高中生物动物细胞工程的常用技术综合题

继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：
（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是。
（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入中，原因是。
（3）通常采用技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的细胞中特异表达。

[生物－选修3现代生物科技专题]
下图为通过植物体细胞杂交培育“番茄-马铃薯”植株的过程，请回答：


（1）通过①②过程处理后可获得具有活力的。过程③一般可用作为诱导剂来诱导细胞融合。
（2）⑤过程为，即让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的而转变为未分化的状态。
（3）⑥过程表示通过形成不同的组织和器官，其根本原因是。
（4）过程⑤⑥⑦的细胞工程技术是，其培养时选用的材料通常是分生组织，原因是。
（5）植物体细胞杂交的研究在方面，取得了巨大突破。

（1）离体的植物组织和细胞，对营养、环境等条件的要求相对特殊，需要配制适宜的培养基。常用的一种培养基是_______培养基。植物激素中______________________是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，____________________等条件也很重要。
（2）一般来说，在________期，细胞核由中央移向细胞一侧，花药培养成功率最高。确定花粉发育时期的最常用的方法有__________。

动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图。请回答下列问题。

（1）肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞______________________。
（2）气室中充入5％C0₂：气体的主要作用是____________________。
（3）有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用上图所示装置和提供的下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。
材料用具：
肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素（刺激淋巴细胞分裂）；显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨染液（使染色体着色），有机物X溶液等。实验过程：

	甲	乙	丙	丁
步骤一：加人肝脏培养液	√	√	√	√
步骤二：加入有机物X溶液	√		√
步骤三：放置肝脏小块	√

①在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份，备用。
②利用甲、乙、丙、丁4组上图所示装置，按下表步骤操作（“√”表示已完成的步骤）。
上表中还需进行的操作是______________________。
③培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。
④一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察___________________，并对比分析。若丙组淋巴细胞出现异常，而甲组的淋巴细胞正常，则说明______________________。

自然界的细胞融合产生有性后代，细胞工程中细胞杂交被广泛应用于培育杂种植株和生产单克隆抗体等方面。请回答：

（1）若a、b分别为精子和卵细胞，则产生a、b的分裂方式是___________，a和b融合形成d细胞的过程叫做___________。
（2）若a、b表示植物细胞，则融合前需用____________________处理细胞的细胞壁，后诱导___________融合，实际融合的过程中可能会形成___________种细胞团（只考虑两个细胞融合的情况）。

（3）在培养d获得植株过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外，还需要在培养基中加入___________。同时，在培养过程中，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程中必须保证__________。该技术的中心环节是形成具有_________________________________等特点的愈伤组织。植物体细胞杂交能创造可育的体细胞杂种植株的原因是该技术能克服_________________________________。

（4）若a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞，则d细胞能产生单克隆抗体的根本原因是是因为它同时继承了骨髓瘤细胞和B淋巴细胞的______________________。这种抗体与普通血清抗体相比较，具有_________________________________的特点。

（5）下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请用箭头把代表各图解的字母按单克隆制备过程的顺序连接起来：_________________________________。

人的血清白蛋白 (HAS) 在临床上需求量很大，从人血中提取满足不了人类需求。如果应用现代生物技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会高效地满足人类需求。下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据下图回答：

(1) 以上过程中涉及到的现代生物技术，属于细胞水平的有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(2) 在基因工程中，我们称①为目的基因，请你举出获取目的基因的常用方法：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(3) 图中②经过＿＿＿＿＿＿＿处理可以得到③，从③到④的过程中一般利用未受精的卵母
细胞去核后作为受体细胞，对卵母细胞的去核处理一般选择在＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿时期进行。

下图是制备单克隆抗体过程的示意图，根据此图回答下列问题：

⑴A、C所示细胞的名称分别是＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
⑵步骤①向小鼠体内注射的物质在免疫学上叫＿＿＿＿＿。
⑶步骤②涉及到细胞工程的技术手段是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，可用的诱导剂是＿＿＿＿＿或＿＿＿＿＿。
⑷在步骤②中需要对细胞进行筛选，对细胞进行筛选的原因是＿＿＿＿＿。
①细胞群体中有各种不同的融合细胞②细胞群体中存在没有发生融合的细胞
③细胞群体中存在能产生不同抗体的杂交瘤细胞
A．①② B．②③ C．①③ D．①②③
⑸D的名称是＿＿＿＿＿＿＿＿＿，在其上面连接上抗癌药物可以制成＿＿＿＿＿。

玉米（2N=20）是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆、易倒伏（D）对矮秆、抗倒伏（d）为显性，抗病（R）对易感病（r）为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病玉米植株，研究人员采用了下图所示的方法。根据材料分析回答：

(1)过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是＿＿＿＿。
(2)若过程①的F₁，自交3代，产生的F₄代中纯合抗病植株占＿＿＿＿ 。
(3)过程②，若只考虑F₁中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因,则利用其花药离体培育成的单倍体幼苗的基因型，在理论上应有＿＿＿种；若单倍体幼苗通过加倍后获得M株番茄，通过筛选得到的矮秆抗病植株的基因型为＿＿＿＿，在理论上有＿＿＿株。
(4)盐碱地是一种有开发价值的土地资源，为了开发利用盐碱地,从而扩大耕地面积，增加粮食产量，我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐玉米新品系。
①由导入耐盐基因的玉米细胞培养成植株需要利用植物组织培养技术，该过程可以简要归结为：

则A过程称为＿＿＿＿，诱导这一过程的两种植物激素是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②为了确定耐盐转基因玉米是否培育成功，既要用放射性同位素标记的＿＿＿＿＿＿＿作探针进行分子杂交检测，又要用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的方法从个体水平鉴定玉米植株的耐盐性。

科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造，生产出对人体的不良反应减少、效果更好的鼠一人嵌合抗体，用于癌症治疗。下图表示形成鼠一人嵌合抗体的过程。请据图回答：

（1）鼠源杂交瘤抗体就是从免疫的小鼠脾脏细胞中获取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的单克隆抗体。这种抗体与普通血清抗体相比较，最主要的优点在于它的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，并可大量制备。
（2）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。
（3）生产单克隆抗体一般不直接培养浆细胞，主要原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）改造鼠源杂交瘤抗体，生产鼠一人嵌合体，属于＿＿＿＿工程的范畴。

紫杉醇是从红豆杉属植物中提取的最有效的抗癌制剂之。目前，生产紫杉醇的主要原料是天然生长的红豆杉树皮，而大量剥取树皮会造成树木的死亡和资源的破坏。请回答下列问题。
（1）为了合理开发和利用红豆杉，保护野生植物资源，科研人员取生长状况相似的野生南方红豆杉和人上栽培的南方红豆杉，分别测量其不同部位完全烘干的样品中紫杉醇的含量（占干重的百分比），测定结果见表l。
表1南方红豆杉树木各部位紫杉醇含量（％，）

	树皮	树叶	枝条	种子
野生植株	0.01777	0.00946	0.01280	0.01406
人工栽培植株	0.01483	0.00102	0.00193	0.01256

从实验结果看，红豆杉中紫杉醇含量最高的部位是，不同部位紫杉醇含量不同的根本原因是。为保护红豆杉资源，应以其为原料，提取、分离紫杉醇。
（2）科研人员为寻找更多紫杉醇来源，尝试利用植物组织培养技术，从红豆杉的愈伤组织中提取紫杉醇。实验结果如表2所示。
表2不同外植体形成的愈伤组织中紫杉醇含量（％，）

实验组别	培养基中植物生长调节剂的组合与水平	外植体
树皮	树叶	顶端分生组织
1	2mg/L 2, 4-D	0.000	0.000	0.001
2	2mg/L 2, 4-D+0.5mg/L NAA	0.000	0.002	0.002
3	2mg/L 2, 4-D+0.5mg/L KT	0.004	0.027	0.004
4	1.5mg/L 2, 4-D+0.5mg/L KT	0.000	0.012	0.009
5	0.5mg/L2, 4-D+1mg/L NAA+0.5mg/L KT	0.000	0.027	0.004

① 该实验的目的是研究。
②上述实验结果说明最适合做外植体，经过过程形成愈伤组织。
（3）2，4-D作为植物生长调节剂，在生产实践中还可以应用在等方面（写出两点即可）。

植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如下图所示，回答相应的问题：

（1）为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是
。
（2）培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体
。
（3）在生产实践中为获得大量的细胞产物如：紫杉醇，可将①放入液体培养基中的经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞浮液，再经过即可获得大量细胞。
（4）组织培养过程需要植物生长和繁殖的最适条件，否则在光学显微镜下可能观察到发生异常，进而使植物出现遗传不稳定甚至不育。
（5）植物组织培养技术不仅应用于花卉、果树的快速、大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于、、等育种过程中。

(6分)下图为单克隆抗体制备流程示意图。

(1)单克隆抗体制备技术的基础是 。
(2)细胞融合是随机的过程，在HAT培养基中培养，目的是。在细胞培养过程中，培养液中需要添加无机盐，但要注意无机盐的，以保证生命活动的正常进行。
(3)为选育出能产生高特异性抗体的细胞，要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到7～10个细胞／ml，每孔滴入0.1ml细胞稀释液，其目的是。
(4)若用¹⁵N标记的氨基酸培养能产生单克隆抗体的细胞，放射性物质在细胞结构中出现的先后顺序是。

植物甲、乙是两种濒危药用植物（二倍体）。请按要求回答问题：
（1）以植物甲、乙的茎尖和叶片为材料，通过组织培养获得了再生植株，解决了自然繁殖率低的问题。这表明植物细胞具有________________。由叶片等材料形成的愈伤组织的形态结构特点是________________。
（2）植物乙自然结实率低，主要原因是花粉粒萌发后多数花粉管不能伸长。为了探索生长素对植物乙花粉管伸长的影响，某生物兴趣小组进行了课外实验，得到下表结果：

生长素浓度（mg/L）	0	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0	7.0
花粉管平均长度（mm）	0.5	3.6	5.5	6.4	5.2	3.1	0.4	0.2

请结合表中数据对实验结果进行简要分析：___________________________________
根据上述分析，可以得出的结论是：_________________________________________

美英两位科学家因为在胚胎干细胞研究方面的“基因靶向”技术获得 2007 年度诺贝尔生理学或医学奖。“基因靶向”技术是指利用细胞脱氧核糖核酸（ DNA ）可与外源性 DNA 同源序列发生同源重组的性质，定向改造生物某一基因的技术。有科研小组通过下图所示的“基因靶向”技术将小鼠棕褐色的毛色基因导入黑色纯种小鼠细胞的 ES 细胞中。请据图回答下列问题：

（1）ES 细胞来自第 3.5 天小鼠囊胚中的＿＿＿＿（填字母）细胞，理论上该细胞在功能上具有＿＿＿＿。
（2）在胚胎移植过程中，供、受体动物选择好后，要用激素进行＿＿＿＿的处理，使供、受体的生理状态相同，以保证移植的胚胎能够继续正常发育。
（3）该实验得到的带突变基因的嵌合体小鼠体内有＿＿＿＿种基因型的体细胞。
（4）取患者的淋巴细胞（脐带血细胞）作为＿＿＿＿，插入正常的外源基因后，再回输体内，以替代、修复或纠正有缺陷的基因，这种方法称为 ＿＿＿＿；但如果外源基因随机插入，会因位置效应引起紊乱，而＿＿＿＿＿＿＿＿很好地解决了这一问题。
（5）与该技术相似，将抗虫基因导入棉花细胞中后可以通过＿＿＿＿＿＿技术，大量获得抗虫棉。

产前诊断是在胎儿出生前，医生用 B 超检查和基因诊断等手段，确定胎儿是否患有某种疾病。已知抗维生素 D 佝偻病是一种 X 染色体显性遗传病（用 D 、 d 表示该对等位基因）。现有两位孕妇甲与乙，甲正常但丈夫为该病患者，乙为该病患者但丈夫正常。她们想知道胎儿是否为患者。
( 1）医生对甲询问后，只让甲做 B 超检查确定胎儿性别，因为如果胎儿为女性则＿＿＿＿＿＿＿＿，胎儿为男性则＿＿＿＿＿＿＿＿；医生对乙询问后得知该女性的父亲正常，便建议对胎儿进行基因诊断，因为乙的基因型为＿＿＿＿＿＿＿＿，她丈夫的基因型为＿＿＿＿＿＿＿＿，后代男女各有＿＿＿＿＿＿＿＿（概率）患病，所以，不能通过性别鉴定的方法来判定后代是否患病。
( 2 ）现对乙孕妇及其丈夫和他们的双胞胎孩子用同位素标记的探针进行基因诊断。检测基因 d 的探针称为 d 探针，检测基因 D 的探针称为 D 探针。先采用 PCR 方法扩增该对等位基因，然后将 PCR 产物吸附在一种膜上形成斑点，每次做相同的两份膜，分别用 D 探针和 d 探针杂交，可以观察到如下结果：

根据杂交结果，判断个体 2 和 3 的基因型分别为＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿。