高中生物动物细胞工程的常用技术综合题

胆固醇是人体内一种重要的脂质，既可在细胞内以乙酰CoA为原料合成，也可以以LDL（一种脂蛋白）的形式进入细胞后水解形成。下图表示人体细胞内胆固醇的来源及调节过程。请分析并回答：

（1）从图中分析可知，细胞内过多的胆固醇可作为信息，使细胞通过①________       ________、
②__________         _____和③________         ______三条途径调节胆固醇的含量，这种调节机制属于__________调节。
（2）姜黄素是降脂中药姜黄的提取物，科学家为研究姜黄素的降脂机理，设计实验研究姜黄素对培养的小鼠巨噬细胞LDL受体的影响。
第一步：取小鼠的巨噬细胞用培养液制成细胞悬液，放入CO₂培养箱中，在适宜的__________
______条件下进行增殖培养。为避免代谢产物积累对细胞造成危害，应________          。          
第二步：分别用含姜黄素浓度为0.3μg/mL 、0.6μg/mL、0.9μg/mL的培养液培养巨噬细胞，对照组则用________________培养，每组5个样本，每个样本中巨噬细胞数量为5.0×10⁵。
第三步：培养2天后，将样本经一系列处理，再分别用仪器测定每组的光密度值（光密度值与受体数量呈正相关）。实验结果如下：

上述实验可以得出的结论是：_____________________________________________________。

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，据图回答：

（1）图中①、②所示的结构分别是______________、_______________，④过程常用的方法是___________。
（2）图示治病的方法叫做_______________________，与一般的异体移植相比最大的优点是____________________。

下图A、B分别表示某雌雄异株植物M的花色遗传、花瓣中色素的控制过程及性染色体简图。植物M的花色(白色、蓝色和紫色)由常染色体上两对独立遗传的等位基因(A和a，B和b)控制，据图回答问题：

某种植物M
亲代：蓝花×白花 （甲）↓（乙） F1：      紫花 ↓自交 F2： 紫花 蓝花 白花 9  ： 3  ：4	白色素 ↓酶1←基因A 蓝色素 ↓酶2←基因B 紫色素
A	B

(1)结合A、B两图可判断A图中甲、乙两植株的基因型分别为_________________。
(2)由上表可知植物M花色的遗传方式属于_______________。
(3)在植物M种群中，以AaBb和Aabb两种基因型的植株做亲本，杂交后产生的子一代的表现型及比例为______________________________。
(4)该植物易得枯萎病，科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因技术将该基因转入其细胞质中，培育出了抗枯萎病的新品种。请据图回答：

①将b连接到a并形成c，需用到的酶有___________________________。
②经检测，被c侵染的该植物叶片细胞具备了抗病性，这说明b已经_________。欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用的技术是______________，依据的理论基础是___________________。
③通过此方法获得的抗病植物，将来产生的卵细胞中是否一定含有抗病基因?
____________________

(6分)科研人员为了解胰岛素样生长因子1 ( IGF1) 对体外培养的兔关节软骨细胞增殖以及细胞超微结构的影响，进行了相关实验。
(1)取动物的软骨，切碎后用              处理使之分散成单个细胞，加入细胞培养液制成细胞悬液进行培养。将配制好的一定浓度的第2代软骨细胞接种到七块细胞培养板上，待细胞贴壁生长后，将每块细胞培养板上的一半细胞加入浓度为100µ g·L^-1的IGF1，另一半用                                   培养。每24h取出一块培养板进行细胞的计数，绘制曲线如下图。

根据曲线分析，加入IGF1后可使             缩短。
（2）取第4代生长良好的软骨细胞两瓶,弃去原培养液,实验组加入含IGF1 的细胞培养液,与对照组一起继续培养48h。电镜下观察细胞的超微结构发现，实验组细胞中线粒体变丰富,表明IGF1处理后，             细胞内供能充足，活跃；粗面内质网增多,核糖体数量增加,表明IGF1处理后细胞内               旺盛；细胞核体积增大，说明在IGF1作用下细胞持续增殖，细胞核中                   均合成旺盛。

如图表示改造哺乳动物遗传特性的三种途径。根据图示回答下列问题

（1）甲、乙、丙过程共利用的技术手段有              。乙途径将外源基因导入的受体细胞最可能是          细胞，利用该细胞的             ，植入到          (填“内细胞团”、“滋养层细胞”或“透明带细胞”)中；动物2 细胞各体细胞的基因种类           (相同或不相同)。
(2)甲途径的受体细胞通常最可能为受精卵，利用该细胞的           特性。
(3)将外源基因导入到受体细胞最可能整合到细胞的         结构上，利用卵细胞含有
的物质和丰富的        物质而作为受体细胞。
（4）基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外            和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性的技术。

现有甲和乙两个烟草品种（2n=48），其基因分别为aaBB和AAbb，这两对基因位于非同源染色体上，且在光照强度大于800勒克斯时，都不能生长，这是由于它们中的1对隐性纯合基因（aa或bb）作用的结果。把甲、乙两品种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相混，使之融合，诱导产生细胞团。然后，放到大于800勒克斯光照下培养，结果有的细胞团不能分化，有的能分化发育成植株。请回答下列问题：
（1）甲、乙两烟草品种花粉的基因型分别为_____________和_____________。
（2）将叶肉细胞制成原生质体时，使用_____________破除细胞壁。
（3）在细胞融合技术中，常用的促融剂是_____________。
（4）细胞融合后诱导产生的细胞团叫______________。
（5）在大于800勒克斯光照下培养，有___________种细胞团不能分化，能分化的细胞团是由_____________的原生质体融合来的。（这里只考虑2个原生质体的相互融合）

2003年5月以来,美国中西部有三个州接连爆发神秘疾病,19名病人突然出现发烧咳嗽和皮疹等症状．美国当局初步判定是一种西半球罕贝病毒——"猴痘"作怪．为此某同学设计了一个生产猴天花抗体的实验方案（如下图,①为先将抗原注入小鼠体内,获取产生单一抗体的B淋巴细胞的过程）．据图回答问题

（1）图中②为______________ 过程，在这一过程中，常用______________ 作诱导剂，所形成的杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传物质能表现出____________________________ 的特征。
（2）猴天花抗体最终可从______________ 和______________ 中提取。
（3）得到的单克隆抗体的特点是________________________________________________________。

如图甲、乙分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图，请据图回答下列问题。

(1)图甲和图乙所示的过程中，都必须用到的动物细胞工程技术手段是________。
(2)图甲中②过程常在________诱导下完成，④过程与体外培养相比，其优点是___________________________________________________。
(3)单克隆抗体能定向攻击癌细胞，主要是利用其________。
(4)若不考虑环境因素影响，克隆羊的性状全部像白面绵羊吗？________。原因是_____________________________________________________。

根据现代生物技术知识回答：
（1）“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。在体外受精时，精子首先要进行___________处理；卵母细胞则要培养到              才能与精子结合。试管婴儿的生殖方式属于___________（有性生殖，无性生殖）。
（2）用于核移植的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞，原因是10代以内的细胞一般能保持_________________，可以保证供体细胞正常的遗传基础。
（3）利用基因工程技术可使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”。如建立生产生长激素的___________反应器，其核心步骤是____________________。科学家将生长激素基因和________________的启动子、终止子等重组在一起，通过显微注射技术方法导入牛的___________中。

赖氨酸是人体必需氨基酸之一，可促进人体发育、增强免疫功能。下图为赖氨酸转基因克隆牛的培育流程，其中字母表示相应的操作过程。请回答：

（1）进行a操作前需要_____________，目的是___________________________________。
（2）为了获得较多的卵母细胞需要对供体注射________，卵母细胞要培养至_______期，理由是______。
（3）卵母细胞培养过程中会出现接触抑制，为使其继续增殖需要用胰蛋白酶处理，目的是__________ 。
（4）b过程的原理是_______________，d过程的实质是_____________________________。
（5）某位同学欲验证赖氨酸也是大鼠的必需氨基酸，他取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入一定含量的赖氨酸，配成食物A；另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，配成食物B来饲喂正常幼年大鼠，你认为该同学的方案可行吗?若有错误，请予以纠正。
_______________________；_______________________________________________。

新兴生物工程能使免疫学在应用方面更上一层楼，为人类带来福音。一方面新兴生物工程可以为免疫活性物质及疫苗的制备开辟新途径，解决免疫治疗及免疫预防方面的难题；另一方面，新兴生物工程还可以为解决器官移植所面临的供体不足和免疫排斥两大难题提供可能。
（1）利用            技术发展起来的杂交瘤技术，为制备单克隆抗体开辟了新途径，与传统方法获取的同类产品相比，它的显著优点是                             ；
（2）干扰素及部分疫苗都可以通过               技术制造的工程菌来大规模生产，如国内应用较普遍的重组CHO乙肝疫苗；
（3）对大面积烧伤病人，借助               技术可获取大量自身健康皮肤用于移植。
（4）通过向供体动物基因组中导入某种调节因子，以抑制                的表达，或设法将之去除，再结合        技术，可培育出无免疫排斥的转基因猪器官；
（5）             的分离和培养成功也为解决上述难题开辟了新途径，因其具有   
         性，可在体外诱导分化产生各种人造组织器官。

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，乙含有效成分。某研究小组拟培育同时含有和的新型药用植物。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，先用酶和酶去除细胞壁，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。这种培育技术称为。
（2）上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指。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。
（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。

胚胎干细胞（ES细胞）在生物学研究中具有十分重要的应用价值。

（1）上图为某科研小组采用“基因靶向”技术先将小鼠的棕褐毛色基因导入黑色纯种小鼠的ES细胞中，再将改造后的ES细胞移植回囊胚继续发育成小鼠的过程。在目的基因获取和基因表达载体构建过程中使用的工具酶有                 。
（2）上图中完成第Ⅱ步操作得到由两个DNA切段连接成的产物有      种重组DNA分子；第Ⅲ步操作后，还需经过                        的过程，才能将该ES细胞注射到囊胚中。
（3）ES细胞在功能上具有              的特点；目前研究人员正尝试通过科技手段利用ES细胞经过特殊诱导，为因故失去手的患者提供新的“手”，该过程揭示了细胞            的机理。
（4）已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断，一般情况下，细胞中有D或S途径即能分裂增殖。人淋巴细胞中虽然有这两种DNA合成途径，但一般不分裂增殖。鼠ES细胞中只有D途径，但能不断分裂增殖。将这两种细胞在试管中混合，加                  促融，获得杂种细胞。若要从培养液中分离出杂种细胞，写出实验方法（不考虑机械方法），并说明理由。
方法：___________________________________________________________。
理由：___________________________________________________________。

花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图。

据图回答下列问题：
（1）过程①所需的酶是。
（2）过程②后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。
（3）原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是。原生质体经过再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。
（4）若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和植株的根尖，通过、、染色和制片等过程制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。
（5）采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组进行扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。下图是用该引物对双亲及再生植株14进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株14中一定是杂种植株的有。

（6）对杂种植株进行接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。

下图为吉林大学农学部培育出世界首例赖氨酸转基因克隆奶牛“织女”的大致过程，请回答：

（1）实施基因工程的核心操作步骤是________________，实现②过程的常用方法是_________________。
（2）获得黑白花奶牛成纤维细胞后，利用______________技术扩增细胞，培养液中除了提供必要的营养物质之外，还需要添加_____________等天然成分。
（3）获得重组细胞④时，以去核卵细胞为受体细胞的原因是____________________
__________________。
(4)将早期胚胎移入代孕母牛体内之前，需要对代孕母牛进行___________处理，目的是_____________________________。
(5)要通过⑤过程获得较多的遗传同质早期胚胎，应采用______________技术，操作时应选择发育至__________期的胚胎，并将内细胞团___________。“织女”牛⑦进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产人类所需的赖氨酸，因而称为________________。