[生物——选修3现代生物科技专题](15分)

2006年12月26日，国内首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪在东北农大降生，具体培育过程如下图所示，请据图回答问题。

 (1)从图中可以分析出，该克隆猪的培育过程涉及的现代生物技术除了基因工程和胚胎工程外，还有___________ 。

 (2)B过程中，将绿色荧光蛋白基因导入成纤维细胞最有效的方法是___________。在导入之前，需要先将目的基因与载体结合以构建___________ ，这一过程需要的主要工具包括___________ 。为了检测目的基因是否成功插入受体细胞的染色体DNA上，需要采用___________技术进行分子检测。

 (3)得到早期胚胎后，可通过___________技术以获得更多的转基因克隆猪。为了给早期胚胎移入受体提供相同的生理环境，在H过程之前需要对代孕母猪进行___________处理。早期胚胎能够在代孕母猪体内存活的生理学基础是___________。

 (4)培育绿色荧光蛋白转基因克隆猪的遗传学原理是___________。

 (5)图中决定克隆猪性别的生物个体是___________。

 (6)在治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织和器官可以作为异种移植的供体，此外，随着组织工程技术的发展，通过___________细胞体外诱导分化，也可培育出人造组织器官，从而解决目前临床上存在的供体器官不足的问题。这种细胞是由___________中分离出来的。

以下是有关现代生物技术的两个问题，请回答：
Ⅰ（5分）：下列三图分别表示基因的结构示意图和利用基因工程培育抗虫棉过程示意图。请据图回答下列有关问题：

（1）图C中的目的基因是从图A和图B中的哪一个图所表示的基因提取的？   ___，图C中科学家在进行[①]操作时，要用___            ____分别切割运载体和目的基因，运载体的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端通过___          ____而结合。
（2）[III]是导入目的基因的受体细胞，经培养、筛选获得一株有抗虫特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交产生F₁代中，仍具有抗虫特性的植株占总数的_______。
（3）将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后，往往有很多植株不再具有抗虫特性，原因是_________________  ____。
Ⅱ（10分）：现有甲、乙两种可能有一定毒性的化学物质，实验室研究人员计划通过动物细胞培养的方法来鉴定它们是否有毒性并比较二者毒性的强弱。请你以一个研究人员的身份参与此项研究，完成下列有关问题。
实验原理：_____________________________________    __。（2分）根据这种变异细胞占全部培养细胞的百分数（以下称Q值），可判断该化学物质的毒性。
材料用具：活的小白鼠胚胎、胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、适宜浓度的化学物质甲溶液、适宜浓度的化学物质乙溶液、蒸馏水、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、恒温箱、载玻片、盖玻片、显微镜、小白鼠正常有丝分裂各时期的高倍显微照片。
实验步骤：
（1）制备细胞悬浮液。
把活的小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎，转入锥形瓶中，加入胰蛋白酶液处理，使胚胎组织离散成单个细胞，再加入动物细胞培养液，制成细胞悬浮液。
（2）进行细胞培养。
①取A、B、C3个洁净的培养瓶，分别放入___________________________________；
②向A、B两个培养瓶中分别加入等量的甲、乙溶液，C瓶中加入等量的蒸馏水，摇匀；
③把3个培养瓶放在适宜温度的恒温箱中培养。
（3）制作临时装片。
①当细胞增殖到大约8代左右时，同时从恒温箱中取出3个培养瓶，用            
处理，加入动物细胞固定液，迅速杀死细胞并固定细胞分裂相；
②静置一段时间后，分别从各培养瓶底部吸取适量的细胞悬浮液，滴在与培养瓶有相同编号的载玻片的中央，滴加__________________进行染色，3—5min后，盖上盖玻片。
（4）镜检和统计。
把临时装片放在显微镜下，先用低倍镜后用高倍镜观察，为清晰观察染色体的形态，最好寻找处于______________期的细胞，并与小白鼠正常细胞有丝分裂同时期高倍显微照片进行对比，统计并计算该期变异的细胞占该期细胞总数的百分数（Q值）。
结果分析与结论：
（1）经研究人员实验得知，A、B、C三个培养瓶的Q值依次为：Q_A=1．3%, Q_B=12．5%, Q_C=0．1%,
由此可知该实验的结论是__________________________________________。（2分）⑵在实验中，C培养瓶起______________作用，C瓶的Q值说明____________________。

以下是有关现代生物技术的两个问题，请回答：

Ⅰ（5分）：下列三图分别表示基因的结构示意图和利用基因工程培育抗虫棉过程示意图。请据图回答下列有关问题：

（1）图C中的目的基因是从图A和图B中的哪一个图所表示的基因提取的？    ___，图C中科学家在进行[①]操作时，要用___             ____分别切割运载体和目的基因，运载体的 黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端通过___           ____而结合。

（2）[III]是导入目的基因的受体细胞，经培养、筛选获得一株有抗虫特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交产生F₁代中，仍具有抗虫特性的植株占总数的_______。

（3）将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后，往往有很多植株不再具有抗虫特性，原因是_________________   ____。

Ⅱ（10分）：现有甲、乙两种可能有一定毒性的化学物质，实验室研究人员计划通过动物细胞培养的方法来鉴定它们是否有毒性并比较二者毒性的强弱。请你以一个研究人员的身份参与此项研究，完成下列有关问题。

实验原理：_____________________________________     __。（2分）根据这种变异细胞占全部培养细胞的百分数（以下称Q值），可判断该化学物质的毒性。

材料用具：活的小白鼠胚胎、胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、适宜浓度的化学物质甲溶液、适宜浓度的化学物质乙溶液、蒸馏水、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、恒温箱、载玻片、盖玻片、显微镜、小白鼠正常有丝分裂各时期的高倍显微照片。

实验步骤：

（1）制备细胞悬浮液。

把活的小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎，转入锥形瓶中，加入胰蛋白酶液处理，使胚胎组织离散成单个细胞，再加入动物细胞培养液，制成细胞悬浮液。

（2）进行细胞培养。

①取A、B、C3个洁净的培养瓶，分别放入___________________________________；

②向A、B两个培养瓶中分别加入等量的甲、乙溶液，C瓶中加入等量的蒸馏水，摇匀；

③把3个培养瓶放在适宜温度的恒温箱中培养。

（3）制作临时装片。

①当细胞增殖到大约8代左右时，同时从恒温箱中取出3个培养瓶，用            

处理，加入动物细胞固定液，迅速杀死细胞并固定细胞分裂相；

②静置一段时间后，分别从各培养瓶底部吸取适量的细胞悬浮液，滴在与培养瓶有相同编号的载玻片的中央，滴加__________________进行染色，3—5min后，盖上盖玻片。

（4）镜检和统计。

     把临时装片放在显微镜下，先用低倍镜后用高倍镜观察，为清晰观察染色体的形态，最好寻找处于______________期的细胞，并与小白鼠正常细胞有丝分裂同时期高倍显微照片进行对比，统计并计算该期变异的细胞占该期细胞总数的百分数（Q值）。

结果分析与结论：

（1）经研究人员实验得知，A、B、C三个培养瓶的Q值依次为：Q_A=1．3%, Q_B=12．5%, Q_C=0．1%,

由此可知该实验的结论是__________________________________________。（2分）⑵在实验中，C培养瓶起______________作用，C瓶的Q值说明____________________。

以下是有关现代生物技术的两个问题，请回答：

Ⅰ：下列三图分别表示基因的结构示意图和利用基因工程培育抗虫棉过程示意图。请据图回答下列有关问题：

（1）图C中的目的基因是从图A和图B中的哪一个图所表示的基因提取的？    ___，图C中科学家在进行[①]操作时，要用___             ____分别切割运载体和目的基因，运载体的 黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端通过___           ____而结合。

（2）[III]是导入目的基因的受体细胞，经培养、筛选获得一株有抗虫特性的转基因植株。经分析，该植株含有一个携带目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因植株自交产生F₁代中，仍具有抗虫特性的植株占总数的_______。

（3）将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后，往往有很多植株不再具有抗虫特性，原因是_________________   ____。

Ⅱ：现有甲、乙两种可能有一定毒性的化学物质，实验室研究人员计划通过动物细胞培养的方法来鉴定它们是否有毒性并比较二者毒性的强弱。请你以一个研究人员的身份参与此项研究，完成下列有关问题。

实验原理：_____________________________________     __。根据这种变异细胞占全部培养细胞的百分数（以下称Q值），可判断该化学物质的毒性。

材料用具：活的小白鼠胚胎、胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、适宜浓度的化学物质甲溶液、适宜浓度的化学物质乙溶液、蒸馏水、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、恒温箱、载玻片、盖玻片、显微镜、小白鼠正常有丝分裂各时期的高倍显微照片。

实验步骤：

（1）制备细胞悬浮液。

把活的小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎，转入锥形瓶中，加入胰蛋白酶液处理，使胚胎组织离散成单个细胞，再加入动物细胞培养液，制成细胞悬浮液。

（2）进行细胞培养。

①取A、B、C3个洁净的培养瓶，分别放入___________________________________；

②向A、B两个培养瓶中分别加入等量的甲、乙溶液，C瓶中加入等量的蒸馏水，摇匀；

③把3个培养瓶放在适宜温度的恒温箱中培养。

（3）制作临时装片。

①当细胞增殖到大约8代左右时，同时从恒温箱中取出3个培养瓶，用            

处理，加入动物细胞固定液，迅速杀死细胞并固定细胞分裂相；

②静置一段时间后，分别从各培养瓶底部吸取适量的细胞悬浮液，滴在与培养瓶有相同编号的载玻片的中央，滴加__________________进行染色，3—5min后，盖上盖玻片。

（4）镜检和统计。

     把临时装片放在显微镜下，先用低倍镜后用高倍镜观察，为清晰观察染色体的形态，最好寻找处于______________期的细胞，并与小白鼠正常细胞有丝分裂同时期高倍显微照片进行对比，统计并计算该期变异的细胞占该期细胞总数的百分数（Q值）。

结果分析与结论：

（1）经研究人员实验得知，A、B、C三个培养瓶的Q值依次为：Q_A=1．3%, Q_B=12．5%, Q_C=0．1%,

由此可知该实验的结论是__________________________________________。⑵在实验中，C培养瓶起______________作用，C瓶的Q值说明____________________。