育时间较短,因此生态系统的_____简单,稳定性较差。千岛湖水华现象警示我们,要降低人工湖泊水华发生的频率,可以采用_____措施。
哺乳动物血液中 CO2 含量变化能够作用于神经系统,调节呼吸运动的频率和强度,为了研究该反射过程中感受器的存在部位,科研人员进行了一系列实验研究。
(1)哺乳动物因剧烈运动产生的__________等酸性物质能与血浆中 HCO3- 反应,使血液中CO2 含量升高。CO2 浓度变化可以使一些特定的感受器兴奋,兴奋以_____________的形式沿传入神经传导至呼吸中枢,使呼吸运动加深加快。这种维持内环境 pH 稳态的过程是在______________调节的作用下,通过各系统的协调活动实现的。
(2)20 世纪初,科学界认为 CO2感受器可能位于脑部,也可能位于躯体的动脉管壁上。为探究这一问题,科研工作者将连接头部与躯干的血管断开,只保留由动脉传向脑的传入神经,同时将 A 狗的颈动脉和颈静脉分别与 B 狗相应血管相连,A 狗躯干的呼吸运动靠人工呼吸机维持。
① 实验过程中,始终保持 B 狗处于呼吸平稳状态,目的是保证 A 狗脑部_______________。
② 科研人员将呼吸机暂停一小段时间,A 狗血液中的 CO2 含量____________,发现 A 狗鼻部呼吸运动加深加快,该实验结果说明_______________。该结果_________(能、不能)说明脑部不存在 CO2 感受器。
(3)基于上述研究,请你为 CO(煤气)中毒的紧急治疗提供一种思路___________。
水稻的弯曲穗和直立穗是一对相对性状,野生型水稻为弯曲穗。与直立穗相关的基因有多个,目前在生产上广泛应用的直立穗品系是水稻9号染色体上DEP1基因的突变体——突变体1。
(1)用化学诱变剂EMS处理野生型水稻,并采用多代_________________(填“杂交”、“测交”或“自交”),获得一个新型直立穗稳定遗传品系—突变体2。为研究突变体2的遗传特性,将其与纯种野生型水稻进行杂交,得到F1后进行自交,结果见表1。由此结果分析,其遗传符合________________规律。半直立穗性状出现说明直立穗基因对弯曲穗基因_________________________。
表1突变体2直立穗特性的遗传分析
组合 |
F1表现型 | F2表现型及个体数 | ||
弯曲穗 | 半直立穗 | 直立穗 | ||
野生型×突变体2 | 半直立穗 | 185 | 365 | 170 |
(2)检测发现,突变体2直立穗基因(DEP2)位于7号染色体上。该基因突变使突变体2中相应蛋白质的第928位的精氨酸(AGG)置换成了甘氨酸(GGG)。利用_______________技术分析,发现该基因发生1个碱基对的改变。由此推测DEP2基因内部的变化可能是_______________________。
(3)已知突变体1直立穗的遗传特性与突变体2相同。将突变体1纯合子与突变体2纯合子杂交,然后将F1与野生型进行杂交,若F2表现型及比例为_______________(细胞含2个或以上直立穗基因则表现为直立穗),则证明DEP1基因与DEP2基因互为______________________。
(4)研究还发现另一种直立穗水稻突变体,表现出产量明显下降的特征。其突变发生于基因DEP3内部,突变基因编码的mRNA中部被插入3个相邻的碱基GGC,推测翻译后蛋白质分子量发生的变化为_________(从以下选项中选择)。
a. 变大 b. 变小 c. 不变