高中生物动物细胞工程的常用技术综合题

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。

让羊产牛奶，科学家对此做了相关的构想，过程如图所示。请根据图回答有关问题：

(1)图中涉及的现代生物技术有___________________________________(至少写三种)。
(2)小羊a、小羊b、小羊c的性状表现__________________(填“相同”或“不同”)，你的理由是___________________________________________。小羊a与羊N呢？____________。理由是__________________    _____________。
(3) 2003年1月，世界第一只克隆羊、牛仅7岁的“多利”，因患老年羊常得的肺部感染疾病，研究人员不得不对它实施了“安乐死”，同时某些科学狂人宣布成功克隆了人“夏娃”。中国政府针对克隆人的态度是______________________________        
                                                               _____。

(15分)动植物细胞工程技术在农牧业生产、医药卫生等领域有广泛的应用。请回答：
⑴每个生物细胞都有  　　  的特点，在  　　   的适宜条件下，  　 的植物器官、组织、细胞都可以发育成一株 　　  ，生产上培育无病毒植株的原理是感染病毒的植物在其            附近极少甚至没有病毒；植物细胞在一定条件可以融合，融合后的 　　　 也可以培育               ，此育种方法的优点是                               。
⑵   　　　　 是动物细胞工程技术的基础，在此过程中，用__________处理将组织块分散成单个细胞，在培养过程中，将细胞置于5%CO₂的气体环境中，CO₂的作用是________        ________；培养时，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            ；贴壁生长的细胞会产生        ，通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以               
                     ，用以增加培养的细胞数量，也有利于空气交换；一个已分化的的动物体细胞通过 　　　　　（填生物技术名称），也可以发育成一个动物个体。

(7分)美籍华人钱永健等科学家因在研究绿色荧光蛋白(GFP)等方面的突出贡献，获得2008年度诺贝尔化学奖。GFP会发出绿色荧光，该蛋白质在生物工程中有着广阔的应用前景。据图回答相关问题。

1.绿色荧光蛋白基因在该实验中是作为           基因。
2.上述过程中涉及到的细胞水平现代生物技术主要有                 。
3.在②过程进行转基因体细胞的筛选时，比较简易的筛选方法是         。
4.在④过程培养重组细胞时，需要适宜的温度和pH外，还需要                 。
5.图中从③到④的过程中一般利用去核后的卵细胞作为受体，而不用去核的体细胞，主要原因是                                                               。

(9分)国家863计划项目“利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用蛋白”取得重大进震目前，已
经成功获得经纯化的抗凝血酶III蛋白，达到国际先进水平。下面是制作崂山奶山羊乳腺生物反应器的流程图：
 
(1)根据流程图分析，动物乳腺生物反应器主要利用了          技术(至少写2种)。
(2)要实现①超数排卵，应在崂山奶出羊A发情期的某一阶段用         处理，然后收集卵子。通过②采集的精子不能直接使成熟的卵子受精，原因是       。
(3)过程④需将抗凝血酶III基因注入受精卵内，在显微镜下判断是否受精作用的标志是                。
(4)要使人的抗凝血酶III基因在山羊乳腺细胞中特异性表达，在⑤之前要提取囊胚期的         细胞，采
用检测    技术对其   和       进行检测。
(5)若要一次获得多只完全相同的转基因崂山奶山羊D，⑤应采用       技术。

[生物一选修3现代生物科技专题]右图为单克隆抗体生产过程示意图，请据图回答问题：

（1）与诱导植物原生质体融合不同的是，②过程还可以使用____         诱导融合。②过程诱导后，用选择性培养基筛选出杂交瘤细胞。
（2）再经过③               （填筛选方法）筛选得到的能分泌专一抗体的杂交瘤细胞注入到小鼠腹腔中，一段时间后从小鼠       中就可以提取大量的鼠源性单克隆抗体。
（3）给某患者连续隔周注射某种鼠源性单抗治疗一种病毒感染性疾病，开始病毒量明显减少，一段时间后，病毒量又开始上升，上升的原因可能是病毒发生了         ，也可能是人体产生了能与鼠源性抗体特异性结合的抗体，使鼠源性单抗不能发挥抗病毒的作用。
（4）研究人员可应用                工程，改造鼠源性单抗分子的结构，降低人体对鼠源性单抗的免疫反应。

卡罗林斯卡医学院2012年10月8日宣布，将2012年诺贝尔生理学或医学奖授予约翰·格登和山中伸弥，以表彰他们在“体细胞重编程技术”领域做出的革命性贡献。请回答下列问题：
（1）约翰·格登于1962年通过实验把蝌蚪已分化体细胞的细胞核移植进入卵母细胞质中，并成功培育出“克隆青蛙”。由于动物细胞的全能性会随着动物细胞       程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱，直到今天也还不能用类似             （植物细胞工程的技术手段）的方法获得完整的动物个体。因此，约翰·格登培育“克隆青蛙”，实际是通过             （动物细胞工程的技术手段）来实现的。
（2）山中伸弥于2006年把4个关键基因通过逆转录病毒转入小鼠的成纤维细胞，使其变成多功能干细胞。在该技术中，逆转录病毒是这4个关键基因进入成纤维细胞的           （基因工程工具），它能够携带外源基因进入受体细胞，并整合到其染色体          上。
（3）所谓“体细胞重编程技术”即将成年体细胞重新诱导回早期干细胞状态，即获得iPS细胞。iPS细胞与胚胎干细胞一样，具有发育的            ，即可以分化为成年动物体内任何一种组织细胞。
（4）目前获得iPS细胞的方法除上述两种之外，常见的还有以下两种：一是诱导成年体细胞与胚胎干细胞
         产生四倍体细胞；二是应用                 技术（动物细胞工程的技术手段）将生殖细胞置于特定条件下进行培养。

【生物一现代生物科技专题】下图为单克隆抗体制备流程示意图。

(1)图中①过程是                     。对动物细胞来说，②过程独有的方法是              。③过程的目的是                 。④过程的目的是获得                     。
(2)在培养过程中为防止杂菌感染，应向培养液中添加             ；其体外培养需用CO₂培养箱，其中CO₂的主要作用是                               。
(3)若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体，可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的            中使其增殖。
(4)单克隆抗体与传统抗体相比，其优点是                                                  。

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_______________。

（13）根据细胞全能性理论，运用现代生物技术对生物进行无性生殖在生产上具有重大意义。
请回答下列有关问题：
Ⅰ．为保持某观赏植物优良的遗传性状，某科技小组利用植物组织培养技术来进行繁殖。他们将该植物的花芽分别培养在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中，得到的花芽生长状况如下表：

	A组	B组	C组	D组	E组
吲哚乙酸	0	3ppm	3ppm	0.03ppm	0
细胞分裂素	0	0.2ppm	0.002ppm	1.0ppm	0.2ppm
花芽生 长状况	仍是组织切块	形成愈伤组织	愈伤组织分化出根	愈伤组织 分化出嫩枝	稍生长

①在此过程中能实现脱分化的花芽有那些组？                       
②从实验结果可看出：吲哚乙酸和细胞分裂素是实验中的二种重要物质。其中，新芽形成必须的条件是                                              ；而在培养形成完整新个体过程中的不同培养期，对它们的调控关键是                                                                。
Ⅱ．我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放进培养基中进行培养，最终发育成完整的新植株。下图是细胞培养形成兰花植株示意图，请据图回答：

(1)过程③和④要经过             和                 。
(2)在培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外，还需要在培养基中加入                 。同时，在培养过程中，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程必须保证                      。
(3)从育种的角度来看。植物组织培养与有性繁殖相比，优势主要有(列举两条)         、             
(4)与植物组织培养的培养基相比，用于动物细胞培养的培养液除含有水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸等之外，通常还要添加               。

（9分,除标注外每空1分）科学家对鼠杂交瘤抗体进行改造，生产出效果更好的鼠—人嵌合抗体，用于癌症治疗。下图表示形成鼠—人嵌合抗体的过程。请据图回答：

(1)生产单克隆抗体一般不直接培养浆细胞，主要原因是________________________。
(2)在单克隆抗体制备过程中之所以选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，是因为它们融合后的杂交瘤细胞具有________、________的特性。
(3)单克隆抗体制备过程运用了________和________的动物细胞工程技术手段。
(4)动物细胞培养液的配方通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素等，与植物细胞培养基有所不同的是，还含有________。
(5)在动物细胞融合过程中，需要将所选取的组织细胞离散开，以利于细胞融合，可用________处理离体组织细胞使之分散开。
(6)单克隆抗体与普通血清抗体相比较，具有________的特点。

[生物——现代生物科技专题]
转基因抗虫棉是人们应用较早的基因重组技术推广项目，目前转基因技术有了新的改进，如下图所示，请根据所学知识回答：

(1)图中转基因过程通常选择的限制酶是_______________，启动子的作用是与_______识别和结合，从而驱动基因的转录过程。目的基因与载体结合主要依靠二者含有共同的______
(2)需要进行离体组织培养的过程是______(用标号)。由棉株1获得单倍体苗的途径为：花粉通过诱导首先形成________进而再分化为试管苗。一般试管苗的形成，先诱导生成__________(“从芽”或“根”），说明原因________________。
(3)棉株l、2、3中各随机取出一个叶肉细胞，其细胞核中含有目的基因个数分别为_____。

现代生物技术的发展，人们对细胞有了更多的认识，回答下列问题：
（1）胚胎干细胞在基础生物学、畜牧学和医学上具有十分重要的应用价值。囊胚期胚胎由                 、囊胚腔和滋养层组成。前者将产生胚胎的所有组织和胚外结构，后者形成胎盘。首先用免疫外科方法去掉囊胚外围的滋养外胚层， 再将得到的细胞平铺于         细胞上以防止分化，在高血清浓度条件下培养数天后，ES集落开始形成，大约每隔7d 进行分散和重新平铺，分散的方法可以是微吸管机械分散，也可以用               消化分散。目前已得到未分化状态、具正常双倍体核型及多向分化潜能的干细胞，已传三十多代并可            保存。
（2）Weiss等用细胞融合实验证明，分化的细胞中存在“闲置不用”的结构基因。他们把大鼠肝肿瘤细胞和小鼠成纤维细胞融合成         细胞，筛选出含有两套肝细胞染色体和一套成纤维细胞染色体的细胞。这些细胞既保持了合成               细胞3种特异蛋白的能力，也合成了小鼠肝细胞的这3种蛋白，但是在正常的成纤维细胞中从不合成这些。由此可见，融合实验证实了小鼠成纤维细胞               。
（3）由于细胞体积小，要通过显微操作装置在显微镜下进行解剖手术和微量注射。显微操作技术可用于         、              等技术。

马术比赛被称为贵族的运动，英国纯血马是世界顶级马术比赛的常用马种，其数量少，生育力低。现代生物工程能有效提高优质马的生育效率。请回答：
（1）用         激素处理适龄纯血母马，使其一次性排出比自然情况下多几倍到几十倍的卵子。采集的卵母细胞人工培育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和                 。
（2）体外受精前要对精子进行一定的处理，使其                     。
（3）为取得同卵双胎或多胎，可以在胚胎发育的               期用机械方法将胚胎分割。
（4）随着动物克隆技术的发展，人们可以将纯血马的            移入其他马的去核细胞中，将其激活并发育成胚胎，植入代孕母马体内。为保证胚胎移植的成功，胚胎的供体和受体应保持                                。
（5）克隆技术在带来巨大社会效益和经济效益的同时，也对人们的传统观念造成极大冲击，我国政府的态度是禁止                       性克隆人。
（6）把含有某外源基因的受体细胞培育成为一匹优质马还需要用到的技术有：
     ___________________________________________     。(至少写出两种)

回答有关遗传信息传递与表达的问题。
限制酶能识别特定的DNA序列，并进行剪切。现以2种不同的限制酶对一个5000bp（bp为碱基对）大小的线状DNA进行剪切，相关实验及数据如下表。

	第一步水解	产物（bp）	第二步水解	产物（bp）
实验1	A酶切割	2100	将第一步水解产物分离后，分别用B酶切割	200、1900
1400	600、800
1000	1000
500	500
实验2	B酶切割	2500	将第一步水解产物分离后，分别用A酶切割	1900、600
1300	800、500
1200	1000、200
实验3	经A酶和B酶同时切割	1900、1000、800、600、500、200

（1）由单酶剪切的片段数可知，A酶和B酶的酶切位点分别为_______个和_______个。
（2）图1是经A酶切割后获得的2100bp片段，图 2是经B酶切割后获得的2500bp片段。分别在图中标出该片段在第二步水解时，B酶和A酶的切割位点。

（3）综合实验数据的分析，在图3中绘制出实验3的酶切图谱。

外源基因需导入受体细胞才能使其蕴含的 遗传信息得到表达。图4显示一种外源基因导入受体细胞的方法。

（4）图4所示的导入方法称为_____________________。
（5）在动物基因工程中，受体细胞通常采用______________细胞。
（6）若山羊体内被转入蛋白质药物基因，该基因正常表达，从而在山羊乳汁中获得药物，这就是动物基因工程培育的__________________。
（7）若想上述山羊后代个体都能保持转基因动物的特性，可以结合___________技术繁殖获得后代。