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专题十 第27练 细胞工程 专项集训
选择题
1.(2023·海南)某团队通过多代细胞培养,将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除,获得XO胚胎干细胞,再经过一系列处理,使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是( )
A.营养供应充足时,传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制
B.获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异
C.XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化
D.若某濒危哺乳动物仅存雄性个体,可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
2.(2023·天津)根据下图,正确的是( )
A.子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B.过程1需要MII期去核卵母细胞
C.过程2可以大幅改良动物性状
D.过程2为过程3提供了量产方式,过程3为过程1、2提供了改良性状的方式
3.(2023·北京)高中生物学实验中,下列实验操作能达成所述目标的是( )
A.用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离
B.向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境
C.在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度
D.对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染
4.(2023·北京)甲状旁腺激素(PTH)水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗体用于快速检测PTH,有关制备过程的叙述不正确的是( )
A.需要使用动物细胞培养技术
B.需要制备用PTH免疫的小鼠
C.利用抗原—抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞
D.筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞
5.(2023·山东)利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是( )
A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
B.植物细胞体积小,故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产
C.次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
D.该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
6.(2023·湖北)栽培稻甲产量高、品质好,但每年只能收获一次。野生稻乙种植一次可连续收获多年,但产量低。中国科学家利用栽培稻甲和野生稻乙杂交,培育出兼具两者优点的品系丙,为全球作物育种提供了中国智慧。下列叙述错误的是( )
A.该成果体现了生物多样性的间接价值
B.利用体细胞杂交技术也可培育出品系丙
C.该育种技术为全球农业发展提供了新思路
D.品系丙的成功培育提示我们要注重野生种质资源的保护
7.(2023·浙江)植物组织培养过程中,培养基中常添加蔗糖,植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。
下列叙述正确的是( )。
A.转运蔗糖时,共转运体的构型不发生变化
B.使用ATP合成抑制剂,会使蔗糖运输速率下降
C.植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源
D.培养基的pH值高于细胞内,有利于蔗糖的吸收
8.(2023·浙江)在家畜优良品种培育过程中常涉及胚胎工程的相关技术。下列叙述错误的是( )
A.经获能处理的精子才能用于体外受精
B.受精卵经体外培养可获得早期胚胎
C.胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率
D.胚胎移植前需对受体进行选择和处理
9.(2024·江西模拟) 脂质体可作为运载工具,将药物分子运送到特定的细胞内发挥作用。为了提高药物运送的特异性,可在脂质体表面连接识别特定细胞的单克隆抗体,形成药物—脂质体—单克隆抗体复合物(见图)。下列叙述错误的是( )
A.脂质体的作用是帮助复合物通过主动运输进入特定细胞内
B.可将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内来获取大量的单克隆抗体
C.复合物中的药物借助单克隆抗体和细胞表面抗原的相互作用来实现运送的特异性
D.单克隆抗体的制备需使用特定的选择培养基来筛选杂交瘤细胞
10.(2024·安徽模拟) 单克隆抗体在疾病诊断治疗和病原体鉴定中发挥重要作用。下列叙述正确的是( )
A.将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后就获得了产生单克隆抗体的杂交瘤细胞系
B.单克隆抗体是由杂交瘤细胞系所产生的不同于天然抗体的人工合成生物分子
C.将细胞毒素与单克隆抗体结合可以实现特异性识别肿瘤抗原并杀伤肿瘤细胞
D.将一种灭活病原体作为疫苗接种人体后会产生针对抗原的特异性单克隆抗体
11.(2024·贵州模拟) 植物体细胞杂交技术可克服种间生殖隔离。应用该技术获得“番茄-马铃薯”杂种植株,拓展了植物的种质资源。下列叙述正确的是( )
A.植物细胞壁的水解需要纤维素酶和几丁质酶
B.愈伤组织是由已分化的细胞所构成的细胞团
C.杂种细胞的染色体数一定是原细胞染色体数的2倍
D.“番茄-马铃薯”杂种植株未表现出亲本的所有性状
12.(2024·贵州模拟) 植物中一个胚囊母细胞通过分裂分化,得到4种不同生理功能的细胞,协同完成受精作用。完成受精后,助细胞随即解体。下列叙述错误的是( )
A.精子和卵细胞结合时体现了细胞间的信息交流
B.来源于胚囊母细胞的4种细胞mRNA种类相同
C.助细胞解体是基因所决定的细胞自动结束生命的过程
D.胚囊母细胞在一定条件下具有发育成完整植株的能力
13.(2024·贵州模拟) 利用动物体细胞核移植技术可培育高产奶牛,流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.犊牛W有母牛X细胞中的线粒体DNA
B.犊牛W的遗传性状与母牛X相似度更高
C.重构胚的形成可采用电融合的方法
D.细胞培养时需添加氨基酸等营养物质
14.(2024·黑龙江模拟) 为探究H基因对肿瘤细胞M增殖能力的影响,分别将H基因和突变h基因过量表达的细胞M在含琼脂的半固体培养基中培养,检测细胞克隆(由单个细胞分裂形成的肉眼可见的细胞群)数量如下表,作为判断肿瘤细胞恶性程度的指标之一。下列叙述错误的是( )
① ② ③ ④
10%血清 - + + +
H基因 - - + -
突变h基因 - - - +
细胞克隆数量(个) 5 9 15 27
注:“+”表示加入或过量表达;“-”表示未加入或无表达
A.血清为细胞M的生长增殖提供了营养物质等天然成分
B.克隆间相互离散,能有效避免克隆内细胞的接触抑制
C.H基因过量表达导致克隆数增加,说明其不是抑癌基因
D.突变h基因过量表达,容易引起细胞M在体内分散和转移
15.(2024·黑龙江模拟) 《本草纲目》记载,樱桃具有利脾、止泻的功效。樱桃中的槲皮素等酚类化合物具有抗氧化活性。我国已经利用组织培养技术繁育樱桃优良品种,满足人们食用和药用需要。下列叙述错误的是( )
A.应用微型繁殖技术可获得大量樱桃脱毒苗
B.可以选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体
C.富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素
D.应用樱桃细胞培养可工厂化生产初生代谢产物槲皮素
16.(2024·黑龙江模拟) 胚胎工程等生物技术促进了具有优良性状和经济价值的动物快速繁育与应用。下列叙述错误的是( )
A.克隆珍稀野生动物,可使用体细胞核移植结合胚胎工程技术
B.胚胎分割技术可增加移植胚胎数目,还可产生遗传性状相同的后代
C.为提高体外受精成功率,新采集的精子应直接用于体外受精
D.动物胚胎移植前,控制胚胎性别比例可降低后代的伴性遗传病发病率
17.(2024·甘肃模拟)胚胎工程技术的迅速发展实现了优良家畜品种的大量繁殖,能显著提高畜产品质量改善人民生活,还可以解决濒危动物繁育的问题。下列有关哺乳动物胚胎工程的叙述,正确的是( )
A.刚采集到的卵母细胞即可与获能处理后的精子在体外受精
B.在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体,标志着卵子受精
C.卵裂在透明带内进行,此时胚胎细胞数量和总体积不断增加
D.为了获得大量同卵多胚,可对囊胚或桑葚胚进行无限次分割
18.(2024高三上·嘉兴模拟)源于非洲绿猴肾细胞的 Vero细胞系是一种连续细胞系。Vero细胞不表达干扰素,但干扰素受体功能正常。因此,Vero细胞对很多病毒敏感,是生产病毒疫苗的理想材料。下列叙述错误的是( )
A.Vero细胞的培养需要使用CO 培养箱
B.Vero细胞可多次分裂,具有不死性
C.Vero细胞用于培养病毒时,培养液中应添加适量干扰素
D.Vero细胞可用于测定药物对病毒复制速度的影响
19.(2023·宁波模拟) 下列关于菊花组织培养的叙述,正确的是( )
A.用自然生长的茎段进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B.可取菊花芽尖进行培养获得不带病毒的抗病毒苗
C.组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D.不带叶片的菊花幼茎切段可通过器官发生途径形成完整的菊花植株
20.(2023·武汉模拟)细胞分化可看作一个球在丘陵地带的滚动过程:细胞在山丘a处时,其“命运”面临选择;当到达谷底时,它已成为一个有明确功能的专门细胞。下列叙述错误的是( )
A.山丘a处的"球"代表受精卵或分化程度较低的细胞
B.现代生物技术可决定“球”在山丘 a处之后的“命运”
C.制备诱导多能干细胞是将处于山谷的“球”运回山丘a处
D.愈伤组织再分化是将“球”从一个山谷转移到另一个山谷
21.(2023高三上·重庆市模拟)为制备抗RecQ解旋酶单克隆抗体(mAb),科研人员用RecQ解旋酶免疫小鼠(2n=40)后,疫后小鼠的脾细胞与骨髓瘤细胞(2n=54-64)进行融合,筛选杂交瘤细胞并检测相应单克隆抗体与RecQ解旋酶的特异性反应,相关检测结果如图1、2所示。下列有关说法错误的是( )
A.取分裂中期的细胞更利于染色体计数,94﹣104组别对应为杂交瘤细胞,并可排除脾细胞之间相互融合或骨髓瘤细胞之间相互融合的可能性
B.单克隆抗体的制备过程中需要进行2次筛选和2次抗原检测
C.图2显示该mAb能特异性与RecQ解旋酶结合,1%牛血清蛋白的作用为对照
D.可将mAb制作成探针,检测肿瘤细胞或肿瘤患者病理切片中RecQ解旋酶的分布情况
22.(2023高三上·重庆市模拟)一对健康的夫妇生育了一位唇腭裂综合征患儿。为帮助该夫妇生育健康的孩子,医生通过试管婴儿技术得到4枚发育正常的胚胎,并检测相应细胞的基因,结果如下表。下列叙述错误的是( )
胚胎编号 1号 2号 3号 4号
极体类型 第一极体 第二极体 第一极体 第二极体 第一极体 第二极体 第一极体 第二极体
突变基因检测结果 突变型 野生型 野生型 突变型 野生型 突变型 突变型 突变型
A.为一次获得更多卵子,需对妻子注射促性腺激素以促进排卵
B.进行上述基因检测的细胞不是滋养层细胞
C.体外培养卵母细胞时,将培养皿置于二氧化碳培养箱中进行培养只为防止污染
D.移植1号胚胎得到健康孩子的可能性最高
23.(2023高三上·重庆市模拟)利用东方百合和云南大百合进行植物体细胞杂交,部分结果如下表所示。下列相关说法错误的是( )
组别 1 2 3 4 5
PEG浓度(%) 25 30 35 40 45
处理条件 黑暗、27±3℃、15min
融合率(%) 10 12 15 30 20
A.原生质体的融合体现了细胞膜的流动性
B.获得原生质体后,可用血细胞计数板进行计数
C.低浓度PEG促进原生质体融合,高浓度抑制融合
D.诱导形成的试管苗需移植到消毒后的蛭石或珍珠岩等环境中,待长壮后再移载入土
24.(2023高三上·浙江模拟)高中生物学实验中,下列实验操作能达成所述目标的是( )
A.用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离
B.在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度
C.向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境
D.对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染
25.(2023高三上·浙江模拟)目前七叶一枝花属濒危名贵中药材,科学家尝试应用生物技术繁殖和保存七叶一枝花资源,并利用植物细胞工程获取其有效成分。下列叙述正确的是( )
A.七叶一枝花不同细胞经植物组织培养获得的新个体基因型都相同
B.将七叶一枝花茎尖或根尖组织经灭菌、脱分化、再分化可获得脱毒苗
C.利用植物细胞工程获取其有效成分过程中使用的是液体培养基
D.保护野生七叶一枝花最佳的选择是将其迁移到植物园
二、非选择题
26.(2023·海南)基因递送是植物遗传改良的重要技术之一,我国多个实验室合作开发了一种新型基因递送系统(切—浸—生芽Cut-Dip-Budding,简称CDB法)。图1与图2分别是利用常规转化法和CDB法在某植物中递送基因的示意图。
回答下列问题。
(1)图1中,从外植体转变成愈伤组织的过程属于 ;从愈伤组织到幼苗的培养过程需要的激素有生长素和 ,该过程还需要光照,其作用是 。
(2)图1中的愈伤组织,若不经过共培养环节,直接诱导培养得到的植株可以保持植株A的 。图1中,含有外源基因的转化植株A若用于生产种子,其包装需标注 。
(3)图1与图2中,农杆菌侵染植物细胞时,可将外源基因递送到植物细胞中的原因是 。
(4)已知某酶(PDS)缺失会导致植株白化。某团队构建了用于敲除PDS基因的CRISPR/Cas9基因编辑载体(含有绿色荧光蛋白标记基因),利用图2中的CDB法将该重组载体导入植株B,长出毛状根,成功获得转化植株B.据此分析,从毛状根中获得阳性毛状根段的方法是 ,图2中,鉴定导入幼苗中的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法是 ,依据是 。
(5)与常规转化法相比,采用CDB法进行基因递送的优点是 (答出2点即可)。
27.(2023·湖北)某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体,以期快速检测该病毒,其主要技术路线如图所示。
回答下列问题:
(1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前,已免疫的脾细胞(含浆细胞) (填“需要”或“不需要”)通过原代培养扩大细胞数量;添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合,该过程中PEG对细胞膜的作用是 。
(2)在杂交瘤细胞筛选过程中,常使用特定的选择培养基(如HAT培养基),该培养基对 和 生长具有抑制作用。
(3)单克隆抗体筛选中,将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交,其目的是 。
(4)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是 。
28.(2023·浙江)赖氨酸是人体不能合成的必需氨基酸,而人类主要食物中的赖氨酸含量很低,利用生物技术可提高食物中赖氨酸含量。
回答下列问题:
(1)植物细胞合成的赖氨酸达到一定浓度时,能抑制合成过程中两种关键酶的活性,导致赖氨酸含量维持在一定浓度水平,这种调节方式属于 。根据这种调节方式,在培养基中添加 ,用于筛选经人工诱变的植物悬浮细胞,可得到抗赖氨酸类似物的细胞突变体,通过培养获得再生植株。
(2)随着转基因技术与动物细胞工程结合和发展,2011年我国首次利用转基因和体细胞核移植技术成功培育了高产赖氨酸转基因克隆奶牛。其基本流程为:
①构建乳腺专一表达载体。随着测序技术的发展,为获取富含赖氨酸的酪蛋白基因(目的基因),可通过检索 获取其编码序列,用化学合成法制备得到。再将获得的目的基因与含有乳腺特异性启动子的相应载体连接,构建出乳腺专一表达载体。
②表达载体转入牛胚胎成纤维细胞(BEF)。将表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内,与BEF膜发生 ,表达载体最终进入细胞核,发生转化。
③核移植。将转基因的BEF作为核供体细胞,从牛卵巢获取卵母细胞,经体外培养及去核后作为 。将两种细胞进行电融合,电融合的作用除了促进细胞融合,同时起到了 重组细胞发育的作用。
④重组细胞的体外培养及胚胎移植。重组细胞体外培养至 ,植入代孕母牛子宫角,直至小牛出生。
⑤检测。DNA水平检测:利用PCR技术,以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照,以 为阳性对照,检测到转基因牛耳组织细胞中存在目的基因。RNA水平检测:从非转基因牛乳汁中的脱落细胞、转基因牛乳汁中的脱落细胞和转基因牛耳组织细胞,提取总RNA,对总RNA进行 处理,以去除DNA污染,再经逆转录形成cDNA,并以此为 ,利用特定引物扩增目的基因片段。结果显示目的基因在转基因牛乳汁中的脱落细胞内表达,而不在牛耳组织细胞内表达,原因是什么? 。
29.(2023·新课标卷)根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系,根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根瘤的形成,根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。为了寻找抗逆性强的根瘤菌,某研究小组做了如下实验:从盐碱地生长的野生草本豆科植物中分离根瘤菌;选取该植物的茎尖为材料,通过组织培养获得试管苗(生根试管苗);在实验室中探究试管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。回答下列问题。
(1)从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养,可以获得纯培养物,此实验中的纯培养物是 。
(2)取豆科植物的茎尖作为外植体,通过植物组织培养可以获得豆科植物的试管苗。外植体经诱导形成试管苗的流程是:外植体愈伤组织试管苗。其中①表示的过程是 ,②表示的过程是 。由外植体最终获得完整的植株,这一过程说明植物细胞具有全能性。细胞的全能性是指 。
(3)研究小组用上述获得的纯培养物和试管苗为材料,研究接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力,其做法是将生长在培养液中的试管苗分成甲、乙两组,甲组中滴加根瘤菌菌液,让试管苗长出根瘤。然后将甲、乙两组的试管苗分别转入 的培养液中培养,观察两组试管苗的生长状况,若甲组的生长状况好于乙组,则说明 。
(4)若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌,可通过发酵工程获得大量根瘤菌用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料,在农业生产中使用微生物肥料的作用是 (答出2点即可)。
30.(2024·安徽模拟) 2023年诺贝尔生理学或医学奖获得者主要贡献为mRNA疫苗技术及其在抗击COVID-19疫情中发挥的有效作用。疫苗是通过抗原诱导免疫系统获得保护性的生物制品,疫苗研发技术路线还有灭活疫苗、弱毒疫苗、重组蛋白疫苗等。回答下列问题。
(1)病毒是一种严格寄宿在细胞中生存的生命形式,实验室增殖病毒首先要培养细胞。在体外培养动物细胞时,使用合成培养基通常需要加入 ,培养所需气体主要有 为防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害,需要定期更换 。通过噬斑计算法可测定病毒滴度,假设在铺满贴壁细胞的细胞培养孔板中,接种1:10稀释度的病毒液10L,固定染色后计算噬斑数(噬斑形成单位,PFU)为60,则该孔病毒的滴度测量值为 PFU/mL
(2)我国通过实施计划免疫成功消灭脊髓灰质炎,“人民科学家”顾方舟率领团队研制的脊髓灰质炎活病毒疫苗“糖丸”,从技术路线上属于 。
(3)在病毒感染细胞时两者表面相互接触,为了更好地被免疫细胞所识别,在设计mRNA疫苗时,病毒抗原优先选取 。
31.(2024高三上·嘉兴模拟) 兰花人工种子由人工种皮、原球茎和人工胚乳构成。原球茎是由胚性细胞组成、形态类似球茎的结构,可发育成完整植株。人工胚乳可调控原球茎的休眠,并为原球茎的发育提供营养成分和激素。回答下列问题:
(1)从盆栽兰花获取茎尖,对其进行 处理后接种于培养基,茎尖通过 后生长为原球茎。原球茎在发芽培养基上可很快长出幼叶,然后在 培养基中形成完整植株。
(2)将原球茎切成小块,转入增殖培养基进行 培养,可以得到大量原球茎,实现兰花的快速繁殖。在增殖培养基中添加椰子水,原球茎会长得更饱满。不同成熟度椰子的椰子水对原球茎生长的促进效果不同,推测原因是 。
(3)在人工胚乳中添加椰子水,可延长人工种子的保存时间。为了得到理想的人工胚乳,需通过实验对人工胚乳中的 MS 培养基浓度和 进行调整。下列各项中,属于该实验无关变量的是哪几项? (A.人工胚乳中的 MS培养基浓度 B.人工种子中的原球茎大小C.人工种子保存时间 D.人工种子保存温度和湿度)。
(4)某实验研究发现,与添加用过滤除菌法处理的椰子水(A 组)相比,人工胚乳中添加用高压蒸汽灭菌法处理的椰子水(B 组)使原球茎的休眠时间变短。研究人员推测B 组原球茎休眠时间短的原因是脱落酸被破坏。作出上述推测的依据是:椰子水中有脱落酸; ;脱落酸不耐高温。为了验证上述推测,可增加一组实验(C 组),C组的处理是: 。
32.(2023高三上·叙州模拟) 下图是应用现代生物技术培育良种牛的流程图,请回答下列相关问题:
(1)通常通过 去除良种奶牛(B)卵母细胞的细胞核。进行核移植时,将乳腺细胞的细胞核移入 期的卵母细胞中以获得重构卵。与良种奶牛(C)相比,克隆牛(F)的染色体数 (填“增加”“减少”或“不变”)。
(2)试管牛(E)培育过程中,进行体外受精时,将精子培养在人工配制的 中使其获能后,才能与体外培养成熟的卵子结合完成受精作用。与体外受精相比,体内受精在 内完成。若要人工控制奶牛的性别,在胚胎移植前,需要取 做DNA分析,鉴定性别。
33.(2023·宁波模拟) 某DNA病毒对动物养殖业危害十分严重。研究人员拟以该病毒抗原蛋白A来制备单克隆抗体,以期快速检测该病毒,其主要技术路线如图所示。
回答下列问题:
(1)获取基因A:用于制备蛋白A的基因称为 ,获取该基因的常用方法是先建立 ,用一定方法“钓取”相应基因克隆片段后通过 技术扩增,扩增的原料是 。下列对引物的叙述错误的是 。
A.两个引物之间不应有互补性 B.引物自身不存在互补序列
C.引物与模板链复制起始端碱基互补 D.引物的碱基包含AGCU四种
(2)工程菌转化:将工程菌放于低温、低浓度 溶液中,造成细胞膜通透性改变,成为 细胞,通过一定手段将外源DNA导入细胞完成转化。
(3)筛选获得杂交瘤细胞:在杂交瘤细胞筛选中,常使用特殊选择培养基如 培养基,该培养基对 和 两类细胞的存活和繁殖具有抑制作用。
(4)特定杂交瘤细胞的培养和单克隆抗体的筛选:特定杂交瘤细胞培养常用搅拌式发酵罐,培养时需注意控制如 等条件(写出2点)。发酵罐中营养物质通常需加入葡萄糖、氨基酸、激素、无机盐和 ,以及诱导抗体分泌的化学物质,如丁酸钠。发酵罐内细胞增殖形成 (细胞株/细胞系),其分泌的抗体可利用 技术筛选。罐内上清液中单克隆抗体含少量杂质,可采用 方法纯化。
34.(2023高三上·福州模拟)甜菜碱是重要的渗透调节物质。马铃薯自身不能积累甜菜碱,利用基因工程技术,可以把与甜菜碱合成相关的关键酶甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因转入农作物,使其积累甜菜碱,将有可能达到增强农作物抵抗逆境的目的。
(1)根据BADH基因的序列,甲同学设计了特异性引物进行PCR扩增以获取
目的基因,他的引物设计如下(只标注了弓f物的部分碱基序列)
引物1:5'—— CAAGACCT——3',引物2:5'——ACCTCTTA——3'
此引物设计不合理,说明理由: 。
(2)马铃薯外植体经 形成愈伤组织,将其放入成功转入图1所示表达载体的农杆菌液中浸泡后,再在培养基中加入 从而筛选出 。
(3)图中所示的基因表达载体需含有启动子,它是 识别并结合的位点。现有两种启动子:组成型启动子和逆境诱导型启动子。组成型启动子能够持续、高效地启动目的基因在植物各种组织中表达,因此也会增加物质和能量的消耗,阻碍植物的生长发育。选择逆境诱导型启动子(目的基因只有在逆境诱导下才能表达)的优点是 。
(4)为了检测目的基因是否成功导入,以马铃薯细胞提取的DNA为模板.PCR扩增 片段,电泳结果如图2。(1为空白对照,2、3为转基因马铃薯植株)。与3号相比,2号马铃薯株系抵抗逆境能力没有增强,可利用PCR技术检测BADH基因是否转录出mRNA,此次PCR过程第一阶段需要增加 过程。
35.(2023·辽阳模拟)在肿瘤患者的治疗中,被动免疫治疗是指被动地将具有抗肿瘤活性的免疫制剂或细胞回输给肿瘤患者机体进行治疗,该治疗方案适用于肿瘤晚期患者,主要分为单克隆抗体治疗和过继性细胞治疗两类,其中过继性细胞治疗相关过程如图所示。回答下列问题:
(1)在单克隆抗体治疗中,为了获取能产生抗肿瘤细胞的单克隆抗体的杂交瘤细胞,需要进行筛选。筛选所用的培养基属于 (按功能)。筛选出来的杂交瘤细胞进行 和 才可以获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(2)科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合,制成了抗体—药物偶联物(ADC),ADC通常由 三部分组成。
(3)过继性细胞治疗中,从肿瘤患者体内获取的免疫细胞能够特异性地识别并处理肿瘤细胞,该种细胞是 ,将分离出来的免疫细胞进行诱导培养,但培养过程中会出现分裂受阻,其原因主要有 (答出2点),培养过程中出现接触抑制现象时,可用 酶处理贴壁细胞使之分散成单个细胞进行传代培养。
(4)过继性细胞治疗能有效避免免疫排斥,其原因是 。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A、大部分动物细胞在体外培养基中增殖时会发生接触抑制,A符合题意;
B、由题意可知,XO胚胎干细胞是由小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除后制得的,所以获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异,B不符合题意;
C、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,所以XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化,C不符合题意;
D、由题意分析可知,若某濒危哺乳动物仅存雄性个体,则可通过该方法获得有功能的卵母细胞用于繁育,对该种濒危哺乳动物起到保护作用。
故答案为:A。
【分析】1、大部分体外培养的动物细胞会发生接触抑制现象,即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖。
2、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,在整个过程中,染色体数目没有变化,其本质是基因的选择性表达。
2.【答案】D
【解析】【解答】A、胚胎移植过程中,受体动物只是为移植的胚提供良好的发育环境,与子代遗传性状基本没有影响,A错误;
B、过程1是培育试管动物,要进行体外受精过程,而体外受精选用的卵母细胞不需要去核,B错误;
C、过程2是培育克隆动物,要进行动物细胞核移植,属于无性繁殖,不能大幅改良动物性状,C错误;
D、过程2通过克隆可以短时间内培育多个保持亲本优良性状的个体,为过程3提供了量产方式;过程3转基因技术可以改造生物的性状,为过程1、2提供了改良性状的方式,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个胚胎最终发育为动物。
2、移植胚胎的来源及生殖方式:
(1)核移植→ 无性繁殖
(2)体外受精 有性生殖
(3)体内受精→收集胚胎→移植→有性生殖
(4)基因工程→转入目的基因的受精卵 胚胎移植→转基因动物→有性生殖
3.【答案】A
【解析】【解答】A、成熟的植物细胞有中央大液泡,原生质层相当于半透膜,用高浓度蔗糖溶液处理,与细胞液之间形成浓度差,因外界浓度较高细胞会失水发生质壁分离,因此用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离,A正确;
B、向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水创造内部无氧环境,B错误;
C、用样方法调查种群密度时应该做到随机取样,而不是在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度,C错误;
D、对外植体进行消毒可以减少外植体上的微生物,与接种过程中的微生物是否污染无关,D错误。
故答案为:A。
【分析】质壁分离发生的条件是:①外界溶液浓度大于细胞液浓度;②成熟的植物细胞具有细胞壁,具有中央大液泡,细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成原生质层,原生质层相当于一层半透膜,细胞壁的伸缩性小于原生质层。质壁分离发生时表现为液泡由大变小,细胞液浓度变大,颜色由浅变深,原生质层与细胞壁分离。
4.【答案】D
【解析】【解答】A、单克隆抗体制备过程中需要对B淋巴细胞和骨髓瘤细胞等进行培养,即需要使用动物细胞培养技术,A正确;
B、该操作目的为制备单克隆抗体用于快速检测PTH,因此需要制备用PTH免疫的小鼠,B正确;
C、因抗原能与抗体特异性结合,因此可利用抗原-抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞,C正确;
D、该操作目的为制备单克隆抗体,因此要筛选能分泌一种抗体的单个杂交瘤细胞,D错误。
故答案为:D。
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
5.【答案】A
【解析】【解答】A、利用植物组织培养可以获得植物细胞的某些次生代谢物,有些产物不能或难以通过化学合成途径得到,通过植物组织培养技术可以获得,A正确;
B、植物组织培养技术可应用于细胞产物的工厂化生产以获得某些产物,B错误;
C、次生代谢物一般认为不是植物基本生命活动所必需的产物,C错误;
D、该技术主要利用促进细胞增殖的培养条件提高多细胞中次生代谢物的含量,D错误。
故答案为:A。
【分析】次生代谢物指植物代谢产生的一些一般认为不是植物基本生命活动所必需的产物,一类小分子有机化合物(如酚类、菇类和含氨化合物等)。植物组织培养技术已经得到广泛应用,包括:植物繁殖的新途径(如微型繁殖、作物脱毒、人工种子)、作物新品种的培育(如单倍体育种、突变体的应用)、细胞产物的工厂化生产(如从培养的红豆杉细胞中提取抗肿瘤药物紫杉醇)。
6.【答案】A
【解析】【解答】A、该成果属于科学研究属于生物多样性的直接价值,间接价值体现在调节生态系统的功能等方面,A错误;
B、植物体细胞杂交通过植物细胞融合和植物组织培养技术将两种细胞遗传物质进行融合,得到的杂种植株含有栽培稻甲和野生稻乙的全部遗传物质。植物体细胞杂交使远缘杂交不亲和的植物有可能实现遗传物质重组,创造和培养植物新品种乃至新物种,因此可以利用该方法培育出兼具两者优点的品系丙,B正确;
C、该育种技术通过栽培稻甲和野生稻乙杂交,获得优良品种丙,为全球农业发展提供了新思路,C正确;
D、品系丙的成功培育需要依靠野生稻乙的参与,提示我们要注重野生种质资源的保护,D正确。
故答案为:A。
【分析】生物多样性的价值分为直接价值、间接价值和潜在价值。直接价值是指在食用、药用和作为工业原料等实用意义的,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值;间接价值主要体现在调节生态系统的功能上;潜在价值是指目前人们尚不太清楚的价值。生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值。
7.【答案】B
【解析】【解答】A、共转运体是一种载体蛋白,转运蛋白在转运物质时构象会发生改变,A错误;
B、由图可知,蔗糖的转运是依靠细胞两侧H+浓度差的电势能,H+浓度差的形成伴随着ATP的水解,使用使用ATP合成抑制剂,会减少H+向膜外的运输,H+浓度差下降,则蔗糖运输速率下降,B正确;
C、植物组织培养过程中,蔗糖可以维持渗透压并作为碳源,但不是蔗糖唯一碳源,C错误;
D、由图可知,蔗糖的转运是依靠细胞两侧H+浓度差的电势能,培养基的pH值高于细胞内,则细胞膜外的H+浓度下降,不利于蔗糖的吸收,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构想的改变;通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。
2、自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要载体,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体和能量,常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖,K+等。
8.【答案】C
【解析】【解答】A、精子需要经过获能处理才具有受精能力, 才能用于体外受精 ,A不符合题意;
B、受精卵经体外培养可获得早期胚胎,B不符合题意;
C、胚胎分割可以获得多个胚胎,与移植胚胎成活率无关,C符合题意;
D、胚胎移植前,需选择健康体质和正常繁殖能力的受体并进行同期发情处理,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】胚胎分割技术:胚胎分割技术是采用机械方法,即用特制的显微刀片或玻璃微针将早期的胚胎分割成2份、4份或更多份,经体内或体外培养,然后植入代孕母体内,从而获得同卵双生或多生后代。通过胚胎分割,可以提高胚胎的利用率,增加每枚胚胎的后代繁殖数,提高优良品种的推广速度。随着技术的不断进步,可以将胚胎分割技术和胚胎冷冻技术结合起来,将分割胚胎的一部分冷冻起来备用,另一部分用于性别鉴定,这对于动物的性别控制具有重大意义。
9.【答案】A
【解析】【解答】 A、脂质体可作为运载工具,将药物分子运送到特定的细胞内发挥作用 ,脂质体进入特定细胞的方式为胞吞,A错误;
B、可将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内,从小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体,B正确;
C、单克隆抗体和细胞表面抗原可以特异性结合,将药物运送到特定的细胞,因此复合物中的药物借助单克隆抗体和细胞表面抗原的相互作用来实现运送的特异性 ,C正确;
D、单克隆抗体的制备需使用特定的选择培养基来筛选杂交瘤细胞,去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,
在经过两次筛选:①筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞)②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。
两次抗体检测:专一抗体检验阳性,获得能产生特异性抗体、又能大量增殖杂交瘤细胞。最后从培养液或小鼠腹水中提取单克隆抗体。
2、单克隆抗体的作用:①作为诊断试剂:(最广泛的用途)具有准确、高效、简易、快速的优点。②用于治疗疾病和运载药物:主要用于治疗癌症,可制成“生物导弹”。
10.【答案】C
【解析】【解答】A、将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后就获得了产生抗体的杂交瘤细胞系,但不是一种抗体,A错误;
B、单克隆抗体是由杂交瘤细胞系所产生的与天然抗体相同生物分子,B错误;
C、将细胞毒素与单克隆抗体结合可以实现特异性识别肿瘤抗原并杀伤肿瘤细胞,C正确;
D、将一种灭活病原体作为疫苗接种人体后会产生针对抗原的特异性的抗体,但不是单克隆抗体,单克隆抗体是由杂交瘤细胞产生的,D错误。
故答案为:C。
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
11.【答案】D
【解析】【解答】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性可知,植物细胞壁的水解需要纤维素酶和果胶酶,A不符合题意;
B、愈伤组织是由已分化的细胞经过脱分化形成的,所以愈伤组织是由未分化的细胞所构成的细胞团,B不符合题意;
C、杂种细胞是不同物种细胞融合得到的,若两种细胞染色体数目不同,则杂种细胞的染色体数与原细胞不同,故杂种细胞的染色体数不一定是原细胞染色体数的2倍,C不符合题意;
D、由于基因的选择性表达,所以"番茄-马铃薯"杂种植株未表现出亲本的所有性状,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】植物体细胞杂交又称原生质体融合,是指将植物不同种、属,甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合,然后进行离体培养,使其再生杂种植株的技术。植物细胞具有细胞壁,未脱壁的两个细胞是很难融合的,植物细胞只有在脱去细胞壁成为原生质体后才能融合。诱导原生质体融合的方法:物理法(离心、振动、电激等)和化学法(聚乙二醇等)。植物体细胞杂交操作过程包括: 原生质体制备、原生质体融合、杂种细胞筛选、杂种细胞培养、杂种植株再生以及杂种植株鉴定等步骤。
12.【答案】B
【解析】【解答】A、精子和卵细胞结合时,精子表面的受体与卵细胞表面的特定物质结合,故精子和卵细胞结合时体现了细胞间的信息交流,A不符合题意;
B、结构决定功能,来源于胚囊母细胞的4种细胞功能不同,说明其mRNA种类不完全相同,B符合题意;
C、助细胞解体是基因所决定的细胞自动结束生命的过程,属于细胞凋亡,C不符合题意;
D、胚囊母细胞在一定条件下具有发育成完整植株的能力,即细胞的全能性,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,是通过细胞凋亡完成的。
13.【答案】B
【解析】【解答】A、母牛X提供细胞质,因此犊牛W有母牛X细胞中的线粒体DNA,A不符合题意;
B、母牛Y提供细胞核,细胞核是遗传信息库,因此犊牛W的遗传性状与母牛Y相似度更高,B符合题意;
C、电刺激使可以使供体细胞和去核卵母细胞融合,故可以采用电融合法促使两个细胞融合形成重构胚, C不符合题意;
D、细胞正常生命活动离不开营养物质,故细胞培养时需添加氨基酸、糖等营养物质,供给细胞正常生命活动需要,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】动物体细胞核移植:将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为克隆动物。克隆动物原理是动物细胞核的全能性,具备双亲的遗传特性,因为其细胞核基因来自提供细胞核的生物,而细胞质基因来自提供细胞质的生物,但其性状主要与提供细胞核的生物相似。动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
14.【答案】B
【解析】【解答】A、血清中含有动物细胞所需要的营养成分和某些未知生长因子等天然成分,A不符合题意;
B、由于动物细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞分裂就会停止,这种现象称为接触抑制。M细胞是肿瘤细胞,进行克隆时不会出现接触抑制现象,B符合题意;
C、②、③组相比,③组H基因过量表达,细胞克隆数量增多,说明H基因不是抑癌基因,应为原癌基因,C不符合题意;
D、②、④组相比,④组h基因过量表达,细胞克隆数量增大3倍,此时容易使肿瘤细胞M分散、转移,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)动物细胞培养的过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
(2)动物细胞的培养条件:无菌、无毒的环境;营养物质(糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质)。温度和pH:(36.5℃±0.5℃;适宜的pH:7.2~
7.4);气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
15.【答案】D
【解析】【解答】A、植物微型繁殖技术是指植物组织培养技术,具有高效、快速的特点,因此可以利用植物微型繁殖技术培育大量樱桃脱毒苗,A不符合题意;
B、植物组织培养一般选全能性较强的。植物的芽原基和叶原基都是分生组织,分裂能力强,全能性容易表达,所以可以选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体,B不符合题意;
C、色氨酸是合成生长素的原料,所以富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素,C不符合题意;
D、初生代谢产物是微生物正常生命活动过程中产生的,次生代谢产物是微生物生长到一定阶段才产生的,所以应用樱桃细胞培养可工厂化生产次生代谢产物槲皮素,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】植物组织培养技术:
(1)过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)→愈伤组织→胚状体→植株(新植体)。
(2)原理:植物细胞的全能性。
(3)条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
16.【答案】C
【解析】【解答】A、体细胞核移植结合胚胎工程技术可大量繁殖稀有生物,故克隆珍稀野生动物,可使用体细胞核移植结合胚胎工程技术,A不符合题意;
B、胚胎分割技术可增加移植胚胎数目,由于来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此还可产生遗传性状相同的后代,B不符合题意;
C、为提高体外受精成功率,新采集的精子还不成熟,应经过获能处理后才能用于体外受精,C符合题意;
D、伴性遗传病和性别有关,故动物胚胎移植前,控制胚胎性别比例可降低后代的伴性遗传病发病率,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求。
(2)胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理(选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体.用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理);②配种或人工授精;③对胚胎的收集、检查、培养或保存(对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段);④对胚胎进行移植;⑤移植后的检查。
17.【答案】B
【解析】【解答】A、从动物体内采集的精子需要培养获能,卵子需要发育到减数第二次分裂中期时期,才具备受精能力,因此,卵子也需要体外培养,A不符合题意;
B、受精作用完成的标志是:在卵黄膜和透明带之间的间隙可以观察到两个极体,其中一个是第一极体,还有一个是第二极体,B符合题意;
C、在透明带内进行有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎总体积并不增加,或略有减少,C不符合题意;
D、为了获得大量同卵多胚,可对囊胚或桑葚胚进行分割,但不可对早期胚胎进行无限次分割以获得更多的后代,否则胚胎无法正常发育,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】胚胎工程指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎,还需移植到雌性动物体内产生后代,以满足人类的各种需求。胚胎工程的理论基础是哺乳动物的体外受精和早期胚胎发育规律。
18.【答案】C
【解析】【解答】A、Vero细胞的培养需要使用CO 培养箱,控制气体环境:95%空气(细胞代谢必需)和5%CO2(维持培养液pH)。A正确;
B、Vero细胞系是一种连续细胞系,可多次分裂,具有不死性。B正确;
C、向Vero细胞培养液中加入适量抗生素可防止杂菌污染,而干扰素抗病毒。C错误;
D、病毒寄生在活细胞内,Vero细胞可作为病毒的宿主细胞,病毒在宿主细胞大量繁殖,加入药物,可测定对病毒复制速度的影响。D正确;
故答案为:C。
【分析】动物细胞培养条件:(1)无菌无毒:①消毒、灭菌;②培养液中添加一定量抗生素,可防止杂菌污染;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH:36.5±0.5℃;适宜的pH:7.2-7.4。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需)和5%CO2(维持培养液pH)。
19.【答案】D
【解析】【解答】 A、自然生长茎段的消毒属于外植体消毒,先用70%酒精,再用无菌水清洗,再用5%次氯酸钠消毒处理,最后再用无菌水清洗,A错误;
B、茎尖所含的病毒少或无病毒,获得的脱毒苗不会或极少感染病毒,故可取菊花芽尖进行培养获得不带病毒的脱毒苗而非抗毒苗,B错误;
C、组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软,持水性也较好,有利于幼苗的生根和叶片的生长,C错误;
D、不带叶片的菊花茎的切段可通过植物组织培养分化出芽和根这种器官发生的途径形成完整的菊花植株,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、植物组织培养的过程:外植体脱分化形成愈伤组织,然后经过再分化形成胚状体或丛芽,细胞继续分裂和分化形成试管苗。植物组织培养过程中的关键步骤是脱分化与再分化,脱分化形成愈伤组织的过程中,要避光培养,否则容易形成维管组织,再分化形成胚状体或丛芽可以照光培养,利于叶绿体的形成。
2、在植物组织培养过程中,选择的外植体分化程度越低,分裂能力越强,培养越容易成功,因此在组织培养过程中选择形成层的细胞,形成层的细胞分化程度低、分裂能力强,易脱分化。获取脱毒的幼苗一般选择茎尖为外植体,因为茎尖所含的病毒少或无病毒,获得的脱毒苗不会或极少感染病毒。
20.【答案】D
【解析】【解答】A、细胞在山丘a处时,其“命运”面临选择,即细胞依然可以发生细胞分化,故山丘a处的"球"代表受精卵或分化程度较低的细胞,A正确;
B、现代生物技术可以影响基因的表达,即现代生物技术可以决定“球”在山丘 a处之后的“命运”,B正确;
C、多能干细胞是分化程度低的细胞,依然可以进行细胞分化,则制备诱导多能干细胞是将处于山谷的“球”运回山丘a处,C正确;
D、愈伤组织再分化是将“球”从一个山丘转移到山谷,D错误。
故答案为:D。
【分析】离体的植物组织或细胞,在培养一段时间后,会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗,移栽到地里,可以发育成完整的植株体。
21.【答案】B
【解析】【解答】A、分裂中期染色体形态结构稳定,利于计数,杂交瘤细胞染色体数目在9-104之间,接近两种亲本细胞的染色体数目之和,并可排除脾细胞之间相互融合或骨细胞之间相互融合的可能性,A正确;
B、单克隆抗体的制备过程中需要进行2次筛选和1次抗原检测,第一次是用选择性培养基选出杂交细胞;第二次是通过克隆化培养和抗体检测,进一步筛选出能产生人们所需要抗体的杂交瘤细胞,B错误;
C、图2显示A结果为阳性,B结果为阴性,说明该mAb能特异性与RecQ解旋酶结合,1%牛血清蛋白的作用为对照,C正确;
D、单克隆抗体与抗原会发生特异性结合反应,可将mAb制作成深针,检测肿瘤细胞或肿瘤患者病理切片中RecQ解旋酶的分布情况,D正确。
故答案为:B。
【分析】单克隆抗体的制备: (1)用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。 (2)用特定的选择培养基进行筛选:在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。 (3)对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选,才能获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。 (4)将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖。 (5)从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。
22.【答案】C
【解析】【解答】A、可以通过注射促性腺激素来超数排卵,一次获得更多的卵子,A正确;
B、基因检测使用了第一极体和第二极体,因此是受精卵,而不是滋养层细胞,B正确;
C、体外培养时二氧化碳培养箱可以防止污染,同时为细胞培养提供温度和pH环境,C错误;
D、第二极体的基因型与结合精子的卵子的基因型相同,因此移植1号胚胎得到健康孩子的可能性最高,D正确。
故答案为:C。
【分析】动物细胞培养条件: (1)营养:培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质,通常需要加入血清等天然成分。 (2)无菌、无毒的环境。 (3)温度、pH和渗透压。 (4)气体环境:氧气是细胞代谢所必需的,二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。动物细胞培养需要将培养瓶置于含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
23.【答案】C
【解析】【解答】A、原生质体的融合体现了细胞膜的流动性,A正确;
B、获得原生质体后,细胞已经分散,可以利用血细胞计数板进行计数,B正确;
C、从表格中看出,PEG浓度为40%时融合率最高,由于缺少无PEG的对照组,故不能说明高浓度抑制融合,C错误;
D、诱导形成的试管苗需移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,待长壮后再移载入土,D正确.
故答案为:C。
【分析】植物组织培养依据的原理为植物体细胞的全能性,即已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能;培养过程的顺序是离体植物器官、组织或细胞(外植体)脱分化形成愈伤组织,再分化形成根、芽等器官进而形成新的植物体。
24.【答案】A
【解析】【解答】A、高浓度蔗糖处理虽然会失水过多死亡,但仍能看到质壁分离现象,A正确;
B、在利用样方法调查种群密度时需注意随机取样,而不能在目标个体集中的区域取样,B错误;
C、边缘注水不可能创造无菌环境而是无氧环境,泡菜中一定含有乳酸菌,C错误;
D、接种过程中的微生物污染有好多方面,如操作用到的器具,实验台等都要消毒,接种过程也要在酒精灯旁进行,只对外植体消毒不能杜绝接种过程中的微生物污染,D错误。
故答案为:A。
【分析】(1)高浓度蔗糖处理会使植物细胞因为失水而发生质壁分离,甚至死亡,死亡后的植物细胞不会发生分离复原现象了。(2)样方法调查种群密度时要做到随机取样,一般采取五点取样法。(3)在制作泡菜时,需要向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水,使内部形成无氧环境 ,抑制好氧菌的生存,但是厌氧菌(如乳酸菌)仍能够生存。(4) 接种过程中注意减少微生物污染,如操作用到的器具,实验台等都要消毒,接种过程也要在酒精灯旁进行。
25.【答案】C
【解析】【解答】A、同一植株的花粉细胞与体细胞经植物组织培养得到的新个体基因型不同,前者是单倍体,后者染色体数目是前者的2倍,A错误;
B、茎尖或根尖病毒少或无病毒,因而作为外植体经过脱分化、再分化可获得脱毒苗,但不能对植物材料进行灭菌处理,B错误;
C、细胞产物的工程化生产是从人工培养的愈伤组织细胞中提取某种成分,该过程使用的是液体培养基,C正确;
D、保护野生七叶一枝花最佳的选择是就地保护,而将七叶一枝花迁移到植物园属于迁(易)地保护,D错误。
故答案为:C。
【分析】(1)花粉是雄配子,是染色体数目减半的细胞,因此由配子直接发育而来的生物属于单倍体。单倍体不一定只有一个染色体组,例如四倍体的配子含有两个染色体组,由其配子发育而来的生物就有两个染色体组。(2)植物组织培养属于无性繁殖,是利用植物的组织细胞或组织器官经诱导脱分化,再分化发育而得到新植株的过程。植物组织培养操作过程中,要注意无菌操作,否则容易失败。茎尖或根尖病毒少或无病毒,因而作为外植体经过脱分化、再分化可获得脱毒苗,获得较优的新植株。
26.【答案】(1)脱分化;细胞分裂素;诱导叶绿素的形成;满足叶绿体利用光能制造有机物的需要
(2)遗传特性;转基因标识
(3)Ti质粒中的T-DNA能将外源基因递送到植物细胞中,并与植物细胞的染色体DNA整合到一起
(4)荧光检测选择带有绿色荧光标记的毛状根;观察幼苗是否表现出白化特征;PDS缺失会导致植株白化,白化苗的出现意味着通过基因编辑技术成功实现PDS基因的敲除
(5)操作方法简单,不需要借助植物组织培养技术进行操作,且培养周期较短。
【解析】【解答】(1)从外植体转变成愈伤组织的过程属于脱分化;从愈伤组织到幼苗的培养过程需要的激素有生长素和细胞分裂素,生长素/细胞分裂素浓度>1,则有利于生根,生长素/细胞分裂素浓度<1,则有利于芽的分化,该过程还需要光照,其作用是诱导叶绿素的形成;满足叶绿体利用光能制造有机物的需要。
(2)含重组载体的农杆菌会侵染愈伤组织,将重组载体上的T-DNA上的基因导入愈伤组织细胞中,使愈伤组织的遗传特性发生改变,所以若不经过共培养环节,直接诱导培养得到的植株可以保持植株A的遗传特性;我国对农业转基因生物实行了标识制度,根据规定,含有外源基因的转化植株A若用于生产种子,其包装需标注转基因标识。
(3)Ti质粒中的T-DNA是一种可转移的DNA,所以农杆菌侵染植物细胞时,可将外源基因递送到植物细胞中的原因是Ti质粒中的T-DNA能将外源基因递送到植物细胞中,并与植物细胞的染色体DNA整合到一起。
(4)由题意可知,CRISPR/Cas9基因编辑载体含有绿色荧光蛋白标记基因,所以从毛状根中获得阳性毛状根段的方法是荧光检测选择带有绿色荧光标记的毛状根;由图2可知,该实验是从个体水平鉴定导入幼苗中的基因编辑载体是否成功发挥作用的,所以相应的方法是观察幼苗是否表现出白化特征,依据是PDS缺失会导致植株白化,白化苗的出现意味着通过基因编辑技术成功实现PDS基因的敲除。
(5)通过图1和图2对比可知,与常规转化法相比,采用CDB法进行基因递送的优点是操作方法简单,不需要借助植物组织培养技术进行操作,且培养周期较短。
【分析】1、植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,并给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。整个过程包括外植体消毒、脱分化形成愈伤组织、愈伤组织再被诱导生根发芽,最终培育成完整植株。利用的生物学原理是植物细胞的全能性。
2、生长素/细胞分裂素=1,有利于愈伤组织的形成;生长素/细胞分裂素>1,有利于根的形成;生长素/细胞分裂素<1,有利于芽的形成。
3、脱分化过程不需要光照,而再分化过程需要光照,以利于叶绿素的形成、满足叶绿体利用光能制造有机物的需要。
4、将目的基因导入植物细胞的方法一般是农杆菌转化法,利用的原理是农杆菌的Ti质粒中的T-DNA是一种可转移的DNA,农杆菌侵染植物细胞时,外源基因可通过Ti质粒中的T-DNA递送到植物细胞中,并与植物细胞的染色体DNA整合到一起,最终使目的基因在植物细胞中表达,使植物个体表现出相应的性状。
27.【答案】(1)需要;使细胞接触处的磷脂分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合
(2)未融合的亲本细胞;融合的具有同种核的细胞
(3)通过抗体检测呈阳性来获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞
(4)④
【解析】【解答】(1)通过原代培养扩大细胞数量使浆细胞数量增多可增加与骨髓瘤细胞融合的几率。脂溶性物质PEG与细胞膜上的磷脂双分子层性质相似,因此可使细胞接触处的磷脂分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合。
故填:需要;使细胞接触处的磷脂分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合。
(2)筛选的目的是获得杂交瘤细胞,其他细胞被淘汰。因此用特定的选择培养基进行筛选时,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有杂交瘤细胞才能生长。
故填:未融合的亲本细胞;融合的具有同种核的细胞。
(3)单克隆抗体筛选中,将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交,其中病毒外壳蛋白是抗原,该过程运用了抗原-抗体杂交技术,抗体检测呈阳性的细胞,即为能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
故填:通过抗体检测呈阳性来获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
(4)DNA连接酶能将两个DNA片段连接起来形成一分子DNA,DNA的5'端是脱氧核苷酸的磷酸基团,3'端含有-OH。①②③脱氧核苷酸链的两端连接的基团不准确;④中脱氧核苷酸5'端均连接磷酸基团,3'端均连接-OH,连接的基团正确,DNA连接酶可以将④中片段连接,①②③错误,④正确。
故填:④。
【分析】单克隆抗体制备流程:给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行克隆化培养和抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;将筛选出的杂交瘤细胞放入培养基培养或注入小鼠腹腔中进行培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。该过程中涉及两次筛选过程,第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞;第二次筛选的目的是筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
28.【答案】(1)负反馈调节;一定浓度的赖氨酸类似物
(2)基因文库;融合;受体细胞;激活;桑椹胚或囊胚;含有目的基因的牛耳组织细胞;DNA酶;PCR的模板;构建的表达载体只含有乳腺特异性启动子,只能在乳腺细胞中启动转录,而在牛耳细胞中不能表达。
【解析】【解答】(1)赖氨酸合成酶促进赖氨酸的合成,赖氨酸含量增多时,反过来抑制赖氨酸合成酶的活性,这属于反馈调节。想要获得抗赖氨酸类似物的细胞突变体,应在含有一定浓度赖氨酸类似物的培养基中培养经人工诱变的植物悬浮细胞,然后经组织培养获得诱变植株。
故答案为:负反馈调节;一定浓度的赖氨酸类似物。
(2)①构建基因表达载体,首先需要获得目的基因,获得目的基因可以通过人工合成的方法,但是需要在基因文库中检索查询目的基因的剑姬序列。
②将表达载体导入受体牛胚胎成纤维细胞(BEF),可将表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内,脂质体可以与受体细胞膜融合,从而将表达载体导入受体细胞。
③核移植过程中,转基因的BEF作为核供体细胞,位于减数二次分裂中期的去核卵母细胞作为受体细胞,通过电融合的方式使供体细胞和受体细胞融合,同时电融合会激活重组细胞,使重组细胞发育。
④胚胎发育到桑葚或胚囊胚阶段可进行胚胎移植。
⑤对转基因生物进行检测。实验中以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照,为了检测到转基因牛耳组织细胞目的基因的中存在,应以含有目的基因的牛耳组织细胞为阳性对照。RNA水平的检测中,可以提取非转基因牛乳汁中的脱落细胞、转基因牛乳汁中的脱落细胞和转基因牛耳组织细胞的总RNA,为了除去DNA污染,可以使用DNA酶使其水解,并经逆转录形成cDNA,并作为模板进行PCR扩增。由于构建的表达载体只含有乳腺特异性启动子,故目的基因在转基因牛乳汁中的脱落细胞内表达,而不在牛耳组织细胞内表达。
故答案为:基因文库;融合;受体细胞;激活;桑椹胚或囊胚;含有目的基因的牛耳组织细胞;DNA酶;PCR的模板;构建的表达载体只含有乳腺特异性启动子,只能在乳腺细胞中启动转录,而在牛耳细胞中不能表达。
【分析】1、在一个系统中,系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫做反馈调节。促进原来生命活动的是正反馈调节,抑制原来生命活动的是负反馈调节。
2、基因工程技术的基本步骤︰
(1)目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取(基因组文库包含某种生物所有的基因,部分基因文库包含某种生物的部分基因,如:CDNA文库)、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建。
( 3 )将目的基因导入受体细胞∶根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。
(4)目的基因的检测与鉴定∶分子水平上的检测。个体水平上的鉴定︰抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
3、胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
29.【答案】(1)由根瘤菌繁殖形成的单菌落
(2)脱分化;再分化;细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
(3)无氮源;接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮能力
(4)①促讲植物生长,增加作物产量;②能够减少化肥使用,改良土壤,减少污染,保护生态环境
【解析】【解答】(1)纯培养物是由单一个体繁殖所获得的微生物群体,由题意可知,此实验中的纯培养物是由根瘤菌繁殖形成的单菌落。
(2)植物组织培养离体的植物器言、组织或细胞(外植体)脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体,故①表示的过程是脱分化,②表示的过程是再分化。细胞的全能性是指已分化的细胞仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
(3)实验遵循对照原则,本实验验证的是根瘤菌的固氮能力,应在不含氮源的培养基上进行。
(4)微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力,改良土壤结构,促进植株生长。
【分析】1、植物组织培养:
(1)原理是植物细胞的全能性。嫩枝或分化程度较低的部位的细胞分裂能力强、分化程度低,全能性容易表达,故外植体一般选用嫩枝或分化程度较低的部位成功率更高。
(2)植物组织培养过程是:离体的植物器言、组织或细胞(外植体)脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体。
2、发酵工程在农牧业上的应用:
(1)生产微生物肥料:微生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力,改良土壤结构,促进植株生长;
(2)生产微生物农药:微生物农药是利用微生物或其代物来防治病虫害的。微生物农药作为生物防治的重要手段;
(3)生产微生物饲料:微生物含有丰富的蛋白质。
3、选择培养原理:
(1)利用营养缺陷选择培养基进行的选择培养;
(2)利用微生物(目的菌)对某种营养物质的特殊需求,使该营养物质成为某类微生物的唯一供给者;
(3)在完全培养基中加入某些化学物质,利用加入的化学物质抑制部分微生物生长或利于部分微生物生长;
(4)利用培养条件进行的选择培养。
30.【答案】(1)血清;含95%空气加5%CO 的混合气体;培养液;0.6
(2)弱毒疫苗
(3)包膜蛋白或者衣壳蛋白
【解析】【解答】(1)在体外培养动物细胞时,使用合成培养基通常需要加入血清,培养所需气体主要有含95%空气和5%CO2的混合气体,为防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害,需要定期更换培养液。接种1:10稀释度的病毒液10L,固定染色后计算噬斑数(噬斑形成单位,PFU)为60,则该孔病毒的滴度测量值为60×10(稀释倍数)×10(孔径体积)÷10000=0.6PFU/mL。
(2)我国通过实施计划免疫成功消灭脊髓灰质炎,“人民科学家”顾方舟率领团队研制的脊髓灰质炎活病毒疫苗“糖丸”,从技术路线上属于弱毒疫苗。
(3)在病毒感染细胞时两者表面相互接触,为了更好地被免疫细胞所识别,在设计mRNA疫苗时,病毒抗原优先选取包膜蛋白或者衣壳蛋白。
【分析】(1)将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基,称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,因此在使用合成培养基时,通常需要加入血清等一些天然成分。培养液还需要定期更换,以便清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。在进行细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。(2)疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。接种疫苗后,人体内可产生相应的抗体,从而对特定的传染病具有抵抗力。用人工变异或从自然界中直接筛选出来的毒力高度减弱或基本无毒的活病原微生物制成的疫苗,是减毒活疫苗,如卡介苗、麻疹疫苗、脊髓灰质炎疫苗、流行性腮腺炎疫苗等。
31.【答案】(1)消毒;脱分化;生根
(2)继代;不同成熟度椰子的椰子水中营养物质和激素的含量存在差异
(3)椰子水的添加比例;B、D
(4)脱落酸促进休眠;人工胚乳中添加用高压蒸汽灭菌法处理的椰子水和脱落酸
【解析】【解答】(1)、植物组织培养,需要进行无菌操作,即对外植体进行消毒,对培养基及其他器械进行灭菌,将消毒后的外植体接种在培养基上,通过控制培养基中各种激素比例来控制细胞的分裂分化。所以 从盆栽兰花获取茎尖,对其进行消毒处理后接种于培养基,茎尖通过脱分化后生长为原球茎。原球茎在发芽培养基上可很快长出幼叶,然后在生根培养基中形成完整植株。
(2)、要实现兰花的快速繁殖,可将原球茎切成小块,转入增殖培养基进行继代培养,可以得到大量原球茎。椰子水中含有营养物质和激素,所以增殖培养基中添加椰子水,原球茎会长得更饱满。不同成熟度椰子的椰子水中含有营养物质和激素的含量存在差异,所以对原球茎生长的促进效果不同。
(3)、为了延长人工种子的保存时间,通过实验调整人工胚乳中的MS培养基浓度和椰子水的添加比例,该实验中,自变量是人工胚乳中的MS培养基浓度和椰子水的添加比例,因变量是人工种子保存时间,人工种子种的原球茎大小和人工种子的保存温度、湿度等均是无关变量。所以该实验无关变量的是BD。
(4)、 脱落酸主要由根冠和萎蔫的叶片合成,作用是抑制细胞分裂,促进气孔关闭,促进叶和果实的衰老和脱落,维持种子休眠。高压蒸汽灭菌法处理椰子水(B组) 使原球茎的休眠时间短于过滤除菌法处理的椰子水(A组) ,由于椰子水中有脱落酸、脱落酸促进休眠、脱落酸不耐高温,可推测B组原球茎休眠时间短的原因是脱落酸被破坏。可增加一组实验(C 组),C组的处理是人工胚乳中添加用高压蒸汽灭菌法处理的椰子水和脱落酸,若原球茎的休眠时间与A组基本相同,即可验证推测。
【分析】植物组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术,其原理为植物细胞的全能性。植物组织培养中细胞表现出全能性的条件为:离体、严格的无菌环境、适宜的培养条件及适宜浓度比例的激素。
32.【答案】(1)显微操作;MⅡ;不变
(2)获能液;输卵管;滋养层
【解析】【解答】(1)通常通过显微操作去除良奶牛(B)卵母细胞的细胞核,卵(母)细胞比较大,容易操作;卵(母)细胞细胞质多,营养物质丰富,含有促进细胞核全能性表达的物质,故选用MII中期去核卵母细胞作受体细胞。通过核移植获得的克隆牛的染色体数与提供细胞核的供体的染色体数相同。
(2)采到精子不能立即进行体外受精,进行体外受精时,将精子培养在人工配制的获能液中使其获能后,才能与体外培养成熟的卵子结合完成受精作用,体内受精在输卵管内完成。若要人工控制奶牛的性别,在胚胎移植前,需要取囊胚的滋养层细胞做DNA分析,鉴定性别。
【分析】1、体细胞核移植概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
2、体外受精:(1)卵母细胞的采集和培养:培养到减数第二次分裂中期才可受精。 (2)精子的采集和获能:采集方法有假阴道法、电刺激法、手握法。培养法或化学诱导法获能。 (3)受精。
33.【答案】(1)目的基因/外源基因;基因文库;PCR;dNTP(四种脱氧核苷三磷酸);D
(2)CaCl2/Ca2+;感受态/能吸收周围环境中DNA分子的生理状态
(3)HAT;未融合细胞;同种核融合细胞
(4)pH、温度、溶解氧;动物血清;细胞系;抗原—抗体杂交;过滤/层析/离心/离子交换/萃取
【解析】【解答】(1)目的基因可从基因文库中获取,蛋白A的基因为目的基因,故获取的常用方法是先建立基因文库。常用PCR技术对目的基因进行扩增,dNTP(四种脱氧核苷三磷酸)既能为DNA复制提供能量,又能为PCR技术提供原料。
A、两种引物之间不能有互补性,否则引物之间会配对形成双链DNA,影响目的基因的扩增效率,A正确;
B、每种引物自身不应存在互补性,B正确;
C、DNA分子合成时子链从5'→3'端延伸,则扩增时,引物与模板链的3'端碱基互补配对,C正确;
D、PCR中所利用的引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链DNA,引物的碱基包含AGCT四种,D错误。
故答案为:D。
(2)将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法,将工程菌放在低温、低浓度的CaCl2溶液中,使细胞膜的通透性改变,成为感受态细胞,该状态为容易从周围环境中吸收外源DNA的状态,进而可提高转化效率。
(3)在杂交瘤细胞筛选过程中,常使用特定的选择培养基(如HAT培养基),该培养基对未融合细胞和同种核融合细胞两类细胞的存活和繁殖具有抑制作用,只有杂交瘤细胞可以正常增殖,因此该选择培养基只允许杂交瘤细胞正常生长,从而筛选出杂交瘤细胞。
(4)在发酵过程中,要及时添加必需的营养组分,要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件。因此,特定杂交瘤细胞培养常用搅拌式发酵罐,培养时需注意控制如pH、温度、溶解氧等条件。在动物细胞培养的过程中,通常需加入动物血清、血浆等天然物质。抗原与抗体的结合具有特异性,发酵罐内细胞增殖形成细胞系,其分泌的抗体可利用抗原一抗体杂交筛选。罐内上清液中单克隆抗体含少量杂质,可采用过滤/层析/离心/离子交换/萃取方法纯化。
【分析】1、基因工程的操作程序: (1)目的基因的筛选与获取:利用PCR获取和扩增目的基因:①变性:当温度上升到90℃以上时。双链DNA解聚为单链。②复性:当温度下降到50℃左右时。两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。③延伸:72℃左右时,耐高温的DNA聚合酶活性高。可使DNA新链由5'端向3'端延伸。(2)基因表达载体的构建: 基因表达载体的组成有目的基因、复制原点、启动子、终止子和标记基因。 (3)将目的基因导入受体细胞——感受态细胞法:适用于微生物。Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子。 (4)目的基因的检测与鉴定:①分子水平:DNA分子杂交技术检测受体细胞染色体DNA是否插入目的基因,也可检测目的基因是否转录出mRNA。抗原抗体杂交法检测目的基因是否表达出蛋白质。②个体生物学水平鉴定。 基因探针:用放射性同位素或荧光做了标记的已知序列DNA,与目的基因碱基互补配对。
2、动物细胞培养条件: (1)营养:培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质,通常需要加入血清等天然成分。 (2)无菌、无毒的环境。 (3)温度、pH和渗透压。 (4)气体环境:氧气是细胞代谢所必需的,二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。动物细胞培养需要将培养瓶置于含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
34.【答案】(1)引物1和引物2会因局部发生碱基互补配对而失效
(2)脱分化;潮霉素;转入BADH基因的马铃薯细胞
(3)RNA聚合酶;避免外源基因持续大量表达,减少物质和能量的消耗
(4)BADH基因;PCR技术检测BADH基因是否转录出mRNA
【解析】【解答】(1)由题意可知,引物1:5'—— CAAGACCT——3',引物2:5'——ACCTCTTA——3',引物1和引物2会因局部发生碱基互补配对而失效 ,因此该引物设计不合理。
(2)在植物组织培养过程中,获得的外植体经消毒后需要经过脱分化才能形成愈伤组织,结合图1可知,质粒中DNA含有潮霉素抗性基因,该基因可随T-DNA整合到受体细胞DNA上,故需要在培养基中加入潮霉素从而筛选出成功导入图1所示表达载体的受体细胞。
(3)启动子能启动基因转录成RNA,是RNA聚合酶识别并结合的位点,组成型启动子能够持续、高效地启动目的基因在植物各种组织中表达,因此也会增加物质和能量的消耗,阻碍植物的生长发育,而逆境诱导型启动子则避免外源基因持续大量表达,减少物质和能量的消耗,保证植物的正常生长发育。
(4)利用PCR技术可以扩增目的基因,若要检测目的基因是否成功导入,则应该以马铃善细胞提取的DNA为模板,扩增目的基因即BADH基因片段,由图2可知,2和3号均含BADH基因,但与3号相比,2号马铃薯株系抵抗逆境能力没有增强,应检测BADH基因的表达情况,故此次PCR过程第一阶段需要增加PCR技术检测BADH基因是否转录出mRNA过程。
【分析】基因工程的操作程序: (1)目的基因的筛选与获取:利用PCR获取和扩增目的基因:①变性:当温度上升到90℃以上时。双链DNA解聚为单链。②复性:当温度下降到50℃左右时。两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。③延伸:72℃左右时,耐高温的DNA聚合酶活性高。可使DNA新链由5'端向3'端延伸。(2)基因表达载体的构建: 基因表达载体的组成有目的基因、复制原点、启动子、终止子和标记基因。 (3)将目的基因导入受体细胞——农杆菌转化法:适用于双子叶植物、裸子植物和少数单子叶植物的细胞。 ①将植物组织与农杆菌混合培养;②将花序直接浸没在含有农杆菌的的溶液中一段时间;③培养植株并获得种子,再进行筛选、鉴定等。 (4)目的基因的检测与鉴定:①分子水平:DNA分子杂交技术检测受体细胞染色体DNA是否插入目的基因,也可检测目的基因是否转录出mRNA。抗原抗体杂交法检测目的基因是否表达出蛋白质。②个体生物学水平鉴定。
35.【答案】(1)选择培养基;克隆化培养;抗体检测
(2)抗体、接头、药物(细胞毒素)
(3)细胞毒性T细胞;细胞密度过大、有害代谢物积累、培养液中营养物质缺乏;胰蛋白酶、胶原蛋白
(4)以自体免疫细胞进行诱导培养得到的免疫细胞与人体细胞的组织相容性抗原相同
【解析】【解答】(1)单克隆抗体制备过程中两次筛选,第一次筛选出杂交瘤细胞,用特定的选择培养基,未融合的亲本细胞、融合的具有同种核的细胞都死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长;第二次筛选出能合成特定抗体的杂交瘤细胞,以克隆化培养和抗体检测的方法进行,选择抗体检测阳性的。
(2)ADC为抗体—药物偶联物,由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成,抗体具有特异性,可以实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,减少了用药量,也降低了副作用。
(3)细胞毒性T细胞可以特异性识别并处理裂解肿瘤细胞;在细胞培养的过程中,由于细胞密度过大、有害代谢物积累、培养液中营养物质缺乏和接触抑制,细胞分裂受阻;培养过程中出现接触抑制现象时,可用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理贴壁细胞使之分散成单个细胞进行传代培养。
(4)过继性细胞治疗有效避免免疫排斥,原因是自体免疫细胞进行诱导培养得到的免疫细胞与人体细胞的组织相容性抗原相同。
【分析】1、单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
2、动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
3、动物细胞培养条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。(3)温度和pH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
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