高中生物动物细胞工程的常用技术综合题

花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株。流程如图。

据图回答下列问题:
(1)过程①所需的酶是       。
(2)过程②后,在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的   存在,这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是            。原生质体经过   再生,进而分裂和脱分化形成愈伤组织。
(4)若分析再生植株的染色体变异类型,应剪取再生植株和   植株的根尖,通过   、   、染色和制片等过程制成装片,然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。 
(5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增,得到两亲本的差异性条带,可用于杂种植株的鉴定。如图是用该引物对双亲及再生植株1~4进行PCR 扩增的结果。据图判断,再生植株1~4中一定是杂种植株的有   。

(6)对杂种植株进行   接种实验,可筛选出具有高抗性的杂种植株。

甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物,甲含有效成分A,乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。
回答下列问题:
(1)为了培育该新型药用植物,可取甲和乙的叶片,先用   酶和   酶去除细胞壁,获得具有活力的   ,再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成   组织,然后经过   形成完整的杂种植株。这种培育技术称为                                                   。
(2)上述杂种植株属于多倍体,多倍体是指           。假设甲和乙有性杂交的后代是不育的,而上述杂种植株是可育的,造成这种差异的原因是                                
                                                                              
        。
(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖,经植物组织培养得到的   等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。

某实验室做了下图所示的实验研究,请据图回答:

(1)与纤维母细胞相比,过程①形成的诱导干细胞的全能性较   。
(2)过程②是诱导干细胞中基因      的结果。
(3)过程③需要用     性培养基进行筛选,得到的Z细胞还需进行     培养和     ,经多次筛选,就可以得到足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(4)科学家找到一种“无限增殖调控基因”能激发细胞不断分裂,通过基因工程技术将该基因导入待定的    细胞(填细胞名称),来制备单克隆抗体,基因导入并成功表达后,受体细胞将具有    的特点,在上述操作中用到了PCR扩增仪,其作用是           。

生物工程技术为人们获得需要的生物新品种或新产品提供了便利。请据图回答：

（1）在培育转入人的生长激素基因牛的过程中，①过程需要的工具酶是       、      。②过程常用的方法是    。③过程培养到             阶段。可以采用         技术，培育出多头相同的转基因犊牛。
（2）在抗虫棉培育过程中，常用        作为目的基因的载体，目的基因需插入       中，以便目的基因能进入受体细胞。④过程中的受体细胞可采用愈伤组织细胞，与采用叶肉细胞相比较，其优点是             。⑤过程采用的技术是             。
（3）体外培养动物细胞时，需通入一定量的CO2，目的是                   ，培养液中除添加各种营养物质以外，还常常要添加           等天然成分。

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        。
（2）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）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。

Ⅰ.下图是大白鼠细胞内某生理过程示意图，下表是其曲细精管细胞中存在的两种水通道蛋白AQP7和AQP8的部分比较。请分析回答下列问题：

比较项目	AQP7	AQP8
多肽链数	1	1
氨基酸数	269	263
mRNA中碱基数	1500	1500
对汞的敏感性	不敏感	敏感
睾丸中表达情况	成熟的精子中表达	初级精母细胞到精细胞中表达

(1)图示的生理过程是________，图中酶甲的名称为________，在大白鼠细胞中可进行该生理过程的结构有________。
(2)丁的名称是________，它与乙有何不同？_____________________________。
(3)从AQP7和AQP8在睾丸中的表达来看，细胞分化的原因是_________的结果。
(4)在AQP7和AQP8合成过程中，与核糖体结合的信使RNA碱基数目相同，但AQP7
和AQP8所含氨基酸数目不同，原因是(不考虑起始密码和终止密码所引起的差异)
________________________________________________________________________。
Ⅱ．(9分)下图是细胞融合示意图，请据图回答：

(1)过程①②应使用________________________处理细胞，以去除植物细胞壁。
(2)过程③叫做________________，该过程常用的诱导方法是_______________。
(3)过程④是细胞壁的再生过程，与此过程密切相关的细胞器是__________。
(4)⑤过程中进行的细胞分裂方式是________________，该过程先诱导细胞分裂形成______________，再由它分化形成杂种植物幼苗。
(5)若番茄细胞内含A个染色体，马铃薯细胞内含B个染色体，则番茄—马铃薯细胞内含_____个染色体；若对番茄和马铃薯采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含_______个染色体，若要使杂交后代恢复育性，必须用_________________来处理幼苗。

图1描述了“白菜－甘蓝”幼苗的培植过程；图2反映了某个细胞周期不同时期染色体的状态。请据图回答：

（1）过程①的关键操作是去除______，所用的酶包括_________；过程②中原生质体A和B能融合，说明细胞膜具有_________的特点。
（2）过程③中某个细胞周期内细胞中染色体的行为变化在时间上的顺序为__________（根据图2中的字母填写）。
（3）甘蓝与白菜均为二倍体（2N），“白菜－甘蓝”幼苗培植过程中杂种细胞内最多含有____个染色体组。请在右侧坐标系中画出白菜－甘蓝体细胞一个细胞周期内核DNA数目的变化曲线。

（4）如果“白菜－甘蓝”幼苗栽植过程中根部被水淹了，水浸期间对“白菜－甘蓝”植株的根细胞进行测定，测得根细胞吸收Ｏ₂与释放CO₂之比为１：２，则其有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为_________。
（5）已知叶绿素合成酶含铁。与贫铁地区植物相比，大丹霞地区的富铁土壤区同类植物光补偿点较低。对此合理的解释是_______________________________________________。

科学家从某些能无限增殖的细胞质中分离出无限增殖的调控基因(PrG)，该基因能激发许多动物细胞分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的前景。请回答下列问题。
(1)利用细胞融合技术制备单克隆抗体，促进动物细胞融合常用的诱导因素是________。
(2)利用细胞融合技术制备单克隆抗体时有两次筛选，第一次筛选的目的是
_________________，第二次筛选的目的是_______________________。
(3)有人提出，可以直接通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，其思路如下图所示。请回答问题。

①酶A是指________，酶B是指________。
②对已导入重组质粒的Ⅱ进行“检测”的目的是________；题目中Ⅱ所指的细胞是________，Ⅲ所指的细胞具有的特点是_____________________________。
③胚胎干细胞在体外培养的条件下可以增殖而不发生________，但通过体外定向诱导，能培育出人造____________________。
(4)也有人提出用细胞核移植技术构建重组细胞来生产单克隆抗体，试用相关的图示及文字表示该过程。

大肠杆菌的质粒可以成功转入植物细胞，并将目的基因整合到植物的染色体DNA上。下图表示通过基因工程获得抗虫棉的过程。

(1)过程②形成的重组质粒，含有___________用于检查和筛选。 
(2)构建重组质粒时，需要工具酶__________使质粒与抗虫基因切口黏合。
(3)过程③一般采的方法___________。 
(4)过程④运用了植物组织培养技术，其理论依据是_________________；在该技术应用的过程中，脱分化和再分化取决于培养基中___________用量的比例，这说明植物生命活动的调节是_____________的结果。再分化形成胚状体的根本原因是______________。
(5)为了检测通过④过程获得的棉花植物株是否具有抗虫的特性，从个体水平采用的方法是____________。

分体外培养小鼠肝脏细胞，对于研究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。下图是一个培养新鲜小鼠的肝脏的装置示意图。请回答下列问题。

（1）操作前，要将小鼠肝脏切成小薄片，并且用     酶处理，获得单个细胞，有利于肝脏细胞        。
（2）图中的培养液相当于小鼠体内肝脏细胞直接生活的        ，其理化性质主要包括                  等三个方面。
（3）气室中充入5％C0₂，其中O2的作用是             ，其反应式为：
（4）在培养过程中要在无菌无毒的环境中进行，通常还选择合适的菌种，在培养液中添加一定量的抗生素，目的是               。此外还要定期更换培养液，以便清除           ，防止对肝细胞造成伤害。
（5）有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用上图所示装置和提供的下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。
材料用具：肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素(刺激淋巴细胞分裂)；显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨染液(使染色体着色)，有机物X溶液等。实验过程：
①在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份，备用。
②利用甲、乙、丙、丁4组按上图所示装置。按下表步骤操作(“√”表示已完成的步骤)。

上表中还需进行的操作是                              ，作为对照组 。
③培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4等份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。
④一段时间后取培养到          时期的淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察                    ，并对比分析。若                                     ，则说明肝脏小块对有机物X具有解毒作用。

下图表示应用现代生物技术制备H7N9病毒单克隆抗体的流程，请回答下列问题：

(1)①过程表示________，②过程用到的工具酶是________。
(2)构建基因表达载体时，目的基因的首端必须含有________，③过程常用的方法是________，目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是________。
(3)从分子水平上鉴定目的基因是否转录可采用________技术，对于转基因成功的细胞Ⅱ还要进行克隆化培养和________检测，经多次筛选获得足够数量的该类细胞。
(4)细胞I是________ ，细胞Ⅱ的特点是________。
(5)若要预防H7N9禽流感，可用图中的________作为疫苗。

（1）基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤，其中的核心步骤是        ；PCR技术扩增目的基因是基因工程中常用的技术手段，这一技术的原理是           。
（2）植物组织培养的主要原理是植物细胞具有        ，具体过程是在         （填写特殊的条件）和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的条件，诱导其经过          产生愈伤组织，最终形成完整的植株。
（3）生态工程是实现          经济最重要的手段之一，请写出它遵循的基因原理（答两项）：      。
（4）下列有关现代生物技术的叙述正确的是        

A．基因工程与蛋白质工程都能制造出新的蛋白质

B．动物细胞培养时通常需要添加血清或血浆

C．动物胚胎移植时，通常要在体外培养至囊胚期

D．DNA连接酶和DNA聚合酶都能使核苷酸之间形成磷酸二酯键，属于同一种酶

如图所示为细胞融合技术的一些过程，据图回答：

(1)从A和B细胞到C细胞的过程中，必须用________________（化学方法）处理。
(2)若A、B细胞为植物细胞，那么，这样的细胞已经用酶降解脱掉了细胞壁，这种酶可能是________________，由此生成的A和B细胞称为________。由A、B到C的过程中，常用的物理方法有__________________。融合完成的标志是___________________________，形成D细胞还要应用________________________技术，把其培养成植株。
(3)若A为人细胞，B为鼠细胞，并分别用红、绿荧光染料标记细胞上的蛋白质，在C细胞阶段，细胞一半发红色荧光，一半发绿色荧光，到D细胞阶段，两种颜色的荧光均匀分布，原因是__________________________________________。
(4)若A、B细胞为动物细胞，一般取自________________，然后用____________将其分散开。由A、B到C的过程中，采用的不同于植物细胞融合的手段是___________________。

染色体的断裂片段在有丝分裂时不能进入子细胞核中，而在细胞溶胶(细胞质基质)中形成圆形结构，称为微核。通过染色可观察到微核，常用含微核的细胞数占观察细胞总数的比例(微核率)来检测有毒物质对细胞的危害程度。
某研究小组应用微核检测技术探究不同浓度的氯苯对人类细胞的危害程度。请根据以下提供的实验材料与用具，设计实验思路，绘制用于呈现实验数据的坐标系，并预测最可能的实验结果。
材料和用具：人成纤维细胞悬浮液、培养液、0.1 mg·L^－1的氯苯溶液、染色液、显微镜、细胞培养瓶、二氧化碳培养箱等。(染色和制作装片的具体方法不作要求)
(1)实验思路：
(2)绘制一个用于呈现实验数据的坐标系。
(3)预测最可能的实验结果。
(4)检测微核时可用________ 溶液作染色剂。微核检测技术高度灵敏，简单易行，你觉得它还能应用在哪些社会热点问题上？______________________________。(请举一例)

科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞（iPS），继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如下：

（1）从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为              ，培养的细胞在贴壁成长至充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为             。
（2）图中2—细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为              ，也可从灰鼠体内取出卵子，通过              后进行早期胚胎培养获得。
（3）图中重组囊胚通过              技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用        方法保存。
（4）小鼠胚胎干细胞（ES）可由囊胚的              分离培养获得，iPS与ES细胞同样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向            后用于疾病的细胞治疗。