请根据材料完成下列问题:
2005年10月12日上午9:39分,“神舟”六号载人航天飞船发射成功。这次飞行中,航天员首次进入轨道舱生活,并开展研究空间微重力对心肌和成骨两种细胞的影响作用,探讨细胞对重力变化的感知、整合并发生反应的机理及育种(如细胞融合实验)等多项科学活动。据了解,这次太空试验研究了空间环境影响心脏和骨骼的细胞分子机理,并通过空间实时飞行验证放置在细胞培养液中、地面筛选出药物的防护效果。专家介绍说,在微重力条件下,细胞在融合液中的重力沉降现象将消失,更有利于细胞间进行配对与融合这些“亲热举动”,此项研究将为空间制药探索新方法。
(1)载人航天器在发射升空时,你认为宇航员应采取什么姿势?________。
(2)细胞融合技术与传统的有性杂交相比,其优越性在于________________________。在太空进行细胞融合与地面进行细胞融合相比,其优越性在于________________________。
(3)动物细胞融合技术最重要的用途是________________。
(4)若将地球上一棵幼苗水平放置在正在太空遨游的“神舟”六号飞船舱内,培养若干天后,根的生长方向是________,茎的生长方向是________。
中科院上海植物生理生态研究所在“神舟”四号飞船为一对“新人”——黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体举办了特殊的“婚礼”。将两个“新人”放入融合器中,当充满液体的融合器加上直流电场,两个原本相互游离的细胞一下子贴到一起,开始了“窃窃私语”。紧接着,在瞬间高压脉冲的作用下,细胞膜被击出了一个小孔,透过这微小的空间,两股细胞质展开了“心灵沟通”。渐渐地,细胞核也扭摆着“亲热”起来,20 min后,它们俩已是你中有我,我中有你,一个新生命就这样诞生了。地面实验结果显示:用于融合的两个“新人”,一个开的是粉花(标记为“一号”),一个开的是黄花(标记为“二号”),融合后的细胞再生植株开的是黄花,但形状却和一号相同(称“一号形状”,另一个称“二号形状”)。这种“太空烟草”比普通烟草个子矮,株秆粗,烟叶多,是我国太空育种试验的一项重大成果。据此回答下列问题:
(1)由于细胞的密度不同,因此在地面上进行细胞融合非常困难。从理论上讲,在太空中细胞更容易融合,可能的原因是__________。
(2)在显微镜下观察,“新人”的细胞膜融合在一起,使细胞呈圆球状,这是因为膜具有_________特性。“细胞婚礼”中用到的诱导融合技术是____________。
(3)两种烟草原生质体融合时,_________类型是要被淘汰的。____________类型是我们需要的,这样的细胞经组织培养后,再生的植株属_________倍体。
(4)植物体细胞融合技术与传统的有性杂交相比,其优点是_________。
(5)“太空烟草”能稳定遗传吗?为什么?_______________________。
据2008年1月17日《干细胞》杂志报道,某科学家使用了进行试管受精的年轻女性捐献的卵子,以及2名志愿者的皮肤成纤维细胞,成功克隆出了5个人体胚胎,进而可以开发出有研究价值的干细胞。请回答:
(1)上述过程中主要应用到的动物细胞工程有;若将某经过修饰的基因导入其中的部分胚胎干细胞,常用的方法是。
(2)在使用合成培养基进行胚胎干细胞培养时,通常需要加入等天然成分。在细胞培养时,要保证被培养的细胞处于一定的气体环境,所需要的气体主要有,其作用分别是。如果将此细胞用于检测有毒物质是否引起了细胞基因突变,可用技术。
(3)科学家欲机型胚胎分割移植,则应该选择发育良好、形态正常的或囊胚,将其移入盛有操作液的培养皿中,然后用分割针进行分割。
以下是利用单克隆抗体制备技术生产破伤风抗体的过程示意图。据图回答:
(1)通过①过程得到的B淋巴细胞从小鼠体内分离出之前,应对小鼠进行的处理是
。
(2)骨髓瘤细胞与进行原代培养的细胞相比较,核物质发生的主要变化是,
从而违背了“程序性细胞死亡”规则,打破了细胞产生与死亡的动态平衡。
(3)制备过程中经细胞融合后还要进行②的操作是,过程③的目的是。
(4)细胞培养放在小鼠体内进行的优点是。
(5)由上述过程生产出的破伤风抗体能否直接作用人体?为什么?
。
(6)试设想运用生物工程其它领域的技术制备单克隆抗体的一条途径:
。
进行植物体细胞杂交,首先需要除去细胞壁。现提供以下材料和用具:白色洋葱鳞片叶,紫色洋葱鳞片叶,适宜浓度的蔗糖液,纤维素酶和果胶酶,蒸馏水,镊子,显微镜,载玻片,盖玻片等。请你从中选取合适的材料配制成合理的细胞壁分解液,并设计出检验它除去细胞壁的方法步骤,预测和解释实验的结果。
(1)实验步骤
①配制细胞壁分解液
选取____________________________________________配制成细胞壁分解液。这样选取的理由是___________________________________________________________。
②检验细胞壁分解液除去细胞壁的方法
第一步:___________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
第二步:用适宜浓度的蔗糖液替代细胞壁分解液,其他操作与实验组装片相同,制对照组装片。
第三步:___________________________________________________________。
(2)实验结果和解释:_____________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
人的血清白蛋白在临床上需求量很大,通常从人血中提取。由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增,使人们对血液制品顾虑重重。如果应用一定的生物工程技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,利用牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能。大致过程如下
a.将人体血清白蛋白基因导入雌性奶牛胚胎细胞,形成重组细胞①;
b.取出重组细胞①的细胞核,注入去核牛卵细胞中,形成重组细胞②;
c.电脉冲刺激重组细胞②促使其形成早期胚胎;
d.将胚胎移植到母牛的子宫内,最终发育成转基因小牛。
请回答下列问题:
(1)重组细胞①和②中 (①/②)实现了基因的重组,血清白蛋白基因表达包括
和 两个过程。
(2)在实验过程a中要选择“雌性奶牛胚胎”的原因是 。
(3)实验过程b利用的技术是 ,胚胎工程操作中最后环节是 。
(4)若将早期胚胎分离成若干个胚胎细胞,让其分别发育成小牛,这些小牛的基因型 (相同/不同),理由是 ,此项技术称为 。
(5)上述整个过程实现了 , 胚胎工程的综合应用。
下图为某同学根据杂交瘤技术的方法,设计的生产破伤风杆菌抗体的实验方案。据图回答:
(1)该方案能达到预期效果吗?。原因是
。
(2)图中②为过程,常用作为诱导剂。该细胞继承了,因此不仅能分泌,还有本领。
(3)该方案的目的是。
下图为细胞融合的简略过程(只考虑两个细胞的融合),请据图回答:
I.若A、B是基因型分别为rrHH、RRhh两个烟草品种细胞的花粉,且这两对基因位于非
同源染色体上,由于一对隐性纯合基因(rr或hh) 的作用,在光照强度大于800勒克
斯时,都不能生长。
(1)实验开始时必须用除去不利于原生质体融合的物质。
(2)实验中除获得杂种细胞外,还有基因型为的融合细胞。
(3)设计一方法(不考虑机械方法),从培养液中分离出杂种细胞,方法:
(4)将杂种细胞培养成杂种植株依据的理论基础是。
II.若该过程是制备治疗“SARS”病毒的单克隆抗体,A为人B淋巴细胞(染色体组成
为2A+XX=46),B为鼠骨髓瘤细胞(染色体组成为2A+XX=40)
(5)用单克隆抗体制成“生物导弹”主要利用了抗体的特性。
(6)A细胞来自于,杂种细胞C共有个染色体组。
(7)杂交瘤细胞在体外培养时与植物组织培养的主要区别是培养基要用培养基。
(物理状态),培养基中除了添加必要的营养物质为还需加入。
下图是单克隆抗体制备过程示意图,请据图回答:
(1)通过①过程得到的B淋巴细胞从小鼠体内分离出之前,应对小鼠进行的处理措施
是 ,该处理的实质是在小鼠体内发生 过程。
(2)培养瓶中的杂交瘤细胞在有丝分裂的间期核内所发生的主要变化是 ,在有丝分裂过程中,核内DNA分子数,染色体数=2:1的时期是 。
(3)骨髓瘤细胞与进行原代培养的细胞相比较,核内物质发生的主要变化是 ,骨髓瘤细胞与小鼠的效应B细胞融合形成的杂交瘤细胞的特点是 。
(4)有人设想运用基因工程方法制造生产单克隆抗体的工程菌,该方法用到的工具酶有 。
1996年7月5日世界上第一头用体细胞克隆的绵羊“多莉”在英国诞生,这一事件令全世界瞩目。此后,科学家又先后克隆出牛、老鼠、山羊、猪、兔和猫等六种动物。2002年12月27日,邪教组织雷尔教派成员,法国女科学家布瓦瑟利耶在美国佛罗里达州宣布,世界首个克隆婴儿——名叫“夏娃”的克隆女婴已经于26日降临人世。2002年初,美国研究人员宣称已研制出世界上第一个人造子宫,为人体胚胎在母体外生长创造了可能。这一实验将子宫内膜细胞植入一个由生物分解原料支撑的模拟子宫内部形状的框架内,框架随着细胞的繁殖衍化而形成组织,在注入荷尔蒙等功能养分后形成“人造子宫”。请利用你所学的生物学知识回答下列问题:
(1)克隆羊、克隆人属于 水平上的克隆,从其培育的过程来看运用了
等生物学技术(至少写出三项)。从细胞工程的角度可以说明 。
(2)正常的羊和人与克隆羊、克隆人相比更进化,原因是什么?
。
(3)克隆技术对人类产生了极大的影响,谈一谈你对它的认识。
(4)人造子宫的培育过程属于 工程的产物,在这个过程中,由单个的子宫内膜细胞形成人造子宫的过程中包括 培养和 培养两个阶段,其中 代以内的细胞属于细胞株。
将基因型AA和aa的两个植株杂交,得到F1再进作进一步处理,如下图所示。请分析回答:
(1)乙植株的基因型是 ,属于 倍体。
(2)用乙植株的花粉直接培育成的后代属于 倍体,其基因型及比例是 。
(3)丙植株的体细胞中含有 个染色体组。
如下图所示为细胞融合技术的一些过程,请据图回答:
(1)从A和B细胞到C细胞的过程中,必须诱导处理。常用的物理方法有、和 ;化学方法常用作诱导剂;动物细胞也可以用灭活 的作诱导剂。
(2)若A、B为植物细胞,那么在诱导融合之前已经用了 酶除去了 ,由此生成的A、B细胞称为 。
(3)若该过程是要制备单克隆抗体,A为骨髓瘤细胞,B则应为 细胞,那么D细胞为 细胞,由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程称为 。该细胞具备了A和B两方面的特性; 。分别用红、绿荧光染料标记细胞上的蛋白质,在刚形成C细胞时,细胞一半红一半绿,C到D细胞一段时间后,两种颜色的荧光分布均匀,这证明了细胞膜具有 。
右图为两个种间植物细胞融合和再生植株的示意图。请据图回答:(一~八表示各个主要步骤)
(1)从步骤一到步骤二是植物细胞形成____________的阶段,其关键步骤技术是______________。
(2)从步骤二到步骤三一般要用 作为促融剂。
(3)步骤四为 过程。
(4)在形成再生植物的过程中与组织培养有相似之处的步骤是 ,理由是 。
(5)步骤八表示选择体细胞杂种植株,杂种植株在形态上表现为 ,其根本原因是 。
(6)该项研究解决了育种过程中的什么问题? 。
“白菜-甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种,它具有生长周期短、耐热性和易于储存等优点。图中是“白菜-甘蓝”的杂交过程示意图,请据图回答:
(1)在上述方法中,除去细胞壁的方法是 。
(2)图中原生质体A和原生质体B能融合形成一个杂种细胞,所依据的生物学原理是 。
(3)通常情况下,白菜和甘蓝杂交是不成功的,原因是 。
(4)通过细胞工程获得的“白菜一甘蓝”是否可育为什么?