2024-2025学年高中生物专题2细胞工程2.1动物细胞培养和核移植技术课时提升训练含解析新人教版选修3

PAGE5-动物细胞培育和核移植技术(20分钟50分)1.(10分)科研人员采纳转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊,以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白,其技术路途如图。(1)由过程①获得的A为______________________。

(2)在核移植之前,必需先去掉受体卵母细胞的核,目的是________________。受体应选用____________期卵母细胞。

(3)采纳胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆,理论上可获得无限个转基因绵羊,这是因为________________________。

【解析】本题主要考查基因工程操作步骤、核移植技术。(1)由题图信息可知,①表示将人凝血因子IX基因与运载体结合,获得含有人凝血因子IX基因的基因表达载体A。(2)为了保证重组细胞中的核遗传物质来自整合有目的基因的成纤维细胞,在核移植之前,必需先去掉受体卵母细胞的细胞核。MⅡ期卵母细胞中不仅含有细胞核全能性表达须要的因子,而且细胞已达到成熟状态,所以受体选用MⅡ期卵母细胞。(3)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培育,通过传代培育可产生大量整合有目的基因的成纤维细胞用于核移植,理论上可以采纳胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆,最终获得无限个转基因绵羊。答案:(1)含目的基因的表达载体(2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞MⅡ(3)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培育【补偿训练】现有A和B两个肉牛品种,A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质,B品种牛的细胞组成则为B细胞核、B细胞质。(1)假如要获得一头克隆牛,使其细胞由A细胞核和B细胞质组成,基本步骤是:从A品种牛体内取出体细胞,进行体外培育,然后再从培育细胞中取出________注入B品种牛的________卵母细胞中,经过某种刺激和培育后,可形成胚胎,该胚胎被称为________,将该胚胎移入代孕母牛的________中,通过培育可达到目的。(2)克隆牛的产生说明________________具有全能性。克隆牛的性状主要表现________品种牛的特征。由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比,杂交牛细胞核的遗传物质来自________个亲本,细胞质主要来自________牛(填“公”或“母”),克隆牛和杂交牛的遗传物质组成________(填“相同”或“不同”)。【解析】(1)动物细胞核具有全能性,将A细胞核注入B品种牛处于减数其次次分裂中期的去核卵母细胞中,形成的胚胎称为重组胚胎,将该胚胎移入代孕母牛的子宫中可发育成克隆动物。(2)克隆动物利用的是动物细胞细胞核的全能性,得到的新个体的性状主要由细胞核确定,与供核牛的性状基本一样。杂交牛是由精子和卵细胞融合得到的受精卵发育而来,细胞核中的遗传物质来自两个亲本,但细胞质主要来自卵细胞,所以杂交牛和克隆牛的遗传物质不同。

答案:(1)细胞核去核重组胚胎子宫(2)动物体细胞核A两母不同2.(12分)(2024·大连高二检测)随着科学技术的发展,人们可以依据人类的需求来改造生物的性状,在很多领域取得了可喜的成果,图中是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解,据图回答:(1)在此过程中涉及的细胞水平的现代生物技术主要有________________。

(2)假如②的数量太少常用________________来扩增。在②进入③之前要构建基因表达载体,用到的工具酶有________________。

(3)图中①一般经________________处理可以得到③。能实现②进入③的常用方法是________________。

(4)⑦是⑥生出的后代,而⑦的遗传性状和荷斯坦奶牛最相像,缘由是________________________。要实现⑦批量生产血清白蛋白,则要求③的性染色体组成是________________。

【解析】(1)分析图示可知,①→③过程采纳了动物细胞培育,去核的未受精的卵与荷斯坦奶牛组织细胞的细胞核结合为重组细胞的过程采纳了核移植技术。(2)②→③为基因工程,其中②(血清白蛋白基因)属于基因工程中的目的基因,可采纳PCR技术扩增目的基因。构建基因表达载体时,先用限制酶切割目的基因和载体,再用DNA连接酶进行连接。(3)图中①所示的荷斯坦奶牛组织一般经胰蛋白酶处理可以得到③所示的单个细胞。在基因工程中,将②所示的目的基因导入③所示的受体动物细胞中,常用显微注射法。(4)生物的性状是由遗传物质DNA限制的,而DNA主要分布在细胞核中,而⑦的细胞核来自荷斯坦奶牛,即个体⑦的遗传物质主要来自荷斯坦奶牛,所以⑦的遗传性状和荷斯坦奶牛最相像。图中是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白,要求③为雌性,因此性染色体组成是XX。答案:(1)动物细胞培育、核移植技术(2)PCR技术限制酶和DNA连接酶(3)胰蛋白酶显微注射法(4)个体⑦的遗传物质主要来自荷斯坦奶牛XX3.(14分)美国科学家已经在试验室中胜利培育出膀胱,并顺当移植到7名患者体内。这种技术为那些急需器官移植的患者带来福音。回答下列问题:(1)科学家从患者的膀胱上取下一小块活细胞样本,将其中的肌肉细胞和膀胱上皮细胞分别置于不同的培育皿中培育。在培育之前,需用________________处理以分散细胞,细胞在培育皿中的培育过程属于______________代培育。与植物组织培育相比,动物细胞培育的培育基的主要不同点是含有__。

(2)约1周后将培育皿中培育的细胞放在由胶原质制成的支架上接着培育,再过7周左右,原先的数万个细胞已经繁殖到15亿个左右,布满支架,膀胱上皮在内,肌肉在外,形成新膀胱。细胞数目大量增加,其增殖方式是__________________,这些细胞形成肌肉和膀胱上皮的过程中要经过__________________________。

(3)医生将新膀胱移植到患者膀胱的上面,这样新器官会接着生长并与老器官重组取代老器官中丢失功能的部分。新器官与老器官的重组________(填“是”或“不是”)基因重组;新膀胱移植后,________(填“会”或“不会”)引起免疫排斥反应。

(4)除上述方法外,还可将患者的体细胞核移入去核的________________中,利用体细胞______________技术,形成相应组织、器官用于疾病的治疗。

【解析】本题主要考查动物细胞培育过程。(1)动物细胞培育之前要用胰蛋白酶处理以分散细胞,动物细胞培育的培育基与植物组织培育的培育基含有的养分成分的主要不同点是前者含有动物血清或血浆。(2)动物细胞培育涉及的是细胞的有丝分裂。这些细胞形成肌肉和膀胱上皮的过程中要经过细胞分化。(3)新器官与老器官的遗传物质相同,因此新器官与老器官的重组不属于基因重组。新老器官具有相同的蛋白质等物质,因此新膀胱移植后,不会成为抗原。(4)除上述方法外,还可采纳体细胞核移植的方法形成相应的组织、器官,即将患者的体细胞核移入去核的卵母细胞中形成重组细胞,进一步培育形成相应的组织、器官。答案:(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)原动物血清或血浆(2)有丝分裂细胞分化(3)不是不会(4)卵母细胞细胞核移植4.(14分)探讨人员利用成年鼠嗅黏膜制备的嗅黏膜细胞,在添加不同血清浓度下培育并测量其细胞生长(增殖)状况,获得试验结果如图。请据图分析回答:(1)将获得的嗅黏膜加入0.25%酶液中,用剪刀充分剪碎,并用吸管吹吸多次,该操作的生物学意义是__________________,以便制成嗅黏膜细胞悬液。该过程中,所运用酶液的主要成分是____________。

(2)将获得的嗅黏膜细胞悬液刚好离心,将分别获得的嗅黏膜细胞加入适量的培育液,摇匀后再离心获得嗅黏膜细胞,这样操作的意义主要是去除____________,以避开其对嗅黏膜细胞正常的生命活动造成影响。将获得的嗅黏膜细胞用特定培育基置于培育箱内培育。进行原代培育时,细胞增殖的方式是____________。

(3)依据试验可知,当培育液中血清浓度为40%～80%时,随血清浓度上升,对细胞生长的促进作用表现为____________。据图推想,与40%的血清浓度培育条件相比,10%的血清浓度对细胞生长的促进作用可能表现为____________________。

【解析】(1)在动物细胞培育过程中,首先将获得的动物组织用剪刀充分剪碎,然后加入胰蛋白酶,使组织中的细胞分散成单个细胞,即制成细胞悬液。(2)为了去除胰蛋白酶,以避开其对嗅黏膜细胞正常的生命活动造成影响,可以将获得的嗅黏膜细胞悬液刚好离心,将分别获得的嗅黏膜细胞加入适量的培育液,摇匀后再离心获得嗅黏膜细胞。进行原代培育时,细胞增殖的方式是有丝分裂。(3)分析曲线图,以血清浓度为0%作为空白比照,当培育液中血清浓度为40%～80%时,随血清浓度上