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第二节 疾病治疗中的生物科学
自我小测
1青霉素抗菌作用的机制为( )
A．抑制蛋白质合成
B．抑制核酸的合成
C．干扰细菌纤维素的合成
D．干扰细菌细胞壁的合成
2下列关于合理使用抗生素的叙述正确的是( )
A．在没有患病前就使用抗生素预防
B．相同的病症可选用相同的抗生素进行消炎
C．根据自己对病情的了解购买和使用抗生素
D．应用抗菌药物治疗应采用对敏感菌最有选择性的药物，疗程应适宜
3造成细菌产生抗药性的根本原因是( )
A．变异 B．选择
C．适应 D．隔离
4医药和农业使用的抗生素大多由下列哪种微生物产生( )
A．丝状真菌 B．放线菌
C．酵母菌 D．细菌
5下列各项能作为基因治疗载体的是( )
A．噬菌体 B．腺病毒
C．烟草花叶病毒 D. SARS病毒
6对基因治疗安全性的问题叙述不当的是( )
A．基因治疗中最常用的载体是病毒，它们能自我复制
B．在基因治疗中，科学家抑制逆转录病毒的某种活性防止它们引起疾病，使之能被安全地使用
C．使用病毒载体运载基因，它们可能会更多地改变目标细胞
D．目的基因插入载体DNA的位置可能出现错误，导致癌症和其他损伤的产生
7肾移植手术能否成功，其影响因素中最关键的是…… ( )
A．手术技巧
B．供体器官质量
C．使用免疫抑制药物
D．供体器官与受体的组织相容性
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8用于克隆器官的原材料不能用( )
A．全能干细胞 B．多能干细胞.Com]
C．专能干细胞 D．神经细胞
9组织相容性抗原( )
A．由核酸组成
B．是仅由常染色体基因控制的
C．是存在于体液中的
D．是位于细胞表面的
10克隆器官所用的生物工程技术是( )
A．细胞融合
B．胚胎移植
C．干细胞和组织培养技术
D．器官的再生
11下面是最早发现抗生素——青霉素的弗莱明先生所进行的探索过程。
观察及对问题的认识：培养细菌的培养基中，偶然生出青霉菌，在其周围的细菌没有生长。为什么出现这种现象？
假设：……
进行实验：把青霉菌放在培养液中培养后，观察这些培养液对细菌生长的影响。
结果：培养液阻止了细菌的生长和繁殖。
结论：青霉素可产生一种阻止细胞繁殖的物质。
弗莱明在持续的研究中分离出了一种物质，分析出它的特征并将之命名为青霉素。
根据上述探索过程，请回答下列问题：
(1)作为这一实验的假设，下列最为恰当的是______。
A．青霉菌能产生有利于人类的物质
B．青霉菌污染了细菌生长的培养基
C．青霉菌可能产生了有利于细菌繁殖的物质
D．青霉菌可能产生了不利于细菌繁殖的物质
(2)青霉菌和细菌的关系是________。
A．共生 B．竞争
C．捕食 D．寄生
(3)为了证明青霉素确实是由青霉菌产生的而不是在培养液和培养基中产生的，则应进一步设计________实验，其实验方法是____________________________________，若实验结果为______________，则能充分证明青霉菌确实能产生可阻止细菌繁殖的青霉素。
(4)最初使用较少的青霉素有较好的杀菌效果，现在青霉素使用量常达到800万单位，说明细菌的抗药性增强了，这种抗药性的形成是________________的结果，其根本原因是______________。
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12尿毒症——肾脏出现病变或衰竭，代谢产生的尿素、肌酐等代谢废物不能及时排出体外，就会导致人因血液中毒素过多而中毒，严重的可导致死亡。要从根本上解决尿毒症病人的痛苦，就必须进行肾移植。
(1)肾移植手术能否成功的影响因素有哪些？最关键因素是什么？
(2)从哪些人中寻找肾脏移植成功率高？
(3)供体器官来源有哪几条途径？你对器官买卖或器官的商业化有什么看法？
13细菌携带的耐药性基因主要位于( )
A．线粒体内 B．拟核DNA分子
C．质粒分子上 D．染色体上
14某一种细菌菌株需要从环境中摄取现成的亮氨酸(20种氨基酸中的一种)才能够生长，此菌株对链霉素敏感。实验者用诱变剂处理此菌株，想筛选出表中列出的细菌菌株类型。根据实验目的，选用的培养基类型是( )
选
项
筛选出不需要亮氨酸的菌株应使用的培养基
筛选出抗链霉素的菌株应使用的培养基
筛选出不需要亮氨酸、抗链霉素的菌株应使用的培养基
A
L＋，S＋
L－，S－
L＋，S－
B
L－，S＋
L＋，S＋
L－，S－
C
L－，S－
L＋，S＋
L－，S＋
D
L＋，S－
L－，S－
L＋，S＋
注：L：表示亮氨酸；S：表示链霉素；“＋”：表示加入；“－”：表示不加入
15基因治疗的步骤为( )
①治疗基因的表达 ②选择治疗基因 ③将治疗基因转入患者体内 ④选择运输治疗基因的载体
A．②③①④ B．②③④①
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C．③④②① D．②④③①
16器官移植手术能否成功的主要影响因素不包括( )
A．血管缝合技术
B．供体器官的质量
C．供体器官与受体的组织相容性
D．使受体的免疫系统变“敏感”
17取一只小鼠的皮肤，分别移植到切除和不切除胸腺的幼鼠身上，切除胸腺鼠的皮肤移植更易成功。这个实验结果说明对异体皮肤排斥起重要作用的是…( )
A．造血干细胞 B. T淋巴细胞
C. B淋巴细胞 D．吞噬细胞
18现代器官移植技术已得到广泛应用，但供体器官的来源是限制器官移植的主要原因，现代器官移植供体器官的来源是( )
①器官的捐献 ②动物器官的替代 ③利用干细胞和组织培养工程技术构建人体器官
A．①② B．①③
C．①②③ D．②③
19有人送来一支培养有芽孢杆菌的试管，其中一部分芽孢杆菌有抗青霉素能力，另一部分没有抗性。请你把对青霉素有抗性的芽孢杆菌分离出来。
(1)现有条件：无菌牛肉膏培养基两个，无菌接种台，接种工具齐备，医用青霉素两支。
(2)实验过程：
①取两个培养基，分别标号A、B，A、B培养基分别加入________，加入过程一定要________操作。
②向A培养基中接种________。
③接种后，将A培养基放入恒温箱培养两天。
④从________________挑取生长良好的芽孢杆菌，接到B培养基中。
⑤接种后，将B培养基放入恒温箱内培养两天，即可获得较多抗青霉素芽孢杆菌。第④⑤两个步骤的目的是__________________________。
20SCID患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或病毒感染，就会发病死亡。经研究证实，SCID病人细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶的基因(ada)发生了突变。
(1)请你利用所学知识，设计一个治疗SCID病的方案。
第一步：先将人体正常ada基因克隆后用来替换反转录病毒的原有基因，构建成重组载体。
第二步：____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第三步：__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第四步：____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)还有哪些遗传病可用基因治疗方案治疗？请举两例。
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(3)现有的基因治疗试验存在的危害是什么？
参考答案
我夯基，我达标
1．D 解析：青霉素抗菌作用是通过抑制细菌细胞壁的生物合成而杀灭细菌。
2．D 解析：选药物要根据病人的性别、年龄、生理、病理及免疫功能等不同情况制订用药方案，生病时应经专业医生明确诊断，在医生的指导下使用抗生素，采用对敏感菌最有选择性的药物，也就是最对症的药物且疗程适宜。
3．A 解析：抗药性是细菌原本就具有的一种特性，其根本原因是来自细菌的基因突变。
4．A 解析：微生物中有很多种在代谢过程中产生的代谢产物中含有抗生素，经常使用的抗生素大多数在真菌代谢过程中产生。
5．B 解析：基因治疗时健康的外源基因的受体细胞是人体的细胞，载体是对人体健康影响小的动物病毒。
6．A 解析：病毒是没有细胞结构，不能独立生活，要寄生在宿主细胞中来完成增殖过程，不能进行自我复制。
7．D 解析：细胞表面组织抗原就是白细胞抗原，每个人的白细胞抗原与别人的都有所差异，受体的免疫系统会认出这是“非己”成分而加以排斥，供体器官和受体的组织相容性是器官移植能否成功的最关键因素。
8．D 解析：克隆器官是利用细胞全能性培养成人们所需要的器官，用于克隆器官的细胞是再分化程度低或没有分化的细胞，全能性容易表达。而神经细胞是高度分化的细胞，不能培养成器官。
9．D 解析：组织相容性抗原是与移植免疫反应相关的主要抗原，是白细胞表面的一群蛋白质分子。
10．C 解析：克隆器官所用的生物工程技术是利用干细胞和组织培养工程技术构建人体器官。
11．解析：科学家弗莱明发现青霉素时，运用了科学的实验方法和严谨的科学态度，该实验中缺少一个对照实验，不能充分说明青霉素是由青霉菌产生的，假如排除培养液产生青霉素的可能性，实验更具科学性和说服力。
答案：(1)D (2)B (3)对照 把没有放青霉菌的培养液加入培养基中，观察对细菌的影响 细菌正常生长 (4)长期自然选择 遗传和变异
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12．解析：供体器官和受体的组织相容性是器官移植能否成功的最关键因素，只有供体与受体的主要HLA有一半以上相同才有可能移植成功。有血缘关系的人中HLA一半以上相同的可能性更大一些。现今供体器官来源主要是器官捐献，另外利用干细胞和组织工程技术也能提供一些皮肤、软骨等简单器官。
答案：(1)影响因素有手术技巧、供体器官的质量、供体与受体器官的组织相容性。最关键的因素是供体与受体器官的组织相容性。(2)从有血缘关系亲属中寻找肾脏移植成功率高。因为有血缘关系的人中HLA一半以上相同的可能性更大一些，所以应尽量从有血缘关系的亲属中寻找。(3)现今供体器官来源主要是器官捐献，另外利用干细胞和组织工程技术也能提供一些皮肤、软骨等简单器官。
由于器官捐献与移植既涉及捐献者与接受移植器官者的权利和义务，又涉及社会公德和人类伦理等方方面面的问题，因此需要通过相关法律法规加以规范。(答案合理即可)。
我综合，我发展
13．C 解析：细菌是由原核细胞构成的原核生物，原核细胞含有拟核DNA和质粒DNA，没有线粒体和染色体等结构，拟核DNA分子控制细菌的结构，质粒DNA分子控制细菌的抗性。
14．C 解析：用诱变剂处理菌株，可加速菌株发生基因突变。但突变是不定向的，通过一定的筛选可得到所需要的菌株。如筛选不需要亮氨酸的菌株，可通过不加入亮氨酸的培养基来获得，抗链霉素的菌株就要加入链霉素。
15．D 解析：先选择治疗基因，然后将治疗基因与运载体结合，并转入患者体内，并使治疗基因正常表达。
16．D 解析：血管缝合技术、供体器官的质量、供体器官与受体的组织相容性是器官移植手术能否成功的主要影响因素，在手术前后，还要采取一定措施使受体的免疫系统变“迟钝”。
17．B 解析：切除胸腺鼠的皮肤移植更易成功，胸腺是T淋巴细胞成熟的场所。
18．B 解析：器官捐献是现今解决器官短缺的主要来源，需要更多的人摒弃落后的传统观念，奉献自己的爱心。异种器官移植到现今没有一例成功，而利用干细胞和组织工程技术已在组织工程皮肤、组织工程软骨等方面用于临床，并形成产品在市场上出售。前者用于治疗烧伤和难愈性皮肤溃疡，后者用于修复关节损伤、头面部缺损等。
19．解析：芽孢杆菌抗青霉素能力的产生是基因突变的结果，用青霉素进行筛选可以去除没有抗性的个体，只保留有抗性的个体重复进行实验可以提高抗性菌的纯度。
答案：(2)①青霉素 无菌 ②芽孢杆菌 ④A培养基的菌落中 ⑤获得纯度高的抗青霉素芽孢杆菌(分离出对青霉素有抗性的芽孢杆菌)
20．解析：基因治疗是把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的目的。本题是用携带正常ada基因的病毒作为载体去感染患者T淋巴细胞，再将携带ada基因的T淋巴细胞进行大量培养，注入患者体内，使正常ada基因在T淋巴细胞中表达合成腺苷酸脱氨酶，使免疫系统行使正常免疫功能，达到治病的目的。
答案：(1)第二步：从SCID病人体内分离出免疫系统有缺陷的T淋巴细胞
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第三步：将这些T淋巴细胞与携带了正常ada基因的反转录病毒混合在一起，让病毒感染T淋巴细胞，使正常ada基因拷贝插入到T淋巴细胞的基因组中
第四步：在实验室中通过细胞培养并确认转入的基因表达后，用注射器将成千上万个重建的转基因T淋巴细胞注射到SCID患者的人体组织中
(2)血友病、镰状红细胞贫血症。
(3)病毒通常能感染多种细胞。因此如果使用病毒载体运载基因，它们可能会更多地改变目标细胞。另一个危险是新基因插入DNA位置可能出现错误，导致癌症或其他损伤的产生。此外病毒载体可产生炎症或免疫反应。患者可能将病毒传播给其他个体或传播于环境中。
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