高中生物动物细胞工程的常用技术综合题

为了探究苦马豆素（SW）对肝癌细胞体外生长的作用，研究员做了以下实验：
材料与用具：小鼠肝癌组织、SW、rpmi-1640培养液（用于培养癌细胞）、生理盐水、活细胞检测仪、培养皿等（说明：对动物细胞的培养过程和检测方法不做具体要求）
（1）完善实验步骤：
①配制细胞悬液：用胰蛋白酶将小鼠肝癌组织消化成单个细胞，加入________________配制成单细胞悬液，随机均分为若干组，并各组测定初始细胞数；
②实验分组：                                           ；
③培养：以上各级置于37^oC、5％的二氧化碳培养箱中分别培养；
④检测与处理：分别在24h、48h、72 h时取样检测各组存活的细胞数，求细胞存活率(细胞存活率=实验组/对照组×l00％)。请分析回答：
（2）请你设计一张表格，用以记录和处理实验数据。
（3）下图表示本实验结果的坐标曲线图，据图你能得出结论是___________。

【生物一选修3：现代生物科技专题】
生物技术已经渗入到了我们生活的方方面面，比如：
（1）目前临床用的胰岛素生效较慢，科学家将胰岛素B链的第28和29个氨基酸调换顺序，成功获得了速效胰岛素。生产速效胰岛素，需要对    （胰岛素／胰岛素mRNA/胰岛素基因／胰岛）进行定向改造。为了将改造后的分子导入受体大肠杆菌，一般需要用     处理大肠杆菌细胞，使之成为      细胞。
（2）科学家利用人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体，制作出了早早孕试纸。要获得人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体，需要先将   注射到小鼠体内，培养一段时间之后，将从小鼠的脾脏中提取出的    和小鼠的骨髓瘤细胞融合，获得杂交瘤细胞。
（3）许多不孕不育的夫妇受益于试管婴儿技术，在体外受精前，要对采集到的精子进行      处理，才能与卵子受精。受精后形成的受精卵要移入   培养液中继续培养一段时间再移植到母亲体内，早期胚胎发育到      阶段的某一时刻，会冲破透明带，称之为“孵化”。
（4）生态工程是实现         经济最重要的手段之一。在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，保护环境。另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题，其主要体现了生态工程的基本原理是    （只填一个。）

下图是细胞融合示意图，请据图回答：

（1）过程①②应使用                 处理细胞，以去除植物细胞壁。
（2）过程③叫做                 ，该过程常用的诱导方法是               。
（3）过程④是细胞壁的再生过程，与此过程密切相关的细胞器是            。
（4）⑤过程中进行的细胞分裂方式是         ，该过程先诱导细胞分裂形成         ，再由它分化形成杂种植物幼苗。
（5）若番茄细胞内含A个染色体，马铃薯细胞内含B个染色体，则番茄—马铃薯细胞内含    个染色体；若对番茄和马铃薯采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含   个染色体，若要得到可育的番茄一马铃薯，必须用      来处理幼苗。这两种方法相比，体细胞杂交方法的优点                 。

如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细胞和能正常合成胰岛素）的过程图解，请据图回答：

（1）图中所涉及的现代生物技术有   、   、   等。（至少写3个）
（2）图中①结构表示    ；选择    （时期）的卵母细胞去核后作为受体细胞构建重组细胞A。②所示的细胞是    。
（3）将健康胰岛B细胞基因导入②之前要构建   ，这是基因工程的核心，除含目的基因外，还必须含有   、   、   等。
（4）重组细胞B在一定的细胞分化诱导剂作用下，可以定向分化形成具有正常胰岛B细胞功能的胰岛样细胞，其根本原因是          。培养重组细胞B的培养液中营养成分包括       （至少写两种）。
（5）图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是        。

以下是生产抗破伤风杆菌单克隆抗体的过程示意图。据图回答：

(1)先给小鼠注射特定的抗原，一段时间后，若小鼠脾脏中抗破伤风杆菌的          检测呈阳性，说明小鼠已经通过          免疫形成了相应的B淋巴细胞。在②过程诱导B淋巴细胞与        细胞融合时，不同于诱导植物原生质体融合的方法是           。③过程需要用特定的          进行筛选，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长。
(2)在⑥过程对杂交瘤细胞体外培养时，需要满足的条件有        、温度和PH、营养和         等。
(3)通过上述方法得到的单克隆抗体可准确地诊断破伤风，其原因是该抗体具有                     等特性。
(4)另外，如果将             的单克隆抗体与放射性同位素、化学药物或细胞毒素相结合，制成“生物导弹”，注入病人体内，可以在原位杀死癌细胞，该过程利用了单克隆抗体的        。

2012年4月，世界首例转乳糖酶基因奶牛“克拉斯”在我国内蒙古大学生命科学院生物制造重点实验室诞生。2011年5月，科研人员在一头黑白花奶牛（甲）怀孕45天的一个胎儿（乙）中提取成纤维细胞，然后用病毒作运载体把乳糖酶基因转到该细胞中，接着再将该细胞注入到去核的卵母细胞中，再在体外将该杂合细胞培养成早期胚胎，然后将胚胎移植到代孕母牛（丙）的子宫内，283天后，代孕母牛正常分娩，“克拉斯”就此诞生；科研人员预期，“克拉斯”所产的牛奶中，乳糖含量将大大降低，这样的牛奶适合于乳糖不耐症的人群的饮用。
（1）人类婴幼儿时期以乳汁为食，此时小肠上皮细胞是能够产生乳糖酶的，但成年后乳汁摄入很少，尤其在亚洲人群中，乳糖酶基因的表达受到抑制，这体现了基因表达在      上的差异。
（2）“克拉斯”是否是一头真正的转基因牛，可以对其基因进行检测，检测的原理是        。
（3）“克拉斯”转入的目的基因是         ，该基因只在           细胞中表达。
（4）将早期胚胎移植到代孕母牛（丙）子宫内时，必须对丙注射      ，使其子宫适合于胚胎的着床，囊胚时期的         细胞发育为胎膜和胎盘，可与子宫建立正常的生理和组织联系。
（5）培育“克拉斯”的生殖方式为_________________________。“克拉斯”的培育过程涉及的生物技术主要有________________________________。（至少答两点）

【现代生物科技专题】
某研究小组进行药物试验时,以动物细胞为材料,测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种,甲为骨髓瘤细胞,乙为经免疫过的正常浆细胞。请答题:
（1）将数量相等的甲和乙分别置于培养瓶中培养,培养液及其它培养条件均相同且适宜。一段时间后,观察到的现象是                        。
（2）动物细胞培养需要满足一定的条件，下列有关表述正确的有        （选择填写下列条件前的序号）。
①对培养液和培养用具进行无菌处理，在细胞培养液中添加一定量的抗生素，定期更换培养液，这些做法都有利于提供一个无菌无毒的培养环境
②在使用培养基时，通常需加入血浆等天然成分
③所有动物细胞培养的适宜温度均为36.5 ± 0.5℃，多数哺乳动物细胞生存的适宜pH为7．0左右
④动物细胞培养所需的气体只是O₂，因为O₂是细胞代谢所必需
⑤培养液中需添加一定浓度和比例的生长素与细胞分裂素，以诱导细胞脱分化和再分化
（3）药物试验需要大量细胞，甲不适合用于试药的理由是：      。乙不适合用于试药的理由是    。
（4）令甲乙细胞融合，所获杂交细胞在体外培养条件下，具有         的特点。
（5）已知癌细胞中X基因过量表达与骨髓瘤的发生密切相关。要试验一种抗肿瘤药物Y对甲生长的影响，可将甲分为A、B两组，A组细胞培养液中加入        ，B组细胞培养液中加入无菌生理盐水，在相同且适宜条件下培养一定时间后，从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测X基因在A、B两组细胞中
的                 合成水平的差异,以确定Y的药效。

“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__________________________。

[生物－选修3：现代生物科技专题]研究发现，转基因抗虫植物能杀死昆虫的原理是该基因控制合成的蛋白质被昆虫取食后，在消化道中被蛋白酶水解后产生具有毒性的活性肽，与昆虫细胞上的受体结合，使渗透压失衡，导致昆虫死亡。下图表示利用细菌中抗虫基因获取抗虫玉米的部分过程。其中①—⑧表示操作流程，a、b表示分子，c—e表示培养过程,其中d过程表示细菌与玉米细胞混合培养。(括号内填编号，横线上填字母或文字)

(1)在图示的过程中，涉及到的生物技术包括基因工程和____             __。
(2)在图示过程中，需要用到限制酶的是流程[     ]            
(3)在流程⑤中，细菌不断分裂产生更多细菌，该步骤的主要目的是___________。
(4)从细胞、个体水平判断该基因工程成功的依据分别是   ___、 ____   。
(5)结合题意，分析美国批准种植该转基因抗虫玉米的生物学原理：____________。

研究人员发现肝细胞能解除甲醛毒害，为验证肝脏的这种功能而进行了相关实验。
（1）研究人员获取动物肝脏后，一般要先剪碎组织，然后用          处理，将肝细胞配制成动物细胞悬液。
（2）研究人员设计实验分组如下：

组别[	培养环境	肝脏悬浮液
A组	含1.0mmol/L甲醛的肝脏培养液	5ml
B组		0ml
C组	不含甲醛的肝脏培养液

①表中B组的培养环境是     ，C组所加肝脏悬浮液的体积为      ，实验中的对照组是         （填A、B、C）。
②研究人员将实验结果绘成如下曲线：

曲线        是C组实验的结果，说明肝细胞在代谢过程中会                    。实验结果表明：                               。
（3）研究发现一定浓度的甲醛可诱发染色体断裂，为进一步验证肝脏的解毒功能，研究人员同时进行了如下实验：
①取新培养的具有              能力的正常淋巴细胞悬液3等份，备用。
②按上表的实验设计培养肝脏15分钟后，取三组装置中的               ，分别加入备用的淋巴细胞悬液中继续培养一段时间。再分别取淋巴细胞染色、制片。然后在显微镜下找到              的细胞，观察              ，并对比分析。
③预测实验结果：添加了         组中的肝脏培养液的淋巴细胞出现异常，而其他两组的淋巴细胞正常。

2005年11月12日上午9点，济南军区总医院专家将台湾同胞捐献的造血干细胞缓缓输人大陆白血病患者巩中卫的体内。白血病是一种恶性血液病，目前主要通过骨髓移植治疗白血病，而造血干细胞配型是骨髓移植能成功的关键。
(1)白血病等恶性肿瘤细胞具有能够                、形态结构发生改变以及细胞膜上          等物质减少导致在体内易                   的特征。
(2)据调查1930年至l990年男性肺癌的死亡率逐年提高，从人类生活习惯分析可能是由于吸烟      导致                         被激活,从而使正常细胞发生癌变。
(3)干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞能通过        和        形成各种组织器官，表明胚胎干细胞具有               性。

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：
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__________。
上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指                                 (2分)。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           。(2分)
（3）这种杂种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。

直接消灭入侵的病原体，或直接清除体内出现的衰老、破损或异常细胞要依靠免疫调节。下图甲表示淋巴细胞起源以及特异性免疫发生的过程示意图解(其中字母表示不同种类的细胞)。下图乙表示单克隆抗体制备流程示意图。请分析回答下面的问题：
   
（1）免疫系统是由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质组成，其中免疫活性物质包括              （答出三种）。
（2）图甲中具有分裂分化能力的细胞有             。在体液免疫中具有识别能力的细胞有       （用字母表示）。
（3）图甲中通过基因治疗改造血友病女患者的A细胞，她的儿子             （会或不会）患血友病。
（4）与初次免疫比较，当机体再次接触相同抗原时免疫的特点是       。
（5）图甲中B细胞也在非特异性免疫中发挥作用，当B细胞参与非特异性免疫时，其发挥作用与     有关。
（6）图乙流程中重要的技术手段有           ，其中的筛选与检验包括                       。

【生物一选修3现代生物科技专题】右图为单克隆抗体生产过程示意图，请据图回答问题：

（1）与诱导植物原生质体融合不同的是，②过程还可以使用____         诱导融合。②过程诱导后，用选择性培养基筛选出杂交瘤细胞。
（2）再经过③               （填筛选方法）筛选得到的能分泌专一抗体的杂交瘤细胞注入到小鼠腹腔中，一段时间后从小鼠       中就可以提取大量的鼠源性单克隆抗体。
（3）给某患者连续隔周注射某种鼠源性单抗治疗一种病毒感染性疾病，开始病毒量明显减少，一段时间后，病毒量又开始上升，上升的原因可能是病毒发生了         ，也可能是人体产生了能与鼠源性抗体特异性结合的抗体，使鼠源性单抗不能发挥抗病毒的作用。
（4）研究人员可应用                工程，改造鼠源性单抗分子的结构，降低人体对鼠源性单抗的免疫反应。

2014年埃博拉病在非洲蔓延，我国派出医疗队首次在境外组建医院，帮助治疗埃博拉疫情。
（1）研究表明，埃博拉病毒侵入机体后，通过靶向感染、破坏吞噬细胞等，使其不能暴露病毒的，以致感染信息不能呈递给，阻止正常激活细胞免疫和体液免疫应答过程，导致机体对该病毒的免疫功能下降。因此，病毒在体内快速增殖、致病。
（2）对志愿者接种埃博拉试验疫苗后，机体免疫系统能产生相应抗体，还能产生的免疫细胞有。
（3）用埃博拉病毒的某种蛋白免疫小鼠，通过技术获得杂交瘤细胞，用于生产单克隆抗体治疗该病。