苦马豆素(SW)最早是从植物灰苦马豆中分离获得,为了研究SW是否具有抑制肿瘤细胞生长的作用,许多学者做了大量研究,实验过程及实验结果如下:
①取小鼠肝癌Hepal-6细胞。
②制成单细胞悬液,等量接种于多孔板,加入等量培养液,每组设5个平行孔。
③于37℃、5%CO2培养箱中培养24 h。
④加入等量不同浓度的SW溶液,于37℃、5%CO2培养箱中培养。
⑤分别在24 h、48 h、72 h时吸取培养液,观察记录结果,得到不同浓度的SW对细胞存活率的影响曲线如图所示。
⑥将培养48h的培养液离心,细胞染色,在荧光显微镜下观察拍照,记录正常细胞和凋亡细胞的数目,并采用免疫荧光细胞技术检测细胞凋亡蛋白Bax和Bcl-2的表达量状况,汇总统计结果如下表。
培养48h后细胞数目及凋亡蛋白Bax和Bcl-2的表达状况
SW(μg/ml) |
癌细胞数目 |
凋亡细胞数目 |
Bax蛋白 |
Bcl-2蛋白 |
2 |
+ |
++++ |
++++ |
+ |
1 |
++ |
+++ |
+++ |
++ |
0.5 |
+++ |
++ |
++ |
+++ |
0 |
++++ |
+ |
+ |
++++ |
注:“+”的数量表示相对值的大小
回答下列问题:
(1)实验中首先将小鼠肝癌Hepal-6细胞制成单细胞悬液,于37℃、5%CO2培养箱中培养的目的是 。培养箱中要有适量的无菌空气,原因是 。肝癌细胞悬液中细胞有悬浮生长的特征,可能的原因是 。
(2)实验中利用多孔板培养时,每组设置5个平行孔同时进行培养,计数后统计平均值是为了 。
(3)分析图中曲线可知,SW对肝癌Hepal-6细胞的作用效果是:①
;② 。
(4)表中结果说明SW可以诱发细胞 ,从而抑制肿瘤细胞生长,从分子水平上分析,SW可能是导致癌细胞内 的合成量增加。
科学家用植物细胞杂交方法,将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合,成功地培育出了“番茄-马铃薯”杂种植株,如图1所示,其中①~⑤表示过程,英文字母表示细胞、组织或植株。育种工作者还利用番茄进行了如下三组实验如图2.。据图回答下列问题:
(1)实现过程②的技术是 ,在此之前使用 酶处理细胞以除去细胞壁。过程③原生质体经过 再生,与此密切相关的细胞器为_ 。
(2)过程②后,在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的 存在,这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)若番茄细胞内有m条染色体,马铃薯细胞含n条染色体,则“番茄-马铃薯”细胞内含________条染色体;若杂种细胞培育成为“番茄-马铃薯”植株为四倍体,则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于________倍体植株。
(4)如果形成c细胞的a、b细胞都是番茄细胞,那么更简单的得到番茄植株f的处理方法是 。
(5)若杂种植株在有丝分裂在过程中,仅保留番茄的染色体而马铃薯的染色体会不断丢失,采用特异性引物对番茄和马铃薯基因组DNA进行PCR扩增,得到两亲本的差异性条带,可用于杂种植株的鉴定。图3是用该引物对双亲及4棵再生植株1~4进行PCR扩增的结果。据图判断,再生植株1~4中一定是杂种植株的有(多选) 。
(6)图2 Ⅰ过程培育植物体A主要应用了 技术。
(7)用红果多室(Yymm)番茄植株的花粉进行Ⅱ、Ⅲ有关实验,则Ⅱ过程中,培育植物体B的方法(Ⅱ)称为__________________。植物体C的基因型有_________________。(细胞A为两两融合细胞,写出具体的基因型。)
(8)三种育种得到的植物体A、B、C中一定为纯合体的是 。
(10分) 请回答:
(1)植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的 ,繁殖种苗的速度 。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养,最终能够形成完整的植株,说明该叶肉细胞具有该植物的全部 。
(2)把试管苗转接到新的培养基上时,需要在超净工作台上进行,其原因是避免 的污染。
(3)微型繁殖过程中,适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗 ,而与 配比适宜时可促进芽的增殖。
(4)将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后,单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析,随着培养基中蔗糖浓度的增加,光合作用强度的变化趋势是 ,单株鲜重的变化趋势是 。据图判断,培养基中不含蔗糖时,试管苗光合作用产生的有机物的量 _____________(能、不能)满足自身最佳生长的需要。
(5)据图推测,若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力,应 (降低,增加)培养基中蔗糖浓度,以便提高试管苗的自养能力。
埃博拉病毒(EBO)中EBOV是一种烈性的、泛嗜性的病毒,它首先破坏吞噬细胞,其次是肝、脾等细胞,进而导致血管通透性增加,出现严重的出血热现象。目前尚无针对该病毒的特效药或疫苗。
(1)EBOV感染者的血清中很难形成高浓度的抗体,这是因为 。
(2)较难制作EBO疫苗的原因与其遗传物质的种类以及表达方式有关。EBO病毒容易变异,这是因为 。
(3)下图示利用“细胞技术”研制抗击EBO的药物与疫苗:过程①获得的甲细胞是 细胞;图中所用瘤细胞的作用是 。要获得纯净的单一品种抗体,上述操作的要点是 。
(4)还可以利用转基因技术生产EBO蛋白疫苗。EBO结构和基因组如下图所示。EBO衣壳外的包膜上有5种蛋白棘突(包括GP蛋白和VP系列蛋白),其中GP蛋白最为关键,能被宿主细胞强烈识别。该技术的目的基因是 。
(5)腺病毒(基因E与复制、转录有关;基因L是腺病毒衣壳基因)具有弱致病性,但病毒在人体细胞内增殖会导致正常细胞裂解、死亡。因此,需要对腺病毒进行改造。下图示腺病毒基因组、转基因技术生产EBO蛋白疫苗与重组病毒粒子疫苗的基本过程。
以EBO病毒包膜蛋白作为疫苗比较安全的原因是 。生产含目的基因重组病毒粒子作为目的基因的运载体,优点是 ;为保障安全,基因重组病毒粒子需要除去自身原本的一些基因,改用辅助质粒携带这些基因。则除去的基因主要是 两类基因。
(6)辅助质粒携带EBO病毒上的这些基因,与EBO携带一样,均能在真核细胞中表达,说明 。
实验室研究人员欲通过动物细胞培养的方法来鉴定甲、乙两种化学物质毒性,并比较二者毒性的强弱。请你以一个研究人员的身份参与此项研究,完成下列实验报告并回答有关问题。
实验原理:有毒物质能诱导细胞产生变异,根据这种变异细胞占全部培养细胞的百分数(以下称Q值),可判断该化学物质的毒性。
实验材料:活的小白鼠胚胎。
药品用具:胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、培养瓶、恒温箱、载玻片、盖玻片、显微镜、小白鼠正常体细胞有丝分裂各时期高倍显微照片。
实验步骤:
(1)制备细胞悬浮液:把活的小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎,转入锥形瓶中,加入_________处理,使胚胎组织分散成单个细胞,再加入动物细胞培养液,制成细胞悬浮液。
(2)进行细胞培养:
①取A、B、C三个洁净的培养瓶,_____ ______,加入等量的细胞悬浮液。
②向A培养瓶中加入化学物质甲,向B培养瓶中加入____________,向C瓶内加入等量的生理盐水,并将培养瓶摇匀。
③在实验中,C培养瓶起什么作用?___________。
(3)制作临时装片:
①当细胞增殖到大约第8代左右时,同时从恒温箱中取出三个培养瓶,用胰蛋白酶液处理,使培养的细胞__________,再加入动物细胞固定液以便迅速杀死细胞并固定细胞。
②静置一段时间后,分别从各培养瓶底部吸取适量的细胞悬浮液,滴在与培养瓶有相同编号的载玻片的中央,用____________染色,3~5min后,盖上盖玻片。
(4)镜检和统计:
把临时装片放在显微镜下,先用低倍镜后用高倍镜,寻找处于_________期的细胞,并与C组对比以确认发生变异的细胞,同时统计___________________________。
(5)结果与结论:经研究人员实验得知:A、B、C三个培养瓶的Q值依次为:QA=1.3%、QB=12.5%、QC=0.1%,由此可知该实验的结论是__________________________________。
【生物——现代生物科技专题】
图为转基因烟草培育过程流程图,
回答问题:
(1)携带外源基因的质粒除了含有外源基因外,还包括_____、______复制原点和标记基因,其中标记基因的作用是__________。
(2)图示过程中,将目的基因导入烟草细胞使用了_______法,①过程要用______处理农杆菌,使之转变为感受态,然后将它们在缓冲液中混合培养以完成转化过程。
(3)②过程叫做___________技术,其理论基础是______________________。
(4)该转基因烟草产生的配子中________(填“一定”或“不一定”)含有目的基因.
(12分)原花青素(PC)是广泛存在于水果、蔬菜、花朵和树皮中的一种天然抗癌化合
物,某研究小组就原花青素对离体的人胆囊癌QBC939细胞抑制作用做了相关实验,实验结果如下曲线所示,请回答下列问题:(说明:细胞的数量通过测定相应培养瓶的吸光度值表示,细胞抑制率=(1-相应组吸光度值)/对照组吸光度值。)
PC(|jg/ml)
102040
(1)实验材料及仪器:
160320
不同浓度的PC,胆囊癌QBC939细胞悬液,MTT仪器(测定细胞培养液的吸光 度)等
(2)实验思路:
①取若干个培养瓶分成 组,均加入等量且适量的胆囊癌QBC939细胞悬液,再分别加入等量的相应浓度PC。
②在适宜条件下培养,定时取样测定 ,并计算细胞抑制率。实验过程中每个培养瓶测定 次。
(2)实验结论: 。
(3)讨论
①研究发现实验组处于细胞周期中S期细胞的比例均显著增加,且随着药物剂量增加 S期细胞的比例也增加,由此推测PC的作用机理是: 。
②上述实验结果是胆囊癌QBC939细胞在离体条件下获得,如果要把PC作为治疗胆管癌的药物,还需要做哪方面的实验研究。 (写出一项)
克隆猪成功率较低,与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl-2基因是细胞凋亡抑制基因,用PCR技术可以检测该基因转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。
请回答:
(1)图中重组细胞的细胞核来自___________细胞,早期胚胎移入受体子宫后继续发育,经桑椹胚、囊胚和___________胚最终发育为克隆猪。
(2)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl-2cDNA的分子数,进而计算总mRNA中Bcl-2mRNA的分子数,从而反映出Bcl-2基因的转录水平。
①图中X表示___________过程。
②从基因组数据库中查询Bcl-2mRNA的核苷酸序列,以便根据这一序列设计合成___________用于PCR扩增,PCR过程第一轮循环的模是 。
I.紫杉醇是从红豆杉树皮中提取的高效抗癌物质,细胞培养生产紫杉醇是扩大紫杉醇来源的重要途径。
(1)研究人员将细胞培养液分别置于低温条件下处理12h、24h后分别取样计算分裂指数,步骤如下:
①制片:取红豆杉细胞培养液,滴一滴细胞悬浮液于载玻片上,加上 染色,几分钟后,盖上盖玻片,轻轻压片。
②观察并记录:上图所示视野中a细胞所指的细胞时期是____ ,为了统计数据更加科学,统计时应该注意 ,本实验提高细胞分裂指数的最佳处理组合是____ (温度及处理时间)。
(2)已知大蒜素具有与紫杉醇相似的抗癌作用,为探究紫杉醇与大蒜素联合使用对癌细胞的杀伤作用,应设计若干个培养组,对照组加入的是供选材料和试剂A+B,其它各组分别是____。
供选材料:
A.卵巢癌细胞株SKOV3 供选试剂: |
B.动物细胞培养液 | C.生理盐水 | D.紫杉醇 E.大蒜素 |
Ⅱ.大麦种子结构如下图,其中胚乳中含有大量的淀粉.有同学对大麦种子进行了如下实验,回答有关问题:
(1)实验组别l和组别2的结果说明赤毒素由大麦种子的_ ___产生,然后诱导合成____ ,使储藏的淀粉分解。
(2)大麦种子去胚后,加赤霉素处理,其中的淀粉 (会,不会)被分解。
(3)大麦种子去糊粉层后,再加赤霉素处理,其中的淀粉___ (会,不会)被分解。
(4)实验组别1和组别3的结果说明 。
[生物—选修3现代生物科技专题]
下图是利用单克隆抗体技术制备三聚氰胺特异性抗体的过程,请据图回答:
(1)单克隆抗体的制备过程中要用到 和 技术。
(2)由于三聚氰胺分子量过小,不足以激活高等动物的免疫系统,因此在制备抗体前必须对其进行①过程,下列物质中不适合作“扩容”抗原分子的是( )
A.蛋白质 | B.多糖 | C.磷脂 | D.核苷酸 |
(3)②过程会使小鼠产生能分泌相应 的B淋巴细胞,此过程属于特异性免疫中的 免疫。
(4)单克隆抗体的制备所基于的免疫学基本原理是 。
(5)③过程动物细胞特有的促融方法是用 ,④过程用特定的选择性培养基筛选,会使 的细胞死亡;选出的杂交瘤细胞还需进行 ,才能获得产三聚氰胺抗体的杂交瘤细胞株。
(6)制备的三聚氰胺单克隆抗体可用于检测乳制品中存在的微量三聚氰胺,说明三聚氰胺单克隆抗体具有 特征。
下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。请根据示意图回答下列问题。
(1)单克隆抗体技术是______________技术中最重要的用途。将特定的抗原注入小鼠体内,其目的是使小鼠产生__________细胞。
(2)单克隆抗体的化学本质是__________;合成与分泌单克隆抗体涉及到的细胞器是__________、__________、__________、__________。
(3)骨髓瘤细胞与某些淋巴细胞混合在一起,细胞融合完成后,在培养基中有_____种两两融合的细胞,融合的原理是__________,融合的方法除了电激外,还可以用化学诱导剂__________或灭活的_______________。
(4)从图中可以看出,单克隆抗体制备经过了_____次筛选,第一次筛选得到的细胞是__________,该细胞的特点是既能在体外_____,又能分泌_____抗体。
[生物—选修3:现代生物技术专题]
如图1表示利用生物技术制备抗X的单克隆抗体的过程:图2表示体外受精培育优质奶牛的过程:图3表示番茄和马铃薯植物细胞融合和再生植株的过程,请据图回答下列问题:
(1)图1 中制备单克隆抗体的过程中,需要经过两次筛选,其中第二次筛选的目的是筛选出 。该过程所用到的生物技术有 。
(2)图2 参与体外受精的精子需要经过成熟和 的过程,才能是卵细胞受精,若要获得多头于此优质奶牛相同的小牛,可对图2中囊胚中的 均等分割后进行胚胎移植,以上技术是在 (填“体外”或“体内”)完成的。
(3)图3中过程③常用的试剂是 。融合的原生质体形成杂种细胞的标志是 ,该过程与细胞中 (细胞器)的活动密切相关。
(4)过程⑤和⑥分别表示 和 。
下图1表示利用生物技术制备抗X的单克隆抗体的过程;图2表示培育优质奶牛的过程。请据图回答下列问题:
(1)图1中注射到小鼠体内的物质是 。融合后的细胞经过多次筛选才能获得理想细胞,此类细胞的特点是 。该过程所用的生物技术有 。
(2)重组细胞①和②中, (填“①”或“②”)实现了基因的重组。
(3)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 (填“相同”或“不同”),理由是 ,此项技术称为 。
(8分)科学家通过对鼠和人控制抗体产生的基因进行拼接,实现了对鼠源杂交瘤抗体的改造,生产出对人体的不良反应减少、效果更好的鼠—人嵌合抗体,用于癌症治疗。下图表示形成鼠—人嵌合抗体的过程。请据图回答下列问题。
(1)鼠源杂交瘤抗体就是从免疫小鼠的脾脏细胞中获取B淋巴细胞,在诱导剂的作用下与 融合,形
成 细胞,并通过体内培养或体外培养生产单克隆抗体。这种抗体与普通血清抗体相比较,最主要的优点于 ,可大量制备。
(2)与植物原生质体的融合相比,动物细胞融合在诱导融合方法方面的主要区别是还常用 诱导融合。
(3)生产单克隆抗体一般不直接培养浆细胞,主要原因是 。
(4)为了能确定目的基因已经导入鼠淋巴细胞中,相应的载体需要有 以便于进行检测;改造抗体属于 工程的范畴。
在矮牵牛的体内能合成一种能抗除草剂的物质即抗草胺磷,下图是利用矮牵牛来培养转基因大豆的过程。
(1)图中①应为________________。在构建①的过程中,要用到的对识别的序列具有特异性的酶是________________。
(2)在将①导入土壤农杆菌之前,往往要用______处理土壤农杆菌,使之成为____细胞,然后将它们在缓冲液中混合培养以完成转化过程。
(3)②中的部分农杆菌不能在含四环素培养基上生长,其原因是_______________________。
(4)A→B过程需要在恒温箱中_________培养,注意观察、记录_________的生长情况。
(5)人工种子是以图中_________(用字母和箭头表示)过程中形成的_________、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过____________包装得到的种子。