題目列表(包括答案和解析)
不同微生物有各自的代謝特點,人們常據此分離鑒別微生物的種類。實驗室有兩個菌種:胱氨酸依賴型細菌(無胱氨酸不能生長),甲基營養細菌(只能利用甲醇、甲烷作碳源),
但試管上標簽脫落。某同學的鑒別思路是配制3個培養基,只接種其中的任一菌種,根據生長狀況將其鑒別出來,另一種自然鑒別出來。請根據這一思路完成實驗方案。
實驗步驟:
第一步:在兩個菌種的試管上分別標記A、B;
第二步:配制不含胱氨酸和甲基營養物的培養基,分別倒入3個培養皿中,標上l、2、3,___________________________________________________________________________。
第三步:___________________________________________________________________。
結果分析:_________________________________________________________________。
和其他微生物的培養一樣,第二步和第三步中都應注意_______操作,否則將導致實驗失敗。
盡管微生物的發酵有各種各樣的產物,但通常它們的生產能力小而且單一,不能勝任大批量的生產,于是科學家想方設法使它們的“功力”增長幾十倍到幾百倍,從而成為本領高強的“高級工人”,下面是讓微生物增長“功力”的三種方法,回答其中的問題:
(1)第一種方法叫“原生質融合法”,是將兩種不同發酵本領的微生物細胞放在一起進行處理,溶解掉細胞壁,讓它們的原生質相互融合,從而形成新的微生物。
①溶解掉細菌細胞壁可以用酶解法,選用正確的方法是
A.溫和條件、纖維素酶和果膠酶 B.溫和條件、溶酶體酶
C.高溫條件、纖維素酶和果膠酶 D.高溫條件、溶酶體酶
②形成新微生物(細菌),從遺傳角度來看,這是屬于哪一種變異? ,所形成的新型微生物的后代有什么特點? 。
(2)第二種方法是通過直接轉移遺傳物質DNA,制備出有超強能力的發酵微生物。
③這種方法所應用的技術是 ,其人工改造后培育出的微生物稱為 。
④在由超強能力的發酵微生物產生的產品中,單細胞蛋白是指 。
(3)第三種方法是人工辦法讓微生物的DNA發生突變,然后選出符合要求的,能增加產量的個體。某科學家用紫外線處理黃色短桿菌后,得到很多突變體,在其中篩選出了不能合成 酶的菌種,從而達到了讓黃色短桿菌大量積累賴氨酸的目的。
(4)某化工廠的污水池中,含有一種有害的、難于降解的有機化合物A。研究人員用化合物A、磷酸鹽、鎂鹽以及微量元素配制的培養基,利用這第(3)步用紫外線處理黃色短桿菌后得到的5種突變體成功地篩選到能高效降解化合物A的細菌(目的菌)。請分析回答問題:
⑤培養基中加入化合物A的目的是篩選 ,“目的菌”生長所需的氮源和碳源是來自培養基中的 ,實驗需要振蕩培養,由此推測“目的菌”的代謝類型是 。
⑥培養若干天后,應選擇培養瓶中化合物A含量 (增加或減少)的培養液,接入新的培養液中連續培養,使“目的菌”的數量 (增加或減少)。
⑦若研究“目的菌”的生長規律,將菌落進行液體培養,可采用 的方法進行計數,以時間為橫坐標,以 為縱坐標,繪制生長曲線。
盡管微生物發酵有各種各樣的產物,但通常它們的生產能力小而且單一,不能勝任大批量的工業生產,于是,科學家們想方設法使它們的“功力”增長幾十倍到上百倍,從而成為本領高強的“高級工人”。
第一種方法是用人工辦法讓微生物的DNA發生突變。比如在DNA分子的長鏈中插入或刪除堿基,或者把某一堿基換成另外一種。然后在這些動過“小手術”的菌種中篩選出符合我們要求的,能增加產量的個體。
第二種方法叫“原生質融合法”。這是將兩種具有不同發酵本領的微生物細胞放在一起進行處理,溶解掉細胞壁,讓它們的原生質相互融合。等到重新長出細胞壁后,一種新的微生物就誕生了。它可以同時具有兩種微生物的發酵能力,也可能產生新的本領。
第三種方法是通過直接轉移遺傳物質DNA,制備出有超強能力的發酵微生物。以下是一個發酵生產維生素C(后稱VC)的例子:科學家找到兩種微生物——草生歐文氏菌和棒狀桿菌。當它們共同作用時,可以通過發酵而產生VC,后來人們發現,這兩種菌在生產VC的過程中好像接力賽一樣,各自先后承擔一段任務:先由草生歐文氏菌將原料發酵成一種中間產物,隨后再由棒狀桿菌把體內與完成后半段工作有關的遺傳物質移入到草生歐文氏菌體內,與它的DNA相連接。經過這種人工改造后培育出的微生物被稱作“工程菌”,是發酵工程的主角。
(1)微生物是對所有形體________,結構________的低等生物的統稱。
(2)釀酒過程中最重要的微生物是________,它的代謝類型是________。即________。因此,其繁殖必須在密封發酵________(之前、之后)進行。
(3)發酵工程的第一種方法從遺傳學角度看,屬于哪一類型的變異?這類變異有何特點?
(4)第二種方法從遺傳學角度看屬于哪一類型的變異?所誕生的新型微生物其后代具有什么特點?
(5)第三種方法所應用的技術是________技術。經過改造后的草生歐文氏菌再繁殖,其后代能夠________。
干細胞是一類具有自我更新和分化潛能的細胞。它包括胚胎干細胞和成體干細胞。干細胞的發育受多種內在機制和微環境因素的影響。目前人類胚胎干細胞已可成功地在體外培養。最新研究發現,成體干細胞可以橫向分化為其他類型的細胞和組織,為干細胞的廣泛應用提供了基礎。
在胚胎的發生發育中,單個受精卵可以分裂發育為多細胞組織或器官。在成年動物中,正常的生理代謝或病理損傷也會引起組織或器官的修復再生。胚胎的分化形成和成年組織的再生是干細胞進一步分化的結果。胚胎干細胞是全能的,具有分化為幾乎全部組織和器官的能力。而成年組織或器官內的干細胞一般認為具有組織特異性,只能分化成特定的細胞或組織。
然而,這個觀點目前受到了挑戰。最新的研究表明,組織特異性干細胞同樣具有分化成其他細胞或組織的潛能,這為干細胞的應用開創了更廣泛的空間。按分化潛能的大小,干細胞基本上可分為三種類型:一類是全能性干細胞,它具有形成完整個體的分化潛能。如胚胎干細胞(簡稱ES細胞),它是從早期胚胎的內細胞團分離出來的一種高度末分化的細胞系,具有與早期胚胎細胞相似的形態特征和很強的分化能力,它可以無限增殖并分化成為全身200多種細胞類型,進一步形成機體的所有組織、器官。另一類是多能性干細胞,這種干細胞具有分化出多種細胞組織的潛能,但卻失去了發育成完整個體的能力,發育潛能受到一定的限制,骨髓多能造血干細胞是典型的例子,它可分化出至少十一種血細胞,但不能分化出造血系統以外的其它細胞。還有一類干細胞為單能干細胞(也稱專能、偏能干細胞),這類干細胞只能向一種類型或密切相關的兩種類型的細胞分化,如上皮組織基底層的干細胞、肌肉中的成肌細胞。
總之,凡需要不斷產生新的分化細胞以及分化細胞本身不能再分裂的細胞或組織,都要通過干細胞所產生的具有分化能力的細胞來維持機體細胞的數量,可以這樣說,生命體是通過干細胞的分裂來實現細胞的更新及保證持續生長。
隨著基因工程、胚胎工程、細胞工程等各種生物技術的快速發展,按照一定的目的,在體外人工分離、培養干細胞已成為可能,利用干細胞構建各種細胞、組織、器官作為移植器官的來源,這將成為干細胞應用的主要方向。請回答有關問題:
(1)從上面材料可以知道干細胞的重要特征是什么?
(2)干細胞要形成組織或器官必須進行什么生理過程?
(3)在器官移植時常要發生排拆反應,你認為采用什么方法可以解決這個問題?
(4)你認為在干細胞研究中可能出現的不利影響是什么?
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