消癌平是乌骨藤提取物水溶液,临床上治疗胃癌已获良好疗效。欲进一步研究其对癌症的作用效果,某研究人员进行了以下实验。
实验材料:人胃癌细胞SGC-7901细胞株,96孔板,细胞培养液,50mg/mL的消癌平、生理盐水,CO2培养箱,MTT作用液(一种检测细胞存活和生长的试剂)等
实验思路:
取对数生长的细胞,计数后配制成细胞悬液,随后加入96孔板,置于37℃CO2培养箱。将细胞悬液均分成6组,用生理盐水和药物(不同浓度的消癌平)作用7d,加MTT作用液,测OD值,计算药物对肿瘤细胞生长的抑制率。抑制率=(对照组OD540-加药组OD540)/对照组OD540×100%。回答下列问题:
(1)癌细胞增殖情况的判定可通过细胞计数,常采用血细胞计数法,若本实验用的对数生长期细胞数量要达到5×106个/mL,则采用25(中)×16(小)规格,每小格高度0.10mm,面积1/100mm2的计数板,计数总数需达____________ 个癌细胞;此外癌细胞标志分泌物的检查,也是临床常用方法。本实验中可取经培养后的癌细胞悬液,进行___________ 来检测。
(2)请设计实验结果记录表___________ 。
(3)分析与讨论:
①用流式细胞仪检测消癌平针剂对人胃癌(SGC-7901)细胞的作用机理如下图,则抑制作用在细胞周期___________ 时期,关于抑制作用方式,请你提出合理的假设____________________ 。
②若采用体内试验的方法研究消癌平对人胃癌细胞治疗作用,在将人胃癌(SGC-7901)细胞制备成的细胞凝块接种到小鼠体内时,应对小鼠作____________ 处理。
③为了更全面地了解消癌平对癌细胞的治疗效果,还可以从____________ 方面开展研究。(请答出2点)
实验材料:人胃癌细胞SGC-7901细胞株,96孔板,细胞培养液,50mg/mL的消癌平、生理盐水,CO2培养箱,MTT作用液(一种检测细胞存活和生长的试剂)等
实验思路:
取对数生长的细胞,计数后配制成细胞悬液,随后加入96孔板,置于37℃CO2培养箱。将细胞悬液均分成6组,用生理盐水和药物(不同浓度的消癌平)作用7d,加MTT作用液,测OD值,计算药物对肿瘤细胞生长的抑制率。抑制率=(对照组OD540-加药组OD540)/对照组OD540×100%。回答下列问题:
(1)癌细胞增殖情况的判定可通过细胞计数,常采用血细胞计数法,若本实验用的对数生长期细胞数量要达到5×106个/mL,则采用25(中)×16(小)规格,每小格高度0.10mm,面积1/100mm2的计数板,计数总数需达
(2)请设计实验结果记录表
(3)分析与讨论:
①用流式细胞仪检测消癌平针剂对人胃癌(SGC-7901)细胞的作用机理如下图,则抑制作用在细胞周期
②若采用体内试验的方法研究消癌平对人胃癌细胞治疗作用,在将人胃癌(SGC-7901)细胞制备成的细胞凝块接种到小鼠体内时,应对小鼠作
③为了更全面地了解消癌平对癌细胞的治疗效果,还可以从
更新时间:2020-06-18 16:38:26
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【推荐1】利用生物工程生产宫颈癌疫苗
人乳头瘤病毒(HPV)是一类DNA病毒,持续感染高危型HPV可能引发宫颈癌。感染HPV后,人体内发生的部分生理过程如图1所示,其中,Ⅰ~Ⅳ表示免疫细胞;L1为HPV病毒表面抗原,E6和E7皆为HPV病毒内部蛋白;p53蛋白和pRb蛋白皆为抑癌蛋白。
(1)人体感染HPV后,图1中细胞Ⅱ的功能是______ 。(多选)
A. 分泌免疫活性物质 B. 清除被病毒入侵的细胞I
C. 清除被病毒入侵的上皮细胞 D. 识别靶细胞抗原肽-MHC分子复合体
(2)图1中细胞Ⅲ参与的免疫应答属于______ 。(多选)
A. 非特异性免疫 B. 特异性免疫
C. 体液免疫 D. 细胞免疫
(3)据图1分析,长期感染高危型HPV诱发宫颈癌的原因可能是HPV的______ 。(多选)
A. E7蛋白降解pRb蛋白,促进上皮细胞DNA的复制
B. E7蛋白与pRb蛋白结合,促进上皮细胞由G1期进入S期
C. E6蛋白与p53蛋白结合,抑制上皮细胞DNA聚合酶的合成
D. E6蛋白激活p53蛋白,促进上皮细胞纺锤体相关蛋白的合成
注射HPV疫苗是预防宫颈癌的有效手段。制备预防型HPV疫苗的部分流程如图2所示,其中,Ⅰ~Ⅳ表示过程;kb表示1000碱基对;AbAr为真菌类抗生素(AbA)的抗性基因;α-半乳糖苷酶基因表达的酶蛋白可将一种无色化合物(X-α-gal)水解成蓝色产物;pMD上仅在α-半乳糖苷酶基因的两端存在BamHI和XhoI的酶切位点。
(4)据图2判断,基因工程生产预防型HPV疫苗所需要的工具酶有______ 。(编号选填)
① BamHI ② MboI ③ XhoI ④ DNA连接酶
(5)据图1、2推断,基因工程制备预防型HPV疫苗的目的基因是______ 。(编号选填)
① L1基因 ② E6基因 ③ E7基因 ④ MHC
(6)图2中过程Ⅳ所用的选择培养基需在通用液体培养基的基础上添加______ 。(编号选填)
① 琼脂 ② 生长因子 ③ 水
④ AbA ⑤ X-α-gal ⑥ 无机盐
(7)据图2判断,将______ (蓝色/白色)菌落中的pMD-HPV分子用过程Ⅱ中的限制性内切核酸酶完全酶切后,理论上凝胶电泳上出现的条带的长度为______ kb。
(8)为提高HPV疫苗对免疫系统的激活能力,据相关信息及已学知识推测,可采取的做法有______ 。(多选)
A. 利用定向进化技术获得新型抗原蛋白
B. 利用定点突变技术获得天然抗原蛋白
C. 避免接种期间使用免疫抑制剂类药物
D. 根据年龄、感染风险等制定接种方案
人乳头瘤病毒(HPV)是一类DNA病毒,持续感染高危型HPV可能引发宫颈癌。感染HPV后,人体内发生的部分生理过程如图1所示,其中,Ⅰ~Ⅳ表示免疫细胞;L1为HPV病毒表面抗原,E6和E7皆为HPV病毒内部蛋白;p53蛋白和pRb蛋白皆为抑癌蛋白。
(1)人体感染HPV后,图1中细胞Ⅱ的功能是
A. 分泌免疫活性物质 B. 清除被病毒入侵的细胞I
C. 清除被病毒入侵的上皮细胞 D. 识别靶细胞抗原肽-MHC分子复合体
(2)图1中细胞Ⅲ参与的免疫应答属于
A. 非特异性免疫 B. 特异性免疫
C. 体液免疫 D. 细胞免疫
(3)据图1分析,长期感染高危型HPV诱发宫颈癌的原因可能是HPV的
A. E7蛋白降解pRb蛋白,促进上皮细胞DNA的复制
B. E7蛋白与pRb蛋白结合,促进上皮细胞由G1期进入S期
C. E6蛋白与p53蛋白结合,抑制上皮细胞DNA聚合酶的合成
D. E6蛋白激活p53蛋白,促进上皮细胞纺锤体相关蛋白的合成
注射HPV疫苗是预防宫颈癌的有效手段。制备预防型HPV疫苗的部分流程如图2所示,其中,Ⅰ~Ⅳ表示过程;kb表示1000碱基对;AbAr为真菌类抗生素(AbA)的抗性基因;α-半乳糖苷酶基因表达的酶蛋白可将一种无色化合物(X-α-gal)水解成蓝色产物;pMD上仅在α-半乳糖苷酶基因的两端存在BamHI和XhoI的酶切位点。
(4)据图2判断,基因工程生产预防型HPV疫苗所需要的工具酶有
① BamHI ② MboI ③ XhoI ④ DNA连接酶
(5)据图1、2推断,基因工程制备预防型HPV疫苗的目的基因是
① L1基因 ② E6基因 ③ E7基因 ④ MHC
(6)图2中过程Ⅳ所用的选择培养基需在通用液体培养基的基础上添加
① 琼脂 ② 生长因子 ③ 水
④ AbA ⑤ X-α-gal ⑥ 无机盐
(7)据图2判断,将
(8)为提高HPV疫苗对免疫系统的激活能力,据相关信息及已学知识推测,可采取的做法有
A. 利用定向进化技术获得新型抗原蛋白
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D. 根据年龄、感染风险等制定接种方案
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【推荐2】细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的阶段,物质准备阶段又可分为G1期(为DNA复制作准备)、S期(DNA复制期)、G2期(为细胞分裂期做准备),细胞分裂期又叫M期。有丝分裂具有周期性,其连续变化的分子调控机制简化如图,图中细胞周期中的检控点是停止前一阶段事件而启动后一阶段事件的节点,类似于“关卡”,且MPF是通过G2检控点必需的蛋白质复合物。
(1)据图可知,细胞通过G2检控点,由G2期进入M期的分子调控机制是:______________ 。
(2)目前在人体细胞中发现并命名的部分CDK和周期蛋白的配对关系如下表:
如果把CDK与周期蛋白看作是“酶的激活剂”与酶的关系,则这里的“激活剂”是______________ 。CDK与周期蛋白的结合具有特异性,但据表可知,每种CDK可与多种周期蛋白结合并发挥调控功能,其原因可能是______________ 。
(3)某同学在课外阅读中发现:非洲爪蟾卵细胞的形成过程可划分为6个阶段,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V和VI期,第Ⅳ期的卵母细胞达到一定体积,停止生长,等待完成减数分裂。有科学家发现,此时若有孕酮(孕激素)的刺激作用,第Ⅳ期的卵母细胞会向V和VI期转化,并进入减数第一次分裂直至形成卵细胞。该同学思考提出了一个问题:孕酮能刺激卵母细胞完成减数分裂,是否与其调控卵母细胞中周期蛋白的合成有关?
现提供细胞培养的非洲爪蟾Ⅳ期卵母细胞、适宜浓度的孕酮、周期蛋白合成抑制剂等,请你设计实验探究本问题(写出实验思路并预期实验结果,周期蛋白合成抑制剂的使用方法不做要求)。
①实验思路:________________________________________________________ 。
②预期实验结果:____________________________________________________ 。
(1)据图可知,细胞通过G2检控点,由G2期进入M期的分子调控机制是:
(2)目前在人体细胞中发现并命名的部分CDK和周期蛋白的配对关系如下表:
CDK种类 | 可结合的周期蛋白 |
CDK1 | B1,B2,B3 |
CDK2 | D1,D2,D3,E |
(3)某同学在课外阅读中发现:非洲爪蟾卵细胞的形成过程可划分为6个阶段,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V和VI期,第Ⅳ期的卵母细胞达到一定体积,停止生长,等待完成减数分裂。有科学家发现,此时若有孕酮(孕激素)的刺激作用,第Ⅳ期的卵母细胞会向V和VI期转化,并进入减数第一次分裂直至形成卵细胞。该同学思考提出了一个问题:孕酮能刺激卵母细胞完成减数分裂,是否与其调控卵母细胞中周期蛋白的合成有关?
现提供细胞培养的非洲爪蟾Ⅳ期卵母细胞、适宜浓度的孕酮、周期蛋白合成抑制剂等,请你设计实验探究本问题(写出实验思路并预期实验结果,周期蛋白合成抑制剂的使用方法不做要求)。
①实验思路:
②预期实验结果:
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【推荐3】肝再生磷酸酶-3 (PRL-3)在多种类型肿瘤的生长和转移进程中发挥着重要作用。为探究PRL-3在结直肠癌发生发展过程中的作用,科研人员做了相关研究。
(1)科研人员提取 Hela 细胞的总 RNA,经___________ 过程获得 cDNA。以 cDNA 为模板经 PCR 扩增出 PRL-3 基因。将质粒载体和 PRL-3 基因用 EcoR1、Xbal 两种酶进行切割后用___________ 酶处理,获得重组 PRL-3 质粒。此过程中进行双酶切的目的是___________ 。
(2)将重组 PRL-3 质粒转入结直肠癌细胞系 SW620 细胞中,同时将___________ 作为对照,不做任何处理的 SW620 细胞作为空白对照,培养相同时间后检测三组细胞中的 PRL-3 蛋白的含量。若实验结果为___________ ,说明重组 PRL-3 质粒在 SW620 细胞成功表达。
(3)实验发现实验组的增殖能力明显强于空白对照组。进一步通过流式细胞术检测细胞周期情况,结果如图 1。 说明 PRL-3 通过___________ 促进细胞增殖中。
(4)miRNA 是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码 RNA, Dicer 是miRNA 产生过程中的关键酶。与正常组织相比,直肠癌组织内miRNA 的表达下降。为研究 PRL-3 与 miRNA 途径的相关性进行研究,结果如图 2。请阐述 PRL-3 在结直肠癌发生发展过程中的作用机理___________ 。
(1)科研人员提取 Hela 细胞的总 RNA,经
(2)将重组 PRL-3 质粒转入结直肠癌细胞系 SW620 细胞中,同时将
(3)实验发现实验组的增殖能力明显强于空白对照组。进一步通过流式细胞术检测细胞周期情况,结果如图 1。 说明 PRL-3 通过
(4)miRNA 是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码 RNA, Dicer 是miRNA 产生过程中的关键酶。与正常组织相比,直肠癌组织内miRNA 的表达下降。为研究 PRL-3 与 miRNA 途径的相关性进行研究,结果如图 2。请阐述 PRL-3 在结直肠癌发生发展过程中的作用机理
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【推荐1】请回答下列有关癌症及其治疗的问题:
(1)癌细胞的表面发生了变化,细胞膜上的糖蛋白等物质________ ,使得癌细胞彼此之间的________ 显著降低,容易在体内分散和转移。
(2)在细胞分化过程中,如果由于某种外界因素的作用,就有可能使________ 发生突变,从而使细胞分化停滞,转化为无限增殖的________ 细胞。
(3)放疗是利用射线如放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类X射线治疗或加速器产生的X射线、电子束、中子束、质子束及其他粒子束等照射患处,杀死癌细胞的一种方法。化疗时应用的烷化剂如二氯甲二乙胺能够与DNA分子发生反应,从而阻止参与DNA复制的酶与DNA的相互作用。此类药物作用于癌细胞周期的__________ 期。放疗与化疗两种治疗方法中,对患者全身正常细胞影响较小的是________ 。
(4)在适宜条件下,癌细胞能无限增殖。在体外培养10个癌细胞,36 h后,癌细胞数目达到160个,据此推测这种癌细胞的细胞周期为________ h。
(5)下列物质和因素中,属于致癌因素的有________ (填写字母代号)。
A.紫外线 B.甘油C.肝炎病毒 D.焦油E.葡萄糖 F.尼古丁G.丙酮酸 H.核辐射I.Rous瘤病毒 J.茶叶中的多元酚
(1)癌细胞的表面发生了变化,细胞膜上的糖蛋白等物质
(2)在细胞分化过程中,如果由于某种外界因素的作用,就有可能使
(3)放疗是利用射线如放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类X射线治疗或加速器产生的X射线、电子束、中子束、质子束及其他粒子束等照射患处,杀死癌细胞的一种方法。化疗时应用的烷化剂如二氯甲二乙胺能够与DNA分子发生反应,从而阻止参与DNA复制的酶与DNA的相互作用。此类药物作用于癌细胞周期的
(4)在适宜条件下,癌细胞能无限增殖。在体外培养10个癌细胞,36 h后,癌细胞数目达到160个,据此推测这种癌细胞的细胞周期为
(5)下列物质和因素中,属于致癌因素的有
A.紫外线 B.甘油C.肝炎病毒 D.焦油E.葡萄糖 F.尼古丁G.丙酮酸 H.核辐射I.Rous瘤病毒 J.茶叶中的多元酚
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【推荐2】在目前女性肿瘤中,宫颈癌是第二大恶性肿瘤,它的主要致病因素为人乳头瘤病毒(HPV)的感染。人乳头瘤病毒(HPV)是一种球形DNA病毒,能够感染人体的皮肤和黏膜。
(1)人乳头瘤病毒(HPV)能够感染人体的皮肤细胞,但不能感染肝细胞,原因是基因的_________ 导致的细胞表面的结构不同。肿瘤细胞可以依靠自噬来维持线粒体的功能,从而平衡________ 代谢以满足快速增长和增殖的需要,此时增强细胞自噬能够促进肿瘤的生存和生长。
(2)TR蛋白是一种肿瘤调节蛋白,为探究TR蛋白对宫颈癌细胞增殖的调控作用,科学家抑制TR基因在宫颈癌HeLa细胞的表达,促进其在C33A细胞中过表达。培养一段时间后计数,如图1所示,结果表明TR蛋白的功能是________________ 细胞增殖。
利用流式细胞术检测了两种细胞系细胞周期中各个时期的细胞数量变化(图2)。结果显示,对比两组HeLa细胞,细胞周期中出现________________ 的变化,使细胞周期进程加快;而在C33A细胞中上调TR蛋白,细胞周期中G0/G1期的分布比例显著升高,S期的比例下降,细胞周期进程阻滞于_________ 。上述实验说明,TR蛋白____________________________ 。
(3)ATG蛋白可以促进细胞自噬。检测了宫颈癌HeLa和C33A细胞中TR蛋白和ATG蛋白的表达水平(图3),发现两者间存在明显的___________ (选择“正相关”、“负相关”、“无法判断”)关系。图3中检测三磷酸甘油脱氢酶的目的是_____________ 。
(4)通过蛋白质免疫共沉淀实验验证了TR和ATG能在细胞内形成蛋白复合体,这是导致宫颈癌细胞内下调ATG蛋白的重要机制。综上所述,写出TR蛋白对宫颈癌细胞增殖的调控作用机理__________________ 。
(1)人乳头瘤病毒(HPV)能够感染人体的皮肤细胞,但不能感染肝细胞,原因是基因的
(2)TR蛋白是一种肿瘤调节蛋白,为探究TR蛋白对宫颈癌细胞增殖的调控作用,科学家抑制TR基因在宫颈癌HeLa细胞的表达,促进其在C33A细胞中过表达。培养一段时间后计数,如图1所示,结果表明TR蛋白的功能是
利用流式细胞术检测了两种细胞系细胞周期中各个时期的细胞数量变化(图2)。结果显示,对比两组HeLa细胞,细胞周期中出现
(3)ATG蛋白可以促进细胞自噬。检测了宫颈癌HeLa和C33A细胞中TR蛋白和ATG蛋白的表达水平(图3),发现两者间存在明显的
(4)通过蛋白质免疫共沉淀实验验证了TR和ATG能在细胞内形成蛋白复合体,这是导致宫颈癌细胞内下调ATG蛋白的重要机制。综上所述,写出TR蛋白对宫颈癌细胞增殖的调控作用机理
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【推荐3】在一些情况下,细胞可通过自噬作用降解自身的非必需成分来提供营养和能量。为研究自噬在肝癌发展不同时期的作用,科学家进行了如下实验。
①实验原理
二乙基亚硝胺(DEN)可诱导肝细胞癌变;氯喹(CQ)是一种自噬抑制剂。
②实验方法、现象及分析
用DEN诱发大鼠肝癌的同时,分别在肝癌起始期和发展期对大鼠进行CQ处理,并且设置相应的对照组。一段时间后观察各组大鼠肿瘤发生的情况。
部分组别的实验结果如下表所示。
(1)上述实验中单独用DEN处理组为对照组,本实验还另外设置了两组对照组。其中一组的处理是____________ ,另一组是用____________ 作为对照,表中未列出的这两组对照组的肿瘤发生率均为0。由表中结果可知,在DEN诱发的肝癌的起始期自噬会____________ (填促进或抑制)肿瘤的发生,在肝癌的发展期自噬会____________ (填促进或抑制)肿瘤的发生。
(2)结合此实验,你认为自噬对于机体的作用是有利还是有害:_______________
①实验原理
二乙基亚硝胺(DEN)可诱导肝细胞癌变;氯喹(CQ)是一种自噬抑制剂。
②实验方法、现象及分析
用DEN诱发大鼠肝癌的同时,分别在肝癌起始期和发展期对大鼠进行CQ处理,并且设置相应的对照组。一段时间后观察各组大鼠肿瘤发生的情况。
部分组别的实验结果如下表所示。
起始期 | 发展期 | |||
DEN+CQ处理组 | DEN处理组 | DEN+CQ处理组 | DEN处理组 | |
肿瘤发生率(%) | 90 | 30 | 60 | 90 |
最大肿瘤体积(mm3) | 17.1±5.6 | 3.5±2.5 | 8.3±6.0 | 312.0±132.9 |
肿瘤数量(个) | 2.5±0.6 | 0.6±0.4 | 1.6±0.6 | 3.6±0.7 |
(1)上述实验中单独用DEN处理组为对照组,本实验还另外设置了两组对照组。其中一组的处理是
(2)结合此实验,你认为自噬对于机体的作用是有利还是有害:
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【推荐1】肿痛的免疫治疗
肿瘤细胞有多种逃避免疫系统监视的途径,这使得免疫系统不能正常消灭这些细胞进而引发癌症。2018年诺贝尔生物学或医学奖授予詹姆斯·艾列森和本庶佑,以表彰他们在癌症治疗领域的贡献。他们提出一种治疗癌症的新方法:免疫疗法——通过刺激免疫系统原有的能力,来对抗肿瘤细胞。
免疫疗法的一种思路是让T细胞恢复对肿瘤细胞的杀伤力,这类疗法中的药物被称为免疫检查点抑制剂。在人体内,一些小分子往往能与T细胞上的受体结合,抑制它们的活性,这在一般的情况下能够避免T细胞攻击人体的正常细胞,避免自身免疫疾病,但肿瘤细胞也会利用这一点,逃过T细胞的攻击。一些肿瘤细胞会分泌一种叫做PD-L1的配体,当它与T细胞上的PD-1受体结合后,会抑制T细胞的活性。而现在的一些免疫检查点抑制剂则能通过作用于某些途径重新激活T细胞对癌细胞的杀伤作用。
还有一种称为CAR-T(嵌合抗原受体T细胞)免疫疗法。将病人自身的T细胞提取出来,经过体外培养和改造,装上定位导航装置CAR(肿瘤嵌合抗原受体),再将其输送回体内。经过基因改造后的T细胞,可以表达一种特殊的经过人工整合的膜蛋白。这种蛋白在细胞膜外的部分是可以与肿瘤表面抗原相结合的受体,而膜内部分是两个发放“细胞免疫信号”的蛋白结构。当蛋白质的膜外部分识别了目标细胞表面的抗原时,患者体内的细胞免疫就会被激活,从而将肿瘤细胞杀死。
目前,上述技术在临床上广泛使用,同时也出现了众多问题。由于每个人的基因表达水平不同,对于肿瘤表达PD-1较少的患者来说,免疫检查点抑制剂这种药物的疗效就很有限。CAR-T技术则在安全性方面也存在不少问题。
(1)癌细胞具有无限________ 的特点,细胞发生癌变的根本原因是________________ 。癌细胞、自身异常细胞、病原体和花粉等都能作为________ 激活人体产生免疫应答将其清除。
(2)国内目前上市的免疫检查点抑制剂类药物有PD-1单抗、PD-L1单抗等,根据文中信息分析这类药物的作用机理___________________________ 。
(3)制备CAR-T细胞所用到的现代生物技术有________________________ 。
A.转基因技术
B.细胞融合技术
C.胚胎移植技术
D.动物细胞培养技术
(4)文中所提到的CAR-T细胞与人体中原有的T细胞相比,其优越性在于________________ 。
(5)相比于放疗(用放射性局部照射肿瘤部位杀死细胞)和化疗(通过使用化学治疗药物杀灭癌细胞),分析肿瘤免疫疗法的优缺点_____________ 。
肿瘤细胞有多种逃避免疫系统监视的途径,这使得免疫系统不能正常消灭这些细胞进而引发癌症。2018年诺贝尔生物学或医学奖授予詹姆斯·艾列森和本庶佑,以表彰他们在癌症治疗领域的贡献。他们提出一种治疗癌症的新方法:免疫疗法——通过刺激免疫系统原有的能力,来对抗肿瘤细胞。
免疫疗法的一种思路是让T细胞恢复对肿瘤细胞的杀伤力,这类疗法中的药物被称为免疫检查点抑制剂。在人体内,一些小分子往往能与T细胞上的受体结合,抑制它们的活性,这在一般的情况下能够避免T细胞攻击人体的正常细胞,避免自身免疫疾病,但肿瘤细胞也会利用这一点,逃过T细胞的攻击。一些肿瘤细胞会分泌一种叫做PD-L1的配体,当它与T细胞上的PD-1受体结合后,会抑制T细胞的活性。而现在的一些免疫检查点抑制剂则能通过作用于某些途径重新激活T细胞对癌细胞的杀伤作用。
还有一种称为CAR-T(嵌合抗原受体T细胞)免疫疗法。将病人自身的T细胞提取出来,经过体外培养和改造,装上定位导航装置CAR(肿瘤嵌合抗原受体),再将其输送回体内。经过基因改造后的T细胞,可以表达一种特殊的经过人工整合的膜蛋白。这种蛋白在细胞膜外的部分是可以与肿瘤表面抗原相结合的受体,而膜内部分是两个发放“细胞免疫信号”的蛋白结构。当蛋白质的膜外部分识别了目标细胞表面的抗原时,患者体内的细胞免疫就会被激活,从而将肿瘤细胞杀死。
目前,上述技术在临床上广泛使用,同时也出现了众多问题。由于每个人的基因表达水平不同,对于肿瘤表达PD-1较少的患者来说,免疫检查点抑制剂这种药物的疗效就很有限。CAR-T技术则在安全性方面也存在不少问题。
(1)癌细胞具有无限
(2)国内目前上市的免疫检查点抑制剂类药物有PD-1单抗、PD-L1单抗等,根据文中信息分析这类药物的作用机理
(3)制备CAR-T细胞所用到的现代生物技术有
A.转基因技术
B.细胞融合技术
C.胚胎移植技术
D.动物细胞培养技术
(4)文中所提到的CAR-T细胞与人体中原有的T细胞相比,其优越性在于
(5)相比于放疗(用放射性局部照射肿瘤部位杀死细胞)和化疗(通过使用化学治疗药物杀灭癌细胞),分析肿瘤免疫疗法的优缺点
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【推荐2】2023年诺贝尔生理学或医学奖表彰的是核苷碱基修饰方面的研究成果。该成果推动了mRNA疫苗的研制。流感疫苗(mRNA流感疫苗)研发策略:用脂质纳米颗粒(LNP)包裹mRNA可解决其在细胞外降解过快的问题并促进其快速进入细胞。mRNA可通过结合细胞中的TLR来激活胞内免疫,含有假尿嘧啶修饰的mRNA不会被TLR识别。mRNA疫苗递送到胞内后发挥作用的过程如图所示,请回答下列问题:(1)由上图可知,B细胞的激活需要两个信号,信号一是抗原蛋白和B细胞直接接触;信号二是___________ 。
(2)mRNA通过_____________ 过程形成抗原蛋白后,则可引发特定的免疫应答,从而使机体获得免疫保护。已知通过假尿嘧啶修饰的mRNA疫苗作用效果比未修饰的RNA疫苗更强,原因是______________________ 。
(3)mRNA使用LNP包裹有利于快速进入细胞,体现了细胞膜_____________ 的结构特点。你认为研制mRNA流感疫苗还需要考虑的问题有_____________ 。
A.mRNA可能在细胞质中复制
B.mRNA在细胞中可能难以正确翻译
C.mRNA可能会插入染色体
D.现有疫苗是否对新的突变株有效
(4)结合图中的信息分析,与灭活病毒疫苗相比,mRNA疫苗的免疫防御效果优势是_____________ 。
(2)mRNA通过
(3)mRNA使用LNP包裹有利于快速进入细胞,体现了细胞膜
A.mRNA可能在细胞质中复制
B.mRNA在细胞中可能难以正确翻译
C.mRNA可能会插入染色体
D.现有疫苗是否对新的突变株有效
(4)结合图中的信息分析,与灭活病毒疫苗相比,mRNA疫苗的免疫防御效果优势是
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【推荐3】学习以下材料,回答(1)~(4)题。
寻找SARS-CoV-2的药物靶点SARS-CoV-2是一组具包膜的正义单链RNA病毒。病毒颗粒由外层的包膜和内层的核衣壳构成。包膜与细胞膜结构相似,核衣壳则由N蛋白和病毒RNA组装而成。
SARS-CoV-2包膜中的结构蛋白有S蛋白、E蛋白和M蛋白等。S蛋白由S1亚基和S2亚基组成,S1亚基的受体结合域(RBD)与宿主膜受体ACE2结合,触发S2亚基的构象变化,使病毒和宿主细胞膜接近并融合,从而以胞内体途径侵入宿主细胞(图1)。E蛋白是一种小型膜结合蛋白,参与病毒装配和出芽等。M蛋白是冠状病毒最丰富的结构蛋白,主要功能是维持病毒包膜的形状,并可将其他结构蛋白募集到“内质网-高尔基中间室(ERGIC)”以介导病毒组装和出芽。NN蛋白的主要作用是与病毒基因组RNA结合并形成螺旋状核糖核蛋白,参与基因组保护、病毒ARNA复制、病毒体组装和免疫逃逸。
SARS-CoV-2的非结构蛋白由ORF1a和ORF1b编码。ORF1a/b翻译出多聚蛋白被木瓜蛋白酶样蛋白酶(PLpro)和3-胰凝乳样蛋白酶(3CLpro)分割产生多个非结构蛋白,如参与病毒转录和复制的RNA依赖性RNA聚合酶(RdRp)和解旋酶等。进而形成转录复制复合物(E-RTC),负责病毒的转录复制与RNA的加帽过程。E-RTC附着在内质网膜上,病毒基因组RNA的全长正链转录形成全长负链模板,负链模板用于合成新的全长基因组和亚基因组(图2)。新合成RNA将会在5´端形成与宿主细胞RNA相似的一段短链——“帽子”结构。理论上说,药物作用于病毒的靶点包括病毒自身靶点和与病毒密切相关的宿主靶点。研究发现,靶向宿主内参与病毒入侵的膜受体和蛋白酶的药物虽可抑制病毒进入宿主细胞,从而发挥抗病毒作用,但会给宿主带来副作用。
(1)从病毒侵染宿主细胞的过程分析,封闭状态和开放状态S蛋白区别是_____ 不同,SARS-CoV-2的包膜与细胞膜都具有_____ 功能。
(2)“参与病毒转录和复制的RNA依赖性RNA聚合酶(RdRp)和解旋酶”,这两种酶的作用是不同的,请根据所学知识做出合理解释:_____ 。
(3)下列有关药物开发原理的分析,合理的是_____。
(4)根据图文信息,除了(3)所列之外,还有哪些药物研发的方向?_____ (至少写出两条)。
寻找SARS-CoV-2的药物靶点SARS-CoV-2是一组具包膜的正义单链RNA病毒。病毒颗粒由外层的包膜和内层的核衣壳构成。包膜与细胞膜结构相似,核衣壳则由N蛋白和病毒RNA组装而成。
SARS-CoV-2包膜中的结构蛋白有S蛋白、E蛋白和M蛋白等。S蛋白由S1亚基和S2亚基组成,S1亚基的受体结合域(RBD)与宿主膜受体ACE2结合,触发S2亚基的构象变化,使病毒和宿主细胞膜接近并融合,从而以胞内体途径侵入宿主细胞(图1)。E蛋白是一种小型膜结合蛋白,参与病毒装配和出芽等。M蛋白是冠状病毒最丰富的结构蛋白,主要功能是维持病毒包膜的形状,并可将其他结构蛋白募集到“内质网-高尔基中间室(ERGIC)”以介导病毒组装和出芽。NN蛋白的主要作用是与病毒基因组RNA结合并形成螺旋状核糖核蛋白,参与基因组保护、病毒ARNA复制、病毒体组装和免疫逃逸。
SARS-CoV-2的非结构蛋白由ORF1a和ORF1b编码。ORF1a/b翻译出多聚蛋白被木瓜蛋白酶样蛋白酶(PLpro)和3-胰凝乳样蛋白酶(3CLpro)分割产生多个非结构蛋白,如参与病毒转录和复制的RNA依赖性RNA聚合酶(RdRp)和解旋酶等。进而形成转录复制复合物(E-RTC),负责病毒的转录复制与RNA的加帽过程。E-RTC附着在内质网膜上,病毒基因组RNA的全长正链转录形成全长负链模板,负链模板用于合成新的全长基因组和亚基因组(图2)。新合成RNA将会在5´端形成与宿主细胞RNA相似的一段短链——“帽子”结构。理论上说,药物作用于病毒的靶点包括病毒自身靶点和与病毒密切相关的宿主靶点。研究发现,靶向宿主内参与病毒入侵的膜受体和蛋白酶的药物虽可抑制病毒进入宿主细胞,从而发挥抗病毒作用,但会给宿主带来副作用。
(1)从病毒侵染宿主细胞的过程分析,封闭状态和开放状态S蛋白区别是
(2)“参与病毒转录和复制的RNA依赖性RNA聚合酶(RdRp)和解旋酶”,这两种酶的作用是不同的,请根据所学知识做出合理解释:
(3)下列有关药物开发原理的分析,合理的是_____。
A.研发以S蛋白RBD为靶点的单克隆抗体,可以阻止病毒侵入细胞 |
B.突变可能导致单一靶点空间结构改变,2种或以上靶点的药物更有研发价值 |
C.阻碍SARS-CoV-2RNA“帽子”形成的药物,可抑制病毒在宿主细胞内增殖 |
D.以宿主膜受体和蛋白酶为靶点的药物往往会破坏正常机体的结构与功能 |
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非选择题-实验题
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较难
(0.4)
【推荐1】果蝇体表硬而长的毛称为刚毛,一个自然繁殖的直刚毛果蝇种群中,偶然出现了一只卷刚毛雄果蝇.请回答下问题(等位基因分别用A和a表示):
①已知控制刚毛性状的基因不在性染色体的同源区段,卷刚毛性状是如何产生和遗传的呢?有一种假说认为这是亲代生殖细胞中X染色体上的基因发生了显性突变(隐性基因突变为显性基因),请尝试再写出一种假说:________________________________________________________ 。
②若已知这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交,F1全部是直刚毛,F1雌、雄果蝇随机交配,F2的表现型及比例是直刚毛雌果蝇:直刚毛雄果蝇:卷刚毛雄果蝇=2:1:1,此时最合理的假说 是___________________________________________________________________________ 。
③为验证②中的假说,某同学设计了如图所示的测交实验。
该实验及现象是否能够验证第②小题中提出的假说?请说明理由:_________________________ 。
④若为你提供以下纯合的果蝇作为材料:直刚毛雌果蝇、直刚毛雄果蝇、卷刚毛雌果蝇、卷刚毛雄果蝇,请你也来设计一个测交实验,以验证第②小题中提出的假说(不需要写结果)实验方案:_________ 。
①已知控制刚毛性状的基因不在性染色体的同源区段,卷刚毛性状是如何产生和遗传的呢?有一种假说认为这是亲代生殖细胞中X染色体上的基因发生了显性突变(隐性基因突变为显性基因),请尝试再写出一种假说:
②若已知这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交,F1全部是直刚毛,F1雌、雄果蝇随机交配,F2的表现型及比例是直刚毛雌果蝇:直刚毛雄果蝇:卷刚毛雄果蝇=2:1:1,此时最合理的假说 是
③为验证②中的假说,某同学设计了如图所示的测交实验。
该实验及现象是否能够验证第②小题中提出的假说?请说明理由:
④若为你提供以下纯合的果蝇作为材料:直刚毛雌果蝇、直刚毛雄果蝇、卷刚毛雌果蝇、卷刚毛雄果蝇,请你也来设计一个测交实验,以验证第②小题中提出的假说(不需要写结果)实验方案:
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非选择题-实验题
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】A蛋白是某种激素合成的关键酶。为鉴定该激素合成的部位及生理作用,科研团队利用无缝克隆技术将A蛋白结合蛋白基因(P基因)与葡萄糖苷酸酶基因(GUS基因)融合,构建A蛋白检测探针,通过农杆菌转化法导入拟南芥进行实验。相关原理、过程及质粒的结构如下图所示。注:①bar为抗草甘膦(一种除草剂)基因;Tetr为四环素抗性基因;Ampr为氨苄青霉素抗性基因②F1、F2、R1、R2为引物③BamH I、Sma I、Bcl I为限制酶
(1)无缝克隆时所需的酶除T5核酸外切酶外还有__________ 。用无缝克隆技术构建GUS-P融合基因的关键是R2引物5'端序列与_________ 互补。
(2)利用双酶切法将融合基因插入Ti质粒,选用的限制酶为__________ 。扩增融合基因所需的引物R1和F2应选用下列引物组合为________ 。
①5'-…CTTGGATGAT-3'②5'-…TAAGTTGTCT-3'③5'-…ATTCAACAGA-3' ④5'-…TCTGTTGAAT-3'
(3)利用农杆菌转化法将融合基因导入农杆菌、拟南芥细胞的过程中,需要筛选两次,这两次筛选分别是_________ 。
(4)葡萄糖苷酸酶可以水解X-Gluc呈蓝色,将转基因拟南芥置于不同培养液中培养一段时间,然后分离不同部位的组织分别加入X-Gluc进行鉴定,结果如下表所示:
分析表明,该激素最主要的合成部位是__________ ,通过实验结果分析该激素的生理作用是_________ 。
(1)无缝克隆时所需的酶除T5核酸外切酶外还有
(2)利用双酶切法将融合基因插入Ti质粒,选用的限制酶为
①5'-…CTTGGATGAT-3'②5'-…TAAGTTGTCT-3'③5'-…ATTCAACAGA-3' ④5'-…TCTGTTGAAT-3'
(3)利用农杆菌转化法将融合基因导入农杆菌、拟南芥细胞的过程中,需要筛选两次,这两次筛选分别是
(4)葡萄糖苷酸酶可以水解X-Gluc呈蓝色,将转基因拟南芥置于不同培养液中培养一段时间,然后分离不同部位的组织分别加入X-Gluc进行鉴定,结果如下表所示:
部位 | 根 | 茎 | 叶 |
完全培养液 | 蓝色 | 浅蓝 | 浅蓝 |
缺磷培养液 | 深蓝 | 蓝色 | 浅蓝 |
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非选择题-解答题
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较难
(0.4)
【推荐3】铜绿微囊藻(一种蓝藻)多生长在湖泊,池塘等有机质丰富的水体中,营浮游生活。铜绿微囊藻的色素分布于光合片层上,其大量繁殖时,会引起水华现象。研究发现,铜绿微囊藻产生的微囊藻毒素具有强烈的肝毒性。回答下列问题。
(1)夏季,铜绿微囊藻较容易大量繁殖,从非生物因素分析,原因是______________ 。
(2)铜绿微囊藻具有的生物膜类型有______________ 。
(3)某兴趣小组查阅资料得知小檗碱能抑制铜绿微囊藻的生长,为了探究小檗碱抑制铜绿微囊藻生长的机理,进行了相关实验,所得实验结果如图所示。
①该实验的自变量是_________________________ ;
②根据实验结果分析,可初步得出小檗碱抑制铜绿微囊藻生长的机理是________________ ;
③该兴趣小组测__________ (填“甲”或“乙”)组的铜绿微囊藻内光合色素的含量,结果显示各小组的差异不明显,由此进一步得出小檗碱抑制铜绿微囊藻生长的机理可能是____________________________ 。
(4)为了验证微囊藻毒素具有强烈的肝毒性,以小白鼠为实验对象设计实验时,对照组小白鼠的处理方法是____________________________ 。(注:小白鼠肝功能的检测不作要求。)
(1)夏季,铜绿微囊藻较容易大量繁殖,从非生物因素分析,原因是
(2)铜绿微囊藻具有的生物膜类型有
(3)某兴趣小组查阅资料得知小檗碱能抑制铜绿微囊藻的生长,为了探究小檗碱抑制铜绿微囊藻生长的机理,进行了相关实验,所得实验结果如图所示。
①该实验的自变量是
②根据实验结果分析,可初步得出小檗碱抑制铜绿微囊藻生长的机理是
③该兴趣小组测
(4)为了验证微囊藻毒素具有强烈的肝毒性,以小白鼠为实验对象设计实验时,对照组小白鼠的处理方法是
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