高中生物动物细胞工程的常用技术综合题

下图所示为培育农作物新品种的过程示意图。请回答：

（1）图中①②分别表示一个已插入外源DNA片段的重组Ti质粒的________和________。
（2）若仅用二倍体植物甲的未成熟花粉培养完整植株，称为________植株，说明未成熟花粉具有________；这些植株只有通过________________才能结实。
（3）若要大量获取紫草素，可从      组织中提取。图示育种方法与传统杂交育种相比，主要优点是                                    。

【生物——选修3：现代生物科技专题】(15分）
以小鼠为对象进行下列各项研究工作，请分析回答问题。
（1）在小鼠体细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长时会出现          现象而停止分裂增殖，此时瓶壁上形成细胞层数是___ ___。
（2）体外受精之后，精核与卵核融合之前，用微型吸管除去雄核，再用细胞松弛素B处理（作用类似于用秋水仙素处理植物细胞），处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是__________________。
（3）培育转基因小鼠时，通常以         作受体细胞，为使外源基因在后代中长期保持，可将转基因小鼠体细胞的_       __转入____     _细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。（4）动物细胞培养过程中添加         来防治污染；若保存细胞，通常在____  __条件下，因为在这种条件下，细胞中___ ___的活性降低，细胞代谢速率降低。
（5）单克隆抗体的制备中，应将___          细胞注射到小鼠腹腔，从        中获得特异抗体。

请据图回答有关生物工程问题：

（1）如果人干扰素基因较小，核苷酸序列又已知的，我们可以通过DNA合成仪用   方法直接人工合成。
（2）③过程用到的生物技术是     技术，囊胚的内细胞团细胞又称为     。
（3）④过程用到的生物技术是     技术，转基因双胞胎牛性别相同的概率为      。
（4）⑦过程中，如果将棉花受体细胞在     （低渗/高渗）溶液环境下，用纤维素酶和果胶酶混合处理，除去细胞壁，可获得       。
（5）⑧⑨依次表示____和    ，当棉花愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时，出现具有分生能力的绿色芽点，如要促进幼苗形成，通常需在培养基中添加             。

(15分)运用动物体细胞杂交技术可实现基因定位。研究发现：用人体细胞与小鼠体细胞进行杂交得到的杂种细胞含有双方的染色体。杂种细胞在持续分裂过程中仅保留鼠的染色体而人类染色体则逐渐丢失，只剩一条或几条。下图是人的缺乏 HGPRT 酶突变细胞株（ HGPRT ^-）和小鼠的缺乏 TK 酶细胞株（ TK ^-）融合后并在 HAT 培养液中培养的过程，结果表明最终人的染色体在融合细胞中仅存有 3 号染色体或17 号染色体或两者都有。已知只有同时具有 HGPRT 酶和 TK 酶的融合细胞才可在 HAT 培养液中长期存活与繁殖。

（1）体细胞杂交克服了             ，过程①常使用的方法是                   。细胞融合完成的标志是                      。
（2）过程②中，为了防止细菌的污染，所用培养液应该添加一定量的             ，此外还要定期用        处理细胞，使贴壁生长的细胞脱落形成细胞悬液。
（3）从实验中所起的作用可以判断HAT培养基是一种             培养基。
（4）从图示结果看，可以确定人的基因TK 酶位于17号染色体；该方法是否可以对鼠基因定位，为什么？                。

【生物-生物技术实践】
辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。

（1）图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的和过程。
（2）图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值（填"高"或"低"）时，有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时，应采取的灭菌方法是。
（3）图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是和纤维素酶。
（4）提取辣椒素过程中，萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是。

在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kan^r)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。

请据图回答下面的问题。
(1)A过程需要的酶有___________________________________________。
(2)B过程及其结果体现了__________________________。
(3)C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入________。
(4)在D过程中，抗虫基因遗传信息的传递过程是_____________________。
(5)获取真核生物的基因常用的方法是______________，包括_____________。
(6)如果利用DNA分子杂交原理对再生植物进行检测，D过程应该用____________________________作为探针。
(7)科学家在进行实验过程中，采用了两种方案：一是将抗虫基因导入离体的棉 花叶片细胞进行植物组织培养；请你想另外一种方案：可以将抗虫基因导入植的________中，再进行培养，导入成功的标志是_______________________。

中国研究员们从树鼩这种动物入手，构建了高质量的树鼩肝细胞基因表达图谱数据库。他们结合先进的纯化技术和高分辨质谱分析手段，发现肝脏胆酸转运蛋白（NTCP）会与乙肝病毒表面包膜大蛋白的关键受体结合区发生特异性相互作用，即乙肝病毒与肝脏细胞膜上的NTCP结合，进而感染肝细胞。请分析回答下列问题：
（1）乙肝病毒的遗传物质是DNA，按生态系统成分来分，属于      ，     （能/不能）用普通的培养基进行培养，乙肝病毒能在肝细胞内繁殖，主要原因是               。请写出乙肝病毒遗传信息的传递和表达方式                              。
（2）请举出一个病毒应用的例子。                                  。
（3）病毒感染细胞一般是先要病毒与细胞膜表面的      结合，然后进入细胞内。乙肝病毒首次入侵机体，体内的         等细胞可特异性识别乙肝病毒，乙肝病毒诱使机体产生相应抗体，该抗体的作用是                         。
（4）NTCP平时在肝脏起的基本作用是转运胆酸和钠离子。胆酸和钠离子进入肝细胞的方式是        。研究员们将NTCP导入以前不能感染乙肝病毒的细胞中，使这些细胞能被乙肝病毒感染，证明了                                        。

据美国25个州的调查，吸烟开始年龄与肺癌死亡率呈负相关，若将不吸烟者肺癌死亡率定为1．00％时，15~19岁开始吸烟者为19．68％，20~24岁为10．08%，25岁以上为4．05%。说明吸烟开始年龄越早，肺癌发生率与死亡率越高．吸烟会诱发许多症的发生，某科研小组欲通过实验验证。
（1）实验材料。一定浓度的香烟烟雾冷凝物质（用生理盐水配制）、小白鼠的乳腺细胞、悬液、生理盐水、显徽镜、含培养基的培养瓶若干个等。 
（2）实验原理：动物细胞经过多代培养后，细胞如果发生癌变，则细胞形态会发生改变，细胞不能贴壁生长。
（3）实验目的：                              。
（4）实验步骤（动物细胞培养具体过程不要求叙述）
①…
（5）设计一张记录实验结果的表格

研究人员最近开发出一种新的生产工艺．利用基因工程生产转基因烟草从而获得抗艾滋病病毒药物。请根据所学知识回答下列问题：
(1)构建重组质粒时．需要使用的工具酶是      。将重组质粒导入烟草细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和         。
(2)在转基因烟草培育过程中，其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         ，该过程采用的技术是          。
(3)如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因可采用           技术，该技术中使用的基因探针也可以用来检测          ，，还可以从          水平进行鉴定。
(4)科学家将植物细胞培养到      ，包上人工种皮，制成了神奇的人工种子，以便快速大面积推广。

苎麻俗称“中国草”，大竹县被誉为“中国苎麻之乡”。苎麻纤维所制纺织品具有挺括凉爽、易洗快干、牢固舒适等特点，颇受国内外消费者青睐。
(1)苎麻的葡糖基转移酶基因(GT-like)指导合成β-葡糖基转移酶的过程包括_______和_________两个基本阶段。β-葡糖基转移酶能催化纤维素合成，该酶能提高反应速率的机理是_____________________________。
(2)下图表示在适宜的光照、CO₂浓度等条件下，苎麻在不同温度条件下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线。

①光合作用的光反应阶段产生的[H]和ATP用于暗反应中的__________________过程。光合作用和呼吸作用都受温度的影响，其中与_______作用有关的酶的最适温度更高。
②光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是_____℃。在温度为40℃的条件下，该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO₂来源是_________________________________。
③若温度保持在20℃的条件下，长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该苎麻能否正常生长？______，原因是_________________________________________。
(3)为解决苎麻纤维颜色单一和提高苎麻品质，市农科所的科研人员利用基因工程对苎麻进行了改良，其基本流程如下图。请分析回答下列问题：

①构成质粒的基本组成单位是_______________。
②构建重组质粒时，需要用到_______________________________酶，质粒的③端会和切出的目的基因的_________端 (填①或②) 相连接。
③苎麻茎尖细胞通过________________(填生物技术名称)获得完整植株的过程，有力地证明了即使高度分化的细胞仍具有_________性。
④若把植株A自交，获得的子代中能产生蓝色纤维素的植株所占比例为________。

玉米是雌雄同株异化的单子叶植物，是生产和科研的好材料。现有两个玉米品种，其基因型分别为AABb和Aabb。科学家将它们的花粉除去细胞壁后进行原生质体融合，再把这些融合细胞进行组织培养，培育出了玉米新品种。
(1)上述育种方法采用的技术，其依据的生物学原理是___________________            ，
去除细胞壁所用的酶是                                                         。
(2)在组织培养的培养基中除了必要的营养物质外，还必须添加                。培养过程中，融合细胞首先通过细胞分裂形成                  ，这个过程叫做               。
(3)在植物组织培养一段时间后，发现不同细胞所含蛋白质种类和数量有明显差异，其原因是                                                                         。
(4)两个品种的花粉进行原生质体融合后，可产生________种基因型的融合细胞(仅考虑两两融合)，这些融合细胞再经过组织培养可以得到________种不同于亲本表现型的玉米新品种。

(12分)【生物——现代生物科技专题】
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。

科学家用植物细胞杂交方法，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了“番茄——马铃薯”杂种植株，如图所示，其中①～⑤表示过程，英文字母表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题：

（1）实现过程②的技术            。如果将已除去壁的植物细胞放入等渗溶液中，细胞是何形状？            。与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞结构为             。
（2）在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，依据的原理是           ，其中过程④相当于         过程，⑤涉及的分裂方式为         。若利用此技术生产治疗癌症的抗癌药物——紫杉醇，培养将进行到         （填字母编号）。
（3）若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞含n条染色体，则“番茄——马铃薯”细胞内含      条染色体；若杂种细胞培育成为“番茄——马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植物属于      倍体植株。
（4）如果形成c细胞的a、b细胞都是番茄细胞，那么更简单的得到番茄植株f的处理方法是           。
（5）若a、b依次为小鼠骨髓瘤细胞和B淋巴细胞，那么该方案的目的是                  。若将该方案用在SARS的研究和治疗上，则从 理 论上讲c细胞的制备可采用            细胞和          的融合。如果分析出了所产生的氨基酸序列，则可采用         方法，以               为原料合成出该
SARA抗体的基因。

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）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，获得具有活力的_________，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_________组织，然后经过_________形成完整的杂种植株。这种培育技术优点__________________________________ 。
（2）假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是_____________________________________________________________________________。上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指__________________________________________________________。
（3）这处杂交植株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。

[生物──选修3：现代生物科技专题] （除标注外，每空2分，共15分）
科学家利用细胞工程培育了“白菜—甘蓝”杂种植株，如图所示，请据图回答下列问题：

（1）由D形成F过程所依据的原理是________________，从本质上讲，“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是________________________的结果。
（2）图中D细胞形成的标志是________________，若“白菜—甘蓝”杂种植株为四倍体，则该植株的花粉经离体培养得到的植株是________倍体。
（3）“白菜—甘蓝”杂种植株的食用部分是叶，但叶又易受昆虫危害而影响产量，科学家又利用基因工程培育出带有抗虫基因的“白菜—甘蓝”植株，请你设计实验，检测此植株的抗虫基因是否表达。
① 取昆虫幼虫放到带有抗虫基因的“白菜—甘蓝”植株甲上，再取等量生活状态基本一致的昆虫幼虫放在________________________________植株乙上。
② 适宜条件下培养一段时间后，分别观察__________________________________的生活情况。
③ 若___________________，说明甲植株的抗虫基因未得到表达；若______________，说明甲植株的抗虫基因得到表达。