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科学家将某些诱导基因转入小鼠成纤维细胞中成功获取诱导性多能干细胞,这类细胞可用于...

科学家将某些诱导基因转入小鼠成纤维细胞中成功获取诱导性多能干细胞,这类细胞可用于一系列的研究,具体过程如图所示。回答下列问题。

1)过程①需要借助_______________的运输作用将诱导基因导入受体细胞,从而得到诱导性多能干细胞。过程②的实质是______________________________

2)在体外培养诱导性多能干细胞时,通常将细胞置于含_______________的混合气体的培养箱中进行培养;另外,应定期更换培养液,以便清除细胞代谢产物,防止_______________

3)过程③如果采用化学试剂诱导细胞融合,则该化学试剂通常是_______________。由丙细胞获得丁细胞的过程中至少要进行两次筛选,对第一次筛选得到的细胞还需要进行_______________,最终筛选出的丁细胞是符合要求的细胞。

4)过程④可将筛选到的丁细胞注射到小鼠的腹腔内增殖,最终可从_______________中提取单克隆抗体。与注射针对H1N1病毒的单克隆抗体相比,注射针对H1N1病毒的疫苗发挥疗效时间较晚,其原因是_________________________

 

载体 基因的选择性表达 95%空气加5% CO2 细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害 聚乙二醇(PEG) 克隆化培养和抗体检测 小鼠腹水 针对H1N1病毒的疫苗刺激机体产生抗体是需要一定时间的 【解析】 (1)动物细胞培养需要满足以下条件:①无菌、无毒的环境:培养液和培养用具应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素,以防培养过程中的污染。此外,应定期更换培养液,以便清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。②营养:合成培养基成分:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。将细胞所需的上述营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基,称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚,因此,在使用合成培养基时通常需加入血清、血浆等一些天然成分。③温度和pH:适宜温度:哺乳动物多是36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。④气体环境:细胞所需的气体主要是O2和CO2。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。进行动物细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于含95%的空气加5%CO2的混合气体培养箱中培养。(2)将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中产生的B淋巴细胞融合,再用特定的选择性培养基进行筛选。在该培养基上上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂种细胞才能生长。对上述经选择性培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。最后将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖,从细胞培养液或小鼠腹水中就可以提取出大量的单克隆抗体。 (1)图中的过程①将诱导基因导入受体细胞,需要借助载体的运输作用。诱导性多能干细胞具有分化成多种细胞的能力,分化程度较低,而分化成不同细胞的过程(过程②)就是基因选择性表达的过程。 (2)动物细胞培养所需的气体主要有O2和CO2,通常将细胞置于含95%空气加5% CO2的混合气体的培养箱中进行培养。体外培养动物细胞时,细胞在培养液中产生的代谢产物可能会对细胞本身有毒害作用,所以要定期更换培养液,以便清除细胞代谢产物。 (3)诱导细胞融合的化学试剂通常是聚乙二醇(PEG)。对第一次筛选得到的杂交瘤细胞经克隆化培养和抗体检测后,最终筛选出既能大量增殖、又能产生所需专一抗体的杂交瘤细胞。 (4)经筛选后的杂交瘤细胞可注射到小鼠腹腔中,从小鼠腹水中得到大量单克隆抗体。针对H1N1病毒的疫苗刺激机体产生抗体是需要一定时间的,而针对H1N1病毒的单克隆抗体可直接发挥作用,故注射针对H1N1病毒的疫苗比注射针对H1N1病毒的单克隆抗体发挥疗效时间晚。
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请回答下列有关生物技术实践的问题。

1)在果酒、果醋和泡菜制作中,所用菌种具有以核膜为界限的细胞核的是_______________

制作的发酵菌,该制作中对气体的控制方法是:关闭_______________,打开_______________

2)腐乳制作中,盐和卤汁的使用十分重要,如果加盐太少,则腐乳容易_________________;卤汁中酒的使用会影响腐乳成熟的时间,如果腐乳成熟的时间延长,则可能的原因是__________________________

3)在腐乳制作和纤维素分解菌分离的操作中,都涉及相关酶,例如腐乳制作中,豆腐中的脂肪被__________________________分解成甘油和脂肪酸,纤维素分解菌产生的纤维素酶包括__________________________,其中的__________________________可以把纤维二糖分解成葡萄糖。

 

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已知某动物的性别决定方式为XY型,该动物的有尾与无尾由基因Aa控制,每次无尾动物随机交配,子代雌雄都有1/3有尾,2/3无尾;体色由基因D(橙色)、d(黑色)控制,每次橙色雄性与黑色雌性杂交,子代雌性均为橙黑相间,雄性均为黑色。现将一只雄性M与多只有尾黑色雌性交配,发现F1雌性毛色均为橙黑相间且约1/2有尾。回答下列问题。

1)该动物尾的有无和体色这两对相对性状中,属于伴性遗传的是___________。同时考虑尾的有无和体色两对相对性状,该动物共有__________种基因型。

2)亲本雄性M的基因型为____________F1中雄性动物的表现型及比例为_________

3F1雌雄动物随机交配得F2,若F2雌雄动物再随机交配,则F3中有尾橙色雌性动物所占的比例为___________F3中无尾黑色动物所占的比例为_______

4)如果F1出现一只性染色体组成为XXY的橙黑相间雄性动物,则该橙黑相间雄性动物产生的原因最可能是________________

 

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生态系统服务是指通过生态系统的结构、运行过程和功能直接或间接得到的生命支持产品和服务,其价值评估是生态环境保护、生态功能区划、环境经济核算和生态补偿决策的重要依据和基础。如图1表示8种生态系统的单位面积服务价值。回答下列问题。

1)湿地生态系统生物多样性的间接价值体现在_________(举出一例)方面的作用。

2)图1中自我调节能力最弱的生态系统是_________________,原因是该生态系统___________

3)海洋生态系统中不同水层分布着不同的植物,这属于群落的_____________结构,决定这一结构的主要环境因素是____________________

4)在某草地生态系统中有ABCD 4种生物,在物质循环中二氧化碳通过生物A进入生物群落, ACD均有流向生物B的物质,生物C和生物D的关系如图2所示且其中一种以A为食,请在图3中补充完整该生态系统中关于这4种生物的能量流动过程_________________________

 

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从低等无脊椎动物到高等哺乳动物都具有习惯化的学习行为。所谓习惯化是指当反复多次给予动物同一刺激时,动物体产生行为反应的强度逐渐减弱,最后甚至不出现反应。当以弱强度的刺激施加于海兔的喷水管时,海兔的鳃很快缩入外套腔内,这就是海兔的缩鳃反射,相当于脊椎动物的防御反应,具体神经环路如图1所示。如果每间隔1 min重复这种弱强度刺激,缩鳃反射会逐渐减弱,最终出现习惯化。回答下列问题:

1)结合图1所示,海兔缩鳃反射的完成至少需要_____个神经元的参与,其效应器是_______________

2)在图1b点给予一个适宜刺激后,可在d点检测到电位变化,但在a点检测不到电位变化,其原因是________________________

3)结合图2分析习惯化的机制可能是_________________________

4)动物生存的环境中存在很多信息刺激,有些刺激对其不一定是有意义的。从该角度分析,习惯化对动物生存的生物学意义是___________________________________

5)当给予海兔的尾一个强刺激时,会使习惯化的缩鳃反射部分恢复到原来的反应幅度,这个过程称为去习惯化,具体神经环路如图3所示,与图1相比可知,去习惯化的形成与新突触的建立有关,新增加的突触有_________个。

 

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马缨丹是一种外来入侵物种,原产于美洲热带地区,原产地温度较高,入侵我国后大量繁殖。研究人员通过模拟其原产地的温度探究马缨丹入侵我国后的适应性机制,结果表明,将生长在较高温度下的马缨丹进行适当降温处理后,叶片中的细胞分裂素(CTK)含量增高,叶片气孔导度(气孔开放程度)增大。请回答下列问题。

1)在原产地,由于温度较高,白天马缨丹叶片中的部分气孔会关闭,其作用是___________________

2)欲探究低温处理的马缨丹叶片中光合色素的种类是否改变,可用________________提取叶片中的光合色素,然后利用纸层析法分离色素并比较对照组和实验组的________________。该探究实验中实验组是____________(填“低温”或“较高温”)处理的马缨丹叶片。

3)有研究表明:与温度较高时相比,适当降温后马缨丹叶片气孔导度增大不是由适当降温直接引起的,而是由CTK引起的。请利用生理状况相同的马缨丹CTK缺失突变体(不能合成CTK)植株、CTK溶液、气孔导度测定仪,设计实验来验证这一结论,要求简要写出实验思路及预期结果。

实验思路:_______________________

预期结果:______________________

 

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