高中生物动物细胞工程的常用技术综合题

（现代生物技术15 分）阅读如下资料：
资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家用农杆菌转化法培育出了转基因烟草。
资料乙：T4 溶菌酶在温度较高时容易失去活性。科学家对编码T4 溶菌酶的基因进行了改造，使其表达的T4 溶菌酶第3 位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97 位的半胱氨酸之间形成一个二硫键，提高了T4 溶菌酶的耐热性。
资料丙：植物甲、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）资料甲属于基因工程范畴，将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用的方法是____________ 。构建基因表达载体常用的工具酶是____________ 和____________ 。在培养有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是______________________________ 。
（2）资料乙中的技术属于____________ 工程的范畴，该工程是以分子生物学相关理论为基础，通过____________或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种____________ 的技术。在该实例中，引起T4 溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶的肽链的____________ 序列发生了改变。
（3）资料丙属于细胞工程范畴。为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用酶去除细胞壁，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完整的杂种植株。这种培育技术称为_________。这种杂种植株也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。

回答下列有关动物细胞培养的问题：
(1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂长到细胞表面 时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的 。此时，瓶壁上形成的细胞层数是 。要使贴壁细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是 。
(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现 的现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成 细胞，该种细胞的黏着性 ，细胞膜表面蛋白质（糖蛋白）的量 。
(3)现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是 。
(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到 期的细胞用显微镜进行观察。
(5)在细胞培养过程中，通常在 条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中 的活性降低，细胞 的速率降低。
(6)给患者移植经异体细胞培养形成的皮肤组织后，发生了 现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作 进行攻击。

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。请据图回答：

（1）图中①、②所示的结构分别是___________________、___________________。
（2）图中③、④所示的生物工程技术分别是 、 。
（3）过程③通常用去核卵细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作，含有营养物质丰富外，还因为 。
（4）过程④通常采用的方法是
（5）过程④的完成需要用到的非酶基因操作工具为
（6）图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是 .

下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图作答。

(1)过程A表示 ，是目前实现体细胞克隆的关键技术，该技术的主要操作是应用患者的体细胞作为核供体，由① 细胞提供细胞质，进行人工重组。
(2)经过程B得到的结构中，④是未分化的细胞，因而这些细胞被认为是胚胎干细胞。在体外培养条件下，胚胎干细胞具有增殖能力并保持 状态。自然状况下的胚胎干细胞是由哺乳动物的早期胚胎或 中分离出来的一类细胞。胚胎干细胞在形态上表现为体积小，细胞核大， 明显，在功能上具有 。
(3)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞核 。相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果各种各样，如有的是神经细胞，有的是血细胞，有的是肌肉细胞，究其本质原因是 的结果。
(4)对于“治疗性克隆”仍然存在许多争论，有一男子患有白血病，后经医生利用其出生时保留的脐带血进行治疗后康复，你认为这种做法符合伦理道德吗？为什么？

【生物—选修3：现代生物科技专题】
动物细胞培养是动物细胞工程的基础，如图所示，a,b,c 代表动物细胞工程的几项技术①②③依次表示其结果。据图回答

（1）若a是核移植技术，①的产生反映了
（2）若b是体外受精技术，则必须对精子用一定浓度的化学药物进行处理；所用的化学药品是或钙离子载体A23187溶液。并且b获得的受精卵（填可或不可）直接用于胚胎移植；如果选择牛的含X染色体 的精子进行人工授精，生产②牛的目的是。
（3）若c是胚胎分割技术，为了提高胚胎的利用率进行胚胎分割时要平均分割的是.否则会影响， 一般情况下③中个体的基因型和表现型。
（4）按照a是核移植技术，b是体外受精技术，c是胚胎分割技术，则①②③属于
无性生殖的是。

下图表示利用胚胎干细胞(ES细胞)所作的一系列研究，请据图分析回答：

（1）上图中的胚胎干细胞(ES细胞)可以从________和________中分离获取。
（2）过程Ⅰ将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的________，加入抗生素是为了________。该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。
（3）过程Ⅱ将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有________的特点。在哺乳动物早期发育过程中，囊胚的后一个阶段是________。
（4）过程Ⅲ是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，目的是_____________________________。
（5）过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时，必须去除小鼠的胸腺，使其存在免疫缺陷，其目的是___________，该过程研究的意义在于解决____________问题。
（6）该研究中，包含的生物技术有________________________(至少写出两种)。

阅读如下资料：
资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”。
资料乙：科学家通过对鼠和人控制抗体产生的基因进行拼接，实现了对鼠源杂交瘤抗体的改造，生产出对人体的不良反应减少、效果更好的鼠—人嵌合抗体，用于癌症治疗。
回答下列问题：
（1）资料甲属于基因工程的范畴。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______ (相同、不同)黏性末端的限制酶。
（2）构建的表达载体含有牛生长激素基因及其启动子等，其中启动子的作用是_________。将基因表达载体导入小鼠受精卵内常用______法。
（3）资料乙属于基因工程和细胞工程的范畴。鼠源杂交瘤抗体就是从免疫小鼠的脾脏细胞中获取B淋巴细胞，在诱导剂的作用下与______融合，形成______细胞，并通过体内培养或体外培养生产单克隆抗体。这种抗体与普通血清抗体相比较，最主要的优点在于______，可大量制备。
（4）与植物原生质体的融合相比，动物细胞融合在诱导融合方法方面的主要区别是还常用______诱导融合。

(11分)下图是植物组织培养的简略表示。
据此回答：脱分化再分化①——→②——→③——→④
（1）①表示 _ __，它能被培养成为④的根本原因是。
（2）②表示，它与①相比分化程度，全能性。
（3）若想制作人工种子，应该选用（填编号）。
（4）若①是花药，则④是_________________，继续对其使用处理可获得正常植株，该过程称为________________________________。
（5）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，培养将进行到（填编号）。

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索）的过程设计图解，请回答：

(1)此种治疗方法应属于____治疗。
(2)图中③、④所示的生物工程技术分别是____和____。上图呈现的过程还应用了____、____（至步答两种）生物工程技术手段。
(3)图中①、②所示的结构分别是____、____。
(4)过程③通常用去卵细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作外，还因为_______；过程④通常用②做受体细胞的原因是________;过程④的完成需要用到的基因操作工具有____。
(5)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是____。
(6)除图中所用的方法外，治疗遗传性糖尿病的方法还有____。

图1和图2分别表示两种获取胚胎干细胞的途径。图1表示的是科学家把4个与胚胎发育相关的特异性基因导入成年小鼠细胞，培养出了诱导多潜能干细胞，称为iPS细胞，类似于胚胎干细胞样细胞，再将iPS细胞转入小鼠乙体内培养，结果如图所示。图2表示研究人员利用小鼠（2N="40)" 获取单倍体胚胎干细胞的一种方法，哺乳动物单倍体胚胎干细胞技术是遗传学研究的新手段。请分析并回答下列问题：

（1）图1过程中，通常选择传代培养代以内的成纤维细胞导入特异性基因；成纤维细胞转变为iPS细胞，类似于植物组织培养中的过程。
（2）克隆培养iPS细胞时，需要加入一定量的，以防止杂菌污染。早期研究发现在 iPS 细胞诱导培养的过程中会出现大量不具备干细胞功能的细胞，若用维生素C处理，能显著提高iPS细胞的诱导成功率，推测其原因是。
（3）研究人员将iPS细胞团注射入缺乏T细胞的小鼠体内，细胞团能继续生长。由此可推测图1中iPS细胞团逐渐退化的原因是。
（4）图2中，研究人员需要对实验小鼠丙注射促性腺激素使其，从而获得更多的卵母细胞，再利用SrC1₂溶液处理、激活卵母细胞，并在体外培养至［④］期，再利用流式细胞仪筛选出单倍体细胞。
（5）研究发现，单倍体胚胎干细胞也能分化，形成不同功能的细胞、组织和器官，该技术培育的单倍体动物可成为研究（填“显性”或“隐性”）基因功能的理想细胞模型。

下图是单克隆抗体制备过程示意图，请据图分析回答问题：

（1）图中A过程之前需进行的操作是。
（2）图中B过程常用、聚乙二醇或电激等诱导完成。
（3）用于大规模培养的“细胞X”的名称是细胞，其特点是既能，又能产生。
（4）根据物理性质分类，图中体外培养所用的培养基类型为。若为合成培养基，为满足营养需要，往往还需要加入。
（5）图示表明，制备单克隆抗体是动物细胞工程中技术的重要应用。
（6）单克隆抗体的用途有等。

为治疗某种遗传性糖尿病，研究人员完成如下工作。

（1）图1中①是取自患者体细胞的________，过程②表示________技术。
（2）图1中过程③表示________技术，此过程需要用到的工具是________________。
（3）为检测胰岛样细胞是否具有胰岛B细胞的正常生理功能，研究人员分别控制甲、乙两组培养液中__________的浓度，将胰岛样细胞先后放在甲、乙两组培养液中，保温相同时间后检测胰岛素的分泌量。若诱导成功，则图2中甲组应为______________情况下测得的胰岛素分泌量，理由是_______________。

（选修三模块）人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原。疫苗生产和抗体制备的流程如下图：

（1）过程①代表的是，过程③构建A基因重组载体时，启动子和终止子是重新构建的，其应该能被受体细胞的所识别，以便于其转录。
（2）在将X进行扩大培养之前，至少需要经过两次筛选，方法分别是用和。
（3）以实验操作过程中用到的技术有（至少写三个）。
（4）在给小鼠皮下注射A蛋白时，要重复注射几次的目的是。
（5）对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的来制备疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可以从疑似患者体内分离出病毒与已知病毒进行核酸序列比较，或用图中的与分离出的病毒进行特异性检测。

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。