阅读下面的材料,回答文后的问题。
植物生物反应器-植物工厂
生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能,在体外进行生化反应的 装置系统,是一种生物功能模拟机,如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。传统的生 物反应器存在工艺控制、产品安全等问题。植物生物反应器主要以整株植物、植物组织或植 物悬浮细胞为加工场所,生产药物蛋白。
叶绿体遗传转化体系是近年发展起来的一种新的植物生物反应器。它是以叶绿体为外源 DNA 受体的一种转化方式。将叶绿体特异性启动子、终止子等序列和外源基因整合作为目的 基因,然后将目的基因、标记基因及叶绿体来源的基因片段构建成表达载体,转入叶绿体后 使目的基因插入叶绿体基因组,最后筛选获得转基因植株。与植物细胞核表达体系相比,叶绿体遗传转化体系具有明显优势:叶绿体由双层膜包裹且无蛋白外流,为重组蛋白表达提供了一个相对安全的生物环境;叶绿体有自己独特的 DNA 复制、转录和翻译体系,在基因转录、 翻译等方面具有原核特性;叶绿体基因组拷贝数多,外源基因表达效率高;叶绿体基因组含有多基因可共同表达;可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散。
HIV 是获得性免疫缺陷综合征的病原体,目前仍缺乏有效疫苗。2012 年,研究人员以 HIV 病毒包膜蛋白上的 V3 环和 C4 结构域序列的基因作为外源基因,在烟草叶绿体中成功表 达 C4V3 抗原蛋白。通过实验证明,烟草叶绿体中表达的 C4V3 蛋白能够引发免疫反应。
(1)植物生物反应器主要依赖____等现代生物学技术,以物组织或细胞作为物生反应器,生产医药蛋白。
(2)构建叶绿体遗传转化体系时,需要的工具酶有____。构建的 基因表达载体中含有____,使得目的基因只能在叶绿体中表达。
(3)植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散,原 因可能是___________
A.转基因植物与其他植物间不能通过花粉进行基因交流
B.受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞
C.植物杂交的后代不会出现性状分离
(4)将含有插入目的基因的叶绿体叶片组织制作成生产药物蛋白生物反应器的后续操作 包括 _____________________________ 。
(5)为检验烟草叶绿体中表达的 C4V3 蛋白能够引发免疫反应,研究人员用缓冲液溶解C4V3 蛋白后,每周 4 次、每次用相同剂量的 C4V3 蛋白溶液注射小鼠。发现小鼠体 内产生抗体反应,T 细胞增殖且有淋巴因子生成。请指出该实验设计的不足,并加 以修正________________________。
高二生物实验题困难题
阅读下面的材料,回答文后的问题。
植物生物反应器-植物工厂
生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能,在体外进行生化反应的 装置系统,是一种生物功能模拟机,如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。传统的生 物反应器存在工艺控制、产品安全等问题。植物生物反应器主要以整株植物、植物组织或植 物悬浮细胞为加工场所,生产药物蛋白。
叶绿体遗传转化体系是近年发展起来的一种新的植物生物反应器。它是以叶绿体为外源 DNA 受体的一种转化方式。将叶绿体特异性启动子、终止子等序列和外源基因整合作为目的 基因,然后将目的基因、标记基因及叶绿体来源的基因片段构建成表达载体,转入叶绿体后 使目的基因插入叶绿体基因组,最后筛选获得转基因植株。与植物细胞核表达体系相比,叶绿体遗传转化体系具有明显优势:叶绿体由双层膜包裹且无蛋白外流,为重组蛋白表达提供了一个相对安全的生物环境;叶绿体有自己独特的 DNA 复制、转录和翻译体系,在基因转录、 翻译等方面具有原核特性;叶绿体基因组拷贝数多,外源基因表达效率高;叶绿体基因组含有多基因可共同表达;可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散。
HIV 是获得性免疫缺陷综合征的病原体,目前仍缺乏有效疫苗。2012 年,研究人员以 HIV 病毒包膜蛋白上的 V3 环和 C4 结构域序列的基因作为外源基因,在烟草叶绿体中成功表 达 C4V3 抗原蛋白。通过实验证明,烟草叶绿体中表达的 C4V3 蛋白能够引发免疫反应。
(1)植物生物反应器主要依赖____等现代生物学技术,以物组织或细胞作为物生反应器,生产医药蛋白。
(2)构建叶绿体遗传转化体系时,需要的工具酶有____。构建的 基因表达载体中含有____,使得目的基因只能在叶绿体中表达。
(3)植物叶绿体表达体系可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散,原 因可能是___________
A.转基因植物与其他植物间不能通过花粉进行基因交流
B.受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞
C.植物杂交的后代不会出现性状分离
(4)将含有插入目的基因的叶绿体叶片组织制作成生产药物蛋白生物反应器的后续操作 包括 _____________________________ 。
(5)为检验烟草叶绿体中表达的 C4V3 蛋白能够引发免疫反应,研究人员用缓冲液溶解C4V3 蛋白后,每周 4 次、每次用相同剂量的 C4V3 蛋白溶液注射小鼠。发现小鼠体 内产生抗体反应,T 细胞增殖且有淋巴因子生成。请指出该实验设计的不足,并加 以修正________________________。
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如图1表示利用生物技术制备抗X的单克隆抗体的过程;图2表示体外受精培育优质奶牛的过程;图3表示番茄和马铃薯植物细胞融合和再生植株的过程,请据图回答下面的问题。
(1)在图1中注射到小鼠体内的物质是__________。融合后的细胞经过多次筛选才能获得理想的细胞,此类细胞的特点是__________。
(2)图2中参与体外受精的精子需要经过成熟和________的过程,才能使卵细胞受精。若要获得多头与此优质奶牛相同的小牛,可对图2中囊胚中的__________均等分割后进行胚胎移植。以上技术是在__________(填“体内”或“体外”)完成的。
(3)图3中过程①是植物细胞形成__________的阶段,该阶段所用的酶是__________。在形成再生植株的过程中与组织培养有相似之处的步骤是__________。
高二生物综合题简单题查看答案及解析
如图1表示利用生物技术制备抗X的单克隆抗体的过程;图2表示体外受精培育优质奶牛的过程;图3表示番茄和马铃薯植物细胞融合和再生植株的过程,请据图回答下面的问题。
(1)在图1中注射到小鼠体内的物质是__________。融合后的细胞经过多次筛选才能获得理想的细胞,此类细胞的特点是______________________________。该过程所用的生物技术有_____________。
(2)图2中参与体外受精的精子需要经过成熟和________的过程,才能使卵细胞受精。若要获得多头与此优质奶牛相同的小牛,可对图2中囊胚中的__________均等分割后进行胚胎移植。
(3)图3中过程①是植物细胞形成__________的阶段,该阶段所用的酶是______________。在形成再生植株的过程中与组织培养有相似之处的步骤是__________。
高二生物非选择题中等难度题查看答案及解析
如图1表示利用生物技术制备抗X的单克隆抗体的过程;图2表示体外受精培育优质奶牛的过程;图3表示番茄和马铃薯植物细胞融合和再生植株的过程,请据图回答下面的问题.
(1)在图1中注射到小鼠体内的物质是_______。融合后的细胞经过多次筛选才能获得理想的细胞,此类细胞的特点是_____________。该过程所用的生物技术有___________________。
(2)图2中参与体外受精的精子需要经过成熟和__的过程,才能使卵细胞受精.若要获得多头与此优质奶牛相同的小牛,可对图2中囊胚中的_________均等分割后进行胚胎移植.以上技术是在______(填“体内”或“体外”)完成的。
(3)图3中过程①是植物细胞形成___________的阶段,该阶段所用的酶是_________。在形成再生植株的过程中与组织培养有相似之处的步骤是____________。
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图1表示利用生物技术制备抗X的单克隆抗体的过程;图2表示体外受精培育优质奶牛的过程;图3表示番茄和马铃薯植物细胞融合和再生植株的过程。请据图回答下面的问题。
⑴ 在图1中注射到小鼠体内的物质是__________。融合后的细胞经过多次筛选才能获得理想的细胞,此类细胞的特点是_____________________________________。
⑵ 图2中参与体外受精的精子需要经过成熟和获能的过程,才能与达到__________期的卵子受精。若要获得多头与此优质奶牛相同的小牛,可对图2中囊胚中的__________均等分割后进行胚胎移植。以上技术是在__________(填“体内”或“体外”)完成的。
⑶ 图3中过程①是植物细胞形成__________________的阶段,该阶段所用的酶是__________________________。在形成再生植株的过程中与组织培养有相似之处的步骤是__________(填图中序号)。
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生态浮床是指将植物种植于浮于水面的床体上,充分利用各种生物有效进行水体修复的技术。请回答问题:
(1)生态浮床中的植物属于生态系统的 (成分),生态浮床既具有处理污水的功能,同时还美化环境,体现了生物多样性的 价值。
(2)若食草性鱼类摄入的藻类含480J能量,呼吸消耗的能量为180J,用于生长发育和繁殖的能量为60J,要满足食草类正常生长,则至少需要藻类固定 J的太阳能。
(3)下图表示某底栖动物种群密度Nt与Nt+1/Nt的关系图,当Nt为 时,种群数量相对稳定,当Nt为d时,该底栖动物的出生率 (大于、等于、小于)死亡率,当Nt为a时,该种群的年龄结构为 。
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生态浮床是指将植物种植于浮于水面的床体上,充分利用各种生物有效进行水体修复的技术。左为某水域中生态浮床示意图,请据图回答问题:
(1)生态浮床既具有处理污水的功能,同时还可以美化环境,体现了生物多样性的______价值。
(2)该水域在少量污水流入后仍能保持动态平衡,体现了生态系统的____________稳定性,从生态系统的结构分析,影响其稳定性的内部因素是物种的丰富度和______________。
(3)若食草性鱼类摄入的藻类含480 J能量,其粪便中含有240 J能量,呼吸消耗的能量为180 J,用于生长发育和繁殖的能量为60 J,要满足食草鱼类正常生长,则至少需要藻类固定__________ J的太阳能。
(4)运动能力很弱的底栖动物可用__________法进行种群密度的调查。右图表示某种底栖动物种群密度Nt与Nt+1/Nt的关系图,当Nt为a时,该种群的年龄组成为__________。
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阅读下列材料,回答下面的问题。
生物武器:利用病原微生物、毒素、生化毒剂等作为战争武器,危害性极大。
材料一 联合国组织的一个专家小组的研究报告指出,虽然许多国家签定了《禁止生物武器公约》,但对这方面的研制工作并未停止,因此,对生物武器防治方法的研究也应得到加强。
材料二 战剂做成干粉或液体喷洒到空气中,形成有害的气雾云团,叫做“生物战剂气溶胶”。它的颗粒很小,肉眼很难看得见,渗透力极强,杀伤范围广,一些通常通过食物或昆虫传播的病原体也可以通过气溶胶进行呼吸道感染。所以,使人致死的剂量较其他感染途径小。
(1)有可能成为“生物战剂气溶胶”病原体的生物,应属于哪些类群?(请列举两例)
(2)人体抵抗病原体的第一道防线是______________________________________________,
最有效的防线是______________________________________________________。
(3)在战争中,为预防敌方使用生物武器,你认为参战部队采取的最有效措施是_________________________________________________。
请简述这一措施的原理。
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回答下列(一)、(二)小题:
(一)阅读下列材料,回答与微生物相关的问题:
食醋发酵过程中需要加入稻壳作为填充剂,稻壳基本不被分解,导致酿造后产生大量的醋渣。已测得醋渣中粗蛋白(测得的总含氮量)含量为7~10%,粗纤维为30~35%。现利用醋渣生产微生物发酵饲料,实现废料利用,基本过程如下:
用醋渣配制固体发酵培养基,接种适量产朊假丝酵母、酒精酵母、长柄木霉,反复翻拌均匀,平铺到经过灭菌处理的竹帘上,料层上面铺盖多层经灭菌处理的纱布,在30℃恒温箱中培养72h。培养结束后获得发酵饲料,测定真蛋白含量(测得的总蛋白质含量)和粗纤维含量,结果如下图1和图2。
(1)食醋发酵过程中起作用的微生物是_________。加入稻壳作为填充剂,主要作用是_______。
(2)配制固体发酵培养基时________(填“需要”、“不需要”)加入琼脂,其中为产朊假丝酵母、酒精酵母、长柄木霉提供氮源的是________。对竹帘和纱布进行灭菌处理的目的是_______。
(3)由图1和图2可知,发酵饲料真蛋白含量_______,粗纤维含量________。长柄木霉代谢过程中可以产生大量淀粉酶和纤维素酶,可以将原料中的淀粉和纤维素分解成小分子的糖类,由此推测产朊假丝酵母、酒精酵母具有________能力。
(二)下图是利用现代生物技术治疗遗传性糖尿病的流程示意图。回答下列问题:
(1)不能直接利用患者体细胞培养获得胚胎干细胞的原因是_______,应通过②________技术获得重组细胞A进一步培养获得。
(2)胚胎干细胞具有的特点是_______,过程③需要用到的工具酶有________。
(3)与植物组织培养相比,在体外培养重组细胞A和B时,培养液中要加入_______,且要在_____中培养。
(4)定向诱导使重组细胞B发生________,从而形成功能专一的胰岛样细胞。经检测,胰岛样细胞中有正常的胰岛素基因,但输入患者体内后并没有产生胰岛素,可能的原因是________。
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如图1表示利用生物技术制备抗X的单克隆抗体的过程,图2表示体外受精培育优质奶牛的过程,图3表示番茄和马铃薯植物细胞融合和再生植株的过程,情据图回答下列问题:
(1)图1中制备单克隆抗体的过程中,需要经过两次筛选,其中第二次筛选的目的是筛选出____________________________。该过程所用到的生物技术是______________________________。
(2)图2参与体外受精的镜子需要经过成熟和________的过程,才能是卵细胞受精,若要获得多头于此优质奶牛相同的小牛,可对图2中囊胚中的________均等分割后进行胚胎移植,以上技术是在________(填“体外”或“体内”)完成的。
(3)图3中过程②常用的试剂是________。融合的原生质体形成杂种细胞的标志是____________________,该过程与细胞中________(细胞器)的活动密切相关。
(4)过程④和⑤分别表示________和________。
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