高中生物动物细胞工程的常用技术综合题

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________。

(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。

选取A、B植株的细胞进行如下图操作，请回答：

（1）实现图中的①过程最常用的方法是          。
（2）②过程的发生，必须进行          ，其方法有          和          两类。
（3）若细胞A内含a个染色体，细胞B内含b个染色体，则“杂种细胞”内含          个染色体；若A、B植株采用常规杂交育种方法成功的话，得到的后代含          个染色体，必须用   来处理幼苗，才能得到可育的杂种植株，其中含有          个染色体。这两种方法相比，体细胞杂交方法的优点是：
（4）如果原生质体A为小鼠的浆细胞，原生质体B为小鼠的骨髓瘤细胞，诱导二者融合时，独特的方法是用          处理。

羊绒素有“软黄金”之称，内蒙古绒山羊和辽宁绒山羊是我国的两大产绒品种。我国生物学家运用现代生物技术培育出了转基因克隆绒山羊，其过程如下图所示：

(1)在辽宁绒山羊细胞中获取的IGF-I基因在导入胚胎干细胞之前须________，这是基因工程操作的核心步骤，该操作过程必需的工具酶是________，将IGF-I基因导入胚胎干细胞最有效的方法是________
(2)转基因胚胎干细胞培养过程常在培养液中加入一定量的________，以防培养过程中的污染；同时在使用合成培养基时，为保证细胞正常生长,在培养基中还要添加________等天然成分。
(3)干细胞经扩大培养诱导分化为早期胚胎，随后即可植入________的代孕母羊体内。为提高胚胎利用率，还可以采用________技术以获得更多的转基因克降绒山羊幼仔。
(4)请列举至少两种转基因克隆绒山羊培育过程中采用的现代生物技术: ________

“试管婴儿技术”不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优生优育开辟了新的途径。据此回答：
（1）在体外受精时，精子首先要进行________处理；卵细胞则要培养到_________ （时期）才能与精子结合。
（2）采用__________________技术，能得到“同卵双胞胎”。
（3）如果滥用试管婴儿技术设计婴儿性别，将会破坏人类正常的_______。
（4）要培育高产奶率的转基因牛，如建立生产生长激素的乳腺生物反应器，科学家将________和乳腺蛋白基因的_______、终止子等重组在一起，通过显微注射等方法导入牛的受精卵中。
（5）动物细胞工程中，重组细胞在体外培养时，培养液中除了加入诱导物外，还应加入水、无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸、             _等物质，恒温箱中加入CO₂的作用是___________

下图表示绿色荧光蛋白转基因克隆猪的培育过程。

（1）图中A—B过程中的核心步骤是________，B过程常用的方法是______。C过程需用_______处理猪胚胎的部分组织，以获得单个成纤维细胞进行培养。
（2）H过程能充分发挥______个体的繁殖潜力。图中的“早期胚胎”一般为______。
（3）在进行H过程之前，需要对代孕母猪进行_______处理，以便给供体胚胎移入受体提供______。图中涉及的现代生物工程技术中，属于分子水平的是_______。

回答有关遗传病及其预防问题。
下图为某一家族遗传系谱图，其中一种病为伴性遗传。经检测，已知I₁无甲病的致病基因，I₂、II₆的家族无乙病病史（设甲病：显性基因为A，隐性基因为a；乙病：显性基因为B，隐性基因为b）。

1．I₂的基因型为       ，III₁的基因型为        。
2．若II₂再次怀孕后到医院进行遗传咨询，已鉴定胎儿为女性，但医生仍建议不要生育，原因是仍有   的患病概率。
3．若III₂与III₃近亲结婚，子女同时患甲乙两病的概率为          。
4．如果I₁与I₂生一女儿，且不患甲病。则可能是亲本之一的       在产生配子时异常。
5．经查III₄号个体性染色体组成为XYY，原因是其父亲形成精子过程中，___________分裂没正常进行所致。
产前诊断可预防遗传病的患儿出生。其中的羊水检查是检查羊水和羊水中的胎儿脱落细胞，能反映胎儿的病理情况。下图是羊水检查的主要过程。

6．在细胞培养过程中，需定期更换培养液，原因是                        。
7．对胎儿脱落细胞进行染色体分析时，通常选用处于有丝分裂                  (时期)的细胞，主要观察染色体的        。
8．若要提 取胎儿细胞染色体，则需用　　　　处理胎儿脱落细胞，使细胞破裂染色体释放出来。

回答有关生物工程的问题。
2012年诺贝尔生理学奖的获奖成就是：研究者用逆转录病毒为载体，将四个不同作用的关键基因转入体细胞内，令其与原有基因发生重组，然后让体细胞重新返回到“生命原点”，变成一个多功能的干细胞，该类细胞简称iPS细胞，具有胚胎干细胞的特性。
1．要将四种不同作用的“关键基因”转入体细胞，首先必须与________整合。
2．含“关键基因”的逆转录病毒进入体细胞后，首先通过逆转录合成___________，进入细胞核后与_____________基因发生重组。
3．多细胞个体发育过程中最原始的干细胞是____________________。根据分裂潜能，这类细胞在个体发育中的分化顺序是
A．全能→专能→多能      B．全能→多能→专能
C．多能→全能→专能      D．专能→全能→多能
4．下列有关说法错误的是
A．细胞分化使同一来源的细胞间形成不同的mRNA
B．细胞的分化程度越低，越容易在体外进行细胞培养
C．细胞分化仅发生在胚胎时期
D．未离体的体细胞不会表现出全能性
5．该项研究运用的生物技术称为              。
6．从原理上看，让体细胞回到“生命原点”的过程类似于植物组织培养中的_______过程。
7．人体中的神经元很少进行分裂和自我更新，其细胞体一旦受损就不能复生。日常生活中，由于疾病、交通事故等造成的神经系统损伤是相当普遍的，患者很难康复，严重影响了生活质量。假设某人因高空坠落致腰部受损而下肢瘫痪，请利用“iPS细胞具有胚胎干细胞的特性”原理，从理论上提供一个解决方案：
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

Rag₂基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag₂基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图：

(1)步骤①中，在核移植前应去除卵母细胞的________。
(2)步骤②中，重组胚胎培养到________期时，可从其内细胞团分离出ES细胞。
(3)步骤③中，需要构建含有Rag₂基因的表达载体。可以根据Rag₂基因的________设计引物，利用PCR技术扩增Rag₂基因片段。用Hind Ⅲ和Pst Ⅰ限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag₂基因片段。为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有________________酶的酶切位点。
(4)为检测Rag₂基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨髓细胞的________，用抗Rag₂蛋白的抗体进行杂交实验。

人们发现小型猪的器官可用来替代人体器官进行移植，但小型猪器官表面的抗原可引起免疫排斥反应。如图为科学家将小型猪器官表面抗原基因(Anti)“反向处理”，并人工 合成reAnti基因，转入猪成纤维细胞，培育成转基因克隆猪的过程示意图，请据图回答问题。

(1) Anti基因的表达产物定位在          上，可被        识别，引起免疫反应。
（2）若使reAnti基因和Anti基因在转基因克隆猪的同一细胞内表达，应在人工合成的reAnti基因的首段连接________。
(3)Anti基因的mRNA为…AUCGCCCG…—OH。将Anti基因“反向处理”后，人工合成的reAnti基因的模板链为…ATCGCCCG…—OH，分析可知，Anti基因与reAnti基因的mRNA可发生碱基互补配对形成______，从而抑制了Anti基因表达的_______过程。
(4) 培养猪胎儿成纤维细胞，要将培养瓶置于含________的混合气体培养箱中进行培养。
(5) 过程③表示通过显微操作法吸出卵母细胞中的细胞核，此时的卵母细胞处于减数分裂的         时期。微型吸管除了将细胞核吸出外，往往还要将________一并吸出。

以下为植物体细胞杂交技术流程图．其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，基因型分别为Aa和Bb。据图分析回答：

（1）①过程所使用的物质是                    ，由此生成的a和b细胞称为__________，将若干a和b等量混合后转移到培养基上培养，再经过②和③，c细胞的基因型可能有_______种(只考虑两两融合)，经筛选出的杂种细胞的基因型是               。
（2）采用化学法进行过程②时，一般是用____________作为诱导剂。植物体细胞杂交与自然状况下有性生殖细胞的结合相比，前者的主要优势是                        。
（3）④过程中，细胞的全能性会________(增大或减小)，⑤过程中，与芽、根的分化相关的主要植物激素是_____________________________。
（4）如果图中甲、乙分别为番茄和马铃薯的体细胞，从理论上讲用融合后的细胞培育出的“番茄—马铃薯”植株是_____________（可育/不可育）。
（5）获得杂种植株后，若要利用基因工程技术导入抗除草剂基因，在基因导入时，最好把该基因导入到植物的叶绿体或线粒体基因组中，这样做的好处是                  。

【生物―――选修3现代生物科技专题】
植物细胞工程作为一种新兴的生物技术，已经普遍应用于社会生产的方方面面，关于植物细胞工程的运用请回答以下相关问题：
（1）植物组织培养不仅可以保持优良品种的               ，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。若想获得脱毒苗，可以切取一定大小的            进行培养。
（2）在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的            状态，容易受到培养条件和外界压力的影响而发生              。
（3）人工种子，就是以植物组织培养得到                   等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。（要求至少写两个）
（4）在植物组织培养过程中往往要加入一定量的植物激素，常常使用               两种植物激素。这两种植物激素的协同调控作用在组织培养中非常重要，人们常把它们成为“激素杠杆”，不同比例时，所产生的效果往往不同，当比例为              时，主要诱导植物组织脱分化，而比例为               时，主要诱导植物组织再分化。