高中生物动物细胞工程的常用技术综合题

【生物-选修3现代生物科技专题】
如图是利用现代生物共程技术治疗遗传性糖尿病（越因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素）的过程图解，请据图回答：

(1 )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违重组细胞A。②所示的细胞是      。
(2)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；上图治疗糖尿病的操作过程称为    。
(3 )重组细胞B在一定的 作用诱导下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                              。

【生物选修3：现代生物科技专题】阅读如下材料，回答问题：
材料1：某研究小组对小鼠的肝肿瘤细胞（甲）和正常肝细胞（乙）进行培养。
材料2：基因敲除是通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术。
(1)材料1属于_______________工程范畴。制备肝细胞悬浮液时剪碎肝组织，再用______________处理，肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的C0₂中，其主要作用是_______________。为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的_________________。
(2)材料2属于基因工程的范畴。将某基因插入到基因表达载体的目的基因中，使目的基因____________，通过________技术导入ES细胞中。观察基因敲除前后生物体性状的变化，可以研究目的基因（敲除基因）的__________；敲除抗原决定基因，还可获得适合人体移植的其他动物器官，减弱或消除___________。

【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在使用合成培养基时，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，甲乙看来都不适合用于试药，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。

下图是制备分泌抗X抗体的过程，根据图解回答问题：

（1）给小鼠注射抗原的目的是                。
（2）在单克隆抗体制备过程中之所以选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，是因为它们融合后的杂交瘤细胞具有
和          的特性。
（3）由图中可看出，单克隆抗体制备过程运用了        和        的动物细胞工程技术手段，前者常用的诱导剂与植物原生质体融合不同的是             。
（4）动物细胞培养液的配方通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素等，与植物细胞培养基有所不同的是，还含有               。
（5）在动物细胞融合过程中，需要将所选取的组织细胞离散开，以利于细胞融合，可用        处理离体组织细胞使之分散开。
（6）图中有两次筛选过程，其中步骤④的目的是筛选出                         ，步骤⑤⑥的目的是筛选出                             。

下图所示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题：

（1）要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。激素主要为_________和_______两类植物激素。
（2）此过程依据的原理是_____________，应用的技术是_____________，繁殖方式为__________
（3）A和B阶段主要进行的分裂方式是_______，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞________等。
（4）此过程要无菌操作，主要是指对______进行灭菌消毒，B阶段需要光照，原因是_____________。
（5）试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因________的结果。
（6）愈伤组织的特点为____________________________________。

【生物——选修3：现代生物科技专题】2013年7月，中国试管婴儿之母——卢光琇教授与研究伙伴共同宣布全球首批经全基因组测序的PGD/PGS试管婴儿在长沙诞生。新技术的突破意味着通过设计试管婴儿解决部分不孕不育问题的同时，部分肿瘤疾病、遗传性疾病的家族性遗传也将有望避免。
（1）设计试管婴儿时为了提高受孕率，胚胎移植时多采用多胚胎移植，因此需要用            处理促进母亲排出更多的卵子。
（2）胚胎发育的卵裂期在         （填“透明带”或“放射冠”）内进行。受精卵经72小时体外培养发育成由32细胞左右的胚胎，叫做       ，可用于胚胎移植。
（3）为了某些需要，需对胚胎的性别进行鉴定。目前最有效最准确的方法是SRY－PCR法，操作的基本程序是：从被测的囊胚中取出几个        （填“滋养层”或“内细胞团”）细胞，提取DNA；然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段碱基作       ，以               为模板进行PCR扩增；最后与SRY特异性探针出现阳性反应者，胚胎为         性。
（4）设计试管婴儿、克隆人等都是引起人们广泛争论的问题。我国不反对治疗性克隆，即可利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病，在去除卵母细胞的细胞核时，可用微型吸管把位于       和        之间的第一极体一并吸出。

[生物—选修3：现代生物科技专题]胚胎工程和基因工程目前在生物技术中发展较快，回答下列问题：
(1)在哺乳动物的核移植实验中，一般通过         （物理方法）将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育，当胚胎发育到     阶段时，将胚胎植入另一雌性（代孕）动物体内。  
(2)在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行       处理。另外，培养的卵母细胞需要发育至            ，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。
(3)利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是         .
(4)若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、       、终止子、标记基因和复制原点等。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的     （填“受精卵”或“乳腺细胞”），导入方法是      。

（朝阳期中）下图表示应用现代生物技术制备H7N9病毒单克隆抗体的流程。请回答下列问题：
 
（1）①过程表示            过程；②过程用到的工具酶是                 ，其作用部位是下图中的         （填字母）。
 
（2）对于转基因成功的细胞I还要进行培养和             检测，经多次筛选从而得到细胞Ⅱ。细胞Ⅱ的特点是                                      。

本题由两个小题组成：
I．为研究细胞分裂周期所经历的时间，科学家应用³H-TdR（氚标记胸苷）短期饲养植物愈伤组织细胞（10个细胞），数分钟到半小时后，将³H-TdR洗脱，置换新鲜培养液继续培养。随后，每隔半小时定期测定带标记的细胞数（见图l。假定洗脱后的细胞分裂中，如果两条姐妹染色单体中只有一条染色单体带有标记时，则姐妹染色单体分开后总是带有标记的染色体移向同一极）。统计带标记细胞数占总细胞数的比例，结果如下图2所示。

(1)从图可知，培养的10个细胞是____       （填同步或非同步）进入细胞分裂周期的；一个细胞周期所经历的时间约是___   _h。
(2) ³H-TdR开始掺入DNA分子的区段是____(填AB或BC或CD)；着丝点分裂姐妹染色单体分开分别向两极移动过程，发生两次的区段是____（填BC或CD或FG）。
Ⅱ．玉米、高粱等C4植物含有与CO₂亲和力高约60倍的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，因而比水稻、小麦等C3植物光合作用能力强。科学家应用PCR方法从C。植物高梁的基因组中分离出磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因，构建重组的表达载体后，利用农杆菌介导的方法转入小麦体内。这种转基因小麦光合作用强度明显提高，千粒干重明显增加。
(1)应用PCR方法从C₄植物高粱的基因组中分离出磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因，需要知道磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因两端的一部分核苷酸序列，以便根据这一序列合成两种     _______   。
(2)植物光合作用的强度，简单地说是指植物______________的数量。植物光合作用的暗反应阶段，二氧化碳中碳原子的转移途径是_________________________。
(3)下图表示转基因小麦（导入磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的小麦）和非转基因小麦（未导入磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的同品种小麦）在不同C0₂浓度和光照强度条件下C0₂的同化量。

①从图甲可知，转基因小麦能利用___________，这是因为转基因小麦体内含有__________________。
②如果是干旱地区，适合栽种_______________小麦；多施有机肥更能提高______________小麦的产量。

(15分)运用动物体细胞杂交技术可实现基因定位。研究发现：用人体细胞与小鼠体细胞进行杂交得到的杂种细胞含有双方的染色体。杂种细胞在持续分裂过程中仅保留鼠的染色体而人类染色体则逐渐丢失，只剩一条或几条。下图是人的缺乏 HGPRT 酶突变细胞株（ HGPRT ^-）和小鼠的缺乏 TK 酶细胞株（ TK ^-）融合后并在 HAT 培养液中培养的过程，结果表明最终人的染色体在融合细胞中仅存有 3 号染色体或17 号染色体或两者都有。已知只有同时具有 HGPRT 酶和 TK 酶的融合细胞才可在 HAT 培养液中长期存活与繁殖。

（1）体细胞杂交克服了             ，过程①常使用的方法是                   。细胞融合完成的标志是                      。
（2）过程②中，为了防止细菌的污染，所用培养液应该添加一定量的             ，此外还要定期用        处理细胞，使贴壁生长的细胞脱落形成细胞悬液。
（3）从实验中所起的作用可以判断HAT培养基是一种             培养基。
（4）从图示结果看，可以确定人的基因TK 酶位于17号染色体；该方法是否可以对鼠基因定位，为什么？                。

下列图1表示利用生物技术制备抗X的单克隆抗体的过程；图2表示体外受精培育优质奶牛的过程；图3表示番茄和马铃薯植物体细胞杂交和再生植株的过程，请据图回答：

（1）图1中注射到小鼠体内的物质是          。融合后的细胞经过多次筛选才能获得理想的细胞，这种细胞的特点是       。该过程所用的生物技术有         。
（2）图2中参与体外受精的精子需要经过成熟和        的过程，才能与卵细胞受精。 若要获得多头与此优质奶牛相同的小牛，可对图2囊胚中的        均等分割后进行胚胎移植，暂不移入的胚胎可使用          方法保存。
（3）图3中过程①是获得          的过程，该过程所用的酶是      。

苦马豆素(SW)最早是从植物灰苦马豆中分离获得，为了研究SW是否具有抑制肿瘤细胞生长的作用，许多学者做了大量研究，实验过程及实验结果如下：

①取小鼠肝癌Hepal-6细胞。
②制成单细胞悬液，等量接种于多孔板，加入等量培养液，每组设5个平行孔。
③于37℃、5％CO₂培养箱中培养24 h。
④加入等量不同浓度的SW溶液，于37℃、5％CO₂培养箱中培养。
⑤分别在24 h、48 h、72 h时吸取培养液，观察记录结果，得到不同浓度的SW对细胞存活率的影响曲线如图所示。
⑥将培养48h的培养液离心，细胞染色，在荧光显微镜下观察拍照，记录正常细胞和凋亡细胞的数目，并采用免疫荧光细胞技术检测细胞凋亡蛋白Bax和Bcl-2的表达量状况，汇总统计结果如下表。
培养48h后细胞数目及凋亡蛋白Bax和Bcl-2的表达状况

SW（μg/ml）	癌细胞数目	凋亡细胞数目	Bax蛋白	Bcl-2蛋白
2	+	++++	++++	+
1	++	+++	+++	++
0.5	+++	++	++	+++
0	++++	+	+	++++

注：“+”的数量表示相对值的大小
回答下列问题：
（1）实验中首先将小鼠肝癌Hepal-6细胞制成单细胞悬液，于37℃、5％CO₂培养箱中培养的目的是                 。培养箱中要有适量的无菌空气，原因是              。肝癌细胞悬液中细胞有悬浮生长的特征，可能的原因是                         。
（2）实验中利用多孔板培养时，每组设置5个平行孔同时进行培养，计数后统计平均值是为了                       。
（3）分析图中曲线可知，SW对肝癌Hepal-6细胞的作用效果是：①                    
            ；②                                                       。
（4）表中结果说明SW可以诱发细胞          ，从而抑制肿瘤细胞生长，从分子水平上分析，SW可能是导致癌细胞内              的合成量增加。

(15分)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在使用合成培养基时，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，甲乙看来都不适合用于试药，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。

(15分)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在使用合成培养基时，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，甲乙看来都不适合用于试药，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。

植物组织培养技术被广泛应用于无病毒植株培育、育种、人工种子的铡各及获得植物次生代谢产物等生产生活实际。结合右下图中番茄植株的培育过程，回答相关问题：

（1）①过程中通常使用                    酶来获取植物细胞原生质体，此处使用的外界溶液浓度不宜过小，以防止细胞原生质体                          。
（2）铺平板类似于微生物接种，平板培养基中添加蔗糖的目的除了调节渗透压外，还有           的作用。
（3）图中属于再分化的过程是                （填序号）。
（4）多倍体番茄植株所结果实中维生素含量更高，若想培育多倍体番茄，可选择在图中的过程③中添加                （物质）进行处理，也可以选择在过程⑥中添加一定浓度的                （物质）进行处理。
（5）植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的                 特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。
（6）“人工种子”大体由胚状体，包埋胚状体的胶质以及人造种皮等3部分组成，包埋胚状体的胶质中富含有机营养，这是因为胚状体在萌发初期不能进行                  ，为了满足胚状体代谢的需求，“人造种皮”则必须具有良好的透水、                     的性能。