细胞工程专题训练.docx

细胞工程专题训练.docx

《细胞工程专题训练.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《细胞工程专题训练.docx（54页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

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

1．1．胚胎干细胞（ES细胞）在基础生物学、畜牧学和医学上具有十分重要的价值，其应用前景吸引众多科学家投入到这一研究领域中。

根据相关知识，回答下列问题：

（1）哺乳动物的胚胎干细胞（ES细胞）是由或原始性腺中分离出来的一种细胞，在功能上具有__________，即可以分化出成年动物体内任何一种组织细胞。

（2）ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料，ES细胞在细胞上能维持不分化的状态。

在培养基中加入____可诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。

（3）ES细胞的另一个应用前景为体外诱导分化，从而培育出人造组织器官，进而解决临床上存在的供体器官不足和问题。

此外，科学家还试图用基因工程方法对动物器官进行改造：

向器官（填“供体”或“受体”）基因组中导入某种调节因子，以抑制____（抗原或抗体）决定基因的表达，或设法除去该基因，再结合技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因动物器官。

2．（

15分）阅读下面的资料，请回答下列问题：

体外受精技术是继人工授精、胚胎移植技术之后，家畜繁殖领域的第三次革命。

特别是近10年来，随着一系列高新生物技术的发展，如DNA图谱的构建、细胞核移植、转基因技术、胚胎干细胞的建立和克隆动物的研究，推动了体外受精技术向前发展。

哺乳动物体外受精研究已有100余年的历史。

早在1878年，澳大利亚科学家斯科克（Schek）就用兔进行过实验，此后皮克斯（Pincus）等科学家曾对家兔和小鼠进行过体外受精。

随着体外受精方法的不断完善，已先后对30多种哺乳动物体外受精并相继获得成功，其中移植获得的试管后代家畜有牛、山羊、猪、绵羊等。

近年来，研究者在改良培养液、培养条件，提高胚胎体外生产效率方面做了大量的工作。

其主要目的是：

尽量模拟体内受精和发育环境，提高胚胎体外生产效率；通过在培养体系中添加化学物质以图更好地了解整个受精过程中的生理机制。

但体外胚胎生产技术的累积效率却很低，即使胚胎培养在体内也只有5%-10％的成功率。

（1）体外受精技术操作的对象是（）

A．生殖细胞B．受精卵C．早期胚胎细胞D．A,B,C都是

（2）体外受精和早期胚胎发育技术的理论基础是，基本原理是。

（3）哺乳动物的体外受精主要包括、和等几个步骤。

试管牛是_____________（有性生殖、无性生殖）的产物。

克隆羊“多利”是_____________（有性生殖、无性生殖）的产物。

（4）为使动物排出更多的卵子可用_________________处理，然后从输卵管中冲取卵子。

收集精子的方法有____________、_______________和_______________等。

体外受精前，要对精子进行____________处理，通常采用的体外获能方法有___________和____________法两种。

3．回答下列

（一）、

（二）小题

（一）尿素是一种农业上常用的高浓度氮肥，但尿素只有经土壤中某些细菌的分解后才能被植物吸收利用。

某同学欲分离出土壤中能分解尿素的细菌，培养基配方如下：

（1）“无菌操作”是微生物培养的基本要求，该实验的培养基在配置时，应先对不含尿素的基本培养基进行_____________法灭菌，待冷却至60°C时，再加入经_____________的尿素溶液。

（2）土壤中能分解尿素的细菌通过____________分解尿素，该种菌对生态平衡所起的作用是___________．

（3）该同学_____________（“能”或“不能”）分离出该种菌。

理由是____________。

（二）人组织纤溶酶原激活物（htPA）是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因羊的羊乳中获得（人染色体组成44+XX/YY,羊染色体组成40+XX/YY），流程如下：

（1）在上述基因工程中，获得htPA基因的方法最可能是_______________。

基因工程的核心是_______________。

（2）图中①为体外受精，卵（母）细胞一般数量较多，是对供体母羊进行__________激素处理后采集到并培养使之成熟的，而B是经筛选过的、染色体组成为______________且达到_________状态的精子。

③过程应将早期胚胎植入到代孕母羊的_________部位。

（3）下列关于胚胎工程的叙述中，错误的是（）

A．体细胞核移植不属于胚胎工程研究的内容

B．图中①过程与体内受精的实质是相同的

C．图中的转基因羊也属于“试管动物”

D．胚胎工程打破了物种间远缘杂交不亲和的障碍

4．（15分）

（1）科学家将外源基因导入绵羊的受精卵中，常用的方法是____________。

由于外源基因可能随机插入到受精卵的DNA中，因而有时会导致早期胚胎死亡，最可能原因是

______________________________________________________________________。

（2）从早期胚胎或原始性腺分离出来的一类体积小、核大具有发育的全能性的细胞是__________。

（3）若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑椹期或囊胚期阶段的早期胚胎进行______________处理，经过“最后一道工序”________________，植入到受体母绵羊体内。

（4）我国在“863”计划资助下开展Bt抗虫棉、抗虫水稻等研究，可以减少农药、杀虫剂的使用，这将对____________________起到重要作用。

生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生、整体性、________________、________________及系统学和工程学原理等原理。

5．犬细小病毒（CanineParvovirus,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（CPVMcAb）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。

请回答下列问题:

（1）在单克隆抗体CPVMcAb的制备过程中,所用到的细胞工程技术有和。

（2）将经免疫处理后的犬的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,获得能分泌CPVMcAb的杂交瘤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瘤细胞,另一次是通过检测筛选出能分泌CPVMcAb的杂交瘤细胞。

（3）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。

（4）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。

6．胰岛B细胞移植是一种有效治疗糖尿病的方法。

利用小鼠再生胰腺提取物（RPE）可定向诱导人

羊膜间充质干细胞（hAMSCs）分化成胰岛B细胞。

回答问题：

（1）取人羊膜组织刮除血块的上皮细胞，冲洗后剪碎，然后用处理，最终制

成hAMSCs悬液，将细胞悬液放入培养瓶中进行原代培养，当细胞帖壁生长到一定阶段时，出现

现象，此时细胞停止分裂增殖，这时需要将细胞进行相关处理，然后进行传代培养。

取传至第3带的hAMSCs放入细胞培养板，同时加入RPE进行诱导分化培养。

该代hAMSCs能

（2）保持细胞正常的。

诱导分化培养15天后，提取细胞，用胰岛素基因探针进行分子杂交，可初步检测hAMSCs是否分化成胰岛B细胞。

（3）hAMSCs细胞在RPE作用下，可以定向分化形成具有正常胰岛B细胞功能的细胞，其根本原因

是。

培养hAMSCs细胞的培养液中营养成分包括（至少写两种）

人体器官移植面临的主要问题有供体器官短缺和免疫排斥，目前临床通过使用抑制T

细胞的增殖来提高器官移植的成活率。

7．胚胎工程技术包含的内容很丰富，下图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛，请据图回答下列问题：

（1）应用1中获得的小牛，其遗传物质来源于，为一次获得多个细胞B，往往需要向供体2内注入的是促性腺激素，而不是性激素，原因是。

（2）将优良公牛的精子收集后放在一定浓度的肝素溶液中进行培养，其目的是。

（3）通过应用2获得小牛，涉及到胚胎工程的最后一道“工序”是。

（4）应用3中的细胞D取自囊胚的，细胞C取自牛胎儿的。

（5）应用4中获得二分胚①和②，移植到受体牛中得到两只小牛，两只小牛的性别是。

8．（8分）右图表示用显微注射法导入目的基因获得转基因鼠的过程，据图回答。

（1）培育转基因哺乳动物时，与用早期胚胎细胞相比较，受精卵的优势是。

（2）受精卵可以从供体母鼠体内获得，也可以通过体外受精获取。

①若受精卵细胞从供体母鼠体内获得，其基本过程是：

首先对供体母鼠用促性腺激素进行

　　处理，再通过自然交配或　　　　　　　　完成受精，最后从供体母鼠输卵管中获得受精卵。

②若受精卵在体外通过体外受精获得，其基本操作过程包括　　　　　、　　　　　　　和受精。

（3）过程Ⅲ表示受精卵经过体外培养，形成早期胚胎，再移植到受体母鼠体内。

培养过程中，培养液添加一定量的　　　　，以防止杂菌污染；在含有5%CO2的培养箱中进行培养，CO2的主要作用是。

（4）用显微注射技术将目的基因导入受体细胞，需要构建，目的是

　。

9．（2016届安徽合肥第一中学高三下冲刺模拟卷A理科生物试卷）2015年2月3日英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”，三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。

据图回答下列问题：

（1）由于女性自然周期产生的卵子太少，捐献者在取卵前通常需要注射_________________激素，促使一次有更多的卵泡发育。

（2）重组细胞需培养到______________期，重组细胞体外培养所需的气体主要是O2和CO2，CO2的主要作用是___________________。

（3）从受精卵到三亲婴儿的培育还需要_________________和___________________等技术。

（4）三亲婴儿的培育技术________（填“能”或“不能”）避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，而___________（填“能”或“不能”）避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。

三亲婴儿的染色体______（填比例）来自母亲提供的细胞核。

10．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（粮食问题），为人类创造了巨大的财富。

（1）植物细胞工程首先要用_______________酶将植物的细胞壁除去，因为细胞壁的存在

要阻碍___________________。

（2）目前，兰花、香蕉等植物的生产都是通过微型繁殖技术来提供试管苗，其优点是

____________________________________________________________________________。

采用微型繁殖所用的材料最好是该植物的芽尖细胞；因为该处的细胞进行组织培养,再生的植株就有可能________________________________________________________________。

材料二：

为大力发展我国奶牛养殖业，科学家对育种途径进行了大胆的探索，下图为相关构思过程：

（3）这种生殖方式属于_________生殖；犊牛1和犊牛2的性别__________；（“相同”

或“不相同”）；它们的表现型不完全相同的原因可能是______________________________。

（4）据图可知该过程所涉及的现代生物技术有_________________、________________、

__________________和___________________。

11．下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。

图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，直线所示为BamHI、HindⅢ、SmaI三种限制酶的酶切位点。

据图回答：

（1）图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用限制酶同时切害繊体和人乳铁蛋白基因。

筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含的培养基上进行。

能驱动人乳铁蛋白基因在牛的乳腺细胞中特异性表达的调控因子是图中的。

过程①采用的操作方法通常是。

（2）过程②采用的生物技术是，对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个体，进行胚胎分割时，应选择发育良好，形态正常的进行分割，目前最常见的是经分割产生的同卵胎。

（3）对代孕牛的要求是。

12．为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法，请根据图示信息回答下列问题:

（1）试管牛的培育属于________________（填“有性繁殖”或“无性繁殖”）；试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有早期胚胎培养、____________等。

（2）促使B牛多排卵的激素一般是____________。

对B牛和D牛要进行________处理。

（3）在受精的过程中，卵子受精的标志是__________________________。

（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，即科学家将___________和乳腺蛋白基因的________、终止子等调控组件重组在一起，再通过__________________法导入牛的受精卵中。

13．（题文）“基因剪刀手”杨璐菡扫除了猪器官用于人体移植的最大障碍，其研究成果使得美国《科学》杂志打破惯例提前发表科研成果，该技术将为全球上百万病人带来希望。

从2014年起，杨璐菡作为异种器官移植课题带头人，带领10个人的科研团队利用新发明的“基因剪刀”技术，敲除猪基因组中可能的致病基因。

“基因敲除”技术的主要过程示意图如下：

请根据题述内容回答下列问题：

（1）“基因敲除”技术的原理是_________，将neoR基因插入到靶基因过程中使用的工具酶是___________和___________。

（2）将突变基因DNA导入胚胎干细胞之前要___________，该操作的目的是___________，该步骤中常用不同的限制酶进行切割，这样做的优点在于可以防止______________________。

（3）要获得一只含失活靶基因的小鼠，则选择的受体细胞应是___________，图中的neoR基因的作用是______________________。

（4）用于器官移植的猪最终需要完成基因改造及PERV（猪内源性逆转录病毒）的删除等工作，改造过的猪胚胎可植入母猪体内，胚胎在母猪体内存活的原因是_____________________。

14．以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a--h为操作过程，请据图回答有关问题：

（1）“试管牛”技术的操作流程是（填字母）。

（2）图中数字标号代表的结构名称是

①②③

（3）d操作的名称是，受体子宫内胚胎发育的过程中，细胞不断分裂，其分裂方式为。

（4）图中用到的激素是，其目的是获得更多的卵母细胞，经受精后可得到早期胚胎。

用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜____________________________。

（5）过程h常用的方法是。

为了能确定目的基因已经导入到受精卵，相应的载体需要有__________以便于进行检测。

（6）若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到阶段的早期胚胎进行______________处理，再植入到受体内。

若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于______________条件下。

在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意。

（7）受体母牛必须和供体牛属于同一物种。

移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是。

15．下列为几种生物新个体的产生方式的图解，分析回答下列问题：

甲→精子

A：

受精卵→新个体

乙→卵细胞

甲的体细胞→取出细胞核

B：

重组细胞→新个体

乙的卵母细胞→剔除细胞核

甲的精子

C：

试管中受精卵→早期胚胎→代孕母体→新个体

乙的卵母细胞

D：

离体的组织或细胞→愈伤组织→根、芽→新个体

甲植物细胞A→原生质体A

E：

原生质体融合→杂种细胞→愈伤组织→新个体

乙植物细胞B→原生质体B

F：

射线→生物→变异个体→选育出优良品种

目的基因

G：

含目的基因的载体→受体细胞→生物新品种

载体

（1）B应用了技术；C应用了和技术；

D过程称为。

（2）属于有性生殖的有。

（3）在A-E中，严格地讲，后代的遗传物质来自一个亲本的是。

（4）能体现高度分化的细胞核具有全能性的是过程。

（5）B中，新个体的性别与相同。

16．I．（每空1分）控制哺乳动物的性别对于畜牧业生产有着十分重要的意义。

目前，分离精子技术是有效的性别控制方法。

例如：

牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4％左右，利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛（如下图所示）。

根据以上信息回答下列相关问题：

（1）图中过程①是通常采用的技术，在这个过程中_________的精子与卵细胞结合形成受精卵，为获得更多的卵细胞需要给良种母牛注射适宜剂量的___________。

（2）过程②中受精卵培养发育至时期，再经胚胎移植到代孕母牛，从而获得后代。

若希望同时获得多个性状相同的个体，可以使用技术。

Ⅱ．（每空2分）如图是一个人工农业生态系统模式图（大棚温度、CO2浓度等可适当控制）。

请据图回答：

（1）该生态工程所遵循的基本原理是。

（写2种）。

（2）相对一般农业生态系统而言，此生态系统能提高经济效益，主要原因是充分利用了中的能量。

（3）沼气池中的微生物在该生态系统中的主要功能是；沼气燃烧后生成的CO2通入大棚内的意义是。

（4）输入到禽畜体内的能量除通过呼吸作用以热能形式散失外，还用于禽畜自身的等生命活动。

17．根据所学知识回答问题：

（1）基因工程中基因表达载体除包括目的基因外，还必须有____________、_________及_________________等。

（2）若要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的______中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的__________中。

植物组织培养的主要原理是植物细胞具有_______，具体过程是在_____和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的条件，诱导其经过_______产生愈伤组织，最终形成完整的植株。

（3）在哺乳动物的核移植实验中，通过一定的措施将受体细胞激活，使其进行细胞分裂和发育，当胚胎发育到_______________阶段时，将胚胎移入受体（代孕）动物体内。

（4）生态工程是实现循环经济最重要的手段之一，请写出它遵循的基本原理（至少答两项）_______________________、________________________。

18．（15分）毛角蛋白Ⅱ型中间丝（KIFⅡ）基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。

获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。

（1）过程①是基因工程的核心，通过过程①构建的基因表达载体除了含有KIFⅡ基因外，还必须有启动子、终止子以及等。

（2）过程②必需加入酶，才能获得单个的成纤维细胞。

（3）在过程③中，为了获得更多的卵（母）细胞，需用处理成年母绒山羊。

（4）在过程④进行之前，需对卵（母）细胞进行处理。

过程④称为。

（5）过程⑤称为，进行该过程的最佳时期是，过程⑤能够成功进行的生理基础是。

19．科学家设法将人的生长激素基因导入其他生物体（细胞）内，从而获取大量的人的生长激素，应用于侏儒症的早期治疗，如下图所示。

请据图回答下列问题。

（1）过程①采用的方法是________，过程②之前需用________处理目的基因和质粒。

（2）过程③需事先对大

肠杆菌用________________处理，使其处于感受态，接着将重组表达载体溶于与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，从而完成转化过程。

（3）过程⑤一般先将生长激素基因和结合在一起，导入奶牛的________，然后进行早期胚胎培养，再进行胚胎移植，生下转基因牛犊。

20．[生物选做题]

科学家运用胚胎移植技术培育试管牛时，首先用激素促进良种母牛多排卵，然后进行体外受精和培育，最后把胚胎送入母牛子宫内，孕育成小牛产出。

试分析回答：

（1）体外受精属于生物工程中的工程领域，该生殖方式属于

（2）题干中“激素”可能是分泌的

（蛋白质类）。

（3）为探索该激素对卵巢的作用，现提供如下材料，请设计实验完成之。

（蛙卵巢活动可通过检查泄殖腔内含有卵子的情况来分析）

A．材料用具：

小青蛙若干，2ml注射器2支，小铁丝笼若干，用生理盐水配制的该激素溶液等。

B．方法、步骤：

①饲养小青蛙至性成熟后，选择基本相同的若千只雌蛙，分成两等组。

②注射1ml的激素溶液，放人小铁丝笼单

独培养，并记上“实验”标签。

③另一组蛙作为对照组，每只在相同部位注人，放入小铁丝笼，与

实验组在相同条件下单独饲养，并记上“对照”标签。

④相同时间后，检查每只蛙的泄殖腔内是否有卵子，并。

⑤记录实验结果并分析。

C．请设计一个实验数据记录表

21．人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选，利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如下图所示。

（1）卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已处死的雌鼠      中获取。

（2）图中的高血压相关基因作为        ，质粒作为       ，二者需用         切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有              有关。

（3）子代大鼠如果         和         ，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。

（4）在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是           、早期胚胎培养和胚胎移植。

22．2013年，全球首批全基因组测序的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。

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有32个细胞左右的胚胎，叫，可用于胚胎移植。

（2）目前SRY－PCR法是对胚胎的性别进行鉴定最有效最准确的方法。

操作的基本程序是：

从被测的囊胚中取出几个（填“部位”）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。

（3）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。

23．（15分）[生物——选修3：

现代生物科技专题]

克隆猪成功率较低，与早期胚