英国爱丁堡卢斯林研究所胚胎学家维尔莫特博士于1996年8月成功地繁殖出世界上第一只克隆绵羊多利。据材料有关背景回答问题。
背景材料:1997年2月7日,《自然》杂志报道,英国爱丁堡大学的卢斯林研究所将一只6岁母羊(A羊)的乳腺上皮细胞核导入另一只母羊(B羊)的去核卵细胞中,经体外培养并胚胎移植到第三只母羊(C羊)的子宫内,终于培育出一只名为多利(Dolly)的小绵羊,它就是提供细胞核的那只6岁母羊的克隆或拷贝。这是在哺乳动物中首次利用体细胞核作为核供体获得自体复制的成功实例。这一消息一公布立即轰动了整个世界。克隆绵羊高居1997年的世界十大科技新闻的榜首。
(1)克隆羊多利的遗传性状基因与________绵羊一致。
(2)三只绵羊哪一只羊没有为多利提供遗传物质?________________。
(3)克隆羊多利的成功,在技术上的突破之处是( )
A.供核细胞是体细胞 |
B.供核细胞是胚胎细胞 |
C.胚胎移植技术 |
D.细胞核移植技术 |
(4)克隆多利的过程是否遵循孟德尔的遗传分离规律?为什么?_____________________________________________。
(5)是否赞同克隆人?谈谈你的看法。
_____________________________________________。
科研人员想研究“在胰岛素使用总量不变的前提下,胰岛素使用次数对同一组织不同细胞株克隆效率的影响”。请完成实验思路,并分析实验结果。
实验材料:M浓度胰岛素溶液(小鼠血浆昼夜平均胰岛素浓度)、培养液、小鼠皮肤生发层组织(能增殖)、胰蛋白酶、3种抗体、生理盐水等。
(要求与说明:答题时不考虑加入胰岛素溶液后的培养液体积变化等误差;不同浓度的胰岛素溶液加入细胞培养液的间隔时间为24小时;抗体能识别特定的膜蛋白质,但不损伤细胞)
(1)实验思路:
①向有小鼠皮肤生发层组织的培养液中加入 获得单细胞悬浮液,在每瓶中加入 从而获取3种特殊细胞,分别命名为细胞株1、2、3。
②将M浓度胰岛素溶液分别稀释到原浓度的1/2、1/3,备用。
③实验分组及操作。若实验在适宜条件下进行72小时,以细胞株1为例,将细胞株1均分为3份实验,请完成下列表格。
细胞株类型 |
胰岛素浓度 |
加入胰岛素次数 |
检测内容 |
细胞株1 |
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|
|
|
||
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(2)实验分析:
①本实验用克隆化细胞株而不是原代培养物作实验材料,原因是克隆化细胞株中的细胞具有 的特点,这样可以减少实验误差。
②按照上述实验操作,可能还会产生一定的误差,改进的办法是 。
阅读下列材料,分析后简要回答问题:
(1)写出以下过程或结构的名称:
A ;B ;C ;D 。
(2)材料2中在获得杂种细胞的容器中还有其他什么细胞? 。
(3)再分化 (需要或者不需要)光照,与A过程相比,培养基的主要区别在于 。
(4)名贵花卉进行离体培养时不应采用该株的
A.茎尖 | B.子房壁 | C.花粉粒 | D.叶片 |
有同学从资料上获知:二氯二乙胺能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用,由此推测:二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖,可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。以下为该同学设计的实验方案:
(一)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,试管,吸管等。
(二)实验步骤:
①取洁净的培养皿一个,加入适量的培养液。
②从小鼠肝部切取肿瘤组织并将其剪碎,利用某种酶处理,使细胞分散开,置于培养皿中培养。
③取洁净的试管5支,加入等量培养液,编号1、2、3、4、5, 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号试管中加入等量生理盐水。
④分别从5支试管吸取适量的培养液,在显微镜下观察计数,记录数据。
⑤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。
⑥从静置的5支试管中吸取适量的培养液,在显微镜下观察计数,记录数据。
(三)分析
(1)在该实验中,遵循了实验设计的哪些原则? (至少写出2个)。
(2)第②步中所用的“某种酶”是指 酶。上述细胞培养液中必需包含细胞生长所需的营养物质,如: (至少写出3种)等。在第④步和第⑥步中,除题目中所给出的实验器材之外,还有一件必需的实验器材是 。
(3)请指出并纠正上面这位同学在第⑤步和第⑥步的操作上的错误:
第⑤步: ;
第⑥步: 。
(4)该学生根据修改后的正确方法进行实验,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 |
培养前细胞数目(个/mL) |
350 |
363 |
342 |
335 |
336 |
培养后细胞数目(个/mL) |
320 |
275 |
186 |
96 |
560 |
根据实验结果,你能得出的结论是:
。
(5)请根据上述实验结果,绘出培养后细胞数目的折线图。
应用生物工程技术能获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题:
(1)转基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素,在基因表达载体中,人生长激素基因的前端必须有 。③过程培养到一定阶段,可以采用 技术,培育出多头完全相同的转基因牛犊
(2)prG能激发细胞不断分裂,通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体,Ⅱ最可能是 细胞,Ⅲ代表的细胞具有 的特点
(3)在抗虫棉培育过程中,进行④过程最常用的方法是 。
回答下列有关生物工程技术问题。
(1)在植物基因工程中,构建重组Ti质粒时,通常要用 分别切割
和 ,再用 进行连接。
(2)体内受精作用进行时防止多精入卵的机制有 和 。
(3)动物细胞体外培养时,要保证被培养的细胞处于 的环境,在营养方面通常需要在培养基中加入 等天然成分。细胞培养需在适宜的理化条件下进行,此外还需要一定的气体环境,其中C02的主要作用是 。
下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答:
(1)②所示的生物技术名称是 ,该项技术的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞,这是因为 。重组细胞A培养过程中所用培养液除一些无机盐和有机盐类外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等成分以及 等物质,并且用一定的方法激活其完成细胞分裂和发育进程。该过程通常用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外,还因为它含有 的物质。
(2)图中③所示的结构名称是 。其在形态上,表现为体积小,细胞核 ,核仁明显;在功能上具有 。若实现重组细胞B定向诱导分化,需要在培养基中加入 。
(3)④所示的生物技术名称是 ,若想得到大量健康的胰岛B细胞基因,可利用 技术,该技术利用的工具酶是 。
(4)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是 。该种基因治疗所属类型为 。
转基因、植物体细胞杂交等技术都为农业迅猛发展提供了坚实的技术基础与保证。据图回答下列问题:
(1)过程①②用 处理细胞的细胞壁,后经③过程诱导原生质体融合,实际融合的过程中原生质体可能会形成________种细胞团(只考虑两个细胞融合的情况),与④过程密切相关的细胞器是_____。
(2)在⑤过程培养中,除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外,还需要在培养基中加入________。同时,在培养过程中,除必要的温度、光照和氧气等外界条件外,成功的另一个关键是操作过程必须保证________条件。
(3)若番茄是二倍体,马铃薯是四倍体,则杂种植株为______倍体。
(4)若番茄细胞内含A条染色体,马铃薯细胞内含B条染色体,将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培育(假设能成功)得到的后代应含________条染色体,还必须用__________等来处理幼苗,才能得到可育的番茄—马铃薯植株。
下图表示基因型AaBb的玉米植株的四种生殖过程,从上到下依次为A.B.C.D过程。请据图回答:
(1)A过程中获得单倍体植株的方法是 ,要使它能够产生可育后代,常采用一定浓度的秋水仙素处理幼苗,其作用机理是: 。
(2)B过程中,该植株的一个初级性母细胞形成的卵细胞基因型为 ;种子形成过程中,①细胞中来自母方的染色体所占比值是 。
(3)制备人工种子的关键是C过程中经 、 阶段培育成具有生根发芽能力的胚状体,然后用人工种皮包裹胚状体并在其中填充营养液从而制成人工种子,其中营养液相当于玉米种子中的 结构。
(4)C过程中,细胞分裂后期每一极的基因组成是 。D过程中,经两个原生质融合后形成的融合细胞内有 个染色体组。
(5)在玉米光合作用过程中,淀粉产生于 细胞内。
下图表示番茄植株(HhRr)作为实验材料培育新品种的途径。请据图分析回答:
(1)通过途径2、3获得幼苗的过程都应用了植物组织培养技术,该技术依据的生物学原理是_____ ___。
(2)要尽快获得稳定遗传的优良品种应采用途径________,该过程中秋水仙素的作用机理是________。
(3)品种A与途径3中幼苗基因型相同的概率为________,品种C的基因型是________。
(4)品种C与B是否为同一个物种?________,原因是____________________________。
(5)途径4依据的原理是________,此途径与杂交育种相比,最突出的特点是_________________。
下图是制备分泌抗X抗体的过程,根据图解回答问题:
(1)给小鼠注射抗原的目的是 。
(2)在单克隆抗体制备过程中之所以选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,是因为它们融合后的杂交瘤细胞具有 的特性。
(3)由图中可看出,单克隆抗体制备运用了 和 的动物细胞工程技术手段,前者常用的与植物原生质体融合不同的诱导剂是 。
(4)动物细胞培养液的配方通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素等,与植物细胞培养基不同的是,还含有 。
(5)在动物细胞融合过程中,需要将所选取的组织细胞离散开,以利于细胞融合,可用 处理所选组织细胞使之散开。
(6)图中有两次筛选过程,其中步骤④的目的是筛选出 ,步骤⑤⑥的目的是筛选出 。
(7)与传统从血清提取的抗体相比,单克隆抗体的优点是 。
图为利用生物技术获得生物新品种的过程示意图。据图回答:
(1)随着科技发展,获取目的基因的方法也越来越多,如乙图中的“抗虫基因”是利用甲图中的方法获取的,该方法称为 。此过程中所使用的酶是 。除酶外还需要加入引物,其原因是
(2)在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。乙图为获得抗虫棉技术的流程。A过程需要的酶有________、________。图中将目的基因导入植物受体细胞采用的方法是________。C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外,还必须加入________。
(3)离体棉花叶片组织经C、D、E成功地培育出了转基因抗虫植株,此过程涉及的细胞工程技术是_______ ,该技术的原理是________。
(4)检测目的基因是否转录出mRNA的具体方法是使用________与提取出的________做分子杂交。
(5)科学家将植物细胞培养到________,包上人工种皮,制成了神奇的人工种子,以便更好地大面积推广培养。
下图是动物细胞工程过程中相关的技术操作过程,请据图回答下列问题:
(1)在操作一中,为了使细胞彼此分离,通常是先用剪刀剪碎组织,再用消化法将细胞分开,消化法用的消化酶是胰蛋白质酶,或胶原酶。研究表明胶原蛋白酶和胰蛋白酶在消化时的机制有差异,下表为两种酶活性的比较表。
项目 |
胰蛋白酶 |
胶原酶 |
消化特性 |
适用于消化软组织 |
适用于消化纤维多的组织 |
用量 |
0.01%~0.5% |
0.1~0.3 mg/ml |
消化时间 |
0.5~2小时 |
1~12小时 |
pH |
8~9 |
6.5~7.0 |
作用强度 |
强烈 |
缓和 |
细胞影响 |
时间过长时有影响 |
时间长时无大影响 |
动物血清 |
有抑制作用 |
无抑制作用 |
Ca2+和Mg2+ |
有抑制作用 |
无抑制作用 |
据表中信息可知胰蛋白质酶作用时间需限制在0.5~2小时,原因是________________________________,为了控制胰蛋白酶的消化作用时间,常用消化临界时向溶液中直接加入________即可使酶灭活而终止消化。操作一的原理是__________________。
(2)动物细胞培养液配制好后,通常还要先抽取少许放入培养瓶中,置于37℃、CO2培养箱中24小时后观察,这样做的目的是__________________________。
(3)在动物细胞培养过程中通常要对细胞进行计数,计数的细胞数应为活细胞数。某同学在细胞培养的一次测定中,首先振荡摇匀培养液并立即吸细胞悬液少数向一试管中滴入细胞悬液9滴,再滴入台盼蓝(活细胞染液)1滴,混匀。再从试管中取混合液向计数板边缘轻轻滴1~2滴已染色的细胞悬液,使之充满计数板和盖玻片之间间隙,经测定计数室每小格中活细胞数平均为3个,则原每毫升培养液中含有的活细胞数应为________个。
(4)科研人员研究发现某一种抗原刺激机体后,在鼠体内可发现有多种效应B细胞都可产生针对于该特定抗原的抗体,这些抗体混合在一起即为多克隆抗体。试从抗原结构的角度分析产生该现象的原因是____________________________________。
科学家从某些能无限增殖的细胞的细胞质中分离出无限增殖调控基因(prG),该基因能激发许多动物细胞的分裂,这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的前景。请回答以下相关问题:
(1)利用细胞融合技术制备单克隆抗体,促进动物细胞融合常用的诱导因素是____________________;
(2)利用细胞融合技术制备单克隆抗体时有两次筛选:
第1次筛选的目的是______________________________;
第2次筛选的目的是______________________________。
(3)有人提出,可以直接通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体,其思路如上图所示。请回答:
①酶A是指__________,酶B是指__________;
②对已导入重组质粒的II进行“检测”的目的是_________________________;Ⅲ指代的细胞具有特点是_________________________;
(4)也有人提出用细胞核移植技术构建重组细胞来生产单克隆抗体,请在答题卡图表内试用相关的图示及文字完善该过程:(注:图中三角形,圆点均表示细胞核)
回答下列有关人体免疫的问题。
采用单克隆技术制备三聚氰胺特异性抗体,可用于检测乳制品中可能存在的微量三聚氰胺,然而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三聚氰胺分子进行有效"扩容"(下图)。
1.除蛋白质以外,下列物质中也适合使三聚氰胺"扩容"为抗原分子的是(多选)。
A. |
果糖 |
B. |
|
C. |
多糖 |
D. |
磷脂 |
E. |
脂溶性维生素 |
F. |
|
2.为获得产特异性抗体的B淋巴细胞,用"扩容"了的三聚氰胺复合物免疫小鼠的过程称为免疫。
3.上述"扩容"了的三聚氰胺复合物进入小鼠体内后,会被小鼠多种免疫细胞的所识别,而高等哺乳动物先天性免疫和获得性免疫系统的代表性细胞类型分别是和。
4.单克隆抗体的制备所基于的免疫学基本原理是。
A. |
骨髓瘤细胞生长分裂旺盛 |
B. |
每个 淋巴细胞只具备产一种抗体的能力 |
C. |
B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后只剩下产一种抗体的能力 |
D. |
在本案中只有三聚氰胺分子能刺激B淋巴细胞形成产单一抗体的能力 |
5.下图数据显示,上述制备的三聚氰胺单克隆抗体具有特征。
A. |
高产量 |
B. |
高分子量 |
C. |
高特异性 |
D. |
高稳定性 |