1、1课时跟踪检测（四十二） 细 胞 工 程1珙桐(2 n40)被称为植物活化石，为进一步保护珙桐，保护生物的多样性，2012年中科院国家重点实验室科研小组来到贵州梵净山珙桐保护基地采集了珙桐材料进行相关的研究。回答下列问题：(1)为对珙桐进行扩大化培养，可取珙桐植株的分生组织进行植物组织培养，原因是_。(2)为研究染色体数目与珙桐性状之间的关系，可以采用下列两种方式：取珙桐幼苗的叶肉细胞，用_酶去掉细胞壁，获得原生质体，让原生质体融合，形成四倍体的融合细胞。融合细胞经过_形成_，再经过再分化获得四倍体的珙桐幼苗。将萌发的珙桐幼苗用秋水仙素处理，即可得到四倍体的珙桐幼苗，其中秋水仙素的作用是_。(
2、3)为增强珙桐抗虫特性，科学家需要将苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因导入珙桐中，使珙桐的抗虫性增强。用_酶从苏云金芽孢杆菌中获得目的基因。用农杆菌感染植物细胞，农杆菌内的_可将目的基因转移并整合到珙桐细胞内的染色体 DNA 上。将受体细胞进行植物组织培养获得抗虫幼苗，其原理是_。目的基因的检测有分子水平的检测和个体水平的检测，通常采用_技术检测目的基因是否导入受体细胞。(4)目的基因一般只导入受体细胞同源染色体的一条上，可将含有目的基因的植株看成杂合子(Aa)。研究发现，珙桐植株的另一对同源染色体上，显性基因 B 会抑制抗虫基因 A的表达，使得珙桐不具有抗虫性状。若用没有抗虫性状的植株(AaBb)自
3、交，后代中性状分离比为_。解析：(1)为对珙桐进行扩大化培养，可取珙桐植株的分生组织进行植物组织培养，原因是植物分生组织细胞含有毒素很少，甚至无毒。(2)取珙桐幼苗的叶肉细胞，用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁获得原生质体。融合细胞经过脱分化形成愈伤组织，再经过再分化获得四倍体的珙桐幼苗。秋水仙素在诱导染色体加倍过程中的作用是抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成。(3)用限制酶从苏云金芽孢杆菌中获取目的基因；用农杆菌感染植物细胞，农杆菌内的 Ti 质粒上的 TDNA 可将目的基因转移并整合到珙桐细胞内的染色体 DNA上；将受体细胞进行植物组织培养获得抗虫幼苗，其原理是植物细胞具全能性；目的基因的分子水平上
4、的检测，通常采用 DNA 分子杂交法检测目的基因是否导入受体细胞。(4)2据题意分析，AaBb 基因型的植株自交，后代中性状分离比为抗虫性状(3/16A_bb)不抗虫性状(1/16aabb、3/16aaB_、9/16A_B_)313。答案：(1)植物分生组织细胞含有毒素很少，甚至无毒(细胞分化程度低，容易诱导形成愈伤组织)(2)纤维素酶和果胶 脱分化 愈伤组织 抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，使体细胞染色体数目加倍(3)限制 Ti 质粒上的 TDNA 植物细胞具全能性 DNA 分子杂交 (4)不抗虫抗虫1332(2018广州模拟)下图表示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接入试管后，在一定的条件下
5、，形成试管苗的培育过程。请据图回答下列问题：(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括_和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和_两类植物激素。(2)此过程依据的原理是_。A 和 B 阶段主要进行的分裂方式是_，B 阶段除了细胞分裂外，还进行细胞_等。(3)此过程要无菌操作，主要是指对_进行灭菌。B 阶段需要光照，原因是_。(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿素，这是基因_的结果。解析：(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括无机物和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和生长素两类植物激素。(2)植物组织培养过程依据的原理是植物细胞的全能
6、性。A 是脱分化过程，B 是再分化过程，两者均进行有丝分裂，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞分化等。(3)植物组织培养过程需要无菌操作，主要是指对培养基进行灭菌，外植体等消毒。再分化阶段需要光照，原因是在此过程中芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件。(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿素，这是基因选择性表达的结果。答案：(1)无机物 生长素 (2)植物细胞的全能性 有丝分裂 分化 (3)培养基 芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件 (4)选择性表达3(2018徐州模拟)下面为“番茄马铃薯”的培育过程示意图，请据图回答下列问题：3(1)若运用传统有性杂交(即用番
7、茄、马铃薯杂交)能否得到可育的杂种植株？为什么？_。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用的技术手段是_，依据的原理是_，其中过程称为_技术，与过程密切相关的具有单层膜结构的细胞器为_，过程相当于_，过程涉及的细胞分裂方式为_。(3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄马铃薯”属于_倍体植株。(4)柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养进行到_(填字母编号)阶段即可。解析：(1)番茄和马铃薯属于两种植物，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。(2)过程是把 a、b 两个原生质体融合在一起，所以称为原生
8、质体融合。过程是在融合的原生质体外再生一层细胞壁，而细胞壁的形成与高尔基体有关。过程的结果是形成了愈伤组织，所以为脱分化。(3)“番茄马铃薯”属于异源多倍体中的异源六倍体。(4)柴油是植物细胞的代谢产物，要实现其工业化生产需将柴油树细胞培养到愈伤组织，然后进行提取。答案：(1)不能。不同种的植物间存在生殖隔离 (2)植物组织培养 植物细胞的全能性 原生质体融合 高尔基体 脱分化 有丝分裂 (3)六 (4)e4下图表示构建转抗体基因小鼠生产人源性单克隆抗体的流程。请据图回答问题：(1)图示过程涉及的生物技术有_、_、_。(2)过程使用的工具酶有_；构建的基因表达载体除含有人抗体4基因、启动子、终
9、止子外，还应具有_。(3)向转基因小鼠注射特定的抗原后，从小鼠的_中提取 B 淋巴细胞；过程通常用_诱导。(4)细胞 X 是_，体外培养细胞 X 所用的培养液必须添加_等天然成分，培养过程中会产生接触抑制吗？_。解析：(1)图示过程涉及基因工程、动物细胞培养、动物细胞融合、胚胎移植等技术。(2)过程为基因表达载体的构建，需限制酶、DNA 连接酶等工具酶；基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子及标记基因。(3)提取 B 淋巴细胞可从免疫器官脾脏中提取；动物细胞融合常用的诱导剂是灭活的病毒或聚乙二醇等。(4)细胞 X 应为骨髓瘤细胞和 B 淋巴细胞融合产生的杂交瘤细胞，体外培养时培养液中需添加血
10、清或血浆等天然成分，由于瘤细胞已丧失接触抑制，故杂交瘤细胞不会产生接触抑制现象。答案：(1)转基因技术 动物细胞培养 动物细胞融合(其他合理答案亦可) (2)限制酶、DNA 连接酶 标记基因 (3)脾脏 聚乙二醇或灭活的病毒 (4)杂交瘤细胞 血浆或血清 不会5(2018银川模拟)回答下列有关动物细胞培养的问题：(1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面_时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的_。此时，瓶壁上形成的细胞层数是_。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，常用的酶是_。(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现_的现象；但极少数细胞可以连续
11、增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成_细胞，这种细胞的黏着性_，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量_。(3)用某种大分子染料对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是_。(4)检查某种有毒物质是否能改变细胞染色体的数目，最好选用分裂到_期的细胞用显微镜进行观察。(5)在细胞培养过程中，通常在_条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中_的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低。(6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤当作_进行攻击。解析：(1)在动物细胞培养过程中，细胞会表现出接触抑制现象，此时是单层细胞。用胰蛋白酶处理可以使贴壁的细胞从瓶
12、壁上分离下来。(2)随着细胞传代培养代数的增多，绝5大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡的现象，但极少数细胞可以连续增殖，有些细胞会因遗传物质改变而变成不死性细胞，这种细胞细胞膜表面糖蛋白减少，细胞黏着性降低。(3)由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，而死细胞的细胞膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色。(4)由于细胞分裂中期染色体形态固定、数目清晰，因此最好选用分裂到中期的细胞用显微镜观察染色体数目。(5)由于在冷冻、超低温或液氮条件下，细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低，通常在此条件下保存细胞。(6)机体把移植的皮肤当作抗原攻击，会发生排斥现
13、象。答案：(1)相互接触 接触抑制 单层(或一层) 胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡 不死性 降低 减少 (3)活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色(或死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色) (4)中 (5)冷冻(或超低温、液氮) 酶 (6)抗原6下图为利用生物技术制备单克隆抗体的实验探究。请回答问题：(1)图中过程导入的诱导基因的作用是_。实现过程所需的工具酶是_。(2)图中过程属于_，其实质是_。(3)图中过程属于_技术，该过程的实现通常采用_作为诱导剂。(4)丙细胞所具有的特点是_。(5)与普通培养基相比，图中用于细胞培养的培养液需加入
14、_等。解析：(1)从图中可以看出，导入诱导基因的目的是诱导小鼠成纤维母细胞形成干细胞。过程为基因工程，所需的工具酶是限制酶和 DNA 连接酶。(2)分析题图，经过过程，干细胞转化为造血干细胞、脂肪细胞、骨细胞等多种细胞，因此属于细胞分化的过程，细胞分化的实质是基因的选择性表达。(3)过程为动物细胞融合过程，该过程常用的诱导剂是灭活的病毒等。(4)丙细胞有甲、乙两种细胞的特点，即既能无限增殖，又能分泌单一的抗体。(5)用于动物细胞培养的培养液中需要加入动物血清等。答案：(1)诱导小鼠成纤维母细胞形成干细胞 限制酶和 DNA 连接酶 (2)细胞分化 基因选择性表达 (3)细胞融合 灭活的病毒(聚乙
15、二醇) (4)既能无限增殖，又能分泌单一的抗体 (5)动物血清7请回答下列有关核移植方面的问题：(1)目前，科学家通过细胞核移植实验，培育出多种哺乳动物新类型。在牛的核移植实验中，一般通过_(物理方法)激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程；当胚6胎发育到_阶段时，将胚胎植入代孕牛体内。(2)在利用核移植技术进行治疗性克隆时，需要取患者体细胞的细胞核，移入一个已经去核的卵母细胞中，构成重组细胞。这个过程中，所用的去核卵母细胞一般处于_期；所用的供体细胞一般选用传代 10 代以内的细胞，原因是_；将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中构建重组细胞后进行细胞培养，而不是直接用体细胞进行细胞培养的原
16、因是_。(3)经核移植获得的重组细胞进行体外培养时，培养液中通常要添加_等一些天然成分，而气体环境中 CO2的主要作用是_。培养过程中，为了清除代谢产物，防止代谢产物积累对细胞造成危害，应定期_。解析：(1)在核移植实验中，激活受体细胞使其完成细胞分裂和发育进程一般采用的物理方法是电脉冲(或电刺激)。当牛的胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段时，可将其向受体移植。(2)在核移植过程中，作为受体细胞的去核卵母细胞一般处于减数第二次分裂中期。用于核移植的供体细胞一般都选用传代 10 代以内的细胞，原因是传代 10 代以内的细胞能保持正常的二倍体核型。体细胞核在体细胞中不能表现全能性，而卵母细胞的细胞质可以给
17、它提供表达全能性的环境。(3)动物细胞培养所用的培养基属于合成培养基，常需加入血清、血浆等一些天然成分。动物细胞培养过程中，为了清除代谢产物，防止代谢产物积累对细胞造成危害，应定期更换培养液。答案：(1)电脉冲(或电刺激) 桑椹胚或囊胚 (2)M中(减数第二次分裂中) 传代10 代以内的细胞能保持正常的二倍体核型 体细胞核在体细胞中不能表现全能性，而卵母细胞的细胞质可以给它提供表达全能性的环境 (3)血清、血浆 维持培养液的 pH 更换培养液8下面为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图，据图回答下列问题：(1)图中向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后，所获得的免疫抗血清实际上是含有_(填写抗体的
18、名称)的混合物，这种方法制备的多克隆抗体不仅产量低，而且纯度低。与多克隆抗体相比，单克隆抗体突出的优点在于它的_，并能7大量制备。(2)图中选用 B 细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，说明细胞膜具有_；如果仅考虑细胞的两两融合，其融合细胞有_种类型。(3)图中两次筛选的目的不同，其中筛选的目的是筛选出_，筛选的目的是筛选出_。筛选时所用的培养基是特定的_培养基。(4)科学工作者正在研究的用于治疗癌症的“生物导弹”就是_，用“生物导弹”治疗癌症的方法优于化疗的原因是_。(5)由图中可看出，单克隆抗体的制备过程中，运用了动物细胞工程中的_和_两大技术。解析：(1)结合题图可看出，向小鼠注射包含多种
19、抗原决定簇的抗原后，获得的免疫抗血清实际上是含有 Ab1、Ab2、Ab3、Ab4 多种抗体的混合物。(2)动物细胞融合的过程体现了细胞膜的流动性；仅考虑两个细胞的融合，可得到 B 细胞B 细胞、骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞及 B 细胞骨髓瘤细胞 3 种类型的融合细胞。(3)在单克隆抗体的制备过程中，第 1次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞，第 2 次筛选的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。筛选时所用的培养基是特定的选择性培养基。(4)把单克隆抗体跟抗癌药物相结合制成“生物导弹” ，注入体内，借助单克隆抗体的导向作用，能将药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞。这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量。(5)单克隆抗体的制备运用了动物细胞融合与动物细胞培养两大技术。答案：(1)Ab1、Ab2、Ab3、Ab4 特异性强、灵敏度高(2)流动性 3 (3)杂交瘤细胞 能产生所需抗体的杂交瘤细胞 选择性 (4)单克隆抗体上连接抗癌药物 不损伤正常细胞，且用药剂量少，毒副作用小 (5)动物细胞融合 动物细胞培养
