干扰素是人或动物细胞受到病原微生物的诱导刺激后产生的蛋白质,它作用于邻近的细胞,能使之产生一类能干扰和抑制病原微生物的复制,使自身免受伤害的蛋白质。干扰素不具有特异性,能用于病毒性疾病及恶性肿瘤的治疗。干扰素过去只能从人的血液中提取,每30万毫升人血才能提取1毫克,因而价格十分昂贵。科学家们把能产生干扰素的基因用特殊的“剪刀”——限制性核酸内切酶将其剪下,插到适当的载体上,再将这种重组体导人大肠杆菌或酵母菌,进行培养后就可以获得大量与人细胞所产生的一样的干扰素。利用这种基因工程的方法生产干扰素,每千克微生物培养物可得到20~40 mg。价格可望下降到只有原来的 1/150。如下图所示:
据以上叙述,结合你学过的生物知识,回答下列问题:
(1)下列有关干扰素的叙述,不正确的是
A.干扰素不能直接对病原微生物起到作用 |
B.由于干扰素不具有特异性,故能治疗所有恶性肿瘤 |
C.产生干扰素的细胞是被病原微生物侵过的细胞 |
D.人及其他动物能产生干扰素来保护邻近细胞的事实说明了生物体是一个统一的整体 |
(2)文中所指的“载体”名称是 ,由 提供。
(3)医学上干扰素一般制成 (针剂、口服的药丸),保存的条件是 ,其理由是
(4)知道了干扰素的氨基酸排列顺序,也可以人工合成干扰素基因,简述其合成原理
。
(5)大肠杆菌等微生物是基因工程最早的突破口和最常用的实验材料,这是因为:
①大肠杆菌结构 ,容易从体内取出和导入。
②大肠杆菌繁殖 ,产量大,成本低。
(6)图中的大肠杆菌b不同于大肠杆菌a,这种变异属于可遗传变异类型中的 。
科学家利用基因工程技术成功地将人的胰岛素基因导入大肠杆菌体内,生产出入的胰岛素。在该过程中用质粒作为运载体,已知质粒上含有抗氨苄青霉素(简称氨苄)和抗四环素的基因(位于不同区段),目的基因与质粒的结合位点刚好位于抗氨苄青霉素基因结构内,且受体大肠杆菌体内不含质粒,也不含质粒上的抗药基因。导入完成后,实际上在得到的大肠杆菌中,有的根本没有导入质粒,有的导入的是普通质粒,只有少数导入的是重组质粒。
某科研机构想从培养基上筛选出含重组质粒的大肠杆菌(即“目的菌种”),他们设计了如下实验方案:
第一步:将得到的大肠杆菌接种在含 的培养基上,筛选出含有质粒的大肠杆菌。
第二步:为选出“目的菌种”,将第一步筛选出的大肠杆菌用“影印法”分离。
(1)采用涂布平板法,将第一步筛选的大肠杆菌以合适的稀释度涂布到含 质粒的大肠杆菌和含 质粒的大肠杆菌都能生长的培养基上,经培养后形成单菌落,如图B所示。
(2)通过一消毒的“印章”(如图A所示),将培养基上的菌落分别按原位印到下图所示的非选择培养基 和选择培养基 上(顺序不能颠倒,C培养基成分与B相同,D上含有氨苄青霉素)。
(3)培养后对照观察C、D培养基上的单菌落。
(4)在C培养基上挑取D培养基上 的位置上的单菌落,从而获得含重组质粒的大肠杆菌,即“目的菌种”。
(5)实验结束后,使用过的培养基应该进行灭菌处理后才能倒掉,这样做的目的是 。
(1)培养基中含有的蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了__ __和__ ____。除此之外,培养基还必须含有的基本成分是__ ___和__ ____。
(2)对培养基进行灭菌,应该采用的方法是___ ____。
(3)为了尽快观察到细菌培养的实验结果,应将接种了湖水样品的平板置于__ ____中培养,培养的温度设定在37℃。要使该实验所得结果可靠,还应该同时在另一平板上
接种___ ___作为对照进行实验。
(4)培养20小时后,观察到平板上有形态和颜色不同的菌落,这说明湖水样品中
有_____种细菌。一般说来,菌落总数越多,湖水遭受细菌污染的程度越_______。
(5)如果提高培养基中NaCl的浓度,可以用于筛选耐_______细菌,这种培养基被
称为_____________。
发酵工程在工业生产上得到广泛应用,其生产流程如下图所示。结合赖氨酸或谷氨酸的生产实际,回答相关问题。
(1)人工控制微生物代谢的措施包括 和 。目前采用① 已经选育出不能合成高丝氨酸脱氢酶的 新菌种。
(2)在发酵过程中,产物源源不断地产生。这说明赖氨酸或谷氨酸的生产采用了 的发酵方式。在生产过程中,由于赖氨酸或谷氨酸的发酵菌种为 ,常需增加通氧量。当发酵生产的产品是代谢产物时,还要采用② 等分离提纯的方法进行提取。
1)下图为某细菌的生长曲线及A、B两种代谢产物积累曲线。
请据图回答问题:
①A产物合成始于细菌生长曲线的 期,属于 代谢产物。
②B产物的积累量在细菌生长曲线的 期最大。
(2)绝大多数微生物最适生长温度为25~37℃。为了探究培养温度对谷氨酸棒状杆菌代谢产物(谷氨酸)合成量的影响,设计如下实验。在实验中有4处错误,分别标以①、②、③、④,请依次分析错误原因。
第一步:设定培养温度为
第二步:将菌种接种到灭菌后的液体培养基中,分别在设业的温度条件下
第三步:在定时取样,分别测定谷氨酸合成量,记录结果并绘制曲线。
实验结果预测及结论:若在30℃培养条件下,谷氨酸合成量最大,则认为,。
① 。
② 。
③ 。
④ 。
氯苯化合物是重要的有机化工原料,因其不易降解,会污染环境。某研究小组依照下列实验方案(图1)筛选出能高效降解捸苯的微生物SP1菌。培养基配方如表1。
(1)配制Ⅱ号固体培养基时,除添加Ⅱ号液体培养基成分外,还应添加1%的______。
(2)培养基配制时,灭菌与调pH的先后顺序是__________________。
(3)从用途上来说,Ⅰ号培养基和Ⅱ号培养基分别属于_______________培养基和________培养基。在Ⅱ号培养基中,为SP1菌提供氮源的成分是____。
(4)在营养缺乏或环境恶劣时,SP1的菌体变成一个圆形的休眠体,这种休眠体被称为_________。
(5)将SP1菌接种在含不同浓度氯苯的Ⅲ号培养液中培养,得到生长曲线(如图2)。从图2可知,SP1菌在____________培养条件下最早停止生长,其原因是__________。
2004年12月12日,我国首次开展艾滋病疫苗临床研究,有8名志愿者接种了艾滋病疫苗(或安慰剂),标志着我国在这一研究领域已与国际同步。据广西疾病预防控制中心副主任陈杰介绍,这次他们从18岁到50岁非感染健康人群中选择49名志愿者接受长期临床研究,分8批进行,采取双盲对照、随机分组的方法。请回答:
⑴艾滋病是由HIV引起的,HIV的中文名称是_______。HIV能够攻击人体的____系统,使________细胞大量死亡。
⑵HIV和人的关系是_____________________。
⑶你认为安慰剂和艾滋病疫苗的区别是______________________________。
为什么不对所有志愿者均接种艾滋病疫苗?______________________________。
⑷由于采用双盲对照,所以无论是开展临床研究的医生,还是志愿者本人,均不知道其注射的针剂是疫苗还是安慰剂。假设实验结束时发现,由于疏忽,某志愿者无接种试剂编号记录(其他志愿者的结果表明,该疫苗有效),如何确定该志愿者接种的是疫苗还是安慰剂?其方法是检测其血清中是否存在__________________。
⑸8名志愿者接种后,为何还要进行多批接种?______________________________。
⑹研究表明,受艾滋病病毒感染者的细胞中存在逆转录酶,说明艾滋病病毒的遗传物质是_______,从遗传物质分析,研制艾滋病疫苗困难的主要原因是_____________。
材料:饲料原料中的磷元素有相当一部分存在于植酸中,猪、禽等动物由于缺乏有关酶,无法有效利用植酸,造成磷源浪费,而且植酸随粪便排除后易造成环境有机磷污染。植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸,因此成为目前重要的饲料添加剂之一。
(1)饲料加工过程温度较高,要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时,首先必须了解植酸酶的 ,然后改变植酸酶的 ,从而得到新的植酸酶。
(2)培育转植酸梅基因的大豆,可提高其作为饲料原料磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是 。请简述获得转基因植株的完整过程。
(3)为了提高猪对饲料中磷的利用率,科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过 转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期可通过方法,从而一次得到多个转基因猪个体。
(4)若这些转基因因动、植物进入生态环境中,对生态环境有何影响?
利用微生物分解玉米淀粉生产糖浆,具有广阔的应用前景。但现有野生菌株对淀粉的转化效率低,某同学尝试对其进行改造,以获得高效菌株。
(1)实验步骤:
①配置(固体、半固体、液体)培养基,该培养基的碳源应为。
②将接入已灭菌的培养基平板上。
③立即用适当剂量的紫外线照射,其目的是。
④菌落形成后,加入碘液,观察菌落周围培养基的颜色变化和变化范围的大小。周围出现_现象的菌落即为初选菌落,经分离、纯化后即可达到实验目的。
(2)若已得到二株变异菌株I和II,其淀粉转化率较高,经测定菌株I淀粉酶的催化活性高,菌株II的淀粉酶蛋白含量高,经进一步研究发现,突变发生在淀粉酶基因的编码区或非编码区,可推测出菌株I的突变发生在区,菌株II的突变发生在区。