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2020年3月,科研人员研制的重组新冠疫苗启动临床试验,mRNA疫苗的灵长类动物...

20203月,科研人员研制的重组新冠疫苗启动临床试验,mRNA疫苗的灵长类动物毒理和药效预实验已启动。回答下列问题:

1)研究发现,新型冠状病毒粒子表面有S蛋白,可与人体细胞表面的血管紧张素转化酶2结合,从而入侵人体细胞。重组疫苗是利用改造后的腺病毒和__________拼装得到的腺病毒载体疫苗。疫苗注射入人体后,免疫系统会识别出病毒抗原,产生抗病毒免疫反应。腺病毒作为运载体受到了科学家的青睐,理由是__________________________(写出两点)。计划免疫是否成功,可以检测免疫个体的血浆中是否存在__________

2mRNA疫苗瞄准的突破口也是S蛋白,开发mRNA疫苗不需要扩增病毒,关键步骤是在体外合成一种能翻译成特定蛋白质的mRNA,人工合成mRNA的前提条件是__________。当mRNA疫苗进入机体细胞,会在宿主细胞的__________(填细胞器)上合成S蛋白,从而刺激机体产生免疫应答。

3)一般情况下,间隔一定时间连续注射3针疫苗会有更好的免疫效果,主要原因是体内产生的__________数量增多;当同种抗原再次入侵时,人体会发生二次免疫,其特点是__________,免疫预防作用更强。

4)如果要利用单克隆抗体治疗相关病毒的感染性疾病,请提出相关的治疗思路:_________________________

 

新型冠状病毒的S蛋白编码基因 有多个限制酶切割位点;能在宿主细胞内稳定存在并大量复制;有标记基因;对受体细胞无毒害作用(写两点即可) S蛋白抗体 核苷酸序列已知 核糖体 记忆细胞 短时间内迅速产生大量的抗体和记忆细胞 将相关抗病毒药物与单克隆抗体结合制成靶向药物,给患者注射 【解析】 基因工程的运载体有:常用的运载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒,作为运载体需要具有多个限制酶切割位点;能在宿主细胞内稳定存在并大量复制;有标记基因;对受体细胞无毒害作用等特点。 单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备,杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上,将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能产生抗体,又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群,可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。单克隆抗体具有纯度高、特异性强、能够大量制备的特点。 二次免疫:记忆细胞可以在抗原消失后很长时间内保持对这种抗原的记忆,当再接触这种抗原时,能迅速增殖、分化,快速产生大量的抗体,故二次免疫反应快而且强烈。 (1)重组疫苗的制备原理是利用腺病毒的低毒能感染脊椎动物的能力,并结合新型冠状病毒的S蛋白基因,病毒携带S蛋白基因进入机体以后,利用人体细胞合成S蛋白,从而激活机体的免疫反应,并产生相应的抗体,抗体的产生意味着疫苗的使用是成功的。腺病毒作为载体具备载体的相关条件:如有多个限制酶切割位点;能在宿主细胞内稳定存在并大量复制;有标记基因;对受体细胞无毒害作用。 (2)人工合成mRNA的前提条件是要知道mRNA的核苷酸序列,然后再进行人工合成,当合成的mRNA进入机体后,在人体细胞的核糖体上进行翻译,合成相应的抗原,从而激活机体的免疫应答。 (3)间隔一定时间连续注射3针会有更好的免疫效果,主要原因是经过多次刺激后,机体免疫系统会产生更多的记忆细胞,由于记忆细胞的存在,使得二次免疫过程能在短时间内迅速产生大量的抗体和记忆细胞,从而产生更强的免疫反应,进而达到预防的目的。 (4)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特性,利用该特性可将相关抗病毒药物与单克隆抗体结合制成靶向药物给患者注射,从而达到精准治疗,进而提高了治疗的有效性。
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酸奶中含有双歧杆菌,双歧杆菌是一种重要的肠道有益微生物,具有生物屏障、促进营养吸收、抗肿瘤、增强免疫力、改善胃肠道功能、抗衰老等多种重要的生理功能。某学习小组在课余时间做了培养双歧杆菌和制作酸奶的实验。回答下列问题:

1)制备固体培养基的步骤为计算称量溶化__________倒平板。在倒平板的过程中,如果将培养基溅在皿盖和皿底之间的部位,这个平板就不能用来培养微生物,原因是__________

2)对培养基上接种的双歧杆菌计数应该采用的接种方法是__________。利用该方法进行计数时,得到的数值往往比真实值偏__________(填“大”或“小”),导致此结果的原因是__________。培养基上接种双歧杆菌后,还要用空白培养基做对照,目的是__________

3)学习小组筛选出合适的双歧杆菌用于制作酸奶,为了防止其他杂菌污染,在牛奶中加入了抗生素,结果在制作酸奶时没有成功,原因是__________

4)在制作酸奶过程中,除了要对培养装置提供适宜的温度外,还要对盛有牛奶的装置加盖密封,由此可以得出双歧杆菌属于__________(填“好氧”“厌氧”或“兼性厌氧”)菌。

 

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某昆虫性别决定方式为ZW型,背部红斑纹和黄斑纹是一对相对性状,由等位基因Aa控制。某生物兴趣小组为研究这对相对性状的遗传方式,进行了如下表所示的实验。回答下列问题:

亲体

F1性状及比例

雌性

雄性

红斑纹(×黄斑纹(

红斑纹:黄斑纹=1:1

红斑纹:黄斑纹=1:1

 

1)根据该实验结果,__________(填“能”或“不能”)判断性状的显隐性。

2)现利用F1雌雄个体为材料,设计杂交实验来判断这对性状的显隐性关系以及Aa这对等位基因所在的染色体(要求写出具体性状分离比,包括性别,不考虑伴ZW同源区段遗传)。

①实验思路:__________________________________________________

②结果预测:若F2表现型及比例为__________________________,则证明红斑纹为显性、黄斑纹为隐性且基因位于常染色体上。若F2表现型及比例为_________________________,则证明红斑纹为显性、黄斑纹为隐性且基因位于Z染色体上。

 

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新型冠状病毒最初侵染人体时,人体的免疫系统可以摧毁大多数病毒。回答下列问题:

1)人体的免疫系统是由__________组成的。

2)随着新型冠状病毒在人体内的增殖,患者出现咳嗽、发烧等症状,某患者持续38℃高烧,此时机体的产热量__________(填大于”“等于小于)散热量,这有利于吞噬细胞和杀菌物质等转移到炎症区,抵御病原体的攻击。若患者服用退烧药,机体可以通过____________________等生理途径来增加散热,使体温恢复正常。

3)在隔离治疗期间,医生建议患者多喝水,从而增强机体的新陈代谢。患者大量饮水后,__________渗透压下降,__________释放的抗利尿激素__________(填增多”“减少不变),引起肾小管和集合管对水的重吸收__________(填增强减弱),有利于排出代谢废物。机体的水平衡调节过程属于__________调节。

 

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2020年初,国外部分国家出现了严重的蝗灾。我国要密切监测沙漠蝗的变化动态,在其可能的迁飞路径上布置监测点,做好边境地区的沙漠蝗监控工作。回答以下问题:

1)决定沙漠蝗种群数量变化的直接因素是__________

2)过度放牧导致草原退化,生物种类减少,草原生态系统的__________能力降低,为蝗虫繁殖提供了条件。

3)禁止乱捕滥杀鸟类,充分利用天敌在控制蝗虫上的作用,这属于__________防治,也可以使用化学药物进行紧急防治,在使用化学药物进行防治后,会留下一部分未消灭掉的蝗虫,可作为鸟类的食物,保证鸟类生存。使用化学药物的缺点为__________

4)跳蝻为蝗虫的幼虫,在调查跳蝻的种群密度时,经常采用__________法。

5)采取休牧、轮牧、禁牧以及退耕还林等措施,调整草原畜牧业的产业结构,建立科学的放牧程序,保持草原生态平衡才能促进畜牧业的健康稳定发展。从能量流动角度分析,合理放牧的意义是__________

 

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戊二醛是一种新型的广谱、高效消毒剂,具有去除藻类的功能,经常应用于水族箱藻类的清除。某学习小组为了探究戊二醛对大水榕和香蕉草光合作用的影响进行了如下实验。回答下列问题:

1)选取多株生长良好、形态和鲜重相同的大水榕平均分成5组,分别栽种在5个水族箱中,编号为ABCDE;另选取多株生长良好、形态大小和鲜重相同的香蕉草平均分成5组,栽种在另外的5个水族箱中,编号为abcde。在ABCDabcd中分别加入浓度为151050mg·L-1的戊二醛溶液2mL,在Ee中加入________,每组用39W水草灯照射12h,处理1357d后分别取样进行叶绿素含量分析,结果如图所示。

 

据图一分析,该实验的自变量为________。戊二醛浓度为________时,对大水榕叶绿素含量几乎无影响。

2)据图二分析,在戊二醛浓度为1mg·L-1时,经过________d的培养,香蕉草的叶绿素含量与对照组比较有明显差异。经50mg·L-1的戊二醛处理7d后,大水榕和香蕉草固定二氧化碳的能力下降,原因是________________

3)图三和图四分别为不同浓度戊二醛对两种植物光合作用的影响,用培养液中溶解氧的变化规律反应沉水植物光合作用的强弱。据图分析,戊二醛对________光合作用的影响更大。研究数据显示,当戊二醛浓度为50mg·L-1时,在2h内,大水榕培养液中溶解氧的增加量只有对照组的78%,而香蕉草培养液中溶解氧的增加量仅为对照组的20%。从生物的内因考虑,香蕉草光合作用强度低的原因除叶绿素含量下降外,还可能有__________

 

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