神经科学领域已有研究揭示脑衰老的分子、细胞、器官、系统多层级多种生物学特征,它们相互依赖、彼此互为联系,共同构成脑衰老特征及其发生机制的复杂性。此外,该领域新技术和新方法的应用也使研究内容得到极大丰富与发展。在对抗衰老过程中维持脑健康及其功能,是一项挑战,运动可以通过改善脑衰老的生物学特征及生理功能,促进脑的可塑性。因此,临床实践中运动干预可作为补充策略,改善衰老人群及相关慢性疾病患者的脑健康。
最适合做这段文字标题的是:
运动促进脑生长:加强认知与记忆
运动干预脑衰老:新进展与再认识
运动改变脑结构:挑战性与安全性
运动影响脑健康:运动疗法有前景
科学家通过基因改造,设计出了能在激光脉冲照射下收缩的肌肉细胞。这种被称为“生物综合设计”的仿生学新理念除了_______自然生物进行设计,还直接使用了真正的肌肉组织,不但融合了生物组织的优点并跳过仿生肌肉阶段,将目标专注于寻找新的理论和方法来实现轻量、低耗的肌肉组织控制系统,同时也模糊了自然物和机械装置的_______。
依次填入划横线部分最恰当的一项是:
参考 界限
对比 概念
模仿 功能
根据 差异
从古到今,人类不断梦想着能够找到长生不老的“灵丹妙药”,但目前也未有合法批准的能够真正用于抵抗衰老的药物或疗法。以干细胞抗衰老疗法为例,由于具有自我更新和多向分化能力,干细胞在组织再生等领域具有良好的应用潜力,也被宣传为延缓衰老的有力武器。然而科研人员提醒,虽然干细胞疗法在动物实验中表现出一定的治疗效果,但对于人类而言,还需要等待临床试验结果。衰老是机体在整体水平上的系统性变化,不是单一组织的变化,干细胞目前还无法同时针对所有组织细胞发挥治疗或起到延缓衰老的作用。
这段文字意在强调:
采用干细胞疗法抵抗衰老大有可为
干细胞治疗用于延缓衰老还有许多问题
从古到今人类为延缓衰老进行了各种尝试
当前干细胞的抗衰老研究仍处于实验探索阶段
某大学神经生物学家做过这样的实验:一头猪在死亡一小时之后,实验人员将一种特殊的灌注液注入它的身体,在其静脉和动脉中循环,新鲜的氧气也在其中流动。接下来的六小时中,实验人员发现,猪的心脏、肝脏、肾脏和大脑中部分细胞开始恢复功能与活性,循环系统也逐步恢复。猪的心脏虽未完全恢复跳动,但可以扫描到电生理活动,说明它具有收缩能力。每个重要器官中,细胞对葡萄糖的反应都较强,说明它们正重启部分新陈代谢。实验结果表明,科学家成功复活了一头猪。
以下哪项如果为真,最能质疑上述论证?
对脑死亡的判定为间隔一天两次所测的脑电图呈直线,即脑电波消失,大脑功能处于完全及不可逆性丧失
猪在死后血液便停止循环流动,血液也就不能为其机体的各种细胞提供营养物质和氧气,细胞就会死亡
从一般意义上看,哺乳动物的器官如果缺氧15分钟左右,就会彻底死亡,这被视为一个不可逆的过程
有研究团队在猪缺血缺氧死亡一小时后给猪注射特殊灌注液,成功让实验猪身上多个器官重新出现活力
生物科技是利用科学技术和生物技术,对农业或其他方面进行改造。利用生物体、生物组织、细胞及其成分,综合应用化学、生物学和医药学各学科原理和技术方法制得的用于预防、诊断、治疗和康复保健的制品或其它现代生物技术研制的蛋白质或核酸类药物。由于药物资源有限,含量极微,因而使用高纯度的分离工艺有一定难度,且成本昂贵。用生物基因工程方法生产这些药物,就可以很好地解决这些难题。
对“这些难题”理解最准确的一项是:
生物科技是利用科学技术和生物技术
高纯度的分离工艺有一定难度,成本昂贵
药物资源有限,含量极微,高纯度的分离工艺有一定难度
药物资源有限,含量极微,因而成本昂贵
蓄积器官是毒物在体内的蓄积部位,毒物在蓄积器官内的浓度高于其他器官,但对蓄积器官不一定显示毒作用。这种毒作用也可以通过某种病理生理机制,由另一个器官表现出来,这种器官叫作效应器官。
根据上述定义,下列判断正确的是:
沉积于网状内皮系统的放射性核素对肝、脾损伤较重,引起中毒性肝炎,所以网状内皮系统是蓄积器官
大气污染物中的二氧化硫经人体的上呼吸道和气管吸入人体,并直接刺激上呼吸道和气管,所以上呼吸道和气管是蓄积器官
大气污染物中的铅经肺吸收后可转移并积存于人的骨骼中,损害骨骼造血系统,所以铅的蓄积器官是肺
有机磷酸酯农药作用于神经系统,会造成神经突触处乙酰胆碱蓄积,使人产生流涎、瞳孔缩小等症状,所以神经系统是有机磷酸酯的效应器官
大脑由数十亿个神经细胞组成,这些________的细胞需要在一个受保护的环境中才能正常工作,这个________的环境被400英里长的特殊血管系统保护着,这些血管能________与大脑接触的物质,这就是血脑屏障,它对于保护脑组织免受毒素和病原体的侵害至关重要。
依次填入画横线部分最恰当的一项是:
脆弱 微妙 限制
高效 复杂 阻挡
散乱 神奇 过滤
微小 灵敏 抑制
随着3D打印技术的发展,人们将不再需要等待皮肤在实验室中研发出来,化妆品公司也将能够更加快速地通过_______皮肤来创建相应的模型,而且还能够创建更加强大的原型。皮肤非常薄,对3D打印而言,制造皮肤将是一个相对_______的过程。3D打印机中的一个注射器能够沿着器官线移动,并非常缓慢地挤压出细胞溶液。然后,再一层层增加,以此达到用户所想要的厚度。
依次填入画横线部分最恰当的一项是:
打印 容易
复制 简单
保养 复杂
修复 简易
近日,特拉维夫大学宣布该学校实验室3D打印出了一颗“心脏”,该心脏不仅具有外形,还有细胞、血管和其他支撑结构,甚至可以像心脏一样收缩,但长度只有2.5厘米。该实验团队负责人说:“与过去相比,这项研究成果的突破点在于,这不仅是一个外观打印的心脏,而且是世界上第一个利用患者自己的细胞和生物材料3D打印出的三维血管化的工程心脏,也就是具有血管组织的三维人造心脏。”而在此之前,科学家只成功打印出没有血管的简单组织。
负责人补充道:“打印心脏的原料是从病人身上提取而来,我们从网膜组织中提取细胞,对其进行编辑,使之成为干细胞,再将其转化为心肌细胞和内皮细胞。另外,提取非细胞组织,转变为一种‘个人特有的凝胶’来充当打印‘墨水’,这些由糖和蛋白质构成的材料能够用于3D打印复杂的组织模型。随后利用组织工程学的原理,在支架中填充细胞,以此让细胞得以更好地再生。”他说,该实验中使用的“打印原料”和“黏合胶水”来源于患者自身,对于成功构建组织和器官至关重要,这意味着由此打印出的心脏移植进本人身体后不会产生排异反应。而目前心脏移植术后的死亡率居高不下,主要与排异反应有关。
如此看来,若特拉维夫大学的技术手段能在未来的人体试验阶段被证明有效,并在一定程度上解决排异问题,那确实将会是一个很大的突破。
心脏体积大、细胞种类繁多,全体心肌细胞需要几乎同时收缩,才具有功能。心脏的跳动是因为心肌细胞都被紧密地连在一起,细胞产生的电信号使大批心肌细胞共同收缩。而且为使两个心房和两个心室协同收缩,心脏本身还有一套特殊的传导系统。虽然在体外生产几千万个心肌细胞并不困难,但是即便心脏被3D打印出来了,能不能跳是一回事,到底怎么跳则是另一回事。以临床病症为例,心室纤颤就是因为心肌细胞不能同步跳动。一旦跳动不同步,心脏就会瞬间失去泵血功能,导致病人死亡。
特拉维夫大学此次打印出的心脏,还未能使大批细胞同步跳动并产生足够的力量。该负责人对此次实验的一些遗憾也并不讳言,“受限于我们3D打印机精度的问题,目前还不能打印出心脏上的所有血管,而且该心脏也不具有泵血功能”。3D打印出的这颗心脏,距离应用于动物实验,也长路漫漫。
那么,为何特拉维夫大学团队打印出的心脏不能整齐地跳动?3D打印一个心脏到底难在哪里?答案与地球重力有关。“3D打印的黏附力不足以支撑心脏或肾脏这种大器官,地球重力会造成细胞间的撕裂”,哈佛大学一位研究员说,“生物3D打印的核心问题就是要解决生物材料和重力对3D打印细胞的影响”。
生物3D打印小型器官模型是可行的,一旦打印真实尺寸的器官模型,由于细胞间的支撑力和黏合力有限,可能出现两个后果:一是下层细胞因受到上层细胞越来越大的压力而垮塌:一是即便没有垮塌,在转移过程中,上层细胞也会因无法承受下层细胞的重量而产生撕裂。
总而言之,由于重力的存在,3D打印心脏的细胞间缺乏紧密联系,这会影响心脏的跳动,该心脏也就无法具有正常的泵血功能。但是,即便重力问题解决了,心脏可以整齐跳动了,3D打印心脏仍有难题未能克服——只有血液源源不断供给,打印的器官或组织才能长时间存活。如何建立血管网络,还没有明确的答案,________________。心脏本身需要全身血液的10%左右来供养,一旦离开血液,所有器官都只能在4℃低温的状态下“熬着”。如果打印细胞需要37℃体温,几乎没有时间完成打印,因为先打上的细胞在打印还没完成时就会因缺氧而死去。这一切都还有待进一步研究。
文中提到的生物3D打印技术如果最终成熟,能为患有下列哪种疾病的病人带来福音?
尿毒症
白化病
登革热
红绿色盲
动物的冬眠,完全是一项对付不利环境的保护性行动,引起动物冬眠的主要因素,一是环境温度的降低,二是食物的缺乏。科学家们通过实验证明:动物冬眠会引起甲状腺素和肾上腺功能的降低,与此同时,生殖腺却发育正常,冬眠后的动物抗菌抗病能力反而比平时有所增加,显然冬眠对它们是有益的,使它们到翌年春天苏醒以后动作更加灵敏,食欲更加旺盛,而身体内的一切器官更会显出返老还童现象,由此可见,动物在冬眠时期神经系统的肌肉仍然保持充分的活力,而新陈代谢却降到最低限度。
以下如果为真,最能削弱上述结论的是:
很多昆虫,不是以“成虫”或“幼虫”,而是以“蛹”或“卵”的形式进行冬眠
刺猬,一次冬眠能睡上200多天,醒来后要经过很长时间才能恢复到原来的精神和体力
在加拿大有些山鼠冬眠长达半年,冬眠期间脉搏变得极为微弱,体温更直线下降到5℃
雌熊在冬眠中,让雪覆盖着身体,一旦醒来,它身旁就会躺着一两只小熊,这是冬眠时生产的仔