【題目】中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)可引起人體嚴重的呼吸系統癥狀,甚至造成死亡?蒲腥藛T為研制針對MERS-CoV的特異性治療藥物進行了系列研究。
(1)MERS-CoV主要通過其表面囊膜的S蛋白與宿主細胞膜受體DPP4結合來感染宿主細胞。如圖1所示,S1與DPP4結合后導致S1和S2分離,S2的頂端插入到宿主細胞膜上,通過S2蛋白的______改變從而將兩個膜拉近,發生膜融合過程。MERS-CoV進入宿主細胞后,利用宿主細胞內的______等為原料合成大分子物質組裝成新的病毒,擴散并侵染健康細胞。
(2)RBD是MERS-CoV的S1上與DPP4結合的部分?蒲腥藛T用從康復者體內篩選出的三種抗體甲、乙、丙進行實驗,研究它們與RBD的特異性結合能力。另用抗體丁作為對照抗體。實驗流程如圖2所示,結果如圖3。在實驗過程中將______作為抗原固定,分別將______加入反應體系,然后加入酶標記的抗體(能與待檢抗體結合,攜帶的酶可使底物反應顯色),其后加入底物顯色,檢測相應的吸光值(顏色越深吸光值越高)。該實驗中抗體丁可以作為對照抗體的理由是____________________________________________。實驗結果表明____________________________________________________________________________。
(3)研究發現MERS-CoV在感染宿主細胞后,有一種更快速的病毒傳播方式。當被感染細胞表面的MERS-CoV囊膜蛋白與健康細胞表面的DPP4結合后,膜發生融合實現MERS-CoV的轉移。為了探究三種抗體能否抑制MERS-CoV在被感染細胞和健康細胞之間的傳播,科研人員展開研究。請在下表中的空白處填寫相應處理內容,完成實驗方案。(注:鼠DPP4與人DPP4存在結構和序列上的差異)
組別 | 實驗處理 | 實驗結果 | ||
實驗組 | 抗體甲 | 表達病毒囊膜蛋白的細胞 | ① | 無細胞融合 |
抗體乙 | 部分細胞融合 | |||
抗體丙 | 部分細胞融合 | |||
對照組1 | 不加抗體 | ② | 表達鼠DPP4的細胞 | 無細胞融合 |
對照組2 | 抗體丁 | 表達病毒囊膜蛋白的細胞 | ③ | 部分細胞融合 |
對照組3 | ④ | 表達病毒囊膜蛋白的細胞 | 表達人DPP4的細胞 | 部分細胞融合 |
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_____
實驗結果說明,三種抗體中,甲可以阻斷病毒通過細胞融合的途徑進行傳播,乙和丙效果不明顯。
(4)科研人員進一步利用多種方法深入研究了三種抗體與RBD結合的區域,實驗結果表明,甲與乙結合RBD上不同的區域,甲與丙結合RBD的區域部分重疊。綜合以上系列研究結果,研究人員推測將______兩種抗體聯合使用會具有更強的抗病毒能力。如果希望用聯合抗體治療中東呼吸綜合征患者,還需要進行哪些方面的研究?______(寫出一個方面即可)。
【答案】空間結構 核苷酸、氨基酸 RBD 不同濃度甲、乙、丙和丁 抗體丁不與RBD結合 不同濃度下甲、乙和丙均與RBD特異性結合,甲和乙的結合能力強于丙 ①表達人DPP4的細胞②表達病毒囊膜蛋白的細胞③表達人DPP4的細胞④不加抗體 甲與乙 制備甲與乙聯合抗體的方法;比較單一抗體與甲乙聯合抗體的抗MERS-CoV效果;對感染MERS-CoV的動物使用甲乙聯合抗體治療,檢測治療效果;評估甲乙聯合抗體對動物體主要組織器官和正常細胞是否具有副作用等
【解析】
1、MERS-CoV主要通過其表面囊膜的S蛋白與宿主細胞膜受體DPP4結合來感染宿主細胞。病毒的復制過程包括:吸附、浸入、脫殼、生物合成、裝配和成熟、裂解、釋放。
2、酶聯免疫吸附法的原理是結合在固相載體表面的抗原或抗體仍保持其免疫學活性,酶標記的抗原或抗體既保留其免疫學活性,又保留酶的活性。在測定時,受檢標本(測定其中的抗體或抗原)與固相載體表面的抗原或抗體起反應。用洗滌的方法使固相載體上形成的抗原抗體復合物與液體中的其他物質分開。再加入酶標記的抗原或抗體,也通過反應而結合在固相載體上。此時固相上的酶量與標本中受檢物質的量呈一定的比例。加入酶反應的底物后,底物被酶催化成為有色產物,產物的量與標本中受檢物質的量直接相關,故可根據呈色的深淺進行定性或定量分析。由于酶的催化效率很高,間接地放大了免疫反應的結果,使測定方法達到很高的敏感度。
(1)圖1所示為第一步吸附:S1與DPP4結合后導致S1和S2分離,S2的頂端插入到宿主細胞膜上,通過S2蛋白的空間結構改變從而將兩個膜拉近,發生膜融合過程。由于病毒是由蛋白質外殼和RNA分子構成的,因此MERS-CoV進入宿主細胞后會利用宿主細胞內的原料合成自身所需的物質,利用宿主細胞內的核苷酸、氨基酸等為原料合成大分子物質組裝成新的病毒,擴散并侵染健康細胞。
(2)將RBD作為抗原固定,分別將不同濃度甲、乙、丙可以與抗原結合,但抗體丁不與RBD結合,因此可以作為對照抗體。加入反應體系后,然后加入酶標記的抗體,其后加入底物顯色,檢測相應的吸光值,由于顏色越深表示吸光值越高。實驗結果表明甲、乙的吸光度較高,丙的吸光度較低,不同濃度下甲、乙和丙均與RBD特異性結合,甲和乙的結合能力強于丙。
(3)該題是探究三種抗體能否抑制MERS-CoV在被感染細胞和健康細胞之間的傳播,設置了三組對照組,三組實驗組,根據實驗設計的單一變量原則,可以填寫下表:
實驗組:分別準備抗體甲、乙、丙,表達病毒囊膜蛋白的細胞和①表達人DPP4的細胞,檢測是否出現細胞融合。
對照組1:不加抗體,根據單一變量原則,需要②表達病毒囊膜蛋白的細胞,本對照組表達鼠DPP4的細胞,可以檢測病毒MERS-CoV蛋白是否可以感染鼠細胞受體。
對照組2:加入抗體丁,同時加入表達病毒囊膜蛋白的細胞和③表達人DPP4的細胞,檢測結果顯示有部分細胞融合,可以檢測抗體丁對實驗結果的影響
對照組3:④不加抗體,同時加入表達病毒囊膜蛋白的細胞和表達人DPP4的細胞,結果顯示有部分細胞融合,可以排除無關抗體對實驗結果的影響。
(4)甲與乙結合RBD上不同的區域,甲與丙結合RBD的區域部分重疊,因此甲與乙兩種抗體聯合使用會引起更強的免疫反應,具有更強的抗病毒能力。如果希望用聯合抗體治療中東呼吸綜合征患者,還需要進行的研究方法有:比較單一抗體與甲乙聯合抗體的抗MERS-CoV效果;對感染MERS-CoV的動物使用甲乙聯合抗體治療,檢測治療效果;評估甲乙聯合抗體對動物體主要組織器官和正常細胞是否具有副作用
科目:高中生物 來源: 題型:
【題目】手足口病是嬰幼兒中常見的傳染病,目前臨床上還沒有有效的治療藥物?梢鹗肿憧诓〉牟《痉N類多達20種以上,其中EV71和CVA16是我國手足口病的主要元兇。疫苗的研發與接種是控制手足口病流行的重要手段。
(1)EV71病毒的蛋白質外殼主要由VP1~VP4四種蛋白組成,位置關系如圖1所示,其中最不適宜作為疫苗的是__________,請解釋原因__________。
(2)EV71疫苗需要注射兩次,前后間隔1個月,這樣做的目的是____________________。
(3)接種該疫苗后,病毒蛋白作為__________刺激機體產生__________性免疫反應。一旦EV71侵入機體,__________會迅速增殖、分化為__________細胞,從而產生大量特異性抗體,與病毒結合,阻止病毒__________宿主細胞。
(4)EV71疫苗僅對由EV71引起的手足口病有很好的預防作用,但是對另一種引起手足口病的CVA16卻無能為力?蒲泄ぷ髡邤M研究EV71+CVA16的雙價疫苗的免疫效果,實驗處理和結果如下:
組別 | 實驗處理 | 檢測 | |
1 | 緩沖液+EV71疫苗10μg/只 | 在第1、14天各免疫1次,第24天取小鼠血清 | EV71抗體量 |
2 | 緩沖液+CVA16疫苗10μg/只 | CVA16抗體量 | |
3 | 緩沖液+EV71、CVA16疫苗各10μg/只 | EV71抗體量CVA16抗體量 | |
4 | 緩沖液 | EV71抗體量CVA16抗體量 |
以上實驗結果說明:__________。
(5)為進一步探究雙價疫苗誘生母鼠免疫以及對乳鼠的保護效果進行如下實驗,過程如圖3,請指出該實驗存在的問題_________________。
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【題目】下列有關種群增長曲線的敘述中,正確的是( )
A.種群“J”型增長模型()中,(
)表示該種群的增長率
B.在理想條件下,種群的環境容納量(即K值)是固定不變的
C.在魚類養殖中,在達到K值時進行捕撈有利于該種群的可持續發展
D.在“S”型曲線中,種群密度不同時種群增長速率一定不同
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【題目】褪黑素是由哺乳動物和人的松果體產生的激素,它能縮短入睡時間、延長睡眠時間,從而起到調整睡眠的作用。褪黑素的分泌調節過程如圖所示,下列說法錯誤的是
A.該過程不能體現激素的分級調節B.長時間光照會使褪黑素的分泌減少
C.該過程中褪黑素的分泌存在反饋調節D.微量注射褪黑素作用于下丘腦能促進動物睡眠
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【題目】如圖是“土壤中小動物類群豐富度的研究”實驗中常用的兩種裝置,下列有關敘述正確的是
A.A裝置的花盆壁C和放在其中的土壤之間留一定空隙的目的是便于空氣流通
B.A裝置的燈罩作用是防止土中小動物逃跑
C.A裝置主要是利用土壤動物趨光、避高溫、趨濕的習性采集
D.要觀察小動的代謝情況,用B裝置采集的土壤動物可以放入體積分數為70%的酒精溶液中
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【題目】基因定點整合可替換特定基因,該技術可用于單基因遺傳病的治療。苯丙酮尿癥是由PKU基因突變引起的,將正常PKU基因定點整合到PKU基因突變的小鼠胚胎干細胞的染色體DNA上,替換突變基因,可用來研究該病的基因治療過程。定點整合的過程是:從染色體DNA上突變PKU基因兩側各選擇一段DNA序列HB1和HB2,根據其堿基序列分別合成HB1和HB2,再將兩者分別與基因、
連接,中間插入正常PKU基因和標記基因
,構建出如圖所示的重組載體。重組載體和染色體DNA中的HB1和HB2序列發生交換,導致兩者之間區域發生互換,如圖所示。
(1)構建重組載體時,常用的工具酶有________。該實驗用小鼠胚胎干細胞作為PKU基因的受體細胞以培育出轉基因小鼠,除了胚胎干細胞能大量增殖外,還因為胚胎干細胞_________。
(2)為獲得小鼠的胚胎干細胞,可將小鼠囊胚中的_________取出,并用_________處理使其分散成單個細胞進行培養,培養過程中大部分細胞會貼附在培養瓶的表面生長,這種現象稱為___________。
(3)用圖中重組載體轉化胚胎干細胞時,會出現PKU基因錯誤整合。錯誤整合時,載體的兩個中至少會有一個與
一起整合到染色體DNA上。已知含有
的細胞具有G418的抗性,
、
的產物都能把DHPG轉化成有毒物質而使細胞死亡。轉化后的胚胎干細胞依次在含有G418及同時含有G418和DHPG的培養液中進行培養,在雙重選擇下存活下來的是__________的胚胎干細胞,理由是_________。
(4)將篩選得到的胚胎干細胞培育成小鼠,從個體生物學水平檢測,若小鼠__________,說明PKU基因成功表達。
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【題目】某致病基因h位于X染色體上,該基因和正;H中的某一特定序列Bcl I酶切后,可產生大小不同的片段(如圖1,bp表示堿基對),據此可進行基因診斷。圖2為某家庭病的遺傳系譜。下列敘述錯誤的是( )
A.h基因特定序列中Bcl I酶切位點的消失是堿基對替換的結果
B.Ⅱ-1的基因診斷中只出現142bp片段,其致病基因來自母親
C.Ⅱ-2的基因診斷中出現142bp、99bp和43bp三個片段,其基因型為XHXh
D.Ⅱ-3的丈夫表現型正常,其兒子的基因診斷中出現142bp片段的概率為1/2
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【題目】海冰覆蓋面積的持續減小正在破壞北極的生態系統,可能意味著更多的物種將因此滅絕。下列相關敘述錯誤的是( )
A.北極生態系統營養結構簡單,自我調節能力較低
B.北極生態系統的自我調節能力的基礎是負反饋調節
C.物種滅絕將導致北極生態系統的抵抗力穩定性和恢復力穩定性均提高
D.大氣中的含量劇增會造成溫室效應,從而導致海冰融化
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【題目】某同學以清水、緩沖液和血漿分別為實驗材料進行“探究血漿是否具有維持pH穩定的功能”的實驗,實驗結果如圖所示。下列相關敘述中,錯誤的是
A. 起對照作用的是清水組和緩沖液組
B. 所得結果不合理的是清水組
C. 該實驗結果說明血漿組緩沖物質的緩沖能力是有限的
D. 圖中的結果表明緩沖液組維持pH穩定的能力強于血漿組
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