鸸鹋油提取自澳洲动物鸸鹋(一种当地常见鸟类)的背部脂肪,具有很多用途,如促进伤口愈合,缓解关节炎等,也常与一些抗菌成分混合制成抗菌药物,近年来受到研究人员的关注。
(1)随着抗菌药物被广泛使用,病原菌的抗药性基因频率发生 (填“定向”或“不定向”)改变,人们迫切希望发现新结构的抗菌化合物。
(2)前期研究发现鸸鹋油的水溶性较差,所以不能在 培养基上出现清晰的抑菌圈,故将鸸鹋油与乙醇和Tween80(一种乳化剂)混合均匀制成乳液。为确定鸸鹋油的最小抑菌浓度(MIC),研究人员进行了以下实验:
①将大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌分别 到LB培养基中,在37℃摇床条件下培养。摇床振荡培养的原因是 。
②一段时间后将上述培养基稀释为一定浓度的菌悬液,加入不同稀释浓度的鸸鹋油乳液并振荡混匀,培养20h后测定菌体的存活状况,结果如下表。
鸸鹋油浓度/% | 菌体生长情况 | ||
大肠杆菌 | 金黄色葡萄球菌 | 沙门氏菌 | |
0 | + | + | + |
0.00156 | + | + | + |
0.00313 | + | + | + |
0.00625 | - | + | + |
0.0125 | - | - | + |
0.025 | - | - | + |
0.05 | - | - | + |
注:“+”表示有菌生长:“-”表示无菌生长。
上述结果显示: 。
(3)常见抗菌药物青霉素的抗菌机理是抑制细菌细胞壁的合成。有人提出鸸鹋油可增大菌体细胞膜的通透性。已知多数细菌体内存在β—半乳糖苷酶,可催化乳糖水解生成 和半乳糖,邻硝基酚一β半乳糖苷(ONPG)是一种乳糖类似物,可进入菌体,被β—半乳糖苷酶水解为邻硝基苯酚(一种黄色物质)。分光光度计可定量检测溶液中某种物质的含量。
为确定鸸鹋油能否增大菌体细胞膜通透性,请你根据上述原理写出实验思路。
(1)定向
(2)固体
①接种供氧、目的菌与营养物质充分接触
②大肠杆菌对鸸鹋油较为敏感,最小抑菌浓度约为0.00625%,对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度约为0.0125%,并且鸸鹋油对沙门氏菌没有表现出抑菌性
(3)葡萄糖
将大肠杆菌(或其他细菌)置于培养液中培养一段时间,再加入ONPG和一定浓度(≥MIC)的鸸鹋油,对照组不加鸸鹋油。一段时间后利用分光光度计测量邻硝基苯酚的量,记录并比较。
类病斑突变体是一类在没有外界病原菌侵染情况下,局部组织自发形成坏死斑的突变体,坏死斑的产生基本不影响植株生长,反而会增强植株对病原菌抗性。
(1)将某野生型粳稻品种用甲基磺酸乙酯(EMS) 获得类病斑突变体,收获突变体种子,在温室内种植,随着叶片发育逐渐出现病斑直至布满叶片,收获种子,连续多年种植,其叶片均产生类病斑,表明该类病斑表型可以 。
(2)突变体与野生型植株 产生的F1植株表型均与野生型一致,且F2中野生型和突变型植株的比例符合3:1。表明突变体的类病斑表型受常染色体上的 控制。
(3)对F2群体中148个隐性单株和 进行序列分析,发现1号染色体上A基因的非模板链发生了单碱基突变,如下图所示,据此推测突变体出现类病斑的原因是: 。
(可能用到的密码子:AUG:起始密码子;CAA:谷氨酰胺;GAA:谷氨酸;CUU:亮氨酸:UAA:终止密码子:AUU:异亮氨酸)
(4)进一步实验发现,与野生型相比,类病斑突变体对稻瘟病和白叶枯病的抗性均有所提高。提取细胞中的总RNA,在 酶的作用下合成cDNA,然后以防御反应相关基因P1,P2,P3的特有序列作 进行定量PCR,检测这三种基因的表达量,结果如下图所示。推测突变体抗性提高的原因是 。
(1)诱变稳定遗传 正、反交1对隐性基因
(3)野生型植株
非模板链的G变为T,使密码子由GAA变为UAA,翻译提前终止,合成的多肽链变短。
(4)逆转录引物A基因的突变提高了防御基因的表达
阅读下面的材料,完成(1)~(4)题。
细胞疗法上市2周年了,它改变了癌症治疗吗?
2017年8月30日,美国食品药品管理局宣布由诺华公司制造的CAR-T疗法细胞治疗产品tisagenlecleucei正式获批上市,用于治疗25岁以下急性淋巴细胞白血病的复发性或难治性患者,由此CAR-T细胞治疗正式进入到人们的视线当中。目前CAR-T疗法上市已经超过了2周年,它对癌症的治疗产生了怎样的影响呢?CAR-T细胞的全称是:
英文 | 翻译 | 简写 |
Chimeric | 嵌合 | C |
Antigen | 抗原 | A |
Receptor | 受体 | R |
CAR-T细胞疗法是嵌合了抗原受体的T细胞疗法。因为癌细胞会表达和正常细胞不同的抗原,所以在实验室里制备可结合这些抗原的受体,让它在T细胞中表达,从而可以直接找到癌细胞并进行杀灭。相当于给T细胞加了一个可以定向导航追踪癌细胞的GPS。
当然在这个过程中,除了需要找到癌细胞的特征信息并传递到T细胞内让它可以识别肿瘤细胞,我们还需要在体外对改造后的T细胞进行培养,使其达到足够的数量,再将其回输到患者体内进行治疗。这就是CAR-T细胞疗法的整个过程。
截止到目前,全球范围内获批的2款CAR-T细胞治疗产品治疗的癌症都属于血液瘤范畴,指的是血液细胞发生癌变引起的肿瘤。最新的研究结果显示:在B细胞急性淋巴瘤患者中,很多患者在接受单次细胞治疗回输后便获得了长期有效的持续缓解:在接受治疗后,总体有60%-93%的患者获得了完全缓解。而传统疗法在血液瘤中仅有不到50%的缓解率。
然而这些并不是CAR-T细胞疗法的最终归宿。血液肿瘤只占恶性肿瘤中的很小一部分,目前对成年人健康危害最大的还是肺癌、胃癌等实体肿瘤。由贝勒医学院主导的一项针对神经母细胞瘤的治疗中,有27%的患者得到了完全缓解;另一项在肝癌、胰腺癌和结直肠癌中的研究中,肿瘤缩小的患者达到了13%,这表明CAR-T细胞疗法在实体肿瘤治疗中也有一定的作用,但仍需要进一步的优化。
相对于血液肿瘤而言,实体肿瘤中CAR-T细胞疗法需要解决的难题主要有:实体瘤特异性靶点数量有限、CAR-T细胞无法有效浸润到实体瘤中、CAR-T细胞的持久性不足等。
(1)CAR-T细胞与人体中原有的T细胞相比,其优越性在于。
(2)CAR-T细胞的制备离不开转基因技术,请简要说出制备CAR-T细胞的基本技术流程。
(3)对CAR-T细胞进行体外培养,能否直接用动物细胞培养的方法?请说出理由。
(4)根据文中所提到的实体肿瘤治疗效果差的原因,请你提出一条改进措施。
(1)CAR-T细胞可以表达癌细胞抗原的受体,可以直接找到癌细胞并进行杀灭
(2)采用逆转录病毒载体将能合成特定受体的基因片段插入T细胞基因组中,使之表达出相应受体。
(3)不能,CAR-T细胞属于已分化的细胞,不能继续分裂增殖。
(4)寻找在多种实体瘤中高表达的特异性抗原;
开发用于促进CAR-T细胞在体内扩增的RNA疫苗(答案合理给分)
生物体的大部分细胞都可分泌外泌体,它是内含生物大分子的小膜泡,研究人员发现胰腺癌细胞的扩散转移与外泌体相关。为了给胰腺癌的综合治疗提供方向和思路,科学家进行了相关的研究。
(1)请写出题干中未提到的癌细胞的两个特点。
(2)肿瘤内部处于低氧条件下的胰腺癌细胞会分泌外泌体,内含一段小分子RNA(称为miR-650),外泌体可将miR-650传递给周围常氧条件下胰腺癌细胞N。miR-650可与细胞N中某些mRNA结合,从而导致mRNA被降解或其 过程被抑制。
(3)研究人员进行了划痕实验,证明细胞N的迁移是由外泌体中的miR-650引起的。具体做法:将细胞N与外泌体混合培养至细胞刚刚长满培养板时,在培养板上均匀划两条直线。划线后,用培养液洗去两线之间的细胞并在显微镜下拍照;然后放入培养箱中继续培养24小时后,取出培养板在同一位置拍照,对比细胞的迁移情况,结果见下图。请写出该实验应设置的另一组及其结果。
(4)目前已知的细胞缺氧调控机制是:缺氧情况下,细胞中的HIF-1α(低氧诱导因子)会进入细胞核激活缺氧调节基因。这一基因能进一步激活多种基因的表达,引起系列反应,如:促进氧气的供给与传输、促进细胞的转移等。而正常氧条件时,HIF-1α会与VHL蛋白结合,最终被蛋白酶体降解。具体机制如下图所示。
研究发现,与低氧胰腺癌外泌体混合培养后的常氧胰腺癌细胞N中HIF-1α水平明显升高。请结合上述研究,推测低氧胰腺癌细胞促进其周围的常氧胰腺癌细胞N转移的机理。
(1)无限增殖、细胞形态结构改变(2)翻译
(3)对照组处理:敲除外泌体A中miR-650,与胰腺癌细胞N混合培养至细胞刚刚长满培养板,随后进行划痕实验。
预期结果:24h后无细胞区域的宽度与0h差别不大
(4)低氧条件下的胰腺癌细胞外泌体A的miR-650进入周围常氧胰腺癌细胞N中,与VHL基因mRNA的部分序列结合,抑制VHL的表达,解除了VHL对HIF-1α的降解作用,HIF-1α含量升高,激活低氧信号通路,促进N的转移。
抑郁症是一种情感性精神障碍疾病,患者某些脑神经元兴奋性下降。近年来医学研究表明,抑郁症与单胺类神经递质传递兴奋的功能下降相关。下图表示正在传递兴奋的突触结构局部放大示意图,请据图回答问题。
(1)①表示 ,细胞X释放神经递质的方式是 。
(2)蛋白M是Y细胞膜上的一种 ,若图中的神经递质与蛋白M结合,会导致细胞Y兴奋,比较结合前后细胞Y的膜内浓度变化和电位的变化: 。
(3)单胺氧化酶是单胺类神经递质的降解酶。单胺氧化酶抑制剂(MAOID)是目前一种常用抗抑郁药。据图分析,该药物能改善抑郁症状的原因是: 。
(4)根据上述资料及突触的相关知识,下列药物开发思路中,也能改善抑郁症状的有 。
A.促进突触小泡释放神经递质
B.阻止神经递质与蛋白M结合
C.促进兴奋传导到脊髓产生愉悦感
D.降低突触后神经元的静息膜电位绝对值
(1)突触前膜胞吐
(2)受体 膜内Na+浓度由低变高,膜内电位由负变正
(3)MAOID能抑制单胺氧化酶活性,阻止脑内单胺类神经递质降解,提高了突触后神经元的兴奋性,起抗抑郁作用
(4)AD
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