2024-2025學(xué)年高中生物專題2細(xì)胞工程2.1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)課時(shí)提升訓(xùn)練含解析新人教版選修3

PAGE5-動(dòng)物細(xì)胞培育和核移植技術(shù)(20分鐘50分)1.(10分)科研人員采納轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因綿羊,以便通過(guò)乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)人凝血因子IX醫(yī)用蛋白,其技術(shù)路途如圖。(1)由過(guò)程①獲得的A為_(kāi)_____________________。

(2)在核移植之前,必需先去掉受體卵母細(xì)胞的核,目的是________________。受體應(yīng)選用____________期卵母細(xì)胞。

(3)采納胎兒成纖維細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆,理論上可獲得無(wú)限個(gè)轉(zhuǎn)基因綿羊,這是因?yàn)開(kāi)_______________________。

【解析】本題主要考查基因工程操作步驟、核移植技術(shù)。(1)由題圖信息可知,①表示將人凝血因子IX基因與運(yùn)載體結(jié)合,獲得含有人凝血因子IX基因的基因表達(dá)載體A。(2)為了保證重組細(xì)胞中的核遺傳物質(zhì)來(lái)自整合有目的基因的成纖維細(xì)胞,在核移植之前,必需先去掉受體卵母細(xì)胞的細(xì)胞核。MⅡ期卵母細(xì)胞中不僅含有細(xì)胞核全能性表達(dá)須要的因子,而且細(xì)胞已達(dá)到成熟狀態(tài),所以受體選用MⅡ期卵母細(xì)胞。(3)整合有目的基因的成纖維細(xì)胞可進(jìn)行傳代培育,通過(guò)傳代培育可產(chǎn)生大量整合有目的基因的成纖維細(xì)胞用于核移植,理論上可以采納胎兒成纖維細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆,最終獲得無(wú)限個(gè)轉(zhuǎn)基因綿羊。答案:(1)含目的基因的表達(dá)載體(2)保證核遺傳物質(zhì)來(lái)自含目的基因的成纖維細(xì)胞MⅡ(3)整合有目的基因的成纖維細(xì)胞可進(jìn)行傳代培育【補(bǔ)償訓(xùn)練】現(xiàn)有A和B兩個(gè)肉牛品種,A品種牛的細(xì)胞組成可表示為A細(xì)胞核、A細(xì)胞質(zhì),B品種牛的細(xì)胞組成則為B細(xì)胞核、B細(xì)胞質(zhì)。(1)假如要獲得一頭克隆牛,使其細(xì)胞由A細(xì)胞核和B細(xì)胞質(zhì)組成,基本步驟是:從A品種牛體內(nèi)取出體細(xì)胞,進(jìn)行體外培育,然后再?gòu)呐嘤?xì)胞中取出________注入B品種牛的________卵母細(xì)胞中,經(jīng)過(guò)某種刺激和培育后,可形成胚胎,該胚胎被稱為_(kāi)_______,將該胚胎移入代孕母牛的________中,通過(guò)培育可達(dá)到目的。(2)克隆牛的產(chǎn)生說(shuō)明________________具有全能性。克隆牛的性狀主要表現(xiàn)________品種牛的特征。由A、B兩品種雜交得到的牛與克隆牛相比,雜交牛細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)來(lái)自________個(gè)親本,細(xì)胞質(zhì)主要來(lái)自________牛(填“公”或“母”),克隆牛和雜交牛的遺傳物質(zhì)組成________(填“相同”或“不同”)。【解析】(1)動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性,將A細(xì)胞核注入B品種牛處于減數(shù)其次次分裂中期的去核卵母細(xì)胞中,形成的胚胎稱為重組胚胎,將該胚胎移入代孕母牛的子宮中可發(fā)育成克隆動(dòng)物。(2)克隆動(dòng)物利用的是動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞核的全能性,得到的新個(gè)體的性狀主要由細(xì)胞核確定,與供核牛的性狀基本一樣。雜交牛是由精子和卵細(xì)胞融合得到的受精卵發(fā)育而來(lái),細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)來(lái)自兩個(gè)親本,但細(xì)胞質(zhì)主要來(lái)自卵細(xì)胞,所以雜交牛和克隆牛的遺傳物質(zhì)不同。

答案:(1)細(xì)胞核去核重組胚胎子宮(2)動(dòng)物體細(xì)胞核A兩母不同2.(12分)(2024·大連高二檢測(cè))隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們可以依據(jù)人類的需求來(lái)改造生物的性狀,在很多領(lǐng)域取得了可喜的成果,圖中是利用奶牛乳汁生產(chǎn)血清白蛋白的圖解,據(jù)圖回答:(1)在此過(guò)程中涉及的細(xì)胞水平的現(xiàn)代生物技術(shù)主要有________________。

(2)假如②的數(shù)量太少常用________________來(lái)擴(kuò)增。在②進(jìn)入③之前要構(gòu)建基因表達(dá)載體,用到的工具酶有________________。

(3)圖中①一般經(jīng)________________處理可以得到③。能實(shí)現(xiàn)②進(jìn)入③的常用方法是________________。

(4)⑦是⑥生出的后代,而⑦的遺傳性狀和荷斯坦奶牛最相像,緣由是________________________。要實(shí)現(xiàn)⑦批量生產(chǎn)血清白蛋白,則要求③的性染色體組成是________________。

【解析】(1)分析圖示可知,①→③過(guò)程采納了動(dòng)物細(xì)胞培育,去核的未受精的卵與荷斯坦奶牛組織細(xì)胞的細(xì)胞核結(jié)合為重組細(xì)胞的過(guò)程采納了核移植技術(shù)。(2)②→③為基因工程,其中②(血清白蛋白基因)屬于基因工程中的目的基因,可采納PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),先用限制酶切割目的基因和載體,再用DNA連接酶進(jìn)行連接。(3)圖中①所示的荷斯坦奶牛組織一般經(jīng)胰蛋白酶處理可以得到③所示的單個(gè)細(xì)胞。在基因工程中,將②所示的目的基因?qū)擘鬯镜氖荏w動(dòng)物細(xì)胞中,常用顯微注射法。(4)生物的性狀是由遺傳物質(zhì)DNA限制的,而DNA主要分布在細(xì)胞核中,而⑦的細(xì)胞核來(lái)自荷斯坦奶牛,即個(gè)體⑦的遺傳物質(zhì)主要來(lái)自荷斯坦奶牛,所以⑦的遺傳性狀和荷斯坦奶牛最相像。圖中是利用奶牛乳汁生產(chǎn)血清白蛋白,要求③為雌性,因此性染色體組成是XX。答案:(1)動(dòng)物細(xì)胞培育、核移植技術(shù)(2)PCR技術(shù)限制酶和DNA連接酶(3)胰蛋白酶顯微注射法(4)個(gè)體⑦的遺傳物質(zhì)主要來(lái)自荷斯坦奶牛XX3.(14分)美國(guó)科學(xué)家已經(jīng)在試驗(yàn)室中勝利培育出膀胱,并順當(dāng)移植到7名患者體內(nèi)。這種技術(shù)為那些急需器官移植的患者帶來(lái)福音。回答下列問(wèn)題:(1)科學(xué)家從患者的膀胱上取下一小塊活細(xì)胞樣本,將其中的肌肉細(xì)胞和膀胱上皮細(xì)胞分別置于不同的培育皿中培育。在培育之前,需用________________處理以分散細(xì)胞,細(xì)胞在培育皿中的培育過(guò)程屬于______________代培育。與植物組織培育相比,動(dòng)物細(xì)胞培育的培育基的主要不同點(diǎn)是含有__。

(2)約1周后將培育皿中培育的細(xì)胞放在由膠原質(zhì)制成的支架上接著培育,再過(guò)7周左右,原先的數(shù)萬(wàn)個(gè)細(xì)胞已經(jīng)繁殖到15億個(gè)左右,布滿支架,膀胱上皮在內(nèi),肌肉在外,形成新膀胱。細(xì)胞數(shù)目大量增加,其增殖方式是__________________,這些細(xì)胞形成肌肉和膀胱上皮的過(guò)程中要經(jīng)過(guò)__________________________。

(3)醫(yī)生將新膀胱移植到患者膀胱的上面,這樣新器官會(huì)接著生長(zhǎng)并與老器官重組取代老器官中丟失功能的部分。新器官與老器官的重組________(填“是”或“不是”)基因重組;新膀胱移植后,________(填“會(huì)”或“不會(huì)”)引起免疫排斥反應(yīng)。

(4)除上述方法外,還可將患者的體細(xì)胞核移入去核的________________中,利用體細(xì)胞______________技術(shù),形成相應(yīng)組織、器官用于疾病的治療。

【解析】本題主要考查動(dòng)物細(xì)胞培育過(guò)程。(1)動(dòng)物細(xì)胞培育之前要用胰蛋白酶處理以分散細(xì)胞,動(dòng)物細(xì)胞培育的培育基與植物組織培育的培育基含有的養(yǎng)分成分的主要不同點(diǎn)是前者含有動(dòng)物血清或血漿。(2)動(dòng)物細(xì)胞培育涉及的是細(xì)胞的有絲分裂。這些細(xì)胞形成肌肉和膀胱上皮的過(guò)程中要經(jīng)過(guò)細(xì)胞分化。(3)新器官與老器官的遺傳物質(zhì)相同,因此新器官與老器官的重組不屬于基因重組。新老器官具有相同的蛋白質(zhì)等物質(zhì),因此新膀胱移植后,不會(huì)成為抗原。(4)除上述方法外,還可采納體細(xì)胞核移植的方法形成相應(yīng)的組織、器官,即將患者的體細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中形成重組細(xì)胞,進(jìn)一步培育形成相應(yīng)的組織、器官。答案:(1)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)原動(dòng)物血清或血漿(2)有絲分裂細(xì)胞分化(3)不是不會(huì)(4)卵母細(xì)胞細(xì)胞核移植4.(14分)探討人員利用成年鼠嗅黏膜制備的嗅黏膜細(xì)胞,在添加不同血清濃度下培育并測(cè)量其細(xì)胞生長(zhǎng)(增殖)狀況,獲得試驗(yàn)結(jié)果如圖。請(qǐng)據(jù)圖分析回答:(1)將獲得的嗅黏膜加入0.25%酶液中,用剪刀充分剪碎,并用吸管吹吸多次,該操作的生物學(xué)意義是__________________,以便制成嗅黏膜細(xì)胞懸液。該過(guò)程中,所運(yùn)用酶液的主要成分是____________。

(2)將獲得的嗅黏膜細(xì)胞懸液剛好離心,將分別獲得的嗅黏膜細(xì)胞加入適量的培育液,搖勻后再離心獲得嗅黏膜細(xì)胞,這樣操作的意義主要是去除____________,以避開(kāi)其對(duì)嗅黏膜細(xì)胞正常的生命活動(dòng)造成影響。將獲得的嗅黏膜細(xì)胞用特定培育基置于培育箱內(nèi)培育。進(jìn)行原代培育時(shí),細(xì)胞增殖的方式是____________。

(3)依據(jù)試驗(yàn)可知,當(dāng)培育液中血清濃度為40%～80%時(shí),隨血清濃度上升,對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的促進(jìn)作用表現(xiàn)為_(kāi)___________。據(jù)圖推想,與40%的血清濃度培育條件相比,10%的血清濃度對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的促進(jìn)作用可能表現(xiàn)為_(kāi)___________________。

【解析】(1)在動(dòng)物細(xì)胞培育過(guò)程中,首先將獲得的動(dòng)物組織用剪刀充分剪碎,然后加入胰蛋白酶,使組織中的細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞,即制成細(xì)胞懸液。(2)為了去除胰蛋白酶,以避開(kāi)其對(duì)嗅黏膜細(xì)胞正常的生命活動(dòng)造成影響,可以將獲得的嗅黏膜細(xì)胞懸液剛好離心,將分別獲得的嗅黏膜細(xì)胞加入適量的培育液,搖勻后再離心獲得嗅黏膜細(xì)胞。進(jìn)行原代培育時(shí),細(xì)胞增殖的方式是有絲分裂。(3)分析曲線圖,以血清濃度為0%作為空白比照,當(dāng)培育液中血清濃度為40%～80%時(shí),隨血清濃度上