高中生物动物细胞工程的常用技术综合题

在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因A控制合成的抗冻蛋白A有较好的应用价值，通过转基因技术获得抗寒能力提高的植株。回答有关问题：
（1）从深海鱼提取和纯化DNA时，选择NaCl溶液的合适浓度，利用DNA和其它杂质在不同NaCl溶液中的特性，达到分离目的，加入一定量可以进一步获得含杂质较少的DNA。
（2）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生黏性末端的限制酶。
（3）为了检测A基因转录的mRNA是否翻译成抗冻蛋白A，需从转基因生物提取，用相应的抗体进行。
（4）若要用动物细胞工程技术，制备抗A抗体的杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞按一定比例加入试管中，再加入诱导细胞融合。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瘤细胞外，可能还有，体系中出现多种类型细胞的原因是。

抗菌肽（selvsin）能治疗癌症，不同浓度抗菌肽治疗效应不同，高浓度抑制细胞增殖，低浓度却促进细胞凋亡。表甲示抗菌肽对肝癌细胞作用的实验结果（³H-TdR即含³H放射性标记的胸腺嘧啶，活细胞数目取决于细胞增加数目与细胞凋亡数目相对值），图乙示抗菌肽的人工合成流程。请回答
表甲 梯度浓度的抗菌肽对肝癌细胞吸收³H-TdR及活细胞数目的影响（24h内）

抗菌肽浓度（ug/ul）	0	1	10^-1	10^-2	10^-3	10^-4	10^-5
实验组别及研究内容
一	^3H-TdR摄取量	4000	1100	1180	2400	4120	4310	4220
二	活细胞总数	100	140-153	180-200	212-240	148-160	80-92	20-40

（1）根据表甲实验一的数据分析
①抗菌肽能治疗癌症的原理是抑制细胞分裂周期中期内的合成从而限制细胞的增殖。
②最佳抑制作用对应的抗菌肽浓度为（ug/ul）左右。
（2）癌细胞增殖的同时，细胞也会“自溶”出现凋亡。
①这种现象体现了膜具有特点，当抗菌肽的浓度超过10^-2（ug/ul）后，癌细胞增殖数目凋亡数目。
②细胞凋亡的本质是。
（3）图乙中甲醇诱导表达体现了表现型与基因的关系是。分离与纯化抗菌肽常使用的方法有。

细胞消化、降解自身部分蛋白质或者细胞器的现象，称为自噬。为探究促生长因子F对自噬以及自噬对神经细胞突起生长的影响，研究者对离体神经干细胞培养体系作了不同处理，实验结果见下表。

组别	处理措施	B基因表达水平 （相对值）	细胞突起数目 （相对值）
去除F因子	加入自噬抑制剂
A组	A1	＋	－	1.2	120
A2	＋	＋	/	75
B组	B1	－	－	0.6	100
B2	－	＋	/	98

（注：“＋”表示“是”，“－”表示“否”，“/”表示未检测到）
（1）用______ ___酶处理原代培养完成后_________生长的神经干细胞，获得实验用细胞悬液。
（2）已知细胞内B基因的表达是自噬启动的标志，实验中可采用____ _____杂交技术检测B基因是否完成了表达。
（3）比较A1组与_____ ____组的结果，可推测去除F因子促进了神经干细胞自噬。比较A组和B组的结果，推测自噬能_____ ____神经细胞突起的生长。
（4）鉴定细胞发生了自噬的方法是在显微镜下观察细胞中是否形成自噬体。自噬体是包裹了蛋白或细胞器的囊泡，囊泡可与_______ __融合并被后者所含水解酶消化，这一融合过程依赖于生物膜的______ ___性。
（5）细胞的自噬现象有利于维持细胞内代谢环境的_____ ____，获得的降解产物也可以为细胞合成自身的______ ___提供原料。

假槟榔，原产澳大利亚，是南方常见的行道树和庭院栽培树。某研究小组在水分充足的白天，测得该植物幼苗的光合速率等生理指标日变化趋势图。

图1
（1）据图分析直接导致蒸腾速率变化的生理指标是；据图推测导致12∶00时光合速率降低的环境因素主要是（填“光照”或“CO₂”），该时刻，叶肉细胞内C₃、C₅变化情况是 .
（2）图2是10∶00 时叶肉细胞中光反应过程，若此时叶肉细胞的净光合速率大于0，叶肉细胞中的O₂移动途径是 。图2说明生物膜具有的功能有（答两项）。

图2
（3）研究小组在研究过程中发现一株叶绿素b完全缺失的突变体幼苗，用纸层析法分离色素，色素带从上往下，缺失的色素带应位于滤纸条的.测得在相同光照强度下，突变体叶片气孔开放程度比野生型更大，据此推测突变体比野生型对强光照环境的适应能力.若想获得更多的突变体，可利用植物细胞的，通过植物组织培养技术大量培植.

2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白（GFP）方面做出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光，这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况，帮助推断蛋白质的功能。下图为我国首例绿色荧光蛋白（GFP）转基因克隆猪的培育过程示意图，据图回答：

注：图中通过过程①、②形成重组质粒，限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G^↓GATCC—，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—^↓GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。
（1）在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接，理由是：。
（2）如果将切取的GFP基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上，GFP基因可以作为基因表达载体上的标记基因，其作用是。可以利用转基因克隆猪技术解决的医学难题是，在器官移植中可以避免。
（3）上述图中转基因克隆猪运用了基因工程、 、等生物技术。
（4）目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白，黄色荧光蛋白等，采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是：（用数字表示）。①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列③蓝色荧光蛋白基因的修饰（合成）④表达出蓝色荧光蛋白。

两场筹备了10年的“太空结合”首次在神舟八号飞船上举行了,“新人”之一是小白鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,新人在“产房”——电融合仪内孕育新生命。160min后,中国首批“太空娃娃”终于顺利诞生。“太空娃娃”诞生和地面实验如图所示。

请回答下列问题：
(1)小白鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞能融合在一起,体现了细胞膜具有的特点，融合的细胞要在选择培养基上培养筛选出。
(2)B淋巴细胞和T淋巴细胞都是起源于细胞。这种相同细胞的后代,在形态、结构和生理功能上产生稳定差异的过程,叫做。
(3)鼠的淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后,在培养时通过（有丝/减数）分裂方式大量繁殖。细胞中染色体数目与淋巴细胞相比有何特点？；要观察融合后的细胞中的染色体形态、数目,可用一定浓度的处理。
(4) 融合的细胞具有两种细胞的特性,即和；单克隆抗体的优点是。

下图表示基因型为AaBb（两对基因独立遗传）的玉米植株的四种培育过程，从上到下依次为A、B、C、D过程，请据图回答：

(1)A过程中获得单倍体植株的方法是，要使它能够产生可育后代，常用一定浓度的秋水仙素处理幼苗，其作用机理是。
(2)制备人工种子的关键一步是C过程中经、阶段培育成具有生根发芽能力的。
(3)A过程中培育的单倍体植株体细胞基因型是，单倍体植株的特点是。
(4)D过程中使用的技术有、，经两个原生质体融合形成的融合细胞内有个染色体组。

单克隆抗体已被广泛应用于疾病的诊断和治疗。用H7N9病毒制备单克隆抗体的流程如下图所示:

(1)过程①_______（填“是”或“否”）可以发生在真核细胞中。
(2)向小鼠体内注射抗原蛋白，使小鼠产生免疫（填“体液”或“细胞”）。从小鼠体内分离的细胞I是，细胞Ⅱ应具有的特点是。
(3)体外培养细胞II，首先应保证其处于的环境，其次需要提供充足的营养和适宜的温度、pH。
(4)对于转基因成功的细胞II还要进行克隆化培养和检测。
(5)若要预防H7N9禽流感，可用图中的作为疫苗。

下图单倍体育的过程示意图，请回答下列问题。

（1）图示的单倍体育种的优点是__________。
（2）在花药离体培养过程中，利用了植物细胞具有_________特点，具备该特点的根本原因是___________。
（3）花药是已经分化的细胞，必须经过_______的诱导，可以脱分化为具有分生能力的_______，进而形成愈伤组织。
（4）在A过程中，要利用的药品是________，其作用是_______________。

[生物──选修3：现代生物科技专题] （除标注外，每空2分，共15分）
科学家利用细胞工程培育了“白菜—甘蓝”杂种植株，如图所示，请据图回答下列问题：

（1）由D形成F过程所依据的原理是________________，从本质上讲，“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是________________________的结果。
（2）图中D细胞形成的标志是________________，若“白菜—甘蓝”杂种植株为四倍体，则该植株的花粉经离体培养得到的植株是________倍体。
（3）“白菜—甘蓝”杂种植株的食用部分是叶，但叶又易受昆虫危害而影响产量，科学家又利用基因工程培育出带有抗虫基因的“白菜—甘蓝”植株，请你设计实验，检测此植株的抗虫基因是否表达。
① 取昆虫幼虫放到带有抗虫基因的“白菜—甘蓝”植株甲上，再取等量生活状态基本一致的昆虫幼虫放在________________________________植株乙上。
② 适宜条件下培养一段时间后，分别观察__________________________________的生活情况。
③ 若___________________，说明甲植株的抗虫基因未得到表达；若______________，说明甲植株的抗虫基因得到表达。

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ES细胞。
(3)步骤③中，需要构建含有Rag₂基因的表达载体。可以根据Rag₂基因的________设计引物，利用PCR技术扩增Rag₂基因片段。用Hind Ⅲ和Pst Ⅰ限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag₂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Rag₂基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨髓细胞的________，用抗Rag₂蛋白的抗体进行杂交实验。

某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z)，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A抗体的杂交瘤细胞。 回答下列问题：
(1)制备融合所需的B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。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备B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瘤细胞外，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B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是__________________。

下图表示通过植物体细胞杂交技术培育番茄—马铃薯的流程图。相关叙述错误的是（）

A．图中①至⑤过程涉及细胞的分裂和分化，但不涉及减数分裂

B．②过程常用的方法有电刺激、PEG诱导和灭活病毒诱导

C．激素的浓度和比例可以调控④⑤过程中细胞的脱分化和再分化

D．该技术尚未解决让杂种植株按人类需求表达性状的问题

下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病（基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素）的过程设计图解，据图回答：

（1）图中①、②所示的结构分别是_____________、_____________，④过程常用的方法是___________。
（2）图示治病的方法叫做______________，与一般的异体移植相比最大的优点是___________________。

H7N9型禽流感是一种新型禽流感，于2013年3月底在上海和安徽两地率先发现。H7N9型禽流感是全球首次发现的新亚型流感病毒，流感疫苗的 种子株一般采用自然重组技术或反向遗传技术制备，浙大的“种子株”就是利用反向遗传技术制备出来的，在临床上除了需要用疫苗预防外，对感染者还需要用相应 的抗体进行治疗。以下是某制药厂根据下面流程图生产预防和治疗H7N9型禽流感病毒相应抗体的过程。请据图回答有关问题：

（1）若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞， 则B细胞是取自感染H7N9型禽流感后的人体内的细胞，促进d过程的诱导剂，在动植物细胞融合时共用的是。
（2）假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成种类型的C细胞，因此需用培养基筛选出（填特点）的D细胞用于培养。D细胞的名称是。
（3）理论上，注射了抗体的人不能长期对H7N9型禽流感病毒进行免疫，原因之一是该病毒的频率快。
（4）不同种动物的体细胞融合，相比诱变育种和杂交育种，具有。
（5）请说明单克隆抗体的主要应用：①；②。（说出其中两个作用）