我国肝损伤病的发生率较高。据研究,不同浓度的胰岛素对减缓肝细胞损伤有保护作用,且胰岛素浓度越高保护作用越强。LPS是一种导致肝损伤的常见物质(用生理盐水配制)。现欲以大鼠为材料验证上述结论,回答下列问题:
(1)材料制备:
①肝细胞悬液的制备:取某健康幼年大鼠的肝脏,适宜条件下取出剪碎再用______________酶消化,经多次洗涤离心处理得到分散的肝细胞,加入适宜的细胞培养液置于卡氏瓶和CO2培养箱中进行______________培养,将培养得到的肝细胞悬液随机分为5组,编号为A—E,每组均需再____________________________,置于相同且适宜的培养瓶中培养备用。
②胰岛素溶液:用生理盐水配制低、中、高三种浓度的胰岛素溶液,分别加入到C、D、E组的肝细胞悬液中。
(2)实验方案及结果预期:
①A组作为空白对照组,则往B、C、D、E组还需加入等量的______________。
②若本实验的结果用细胞存活率作为检测指标,各组的存活细胞数先用_________测出OD值,然后计算各组的细胞存活率。细胞存活率=该组OD值/A组OD值×100%,不考虑细胞死亡对OD值的影响。
③用柱形图表示各组的实验结果_____。
(3)实验从细胞水平分析推测胰岛素对减缓肝细胞损伤的机理可能有______________(至少写出二点)。
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我国肝损伤病的发生率较高。据研究,不同浓度的胰岛素对减缓肝细胞损伤有保护作用,且胰岛素浓度越高保护作用越强。LPS是一种导致肝损伤的常见物质(用生理盐水配制)。现欲以大鼠为材料验证上述结论,回答下列问题:
(1)材料制备:
①肝细胞悬液的制备:取某健康幼年大鼠的肝脏,适宜条件下取出剪碎再用______________酶消化,经多次洗涤离心处理得到分散的肝细胞,加入适宜的细胞培养液置于卡氏瓶和CO2培养箱中进行______________培养,将培养得到的肝细胞悬液随机分为5组,编号为A—E,每组均需再____________________________,置于相同且适宜的培养瓶中培养备用。
②胰岛素溶液:用生理盐水配制低、中、高三种浓度的胰岛素溶液,分别加入到C、D、E组的肝细胞悬液中。
(2)实验方案及结果预期:
①A组作为空白对照组,则往B、C、D、E组还需加入等量的______________。
②若本实验的结果用细胞存活率作为检测指标,各组的存活细胞数先用_________测出OD值,然后计算各组的细胞存活率。细胞存活率=该组OD值/A组OD值×100%,不考虑细胞死亡对OD值的影响。
③用柱形图表示各组的实验结果_____。
(3)实验从细胞水平分析推测胰岛素对减缓肝细胞损伤的机理可能有______________(至少写出二点)。
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研究发现,不同浓度的胰岛素可以缓解肝细胞的损伤,且胰岛素浓度越高保护作用越强。LPS是一种导致肝细胞损伤的常见物质(用生理盐水配置)。现提供正常大鼠的肝脏完成实验步骤。(要求:胰岛素浓度配置成低中高三个浓度,用细胞存活数作为指标)
(1)实验步骤:
①肝细胞悬液的制备:取健康幼年鼠肝脏,适宜条件下剪碎再用________________ 消化,放入卡氏瓶中和________________中进行,________________ 培养。 得到细胞悬液后分成________________ 组,编号A-E备用。
②胰岛素溶液:用________________ 配制低中高三种不同浓度的胰岛素溶液,分别加入对应的C、D、E培养瓶中。
③A组作为空白对照,其余各组加入________________ 。
④各组存活细胞数的检测。
(2)用柱形图预测各组的实验结果______________ 。
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为探究桑叶提取液对降低糖尿病大鼠血糖浓度的效果,研究小组进行了如下实验:
【材料与药剂】糖尿病诱导剂(可损伤胰岛B细胞),血糖测定仪,注射器,生理状况相同的同龄健康大鼠30只,桑叶提取液,蒸馏水。
(1)实验步骤:
①将30只实验鼠随机均分成A、B、C三组,给A组和B组大鼠____________。一段时间后,分别测定各组大鼠的血糖浓度,记录为数据一(见下表);
②在相同且适宜饲养条件下,给A组每只大鼠灌喂____________,给B组每只大鼠灌喂____________,给C组每只大鼠灌喂蒸馏水2mL/d;
③连续灌喂4周后,测定各组大鼠的血糖浓度,记录为数据二(见下表)。
组别 | 大鼠数量(只) | 数据一血糖浓度(mmol/L) | 数据二血糖浓度(mmol/L) |
A | 10 | 18.62±3.08 | 10.12±2.65 |
B | 10 | 19.46±3.98 | 19.00±2.70 |
C | 10 | 3.85±1.28 | 3.94±2.20 |
(2)实验结论:____________________________________。
(3)由此推测,桑叶提取液能____________糖尿病诱导剂对胰岛B细胞的损伤,或能____________组织细胞对胰岛素的敏感性。
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为探究桑叶提取液对降低糖尿病大鼠血糖浓度的效果,研究小组进行了如下实验:
【材料与药剂】糖尿病诱导剂(可损伤胰岛B细胞),血糖测定仪,注射器,生理状况相同的同龄健康大鼠30只,桑叶提取液,蒸馏水。
(1)实验步骤:
①将30只实验鼠随机均分成A、B、C三组,给A组和B组大鼠____________。一段时间后,分别测定各组大鼠的血糖浓度,记录为数据一(见下表);
②在相同且适宜饲养条件下,给A组每只大鼠灌喂____________,给B组每只大鼠灌喂____________,给C组每只大鼠灌喂蒸馏水2mL/d;
③连续灌喂4周后,测定各组大鼠的血糖浓度,记录为数据二(见下表)。
组别 | 大鼠数量(只) | 数据一血糖浓度(mmol/L) | 数据二血糖浓度(mmol/L) |
A | 10 | 18.62±3.08 | 10.12±2.65 |
B | 10 | 19.46±3.98 | 19.00±2.70 |
C | 10 | 3.85±1.28 | 3.94±2.20 |
(2)实验结论:____________________________________。
(3)由此推测,桑叶提取液能____________糖尿病诱导剂对胰岛B细胞的损伤,或能____________组织细胞对胰岛素的敏感性。
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脂多糖(LPS)是革兰氏阴性菌细胞壁的主要成分之一。高脂肪/低纤维的饮食促进肠道内革兰氏阴性菌过度生长,造成血浆中脂多糖(LPS)含量升高。脂多糖(LPS)可引起炎症反应及胰岛B细胞的功能变化,如图所示。
1.图中A化学成分是___________。
2.结合图分析,从功能看LPS-LBP复合物最可能是___________。
A.抗原 B.抗体 C.神经递质 D.激素
3.巨噬细胞在炎症反应启动中起关键作用。结合图,以下分析合理的是___________。
A.LPS-LBP复合物可促进巨噬细胞中特定的基因表达
B.LPS引发的炎症反应与细胞因子有关
C.若使结构A失去功能,可以终止胰岛B细胞的炎症反应
D.提高血浆中的LBP,可以减弱LPS对胰岛B细胞的作用
“器官芯片”是一种体外三维(3D)细胞培养技术,在细胞操作和分析上具有优势。我国科学家为研究利拉鲁肽(Li)治疗糖尿病的机理,利用模式动物小鼠设计搭建了脂肪3D器官芯片、胰岛3D器官芯片和如图所示的脂肪-胰岛联合芯片,通过添加LPS和利拉鲁肽(Li)分别模拟体内发生的炎症反应及利拉鲁肽(Li)的作用,测定培养基中炎症因子和胰岛素含量,结果如图。
注:“*”表示两组间存在显著差异(p<0.05),“ns”表示无显著差异(p>0.05)
4.与植物、微生物细胞比较,3D器官芯片中培养的细胞对环境条件的要求___________(较高/较低/相似)。
5.据图信息和已有知识,描述LPS对3种器官芯片中炎症反应的作用和利拉鲁肽(Li)对该作用影响的差异,并由此分析利拉鲁肽(Li)治疗糖尿病的可能机制:______________________。
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GDNF是一种神经营养因子。对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。研究人员构建了含GDNF基因的表达载体(如图所示),并导入到大鼠神经干细胞中,用于干细胞基因治疗的研究。请回答:
(1)完成图中A过程必需的工具是 ;该基因治疗的受体细胞为 。
(2)基因工程最核心的步骤是 。
(3)若要构建含GDNF基因的表达载体,则需选择图中的 限制酶进行酶切。
(4)限制酶XhoI和限制酶HpaI的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和—G↓AATTC—。如下图表示四种质粒,其中,箭头所指部位为酶的识别位点,质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示GDNF基因运载体的是 。
(5)下列有关限制性核酸内切酶和质粒运载体的描述,正确的是_______。
A.限制性核酸内切酶能识别DNA、切割DNA任一序列
B.限制性核酸内切酶的作用部位与RNA聚合酶的相同
C.使用质粒运载体是为了避免目的基因被分解
D.质粒运载体可能是从细菌或者病毒的DNA改造的
(6)经酶切后的载体和GDNF基因进行连接,连接产物经筛选得到的载体主要有三种:单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接(如图所示)。为鉴定这3种连接方式,选择HpaI酶和BamHI酶对筛选的载体进行双酶切,若是正向连接的重组载体,其产生的酶切片段数为 个,反向连接的重组载体产生片段有 (多选)。
①100bp ②200bp ③600bp ④700bp ⑤6000bp ⑥6500bp
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GDNF是一种神经营养因子。对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。研究人员构建了含GDNF基因的表达载体(如图所示),并导入到大鼠神经干细胞中,用于干细胞基因治疗的研究。请回答:
(1)完成图中A过程必需的工具是 ;该基因治疗的受体细胞为 。
(2)若要构建含GDNF基因的表达载体,则需选择图中的 限制酶进行酶切。
(3)限制酶XhoI和限制酶HpaI的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和—G↓AATTC—。如下图表示四种质粒,其中,箭头所指部位为酶的识别位点,质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示GDNF基因运载体的是 。
(4)下列有关限制性核酸内切酶和质粒运载体的描述,错误的是_______(多选)。
A.限制性核酸内切酶能识别DNA、切割DNA任一序列
B.限制性核酸内切酶的作用部位与RNA聚合酶的相同
C.使用质粒运载体是为了避免目的基因被分解
D.质粒运载体可能是从细菌或者病毒的DNA改造的
(5)经酶切后的载体和GDNF基因进行连接,连接产物经筛选得到的载体主要有三种:单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接(如图所示)。为鉴定这3种连接方式,选择HpaI酶和BamHI酶对筛选的载体进行双酶切,若是正向连接的重组载体,其产生的酶切片段数为 个,反向连接的重组载体产生片段有 (多选)。
①100bp ②200bp ③600bp ④700bp ⑤6000bp ⑥6500bp
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GDNF是一种神经营养因子.对损伤的神经细胞具有营养和保护作用.研究人员构建了含GDNF基因的表达载体(如图1所示),并导入到大鼠神经干细胞中,用于干细胞基因治疗的研究.请回答:
(1)在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中,使用胰蛋白酶的目的是 .
(2)构建含GDNF基因的表达载体时,需选择图1中的 限制酶进行酶切.
(3)经酶切后的载体和GDNF基因进行连接,连接产物经筛选得到的载体主要有三种:单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接(如图1所示).为鉴定这3种连接方式,选择HpaI酶和BamHI酶对筛选的载体进行双酶切,并对酶切后的DNA片段进行电泳分析,结果如图2所示.图中第 泳道显示所鉴定的载体是正向连接的.
(4)将正向连接的表达载体导入神经干细胞后,为了检测GDNF基因是否成功表达,可用相应的 与提取的蛋白质杂交.当培养的神经干细胞达到一定的密度时,需进行 培养以得到更多数量的细胞,用于神经干细胞移植治疗实验.
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研究表明,当番茄叶片受到害虫损伤后,番茄细胞会迅速产生蛋白酶抑制剂,使害虫不能消化蛋白质而死亡,从而起到保护自身的作用。番茄的这种自我保护方式与与下列人体内生理功能最相似的是
A.激素调节 B.神经调节 C.体液免疫 D.细胞免疫
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【生物-现代生物科技专题】(10分)
GDNF是一种神经营养因子。对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。研究人员构建了含GDNF基因的表达载体(如图1所示),并导入到大鼠神经干细胞中,用于干细胞基因治疗的研究。请回答:
(1)在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中,使用胰蛋白酶的目的是 。
(2)构建含GDNF基因的表达载体时,需选择图1中的 限制酶进行酶切。
(3)经酶切后的载体和GDNF基因进行连接,连接产物经筛选得到的载体主要有三种:单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接(如图1所示)。为鉴定这3种连接方式,选择HpaI酶和BamHI酶对筛选的载体进行双酶切,并对酶切后的DNA片段进行电泳分析,结果如图2所示。图中第
泳道显示所鉴定的载体是正向连接的。
(4)将正向连接的表达载体导入神经干细胞后,为了检测GDNF基因是否成功表达,可用相应的
与提取的蛋白质杂交。当培养的神经干细胞达到一定的密度时,需进行 培养以得到更多数量的细胞,用于神经干细胞移植治疗实验。
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