高中生物动物细胞工程的常用技术综合题

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：

⑴构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶              ，对            进行切割。
⑵培养板中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基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。
⑶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                             。

为研究铬（Cr）对黑麦细胞的毒性作用，科学家研究了不同浓度的铬（Cr）对黑麦根尖细胞分裂指数（即视野内处于分裂期的细胞数占细胞总数的百分比）和染色体畸变率的影响，实验结果如下表：K₂Cr₂O₇对黑麦根尖细胞有丝分裂指数及染色体畸变率的影响

（1）制作黑麦根尖细胞临时装片，需经过         →漂洗→染色→制片等几个步骤，其中可用         溶液对染色体进行染色。
（2）由表中数据可以看出，促进细胞有丝分裂的K₂Cr₂O₇的最适浓度为         mg·L^-1,而在K₂Cr₂O₇浓度≥         mg·L^-1时，对黑麦根尖细胞的有丝分裂有抑制作用。
（3）科学家通过在显微镜下观察染色体的         和数目，统计并比较          的染色体畸变率，从而明确了铬（Cr）对黑麦细胞的毒性。

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）在动物细胞培养时，为了补充合成培养基中缺乏的物质，通常在合成培养基中加入适量的           。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）已知癌细胞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。

油菜的株高由等位基因G和g决定，GG为高秆，Gg为中秆， g g为矮秆。B基因是另一种植物的高秆基因，B基因与G基因在油菜的株高上有相同的效果，并且株高与这两个基因的数量正相关。下图是培育转基因油菜的操作流程。请回答下列问题：

（1）步骤①中用到的工具酶是                ，可用含             的培养基来筛选含有目的基因的油菜受体细胞，目的基因能在植物体内稳定遗传的关键是          。
（2）若将一个B基因连接到了矮秆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达，且B基因与g基因位于非同源染色体上，这样的转基因油菜表现为             ，该转基因油菜自交产生的子一代中，高秆植株应占            。
（3）若将一个B基因连接到了中秆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达，培育了甲~丁四种转基因油菜（如下图）

①这四种油菜中，丙植株的表现型与其余三种植株不同。理由是            。
②在不考虑交叉互换的前提下，这四种转基因油菜分别自交，子代有3种表现型的是          ，另外还有一种转基因油菜的自交子代也有3种表现型，请在下图中的染色体上标出B基因的位置。

(10分)红细胞生成素(EPO)是体内促进红细胞生成的一种糖蛋白可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极为有限，目前临床上使用的红细胞生成素主要来自于基因工程技术生产的重组人红细胞生成素(rhEPO)，其简要生产流程如右图。请回答：

⑴图中①所指的是________技术。
⑵图中②所指的物质是_______，③所指的物质是         。
⑶培养重组CHO细胞时，为便于清   除代谢产物，防止细胞产物积累对细胞自身造成危害，应定期更换_________          。
⑷检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO的单克隆抗体。分泌该单克隆抗体的                  细胞，可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成。

口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种偶蹄动物传染病，目前常用接种弱毒疫苗的方法预防。疫苗的主要成分是该病毒的一种结构蛋白VP1。科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗，过程如下图所示。请据图回答。

（1）口蹄疫病毒的VP1蛋白进入动物体内，能引起机体产生特异性免疫应答。VP1蛋白在免疫反应中称为              。
（2）口蹄疫病毒的遗传物质为RNA，要获得VP1基因可用                的方法合成DNA，再用                  将VP1基因片段切下。
（3）过程⑥的培养基中除了加入各种必需营养物质和                  等激素外，还需要添加               筛选出含有重组质粒的叶片小段。
（4）获得表达VP1蛋白的番茄植株以后，需要进行免疫效力的测定。具体方法是：将转基因番茄叶片提取液注射到豚鼠体内，每半个月注射一次，三次后检测豚鼠血液内产生的
               的数量。为了使结果可信，应设两组对照，分别注射               和              。

从1978年7月25日世界上第一位“试管婴儿”诞生，至今全球试管婴儿数量已达到400万。从1996年7月5日克隆羊“多利”诞生，至今已成功克隆了多种动物。请分析回答试管婴儿与克隆技术的有关问题：
(1)试管婴儿和克隆动物的培育过程中均会用到的生物技术有____________、__________。
(2)试管婴儿和克隆动物的生殖方式分别属于________和________。
(3)培育试管婴儿时，可通过给母体注射________增加排卵数量，从父亲体内获得的精子需要进行________处理，才能完成受精作用。
(4)克隆动物时，将甲个体的细胞核移入乙个体去核的卵细胞中，由重组细胞培育成个体丙，则个体丙的基因来源于_______________________。
(5)请列举一例克隆技术在医药方面的应用__________________________。 

正当中国各界激烈争论转基因水稻安全问题之际，在菲律宾首都马尼拉郊外的一片稻田里，一种被称为“金色大米”的转基因水稻已经悄然收获。这种转基因大米可以帮助人们补充每天必需的维生素A。由于含有可以生成维生素A的β一胡萝卜素．它呈现金黄色泽，故称 “金色大米”。(摘自20l0年4月<新世纪>周刊) “金色大米”的培育流程如图所示．请回答下列问题。(已知酶I的识别序列和切点是一G ↓ GATCC一．酶II的识别序列和切点是一↓ GATC—)。

(1)图中a、b所示获得目的基因的方法是          ，培育“金色大米”的基因工程操作四步曲中，其核心是                   。图中c称作          ，它的构成除了复制原点、目的基因外，还必须有         、          、           等。
(2)据图分析，在构建c的过程中，目的基因用        (限制酶Ⅰ或限制酶Ⅱ)进行了切割。检验重组载体导入能否成功需要利用                        作为标记基因。
(3)过程e运用了细胞工程中的          技术，该技术的理论依据是               ；在该技术应用的过程中，关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行      和            。
(4)若希望该转基因水稻生产的“金色大米”含维生素A含量更高、效果更好，则需要通过      工程手段对合成维生素A的相关目的基因进行设计。

将小鼠胚胎干细胞定向诱导分化成一种特定的细胞（命名为M细胞），再将M细胞移植到糖尿病模型小鼠（胰岛细胞被特定药物破坏的小鼠）体内，然后小鼠的血糖浓度，结果如图所示（虚线表示正常小鼠的血糖浓度值），且小鼠体内胰岛素是唯一降糖的激素。请回答相关问题：

（1）实验用的胚胎干细胞取自小鼠的早期囊胚，取出胚胎后一般用　　　　酶将其分散成单个细胞。
（2）根据实验结果可以判定M细胞已具有　　　　      细胞的功能。说明判定的理由
是                                                。
（3）用胰岛素基因片段做探针，对小鼠胚胎干细胞和M细胞进行检测。请在下表的空格中填上检测结果（用“+”表示能检测到，用“-”表示不能检测到）。

用探针检测细胞的DNA	用探针检测细胞的RNA
胚胎干细胞	M细胞	胚胎干细胞	M细胞

上述实验结果表明，胚胎干细胞通过　　　　　　　　 定向分化为M细胞。
（4）若将M细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中，重组细胞能否分化为其他类型细胞？
　　　　，请说明理由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　      。

某同学从资料获知，二氯二乙胺能影响癌细胞的增殖，并设计了实验加以研究，实验的主要步骤如下表所示。请回答下列问题:

	1	2	3	4	5
Ⅰ	加入适量且等量的细胞培养液（含全部营养物质与小鼠肝部肿瘤细胞）
Ⅱ	？
Ⅲ	分别向四组试管中加入不同浓度的适量且等量的二氯二乙胺溶液	加入等量的生理盐水
Ⅳ	振荡后，在冰箱中培养
Ⅴ	一段时间后，统计试管内的细胞数目，记录数据

（1）为了确保实验的科学性，实验材料应取自同一动物个体的癌组织，经过            技术可获得大量实验用的材料。本实验的自变量为                      。
（2）填写步骤Ⅱ                                                              。
（3）纠正步骤Ⅳ中的错误：                                                    。
（4）根据纠正后的正确方法进行实验，结果如下：

组别	1	2	3	4	5
二氯二乙胺浓度( mg/mL)	0.1	0.2	0.3	0.4	0
步骤Ⅱ记录的细胞数目(个/mL)	350	363	342	335	336
步骤V记录的细胞数目(个/mL)	320	275	186	96	560

 结论：                                         ；                                。

食品安全人们日益关注。一种保鲜剂——青鲜素，能抑制植物细胞生长与分裂从而抑制发芽，被用于蔬菜和水果的保鲜，但其残留会损害人体健康。根据材料回答下列问题。
（1）青鲜素和       (一种植物激素)的作用类似，它是人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质，是属于           。
（2）青鲜素残留毒性可能会使      发生突变，导致正常细胞生长和分裂失控而变成癌细胞。
（3）科研人员以小鼠为实验材料，用“动物细胞培养技术”对青鲜素毒害性进行了检测。
①请完善检测青鲜素毒性的实验:
主要实验步骤:
第一步:取大小相同的六只培养瓶编号为1－6，分别加入等量的相同培养液和小鼠细胞。
第二步:向1号培养瓶中加入生理盐水，向2－6号培养瓶中分别加入               。
第三步:培养一段时间后，取样制成临时制片，用显微镜观察，                    。
结果如下表：

培养瓶编号	1	2	3	4	5	6
添加剂中青鲜素浓度（mg/L）	水	10	30	90	270	810
变异细胞比例	0	0	1/10^6	1/10^6	2/10^6	8/10^6

结论:                                                                      。
②该实验检测有毒物质毒性的指标是              ，所用培养液中需要加入的特殊营养成分是            。

A、转基因草莓中有能表达乙肝病毒表面抗原的基因,由此可获得用来预防乙肝的一种新型疫苗,其培育过程如图所示(①至④代表过程,A至C代表结构或细胞)：

（1）图中①过程用到的酶是    ,所形成的B叫做      。
（2）②过程常用    处理农杆菌,使之成为     细胞,利于完成转化过程。
（3）图中③过程需要用到的激素是                          。
（4）在分子水平上,可采用      的方法来检测转基因草莓果实提取液中有无相应的抗原。
B、野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒能力，但块茎不能食用。俄、德、芬兰专家共同做实验研究，用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交，培育出了生活能力强的杂交系马铃薯。
（1）专家在实验中，需用到的酶主要有                  和                    等。
（2）专家在实验中，用于诱导融合使用的化学试剂是                    。
（3）对于农民，种植杂交系马铃薯除可获得较高的收成外，还有什么优点？（要求写出两点）    
                                                                                 

I.已知一对等位基因控制的羽毛颜色，为黑羽，为白羽，为蓝羽。另一对等位基因和控制鸡的小腿长度，为短腿，为正常，但胚胎致死。两对基因位于常染色体上且独立遗传。一只黑羽短腿鸡与一只白羽短腿鸡交配，获得₁。
（1）₁的表现型及比例是。若让₁中两只蓝羽短腿鸡交配，₂中出现中不同的表现型，其中蓝羽短腿鸡所占比例是。
（2）从交配结果可判断和的显隐性关系，在决定小腿长度性状上，是，在控制之死效应上，是。
（3）基因控制色素合成酶的合成，后者催化无色前体物质形成黑色素。研究人员对基因进行测序并比较，发现基因的编码序列缺失一个碱基对，据此推测，基因翻译时，可能会出现或，导致无法形成功能正常的色素合成酶。
（4）在火鸡（型性别决定）中，有人发现少数雌鸡的卵细胞不与精子结合，而与某一极体结合形成二倍体，并能发育成正常个体（注：胚胎致死）。这种情况下，后代总是雄性，其原因是。
II.科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如图。

（1）由过程获得的为。
（2）在核移植前，必须先去掉卵母细胞的核。目的是，受体应选用期卵母细胞。
（3）进行胚胎移植时，代孕母羊对置入子宫的重组胚胎基本上不发生，这是为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。
（4）采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为。

美国耶鲁大学的生物学家称，他们正在从事将病毒引诱到能导致其死亡的栖息地或生活环境方面的试验研究。他们期望将病毒群引诱到人体陷阱细胞中，以防止病毒发生增殖，该方法将给人们战胜很多疾病（如AIDS）带来希望。HIV通过细胞表面的CD4识别T细胞（如图甲），如果给AIDS患者注射大量用CD4修饰过的红细胞（如图乙），也会被HIV所识别入侵。但HIV在红细胞内无法完成复制增殖，最后随红细胞的死亡而被清除，该方法目前已经在小鼠体内获得阶段性成果。

（1）图丙简单表示HIV的化学组成，其中小分子a到大分子A的过程发生在本题中的    细胞的          （填细胞器）上。人如果因艾滋病而死亡，则其直接死因是          或             。
（2）人类成熟的红细胞之所以能成为“细胞陷阱”，从结构角度看原因是其不具备       和众多的细胞器等结构，无法提供HIV增殖的条件。
（3）CD4是HIV识别T细胞的重要特征物质，该物质最可能的成分是           。
（4）图丙中小分子b到大分子B过程中所需要的酶是             。
（5）如果HIV中决定某一性状的一段单链RNA中碱基A、C、G所占的比例分别为19%、26%、32%，则通过逆转录形成的双链DNA中碱基A所占的比例为      。

下图1表示利用生物技术制备抗X的单克隆抗体的过程;图2表示培育优质奶牛的过程。请据图回答下列问题:

(1)图1中注射到小鼠体内的物质是    。融合后的细胞经过多次筛选才能获得理想细胞,此类细胞的特点是    。该过程所用的生物技术有    。
(2)重组细胞①和②中,    (填“①”或“②”)实现了基因的重组。
(3)若将早期胚胎分离成若干个胚胎细胞,让其分别发育成小牛,这些小牛的基因型    (填“相同”或“不同”),理由是    ,此项技术称为    。