高中生物动物细胞工程的常用技术综合题

对烟草愈伤组织器官分化的研究发现，在改变培养基中IAA（生长素）与KT（一种人工合成的细胞分裂素）的比例时，可改变愈伤组织的分化方向，如下图所示。请回答下列问题：

（1）细胞分化的实质是                                        。
（2）烟草组织块炽已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的       和      而转变成未分化细胞的过程叫做脱分化。
（3）培养基中添加的IAA与KT的比值较高时，有利于          的形成，抑制        的分化；IAA在组织培养中的作用是                   和                。
（4）在植物组织培养过程中，容易得到突变体的原因是                              。

普通番茄细胞中含多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄易软化，不耐储藏。抗多聚半乳糖醛酸酶基因可以使番茄不再产生多聚半乳糖醛酸酶，从而使番茄长时间抗软化，容易储存和运输。下图是通过基因工程培育抗软化耐储藏番茄的过程及原理。请分析回答下列问题： 

（1）基因工程的核心是构建    ，其组成包括启动子、终止子、目的基因和    等。
（2）将目的基因导入植物细胞最常用的方法是    。
（3）图1中获得导入抗多聚半乳糖醛酸酶基因的番茄细胞，需要经过    技术获得转基因番茄，为防止杂菌污染，这个过程需要在    条件下进行，细胞先经    形成愈伤组织，后经再分化形成丛芽和根。
（4）根据图2分析抗多聚半乳糖醛酸酶基因能使番茄抗软化的原理是两个基因分别转录出的mRNA结合形成    ，从而阻断了多聚半乳糖醛酸酶基因的表达过程。

应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题：
（1）在培育转人生长激素基因牛过程中，①过程需要的工具酶__________和     ，②过程常用的方法是______。
（2）转人生长激素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有____________。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用胚胎分割和______技术，培育出多头相同的转基因犊牛。
（3）prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，Ⅱ最可能是________细胞，Ⅲ代表的细胞具有_______的特点。
（4）在抗虫棉培育过程中，④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞，与采用叶肉细胞相比较，其优点是_______，⑤过程采用的技术______。

下图是植物细胞杂交过程示意图，请据图回答：

（1）植物体细胞杂交的第①步是去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体。目前此步聚最常用的方法是酶解法，也就是在温和的条件下用　　　                   分解植物的细胞壁。
（2）②过程的发生，必须进行人工诱导。人工诱导原生质体融合的物理方法是：利用                       等（写全给分）促使原质体融合；化学方法是：用　　　　　等试剂作为诱导剂诱导融合。动物细胞融合与植物生质体融合的基本原理相同，诱导融合的方法类似，动物细胞的融合还常用到　　                           　　作为诱导剂。
（3）植物体细胞杂交在育种工作中具有广泛的应用价值，其突出的优点是可以            。目前，动物细胞融合技术最重要的用途是　　　                               。

下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答：

（1）图中②所示的结构名称是__________________         。
（2）图中③、④所示的生物技术名称分别是________________、________________  。
（3）过程③通常用去核的卵细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它                         。
（4）过程④通常用②做受体细胞的原因是                    。
（5）图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是            ，该种基因治疗所属类型为____________________________。

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，请据图回答下列问题：

（1）图中①、②所示的结构分别是________、________。
（2）在体细胞培养时，由于人们对细胞所需营养物质还没有搞清楚，因此在使用合成培养基培养细胞时需加入              。
（3）在体细胞培养过程中，要将培养瓶置于CO₂培养箱中培养，CO₂的主要作用是                            。要保证培养液处于无菌、无毒的环境，应采取的措施是：对培养液和所有培养用具进行无菌处理，通常还要在培养液中添加_________________，此外，还应____________________________。
（4）通常将卵母细胞培养到       期时进行去核处理。
（5）过程④通常用②做受体细胞的原因是这些细胞分化程度低，具有                 ，可以定向诱导分化成细胞和某些组织。
（6）如果将图中的囊胚移植到某女性体内，移植的胚胎有可能在母体的子宫内发育成正常的胎儿，说明供体胚胎可与受体子宫建立正常的                     联系，而我国政府对克隆人的态度是                          。

细胞消化、降解自身部分蛋白质或者细胞器的现象，称为自噬。为探究促生长因子F对自噬以及自噬对神经细胞突起生长的影响，研究者对离体神经干细胞培养体系作了不同处理，实验结果见下表。

组别	处理措施	B基因表达水平 （相对值）	细胞突起数目 （相对值）
去除F因子	加入自噬抑制剂
A组	A1	＋	－	1.2	120
A2	＋	＋	/	75
B组	B1	－	－	0.6	100
B2	－	＋	/	98

（注：“＋”表示“是”，“－”表示“否”，“/”表示未检测到）
（1）用______   ___酶处理原代培养完成后_________生长的神经干细胞，获得实验用细胞悬液。
（2）已知细胞内B基因的表达是自噬启动的标志，实验中可采用____  _____杂交技术检测B基因是否完成了表达。
（3）比较A1组与_____  ____组的结果，可推测去除F因子促进了神经干细胞自噬。比较A组和B组的结果，推测自噬能_____     ____神经细胞突起的生长。
（4）鉴定细胞发生了自噬的方法是在显微镜下观察细胞中是否形成自噬体。自噬体是包裹了蛋白或细胞器的囊泡，囊泡可与_______   __融合并被后者所含水解酶消化，这一融合过程依赖于生物膜的______   ___性。
（5）细胞的自噬现象有利于维持细胞内代谢环境的_____  ____，获得的降解产物也可以为细胞合成自身的______  ___提供原料。

[生物－选修3：现代生物技术专题]
研究发现，转基因抗虫植物能杀死昆虫的原理是该基因控制合成的蛋白质被昆虫食用后，在消化道中被蛋白酶水解后产生具有毒性的活性肽，与昆虫细胞上的受体结合，使渗透压失衡，导致昆虫死亡。下图表示利用细菌中抗虫基因获取抗虫玉米的部分过程。其中①—⑧表示操作流程，a、b表示分子，c—e表示培养过程,其中d过程表示细菌与玉米细胞混合培养。(括号内填编号，横线上填字母或文字)

(1)在图示的过程中，涉及到的生物技术包括______、______。
(2)在图示过程中，需要用到限制酶的是流程 [     ]；导入目的基因的步骤是流程[     ]。
(3)在流程⑤中，细菌不断分裂产生更多细菌，该步骤的主要目的是___________。
(4)在图示过程中，涉及脱分化和再分化的是流程[      ]，脱分化和再分化培养基的本质差异是_________。
(5)从细胞、个体水平判断该基因工程成功的依据分别是   ___、 ____   。
(6) 结合题意，分析美国批准种植该转基因抗虫玉米的生物学原理：____________。

请回答下列有关生物工程的问题：
（1）对于基因工程来说，其核心步骤是               ，若要培育能从乳汁中分泌人的干扰素的转基因牛，需要选择的受体细胞是____________(受精卵、乳腺细胞)，导入该细胞最有效的方法是               。为了让转入的干扰素基因高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的            和            之间。
（2）植物体细胞杂交过程中，在把植物细胞杂交之前，必须用____________去除细胞壁，杂交过程的另一个环节是__________________；培育出诸如“番茄—马铃薯”这样的杂种植株利用了植物细胞全能性的原理。胚胎干细胞也有类似的特性，并且胚胎干细胞在体外培养的条件下，可以增殖而不发生       。
（3）在进行单克隆抗体的生产过程中，要把两种细胞进行融合，这两种细胞一种是在体外能够大量增殖的            ，另外一种是已免疫的B细胞；诱导该两种细胞融合常用的因素有PEG、       、灭活病毒等。体外培养的过程中，贴壁生长的细胞会出现_________现象。
（4）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其            。另外，培养的卵母细胞需要发育至                            期，为使雌性个体一次排出多枚卵母细胞，常采用            激素进行处理。
（5）“桑基鱼塘”生态系统能充分利用废弃物中的能量，形成“无废弃物农业”，这主要是遵循生态工程的            原理。

(1)在哺乳动物的核转移实验中，一般通过             （物理方法）将受体细胞激活，使其进行细胞分裂和发育，当胚胎发育到             阶段时，将胚胎移入受体（代孕）动物体内。
(2)一般情况下，体外扩增目的基因常用的方法是                   。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            。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用         处理。
(3)获取干扰素的传统方法是从人的白细胞中提取，但产量很低。科学家利用       酶将干扰素基因与牛乳腺蛋白基因的启动子（即RNA聚合酶       的部位）等调控组件连接在一起，采用      的方法将重组DNA导入牛的     细胞中，经胚胎早期培养一段时间后移植入母体内发育成熟，即可获得能产生干扰素的转基因牛，大大提高了干扰素的产量。

毛角蛋白Ⅱ型中间丝（KIFⅡ）基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。

（1）基因工程中最常用的运载工具是        ，将KIFⅡ基因导入成纤维细胞的常用方法是____   。
（2）在过程②中，用   ____处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于5% CO₂与95%空气的混合气体环境中，CO₂的作用是          。
（3）在过程③中，用        处理以获得更多的卵（母）细胞。得到的卵母细胞需要进行体外培养，目的是          。卵（母）细胞在核移植前需要进行______处理。
（4）在胚胎移植前，通过        技术可获得较多胚胎。移植后的胚胎能在受体子宫中存活，其生理基础是             。进行胚胎移植的优势是可以充分发挥         。

H18杂交瘤细胞产生的抗人肝癌单克隆抗体HAb18对于人体肝癌的靶向治疗具有重要的意义，但H18杂交瘤细胞在培养过程中的凋亡现象制约着细胞的高密度培养以及生产能力的提高。通过基因工程可改造H18杂交瘤细胞的抗凋亡能力，相关研究步骤如下：
①细胞培养：将人肝癌细胞在含10%小牛血清的培养液中培养。一段时间后，用胰蛋白酶处理培养液，漂洗后调整细胞悬液浓度为1×10⁷个·mL^－1。
②免疫小鼠：向小鼠体内注射肝癌细胞悬液0.8mL，以后每隔2周免疫1次，共3次，最后一次免疫后3天，取脾脏制成细胞悬液备用。
③细胞融合及筛选：将脾脏细胞悬液和骨髓瘤细胞悬液在50%PEG作用下进行融合，筛选出能产生抗人肝癌单克隆抗体HAb18的H18杂交瘤细胞。
④改造H18杂交瘤细胞：利用PCR技术获得小鼠的bcl-X_L基因（抗凋亡基因），构建表达载体，通过脂质体法导入H18杂交瘤细胞，再筛选出抗凋亡能力明显提高的H18杂交瘤细胞。
请分析回答：
（1）步骤①肝癌细胞培养液中加入小牛血清的目的是          ，培养液中还需加入一定量抗生素的目的是                      。
（2）步骤②中，肝癌细胞免疫小鼠需在一定时间内间隔注射3次，其目的是              。
（3）步骤③中，除了用50%PEG促进细胞融合外，常用的生物诱导因素是              。步骤④中通过脂质体法将表达载体导入H18杂交瘤细胞的原理是                   。
（4）与普通抗肝癌药物相比，用抗人肝癌单克隆抗体HAb18与相应抗癌药物结合制成的“生物导弹”治疗肝癌的主要优点是                            。
（5）乙醇有诱导细胞凋亡的作用。为了建立H18杂交瘤细胞凋亡检测模型，科研人员利用不同浓度的乙醇溶液诱导H18杂交瘤细胞凋亡，其结果如右图所示。

抗凋亡细胞株的建立与筛选应选择的条件是                   。

植物像人一样也会生病,引起植物生病的微生物称为病原微生物,主要有病毒、真菌和细菌等。烟草由于受到烟草花叶病毒的侵染而减产,我国科学家利用基因工程技术成功地培育出抗烟草花叶病毒的烟草,下图是转基因烟草培育过程示意图,据图分析回答下列问题。

(1)质粒是基因工程中常用的载体,质粒是一种裸露的、结构简单、具有自我复制能力的很小的　　　　　　分子,至少有一个至多个　　　　　　位点。载体除质粒之外,还可以用　　　　　　　、　　　　　等。
(2)作为目的基因载体的质粒往往要带有一个抗生素抗性基因,该抗性基因主要用于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)基因表达载体导入烟草细胞常用的方法是　　　　　　　　　　。
(4)转基因工程改良动植物品种,最突出的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)一个烟草体细胞通过组织培养技术培育成一个完整的烟草植株个体,原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。组织培养过程中,在培养基中要添加的两种激素是　　　　　　　。

[生物———选修3：现代生物科技专题]克隆技术不仅解决了器官移植中供体不足的问题,同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用,请据图回答下列问题。

(1)克隆动物培育属于         生殖方式。胚胎1和胚胎2获得运用了      技术。
(2)图中两个克隆动物长大后,各方面特征与原型动物相同,这说明  具有全能性,早期胚胎发育在  阶段以前的细胞是全能细胞。
(3) 使用培养基进行胚胎干细胞培养时,通常要加入  等天然成分,除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中,还需要保证细胞生活所需的    。
(4) 图中从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中,一般用     处理内细胞团,使之分散成单个细胞。内细胞团将来发育为              。

（生物选做题 选修三：现代生物科技专题）以下是生物学技术制备抗体的两个途径模式简图。

（1）上图中过程①的完成采用的方法有：    ，依据的生物学原理       ；
（2）过程④要用到的酶有    ，过程⑥采用的方法叫      。
上图中的质粒本身含有氨苄青霉素抗性基因和M、N两种限制酶（两种酶切割序列完全不同）切割位点。若用限制酶M和N切割，通过凝胶电泳分离，分析得到下表。

分子量（kb）	1．0	2．0	3．0	4．0	5．0	6．0	7．0	8．0	9．0	10．0
酶M	+				+					+
酶N							+		+
酶M+酶N	+	+	+	+		+
凝胶电泳结果（１kb=1000对碱基，+表示检测到该片段的存在

（3）该质粒长度为   kb，在该质粒中，M酶与N酶的切割点分别有     、    个。
（4）氨苄青霉素抗性基因的作用是         。
（5）在表达载体中，启动子的作用是：         识别和结合的部位，驱动V1基因的      。