高中生物动物细胞工程的常用技术综合题

(12分)下面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图，请据图回答下列问题：

（1）图甲所示的过程中，①是注射特定                。
（2）图甲中②过程中不同于植物细胞原生质体融合的诱导方法是            。
（3）图甲③通过筛选培养出杂交细胞，该细胞既能             又能              。
（4）图甲和图乙都要利用动物细胞培养技术，对获得的动物组织首先剪碎，然后用          酶处理

育种工作者常采用花药培养的方法，使花粉粒发育为单倍体植株。下图是采用水稻的花药进行培养的示意图。据图回答下列问题：
选取水稻花药→对花蕾消毒→接种和培养→植物体
(1)选取的水稻花药应为________期，此时细胞核由中央移向细胞一侧，花药培养成功率最高。
(2)通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径：一种是花粉通过________阶段发育为植株；另一种是在诱导培养基上先形成________，再将其诱导分化成植株。
(3)试管苗形成过程中，必须从培养基中获得无机盐或矿质元素和小分子有机物质等营养物质。要促进花粉细胞分裂和生长，培养基中应有______、__________两类激素。

2011年12月19日，在“中国（无锡）动物生物反应器产业高峰论坛”上，中国工程院院士李宁介绍：把牛奶变成母乳，这绝对是可能的。而把牛奶变成“人奶”的技术，就称之为“动物生物反应器”。动物生物反应器是以基因工程技术为核心，以动物体为“车间”，低成本大规模生产高附加值重组药物蛋白的新一代生物制药技术。下图是培育表达人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器的技术路线。据图回答下列问题：

（1）基因工程的核心步骤是                 。图中基因表达载体的组成，除具有复制原点、人类白细胞介素基因外，还必须具有启动子、                等。启动子是一段有特殊结构的DNA片段，是        识别和结合的部位。
（2）过程①可采用的操作方法是           ，过程③采用的生物技术是       。在②过程的生物技术中，需对供体牛和受体牛进行        处理，为供体的胚胎移入受体提供相同的生理环境。
（3）为检测人类白细胞介素基因是否成功表达，可采用         技术。
（4）继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。该系统与乳腺生物反应器相比，具有哪些优点？（答出一点即可）
（5）为使外源基因在后代中长期保持，可将转基因动物体细胞的细胞核转入      中构成重组细胞，然后再运用一定的生物技术手段使其发育成与供体具有相同性状的个体。

根据下列植物体细胞杂交技术流程图，回答相关问题
（1）步骤①是                    ，最常用的方法是用                         。
（2）步骤②一般常用的化学试剂是               。
（3）在利用杂种细胞培育成杂种植株的过程中，运用的植物细胞工程技术是               ，依据的原理是              ，其中过程②称为                ，步骤④、⑤分别是         、       
            。
（4）植物体细胞杂交完成的标志是           

美国科学家使用了年轻女性捐献的卵子，以及2名志愿者的皮肤成纤维细胞成功克隆出了5个人体胚胎，进而可以开发出有研究价值的胚胎干细胞。请回答：
（1）上述过程中主要应用到的动物细胞工程技术有       、        。胚胎干细胞在形态上表现为         个，细胞核大，核仁明显；在功能上具有           。
（2）将胚胎干细胞用于检测有毒物质是否引起了基因突变，可采用         技术。
（3）若选用囊胚进行胚胎分割，要注意对其         做到均等分割。
（4）胚胎移植是否能成功，与供体和受体的生理状况有关。大量的研究已经证明，为胚胎在受体内存活提供可能的生理基础是                 。
（5）上述克隆技术引发了伦理争论，中国政府的态度是禁止    克隆人，不反对         克隆。

(8分)右图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线(图中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养)，请据图回答下列问题：
(1)OB段的培养称为   培养，AB段可能发生了   现象，使增殖速率减缓，用   酶可使组织细胞分散开来，分装到多个卡氏瓶中进行　　　培养。
(2)B点的细胞群体称为   。B点时筛选出一个细胞，通过   方法单独培养使之繁衍成一个新的细胞群体，该细胞群体称为   。
(3)E点后的细胞大多数具有   核型，从而可连续传代。

回答下列有关动物细胞培养的问题：
（1）动物细胞培养的原理是                       。
（2）在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的           。
（3）随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，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获得了不死性，该种细胞的黏着性           ，细胞膜表面糖蛋白的量           。
（4）现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到被染色的细胞应该是      （填写“活细胞”或“死细胞”）。
（5）检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，需要用显微镜观察有丝分裂   期的细胞。

图甲与图乙分别示培育三倍体西瓜的两种方法。请回答。

（1）甲中的西瓜植株减数分裂形成花粉的过程中，着丝点分裂的时期是         。a包括原生质体分离及融合等过程，所用到的试剂有                  ，融合过程依据的原理是                   。
（2）乙所涉及的变异原理是               ，四倍体西瓜植株群体     （属于、不属于）不同于二倍体西瓜的新物种，理由是                                          。
（3）假定二倍体西瓜显性红瓤与隐性黄瓤性状分别由R与r基因控制。若二倍体西瓜幼苗的基因型为Rr，则乙中四倍体植株产生配子的基因型种类及比例为           ，获得的所有三倍体西瓜植株中 RRr个体所占的比例为             。

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：
为了培养该新型药用植物，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____          ___，再用化学诱导剂如            诱导二者融合，再诱导融合后的结构产生            而形成一个完整的杂种细胞，进一步将该细胞培养形成___     _  ___组织，然后经过____     ___形成完整的杂种植株。这种培养技术称为___    _   __        __。

已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基蝶呤阻断。人淋巴细胞中有DNA合成的S途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖。将这两种细胞在试管中混合，加入聚乙二醇促进融合，获得杂种细胞（一般只考虑细胞两两融合）。
请回答：
（1）试管中细胞的种类数和能增殖的细胞种类数分别是         。
（2）设计方法是（不考虑机械方法）从培养液中分离出杂种细胞，分析回答：
方法：在培养液中添加入                        再收集增殖的细胞。
原理：加入该物质后，使          合成途径阻断，仅有该合成途径的               细胞就不能增殖，但人淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞可以利用淋巴细胞中的          途径合成DNA而增殖

科学家从某些能无限增殖细胞的细胞质中分离出无限增殖调控基因(prG)，该基因能激发许多动物细胞的分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的前景。请回答下面的问题。

(1)利用细胞融合技术制备单克隆抗体，一般选用的是________和________融合。
(2)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，其思路如图所示。请回答：
①酶A是指________，酶B是指________。
②对已导入重组质粒的Ⅱ进行“检测”的原因是_________________________________________________________________；
Ⅲ指代的细胞具有的特点_________________________________________________________________。
③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：___________________________________________。

如下图所示，请据图回答下面的问题。

(1)淋巴细胞能与骨髓瘤细胞融合成一个细胞，两种细胞膜也能“融合”在一起，说明细胞膜_______________________________________。此过程，常用________作为诱导剂，该细胞的特点是_________________。
(2)已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖，鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖，将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇促融，获得杂种细胞。请设计一种方法(不考虑机械方法)，从培养液中分离出杂交瘤细胞。
方法：____________________________________________。
(3)杂交瘤细胞繁殖进行的是___________分裂，其遗传性状________。
(4)杂交瘤细胞的体外培养与植物组织培养的培养基相比有何主要不同？
_____________________________________________________________。
(5)单克隆抗体注入体内后可以自动追踪抗原(病原体或癌变细胞等)并与之结合，而绝不攻击任何正常细胞，故称为“生物导弹”，这是利用了____________________________________________________________。

下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。

(1)________技术是单克隆抗体技术的基础。
(2)在图中HAT培养基属于          培养基，只有融合的杂种细胞才能生长。动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外，还可以采用________。
(3)单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最主要的优点是________________。
(4)选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的迅速________特点，又具备淋巴细胞的________特点，经过选择性培养的杂交瘤细胞，还需进行__________和________，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(5)淋巴细胞是由动物体骨髓中的________细胞分化、发育而来的。
(6)单克隆抗体能定向攻击癌细胞，主要是利用其________性。

植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如下图所示，请据图回答相关的问题。

(1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是______________________________________。
(2)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体______________________。
(3)在生产实践中为获得大量的细胞产物，如：紫杉醇，可将①________放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞浮液，再经过________即可获得大量细胞。
(4)组织培养过程需要植物生长和繁殖的最适条件，否则在光学显微镜下可能观察到发生________异常，进而使植物出现遗传不稳定甚至不育。
(5)植物组织培养技术不仅应用于花卉、果树的快速、大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于___________________、____________________等育种过程中。

下图为单克隆抗体制备流程示意图。

(1)单克隆抗体制备技术的基础是                     。
(2)细胞融合是随机的过程，在HAT培养基上培养，目的是       。在细胞培养过程中，培养液中需要添加无机盐，但要注意无机盐的   ，以保证生命活动的正常进行。
(3)为选育出能产生高特异性抗体的细胞，要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到7～10个细胞/mL，每孔滴入0.1 mL细胞稀释液，其目的是 _____________
_________________________________________________________________ 。
(4)若用¹⁵N标记的氨基酸培养能产生单克隆抗体的细胞，放射性物质在细胞结构中出现的先后顺序是 _______________________________________________
_________________________________________________________________ 。