长期以来 ,香蕉生产遭受病害的严重威胁 ,制约了其发展。目前 ,随着转基因抗病香蕉基因工程技术的日趋成熟 ,为培育抗病香蕉品种开辟了新途径。转基因抗病香蕉的培育过程如图所示,质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。请回答:
(1)构建含抗病基因的表达载体A时,应选用限制酶 ,对 进行切割。
(2)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应使基因表达载体A中含有 ,作为标记基因。
(3)能使抗病基因在香蕉细胞中特异性表达的调控序列是: (填字母序号)。
A.启动子 | B.终止子 | C.复制原点 | D.标记基因 |
(4)将目的基因导入植物细胞常用方法有多种,图中所示方法为 。
(5)欲检测目的基因是否表达成功,可采用的技术
(6)利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成转基因植株。香蕉组织培养的培养基中除了含有一定的营养物质外还必须含有 等植物激素,它们会在 (填图中标号)阶段发挥作用,同时 (填图中标号)阶段还需要给予一定光照。
(7)从香蕉组织块到获得转基因抗病香蕉试管苗的过程中,需经过 。(填数字)
①无丝分裂 ②有丝分裂 ③减数分裂 ④ 原代培养 ⑤ 传代培养
⑥ 植物体细胞杂交 ⑦ 细胞融合 ⑧ 脱分化 ⑨ 再分化
利用种皮白色水稻甲(核型)进行原生质体培养获得再生植株,通过再生植株连续自交,分离得到种皮黑色性状稳定的后代乙(核型)。甲与乙杂交得到丙,丙全部为种皮浅色(黑色变浅)。设种皮颜色由1对基因控制,且基因控制种皮黑色。请回答:
(1)甲的基因型是。上述显性现象的表现形式是。
(2)请用遗传图解表示丙为亲本自交得到子一代的过程。
(3)在原生质体培养的过程中,首先对种子胚进行脱分化得到愈伤组织,通过培养获得分散均一的细胞。然后利用没处理细胞获得原生质体,原生质体再生出,才能进行细胞分裂,进而分化形成植株。
(4)将乙与缺少1条第7号染色体的水稻植株(核型-1,种皮白色)杂交获得子一代,若子一代的表现型及其比例为,则可将种皮黑色基因定位于第7号染色体上。
(5)通过建立乙植株的,从中获取种皮黑色基因,并转入玉米等作物,可得到转基因作物。因此,转基因技术可解决传统杂交育种中亲本难以有性杂交的缺陷。
某研究者用抗原()分别免疫3只同种小鼠(),每只小鼠免疫5次,每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数),结果如下图所示。
若要制备杂交瘤细胞,需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目为40条),并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目为60条)按一定比例加入试管中,再加入聚乙二醇诱导细胞融合,经筛选培养及抗体检测,得到不断分泌抗抗体的杂交瘤细胞。
回答下列问题:
(1)制备融合所需的淋巴细胞时,所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16000以上,则小鼠最少需要经过次免疫后才能有符合要求的。达到要求的这3只免疫小鼠中,最适合用于制备淋巴细胞的是小鼠,理由是。
(2)细胞融合实验完成后,融合体系中除含有未融合的细胞和杂交廇细胞外,可能还有,体系中出现多种类型细胞的原因是。
(3)杂交瘤细胞中有个细胞核,染色体数目最多是条。
(4)未融合的淋巴细胞经过多次传代培养后都不能存活,原因是。
铁皮石斛是我国名贵中药,生物碱是其有效成分之一,应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎(简称,类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程如下:
在固体培养基上,的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如图所示,请回答下列问题:
⑴选用新生营养芽为外植体的原因是,诱导外植体形成的过程称。
⑵与黑暗条件下相比,在光照条件下生长的优势体现在,,。
⑶脱落酸()能提高生物碱含量,但会抑制的生长。若采用液体培养,推测添加适量的可提高生物碱产量。同学们拟开展探究实验验证该推测,在设计实验方案是探讨了以下问题:
①的浓度梯度设置和添加方式:设4个处理组,1个空白对照组,3次重复。因受热易分解,故一定浓度的无菌母液应在各组液体培养基后按比例加入。②实验进程和取样:实验50天完成,每10天取样,将样品()称重(/瓶)后再测定生物碱含量。如初始(第0天)数据已知,实验过程中还需测定的样品数为。
③依所测定数据确定适宜的浓度和培养时间:当某3个样品(重复样)的时,其对应的浓度为适宜浓度,对应的培养时间是适宜培养时间。
基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(细胞)对基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图:
(1)步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的。
(2)步骤②中,重组胚胎培养到期时, 可从其内细胞团分离出细胞。
(3)步骤③中,需要构建含有基因的表达载体。可以根据基因的设计引物,利用技术扩增基因片段。用限制酶分别在片段两侧进行酶切获得基因片段。为将该片段直接连接到表达载体,所选择的表达载体上应具有酶的酶切位点。
(4)为检测基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的,用抗蛋白的抗体进行杂交实验。
为了获得植物次生代谢产物,先用植物外植体获得愈伤组织,然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题:
(1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为。
(2)在愈伤组织悬浮培养时,细胞干重、蔗糖浓度和 的变化如图所示。细胞干重在 12 后下降的原因有;培养液中蔗糖的作用是、。
(3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。 二倍体愈伤组织细胞经 处理,会产生染色体加倍的细胞。 为检测愈伤组织细胞染色体数目,压片前常用纤维素酶和酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞()经诱导处理后,观察到染色体数为的细胞,合理的解释是、。
(4)为了更好地获得次生代谢产物,生产中采用植物细胞的固定化技术,其原理与酵母细胞固定化类似。 下列说法正确的有(填序号)。
①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋 ②必须在光照条件下培养
③培养过程中需通空气 ④固定化后植物细胞生长会变慢
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体细胞融合和再生植株的过程,请据图回答下面的问题:
(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的细胞,此类细胞的特点是。该过程所用的生物技术有。
(2)图2中参与体外受精的精子需要经过成熟和的过程,才能使卵细胞受精。若要获得多头与此优质奶牛相同的小牛,可对图2囊胚中的均等分割后进行胚胎移植,暂不移入的胚胎可使用方法保存。
(3)图3中过程①是植物细胞形成的阶段,该过程所用的酶是。植物体细胞杂交技术的重要意义是。
白藜芦醇是一种天然的抗氧化剂,可降低血液粘稠度,抑制血小板凝结和血管舒张,保持血液畅通,可预防癌症的发生及发展,具有抗动脉粥样硬化和冠心病,缺血性心脏病,高血脂的防治作用。抑制肿瘤的作用还具有雌激素样作用,可用于治疗乳腺癌等疾病。下图表示利用葡萄组织培养的方法生产白藜芦醇的过程。请分析作答:
(1)植物组织培养是在无菌和人工控制条件下,将 的植物体器官、组织、细胞,在人工配置的培养基上培养成完整植株,利用的原理是 。
(2)其中①称为 ,①和②过程需要的培养基的激素含量 (相同/不同),培养基根据物理状态属于 。
(3)利细胞产物工厂化生产技术提取白藜芦醇需要将外植体培养至 ,原因是此阶段的细胞分裂能力强,但白藜芦醇的产量一般较低,可以用 处理愈伤组织,再筛选产量提高的细胞进一步培养。将白藜芦醇的 转入水稻、小麦、大豆等重要粮食作物和经济作物中,提高农作物的营养价值和品质。
转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。请回答:
(图一) (图二)
(1)图一培育过程中要先获取的目的基因是 ,一般从基因文库中获取的,按照其中所含基因的量,基因文库又可分为 文库和 文库。
(2)构建目的基因的表达载体A时,应选用限制酶 分别切割目地基因和质粒,DNA连接酶作用于图二的_ _ __处。(填“a”或“b”)
(3)将重组DNA分子导入香蕉受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和_______________法。(答一种)
(4)培养板中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应使基因表达载体A中含有 ,作为标记基因。
(5)香蕉组织细胞具有全能性,因此,可以利用 技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。经过②后得到的丛芽或胚状体加上人工薄膜后就制成了 。
(6)为了确定转基因抗病香蕉是否培育成功,可用_____________方法从个体水平鉴定转基因抗病香蕉的抗病性。
科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠,流程如下:
(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为 ,培养的细胞在贴壁成长至铺满培养皿底时停止分裂,这种现象称为 .
(2)图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为 ;也可从灰鼠体内取出卵子,通过 后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过 技术移入白鼠子宫内继续发育,暂不移入的胚胎可使用 方法保存。
(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的 分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向 后用于疾病的细胞治疗。
在大面积种植只含一种抗虫基因的转基因甘蓝(2N=18)以后,调查发现,小菜蛾种群对该种甘蓝产生的毒蛋白具有更强的抗性。为此研究人员培育了体细胞含有两种外源抗虫基因(分别用A和B表示)的转基因甘蓝。这两种基因在染色体上的整合位点存在下图所示的情况(细胞中只有2个抗虫基因)。请回答(不考虑染色体的交叉互换):
(1)检测A基因和B基因在细胞中是否产生相应毒蛋白可采用 技术。
(2)甘蓝是雌雄同株植物。体细胞含两种抗虫基因的甘蓝表现为强抗虫,含一种抗虫基因的植株表现为弱抗虫,没有抗虫基因的植株不抗虫(普通甘蓝)。
①体细胞含两个抗虫基因的转基因甘蓝与普通甘蓝杂交,若F1中表现为强抗虫的植株所占比例为50%,则该转基因甘蓝的两个抗虫基因的整合位点属上图 类型,若F1部分表现为弱抗虫,则该转基因甘蓝的两个抗虫基因的整合位点属上图 类型
②可选取上图 类型的转基因甘蓝的花粉培育出单倍体强抗虫转基因甘蓝,利用花粉培养出幼苗的技术属于 育种。
③上图甲所示类型的植株自交,F1中表现为强抗虫的植株所占的比例是 ;上图乙所示类型的植株自交,F1中表现为强抗虫的植株所占的比例是 ;上图丙所示类型的植株自交,F1中表现为强抗虫的植株所占的比例是 。
(3)若甲与丙杂交,F1中弱抗虫的植株所占的比例是 。
(4)下图表示人工远缘杂交培育含有4个染色体组的可育萝卜-甘蓝植株的示意图:
图中过程①需要做的处理是 或 ;图中的受精卵处于有丝分裂后期时细胞中含有 条染色体, 个DNA分子, 条脱氧核苷酸链, 对同源染色体, 个萝卜染色体组。
用人杂交瘤来生产人源单克隆抗体难以成功,因此单克隆抗体大都来自鼠源。但鼠源单抗在人体内使用时,会产生较强的免疫原性,为解决这一问题,发明了嵌合抗体。大致过程如图所示:
(1)鼠源单克隆抗体的生产应用的动物细胞工程技术有 。
(2)嵌合抗体能降低鼠源抗体的“免疫原性”,从图中可以推测,免疫原性的产生主要与抗体的
(选填“V区”、“C区”)有关。
(3)基因嵌合表达载体转染成功的细胞应该具有的特点是:分泌抗体和 能力。
(4)嵌合抗体的生产属于 工程范畴。图示中的嵌合抗体能比较有效的治疗 。
下图表示花药离体培养及单倍体育种的大致过程,据图回答下列问题:
(1)过程 ① 是把幼小的花药分离出来,在无菌条件下放在人工培养基上进行离体培养,该培养基中加入的营养物质应该有 (至少答两种,2分),加入的激素有 、 。
(2)过程 ② 是花药在培养基所提供的特定条件下发生多次细胞分裂,形成愈伤组织,此过程叫作 ,细胞分裂的方式是 。
(3)过程 ③ 是诱导愈伤组织分化出芽和根,这一过程叫 ,然后长成植株。要使该植株染色体数目加倍通常采用一定浓度的 处理。
(4)花药离体培养应用的是 技术,其理论基础是
狂犬病的病原体为RNA病毒,其表面的G蛋白可作为主要抗原用于制备狂犬病疫苗。研究人员利用生物工程技术培育出转G基因番茄,实现G蛋白的大量生产。其基本技术流程如下图。请回答:
病毒RNAMG基因G基因表达载体番茄细胞N胚状体转基因番茄
(1)图中,过程①称为 ;过程②采用最多的方法是 。
(2)图中,N称为 ;过程③称为 。
(3)食用G基因已有效表达的转基因番茄果实 (能/不能)预防狂犬病。
科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下:
(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为 ,培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂,这种现象称为 。
(2)图中2细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为 ;也可从灰鼠体内取出卵子,通过 后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过 技术移入白鼠子宫内继续发育,暂不移入的胚胎可使用 方法保存。
(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的 分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向 后用于疾病的细胞治疗。