人的HPRT基因缺陷(HPRT-)细胞和小鼠的TK基因缺陷(TK-)细胞在HAT培养基中都不能存活。杂种细胞在分裂中随机丢失人的染色体,但保留所有的鼠染色体。因此,利用人—鼠细胞融合技术可以将人类基因定位于特定的染色体上。
(1)将人的HPRT-细胞与小鼠的TK-细胞用________促进融合,然后培养在________培养基(HAT)中,最终筛选出人—鼠杂种细胞。
(2)将存活下来的杂种细胞进行单克隆培养,获得不同的细胞株,用________染色后镜检,观察结果如下:由此可推测________基因在________染色体上。
细胞株编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
所含人染色体编号 |
11,14,17,22 |
7,11, 14,17 |
5,7, 17,21 |
2,9, 11,17 |
5,17, 18,20 |
2,5, 17,19 |
(3)如果要确定人鸟苷酸(UMP)激酶基因所在染色体,应选择UMP激酶缺陷的____(填“人”或“鼠”)细胞与相应细胞杂交,这样的方法_____(填“能”或“不能”)对小鼠的基因进行定位。
(4)经过基因测序发现UMP激酶缺陷是因为编码它的基因中部的部分碱基替换造成的,结果可能导致( )
A.转录不能进行
B.合成的蛋白质分子缺少部分氨基酸序列
C.合成的蛋白质分子增加部分氨基酸序列
D.合成的蛋白质分子氨基酸数目不变
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。
(15分)如图为培育转基因抗虫棉的技术流程。请据图回答:
(1)进行过程①,先要运用的酶是 。
(2)基因工程核心步骤的名称是 。
(3)在培育成功的转基因抗虫棉的传种接代过程中,抗虫基因和标记基因是否遵循基因的自由组合定律 。为什么? 。
(4)过程②采用最多的方法是 。在实验室中,检测抗虫基因是否整合到棉花细胞的DNA分子上的方法是 。
(5)经过③过程形成愈伤组织的细胞分裂方式是 。
(6)过程④所表达的两个重要的生理现象是 。
如图表示被子植物花粉的发育过程,据图完成下列各题。
(1)利用月季的花药离体培养产生单倍体时,选材非常重要。一般来说,在 期花药培养的成功率最高。为了选择该时期的花药,通常选择 的花蕾。确定花粉发育时期最常用的方法有 法;但是对于花粉细胞核不易着色的植物,需采用 法,该法能将花粉细胞核染成 色。
(2)图中所示的植物的基因型为AaBb(两对基因遵循自由组合定律遗传),则①的基因型为 ,②的基因型可能为 。
(3)⑦、⑧所指的结构依次是 、 ;两者的基因型是否相同? 。
科学家用植物体细胞杂交方法,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,其中①~⑤表示过程,英文字母表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题:
(1)实现过程②的技术是___________,在此之前使用_________________处理细胞以除去细胞壁。如果将已除去细胞壁的植物细胞放入等渗溶液中,细胞是何形状? 。过程②如放在“神舟”飞船上则更易进行,这是因为_________________。与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为__________________。
(2)在将杂种细胞培育成为杂种植株的过程中,依据的原理是___________,其中过程④相当于_______过程,⑤涉及的分裂方式为 ,若利用此技术生产治疗癌症的抗癌药物——紫杉醇,培养将进行到 (填字母编号)。
(3)若番茄细胞含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;若杂种细胞培育成的“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,那么更简单地得到番茄植株f的处理方法是______________。
(5)若a、b依次为小鼠骨髓瘤细胞和B淋巴细胞,那么该方案的目的是______。若将该方案用在SARS的研究和治疗上,则从理论上讲c细胞的制备可采用______细胞和 细胞的融合。如果分析出了所产生抗体的氨基酸序列,则可采用___________方法,以_________为原料合成出该SARS抗体的基因。
下图为利用玉米(2N=20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。请分析并回答:
(1)植株A的体细胞内最多时有 个染色体组,过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是 。
(2)基因重组发生在图中 (填编号)过程。
(3)利用幼苗2培育出植株B的育种过程的最大优点是 ,植株B纯合的概率为 。
(8分)目前临床上癌症治疗的方法,一般是手术切除肿瘤,为防止体内残留癌细胞,在手术后进行化疗,某生物兴趣小组的同学从资料上获知:二氯二乙胺能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。他们推测:二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖,能作为一种癌症的化疗药物,并就此问题设计实验进行了探究。
实验材料:肝部长有肿瘤的小鼠,二氯二乙胺溶液,蒸馏水,生理盐水,含有全部营养物质的细胞培养液,显微镜,血球计数板,试管,吸管等。
1.其中某位同学实验操作如下:(请将实验内容补充完整)
(1)取洁净的培养皿一个,加入适量的培养液,从小鼠肝部切取肿瘤组织,剪碎,并用胰蛋白酶处理,使其分散开来,置于培养皿中培养。
(2)取洁净的试管5支,加入等量的培养液,编号1、2、3、4、5, 并在1-4号试管中加入等量的不同浓度的二氯二乙胺溶液,5号试管中加入 。
(3)从培养皿中吸取等量的培养液置于1-5号试管中,振荡后,在冰箱中培养一段时间。
(4)从静置的5支试管中吸取适量的培养液置于 内,在显微镜下计数,记录数据。
2.请你纠正上面这位同学操作上的错误① ;
② 。
3.另一位同学按照正确的方法进行实验,得到的结果如下:
实验组别 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
二氯二乙胺浓度(mg/ml) |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0 |
细胞数目(个/mL) |
320 |
275 |
186 |
96 |
560 |
(1)在该实验中,遵循了实验设计的 原则和 原则。
(2)根据实验结果,你能得出的结论是
。(2分)
实验一:为研究汽车尾气中可吸入颗粒物对人成熟T淋巴细胞的影响,用含不同浓度颗粒物的培养液培养T淋巴细胞,48 h后检测Na+K+ATP酶活性及细胞活力。实验结果如下:
组别 |
颗粒物浓度/μg·mL-1 |
Na+K+ATP酶活性/U·mg pro-1 |
细胞活力(相对值) |
A |
0 |
35.8 |
1 |
B |
50 |
30.6 |
0.98 |
C |
100 |
20.5 |
0.87 |
D |
200 |
12.4 |
0.48 |
SDH是有氧呼吸的关键酶。细胞活力通过测定各组细胞SDH总活性来表示,用于反映颗粒物对细胞的毒性,SDH总活性由该组细胞数及每个细胞SDH酶活性共同决定。
⑴本实验毒性评价指标所反映的颗粒物对T淋巴细胞的毒性,或表现为杀伤作用使细胞数减少,或表现为抑制了细胞的________(生理过程)。实验数据表明,随着颗粒物浓度的增加,颗粒物对T淋巴细胞的毒性________。
⑵汽车尾气中含有的多种致癌因子会损伤DNA,使________表达异常。长期汽车尾气暴露的人群,其T淋巴细胞执行的________免疫功能障碍,导致识别、攻击癌细胞能力降低,癌症发病风险提高。
实验二:为了研究乙醇对人体神经行为能力的影响,科研人员选取若干自愿者,等量饮用同一种酒,通过测试对简单信号作出反应的最短时间、对视觉信号记忆的准确数计算得出能力指数的相对值,结果如图所示。请说明对照组的设置方法 。随着血液中乙醇浓度的迅速升高,神经行为能力指数相对值明显 ;选取若干个自愿者而不是一个志愿者的原因是 ;甲状腺功能亢进的患者也不宜作为受试者,原因是 ,从而干扰测试结果。
(15分)人们预防与诊疗传染性疾病经常使用疫苗和抗体,已知禽流感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,相应疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图:
(1)过程②代表基因工程操作步骤中的 ;基因工程的核心步骤是 (填序号),该过程所需的工具酶有 。
(2)过程⑦利用的生物学原理是 ,获得的X称为
(3)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 制备疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可以从疑似患者体内分离出病毒,与已知病毒进行 比较,或用图中的______ 进行特异性结合检测。
眼虫是一种含有叶绿体的原生动物:据此,某同学认为动物细胞与植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的:他设计了一个具体的实验方案如图:
请回答下列有关问题:
(1)实验方案中,步骤A为除去细胞壁得到的 ,步骤B为 。
(2)植物材料经 后形成愈伤组织,诱导该过程的关键物质是 。
(3)进行动物胚胎细胞培养时,需要用胰蛋白酶将 分散成单个细胞:制成的细胞悬液,通常置于含95%空气加5% 的混合气体的培养箱中进行培养。
(4)一般选用传代培养 代以内的细胞用于诱导融合,因为它们具有 。诱导融合的物理法包括 。
(12分)如图表示应用现代生物技术制备H7N9病毒单克隆抗体的流程,请回答问题。
(1)①过程表示_____________,②过程用到的工具酶是______________。
(2)构建基因表达载体时,目的基因的首端必须含有_____________,③过程常用的方法是_____________,目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是______________。
(3)从分子水平上鉴定目的基因是否转录可采用____________技术,对于转基因成功的细胞II还要进行克隆化培养和____________检测,经多次筛选获得足够数量的该类细胞。
(4)细胞I是_____________,细胞II的特点是__________________________________。
(5)若要预防H7N9禽流感,可用图中的_____________作为疫苗。
请回答下列有关生物工程的问题:
(1)用基因工程的方法提高绵羊的生长速率,可将人的生长素基因导入绵羊的 中,或导入通过 技术形成的重组胚胎中,在体外培养到 期,移入绵羊的子宫内。若要获得同卵双胎或多胎的个体,则应采用 技术和 技术,后者也是胚胎工程的最后一道“工序”。
(2) 技术是单克隆抗体技术的基础。制备单克隆抗体过程,选出的杂交瘤细胞具备 的特点。单克隆抗体与常规的血清抗体相比,最大的优越性是 。
植物组织培养技术被广泛应用于培育无病毒植株、育种及获得植物次生代谢产物等生产生活实际。下图为番茄植株的培育过程。分析回答:
(1)①过程中使用了 酶,获得植物细胞原生质体,此处使用的溶液浓度不宜过小,以防止细胞原生质体 。
(2)铺平板类似于微生物接种,该过程必须在 旁进行操作。平铺板中添加蔗糖的目的除了提供营养外,还有 作用
(3)同一番茄植株不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因 (填“相同”、“不相同”或“不一定相同”);图中属于再分化的过程是 (填序号)。
(4)多倍体番茄植株所结果实中维生素含量更高,若想培育多倍体番茄,可选择在图中的过程③中添加 进行处理,也可以选择在过程⑥中添加 进行处理。
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。
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,且疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图:
(1)过程①代表的过程是 ,过程⑦的实验技术名称是 。
(2)过程③构建出的表达载体必须要含有 、 、 和目的基因等结构。
(3)过程⑥发生的生理过程是 。
(4)生产药物时可用微生物做受体细胞,那么④应采用 处理,使受体细胞处于 ,从而将表达载体导入受体细胞;药物生产也可用乳腺生物反应器,那么④则应采用 的方法,从而将表达载体导入受体细胞。
(5)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 作疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可以从疑似患者体内分离出病毒,与已知病毒进行 比较;或用图中的 进行特异性结合检测。