高中生物动物细胞工程的常用技术综合题

【生物一－选修3：现代生物科技专题】
下图表示植物体细胞杂交技术的过程，请据图回答：

（1）过程①使用    处理细胞，以去除植物细胞璧。
（2）杂种细胞经过④和⑤过程可以培育成杂种植株，说明   。
（3）过程②常用的物理诱导方法包括      等。化学方法一般用的诱导剂是    。
（4）④过程中进行的细胞分裂方式是      ，该过程形成愈伤组织后要将其转接到     的培养基上诱导其分化。
（5）若番茄的体细胞内含a条染色体，马铃薯的体细胞内含b条染色休，则番茄一马铃薯的体细胞内含    条染色体；在自然状态下番茄和马铃薯不能有性杂交，原因是它们之间存在      。

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，②过程常用的方法是___________________。
（2）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代表的细胞所分泌的物质具有________________________的特点。
（3）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过程采用的技术是___________。
（4）下面是获取目的基因的几种方法，其中需要模板的是（   ）
①从基因组文库中获取目的基因    ②利用PCR技术扩增目的基因
③构建cDNA文库                 ④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成目的基因

A．①②

B．②③

C．①③

D．①④

不同类型的细胞表达不同的基因组合。那么不同类型的动物细胞都具有全套基因吗？科学家进行了如图所示的克隆研究。Ⅰ～Ⅶ代表有关过程，a～h代表有关结构或个体。

(1)a细胞的名称是____________。选用该细胞作为核移植受体细胞的原因是                                                        。
(2)对b的操作方法通常是             。若g是能产生人生长激素的羊，则培育g时，应将人生长激素基因导入               。
(3)从d中取出细胞进行培养时，一般不超过________代，原因是                     。此培养过程与植物组织培养所用的培养基有何不同？                                                                。
(4)如果图中的细胞均是人体细胞，则获得的h细胞或器官可用于供体本人组织器官的移植，其优点是_____________________________________。
(5)上述过程中用到的生物技术有                                      。 (列举两项)

下图是“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程(已知两种植物均为二倍体)。请据图回答有关问题：

(1)②过程所用的化学试剂为                               。
(2)这种育种方法的优点是____________________________________________。
(3)某同学提出，若白菜和甘蓝均为杂合子，用上图所示方法不能获得纯种，若用白菜和甘蓝的花粉细胞代替图中的体细胞，再采用上图所示的过程即可获得纯种。该同学的方案中有缺陷，请对该方案加以完善：
                                                                              。

2012年诺贝尔生理学或医学奖获得者约翰·格登和山中伸弥在“体细胞重编程技术”领域做出了革命性贡献。请回答下列问题：
（1）约翰·格登通过实验把蝌蚪已分化体细胞的    移植 进入卵母细胞质中，并成功培育出“克隆青蛙”。在这个过程中用到的胚胎工程技术有   和  　　　 。
（2）山中伸弥将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，即iPS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       ，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）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）获得的iPS细胞可能用于治疗人类的某些顽症，请试举一例：         ；还可能培育出人造器官，解决目前临床上存在的供体器官不足和器官移植后     的问题。

下图表示通过植物体细胞杂交技术培育番茄—马铃薯的流程图。相关叙述错误的是（   ）

A．图中①至⑤过程涉及细胞的分裂和分化，但不涉及减数分裂

B．②过程常用的方法有电刺激、PEG诱导和灭活病毒诱导

C．激素的浓度和比例可以调控④⑤过程中细胞的脱分化和再分化

D．该技术尚未解决让杂种植株按人类需求表达性状的问题

克隆羊“多利”的问世，很快在全世界引发了一场大讨论，其中关于“治疗性克隆”的问题也成为人们关注的焦点。下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图作答：

(1)过程A表示____________，是目前实现体细胞克隆的关键技术，该技术的主要操作是应用患者的体细胞作为核供体，由①________细胞提供细胞质，进行人工重组。
(2)经过程B得到的结构中，④是未分化的细胞，因而这些细胞被认为是胚胎干细胞。在体外培养条件下，胚胎干细胞具有增殖能力并保持________状态。
(3)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞核____________________。相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果各种各样，如有的是神经细胞，有的是血细胞，有的是肌肉细胞，究其本质原因是____________________的结果。
(4)对于“治疗性克隆”仍然存在许多争论，有一男子患有白血病，后经医生利用其出生时保留的脐带血进行治疗后康复，你认为这种做法符合伦理道德吗？为什么？
______________________________________________________________________________________。

樱桃番茄又名小西红柿、圣女果，不仅色泽艳丽、形态优美，而且味道适口、营养丰富，特别是谷胱甘肽和番茄红素含量较高。请回答下列相关的问题。
（1）要分离谷胱甘肽常用的技术是        ，假设樱桃番茄中存在的3肽、27肽和56肽电性和形状相同，则使用该技术时，处于最前端的是             。
（2）番茄红素具有延缓衰老，抗癌的作用。提取番茄红素的方法名称是         ，由于该技术中用到的有机溶剂具有易燃、易挥发等特点，所以该技术一般采用       加热。
（3）我们可以选取根的      细胞作为外植体，通过植物组织培养技术培养无病毒植株，这说明植物细胞具有   性。
（4）植物组织培养时用到的培养基从物理性质上属于     培养基，使用前应该进行   灭菌。

请回答下列有关胚胎工程和基因工程的问题：
(1)将胚胎干细胞置于子宫内发育成一个个体，体现了胚胎干细胞具有         。将早期胚胎分割、移植可获得多个同卵胚胎，这属于动物的        方法。
(2)利用造血干细胞可以治疗白血病，造血干细胞移植之前先要进行培养。动物细胞培养一般分为      和
     两个阶段，和植物细胞培养不同的是，培养时除需要适宜的温度、无菌、无毒等环境条件以外，营养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、核苷酸，还要加入          ；向培养液中通入95%氧气和5%二氧化碳，氧气参与细胞的代谢，二氧化碳可以维持培养基的        。
(3)目的基因的表达与鉴定是基因工程的重要环节。用               法可以在分子水平上检测是否翻译成了相应蛋白质。用实施基因工程的小麦做抗虫或抗病的接种实验，若仍患病，则必须再对       进行改造或修饰，重新进行基因工程的操作。

英国爱丁堡卢斯林研究所胚胎学家维尔莫特博士于1996年8月成功地繁殖出世界上第一只克隆绵羊多利。据材料有关背景回答问题。
背景材料：1997年2月7日，《自然》杂志报道，英国爱丁堡大学的卢斯林研究所将一只6岁母羊(A羊)的乳腺上皮细胞核导入另一只母羊(B羊)的去核卵细胞中，经体外培养并胚胎移植到第三只母羊(C羊)的子宫内，终于培育出一只名为多利(Dolly)的小绵羊，它就是提供细胞核的那只6岁母羊的克隆或拷贝。这是在哺乳动物中首次利用体细胞核作为核供体获得自体复制的成功实例。这一消息一公布立即轰动了整个世界。克隆绵羊高居1997年的世界十大科技新闻的榜首。
(1)克隆羊多利的遗传性状基因与________绵羊一致。
(2)三只绵羊哪一只羊没有为多利提供遗传物质？________________。
(3)克隆羊多利的成功，在技术上的突破之处是(　　)

A．供核细胞是体细胞

B．供核细胞是胚胎细胞

C．胚胎移植技术

D．细胞核移植技术

(4)克隆多利的过程是否遵循孟德尔的遗传分离规律？为什么？_____________________________________________。
(5)是否赞同克隆人？谈谈你的看法。
_____________________________________________。

研究表明，广泛存在于植物细胞中的原花青素有较强的抗癌作用。下面是有关的研究实验：
实验一 为研究原花青素对人类肝癌细胞的作用，将实验室培养的人肝癌细胞制成单细胞悬液，分别加入不同浓度的原花青素溶液。48小时后，检测处于细胞周期不同时期的细胞数量，得到的数据如下表。请回答问题。

（1）细胞培养箱中应含有5%的CO₂，目的是____   与细胞贴壁生长达到70%时，要用____处理后分瓶进行传代培养，这是为了避免             。
（2）癌细胞的最主要特征是____。表中数据显示，随着加入原花青素浓度的增加，   期细胞的比例逐渐增加，     期明显减少，   期减少至基本消失。表明原花青素能           。
实验二 原花青素的抗癌作用还表现在还能清除生物体内的亚硝酸盐。为了探究葡萄籽中提取的原花青素溶液清除亚硝酸盐的最适浓度，请完善以下实验设计。
实验材料：提取剂、原花青素提取液、0．4%对氨基苯磺酸溶液（显色剂1）、0．2%的N-l-萘基乙二胺盐酸盐溶液（显色剂2）、5 μg/mL的亚硝酸钠溶液、分光光度计等其他必需器材。
实验原理：①亚硝酸钠与显色剂l和2反应生成   色产物，用分光光度计测出反应后溶液的吸光度A₀。向亚硝酸钠液中加入原花青素提取液后再进行上述反应，测定吸光度A、。则亚硝酸盐的清除率可以按下式计算：清除率=（A₀—A_x）／A₀×l00%。
②比较       ，得出原花青素溶液清除亚硝酸盐的最适浓度。
实验步骤：
①取6支25ml的比色管，编号为1～6号。
②向l号管中加入0．5ml亚硝酸钠溶液和l0ml不含原花青紊的提取剂，再依次加入显色剂1和2，用蒸馏水稀释至刻度，静置一段时间后，用分光光度计测550nm处吸光度并记录。
③____                       。
④计算不同浓度原花青素溶液对豫硝酸盐的清除率，比较并得出结论。

水稻是广东省的主要粮食作物，也是科研人员常用的研究材料。
（1）为培育出含β胡萝卜素的“黄金大米”，科研人员提出以下两套培育方案：

在甲方案的操作步骤中最关键的步骤是_______。在乙方案中诱导细胞融合的常用化学试剂是_______。上述两套培育方案的共同优点是能克服_______。
（2）为研究转基因水稻与普通水稻混合种植后的生长情况，某研究小组设计了以下实验，请完善。
①选取面积和水肥条件均相同的5块试验田。
②将转基因水稻种子和普通水稻种子按不同比例进行播种（从全部为转基因水稻种子到全部为普通水稻种子），5块实验田中两者的比例依次分别为：0:1、_______、0.5:0.5、0.75:0.25、1:0。
③按上述比例在每块试验田中随机并均匀播种1000粒种子，在各项种植条件均_______的情况下，种植至收获种子。
④统计各试验田中所收获的转基因水稻种子和普通水稻种子的数目。此外，也可根据_______（至少写出两个）等指标比较不同试验田中水稻的生长情况。
试验结束后，废弃的水稻试验田重新长出灌木丛，这属于_______演替。与水稻田相比，灌木丛的_______稳定性较强。

下图表示花药离体培养及单倍体育种的大致过程，据图回答下列问题：

(1）花药离体培养应用的是               技术，其理论基础是         。过程①是把幼小的花药分离出来，在无菌条件下放在人工培养基上进行离体培养，该培养基中加入的物质应该有     。（至少答三种）
(2）过程②是花药在培养基所提供的特定条件下发生多次细胞分裂，形成愈伤组织，此过程叫作         ，细胞分裂的方式是           。
(3）过程③是诱导愈伤组织分化出芽和根，最后长成植株。这一过程叫     。该植株是     植株，其特点是     ，生产上没有推广应用的价值，需经过程⑤     处理。
(4) 愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是___________能利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。
要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_________和______________两类激素。

2011年11月,我国首例“第三代试管婴儿”(设计试管婴儿)在上海诞生,这是上海生殖辅助技术领域一个新的里程碑。请回答下列问题:
(1)第一代试管婴儿针对女性输卵管堵塞患者,用穿刺针将____________________(细胞)取出,采集的细胞需要在体外培养到________________,才能与________________受精。第二代试管婴儿则针对男性少、弱、畸形精子症患者,通过______________技术将精子注入卵母细胞内帮助受精。第三代试管婴儿只是在胚胎移植前____________________,从而帮助更多的家庭生出健康的宝宝。
(2)试管婴儿操作过程中需在_________________℃条件下及______________环境中进行。用来培养受精卵的营养液除含水和无机盐以外,还需添加___________________等物质。
(3)母体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生________________,这为胚胎在母体内存活提供了可能。
(4)现在我国大多数人反对设计婴儿性别,原因是_______________________，在进行试管婴儿设计时一定不能违反__________________。
（5）试管婴儿技术主要用到了胚胎工程中的_______________技术和_____________技术，同时还用到了细胞工程中的____________技术。

科研人员想研究“在胰岛素使用总量不变的前提下，胰岛素使用次数对同一组织不同细胞株克隆效率的影响”。请完成实验思路，并分析实验结果。
实验材料：M浓度胰岛素溶液(小鼠血浆昼夜平均胰岛素浓度)、培养液、小鼠皮肤生发层组织(能增殖)、胰蛋白酶、3种抗体、生理盐水等。
(要求与说明：答题时不考虑加入胰岛素溶液后的培养液体积变化等误差；不同浓度的胰岛素溶液加入细胞培养液的间隔时间为24小时；抗体能识别特定的膜蛋白质，但不损伤细胞)
(1)实验思路：
①向有小鼠皮肤生发层组织的培养液中加入   获得单细胞悬浮液，在每瓶中加入   从而获取3种特殊细胞，分别命名为细胞株1、2、3。
②将M浓度胰岛素溶液分别稀释到原浓度的1/2、1/3，备用。
③实验分组及操作。若实验在适宜条件下进行72小时，以细胞株1为例，将细胞株1均分为3份实验，请完成下列表格。

细胞株类型	胰岛素浓度	加入胰岛素次数	检测内容
细胞株1

(2)实验分析：
①本实验用克隆化细胞株而不是原代培养物作实验材料，原因是克隆化细胞株中的细胞具有  的特点，这样可以减少实验误差。
②按照上述实验操作，可能还会产生一定的误差，改进的办法是  。