高中生物动物细胞工程的常用技术综合题

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。

下图可表示细胞融合技术的一些过程，请据图回答：

（1）若A、B细胞为动物细胞，则一般取自成年动物的            、幼龄动物的器官或组织，再用胰蛋白酶使其分散开来。从A、B细胞到C细胞的过程中，常用            作为生物诱导剂来诱导融合。A、B融合为C的过程说明了细胞膜具有                      。
（2）若A、B细胞为植物细胞，那么这样的细胞已经用酶降解去掉               ，进而形成            。A、B到C细胞的过程中，常用的化学方法是用                 来诱导融合。
（3）若A细胞为骨髓瘤细胞，B细胞为B淋巴细胞，则促融后能形成         种融合细胞（只考虑细胞两两融合），还应从中筛选出既能大量增殖又能产生             的杂交瘤细胞。由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程中所用的技术手段是                  。

(8分)目前临床上癌症治疗的方法，一般是手术切除肿瘤，为防止体内残留癌细胞，在手术后进行化疗，某生物兴趣小组的同学从资料上获知：二氯二乙胺能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。他们推测：二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，能作为一种癌症的化疗药物，并就此问题设计实验进行了探究。
实验材料：肝部长有肿瘤的小鼠，二氯二乙胺溶液，蒸馏水，生理盐水，含有全部营养物质的细胞培养液，显微镜，血球计数板，试管，吸管等。
1．其中某位同学实验操作如下：（请将实验内容补充完整）
（1）取洁净的培养皿一个，加入适量的培养液，从小鼠肝部切取肿瘤组织，剪碎，并用胰蛋白酶处理，使其分散开来，置于培养皿中培养。
（2）取洁净的试管5支，加入等量的培养液，编号1、2、3、4、5， 并在1-4号试管中加入等量的不同浓度的二氯二乙胺溶液，5号试管中加入                。
（3）从培养皿中吸取等量的培养液置于1-5号试管中，振荡后，在冰箱中培养一段时间。
（4）从静置的5支试管中吸取适量的培养液置于           内，在显微镜下计数，记录数据。
2．请你纠正上面这位同学操作上的错误①                                  ；
②                                                                  。
3．另一位同学按照正确的方法进行实验，得到的结果如下：

实验组别	1	2	3	4	5
二氯二乙胺浓度(mg/ml)	0.1	0.2	0.3	0.4	0
细胞数目（个/mL）	320	275	186	96	560

（1）在该实验中，遵循了实验设计的           原则和             原则。
（2）根据实验结果,你能得出的结论是                                          
                                    。(2分)

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________________。

由于酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，有人将地衣芽孢杆菌的 -淀粉酶 基因转入酵母菌中经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种（过程如图甲所示）。

（1）图甲中，过程①需要的酶有 。为达到筛选目的，平板内的固体培养基应以作为唯一碳源。②、③过程需要重复几次，目的是 。
（2 ）某同学尝试过程③的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是 ；推测该同学接种时可能的操作失误是 。
（3 ）以淀粉为原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵，接种菌的发酵罐需要先排气，其原因是。
（4 ）用凝胶色谱法分离一淀粉酶时，在色谱柱中移动速度较慢的蛋白质，相对分子质量较 。

下图为细胞融合的简略过程，请据图回答：

（1）A、B到C的过程中，动物细胞融合常用的诱导方法是           。若该图是生产抗甲型流感病毒的单克隆抗体的制备过程。 A为从小鼠体内获取的          ，在获得此细胞之前，小鼠需注射              ，图中B细胞是小鼠骨髓瘤细胞，符合要求的D细胞具有的特点是               。
（2）若通过植物组织培养技术把D培养成杂种植株，D个体            （可育/不育)。利用上图原理育种工作者还可以进行            育种。
（3）若A、B分别是优良奶牛的精子和卵细胞进行体外受精，一般要把B培养到      期。若要通过A、B获得多个遗传物质相同的且能产奶的个体，实际操作中用到的技术有          （至少写二种）。

单纯疱疹病毒I型(-I)可引起水泡性口唇炎。利用杂交瘤技术制备出抗-1的单克隆抗体可快速检测-1。回答下列问题：
(1)在制备抗-I的单克隆抗体的过程中，先给小鼠注射一种纯化的-1蛋白，一段时间后，若小鼠血清中抗的抗体检测呈阳性，说明小鼠体内产生了反应，再从小鼠的中获取淋巴细胞。将该淋巴细胞与小鼠的细胞融合，再经过筛选、检测，最终可获得所需的杂交瘤细胞，该细胞具有的特点是。
(2)若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体，可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的中使其增殖，再从中提取、纯化获得。
(3)通过上述方法得到的单克隆抗体可准确地识别这种-I蛋白，其原因是该抗体具有和等特性。

人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，其疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图：

请回答
(1) Y、Z细胞的名称分别是________、________。
(2)①过程类似于植物组织培养技术中的________过程。与纤维母细胞相比，诱导干细胞的全能性较大。
(3)③过程中需用到的生物诱导剂是_____________________。
(4)④处需要筛选，其目的是___________________________。
(5)得到的Z细胞可进行体外培养或者在________培养，前者需用_______对Z细胞处理，使之分散开，否则在培养过程中会出现______________。
(6)对健康人进行该传染病免疫预防时，可注射图中基因工程生产的        所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行           比较；或用图中的        进行特异性结合检测。

生物工程在医疗卫生方面得到了广泛应用，请回答下列问题。
（1）利用细胞融合技术制备单克隆抗体，一般选用的是________和________融合。制备的杂交瘤细胞的特点是________________________________。
（2）干扰素、胰岛素等物质可以通过工程菌来大量生产。该技术中，构建基因表达载体需要用到的工具酶是_______________________。
（3）在完成体外受精的过程中，对已取得的精子要进行______________处理，为了获取更多的卵细胞，一般要对雌性个体注射促性腺激素，使其           。
（4）利用细胞培养技术可以获取自身健康的皮肤，用于皮肤移植。在此过程中添加抗生素的目的是___________，在培养液中加入胰蛋白酶，可防止细胞出现          现象。

下图表示应用现代生物技术制备甲型H1N5病毒抗体的设想，请回答下列问题：

（1）在培育甲型H1N5病毒抗体转基因奶牛的过程中，①过程属于基因工程中_________的构建，这要求甲型H1N5病毒抗体基因的首端必须含有_______的启动子。
（2）③过程需将受精卵培养到___________时期再植入母体。暂不移入的胚胎可使用__________方法保存，牛胚胎干细胞（ES）可由这些早期胚胎中分离培养获得，在滋养层细胞上培养能维持_________的状态，对ES细胞进行定向________后可用于器官移植。
（3）prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因可制备单克隆抗体，1最可能是_________细胞，筛选出的Ⅱ细胞才既能_________________又能产生特定抗体。
（4）制备单克隆抗体也可以用动物细胞融合技术．与动物细胞融合过程不同，植物体细胞杂交在细胞融合之前要用___________________对细胞进行处理，以除去细胞壁：常用的促融剂是______________________。

生物技术在农业生产、优良畜群繁育、疾病征服等方面，展现出诱人的前景。请根据以下材料回答相关问题：
材料一：经过一个世纪的发展，植物细胞工程技术解决了人类生存的关键问题（如粮食问题、花卉苗木生产等），为人类创造了巨大的财富。
（1）植物细胞工程最基本的技术是植物组织培养，它所依据的生物学原理是
（2）植物体细胞杂交技术的关键是获取有活力的                     以及诱导其融合。
材料二：利用乳腺生物反应器生产出的人类胰岛素，具有产量高、质量好、成本低、易提取等优点，该项技术的诞生可有效地缓解临床上胰岛素不足的难题，从而为糖尿病患者带来福音。
（3）乳腺生物反应器的操作过程中，目的基因导入的受体细胞为                 ，该细胞的性染色体组成应为____________。
（4）转胰岛素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人胰岛素，在基因表达载体中，人胰岛素基因的首端必须含有                       。
（5）为了更多地生产出人胰岛素，有人构思采用胚胎分割技术，把一个胚胎分割成很多很多份数，进而培育出大量相同的转基因牛。你认为这种方法可行吗？为什么？                              。

犬细小病毒（Canine Parvovirus，CPV）主要感染幼犬，传染性极强，死亡率极高。犬细小病毒单克隆抗体（CPV McAb）可抑制病毒对宿主细胞的侵染及病毒的复制,进而杀灭犬体内病毒。请回答：
（1）在单克隆抗体CPV McAb的制备过程中，所用到了的细胞工程技术有           和           技术。
（2）给成年鼠注射CPV ，一段时间后，若鼠血清中抗       的抗体检测呈阳性，说明体内产生了        （填体液或细胞）免疫反应。
（3）将小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，获得能分泌CPV McAb的杂交细胞的过程中至少要进行两次筛选，一次是通过     培养基筛选出杂交细胞，另一次是通过           筛选出能分泌CPV McAb的杂交细胞。
（4）诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合最常用的方法是         ；对杂交细胞进行培养时，需要____________的环境，及营养、温度、pH和   环境适宜的条件。
（5）通过上述方法得到的单克隆抗体可快速准确地识别CPV ，其原因是该抗体具有                     的特点。

阅读下列材料，回答有关问题：
材料一  2005年《组织工程学杂志》发表了食用人造肉的有关最新研究成果。据称可以从牛.猪.家禽或者鱼的肌肉组织中提取细胞在薄膜上培育，细胞逐渐生长.扩展，然后从薄膜上脱落，许多细胞堆积就形成了“人造肉”。研究人员称：“培育的人造肉能减少饲养家禽带来的污染，避免各种动物用药的污染，还可以节约水土资源。”
在材料二   20世纪60年代，一些科学家就尝试将番茄和马铃薯杂交，试图培育出一种地上长番茄，地下结马铃薯的“超级作物”。科学家经过长期的实验，利用体细胞杂交技术获得了“番茄－马铃薯”杂种植株，实验过程如下图所示，遗憾的是该杂种植株并非是想像中的那种“超级作物”。

(1)材料一中“人造肉”的生产主要应用了________技术。之所以称之为新的科研成果是因为选用的试验材料为________细胞，它克服了以往只能用________细胞为材料的局限。
(2)材料二所用到的植物体细胞杂交技术应用到原生质体融合和________技术，该技术的理论基础是________。
(3)图中①步骤所示植物细胞用________法除去细胞壁，用_____________法分离出有活力的原生质体。
(4)由杂种细胞培育成试管苗，需要经过细胞的④________和⑤________过程。
(5)马铃薯是四倍体，番茄是二倍体，则杂种植株为异源________倍体，从理论上讲，杂种植株的育性为________。