2013【优化方案】生物选修3(配北师大)知能优化训练:第3章 细胞工程(4份)

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名称 2013【优化方案】生物选修3(配北师大)知能优化训练:第3章 细胞工程(4份)
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资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 生物学
更新时间 2012-10-14 13:32:05

文档简介

1.一般来说,动物细胞体外培养需要满足以下条件(  )
①无毒的环境 ②无菌的环境 ③合成培养基需加血浆
④温度与动物体温相近 ⑤需要O2,不需要CO2 ⑥CO2能调节培养液pH
A.①②③④⑤⑥       B.①②③④
C.①③④⑤⑥ D.①②③④⑥
解析:选D。一般来说,动物细胞体外培养需要满足以下条件:无菌、无毒的环境,与体内培养相同的营养,适宜的温度和pH,还要有适量的CO2。
2.关于动物细胞培养的错误叙述是(  )
A.用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织
B.将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞
C.在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离,制成细胞悬液
D.动物细胞培养只能传50代左右,所培养的细胞会衰老死亡
解析:选D。A.选取胚胎或幼龄动物的器官、组织是因为它们分裂能力较强;B.动物组织间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质,易被胰蛋白酶催化分解,从而使细胞分散,使细胞分离出来;C.当贴壁生长的细胞分裂生长到表面相互接触时就停止分裂增殖,出现接触抑制现象,需定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来,配成细胞悬液;D.动物细胞培育传至50代左右,部分细胞的遗传物质发生改变,并且带有癌变的特点,能在培养条件下无限制地传代下去。
3.一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后,这个卵细胞经过多次分裂,再植入第三只羊的子宫内发育,结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途,但是不能(  )
A.有选择地繁殖某一性别的家畜
B.繁殖家畜中的优秀个体
C.用于保存物种
D.改变动物的基因型
解析:选D。我们知道,生物的各种性状是由遗传物质——DNA控制的。由细胞核内DNA控制的遗传叫做细胞核遗传,由细胞质(主要存在于线粒体、叶绿体)内DNA控制的遗传叫做细胞质遗传。目前的克隆技术是将一个体细胞核移入一个去核的卵细胞中,经过试管培养一段时间后,再移入另一个体的子宫内发育、分娩的技术,通过该技术能够保持亲本的优良性状,能够保持性别不变,亦能够用于保存物种,但不能改变动物的基因型,这是因为基因型的改变是通过动物的有性生殖(减数分裂)完成的,体细胞核移入卵细胞内无此过程。
4.利用细胞工程方法,以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。下列相关叙述正确的是(  )
A.用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内,产生的血清抗体为单克隆抗体
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.将等量效应B细胞和骨髓瘤细胞混合,经PEG诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞
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可诊断出病毒感染者
解析:选D。单克隆抗体是效应B细胞和骨髓瘤细胞诱导融合后形成的杂交瘤细胞大量增殖后产生的,A项方法获得的抗体纯度低,不能称为单克隆抗体。B项中效应B细胞无法实现大量增殖。C项中形成的杂交细胞有三类,既有效应B细胞和瘤细胞融合在一起的,又有两个效应B细胞融合在一起的,还有两个瘤细胞融合在一起的。
5.下列有关植物组织培养和动物细胞培养的比较中,叙述错误的是(  )
A.所用的培养基的成分基本相同
B.植物组织培养的结果是培育成植株,动物细胞培养的结果是培育成很多细胞
C.植物组织培养的目的是为了快速繁殖和获得无病毒的植株,动物细胞培养的目的是为了获得细胞产物或细胞
D.植物组织培养的原理是细胞的全能性,动物细胞培养的原理是细胞的增殖
解析:选A。对动物细胞培养和植物组织培养的知识理解程度不够,造成了概念上的混淆,认为动物细胞培养和植物组织培养具体过程相差不大,故误选B或C或D。动植物细胞培养时培养基的成分差别较大,动物培养基需加入血清,植物培养基需加入激素和琼脂。
6.下图所示为细胞融合技术的一些过程:
(1)从A、B细胞到C细胞的过程中,必须用________处理。
(2)若A、B细胞为植物细胞,那么这样的细胞已经用酶降解脱掉了________,这种酶可能是________________________________________________________________________,
由此生成的A和B细胞称为________。
(3)若A细胞为骨髓瘤细胞,B细胞为B淋巴细胞,那么D细胞称为________细胞,由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程称为________过程,这种细胞既能无限繁殖,又能产生________________。
(4)若A为人细胞,B为鼠细胞,并分别用红、绿荧光染料标记细胞膜上的蛋白质,在形成C细胞时,细胞一半发红色荧光,一半发绿色荧光。到D细胞阶段,两种颜色的荧光均匀分布,请解释原因。
解析:此题是对植物体细胞杂交、动物细胞融合以及细胞膜的特性比较全面的考查。植物细胞有细胞壁,阻碍植物体细胞的杂交。因此,植物体细胞杂交的第一步是去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体。要去掉细胞壁就要利用酶的专一性这一特点。因为细胞壁成分主要为纤维素和果胶,所以要用纤维素酶、果胶酶分解植物细胞的细胞壁。第二步就是让不同植物体细胞的原生质体融合,融合必须通过一定的技术手段进行人工诱导。单克隆抗体制备过程需得到化学性质单一、特异性强的抗体。科学家发现,在动物发生免疫过程中,每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体,要想获得大量的单一抗体,必须用单个B淋巴细胞进行克隆,形成细胞群。但在体外培养条件下,一个B淋巴细胞不可能无限增殖,这就需要B淋巴细胞与骨髓瘤细胞在灭活的仙台病毒或聚乙二醇的诱导下融合,再筛选出杂交瘤细胞。由于杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传物质,既能分泌特异性抗体,又能大量繁殖。最后考查了细胞膜的结构特点:具有一定的流动性。
答案:(1)诱导剂 (2)细胞壁 纤维素酶和果胶酶 原生质体 (3)杂交瘤 克隆 特异性抗体 (4)细胞膜上的蛋白质是可以运动的
1.动物细胞培养的特点是(  )
①细胞贴壁 ②有丝分裂 ③分散生长 ④接触抑制 ⑤减数分裂
A.①②④ B.②④⑤
C.①③④ D.③④⑤
解析:选A。动物细胞培养过程是细胞有丝分裂的过程,在动物细胞培养的过程中存在细胞贴壁、接触抑制等特点,需要用胰蛋白酶处理,使细胞分散成单个。
2.下列动物细胞培养过程中属于原代培养的是(  )
A.用胰蛋白酶使组织分散成单个细胞的过程
B.从机体取得细胞后立即进行培养的过程
C.出现接触抑制现象后取下的细胞的培养过程
D.哺乳动物细胞在培养基中的悬浮生长过程
解析:选B。原代培养是最初的细胞培养,即还没有分瓶培养前的细胞培养。
3.动物细胞培养技术的用途有(  )
①生产有价值的生物制品,如病毒疫苗、干扰素等
②生产基因工程技术中所用的受体细胞
③可以用于检测有毒物质
④培养的各种细胞可直接用于生理、病理、药理等方面的研究
A.①② B.①②③
C.②③④ D.①②③④
解析:选D。动物细胞培养技术有许多用途,题干中所列内容均属于细胞培养技术的用途范围。
4.在动物细胞培养过程中,出现遗传物质改变的细胞是(  )
A.细胞系 B.细胞株
C.原代细胞 D.传代细胞
解析:选A。细胞株是一些分裂能力较强的正常细胞,其遗传物质没有发生变化;而细胞系则是一些具有癌变特征的细胞,具有无限增殖的能力。
5.动物细胞融合和植物体细胞杂交技术的比较中,正确的是(  )
A.诱导融合的方法完全相同
B.所用的技术手段基本相同
C.培养基成分相同
D.都能形成杂种细胞
解析:选D。动物细胞融合和植物体细胞杂交这两项细胞工程技术中,都包含有细胞融合的过程,都能形成杂种细胞。对于诱导方法来说,除动物细胞的融合还可用灭活的病毒作诱导剂外,其他的基本相同。植物体细胞杂交前需先去掉细胞壁,在完成细胞融合后,还要将杂种细胞培育成植株,所以,它们所应用的技术手段是有差别的。植物细胞培养用的是固体培养基,动物细胞培养用的是液体培养基,其成分中还有动物血清,培养基成分有一定的差别。
6.用a表示骨髓瘤细胞,b表示效应B细胞,则细胞融合过程中两次筛选的目的分别为(  )
A.a、aa、ab、bb、b→a、aa、ab→ab细胞
B.a、aa、ab、bb、b→ab、bb、b→ab细胞
C.a、aa、ab、bb、b→ab→产生特定抗体的ab细胞
D.a、aa、ab、bb、b→aa→能无限增殖的aa细胞
答案:C
7.中国自主完成的首批成年体细胞克隆牛有3个母亲,A牛提供细胞核即供体细胞,B牛提供去除细胞核的卵细胞即受体细胞,两种细胞在电脉冲的刺激下融合之后,通过细胞分裂形成早期胚胎,再将这个胚胎植入C牛子宫内。据此判断下列说法中错误的是(  )
A.培育出的克隆牛几乎是A牛的复制品
B.克隆牛不仅具有A牛的遗传特征,也具有B牛的遗传特征
C.“克隆牛”就是“试管牛”
D.通过体细胞克隆技术培育出的小牛,其性别取决于供体细胞,人们可以根据需要,有目的地控制小牛的性别
解析:选C。“试管牛”是用牛的精子与卵细胞在体外完成受精,发育成胚胎,然后植入牛子宫内而产生的小牛。“克隆牛”与“试管牛”不是应用相同的技术产生的,故C项错误。
8.动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于(  )
A.培养基不同
B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行
C.动物细胞可以传代培养,而植物细胞不能
D.动物细胞能够大量培养,而植物细胞只能培养成植株
解析:选A。此题考查的是动植物细胞培养的区别与联系。动物细胞培养基与植物组织培养不同,动物细胞一般用液体培养基培养,而植物细胞一般用固体培养基培养,与植物组织培养基相比,动物细胞培养基中还要加动物血清等。它们都是在无菌条件下培养的。C、D两项的叙述有误。
9.单克隆抗体制备过程中,骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合后,要用特定的培养基筛选出杂交瘤细胞,在这种培养基上不能存活的细胞是(  )
①B淋巴细胞 ②小鼠骨髓瘤细胞 ③B淋巴细胞自身融合细胞 ④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞 ⑤杂交瘤细胞
A.①②③④ B.①③⑤
C.②④ D.②③
解析:选A。单克隆抗体的制备,目的是获得杂交细胞,因此要用特定的培养基对混合细胞进行筛选,这种特定培养基只能允许杂交瘤细胞生活,其他均不能成活。
10.单克隆抗体技术在疾病诊断和治疗以及生命科学研究中具有广泛的应用。下列关于单克隆抗体的叙述,错误的是(  )
A.特异性强,灵敏度高
B.与抗癌药物结合可制成“生物导弹”
C.体外培养B淋巴细胞可大量分泌单克隆抗体
D.由B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞分泌
解析:选C。―→
―→
―→
―→
11.如图所示为动物细胞培养的基本过程示意图,请据此图回答下列问题。
(1)容器A中放置的是动物器官或组织,它一般取自
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是________,然后用________酶处理,这是为了使细胞分散开来。这样做的目的是
________________________________________________________________________。
(3)培育首先在B瓶中进行,瓶中的培养基成分有________________等。在此瓶中培养一段时间后,有许多细胞衰老死亡,这时培养到________代,到此时的培养称为________________。
(4)为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中,用________处理,然后配置成________,再分装。
(5)在C瓶中正常培养了一段时间后,发现细胞全部死亡,原因是
________________________________________________________________________。
解析:(1)培养的动物细胞一般取自动物胚胎或幼龄动物的器官或组织的原因是这部分细胞的分化程度低,增殖能力强,更易于培养。(2)在进行培养时应尽量分散成单个细胞,便于与培养液充分接触进行物质交换,使其分散需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。(3)动物细胞培养过程中尽量使培养基成分与体内基本相同,所以需要添加糖、氨基酸、无机盐、动物血清、促生长因子和微量元素等。培养的过程分为原代培养和传代培养两大阶段,当培养到第10代左右,出现许多细胞衰老死亡的现象,这时的培养为原代培养。(4)到第10代左右需要用胰蛋白酶处理,使细胞分散,从玻璃瓶壁上脱离下来,配制成细胞悬浮液继续培养。(5)在C瓶中的培养属于传代培养,在传代培养过程中到第40~50代细胞死亡,有些细胞可能发生遗传物质的改变能继续增殖即发生癌变。如果无此现象则说明细胞遗传物质没有改变,无癌变的特点。
答案:(1)动物胚胎或幼龄动物的器官或组织
(2)剪碎 胰蛋白 使细胞与培养液充分接触
(3)糖、氨基酸、无机盐、动物血清、促生长因子和微量元素 10 原代培养
(4)胰蛋白酶 细胞悬浮液
(5)细胞没有发生癌变
12.如图为人类“治疗性克隆”大概过程,请根据图回答:
(1)人类“治疗性克隆”属于生物工程的________技术。
(2)科学家将患者的体细胞核植入去核的卵细胞中,而不是直接用体细胞进行细胞培养的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞核仍然具有________。相同的胚胎干细胞“克隆”的结果各种各样,如有的是胰岛细胞,有的是血细胞,有的是心肌细胞,究其本质原因是基因________的结果。上述“克隆”过程是建立在胚胎细胞的________和________基础上的。
(4)如将上述技术用于“克隆人”则需要进行________过程,目前世界上绝大多数国家反对进行“克隆人”实验的原因是
________________________________________________________________________。
解析:“治疗性克隆”是将经核移植形成的重组细胞培育成胚胎干细胞,进而培养成给患者进行移植用的器官,属于动物细胞工程。高度分化的动物体细胞核全能性受到很大的限制,而卵母细胞的细胞质中含有使体细胞核表现全能性的物质。胚胎干细胞经细胞分裂、细胞分化形
成不同的组织细胞,其本质原因是基因的选择性表达。胚胎干细胞仅通过动物细胞培养不能发育成完整个体,要使其发育成完整个体,需要经过胚胎移植这道工序。由于“克隆人”违背人类伦理道德,会引起伦理道德观念的混乱,所以多数国家反对进行“克隆人”实验。
答案:(1)细胞工程
(2)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)全能性 选择性表达 细胞分裂 细胞分化
(4)胚胎移植 “克隆人”会引起人类社会的伦理道德观念发生混乱
13.下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。
(1)________技术是单克隆抗体技术的基础。
(2)根据培养基的用途分类,图中培养基属于________培养基。
(3)单克隆抗体与常规的血清抗体相比,最大的优越性是________________________。
(4)动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外,还可以采用________。
(5)选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞________的特点,又具备淋巴细胞________的特点。
(6)淋巴细胞是由动物体________中的________细胞分化、发育而来。
(7)杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是________。
解析:抗体是由B淋巴细胞分泌的,每一种淋巴细胞只能分泌一种抗体。要想获得大量单一抗体,需要将某一种淋巴细胞大量克隆,但在体外培养的条件下,B淋巴细胞不能无限增殖,而癌细胞(骨髓瘤细胞)可以在体外无限增殖,科学家将这两种细胞融合,从中选育出产生高特异性抗体的细胞进行体外大规模培养,从而获得大量的单克隆抗体。单克隆抗体与常规抗体相比,特异性强,灵敏度高,可被广泛应用到疾病诊断、治疗和预防等方面。淋巴细胞是由动物骨髓中的造血干细胞分化发育来的。杂交瘤细胞培养过程中需要吸收氨基酸、葡萄糖等营养物质,是通过主动运输进入细胞内的。
答案:(1)动物细胞培养
(2)选择
(3)特异性强,灵敏度高
(4)灭活的病毒
(5)在体外大量增殖 分泌特异性抗体
(6)骨髓 造血干
(7)主动运输(主动吸收)1.下列实验中能体现细胞全能性的是(  )
①用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株 ②植物用种子进行繁殖后代 ③用烟草培养的单个组织培育出了可育的完整植株
A.①②          B.①③
C.②③ D.①②③
解析:选B。植物组织培养就是一种无性繁殖,不包括有性生殖,②表示有性生殖。
2.植物组织培养是指(  )
A.将离体细胞培养成完整植株
B.将植物的愈伤组织培养成植株
C.愈伤组织形成高度液泡化的组织
D.将离体细胞或组织培养成愈伤组织
解析:选A。植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
3.下列对植物组织培养过程中的脱分化,叙述正确的是(  )
A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程
B.体内分化的细胞形态、结构和功能发生改变的过程
C.高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程
D.愈伤组织分裂产生大量相同细胞的过程
解析:选C。脱分化是指已经分化的植物器官、组织或细胞,当受到创伤或进行离体(也受到创伤)培养时,已停止分裂的细胞,又重新恢复分裂,细胞改变原有的分化状态,失去原有结构和功能,成为具有未分化特性的细胞,即高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程。
4.为获得性状优良的作物新品种,在设计体细胞杂交实验时,不必考虑的问题是(  )
A.亲本细胞的生殖隔离
B.杂种细胞愈伤组织的诱导和再分化
C.亲本细胞融合技术
D.选择具有优良性状的亲本
解析:选A。体细胞杂交可打破生物间的生殖隔离。
5.植物体细胞杂交是利用不同物种的两个体细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指(  )
A.不同植物的精子与卵细胞的融合
B.不同植物原生质体的融合
C.完整的两个体细胞的融合
D.植物花粉细胞的两两融合
解析:选B。植物体细胞杂交的实质是指不同植物原生质体的融合。
6.野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒能力,但块茎不能食用。俄、德、芬兰专家共同做实验研究,用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交,培育出了生活能力强的杂交系马铃薯。据图分析回答问题:
(1)①过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解,其中“酶解”所用的酶应该包括________________________________________________________________________。
(2)②过程需要用到聚乙二醇(PEG),其目的是
________________________________________________________________________。
(3)请用文字和箭头表示出④⑤技术过程的实验流程________________________。由此过程可以看出植物细胞有形成再生组织的可能性,这是________的表现。
(4)一般在培养基上培养24~48小时后,大部分原生质体已再生出细胞壁。可以取样,通过________________________________________________________________________
实验来鉴别细胞壁是否已经再生。
(5)请说明运用此植物体细胞杂交法的最大好处:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:细胞壁由纤维素和果胶组成,可以用纤维素酶和果胶酶将其水解。在细胞融合时常用聚乙二醇作为诱导剂,诱导原生质体融合。由④→⑤是杂种细胞经过脱分化、再分化形成幼苗的过程。有细胞壁的植物细胞可以进行细胞的质壁分离与复原。植物体细胞杂交不通过有性生殖,故可以克服有性生殖远缘杂交不亲和的障碍,培育出兼有两物种品质的优良物种。
答案:(1)纤维素酶、果胶酶
(2)诱导原生质体融合
(3)融合细胞愈伤组织幼苗
 植物细胞具有全能性
(4)植物细胞的质壁分离与复原
(5)可使本来存在着生殖隔离的物种进行杂交,培育出兼有两物种品质的优良物种或克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍
1.生物体内细胞没有表现出全能性,而是分化为不同的组织器官,因为(  )
A.细胞丧失了全能性
B.基因的选择性表达
C.不同的细胞内基因不完全相同
D.在个体发育的不同时期,细胞内的基因发生了变化
解析:选B。生物体内的细胞都具有全能性,但大多没有表现出来,而是分化为不同的组织器官,这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。
2.以下不能说明细胞全能性的实验是(  )
A.玉米花粉粒培育出植株
B.转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株
C.烧伤病人的健康细胞培养出皮肤
D.核移植获得的组装细胞培育出的鲤鲫移核鱼
解析:选C。考查细胞全能性的概念,细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞发育成完整个体的潜能。玉米花粉粒培育出植株、向日葵细胞培育出植株、组装细胞培育出鲤鲫移核鱼都是全能性的体现,只有C选项没有得到完整个体,不能体现细胞的全能性。
3.下列四个选项中,没有采用植物组织培养技术的一项是(  )
A.花药离体培养得到单倍体植株
B.秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株
C.基因工程培育的抗棉铃虫的棉花植株
D.细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株
解析:选B。花药离体培养是单倍体育种的一项基础技术,其基本原理就是组织培养。利用基因工程培育抗虫棉的过程中,把目的基因导入受体细胞后,要诱导其分裂、分化,最后发育为一个植物体,必须经过组织培养才能实现。细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株的过程中,对融合的杂种细胞,也必须经过组织培养才能形成杂种植株。可见,组织培养是生物工程中的基础技术手段。而利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株,没有利用到组织培养技术。
4. 植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是(  )
A.植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁
B.细胞壁使原生质体失去活力
C.细胞壁阻碍了原生质体的融合
D.细胞壁不是原生质的组成部分
答案:C
5.植物学家将胡萝卜的韧皮部细胞分离出来,将单个细胞放入特定的培养基中培养,获得了许多完整的植株,此过程依据的原理和技术是(  )
A.细胞分裂和细胞工程
B.细胞的分化和基因工程
C.细胞的全能性和组织培养
D.花药离体培养和单倍体育种
解析:选C。考查植物组织培养原理的技术成果。
6.植物细胞表现出全能性的必要条件和增殖方式是(  )
A.脱离母体后,给予适宜的营养和外界条件;减数分裂
B.导入其他植物细胞的基因;有丝分裂
C.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内;减数分裂
D.脱离母体后,给予适宜的营养和外界条件;有丝分裂
解析:选D。植物细胞培养成完整植株,充分体现了其全能性,这个过程需满足的条件为:脱离母体,培养基中有必需的营养物质和适宜的外界条件,细胞增殖方式为有丝分裂。
7.下列有关植物细胞全能性的叙述,正确的是(  )
A.只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因
B.高度分化的细胞处于离体状态时不能表现出全能性
C. 植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础之一
D.配子不能表现出全能性的原因是它所含的基因比体细胞减少一半
解析:选C。配子也具有发育成完整个体所必需的全部基因,花药离体培养证明配子也具有并且能表现出全能性,细胞表达全能性的首要前提是处于离体状态。
8.与传统的有性杂交法相比,植物体细胞杂交的最大优点是(  )
A.可使两个亲本的优良性状组合到一起
B.可以克服远缘杂交不亲和的障碍
C.可以培育出高产性状优良的新品种
D.可以降低生产成本提高经济效益
解析:选B。体细胞杂交技术可以克服不同种植物之间杂交不亲和障碍,实现远缘物种之间的核质组合,从而培育新品种。
9.人参皂甙粉是人参中重要的药用成分,以前只能从人参中提取,产量极低,因而价格较贵。目前,可以通过下列哪项技术迅速大量获取(  )
A.基因工程 B.植物组织培养
C.植物体细胞杂交 D.发酵工程
解析:选B。人参皂甙粉是利用人参细胞经植物组织培养而获得的,其药用成分和药理活性与栽培人参相似。
10.(2011·烟台模拟)植物体细胞杂交能解决不同种植物之间由于生殖隔离而不能进行有性杂交的问题。植物体细胞杂交过程不涉及(  )
A.使用限制性内切酶
B.使用纤维素酶和果胶酶
C.诱导两种不同的细胞融合
D.选择利用杂种细胞分裂和分化的培养基
解析:选A。本题考查植物体细胞杂交的原理以及理解能力、综合分析判断能力。植物体细胞杂交首先要获取不同植物的体细胞,然后促其融合,最后将杂种细胞培育成新植物体。限制性内切酶主要应用于基因工程。
11.(2012·北京海淀区检测)下图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图,有关叙述正确的是(  )
A.获得a、b细胞需要胰蛋白酶和果胶酶
B.诱导a、b细胞融合的化学试剂一般用秋水仙素
C.a、b细胞融合为c细胞的原理是生物膜具有流动性
D.d、e、f过程表示植物的组织培养过程,e、f分别为脱分化和再分化
解析:选C。植物体细胞在杂交之前,必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体;a、b细胞融合为c细胞的原理是细胞膜具有流动性;诱导a、b细胞融合的化学试剂一般用聚乙二醇;d、e分别为脱分化和再分化。
12.某二倍体植物是杂合体,下图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答:
(1)图中①表示的是该花粉培养过程中的________过程,②表示的是________过程,X代表的是________,③表示的是________过程,④表示的是诱导________过程。
(2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条,具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中________的种类及其浓度配比,最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为________植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株,说明未成熟花粉具有________。
(3)对植株甲进行________,才能使其结实产生后代(乙),否则植株甲只有通过________的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中,能产生可育花粉的是______植株,该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为________种,该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为________种。花药培养在育种上的特殊意义是________,从而开辟育种新途径。
解析:(1)分析所给图示,弄清数字和字母所代表的含义。①表示脱分化过程;②表示再分化过程。愈伤组织的形态发生方式主要有不定芽方式和胚状体方式两种,不定芽方式是在某些条件下,愈伤组织中的分生细胞发生分化,形成不同的器官原基,再逐渐形成芽和根;胚状体方式是由愈伤组织细胞诱导分化出具有胚芽、胚根、胚轴的胚状结构,进而长成完整植株。因此X表示胚状体,③表示生长发育过程,④则表示继续分化形成根的过程。(2)调节培养基中激素的浓度和种类可以调节细胞的分化方向,如植物细胞的分化常受细胞分裂素及生长素比例的调节,当细胞分裂素与生长素的浓度比值高时,可诱导芽的形成,反之则有促进生根的趋势。花粉离体培养长成的个体叫单倍体,说明花粉具有全能性。(3)育种工作者常用花药离体培养的方法来获得单倍体植株,然后经过人工诱导使染色体数目加倍,重新恢复到正常植株的染色体数目。这种方法得到的植株,不仅能够正常生殖,而且每对染色体上的成对基因都是纯合的,自交产生的后代不会发生性状分离,大大缩短了育种年限。
答案:(1)脱分化 再分化 胚状体 分化(或发育) 生根 (2)激素 单倍体 细胞的全能性
(3)染色体加倍 无性繁殖 乙(或经过染色体加倍的) 一 多 缩短育种周期
13.图为种间植物细胞融合再生植株示意图。请据图回答:
(1)步骤①是使植物细胞形成________阶段,其关键技术是________。
(2)步骤②一般要用______________________________________。
(3)③为________过程,完成体细胞的杂交。
(4)培养的杂种植株在形态上表现为________,其根本原因是________________________________________________________________________。
(5)亲本A细胞与亲本B细胞融合的方式有________种,具体为________。
(6)从理论上讲,杂种个体的育性为__________,理由是______________________________,因此该研究解决了育种过程中的________的问题。
答案:(1)原生质体 使用纤维素酶、果胶酶除去细胞壁
(2)离心、振动、电刺激、聚乙二醇等物理或化学方法诱导融合
(3)原生质体融合
(4)杂种特性 具有双亲细胞的全部遗传物质
(5)3 AA、AB、BB
(6)可育 杂种个体的细胞中含有同源染色体,可形成正常的配子,产生后代 远缘杂交不亲和
14.我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放在培养基中进行培养,最终发育成完整的新植株。下图是细胞培养形成兰花植株示意图,请据图分析回答问题:
(1)过程④和⑤要经过____________、____________和____________。
(2)在培养过程中,除了提供水分、无机盐、糖类、维生素及氨基酸外,还需要在培养基中加入____________。同时,在培养过程中,除必需的温度、光照和氧气等外界条件外,成功的另一个关键是操作过程必须保证________。
(3)从育种的角度看,植物组织培养与有性生殖相比,优势主要有(列举2条):________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在植物组织培养的过程中,可以对__________进行化学或物理的诱变处理,促使其发生突变,再通过诱导分化形成植株,从中选育出优良品种。
(5)若将兰花的茎尖细胞换成兰花的花粉粒,经组织培养形成植株,这种育种方法称为__________,其优点是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:过程④和⑤是由愈伤组织形成试管苗,在此过程中既有细胞分裂,又有细胞分化,进而形成组织器官。在组织培养过程中还要注意无菌操作。植物组织培养属于无性生殖。单倍体育种方法是用花药离体培养形成单倍体植株,再用秋水仙素处理使染色体数目加倍。
答案:(1)细胞分裂 细胞分化 组织器官的形成
(2)植物激素(或植物激素类似物) 无菌 (3)能保持亲本的优良性状;培育周期短,繁殖效率高;能培育无病毒植物(任意2条即可) (4)愈伤组织 (5)单倍体育种 缩短育种年限,培育的品种一般是纯种(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共20小题,每小题2.5分,满分50分)
1.下列生物工程技术中,不属于细胞工程的是(  )
A.通过试管动物大量繁殖优良动物
B.通过体细胞克隆技术培养出克隆牛
C.含有人胰岛素基因的大肠杆菌生产胰岛素
D.将某人的肝癌细胞在实验室中繁殖成一个细胞系
解析:选C。含有人胰岛素基因的大肠杆菌生产胰岛素属于基因工程;试管动物和克隆牛的培育属于动物细胞工程的成果;肝癌细胞的培养属于动物细胞工程中的细胞培养技术。
2.某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖,可利用该植物体的一部分器官或组织进行离体培养,发育出完整的植株。进行离体培养时不应采用该植株的(  )
A.茎尖         B.子房壁
C.叶片 D.花粉粒
解析:选D。花粉粒的离体培养是单倍体育种通常采用的方法,单倍体植株是变异的类型,会发生性状分离。
3.马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖,种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产,为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是(  )
A.选择优良品种进行杂交
B.进行远缘植物体细胞杂交
C.利用芽尖进行组织培养
D.人工诱导基因突变
解析:选C。组织培养属于无性繁殖方式。植株的芽或茎尖很少被病毒感染甚至是无病毒,通过组织培养可以很好地保护这一性状。
4.下列事实中,可以体现细胞全能性的是(  )
①利用胡萝卜韧皮部的细胞培育出植株 ②转入抗虫基因的棉花叶肉细胞培育出植株 ③番茄体细胞与马铃薯体细胞融合后培育出植株 ④利用小麦花药离体培育出单倍体植株 ⑤蜜蜂未受精的卵发育成雄蜂
A.只有①④⑤ B.只有①②③
C.只有①②④⑤ D.①②③④⑤
解析:选D。植物组织培养、植物体细胞杂交、单倍体育种的原理是细胞的全能性。①、④属于植物组织培养,②利用了基因工程和植物组织培养的方法,③利用了细胞融合和植物组织培养的方法,⑤是蜜蜂的孤雌生殖,体现了卵子的全能性。
5.下列有关植物细胞工程的叙述中,不正确的是(  )
A.植物细胞工程中,融合叶肉细胞时,应先去掉细胞膜,制备原生质体
B.植物体细胞杂交培育出的新品种一定不是单倍体
C.植物细胞工程中,叶肉细胞经脱分化过程可形成愈伤组织
D.培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、聚乙二醇等试剂或离心、振动、电刺激等方法
解析:选A。在植物体细胞杂交过程中,首先应制备原生质体,即用酶解法去掉植物细胞的细胞壁,然后通过聚乙二醇等试剂或离心、振动、电刺激等方法诱导原生质体融合,得到杂合细胞后,再脱分化形成愈伤组织,再分化形成杂种植株,通过植物体细胞杂交培育出的新品种不属于单倍体,因为单倍体是由配子直接发育来的个体。
6.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,下列哪一项条件不需要(  )
A.消毒灭菌 B.适宜的温度
C.充足的光照 D.适宜的养料和激素
解析:选C。在植物组织培养过程中,将离体的组织细胞置于相应的培养基中,在一定的激素刺激下,使其发生脱分化形成愈伤组织,并在此基础上逐渐再分化形成具有根、芽的植物胚状体。同时在脱分化形成愈伤组织的过程中,由于植物细胞脱离了植物体,所有营养必须从培养基中获得,并且在此过程中易受到细菌的感染而死亡,因此必须对培养基进行消毒灭菌。愈伤组织再分化成根、芽的胚状体时,需给予光照刺激,以促进叶绿素的合成,为随后的光合作用提供有利条件,而在细胞脱分化形成愈伤组织的过程中光照是非必要条件。
7.如图为植物组织培养过程,有关说法不正确的是(  )
A.②试管中细胞全能性最高
B.④试管中培育出的个体都是纯合体
C.①→②的过程不需要光照
D.①→④的细胞分裂都是有丝分裂
解析:选B。植物组织培养所获取的植株与母本的基因型相同,体现了细胞的全能性,其所获取植物的基因型与取材母本相同,不一定是纯合体,也有可能是杂合体。
8.(2012·无锡高二检测)下列哪项新技术可以创造新品种(  )
A.植物组织培养 B.动物细胞培养
C.细胞融合 D.细胞核移植
解析:选C。新品种体内的遗传物质与原品种相比,会有较大的变化,而细胞融合正是使生物体内遗传物质发生较大变化的重要途径。故C为正确答案。
9.下列各项关于植物细胞工程的叙述,正确的是(  )
A.植物细胞只要在离体状态下即可表现出全能性
B.制备原生质体时可利用酶或植物激素去除细胞壁
C.愈伤组织经过细胞的增殖会形成新的植物组织器官
D.叶肉细胞经脱分化形成愈伤组织离不开植物激素的作用
解析:选D。植物细胞体现全能性需要离体条件,但有离体条件不一定能表现全能性;获得原生质体可利用酶去除细胞壁,但激素不能;愈伤组织的增殖会导致细胞数目增加(没有分化),而只有同时在激素的诱导下才能分化形成组织器官。
10.将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中,在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后,应出现的现象是(  )
解析:选B。无根幼苗可自身产生植物激素,诱导分化出根部。不可能脱分化形成愈伤组织,也不会在下部分化出芽。
11.明党参是我国珍稀药用植物,对其进行保护性开发利用的方法有(多选)(  )
A.设计细胞培养反应器,实现药用成分的工厂化生产
B.大量培养愈伤组织,直接提取药用成分
C.大规模栽培组织培养苗,获取药用成分
D.利用组织培养获得胚状体,制成人工种子
解析:选ABCD。设计细胞培养反应器,可以实现细胞产物的工厂化生产。有些药用成分可以从愈伤组织中直接提取。微型繁殖和人工种子都可以促进植物大量繁殖。
12.下列关于植物体细胞杂交的叙述,错误的是(  )
A.利用植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制,培育远缘杂种
B.不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程
C.使用纤维素酶和果胶酶诱导两种不同的细胞融合
D.其步骤是分离原生质体→诱导原生质体融合→组织培养方法→得到杂种植株
解析:选C。植物体细胞杂交可以用两种不同的植物细胞,从而可以克服生殖隔离的限制,植物体细胞杂交的过程,实际上是不同植物体细胞的原生质体融合的过程。植物体细胞杂交常用的诱导方式为物理方法或用聚乙二醇促融剂;其步骤是不同植物细胞去壁分离原生质体→诱导原生质体融合→组织培养方法→得到杂种植株。故C错误。
13.如图表示应用植物组织培养技术培育优质玉米的过程。对此过程的相关描述错误的是(  )
A.B→E过程中细胞全能性的高低发生了改变
B.C试管中形成的是高度液泡化的薄壁细胞
C.A植株和F植株体细胞中的染色体组数相同
D.培养出的F植株一般不能直接应用于扩大种植
解析:选C。该过程是植物组织培养,实际上就是植物花药离体培养。B是配子细胞脱分化形成,C此时全能性提高,由C再分化成D其全能性降低。花药的产生是减数分裂,因此,花药离体培养后得到的个体F(单倍体)——其染色体只有原母本植株A染色体的一半,其特点是高度不育的,所以要对其幼苗用秋水仙素处理使染色体加倍后再种植。
14.下图为某哺乳动物生殖过程示意图(a为精子,b为卵细胞,c为体细胞),下列相关叙述中,不正确的是(  )
A.动物个体①②的产生分别属于有性生殖和无性生殖
B.动物个体②的产生方式表明,高度分化的动物细胞的细胞核也具有发育为完整个体的潜在能力
C.按照动物个体②的产生方式,后代的性别比仍为1∶1
D.产生a、b、c三种细胞的方式中,仅c为有丝分裂
解析:选C。图示中①为有性生殖产生的,后代性别比为1∶1,而②为核移植产生的克隆动物,其性别与供核一方的性别一致。
15.动物体内的细胞不易受到外界细菌、病毒等微生物的感染,而原代培养的细胞(  )
A.对微生物有一定的防御能力
B.培养环境中可以有一定量的微生物
C.对微生物已失去了防御能力
D.刚离体的细胞必须生活在无菌条件下,以后的培养对无菌条件的要求不严格
解析:选C。动物体具有一定免疫力,是因为动物体具有非特异性免疫系统和特异性免疫系统,对各种病原微生物有一定的防御能力。而离体的动物细胞失去了对各种微生物的防御能力,因此,动物细胞培养的环境中不能存在微生物,否则,动物细胞就会死亡。
16.下列现代生物科技的应用中,不需要进行检测与筛选的是(  )
A.对植物的茎尖进行组织培养获得脱毒苗
B.将鼠的骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合,制备单克隆抗体
C.利用植物体细胞杂交技术培育“萝卜—甘蓝”
D.将抗虫基因导入植物细胞,培育具有抗虫特性的新植株
解析:选A。在制备单克隆抗体过程中,要筛选出能产生相应抗体的杂交瘤细胞。植物体细胞杂交过程中,要筛选出相应的杂种细胞进行植物组织培养,才能获得相应的杂种植株。转基因植物培育过程也要进行相应的检测与筛选,才能制备出所期望的新品种。
17.某同学提出的有关动植物细胞工程的下列说法中,不正确的是(  )
A.动物细胞工程的技术基础是动物细胞培养
B.动物细胞的融合可以说明细胞膜具有流动性的特点
C.植物原生质体的制备需要纤维素酶和果胶酶
D.植物组织培养、细胞融合、细胞核移植培育出的新个体,只含有一个亲本的遗传性状
解析:选D。植物组织培养的过程是无性生殖的过程,形成的新个体中只含有一个亲本的遗传物质。而细胞融合、细胞核移植培育出的新个体遗传物质来自不同个体,遗传性状受不同亲本遗传物质的共同控制。
18.某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,你认为有几处是不正确的(  )
植物细胞工程 动物细胞工程
技术手段 植物组织培养、植物体细胞杂交 动物细胞培养和融合、单克隆抗体的制备等
特殊处理 机械法去除细胞壁 胰蛋白酶处理制备细胞悬浮液
融合方法 物理方法、化学方法 物理方法、化学方法、生物方法
典型应用 人工种子、杂种植物 单克隆抗体的制备
培养液区别 蔗糖是离体组织赖以生长的成分 动物血清不可缺少
A.0 B.1
C.2 D.3
解析:选B。植物体细胞杂交过程去除细胞壁制备有活力的原生质体的方法是酶解法。
19.下列对植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较,描述正确的是(多选)(  )
A.动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同,诱导融合的方法也完全相同
B.两者都可以跨越种属间的生殖隔离,突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能
C.利用动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术,为生产单克隆抗体开辟了新途径
D.目前科学家终于实现了两个植物物种间的体细胞杂交,得到了同时具有两个物种遗传物质的超级植物,并使它们的性状全部得以体现
解析:选BC。动物细胞融合的诱导方法有生物方法,如用灭活的仙台病毒,而植物原生质体融合没有;两个植物物种间的体细胞杂交,得到了同时具有两个物种遗传物质的超级植物,并不一定使它们的性状都得以体现,这是基因选择性表达的结果。
20.将人细胞与小鼠细胞进行细胞融合,得到人鼠杂种细胞,进行有丝分裂时人的染色体被排斥,被丢失。丢失的染色体是随机的,这样就可以得到一系列稳定的细胞株。每个细胞株中含有人的不同的染色体,因此可利用群体细胞株来进行基因定位。下面是各细胞株中染色体和基因的分布情况(+表示“存在”,-表示“不存在”)。下列说法中正确的一项是(  )
细胞株 A B C D E
染色体1 - + - + -
染色体2 + - - + -
染色体3 - - - + +
基因1 + - - + -
基因2 - + - + -
基因3 + - - + +
A.将人细胞与小鼠细胞进行细胞融合时,必须用灭活的仙台病毒作为诱导剂
B.得到的人鼠杂种细胞,要用动物细胞培养的方法加以培养,培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、维生素和动物血清等,一般不含无机盐
C.人鼠杂种细胞进行有丝分裂得到的一系列稳定的细胞株,是在培养过程中存活50代以后的细胞
D.可断定基因1位于2号染色体上,基因2位于1号染色体上,基因3位于2号染色体上
解析:选D。动物细胞融合时,可以用物理方法(离心、振动、电刺激)、化学方法(聚乙二醇)、生物方法(灭活的仙台病毒)。动物细胞培养基所需的营养物质有葡萄糖、氨基酸、生长因子、无机盐、微量元素等。细胞株是在10代~50代之间起传代作用的细胞。
二、非选择题(本题共4小题,满分50分)
21.(12分)下图为两个种间植物细胞融合和再生植株示意图。请据图回答:(一~八表示各主要步骤)
(1)从步骤一到步骤二是植物细胞形成____________的阶段,其关键技术是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)从步骤二到步骤三一般要用____________作为促融剂。
(3)步骤四为____________过程。
(4)在形成再生植株的过程中,与组织培养有相似之处的步骤是____________,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)步骤八表示选择体细胞杂种植株,杂种植株在形态上表现为
________________________________________________________________________,其根本原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)该项研究解决了育种过程中的什么问题?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
解析:(1)植物细胞融合由于细胞壁的阻隔难以进行,所以要先用纤维素酶和果胶酶将细胞壁降解,分离得到原生质体。(2)细胞融合难以自发进行,需用物理或化学方法诱导融合。常用的物理方法有显微操作、电激、离心、振动等,化学方法常用聚乙二醇(PEG)作为促融剂。(3)分离得到的原生质体在诱导下进行融合,形成杂种细胞,后长出细胞壁,完成细胞融合过程。(4)六~七为杂种细胞分裂、分化形成愈伤组织后形成杂种植株的过程,这与组织培养是相同的。(5)选育的杂种植株具备双亲的遗传特性,因为它结合了双亲的遗传物质。(6)植物体细胞杂交主要克服了远缘杂交不亲和的障碍,对培育作物新品种有重要意义。
答案:(1) 原生质体 细胞壁的去除 (2)聚乙二醇(PEG) (3)原生质体融合 (4)六~七 都有形成愈伤组织、转移愈伤组织到新的培养基培养成杂种植株的过程 (5)同时具有双亲的特性 具有双亲细胞的全部遗传物质 (6)远缘杂交不亲和的问题
22.(12分)自从1958年斯图尔德和赖尔特分别对胡萝卜进行诱导得到胚状体,30多年来培养出了约有200多种植物的胚状体。我国利用组织培养技术已成功地在烟草、水稻、小麦和玉米等作物上诱导出了胚状体。各国正着手将人工种子推向商品化。
(1)植物的胚状体是________的产物。培育胚状体利用了________这一项生物技术。
(2)包埋胚状体的胶质可看做种子的____________部分。
(3)该项技术的成功应用反映了细胞的________性。
(4)由人工种子萌发成的植株是否可育?请说明理由。
________________________________________________________________________
(5)人工种子的研究和商品化有何意义?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)为了有利于幼苗茁壮成长,提高农作物产量,请设计两种对人工种子处理的方法:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:植株是否可育,要看其是否能够进行减数分裂,产生有性生殖细胞。如果是由二倍体或六倍体植物的花粉培育成的植株,其体细胞中分别含有一个或三个染色体组,则是不可育的。对于人工种子的研究和商品化的意义,应结合实际回答。提高作物质量和产量可在人工胚乳中添加营养物质、固氮细菌、防病虫农药、除草剂、植物激素类似物等。
答案:(1)无性生殖 组织培养 (2)提供营养的胚乳或子叶 (3)全能 (4)若是由体细胞发育来的,则是可育的,若是由配子发育来的,则不一定,通常是不育的
(5)①可以实现种子的工业化生产,节约粮食供应;②可用于苗木的快速繁殖和培育无病毒苗;③可用于巩固杂种优势;④对研究细胞生长和分化过程中的遗传、生理、生化等方面也有重要意义 (6)在人工胚乳中添加固氮细菌、防病虫农药、除草剂和植物激素类似物等
23.(12分) (2012·山东五校联考)叶肉细胞原生质体的分离和培养的主要过程可以用下面的图解简单表示,根据图解完成问题:
培养,
(1)图解中“酶解”所用的酶应该包括________和________。
(2)原生质体的结构由________三部分组成。
(3)在培养基的成分中,除了各种营养成分外,还必须含有________、________才能诱导获得愈伤组织。
(4)获得原生质体后,需要对其活力进行检查,下列最适合的实验是________。
A.观察原生质体的结构是否完整
B.观察细胞质流动
C.观察细胞的有丝分裂
D.观察叶绿体数目的多少
(5)一般在培养基上培养24~48小时后,大部分原生质体已再生出细胞壁。可以通过取样,利用25%蔗糖溶液以及其他用具,通过________实验来鉴别细胞壁是否已经再生。
解析:对植物细胞酶解的目的是除去细胞壁,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此酶解所需的酶是纤维素酶和果胶酶。原生质体包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分。在植物组织培养的培养基中必须含有合适比例的生长素和细胞分裂素才能促使原生质体形成愈伤组织。活细胞的细胞质具有流动性,因此要对原生质体的活力进行检查,检查细胞质流动最适合。植物细胞有无细胞壁再生,可以通过质壁分离和复原的实验来验证。
答案:(1)纤维素酶 果胶酶
(2)细胞膜、细胞质、细胞核
(3)生长素 细胞分裂素
(4)B
(5)植物细胞的质壁分离和复原
24.(14分)下面两幅图分别是单克隆抗体的制备过程和克隆羊的培育过程示意图,请据图回答下列问题:
(1)图甲和图乙所示的过程中,都必须用到的动物细胞工程技术手段是
________________________________________________________________________。
(2)图甲中②过程常在________诱导下完成,④过程与体外培养相比,其优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)单克隆抗体能定向攻击癌细胞,主要是利用其______________________。
(4)若不考虑环境因素影响,克隆羊的性状全部像白面绵羊吗?________。原因是________________________________________________。
(5)在目前现有技术条件下,还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体,而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体,你认为原因最可能是(  )
A.卵细胞大,便于操作
B.卵细胞含有的营养物质多
C.卵细胞的细胞质可使体细胞细胞核的全能性得到表达
D.重组细胞才具有全能性
解析:单克隆抗体的制备过程和培育克隆动物的过程都需用到的动物细胞工程技术手段是动物细胞培养。诱导动物细胞融合的方法有物理方法(离心、振动、电刺激)、化学方法(聚乙二醇)和灭活的病毒。杂交瘤细胞可以通过体外条件下大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖,只是注射到小鼠腹腔内增殖收集单克隆抗体时不需特定的培养基和严格的外界环境条件;单克隆抗体具有特异性强的特点,能准确识别各种抗原物质的细微差异;克隆羊的性状受细胞核和细胞质内的遗传物质的共同影响,由于卵细胞为克隆羊提供了细胞质中的遗传物质,所以性状不会全部像供核个体。由于成熟的动物体细胞不能培育成一个新个体,而经细胞核移植后能发育成个体,说明在卵细胞的细胞质中含有使细胞核全能性得以表达的物质。而卵细胞比较大,含有丰富的营养物质,适合作受体细胞。
答案:(1)动物细胞培养
(2)聚乙二醇(或灭活的病毒、离心、振动、电刺激也可)
不需特定的培养基,不需严格的外界环境条件
(3)特异性
(4)不完全像 卵细胞细胞质中的遗传物质也能控制某些性状 (5)C1.把胡萝卜单个韧皮部细胞接种到配制的培养基上培养,获得了许多完整的植株,这些植株(  )
A.变异频率较高     B.都是单倍体
C.彼此性状极其相似 D.都是纯合体
解析:选C。植物组织培养属于无性繁殖方式,由同一个胡萝卜韧皮部细胞培育而来的许多植株,遗传物质均相同,故其性状极为相似。
2.(2011·北京海淀)如右图为人工种子,下列与其培育过程有关的叙述中不正确的是(  )
A.人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得
B.胚状体是由愈伤组织分化而成的,离体细胞只有形成愈伤组织才能表现出全能性
C.同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型
D.胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成
解析:选D。人工种子是由人工种皮和胚状体组成,胚状体已具有根、 芽的分化。
3.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗,以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程涉及细胞的(  )
①有丝分裂 ②分化 ③减数分裂 ④全能性
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②④
解析:选D。某些作物进行无性繁殖过程中会感染病毒且容易传给后代,病毒逐年积累就会导致作物产量降低,品质变差。切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗。在这个过程中通过细胞的有丝分裂增加细胞的数目,通过细胞的分化使来自同一细胞的这些细胞功能发生差异完成生物体的各项生命活动。
4.下列育种措施,可以增加植物突变体出现的是(  )
A.采用嫁接方法培育苹果新品种
B.将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草受精卵中,培育抗冻烟草
C.用紫外线对组织培养中的愈伤组织进行照射
D.使用秋水仙素对棉花植株进行处理
答案:C
5.如今,许多植物已处于濒临灭绝的境地,仅我国就有濒危植物4000~5000种,其中200种已经基本绝迹,下列关于物种濒危的原因和拯救措施的说法不正确的是(  )
A.人类对环境破坏的日益加剧导致植物濒危
B.对植物不合理利用是造成植物濒危的原因
C.利用植物组织培养技术可以拯救濒危物种
D.利用愈伤组织的诱变育种,产生新品种替代原有植物
解析:选D。利用愈伤组织的诱变育种,可以产生新品系或新品种,但不能起到拯救原有物种、原有品种的作用。
6.紫草素是紫草细胞的代谢产物,可作为生产治疗烫伤药物的原料。用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。
(1)在生产前,需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”。这些“种子”是应用组织培养技术,将紫草叶肉细胞经过__________________而获得的。这项技术的理论基础是________________。
(2)从图中可以看出:影响紫草素产量的因素是________和________。
(3)在培养过程中,要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是________________和________________。
答案:(1)脱分化(或脱分化形成愈伤组织) 细胞的全能性 (2)细胞数量 细胞所处的生长期 (3)保证氧气供应充足 使细胞与培养液充分接触
1.植物的微型繁殖技术是指(  )
A.植物体细胞杂交技术 B.嫁接
C.营养生殖 D.植物组织培养
答案:D
2.植物的微型繁殖的优点是(  )
A.取材少 B.培养周期短
C.繁殖率高 D.以上都是
答案:D
3.若获得脱毒苗,一般选取植物体的哪一部分组织(  )
A.叶 B.花粉
C.根 D.茎尖
答案:D
4.在植物组织培养过程中,容易获得突变体的主要原因是(  )
A.培养的细胞一直处于不断的分生状态
B.培养基营养丰富,易于植物生长
C.纺锤丝的形成容易受抑制
D.DNA复制容易受抑制
解析:选A。本题考查植物新品种的培育中突变体的利用。在植物组织培养过程中,由于培养的细胞一直处于不断的分生状态,容易受一些条件的影响而产生突变。
5.单倍体是指体细胞中(  )
A.含有一个染色体组的个体
B.含有奇数条染色体的个体
C.含有奇数个染色体组的个体
D.含有本物种配子染色体数目的个体
解析:选D。解答此题的关键知识点是单倍体育种,对此知识点可从单倍体育种所用的材料入手来分析。单倍体育种是用花药离体培养方法获得单倍体。因此单倍体的体细胞中含有本物种配子染色体数目。
6.一个离体的植物细胞给予适宜的条件后可以经过多次分裂、分化直至发育成一个性成熟的植物。这种技术具有多种用途,但是不能(  )
A.有选择地繁殖一种无病毒花卉
B.繁殖农作物中的优秀个体
C.拯救濒临绝灭的植物
D.改变植物的基因型
解析:选D。植物组织培养是无性生殖,没有发生基因重组,所以基因型一般不会改变。
7.下图是人工种子的结构简图,对其叙述不正确的是(  )
A.人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需要的营养物质,还可以添加农药和植物激素
B.人工种子可以工厂化生产,播种人工种子可节省大量粮食
C.人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。
D.人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构
解析:选D。人工种子的胚状体已经分化出了胚芽、胚根和胚轴等结构。
8.下列哪一项不是单倍体育种的优点 (  )
A.缩短育种年限
B.得到稳定遗传的优良品种
C.节约人力、物力
D.突变率高
解析:选D。
9.用杂合体种子尽快获得纯合体的植株的方法是(  )
A.种植—F2—选出不分离者—纯合体
B.种植—植物组织培养—纯合体
C.种植—生长素处理—纯合体
D.种植—花药离体培养—幼苗—秋水仙素处理—纯合体
解析:选D。利用单倍体育种能够加快育种进程,缩短育种年限。
10.(2012·太原高二检测)关于番茄—马铃薯杂种植株,下列叙述不正确的是(  )
A.若番茄细胞内有m条染色体,马铃薯细胞含n条染色体,则“番茄—马铃薯”细胞内含(m+n)条染色体
B.过程②结束后需要淘汰自身融合的细胞
C.过程③不存在细胞分裂
D.这项技术已经广泛应用到杂种植物的培育中
答案:D
11.如图列举了几种植物的育种方式,请据图回答相关问题。
(1)甲育种方式称为________。
(2)通过丁种方式可以获得脱毒苗,培养过程中c常常取用茎尖的原因是________________________________________________________________________。
(3)乙方式处理植物的愈伤组织能获得较好效果,原因是
________________________________________________________________________。
(4)丙方式将外源目的基因导入受体植物细胞,最常采用的方法是________。在通过丙方式获得转基因植株的过程中,核心步骤是
________________________________________________________________________。
(5)甲、丙两种育种方式与传统杂交育种方式相比,其优点是________________。
解析:该题主要考查了杂交育种、诱变育种和基因工程育种以及植物体细胞杂交,其中诱变育种和基因工程育种都属于作物新品种的培育方法。
(1)由a、b两种细胞通过一定的技术手段获得c,属于植物体细胞杂交,能克服远缘杂交不亲和的障碍。
(2)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至没有病毒,因此常用茎尖进行组织培养获得脱毒苗。
(3)由于愈伤组织一直处于不断分裂的状态,容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。
(4)将外源基因导入受体植物细胞的方法,最常用的是农杆菌转化法。
(5)植物体细胞杂交和基因工程都能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍,而传统杂交育种由于生殖隔离而不能实现种间杂交。
答案:(1)植物体细胞杂交
(2)茎尖不带病毒或很少被病毒感染
(3)愈伤组织细胞处于不断分裂的状态,易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变
(4)农杆菌转化法 基因表达载体的构建
(5)能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍
12.如图所示为农作物新品种的育种方式:
(1)图示育种方式涉及到的生物工程技术有:________、________。
(2)②③过程分别为:________、________。
(3)⑤过程中常用的载体是________;⑤过程表示的基因操作步骤是
________________________________________________________________________。
(4)上述育种与传统杂交育种相比,突出优点是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)图中⑤过程涉及到基因工程,①过程为植物体细胞杂交,两者都需要植物组织培养技术的支持。
(2)图中②为脱分化的过程,可获得愈伤组织,然后经过③再分化而得到胚状体。
(3)基因工程中的载体为质粒,⑤过程是将目的基因导入到某种植物受体细胞中。
(4)不管是基因工程育种还是植物体细胞杂交育种,都会打破物种的界限——生殖隔离,实现生物性状的定向改变。
答案:(1)基因工程、植物组织培养 植物体细胞杂交(细胞融合)
(2)脱分化 再分化
(3)质粒 将目的基因导入受体细胞
(4)打破生殖隔离、实现遗传物质的定向改变、克服了远缘杂交不亲和的障碍,周期短
13.有两个纯种的小麦,一个为高秆(D)抗锈病(T);另一个为矮秆(d)易染锈病(t),这两对性状独立遗传,现要培育矮秆抗锈病的新品种,方法如下:
(1)方法一:
高秆抗锈病×矮秆易染锈病F1F2稳定遗传的矮秆抗锈病新品种。
①这种育种方法叫________育种。过程a叫________,过程b叫________。
②过程c的处理方法是
________________________________________________________________________。
③F1的基因型是________,表现型是________,能稳定遗传的矮秆抗锈病新品种的基因型为________。
(2)方法二:
高秆抗锈病×矮秆易染锈病F1dT配子dT幼苗ddTT植株。
过程d叫________;过程e是指________;过程f是________;过程g是指________,此过程最常用的物质是________。
(3)育种方法一叫________育种,方法二叫________育种。两种育种方法相比较,哪种方法能较快获得理想品种?为什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)①杂交 杂交 自交
②连续种植和观察,直至选出能稳定遗传的矮秆抗锈病新品种
③DdTt 高秆抗锈病 ddTT
(2)杂交 减数分裂 花药离体培养 人工诱导染色体加倍 秋水仙素
(3)杂交 单倍体 单倍体育种能更快地获得理想品种,因为用单倍体育种培育矮秆抗锈病类型只需两年时间,而用杂交育种方法培育时,需要连续多年种植、观察,以确认所培育品种为稳定遗传的个体