中国女科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理医学奖,她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命。
I:研究人员已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径(如图中实线方框内所示),并且发现酵母细胞也能够产生合成青蒿酸的中间产物FPP(如图中虚线方框内所示)。
(1)在FPP合成酶基因表达过程中,①步骤的产物需要经过 才能成为成熟的mRNA,此mRNA作用是作为 的模板。
(2)实验发现,通过对酵母细胞导入相关基因后,这些基因能正常表达,该育种方式的遗传学原理是 ,同时跨物种间的转基因过程能正常表达体现了生物间共用 ,随后科研人员也发现酵母合成的青蒿素仍很少,根据图解为提高酵母菌合成的青蒿素的产量,请提出一个合理的思路 。
II:已知青蒿的花色白色(只含白色色素)和黄色(含黄色色素)是一对相对性状,由两对等位基因(A和a、B和b)共同控制,显性基因A控制以白色色素为前体物合成黄色色素的代谢过程,但当隐性基因bb存在时可抑制其表达(如图所示)。据此回答:
(1)开黄花的青蒿植株的基因型可能是 。
(2)现有AAbb、aaBB二个纯种白花青蒿品种,为了培育出能稳定遗传的黄花品种,某同学设计了如下程序:
第一年:用AAbb和aaBB两个品种进行杂交,得到F1种子;
第二年:将F1种子种下得F1植株,F1随机交配得F2种子;
第三年:再将F2种子种下得F2植株,F2自交,然后选择开黄花植株的种子混合留种;
重复步骤Ⅲ若干代,直到后代不出现性状分离为止。
①F1植株能产生比例相等的四种配子,原因是 。
②F2的表现型及比例为 。
③若F1与基因型为aabb的白花品种杂交,后代的表现型及比例为 。
④F2自交,在开黄花的植株上所结的种子中黄花纯合子占 。
⑤有同学认为这不是最佳方案,你能在原方案的基本上进行修改,以缩短培育年限吗?请用遗传图解及简要文字叙述你的方案。
现有甲、乙两个烟草品种(2n=48),其基因型分别为aaBB和AAbb,这两对
基因位于非同源染色体上,且在光照强度大于800勒克司时,都不能生长,这是由于它们
中的一对隐性纯合基因(aa或bb)作用的结果。
取甲乙两品种的花粉分别培养成植株,将它们的叶肉细胞制成原生质体,并将两者相混,
使之融合,诱导产生细胞团。然后,放到大于800勒克司光照下培养,结果有的细胞团不
能分化,有的能分化发育成植株。请回答下列问题:
(1)甲、乙两烟草品种花粉的基因型分别为和。
(2)将叶肉细胞制成原生质体时,使用破除细胞壁。
(3)在细胞融合技术中,常用的促融剂是。
(4)细胞融合后诱导产生的细胞团叫。
(5)在大于800勒克司光照下培养,有种细胞团不能生长;不能生长的细胞团是
由的原生质体融合来的(这里只考虑2个原生质体的相互融合)。
由能生长的细胞团分化发育成的植株,其染色体数是,基因型是。
该植株自交后代中,在大于800勒克司光照下,出现能生长的植株的概率是。
某研究小组进行药物试验时,以动物肝细胞为材料,测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种,甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题:
(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养,培养液及其它培养条件均相同。一段时间后,观察到甲细胞数量比乙细胞数量,因为甲具有 特点。
(2)动物细胞培养时,常在合成培养基中加入适量血清,其原因是。细胞培养应在含5% CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是。
(3)在两种细胞生长过程中,当乙细胞铺满瓶壁时,其生长。药物试验需要大量细胞,两种细胞频繁传代,甲细胞比乙细胞可以传代的次数更。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液,需用消化处理。
(4)为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的。如细胞培养过程中要保存细胞,则通常在 条件下,因为在这种条件下,细胞中 的活性降低,细胞 的速率降低。
(5)已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关,要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响,可将甲细胞分为A、B两组,A组细胞培养液中加入,B组细胞培养液中加入无菌生理盐水,经培养后,从A、B两组收集等量细胞,通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的或合成水平的差异,确定Y的药效。
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,应选用限制酶和,对
、进行切割。
(2)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。
(3)香蕉组织细胞具有,因此,可以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植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的、。
请回答下列有关单克隆抗体的问题:
(1)从免疫的小鼠脾脏细胞中获取B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞融合,形成_____________细胞,该细胞既具备骨髓瘤细胞的迅速特点,又具备淋巴细胞的_________特点,经过经多次筛选,并通过体内培养或体外培养生产得到所单克隆抗体。
(2)单克隆抗体与普通血清抗体相比较,具有_____________的特点。其诱导融合的常用方法、 、在单克隆抗体的制备过程中,运用的技术手段是_____________、 。
(3)生产单克隆抗体一般不直接培养浆细胞,主要原因是____________。杂交瘤细胞的体外培养与植物组织培养的培养基相比主要不同
(4)从目前临床试验来看,单克隆抗体主要用于治疗癌症,例如可以把抗癌细胞的单克隆抗体跟放射性同位素、药物等相结合,制成“生物导弹”,利用单克隆抗体的
作用,在原位杀死癌细胞,这样既不损伤正常细胞,又减少了用药剂量。
下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请据图作答。
(1)构建基因工程表达载体时,用不同类型的限制酶切割DNA后,可能产生粘性末端,也可能产生_____末端。过程②必需的酶是酶,过程③必需的酶是酶。
(2)在利用AB获得C的过程中,必须用切割A和B,使它们产生相同的粘性末端,再加入,才可形成C。利用大肠杆菌生产人胰岛素时,构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等,其中启动子的作用是_____。
(3)为使过程⑧更易进行,可用(药剂)处理D。
(4)为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA,可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交,该杂交技术称为______。为了检测胰岛素基因请转录的mRNA是否翻译成_____,常用抗原-抗体杂交技术。
(5)如果要将某目的基因通过农杆菌传话法导入植物细胞,先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的_____中,然后通过农杆菌转化作用将目的基因插入植物细胞的______上。