1.马铃薯是重要的经济作物,植物细胞工程在马铃薯的脱毒及育种等方面有重要应用。请回答下列问题。 (1)培育脱毒马铃薯时,外植体宜选用 (填“茎尖”或“叶片”),不选另一个的理由是 。
(2)植物组织培养常用到愈伤组织培养基、生芽培养基和生根培养基。在愈伤组织培养基上,外植体经脱分化形成愈伤组织。愈伤组织是一团 。在再分化阶段,生长素和细胞分裂素参与了细胞分化方向的调节,与生根培养基相比,一般情况下生芽培养基中 。 (3)马铃薯栽培种的抗病性和抗逆性较差,马铃薯野生种的抗病性和抗逆性较好,但二者存在杂交不亲合性。利用马铃薯野生种,通过细胞工程改进马铃薯栽培种的思路是 。
(4)避免微生物污染、优化培养条件可提高植物组织培养的成功率。在植物组织培养时,应从 (至少答出2点)等方面制定措施,减少污染;在培养室中培养时,注意优化培养环境,控制 (至少答出3点)等培养条件。
2.(2021黑龙江哈尔滨模拟)科学家从红豆杉树皮中分离出具有高抗癌活性的紫杉醇,从此,国家一级保护植物——红豆杉遭到了掠夺式地砍伐。为拯救红豆杉,同时获得紫杉醇,科研小组设计了下图所示的实验。请回答下列问题。 (1)选用茎尖分生组织作为外植体进行组织培养可以获得脱毒苗,原因是茎尖分生组织细胞 ;诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫 。利用愈伤组织诱导形成的胚状体经人工薄膜包装后就可得到 。
(2)茎尖分生组织细胞具有全能性的原因是 。
(3)紫杉醇作为常见的细胞产物,抗癌效果显著,通常取自愈伤组织的 (细胞器)。
(4)现有从植物甲中提取的物质X,能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小组欲获得既能产生紫杉醇又能产生物质X的植株,可利用 技术获得植株。该方法首先要利用 (物质)去除红豆杉细胞和植物甲细胞的细胞壁获得具有活力的原生质体,再经 (试剂)诱导融合
物料输送设备形成细胞。该技术的优点是 。
3.Hela细胞系是人工培养、具有无限增殖能力的永生癌细胞系,在世界各地的相关实验室中为研究者提供了相同的研究对象。请回答下列问题。
(1)Hela细胞源自一位美国妇女的宫颈癌细胞,目前研究者要进一步研究Hela细胞,需进行 (填“原代”或“传代”)培养。细胞体外培养所需营养物质有糖、氨基酸、无机盐等,通常还需要加入 等天然成分。在动物细胞培养过程中,需要用胰蛋白酶,而不用胃蛋白酶的原因是 。
(2)某小组为研究葡萄糖饥饿对Hela细胞生长的抑制情况,其他营养条件适宜,用含不同浓度葡萄糖溶液的培养基,培养Hela细胞24 h,实验结果如下表所示。
| Hela细胞生长抑制率/% |
0 | 56.16 |
1.0 | 36.30 |
1.5 | 25.00 |
2.0 | 16.44 |
| |
该实验 (填“光滑的皮革需要”或“不需要”)另设对照组。实验结果表明,葡萄糖浓度与Hela细胞生长抑制率的关系是 。体内低浓度葡萄糖可 癌细胞的增殖,为肿瘤的限食疗法提供理论依据。
(3)Hela细胞在生物医学领域应用广泛,例如它帮助科学家首次实现了人源细胞与小鼠细胞融合。两个或多个细胞融合形成的单核细胞叫作 ,细胞融合技术的意义是 。
4.自然界中的生殖细胞融合能产生有性后代,细胞工程中体细胞杂交技术被广泛应用于培育植株和生产单克隆抗体等方面。请回答以下相关问题。
(1)若a、b分别为动物的精子和卵细胞,则产生a、b的分裂方式是 。
(2手动胶)若a、b表示植物的体细胞,两者融合完成的标志是 。由d细胞形成植株的原理是混合3ph古代 ,其中使用了植物组织培养技术,该技术的中心环节是形成愈伤组织,然后诱导它再分化形成植株,再分化的原理是 。
(3)生产单克隆抗体时一般不直接培养B细胞,主要原因是 。若用15N标记的氨基酸培养能产生单克隆抗体的细胞,放射性物质在细胞器中出现的先后顺序是 。
5.(2021陕西西安模拟)口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的,发生于牛、羊等偶蹄动物的一种传染病,严重危害畜牧业的健康发展。某科研小组欲研制抗口蹄疫病毒的单克隆抗体,以小鼠为实验材料设计了以下实验。请据图回答下列问题。
(1)本实验中,需将口蹄疫病毒接种于小鼠体内才能增殖,而不能接种于普通的培养基中,其原因是 。对小鼠进行免疫时,需将口蹄疫病毒多次接种于小鼠体内,目的是 。
(2)与植物细胞融合相比,动物细胞融合特有的诱导因素是 。本实验中为了获得抗口蹄疫病毒的单克隆抗体,先后经过了2次筛选,第1次筛选的目的是获得杂交瘤细胞,第2次筛选的原理是 。
(烷基醚硫酸盐3)经研究发现,获得的单克隆抗体能够用于检测含量很低的口蹄疫病毒,说明单克隆抗体具有 (答出两点)的特点。
6.絮凝性细菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物能与石油污水中的悬浮颗粒和有机物等形成絮状沉淀,起到净化污水的作用。为进一步提高对石油污水的净化效果,将絮凝性细菌和石油降解菌融合,构建目的菌株,其流程如下。据图回答下列问题。
(1)溶菌酶的作用是 。PEG的作用是 。
(2)筛选既能分泌具有絮凝活性的高分子化合物,又能在以 为唯一碳源的培养基上生长的AB融合菌,并选择效果最好的作为目的菌株。该菌株的同化作用类型应为 型,属于生态系统中的哪种成分? 。
(3电子加速器辐照)为探究目的菌株发酵不同时间后发酵液的絮凝效果,将目的菌株进行发酵培养,定时取发酵液,加入石油污水中,还应设置 作为对照组。
7.(2021广西桂林模拟)Rag2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(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因,其技术流程如下图所示。请回答下列问题。
(1)胚胎干细胞(ES细胞)除了可来源于早期胚胎外,还可来源于 ,其在功能上的特性是 。
(2)步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的 ;步骤②中,培养液的成分除无机盐和有机盐外,还需要添加 (答出四种),以及血清、血浆等物质。
(3)利用PCR技术从cDNA文库中获取Rag2基因(基因序列未知),需根据Rag2蛋白的氨基酸序列设计引物,引物序列可以有多种的原因是 。在PCR体系中需加入设计的 (填“全部”“任意一种”或“其中两种”)引物。
(4)为检测Rag2基因的表达情况,可提取后小鼠骨髓细胞中的相关 ,用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。
8.(2020广西南宁适应性测试)人乳头状瘤病毒(HPV)与宫颈癌的发生密切相关,抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV,从而及时监控宫颈癌的发生。回答下列问题。
(1)制备抗HPV的单克隆抗体时,给小鼠注入的抗原是 ,然后从小鼠体内获得能产生相应抗体的细胞,这种细胞内参与抗体合成和分泌的细胞器有 。
(2)制备单克隆抗体过程中用到了小鼠的骨髓瘤细胞,这是因为该细胞具有 的特点。B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,常用的诱导因素有 等。
(3)在HAT培养基上能够连续增殖的细胞是 ,该细胞所产生的抗体 (填“一定”或“不一定”)能抗HPV。对HPV抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞进行克隆化培养时,先将培养液中的细胞浓度稀释到3~10个/mL,然后在多孔细胞培养板的每个孔中只加入0.1 mL细胞稀释液,绝对不能多加,原因是 。
答案：
1.答案(1)茎尖 叶肉细胞很可能带病毒,且叶肉细胞的全能性低
(2)具有分生能力(高度液泡化)的薄壁细胞 生长素含量低、细胞分裂素含量高
(3)将马铃薯野生种细胞与马铃薯栽培种细胞融合,经植物组织培养获得植株
(4)外植体消毒、培养基及器械灭菌、实验人员无菌操作(至少答出2点,合理即可) 温度、光照、湿度、气体环境(O2、CO2)(至少答出3点,合理即可)
2.答案(1)病毒极少,甚至无病毒 脱分化 人工种子
(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息
(3)液泡
(4)植物体细胞杂交 纤维素酶和果胶酶 聚乙二醇 克服远缘杂交不亲和的障碍
解析(1)茎尖分生组织细胞病毒极少,甚至无病毒,因此选用茎尖分生组织作为外植体进行组织培养可以获得脱毒苗;诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫脱分化。利用愈伤组织诱导形成的胚状体经人工薄膜包装后就可得到人工种子。(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息,因此具有全能性。(3)紫杉醇是从红豆杉树皮中分离出来的具有高抗癌活性的物质,作为常见的细胞产物,通常取自愈伤组织的液泡。(4)植物甲可以产生物质X,红豆杉可以产生紫杉醇,利用植物体细胞杂交技术将两种植物的体细胞融合获得细胞,再将获得的细胞培养成植株,则该植株的细胞既能产生紫杉醇又能产生物质X。在植物体细胞杂交过程中,首先要利用纤维素酶和果胶酶去除红豆杉细胞和植物甲细胞的细胞壁,获得具有活力的原生质体,再经聚乙二醇诱导融合形成细胞。植物体细胞杂交技术的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍。
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