下图为某基因型AaBbDD的雌性动物细胞生命历程中的部分过程,请据图回答问题
(1)上图中过程①为________________分裂,甲细胞的名称为________________。
(2)若图甲中1表示性染色体,则2、3、4表示_____________,与本次分裂同时产生的配子的基因型为________________。
(3)乙细胞经过②过程形成的子细胞中分化成了不同种类的细胞,从根本上说,这是____________________________的结果;但是也有部分细胞变成了癌细胞,这是因为在致癌因子的作用下,_________________发生了突变。
(4)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。PM2.5的浓度值以每立方米的微克值来表示,目前中国的标准是24小时平均浓度小于75微克/立方米为达标。随着全国各地空气出现严重污染,我国多个城市发生雾霾天气,PM2.5屡屡爆表。同学们想了解PM2.5的空气是否对细胞发生影响,设计了如下实验,请根据实验方案回答问题。
实验材料:在雾霾天气收集到的PM800的空气,经过净化后的新鲜空气,生理盐水,细胞培养液(含有全部营养物质与等量的小鼠胚胎干细胞),试管等。
实验的主要步骤如下表所示:
试管编号 步骤 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
I |
加入等量的细胞培养液(含有全部营养物质与等量的小鼠胚胎干细胞) |
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II |
计算培养皿内的细胞数目,记录数据 |
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III |
密闭培养,并通入 a |
密闭培养并通入 b |
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IV |
在冰箱中培养,并适时的震荡搅拌 |
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V |
一段时间后,观察试管内的细胞____c______ |
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①完成步骤Ⅲ,a: ;b: ;c:_______________
②纠正上述步骤中的错误: 。
③预测一种最可能的结果并得出相应的结论
结果_____________________________________________________________;
结论______________________________________________________________。
食品安全人们日益关注。一种保鲜剂——青鲜素,能抑制植物细胞生长与分裂从而抑制发芽,被用于蔬菜和水果的保鲜,但其残留会损害人体健康。根据材料回答下列问题。
(1)青鲜素和 (一种植物激素)的作用类似,它是人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质,是属于 。
(2)青鲜素残留毒性可能会使 发生突变,导致正常细胞生长和分裂失控而变成癌细胞。
(3)科研人员以小鼠为实验材料,用“动物细胞培养技术”对青鲜素毒害性进行了检测。
①请完善检测青鲜素毒性的实验:
主要实验步骤:
第一步:取大小相同的六只培养瓶编号为1-6,分别加入等量的相同培养液和小鼠细胞。
第二步:向1号培养瓶中加入生理盐水,向2-6号培养瓶中分别加入 。
第三步:培养一段时间后,取样制成临时制片,用显微镜观察, 。
结果如下表:
培养瓶编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
添加剂中青鲜素浓度(mg/L) |
水 |
10 |
30 |
90 |
270 |
810 |
变异细胞比例 |
0 |
0 |
1/106 |
1/106 |
2/106 |
8/106 |
结论: 。
②该实验检测有毒物质毒性的指标是 ,所用培养液中需要加入的特殊营养成分是 。
Ⅰ.土壤农杆菌能将自身Ti质粒的T-DNA整合到植物染色体DNA上,诱发植物形成肿瘤。T-DNA中含有植物生长素合成酶基因(S)和细胞分裂素合成酶基因(R),如图1所示,它们的表达与否能影响相应植物激素的含量,进而调节肿瘤组织的生长与分化。基因工程常用Ti质粒作为运载体,图2表示抗虫棉培育中使用的三种限制酶A、B、C的识别序列以及Ti质粒上限制酶切割位点的分布,抗虫基因内部不含切割位点,两侧标明序列为切割区域。
(1)据图2分析,切取抗虫基因时,使用限制酶 ,切割Ti质粒时,使用限制酶 。
(2)成功建构的重组质粒含有限制酶A的识别位点 个,若用酶C处理该重组质粒,将得到 个DNA片段。
(3)若抗虫基因插入的位置在R基因内部,筛选出 植株即是成功导入抗虫基因的棉花植株。
Ⅱ.单克隆抗体技术在生物工程中占有重要地位。请回答相关问题:
(4)科学家米尔斯坦和柯勒提出单克隆抗体制备技术的实验方案:把一种 细胞与能在体外大量增殖的 细胞进行诱导融合,使融合细胞既能大量增殖,又能产生足够数量的特定抗体。
(5)在技术操作中,需要将融合细胞用 培养基进行筛选,并进行克隆化培养和 检测,以得到足够数量的符合要求的 (填“单”、“双”、“多”)核杂交瘤细胞。
(6)若将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养,可从 中提取出大量的单克隆抗体。
(7)研究人员应用 ,改造了鼠源性抗体分子的结构,降低了鼠源性抗体的人体反应。
(8分,除特别说明外每空1分)
人类在预防与诊疗传染性疾病过程中,经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒,该病毒表面的A蛋白为主要抗原,其疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图。请回答:
(1)过程①代表的是 。
(2)过程②构建A基因表过载体时,必须使用___ 和 两种工具酶。
(3)过程③采用的实验技术是 ,获得的X是 。
(4)对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中基因工程生产的 所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可从疑似患者体内分离病毒,与已知病毒进行 比较,或用图中的 进行特异性结合检测。
胚胎干细胞(ES细胞)在生物学研究中具有十分重要的应用价值。
(1)上图为某科研小组采用“基因靶向”技术先将小鼠的棕褐毛色基因导入黑色纯种小鼠的ES细胞中,再将改造后的ES细胞移植回囊胚继续发育成小鼠的过程。在目的基因获取和基因表达载体构建过程中使用的工具酶有 。
(2)上图中完成第Ⅱ步操作得到由两个DNA切段连接成的产物有 种重组DNA分子;第Ⅲ步操作后,还需经过 的过程,才能将该ES细胞注射到囊胚中。
(3)ES细胞在功能上具有 的特点;目前研究人员正尝试通过科技手段利用ES细胞经过特殊诱导,为因故失去手的患者提供新的“手”,该过程揭示了细胞 的机理。
(4)已知细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途径能被氨基嘌呤阻断,一般情况下,细胞中有D或S途径即能分裂增殖。人淋巴细胞中虽然有这两种DNA合成途径,但一般不分裂增殖。鼠ES细胞中只有D途径,但能不断分裂增殖。将这两种细胞在试管中混合,加 促融,获得杂种细胞。若要从培养液中分离出杂种细胞,写出实验方法(不考虑机械方法),并说明理由。
方法:___________________________________________________________。
理由:___________________________________________________________。
(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)
【选修3现代生物科技】下图为利用生物技术生产单克隆抗体和经体外受精培育优质奶牛的过程.请回答下列问题:
(1)在Ⅰ图制备单克隆抗体的过程,包括__________和动物细胞培养两个过程,在进行动物细胞培养时,首先要将动物组织剪碎,然后用___________处理,以使其分散成单个细胞,制备成细胞悬液.
(2)A细胞的特点是__________,经选择性培养的杂交瘤细胞,还需进行_________和抗体检测,经多次筛选就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞,进行体内或体外培养.
(3)单克隆抗体与常规抗体相比,具有___________的特点.
(4)Ⅱ过程优质奶牛的培育过程需要进行胚胎移植,移植后的胚胎能在受体子宫中存活,其生理基础是_________.
(5)若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小牛,可对Ⅱ中囊胚进行__________,操作过程需要特别注意的问题是:_________.否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育.
I某研究小组进行药物试验时,以动物肝细胞为材料,测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种,甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题:
(1)在动物细胞培养时,通常在培养基中加入适量动物血清,其原因是___________________________。
(2)在两种细胞生长过程中,当甲、乙细胞铺满瓶壁时,其生长________。
(3)为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的________。
(4)已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关,要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响,可将甲细胞分为A、B两组,A组细胞培养液中加入________,B组细胞培养液中加入等量的无菌生理盐水,经培养后,从A、B两组收集等量细胞,通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的________________合成水平的差异,确定Y的药效。
II如图表示用生物工程制备人抗A抗体的过程。请回答下列问题。
(1)人的红细胞膜表面有被称为凝集原的特异糖蛋白,从免疫学角度看,这种凝集原是________。
(2)图中细胞1是小鼠体内注入人A型血红细胞后获得的免疫B淋巴细胞,每个这种细胞具有产生 的特点,但难以在体外培养。甲培养皿中培养的细胞2,是从患骨髓瘤的小鼠体内获取的骨髓瘤细胞,这种细胞在体外培养时能快速大量增殖,但不会产生抗体。
(3)把经诱导融合而形成的细胞3放在乙培养皿中进行培养,则能产生大量的细胞群,这种方法称为________。
(4)过程①的主要目的是______________________。通过过程②或③的培养方法能产生大量________ 抗体。
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。
菊天牛是菊花的主要害虫之一。科研人员将抗虫基因转入菊花,培育出抗虫菊花。下图是获得转基因菊花的技术流程。请据图回答:
(注:卡那霉素抗性基因(kanR)作为标记基因,菊花叶片对卡那霉素高度敏感)
(1)质粒是基因工程中最常用的载体,其化学本质是 _ _,此外还可用 作为运载体。
(2)如图限制酶M和N切割产生的黏性末端是 __,连接它们所需要的基本工具是__ __。
(3)为了促进土壤农杆菌吸收重组质粒,可用__ _处理,使其处于感受态。
(4)将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素、营养物质以及__ __和 的固体培养基中,在适宜条件下进行培养,筛选转基因菊花。
(5)用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时,需根据抗虫基因(目的基因)两端的部分碱基序列设计特异引物,若其中一种引物共用了31个,则目的基因最多扩增了 __次。
(6)将转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料以适当比例混合后饲喂菊天牛2 龄幼虫,实验结果如下表所示。请据表回答:
①对照组应饲喂等量的 。
②据表分析,__ 差异显著,说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用。
下图1描述了“白菜—甘蓝”幼苗的培植过程;图2反映了某个细胞周期不同时期染色体的状态。请据图回答:
(1)过程①的关键操作是去除______,所用的酶包括_________;过程②中原生质体A和B能融合,说明细胞膜具有_________的特点。
(2)过程③中某个细胞周期内细胞中染色体的行为变化在时间上的顺序为__________(根据图2中的字母填写)。
(3)甘蓝与白菜均为二倍体(2N),“白菜-甘蓝”幼苗培植过程中杂种细胞内最多含有____个染 色体组。请在下面坐标系中画出白菜-甘蓝体细胞一个细胞周期内核DNA数目的变化曲线。
(4)如果“白菜-甘蓝”幼苗栽植过程中根部被水淹了,水浸期间对“白菜-甘蓝”植株的根细胞进行测定,测得根细胞吸收O2与释放CO2之比为1:2,则其有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为_________。
(16分)近年来,随着含Cu污染物的排放增加,Cu对植物的毒害与日俱增。科研人员用水培法研究了Cu对脐橙幼苗的影响,得到下面甲、乙图示结果,其中气孔导度大小与气孔的开放程度呈正相关。请回答:
(1)本实验除了通过测定氧气释放量,还可以通过测定 吸收量来计算净光合速率。
(2)实验过程中,培养液的Cu浓度会发生变化,因此需随时将各组的Cu浓度分别调到 ,这是控制实验的 变量。
(3)图甲中曲线A→C段净光合速率发生变化的主要原因是 。
(4)0.1μmol·L-1的Cu处理使脐橙叶片净光合速率大于对照,根据乙图曲线分析,可能的原因是 。此外,研究表明低浓度Cu还能促进叶片光合色素的形成,有利于 。
(5)脐橙感染病毒不仅影响脐橙的收成,而且对果树造成持续伤害。运用以下微型繁殖技术可获得脐橙脱毒苗:
运用该技术培养脱毒苗,一般选用 作为外植体,依据是
。过程①和②所使用的MS培养基中加入了蔗糖,其作用是 。
【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.
白菜、甘蓝均为二倍体,体细胞染色体数目分别为20、18。以白菜为母本,甘蓝为父本,经人工授粉后,将雌蕊离体培养,可得到“白菜—甘蓝”杂种幼苗。请回答问题:
(1)白菜和甘蓝是两个不同的物种,存在 隔离。自然条件下,这两个物种间不能通过 的方式产生后代。雌蕊离体培养获得“白菜-甘蓝”杂种幼苗,所依据的理论基础的植物细胞具有 。
(2)为观察“白菜—甘蓝”染色体的数目和形态,通常取幼苗的 做临时装片,用 染料染色。观察、计数染色体的最佳时期是 。
(3)二倍体“白菜—甘蓝”的染色体数为 。这种植株通常不育,原因是减数分裂过程中 。为使其可育,可通过人工诱导产生四倍体“白菜-甘蓝”这种变异属于 。
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 。