2023年10月2日17时45分左右,2023年诺贝尔生理学或医学奖公布结果。Katalin Kariko和Drew Weissman因核苷碱基修饰方面的发现而获奖,这些发现使得mRNA疫苗成为可能。纳米脂质颗粒LNP能使mRNA疫苗在体内以非侵入性的方式进行靶向递送,如图所示。请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/6/828cff3b-6b51-4811-bbac-ef46e7cde816.png?resizew=384)
(说明:免疫原性是指能引起免疫应答的性能;TLR3、TLR7/8和NLRs是免疫系统中的重要受体,它们在识别病原体、触发免疫反应和维持免疫平衡方面起着关键作用。)
(1)封装在LNP中的mRNA疫苗以____ 的方式进入靶细胞,形成内体小泡,之后可从内体小泡逃逸,利用宿主细胞的核糖体进行____ ,产生的抗原蛋白一部分分泌到细胞外激活宿主的免疫应答,产生相应的抗体和____ 。一部分抗原蛋白被细胞内的巨大蛋白酶体切割成大大小小的肽段,与细胞内的____ 结合,然后呈递到细胞表面,被____ 细胞识别,启动细胞免疫。
(2)如图所示,若内体小泡内的mRNA未实现逃逸,则会被____ 识别,使该外来mRNA降解;若逃逸成功也需逃避____ 的识别,以免被降解。Katalin Kariko和Drew Weissman两位科学家因对mRNA碱基进行修饰,可以____ 免疫原性,引起不必要的免疫反应。
(3)DNA疫苗通过抗原蛋白基因在动物细胞中的表达,引起机体免疫应答。与DNA疫苗相比,mRNA疫苗的安全性更有优势,这是因为mRNA疫苗不会进入____ 内,整合到宿主细胞染色体基因组中。然而RNA疫苗的临床应用仍受到限制,试分析原因可能是____ 。(答出两点即可)
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(说明:免疫原性是指能引起免疫应答的性能;TLR3、TLR7/8和NLRs是免疫系统中的重要受体,它们在识别病原体、触发免疫反应和维持免疫平衡方面起着关键作用。)
(1)封装在LNP中的mRNA疫苗以
(2)如图所示,若内体小泡内的mRNA未实现逃逸,则会被
(3)DNA疫苗通过抗原蛋白基因在动物细胞中的表达,引起机体免疫应答。与DNA疫苗相比,mRNA疫苗的安全性更有优势,这是因为mRNA疫苗不会进入
更新时间:2023-11-06 11:04:18
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【推荐1】某种昆虫的长翅对残翅为显性,该相对性状由常染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)控制,现有两组纯合亲本进行杂交,实验结果如表。如图表示昆虫体内某个DNA片段自我复制及控制多肽合成的过程。请回答问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/28/2709588302192640/2710171640209408/STEM/095ac892-888e-4f92-b8d5-9bc8ed205e32.png)
(1)图中①过程主要发生在_______________ ,生物学上经常使用3H—FdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)研究①过程中相关物质的合成,原因是______________ 。
(2)图中催化②过程的酶是______________ 。
(3)若要改造此多肽分子,将图中丙氨酸变成脯氨酸(密码子为CCA、CCG、CCU、CCC),可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现,即由____________ 。
(4)根据表中数据可以判断,控制这对相对性状的两对等位基因的遗传遵循________ 定律。
(5)理论上组合①的F2长翅个体中,纯合子所占比例为_____ ,组合②的亲本中,长翅个体的基因型_________ 。
亲本组合 | F1个体数 | F2个体数 | ||
长翅 | 残翅 | 长翅 | 残翅 | |
长翅×残翅 | 121 | 0 | 451 | 30 |
长翅×残翅 | 89 | 0 | 242 | 81 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/28/2709588302192640/2710171640209408/STEM/095ac892-888e-4f92-b8d5-9bc8ed205e32.png)
(1)图中①过程主要发生在
(2)图中催化②过程的酶是
(3)若要改造此多肽分子,将图中丙氨酸变成脯氨酸(密码子为CCA、CCG、CCU、CCC),可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现,即由
(4)根据表中数据可以判断,控制这对相对性状的两对等位基因的遗传遵循
(5)理论上组合①的F2长翅个体中,纯合子所占比例为
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解题方法
【推荐2】某病毒通过与人肺泡上皮细胞表面特异性受体——
蛋白(其合成如甲图)结合进入细胞,然后进行其基因组
的复制和相关结构蛋白的合成(如乙图),最后装配形成新的病毒颗粒。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/16/e5c9bfb2-1c8a-4965-946a-0155a802ab91.png?resizew=396)
(1)图甲中1和2表示
蛋白的合成过程,则过程1提供的模板是_________ ;过程2需要的原料是_________ ;过程3信息流向的意义是________________________ 。
(2)图乙中过程4需要_________ 酶参与;过程5发生的场所是_________ ;为保证遗传信息流动的准确性,以上过程均遵循_________ 原则。
(3)病毒在该宿主细胞内繁殖过程中,遗传信息的流动方向图解:_________ (用箭头和文字表示)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/08230ccdc400cc40b3d5550ec7e50575.png)
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(1)图甲中1和2表示
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/08230ccdc400cc40b3d5550ec7e50575.png)
(2)图乙中过程4需要
(3)病毒在该宿主细胞内繁殖过程中,遗传信息的流动方向图解:
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解题方法
【推荐3】光敏色素是一类红光/远红光受体,在调节植物叶绿体的发育等方面发挥重要作用。某植物叶肉细胞受到红光照射后,通过光敏色素激活相关调节蛋白,调控有关蛋白质合成(如图1)。图中cab基因控制合成的蛋白质是叶绿体内结构Ⅲ膜组成成分,rbcS基因控制合成的多肽与另一种叶绿体DNA控制合成的多肽组装成Rubisco全酶(催化CO2的固定)。图中序号①~④代表生理过程。请分析回答:
(1)核孔是细胞核与细胞质进行物质交换的通道。下列物质中,经核孔运输至细胞核内的是________(多选)
(2)图中cab基因和rbeS基因的本质差异在于________(多选)
(3)图中需要以氨基酸作为原料的是________过程(多选)
(4)若cab基因上编码链的一段碱基顺序为TACCGAAGA;刚好决定一个三肽,形成这个三肽的tRNA的碱基顺序依次为_____
(5)植物光合作用相关色素分布在图1中结构________ 上,CO2的固定发生于结构___________ (编号选填)。
①结构Ⅰ ②结构Ⅱ ③结构Ⅲ ④结构Ⅳ ⑤结构Ⅴ
(6)若某叶肉细胞中,cab基因正常,rbcS基因发生突变不能表达,则会影响光合作用的________阶段
(7)根据上述资料分析,下列说法错误的是________(多选)
(8)叶绿体常被称为“半自主”的细胞器,请结合图1信息分析说明原因。_________
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/17/21aaef7a-480e-4362-a0b5-c256dc90e601.png?resizew=323)
(1)核孔是细胞核与细胞质进行物质交换的通道。下列物质中,经核孔运输至细胞核内的是________(多选)
A.tRNA | B.RNA聚合酶 | C.DNA聚合酶 | D.mRNA |
(2)图中cab基因和rbeS基因的本质差异在于________(多选)
A.脱氧核苷酸的种类 |
B.脱氧核苷酸的数目 |
C.脱氧核苷酸的排列顺序 |
D.脱氧核苷酸的空间结构 |
(3)图中需要以氨基酸作为原料的是________过程(多选)
A.① | B.② | C.③ | D.④ |
(4)若cab基因上编码链的一段碱基顺序为TACCGAAGA;刚好决定一个三肽,形成这个三肽的tRNA的碱基顺序依次为_____
A.UAC CGA AGA | B.TAC CGA AGA |
C.AUG GCU UCU | D.ATG GCT TCT |
(5)植物光合作用相关色素分布在图1中结构
①结构Ⅰ ②结构Ⅱ ③结构Ⅲ ④结构Ⅳ ⑤结构Ⅴ
(6)若某叶肉细胞中,cab基因正常,rbcS基因发生突变不能表达,则会影响光合作用的________阶段
A.“光反应” | B.“碳反应” | C.“光反应和碳反应” |
(7)根据上述资料分析,下列说法错误的是________(多选)
A.光敏色素能同时接收红光和远红光的信号诱导,说明该受体不具有特异性 |
B.活性调节蛋白通过核孔进入细胞核,属于自由扩散 |
C.光调控植物生长发育的实质是影响基因的选择性表达 |
D.植物细胞中的光合色素可进行CO2的固定 |
(8)叶绿体常被称为“半自主”的细胞器,请结合图1信息分析说明原因。
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【推荐1】阅读下面的材料,完成(1)~(4)题。
安全有效的疫苗是防治新型冠状病毒肺炎最有效的措施。中国科学家分别从减毒活疫苗、灭活病毒疫苗、重组蛋白疫苗、重组病载体疫苗、核酸疫苗五大技术方向推进新型冠状病毒(SARS﹣Cov﹣2)疫苗的设计和研发。
研究显示,新冠病毒表面S蛋白与宿主细胞表面受体ACE2蛋白表现出较强的结合能力,5种疫苗的研究都是针对S蛋白进行的。
减毒活疫苗的制备原理是将病原体经过人工处理后,使病毒失去致病性,但保留了原有的增殖能力和免疫原性,这种疫苗感染人体的效果接近自然感染。
灭活病毒疫苗的制备原理是用各种理化方法灭活病原微生物及其代谢产物,使其逐渐丧失感染性,但保持病毒的免疫原性,之后再通过纯化等步骤制备出候选疫苗。
重组蛋白疫苗被认为是最安全的疫苗,通过转基因技术将病毒的S蛋白基因导入到细菌、酵母菌、哺乳动物或昆虫细胞中,经诱导表达出大量的S蛋白,再通过纯化而得到的疫苗。
军事科学院陈薇院士团队采用的路线是腺病毒载体重组疫苗。腺病毒是一种DNA病毒,毒性很弱,感染后一般不会出现严重症状。通过基因工程改造,使腺病毒携带能表达新冠病毒S蛋白的DNA片段,人接种疫苗后,改造过的腺病毒侵染细胞后不会在细胞内复制,但可以表达出S蛋白,诱导人体产生免疫反应。
核酸疫苗也被称为基因疫苗,包括DNA疫苗和mRNA疫苗,其原理是将某种抗原的DNA或mRNA序列经肌肉注射或微弹轰击等方法导入宿主体内,在宿主细胞中表达抗原蛋白,诱导机体产生对该抗原蛋白的免疫效应,以达到预防和治疗疾病的目的。
在目前的情况下,饱和式的科研投入,全方位的资源倾斜,科研人员夜以继日的努力付出,评审机构无间歇滚动式的审评审批,为新冠疫苗快速研发和使用提供了充分保障。
(1)人体接种新型冠状病毒疫苗后,免疫系统会产生相应的抗体及_____ ,后者在新型冠状病毒进入人体时,可迅速 _____ ,引发强烈特异性免疫反应。
(2)文章所述疫苗成分中含有有活性的病毒的是_____ ,注射进入人体后可经过翻译产生S蛋白发挥抗原作用的有 _____ 。(填序号①~⑥)
①减毒活疫苗②灭活病毒疫苗③重组蛋白疫苗④重组病毒载体疫苗⑤DNA疫苗⑥mRNA疫苗
(3)与灭活病毒疫苗相比,减毒活疫苗具有低概率的致病风险的原因是_____ 。从疫苗成分的角度分析,DNA疫苗比重组蛋白疫苗对冷链运输要求低的原因是 _____ 。
(4)在正式投入大规模生产和运用之前,需要对疫苗的_____ 等方面进行检测和评估,因此疫苗的研发通常耗时较久。有同学说“新冠病毒是RNA病毒,易发生变异,病毒变异后己研发的新冠疫苗无法起到预防作用。”请依据免疫学原理评价这一观点 ________ 。
安全有效的疫苗是防治新型冠状病毒肺炎最有效的措施。中国科学家分别从减毒活疫苗、灭活病毒疫苗、重组蛋白疫苗、重组病载体疫苗、核酸疫苗五大技术方向推进新型冠状病毒(SARS﹣Cov﹣2)疫苗的设计和研发。
研究显示,新冠病毒表面S蛋白与宿主细胞表面受体ACE2蛋白表现出较强的结合能力,5种疫苗的研究都是针对S蛋白进行的。
减毒活疫苗的制备原理是将病原体经过人工处理后,使病毒失去致病性,但保留了原有的增殖能力和免疫原性,这种疫苗感染人体的效果接近自然感染。
灭活病毒疫苗的制备原理是用各种理化方法灭活病原微生物及其代谢产物,使其逐渐丧失感染性,但保持病毒的免疫原性,之后再通过纯化等步骤制备出候选疫苗。
重组蛋白疫苗被认为是最安全的疫苗,通过转基因技术将病毒的S蛋白基因导入到细菌、酵母菌、哺乳动物或昆虫细胞中,经诱导表达出大量的S蛋白,再通过纯化而得到的疫苗。
军事科学院陈薇院士团队采用的路线是腺病毒载体重组疫苗。腺病毒是一种DNA病毒,毒性很弱,感染后一般不会出现严重症状。通过基因工程改造,使腺病毒携带能表达新冠病毒S蛋白的DNA片段,人接种疫苗后,改造过的腺病毒侵染细胞后不会在细胞内复制,但可以表达出S蛋白,诱导人体产生免疫反应。
核酸疫苗也被称为基因疫苗,包括DNA疫苗和mRNA疫苗,其原理是将某种抗原的DNA或mRNA序列经肌肉注射或微弹轰击等方法导入宿主体内,在宿主细胞中表达抗原蛋白,诱导机体产生对该抗原蛋白的免疫效应,以达到预防和治疗疾病的目的。
在目前的情况下,饱和式的科研投入,全方位的资源倾斜,科研人员夜以继日的努力付出,评审机构无间歇滚动式的审评审批,为新冠疫苗快速研发和使用提供了充分保障。
(1)人体接种新型冠状病毒疫苗后,免疫系统会产生相应的抗体及
(2)文章所述疫苗成分中含有有活性的病毒的是
①减毒活疫苗②灭活病毒疫苗③重组蛋白疫苗④重组病毒载体疫苗⑤DNA疫苗⑥mRNA疫苗
(3)与灭活病毒疫苗相比,减毒活疫苗具有低概率的致病风险的原因是
(4)在正式投入大规模生产和运用之前,需要对疫苗的
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【推荐2】图甲是α-银环蛇毒引发机体免疫效应的部分示意图;图乙是α-银环蛇毒影响细胞间兴奋传递的部分示意图。请回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/3/22/1578854856204288/1578854857015296/STEM/3bc6f418dec24412ba0e7c63b8fe57fc.png?resizew=475)
(1)图甲中细胞①是___________ 。物质A是__________ ,该物质可以促进细胞③____________ 增殖分化为④_____________ 和⑤______________ 。
(2)人被毒蛇咬伤后,产生恐惧感,同时体内甲状腺激素的含量也增加。机体出现上述变化的调节方式为______________ 。
(3)由图乙可知,正常情况下,乙酰胆碱在人体突触前神经细胞内合成后,贮存在_________ 内,以防止被细胞内其它酶系破坏。当神经冲动传导到图乙⑥处时,乙酰胆碱释放,并与位于突触后膜上的乙酰胆碱受体结合,改变突触后膜对离子的通透性,引起突触后膜_____________ ,形成一个小电位。当电位达到一定_____________ 时,可在突触后神经细胞膜上引起一个动作电位。
(4)人被α-银环蛇咬伤后,蛇毒影响细胞间兴奋传递的原因是______________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/3/22/1578854856204288/1578854857015296/STEM/3bc6f418dec24412ba0e7c63b8fe57fc.png?resizew=475)
(1)图甲中细胞①是
(2)人被毒蛇咬伤后,产生恐惧感,同时体内甲状腺激素的含量也增加。机体出现上述变化的调节方式为
(3)由图乙可知,正常情况下,乙酰胆碱在人体突触前神经细胞内合成后,贮存在
(4)人被α-银环蛇咬伤后,蛇毒影响细胞间兴奋传递的原因是
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【推荐3】我国生产的新冠病毒灭活疫苗需要接种两剂次才能够起到良好的效果。据报道,在接种了该种类型的疫苗两剂14天之后,针对新冠肺炎感染的有效保护率为67%,对于重症病例的预防率可达89%。下图为注射疫苗后,机体的部分免疫反应示意图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/18/2853829109063680/2856681713098752/STEM/bceded08-9a86-4a5a-bd2d-2281a09d0f2a.png)
(1)图中细胞a包括_______ 等抗原呈递细胞,细胞b是_______ 细胞。
(2)物质甲是_______ ,物质乙是_______ 。
(3)接种新冠疫苗后,机体可以预防新冠病毒的感染是因为_______ 的存在。新冠灭活疫苗需要接种两剂次才能起到良好效果的原理是_______ 。
(4)当新冠病毒侵入患者细胞时,仅靠图中过程不能清除,需要启动_______ 免疫。该过程中的作战细胞是_______ ,该细胞的活化需要靶细胞和图示_______ 细胞参与。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/18/2853829109063680/2856681713098752/STEM/bceded08-9a86-4a5a-bd2d-2281a09d0f2a.png)
(1)图中细胞a包括
(2)物质甲是
(3)接种新冠疫苗后,机体可以预防新冠病毒的感染是因为
(4)当新冠病毒侵入患者细胞时,仅靠图中过程不能清除,需要启动
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【推荐1】PD-1 是表达在细胞毒性T细胞表面的一种受体,PD-L1 是一种能够与之结合的蛋白质(见图1)。PD-1和PD-L1结合会抑制细胞毒性T细胞的活化、增殖。研究发现,肿瘤细胞表面的PD-L1数量较多,更有一些类型的肿瘤细胞除了表面有PD-L1,还分泌出大量的PD-L1(见图2)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/7/8/3017941246189568/3019374459928576/STEM/98d03add7038439996e1164f35d45642.png?resizew=320)
(1)细胞毒性T细胞参与的免疫过程如下图。在方框中填写相应的免疫细胞名称。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/7/8/3017941246189568/3019374459928576/STEM/c12a3fbfa2b54f5eaa12dcca5f0b952e.png?resizew=433)
①_____ ②_____ ③_____ ④_____
(2)研究发现,细胞毒性T细胞表面的PD-1与正常细胞表面的类似PD-L1的膜蛋白一旦结合,细胞毒性T细胞即可“认清”对方,不触发免疫反应,便可避免______ 。
(3)目前已研发出针对PD-L1的抗体(mAb)。结合图1信息,mAb能治疗肿瘤是因为使用mAb时,mAb通过与______ 结合,阻止了PD-L1与细胞毒性T细胞表面的PD-1结合,从而使免疫系统发挥免疫功能。
(4)临床试验结果显示相同剂量的mAb对肿瘤A患者治疗有效,对肿瘤B患者无明显效果。请根据以上信息分析相同剂量的mAb对肿瘤B患者无明显效果的原因_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/7/8/3017941246189568/3019374459928576/STEM/98d03add7038439996e1164f35d45642.png?resizew=320)
(1)细胞毒性T细胞参与的免疫过程如下图。在方框中填写相应的免疫细胞名称。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/7/8/3017941246189568/3019374459928576/STEM/c12a3fbfa2b54f5eaa12dcca5f0b952e.png?resizew=433)
①
(2)研究发现,细胞毒性T细胞表面的PD-1与正常细胞表面的类似PD-L1的膜蛋白一旦结合,细胞毒性T细胞即可“认清”对方,不触发免疫反应,便可避免
(3)目前已研发出针对PD-L1的抗体(mAb)。结合图1信息,mAb能治疗肿瘤是因为使用mAb时,mAb通过与
(4)临床试验结果显示相同剂量的mAb对肿瘤A患者治疗有效,对肿瘤B患者无明显效果。请根据以上信息分析相同剂量的mAb对肿瘤B患者无明显效果的原因
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【推荐2】如图是人体免疫过程示意图,a~g表示相关细胞,①~⑨表示相关反应过程。回答下列问题:_____________ 。
(2)a~g中不能识别抗原的细胞是_____________ (填字母),a细胞的主要功能有___________________ ,包括树突状细胞和_____________________ 。
(3)⑧⑨过程分别表示_______________________ 。
(4)当相同抗原再次进入机体时,体内立即活跃的过程是_____________ (填数字),进而产生更多的_______________ (填细胞名称),发挥更强的免疫功能。
(5)动物的免疫系统具有三大功能,其中,_______________ 功能低下或失调,机体会有肿瘤发生或持续的病毒感染。
(2)a~g中不能识别抗原的细胞是
(3)⑧⑨过程分别表示
(4)当相同抗原再次进入机体时,体内立即活跃的过程是
(5)动物的免疫系统具有三大功能,其中,
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【推荐3】研究发现,活化的T细胞表面的PD-1(程序性死亡受体1)与正常细胞表面PD-L1(程序性死亡配体1)一旦结合,T细胞即可“认清”对方,不触发免疫反应。肿瘤细胞可通过过量表达PD-L1逃避免疫系统的“追杀”。为研究肿瘤细胞逃脱免疫监视的机制,研究人员利用PD-1基因缺失小鼠(
)进行了相关实验。回答下列问题:
(1)利用CRISPR/Cas9基因编辑技术(sgRNA定位靶序列,Cas9蛋白切割靶序列)敲除T细胞中的PD-1基因的过程如图甲所示。sgRNA通过______ 原则与目标DNA序列结合引导Cas9蛋白切断目标DNA双链的______ 键。提取T细胞全部的______ ,利用______ (填“引物1”或“引物2”)和引物3进行PCR扩增,若没有产物,则说明基因敲除成功。改造后的T细胞还需依次经过核移植、体外胚胎培养和______ 等技术获得模型小鼠。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/3/30/3205707015684096/3205940309729280/STEM/5ad55e50ea2a4c1ab8f0c82b1faf8fee.png?resizew=301)
(2)将肿瘤细胞分别注射给具有PD-1基因的正常小鼠(WT)和PD-1基因缺失小鼠(
),待小鼠长出肿瘤后切除、称重并计数,实验结果如图乙、丙所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/3/30/3205707015684096/3205940309729280/STEM/38a8f6646bd041d5baf395ea2ae8f9dc.png?resizew=335)
推测PD-1与PD-L1结合使癌细胞逃避免疫系统“追杀”的机理是__________ 。
(3)基于上述原理,可以制备PD-1抗体来阻断这一信号通路,从而使T细胞能有效清除癌细胞。筛选产生PD-1单克隆抗体的杂交瘤细胞的方法是_____________ ,筛选得到的杂交瘤细胞经体外扩大培养,收集______ ,从中提取PD-1单抗。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/65f9d0a51764d5ba3c3009830dbac56f.png)
(1)利用CRISPR/Cas9基因编辑技术(sgRNA定位靶序列,Cas9蛋白切割靶序列)敲除T细胞中的PD-1基因的过程如图甲所示。sgRNA通过
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/3/30/3205707015684096/3205940309729280/STEM/5ad55e50ea2a4c1ab8f0c82b1faf8fee.png?resizew=301)
(2)将肿瘤细胞分别注射给具有PD-1基因的正常小鼠(WT)和PD-1基因缺失小鼠(
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推测PD-1与PD-L1结合使癌细胞逃避免疫系统“追杀”的机理是
(3)基于上述原理,可以制备PD-1抗体来阻断这一信号通路,从而使T细胞能有效清除癌细胞。筛选产生PD-1单克隆抗体的杂交瘤细胞的方法是
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