课时跟踪检测（三十九） 细胞工程

PAGE第4页共9页课时跟踪检测（三十九）细胞工程一、对点练小题，落实主干知识1．如图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程，据图分析错误的是()A．①过程需用酶解法去除细胞壁B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能D．④过程是再分化过程，涉及细胞的分裂和分化解析：选B由图示可知，①过程需用酶解法去除细胞壁获得原生质体，A正确；变异是不定向的，②过程不能定向诱导原生质体产生优良性状的突变，B错误；③过程通过脱分化使叶肉细胞失去了其特有的结构和功能，C正确；④过程是再分化过程，涉及细胞的分裂和分化，D正确。2．(2021·盐城调研)为研究培养基成分对马铃薯叶肉原生质体培养的影响，科学家配制了如下表所示的2种培养基，开展了有关实验，其他培养条件相同且适宜，实验结果如下图所示。下列有关叙述错误的是()组别培养基培养天数甲MS培养基(含蔗糖、有机酸、无机盐、琼脂)7天乙纤维二糖＋MS培养基(同上)7天A．本实验的材料可取自马铃薯试管苗的幼嫩叶片B．培养基中还需要添加适当比例的生长素和细胞分裂素C．制备原生质体前需用湿热灭菌法对酶解液进行处理D．添加纤维二糖的作用可能是促进细胞壁再生和细胞持续分裂生长解析：选C本实验的材料可取自马铃薯试管苗的幼嫩叶片；在植物组织培养过程需要加入植物激素，生长素与细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化，反之，则利于根的分化；用湿热灭菌法对酶解液进行处理，会导致酶丧失活性，使实验失败；据图分析可知，在培养基中加入纤维二糖后细胞的出芽率明显降低，而细胞的分裂率明显升高，所以添加纤维二糖的作用可能是促进细胞壁再生和细胞持续分裂生长。3．关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是()A．动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同B．动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶C．烟草叶片离体培养能产生新个体，小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖D．动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖培养可用于植物脱除病毒解析：选B动物细胞培养用液体培养基，而植物组织培养用固体培养基；动物细胞培养过程中要加入胰蛋白酶，而植物组织培养过程中不用；植物细胞具有全能性，所以烟草叶片离体培养能形成新个体，而动物细胞离体培养只能增殖；植物组织培养中常用根尖、茎尖等培养无病毒植物个体，而动物细胞培养的一个重要应用是检测有毒物质。4．某科研所为防治SARS，以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出了单克隆抗体。下列叙述错误的是()A．用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，以获得相应的B细胞B．体外培养单个效应B细胞可以获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体C．将B细胞和骨髓瘤细胞混合，经诱导融合后的细胞不一定为杂交瘤细胞D．利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法能诊断出SARS病毒感染者解析：选B用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，使其产生免疫反应，以获得相应的B细胞，A正确；单个效应B细胞有产生抗体的能力，但没有无限增殖的本领，因此在体外培养单个效应B细胞不可能获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体，B错误；将B细胞和骨髓瘤细胞混合，经诱导融合后的细胞不都是杂交瘤细胞，还有B细胞自身融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞等，C正确；单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点，因此利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者，D正确。5．下图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程，有关叙述错误的是()甲eq\o(→,\s\up7(注),\s\do5(射))小鼠→eq\a\vs4\al(B淋巴细胞,骨髓瘤细胞)eq\o(→,\s\up7(融),\s\do5(合))乙eq\o(→,\s\up7(选择),\s\do5(培养))丙eq\o(→,\s\up7(专一抗),\s\do5(体检测))丁eq\o(→,\s\up7(分),\s\do5(泌))eq\a\vs4\al(抗胃癌单,克隆抗体)A．图中给实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原B．利用聚乙二醇、灭活的病毒和电激等方法均可诱导细胞融合获得乙C．用特定的选择培养基对乙进行筛选，融合细胞均能生长，未融合细胞均不能生长D．对丙需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后可获得大量能分泌所需抗体的丁解析：选C图中给实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原；常用于诱导动物细胞融合的方法有灭活的病毒、聚乙二醇和电激等；用特定的选择培养基进行筛选，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长；对丙进行克隆化培养和抗体检测，筛选后可获得丁。6．禽流感病毒严重危害家禽与人类健康，为此科学界正在致力于研究预防H7N9禽流感病毒的疫苗和单克隆抗体。科学家决定采用基因敲除技术将小鼠的Ig基因敲除，代之以人的Ig基因，然后用H7N9病毒去免疫小鼠，再经杂交瘤技术即可产生大量完全人源化抗体。下图是某科研机构的实验方案。请回答：(1)此处基因敲除技术的受体细胞不是小鼠的受精卵，而是小鼠的________细胞，经技术处理后的该细胞，再重新植入小鼠脾脏中增殖。(2)小鼠B淋巴细胞用B表示，小鼠骨髓瘤细胞用A表示，在培养液中，用灭活的动物病毒作促融剂，培养液中共有________种类型的融合细胞(只考虑两两融合)。(3)第一次筛选是选出________型的细胞(用字母组合表示)，筛选具体方法是在培养基中加入某种物质，抑制骨髓瘤细胞DNA的复制，而B细胞DNA复制虽不受影响，但增殖能力很有限，只有杂交瘤细胞可以借助B细胞DNA复制的途径继续增殖。此种培养基称为________培养基。(4)将能产生抗H7N9病毒的杂交瘤细胞在动物培养液中进行培养，其培养液与植物组织培养的MS培养基相比，特有成分是______________________________________________。(5)利用上述技术生产的单克隆抗体可制作成诊断盒，用于准确、快速诊断H7N9禽流感病毒的感染者，这种诊断运用了____________杂交技术。解析：(1)从题图看出，从基因敲除小鼠体内获得的是B淋巴细胞，所以基因敲除技术的受体细胞是小鼠的B淋巴细胞。(2)在培养液中，用灭活的动物病毒作促融剂，培养液中共有3种类型的融合细胞：AA、BB、AB。(3)单克隆抗体制备的过程中，第一次筛选的目的是选出AB型细胞。这种培养基称为选择培养基。(4)动物细胞培养液中需要加入动物血清和血浆。(5)单克隆抗体可制作成诊断盒，是运用了抗原-抗体杂交技术。答案：(1)B淋巴(2)3(3)AB选择(4)动物血清或血浆(5)抗原-抗体7．如图为番茄-马铃薯植株的栽培过程示意图，据图回答：(1)该栽培过程属于植物细胞工程中的____________技术，这一技术的优点是可以________________________________________________________________________。(2)①②过程用到的酶是______________。在③过程中，常用的化学方法一般是用____________诱导融合，细胞融合完成的标志是__________________________________。(3)该过程除了必要的营养和适宜的培养条件，还必须有植物激素以促进其完成⑤⑥过程，其中激素主要是指________________。若要诱导根原基的形成，应该适当增加____________(植物激素)的含量。另外整个过程需要在________条件下操作。(4)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n条染色体，则“番茄-马铃薯”细胞在有丝分裂后期含________条染色体。解析：(1)图示表示植物体细胞杂交过程，其优点是能够克服远缘杂交不亲和的障碍。(2)①②过程表示利用酶解法去除植物细胞的细胞壁，细胞壁的成分为纤维素和果胶，因此根据酶的专一性，应使用纤维素酶和果胶酶。③表示原生质体融合，在③过程中，常用的化学方法是用PEG(或聚乙二醇)试剂诱导融合。细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁。(3)⑤⑥表示植物组织培养的脱分化和再分化过程，该过程除了必要的营养和适宜的培养条件，还必须有生长素、细胞分裂素。若要诱导根原基的形成，应该适当增加生长素的含量。另外整个过程需要在无菌条件下操作。(4)杂种细胞的染色体数为融合前两种细胞染色体数之和，即(m＋n)，细胞有丝分裂后期由于着丝点分裂导致姐妹染色单体分开，使得杂种细胞中的染色体数目加倍为2(m＋n)。答案：(1)植物体细胞杂交克服远缘杂交不亲和的障碍(2)纤维素酶和果胶酶聚乙二醇(或PEG)杂种细胞再生出新的细胞壁(3)生长素、细胞分裂素生长素无菌(4)2(m＋n)二、仿真练高考，注重答题规范8．Hela细胞系是人工培养、具有无限增殖能力的永生癌细胞系，在世界各地的相关实验室中为研究者提供了相同的研究对象。回答下列问题：(1)Hela细胞源自一位美国妇女的宫颈癌细胞，目前实验室中为了进一步研究Hela细胞，需进行________(填“原代”或“传代”)培养，细胞体外培养所需营养物质有糖、氨基酸、无机盐等，通常还需要加入____________等天然成分。在动物细胞培养过程中，需要用胰蛋白酶，而不用胃蛋白酶的原因是_________________________________________。(2)某小组为研究葡萄糖饥饿对Hela细胞生长的抑制情况，其他营养条件适宜，用不同葡萄糖浓度的培养基培养Hela细胞24h，实验结果如表所示：葡萄糖浓度/(mmol·L－1)Hela细胞生长抑制率/%056.161.036.301.525.002.016.44该实验________(填“需要”或“不需要”)另设对照组。实验结果表明：葡萄糖浓度与Hela细胞生长抑制率的关系是______________________________________。体内低浓度葡萄糖可______癌细胞的增殖，为肿瘤的限食疗法提供理论依据。(3)Hela细胞在生物医学领域应用广泛，例如，它帮助科学家首次实现了人源细胞与小鼠细胞融合。两个或多个细胞融合形成的单核细胞叫做____________，细胞融合技术的意义是________________________________________________________________________。(4)科学家从某些无限增殖细胞的细胞质中分离出了无限增殖调控基因(prG)，该基因能激发动物细胞分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更多的思路。除本题描述的一种制备单克隆抗体技术外，请再简要写出一种制备单克隆抗体的思路：___________________________________________________________________________________________________。解析：(1)目前实验室中为了进一步研究Hela细胞，需进行传代培养，细胞体外培养所需营养物质有糖、氨基酸、无机盐等，通常还需要加入血清、血浆等天然成分。在动物细胞培养过程中，需要用胰蛋白酶，而不用胃蛋白酶的原因是在多数动物细胞培养液适宜的pH范围内，胃蛋白酶已失去活性。(2)分析表格数据，该实验需要另设对照组，观察在正常条件下细胞生长情况。实验结果表明：葡萄糖浓度与Hela细胞生长抑制率的关系是葡萄糖浓度越低，Hela细胞生长抑制率越高。体内低浓度葡萄糖可抑制癌细胞的增殖，为肿瘤的限食疗法提供理论依据。(3)两个或多个细胞融合形成的单核细胞叫做杂交细胞，细胞融合技术的意义是突破了有性杂交局限，使远缘杂交成为可能。(4)抗体是由效应B细胞合成、分泌的。利用无限增殖调控基因(prG)制备单克隆抗体，可以借助基因工程技术，其思路：通过基因工程向效应B细胞中导入prG；也可以借助核移植技术，其思路：利用核移植技术将效应B细胞的细胞核移植到去核的无限增殖细胞中。答案：(1)传代血清、血浆在多数动物细胞培养液适宜的pH范围内，胃蛋白酶已失去活性(2)需要葡萄糖浓度越低，Hela细胞生长抑制率越高抑制(3)杂交细胞突破了有性杂交局限，使远缘杂交成为可能(4)通过基因工程向效应B细胞中导入prG(或利用核移植技术将效应B细胞的细胞核移植到去核的无限增殖细胞中)9．植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如下图所示，请回答相应的问题：(1)以该植物的绿色叶片或白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是____________________________________________________。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是________________(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是_____________________________。(2)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体________________________________________________________________________。(3)在生产实践中为获得大量的细胞，可将①__________放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞悬液，再经过________即可获得大量细胞。(4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，____________(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是_____________________________________________________________________________________________________________。(5)植物组织培养技术不仅应用于花卉和果树的快速大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于________________________________(至少写出两种育种方法)等育种过程中。解析：(1)绿色叶片或白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株。用细胞作为材料进行培养获得幼苗，细胞必须具有完整细胞核，才具有发育成完整个体的一整套遗传信息。刚长出的芽尖还没有受到病毒的侵染，因此用这些部位的细胞作植物组织培养的材料，可以获得脱毒植株。(2)在植物组织培养时，常用生长素和细胞分裂素来诱导外植体形成愈伤组织，生根、发芽，从而形成新的植物体。(3)一般利用外植体脱分化形成的愈伤组织获得细胞产物，愈伤组织有很强的分裂能力，通过培养愈伤组织细胞可获得大量细胞产物。(4)由于花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，组织培养得到的花卉基因型不同于原植株，导致不能保留亲本性状。(5)植物体细胞杂交育种、植物基因工程育种、单倍体育种等育种过程均需要用到植物组织培养技术。答案：(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株具有完整的细胞核这些部位很少受到病毒等病原体的侵害(2)脱分化和再分化(3)愈伤组织细胞分裂(4)不能对杂合体的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株(5)植物体细胞杂交育种、基因工程育种、单倍体育种10．不久前，某公司宣布，其自主培育的克隆宠物猫诞生，这只猫取名“大蒜”。目前，资本开始进入宠物克隆市场，宠物克隆已经开始商业化。公众对于克隆的讨论趋于白热化。结合所学的知识回答下列问题：(1)培育“大蒜”运用的技术手段是________________，其孕育过程是取宠物身体样本的________，放到另外一只“捐赠”者在体外培养到________________期的卵母细胞中，使之完成体外融合，并发育成重组胚胎。最后将此胚胎放到一只经过______________处理的代孕猫体内。经过两个月左右的时间发育，代孕猫就可以生出一只遗传信息跟宠物样本基本一样的小猫。(2)该公司还曾宣布培育了世界首例基因编辑克隆犬，基因编辑就是对基因进行定点修改，与“大蒜”培育相比，基因编辑克隆犬特有的技术手段是____________________，技术实施过程中用到的操作工具有______________________________，无论是培育基因编辑克隆犬，还是培育克隆“大蒜”，最后一道工序都是________。尽管体细胞核移植技术已经在许多动物中获得成功，但仍存在着一些问题，如______________________________________________________________________________________________________________(至少答出2点)。(3)科学家们也正试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造，培育器官移植的供体，猜测科学家采用的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)动物核移植技术是将动物一个细胞的细胞核，移到一个培育到减数第二次分裂中期的、已经去掉细胞核的卵母细胞中，通过电刺激等手段，使其重组并发育成一个新的胚胎，再将早期胚胎移入经过同期发情处理的另一个代孕的同种雌性个体的子宫中，进而发育成个体。(2)经过基因编辑处理说明运用了第二代基因工程，对基因进行了修饰，即蛋白质工程。限制酶、DNA连接酶和载体是基因工程的操作工具。无论培育转基因动物，还是培育克隆动物的最后一道工序都是胚胎移植。克隆动物成功率仍然非常低，有些克隆动物可能存在健康问题和食品安全性问题。(3)将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官，可解决器官短缺和免疫排斥两大难题。答案：(1)动物核移植技术(动物体细胞核移植技术)细胞核减数第二次分裂中同期发情(2)蛋白质工程(基因工程)限制酶、DNA连接酶和运载体胚胎移植成功率仍然非常低；有些克隆动物可能存在健康问题；克隆动物食品安全性问题(3)将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官11．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_____________________。③过程所用的酶是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)④过程除了用电激之外，还可以用_____________