细胞工程专题训练.docx
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细胞工程专题训练
细胞工程专题训练
姓名：
___________班级：
___________
一、非选择题
1．下表数据为科研人员实验测得体外培养的某种动物细胞的细胞周期（分裂间期包括G1期、S期和G2期，M期为分裂期）各阶段时间（单位：
小时），请回答下列问题：
周期
G1
S
G2
M
合计
时长（h）
10
7
305
1.5
22
（1）若在上述细胞的培养液中加入过量的DNA合成抑制剂，处于____期的细胞立刻被抑制，再培养________小时，其余细胞都将被抑制在G1期与S期的交界处。
（2）S期的启动需要某种蛋白质分子作为启动信号，该蛋白质在S期之前合成并存在于S期全过程中。
若将S期和G1期细胞融合，则G1期细胞核进入S期的时间将_______（填“提前”“不变”或“延迟”）。
（3）若在培养过程中将适量的3HTdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷）和某促进细胞分裂的药物加入到培养液中，培养一段时间，可观察和测量到G2期________（填“变长”或“变短”）。
（4）处于M期细胞中的纺锤体是由细胞两极的_____发出。
在M期，消失后又重新出现的细胞结构是________。
若要在光学显微镜下观察M期的各时期特征，需用龙胆紫溶液使细胞中的________着色。
（5）下表为科研人员全部20次实验的数据汇总表。
（注：
每次计数50个细胞，实验条件与观察计数方法相同）根据上表数据可估算出该种细胞一个周期中前期的时长为________。
（保留两位小数）
2．[生物——选修3：
现代生物科技专题]家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力，科学家将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可以提取干扰素用于制药。
请回答下列相关问题：
（1）进行转基因操作前，需用_________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。
在培养动物细胞时，培养液中需要通入CO2，作用是_________。
（2）为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的_________和___________之间。
（3）采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。
PCR反应体系的主要成分应该包含：
扩增缓冲液（含Mg2+）、水，4种脱氧核苷酸、模板DNA、能量、____和______。
（4）利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴满瓶壁的细胞会产生________现象。
通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以增大_________，从而增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。
3．研究发现，Graves病（GD）患者的甲状腺细胞会表达大量细胞间粘附分子I（ICAM—1），导致甲状腺肿大，进而引起甲状。
科研人员通过自备单克隆抗体，对治疗GD进行了尝试。
（1）为检测注射ICAM-1的小鼠体内是否产生相应的抗体，需在多孔培养板中加入ICAM—1和_________，依据反应结果，选出_____________反映最强的培养孔所对应的小鼠继续实验。
（2）在培养骨髄瘤细胞和小鼠脾脏细胞时，培养箱中的气体环境要求是含_____________的气体；然后可通过一定手段让这两种细胞融合，融合完成后，融合体系中会出现多种类型的细胞，原因是_____________。
（3）融合体系中的B淋巴细胞不需要利用选择培养基进行筛选，经多次传代培养后就不能存活，原因是__________。
而融合体系中的其它细胞，还需进行两次筛选，首先用HAT培养蕋筛选出具有_______能力的杂交瘤细胞；然后将这些杂交瘤细胞放在多孔培养板上培养，用ICAM-1检测，筛选出__________的杂交瘤细胞。
4．下图为小白鼠的胚胎干细胞分化示意图。
请回答：
（1）图中分化程度最低的是_________。
在体外培养条件下，培养液中加入________因子，可诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。
科学家将小鼠已分化体细胞的细胞核移入卵母细胞质中，培育出“克隆鼠”，这里用卵母细胞的原因是：
__________________________________________。
直到今天也不能用类似_________（某种植物细胞工程的技术手段）的方法直接获得完整的动物个体。
因此，培育“克隆鼠”过程，实际是通过________（某种动物细胞工程的技术手段）来实现的。
（2）在培育转基因鼠的过程中，人们将关键基因通过逆转录病毒转入小白鼠的成纤维细胞，使其变成多功能干细胞。
在该技术中，逆转录病毒是关键基因进入成纤维细胞的________，它能够携带外源基因进入受体细胞。
（3）在制取单克隆抗体过程中，用_________细胞与骨髓细胞融合，经多次筛选最终得到能分泌_____________的杂交瘤细胞。
5．紫杉醇是从红豆杉属植物中提取的最有效的抗癌制剂之一。
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工栽培的南方红豆杉，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1。
表1南方红豆杉树木各部位紫杉醇含量（％，w/w）
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（％，w/w）
①该实验的目的是研究________________________________________（2分）。
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）。
6．如图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：
（1）步骤①是去掉，该步骤最常用的方法是来处理。
（2）步骤②一般常用的化学试剂是，目的是。
（3）在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是，其中步骤④相当于，步骤⑤相当于再分化。
（4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株。
从理论上讲，该杂种植株是可育的，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于。
7．如图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计生产破伤风杆菌抗体的实验方案。
请据图回答问题。
（1）该方案不能达到预期效果吗,原因是。
（2）图中②为过程,常用灭活的病毒作为诱导剂。
该细胞继承了双亲细胞的遗传物质，因此，不仅能大量繁殖，还有产生特异性抗体的本领。
（3）在制备破伤风杆菌抗体的过程中，进行了两次筛选，其目的不同，②是通过筛选获得，④是通过筛选获得。
（4）破伤风杆菌的抗体最终可从或小鼠腹水中提取。
8．如图是治疗性克隆时获取病人胚胎干细胞的过程，请回答下列问题。
（1）图中细胞①是病人的体细胞（如皮肤细胞），细胞②往往是处于_________期的卵母细胞，去除其细胞核时，可用微型吸管把位于__________________之间的第一极体一并吸出。
（2）使用去核的卵母细胞原因是_____________________________________________。
（3）胚胎干细胞是由______或_______分离出来的一类细胞，功能上具有___________。
ES细胞在______________上，或在添加__________的培养液中，能够维持不分化的状态。
9．【生物--选修3：
现代生物科技专题】世界上第一只克隆绵羊“多利”的培育程序如图所示，请看图后回答：
（1）写出图中a、b所
指的细胞工程名称：
a，b。
（2）继植物组织培养之后，克隆绵羊的培育成功，证明动物细胞也具有。
（3）“多利”面部的毛色是，性别是，请根据遗传学原理说明判断的原因是。
（4）实施细胞工程a时，所需的受体细胞大多采用动物卵细胞的原因是。
10．动物的淋巴细胞（脾细胞）虽然能够合成特异性抗体，但可惜它不能够在体外繁殖，所以始终只是一份“自身之物”，没有多大作为。
另一方面，癌细胞（如骨髓瘤）却刚好相反，它本身虽然不能产生抗体，也没有什么用处，可是却能在体外长期生长无限增殖。
1975年，英国剑桥大学分子生物学实验室的科勒和米尔斯坦别出心裁，把小鼠的淋巴细胞（脾细胞）和小鼠的骨髓瘤细胞融合起来，成为一株杂交瘤细胞。
这个杂交瘤，由于融合了两家之长，因此不但能稳定地分泌抗体（这是淋巴细胞的特点），而且也能在体外稳定地繁殖（这是肿瘤细胞的专长），于是第一次实现了在体外大量产生抗体的愿望，如下图所示。
（1）淋巴细胞能与骨髓瘤细胞融合成一个细胞，两种细胞膜也能“融合”在一起，说明细胞膜。
（2）单克隆抗体的准确定义应为
A.一类特殊抗体B.无性繁殖系C.单一抗体细胞的无性繁殖系D.单一抗体细胞的有性繁殖系
（3）杂交瘤细胞繁殖进行的是分裂，其遗传性状。
（4）单克隆抗体注入体内后可以自动追踪抗原（病原体或癌变细胞等）并与之结合，而绝不攻击任何正常细胞，故称为“生物导弹”，这是利用了。
11．蓝莓中富含的花青素能有效地改善视力。
下图为科学家利用植物组织培养的方法，大量培养蓝莓具体流程的文字图解。
请回答下列问题：
（1）对蓝莓进行组织培养所利用的生物学原理是,整个培养过程需要在条件下进行。
（2）该过程所用的MS培养基的主要成分包括大量元素、微量元素和有机物，此外，常常需要添加。
所用的培养基必须彻底灭菌，常用的灭菌方法是。
（3）图中蓝莓组织要经过消毒处理后，才能进行培养。
其①过程中细胞的分化程度会
（选填“升高”或“降低”或“不变”）。
（4）培养基中生长素和细胞分裂素的用量比会影响细胞分化的方向，其比值较高的过程是（填“②”或“③”）。
（5）蓝莓花青素（在中性或碱性溶液中不稳定，在60℃以下的热稳定性较好）的提取，可用溶剂萃取法，考虑到色素提取液作为食品添加剂的安全性问题，在下述方案中，你认为较好的方案是（填序号）。
①清水+甲醇②盐酸+乙醇③柠檬酸+丙酮④柠檬酸+乙醇
（6）含花青素的粗品经真空干燥（可使水的沸点降至40℃）制成成品。
采用该方法的主要原因是。
12．（12分）【生物——现代生物科技专题】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_______技术制备的杂交瘤细胞，可用于制备单克隆抗体。
与体内抗体相比，单克隆抗体具有理化性质单一、______、可大量制备等优点。
（2）干扰素、胰岛素等物质可以通过工程菌来大量生产。
该技术中目的基因和运载体要用同种_______切割，以产生相同的_____。
（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______，使其超数排卵。
（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。
在此过程中通入CO2的目的是________，在培养液中加入_______酶，可防止细胞出现接触抑制现象。
13．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：
_________________________________。
14．（10分）下图为某动物细胞（2N）亚显微结构示意图，据图回答下列问题（[]中填序号）：
（1）该细胞进行新陈代谢的主要场所是[]＿＿＿＿＿。
（2）若该细胞被某病毒寄生，则合成病毒衣壳粒成分的场所是[]＿＿＿＿＿。
（3）若该细胞是睾丸中的某个处于分裂周期中的细胞，你将看到的染色体数目最多为＿＿（填2N、4N或8N）。
（4）若该细胞是人体肝细胞，则接受胰岛素信号刺激的物质是＿＿＿＿＿。
（5）若该细胞是杂交瘤细胞，在大量培养过程中培养液必需含有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等物质（除水以外，至少写2种）。
15．克隆羊的成功轰动世界，它不仅奠定了疾病克隆性治疗的基础，又解决了器官移植中供体不足的问题，同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。
下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用，请据图回答：
（1）图中所涉及的现代生物技术有________和________等。
若让动物1能够产生出人体胰岛素，还需要的技术是____________________________________。
（2）图中两个克隆动物长大后，各方面特征与雄性动物相同，这说明________具有全能性，早期胚胎发育在________阶段以前的细胞都是全能细胞。
（3）使用培养基进行胚胎干细胞培养时，通常要加入________等天然成分，除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中，还需要保证细胞生活所需的________。
（4）图中“从内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，一般用________处理内细胞团，使之分散成单个细胞。
16．（10分）如图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细胞融合和再生植株的过程，请据图回答下面的问题。
（1）在图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，此类细胞的特点是________。
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，才能使卵细胞受精。
若要获得多头与此优质奶牛相同的小牛，可对图2中囊胚中的________均等分割后进行胚胎移植。
以上技术是在________（填“体内”或“体外”）完成的。
（3）图3中过程①是植物细胞形成______的阶段，该阶段所用的酶是________。
在形成再生植株的过程中与组织培养有相似之处的步骤是________。
17．生物导弹是一种专门对小细胞肺癌产生特定靶向性的特异性单抗隆抗体。
注入静脉后，会“直扑”小细胞肺癌病灶，使其携带的肿瘤化疗药物能“集中火力”抑制、杀灭肿瘤细胞。
这预示着化疗药物有望弥补“良莠不分”、损害自身免疫力的缺陷。
（1）制备单克隆抗体过程中，小鼠必须经过_______才能获得所需要的淋巴细胞，杂交瘤细胞的特点是________________________________________。
（2）在制备杂交瘤细胞的过程中需要经过两次筛选，两次筛选的目的分别是________________、__________。
（3）杂交瘤细胞产生的单克隆抗体注入静脉后能够“直扑”肿瘤细胞，原因是______。
（4）单克隆抗体与肿瘤细胞特异性结合后，其携带的药物作用于肿瘤细胞使之发生_____，从而消灭肿瘤细胞。
18．自然界中有一种含有叶绿体的原生动物——眼虫，这说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活。
某同学提出问题：
“动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？
”他尝试设计出如图所示的实验方案。
结合实验方案回答问题：
实验原理：
根据眼虫的特点，动物细胞和植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的。
实验步骤如下：
（1）①中选的植物材料细胞中，必须有的细胞器是_____。
（2）③过程所用的酶是________。
（3）④过程除了用电激之外，还可以用_________等作为诱导因素（答出两种）。
（4）⑤过程中动物细胞体外培养需要满足的条件是无菌无毒的环境、_________。
（5）在整个实验过程中，要强调所用的器械的灭菌和无菌操作，原因是各种杂菌可以在培养基上面迅速生长，培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和________争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量________导致培养物迅速死亡。
19．下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点。
下图是转基因抗病香蕉的培育过程，含目的基因的外源DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。
请回答下列问题：
（1）用图中的质粒和目的基因构建重组质粒，不能使用SmaI酶切割，原因是__________________________________________。
（2）构建含目的基因的重组质粒A时，选用BamhHI和HindⅢ酶对_______和_______进行切割，可以防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化。
（3）①〜⑤中存在碱基互补配对的是____________。
（4）香蕉组织细胞具有__________，因此，可以利用组织培养技术将导入目的（抗病）基因的香蕉组织细胞培育成植株。
图中④、⑤依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的_________、____________。
培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加_________和__________以诱导外植体完成④、⑤生理过程，培养成完整的植物体。
在形成愈伤组织的过程中，细胞的新陈代谢类型是_____________。
（5）如何检测图示过程最终是否取得成功？
____________________________。
参考答案
1．
（1）S15
（2）提前（3）变短（4）中心体;核膜、核仁;染色体（5）0．75h
【解析】
（1）DNA的合成在S期，当在培养液中加入过量的DNA合成抑制剂时，DNA合成被抑制，即S期的细胞立刻被抑制；若使所有细胞都停留在G1、S期交界处，则刚完成DNA复制的细胞需要经过G2、M和G1，共需要15小时．
（2）将S期和G1期细胞融合后，G1期的细胞中含有作为启动S期信号的蛋白质，使G1期的细胞比正常培养下提前进入S期．
（3）促进细胞分裂的药物将会使细胞周期缩短，因此G2期变短．
（4）在电镜下观察处于M期的动物细胞，中心体发出星射线形成纺锤体．在M期，消失后又重新出现的细胞结构是核膜和核仁（前期消失，末期重建）．若要在光学显微镜下观察M期的各时期特征，需用龙胆紫溶液使细胞中的染色体着色．
（5）分裂前期占细胞周期的比例=34/（932+34+14+20）×100%=3．4%，因此分裂前期的时长约为22×3．4%≈0．75h。
【考点定位】细胞有丝分裂不同时期的特点
【名师点睛】有丝分裂不同时期的特点：
（1）间期：
进行DNA的复制和有关蛋白质的合成；
（2）前期：
核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；（3）中期：
染色体形态固定、数目清晰；（4）后期：
着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；（5）末期：
核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2．胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）维持pH值的稳定启动子终止子TaqDNA聚合酶（热稳定DNA聚合酶）引物接触抑制增大细胞贴壁生长的附着面积
【解析】试题分析：
梳理动物细胞培养、基因工程的相关知识，从题意中提取有效信息，进行相关问题的解答。
（1）为使动物组织分散开，获得单个细胞，通常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。
在培养动物细胞过程中，培养液中通入的CO2的作用是：
维持pH值的稳定。
（2）启动子位于目的基因的首端，终止子位于目的基因的尾端，因此在构建基因表达载体时，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的启动子和终止子之间。
（3）采用PCR技术扩增目的基因时，PCR反应体系的主要成分应该包含：
扩增缓冲液（含Mg2+）、水、4种脱氧核苷酸、模板DNA、能量、TaqDNA聚合酶（热稳定DNA聚合酶）和引物。
（4）动物细胞离体培养时，贴满瓶壁的细胞会产生接触抑制现象。
通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以增大细胞贴壁生长的附着面积，从而增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。
3．免疫小鼠的血清抗原-抗体（或“阳性”）95%的空气和5%的CO2细胞融合是随机的，且融合率达不到100%B细胞不能无限增殖无限增殖能大量产生抗ICAM-1抗体
【解析】分析：
单克隆抗体的制备过程：
首先用特定抗原注射小鼠体内，使其发生免疫，小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞，再利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞，最后由筛选出的杂交瘤细胞产生大量的单克隆抗体。
单克隆抗体制备过程中的两次筛选：
第一次筛选：
利用特定选择培养基筛选，获得杂交瘤细胞，即AB型细胞（A为B淋巴细胞，B为骨髓瘤细胞），不需要A、B、AA、BB型细胞；第二次筛选：
利用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选，获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
详解：
（1）根据题意分析，用ICAM-1作为抗原间隔多次免疫若干只小鼠，几周后取这些免疫小鼠的血清，分别加入多孔培养板的不同孔中，多孔培养板中还需加入ICAM-1以检测这些小鼠产生的抗体。
依据反应结果，选出阳性（或“抗原-抗体”）反应最强的培养孔所对应的小鼠M。
（2）动物细胞培养需要一定的气体环境，即95%的空气和5%的CO2；由于细胞融合是随机的，且融合率达不到100%，所以融合完成后融合体系中会出现多种类型的细胞。
（3）由于B淋巴细胞是高度分化的动物细胞，不能无限增值，经过多次传代培养后就不能存活了，因此不需要利用选择培养基进行筛选；根据以上分析已知，在单克隆抗体的制备过程中经过了两次筛选，第一次是筛选出具有无限增值能力的杂交瘤细胞，第二次是筛选出能够分泌特异性抗ICAM-1抗体的杂交瘤细胞。
点睛：
解答本题的关键是掌握单克隆抗体的制备过程，明白细胞融合与否是随机的，明确该过程中两次筛选的目的的不同的。
4．⑴胚胎干细胞分化诱导（2分）卵母细胞可以给它提供表达全能性的环境（2分）植物组织培养（动物体细胞）核移植⑵运载体（2分）⑶效应B淋巴（浆）（2分）特异性抗体
【解析】
试题分析：
（1）图中分化程度最低的是胚胎干细胞。
在体外培养条件下，培养液中加入分化诱导因子，可诱导胚胎干细
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