高中生物学人教版(2019)选择性必修三 第2章 细胞工程 单元检测试卷
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
一、单选题
1.(2023高一上·佛山期末)“中中”和“华华”是我国科学家成功用体细胞克隆出的世界首例非人灵长类动物,它们的遗传性状相同,主要原因是两者具有相同的( )
A.父母 B.细胞核来源 C.性别 D.细胞质来源
【答案】B
【知识点】细胞核的功能;动物体细胞克隆
【解析】【解答】克隆的过程说明细胞核控制着生物的发育和遗传,细胞核内含有遗传物质,其功能是能传递遗传信息,是细胞代谢和遗传的控制中心,“中中”和“华华”的性状相同,原因是他们的细胞核来源相同,B正确,ACD错误。
故答案为:B。
【分析】体细胞核移植又称体细胞克隆,原理即细胞核的全能性,是动物细胞工程技术的常用技术手段。体细胞核移植又称体细胞克隆,作为动物细胞工程技术的常用技术手段,即把体细胞核移入去核卵母细胞中,使其发生再程序化并发育为新的胚胎,这个胚胎最终发育为动物个体。用核移植方法获得的动物称为克隆动物。
2.(2022高二下·扬州期末)下图是利用体细胞核移植技术获得克隆奶牛的流程图。相关叙述错误的是( )
A.过程①需要提供95%空气和5% CO2的无菌混合气体
B.过程①和过程③所使用的培养基成分不完全相同
C.可用电刺激使供体细胞和去核的次级卵母细胞融合
D.乙牛和代孕丙牛需要用促性腺激素进行同期发情处理
【答案】D
【知识点】动物细胞培养技术;动物体细胞克隆;胚胎移植
【解析】【解答】A、过程①为动物细胞培养,需要提供95%空气和5% CO2的无菌混合气体,A正确;
B、过程①是动物细胞培养,配置供细胞增殖的培养基即可,而过程③属于胚胎培养,配置的培养基应满足细胞增殖和分化的需要,故两个过程所使用的培养基成分不完全相同,B正确;
C、可用电刺激使供体细胞和去核的次级卵母细胞融合,形成重组细胞,C正确;
D、同期发情处理采用的是孕激素,不是促性腺激素,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、动物细胞培养条件:
(1)营养:培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质,通常需要加入血清等天然成分。
(2)无菌、无毒的环境。
(3)温度、pH和渗透压。
(4)气体环境:氧气是细胞代谢所必需的,二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。动物细胞培养需要将培养瓶置于含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
2、动物细胞融合方法: PEG融合法、电刺激法和灭活病毒诱导法等。
3、胚胎移植的主要过程:
(1)对供、受体的选择和处理:①选择:遗传性能和生产性能优秀的供体、有健康的体质和正常繁殖能力的受体;②处理:用孕激素进行同期发情处理和对供体母畜进行超数排卵处理。
(2)配种或进行人工授精。
(3)对胚胎的收集、检查、处理:①收集:冲卵;②检查:对胚胎进行质量检查,这时胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段;③处理:直接向受体移植或放人-196℃的液氮中保存。
(4)胚胎移植——方法:手术法和非手术法。 (5)胚胎移植后的检查——检查受体是否妊娠。
3.(2022高二下·东莞期中)以下为植物体细胞杂交技术流程图,其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞,所含有的染色体组分别是 AA 和 BB。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.经过程①获得的 a、b 称为原生质层,②过程利用了细胞膜的流动性
B.c 细胞只有 AABB 这一种类型
C.过程③和④分别是脱分化和再分化
D.获得的植物 d,因为在减数分裂时同源染色体能正常配对,所以理论上是可育的
【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、经①去除植物细胞壁过程获得的a、b称为原生质体,A错误;
B、若只考虑两两融合,则融合的细胞有三种:AAAA、BBBB、AABB,B错误;
C、由分析可知,过程④和⑤分别是脱分化和再分化,C错误;
D、通过植物体细胞杂交获得的植物d,因为细胞中 有同源染色体存在,在减数分裂时能正常的联会、配对,所以可育,D正确。
故答案为:D。
【分析】植物体细胞杂交过程:用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞甲、乙,去掉细胞壁,获得原生质体a、b。将原生质体a、b进行融合得到杂种细胞,在进行脱分化形成愈伤组织,再经再分化发育形成完整植株。
4.(2022高二下·东莞期中)下列有关植物细胞工程应用的叙述,错误的是( )
A.大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,因此其不是体细胞诱变育种和研究
遗传突变的理想材料
B.在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此它们容易受
到培养条件和诱变因素的影响而产生突变
C.通过微型繁殖可高效快速实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种的遗传特性
D.植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术
【答案】A
【知识点】植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现,因此它是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料,A错误;
B、在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖(有丝分裂)的状态,因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变,所以常利用突变体培育新品种,B正确;
C、利用植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的遗传特性,还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖,因此人们形象的把用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术叫植物的微型繁殖技术,也叫快速繁殖技术,C正确;
D、植物细胞培养是指在离体条件下,对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术,D正确。
故答案为:A。
【分析】植物细胞工程的实际应用:
(1)植物繁殖的新途径:①微型繁殖:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。特点是保持优良品种的遗传特性,并且能高效快速地实现种苗的大量繁殖。 ②作物脱毒技术:是选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养,获得脱毒秒的技术。 ③人工种子:以植物组织培养的得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等为材料,经人工薄膜包装得到的种子。
(2)作物新品种的培育:单倍体育种。
(3)细胞产物的工厂化生产:①细胞产物:蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 ②培养阶段:愈伤组织阶段。
5.(2022高二下·东莞期中)已知细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径,但一般不分裂增殖。鼠骨髄瘤细胞中尽管没有S途径,但能不断分裂增殖。将这两种细胞在含氨基嘌呤的试管中混合,采用物理或化学方法促融,则试管中细胞的种类数和能增殖的细胞种类数分别是( )
A.3 和 1 B.5 和 3 C.5 和1 D.3 和 3
【答案】C
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】骨髓瘤细胞和人淋巴细胞融合形成3种杂交细胞,则试管中有5种细胞,即人淋巴细胞自身融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞、杂交瘤细胞、未发生融合的人淋巴细胞和骨髓瘤细胞。鼠骨髓瘤细胞能不断分裂增殖,因此骨髓瘤细胞自身融合的细胞、杂交瘤细胞和未发生融合的骨髓瘤细胞能增殖,但由于D途径能被氨基嘌呤阻断,故在含氨基嘌呤的试管中只有杂交瘤细胞能增殖,C正确。
故答案为:C。
【分析】 1、人淋巴细胞和鼠骨髓瘤细胞混合培养,只考虑细胞两两融合,有三种融合细胞,即淋巴细胞自身融合形成的细胞、骨髓瘤细胞自身融合形成的细胞、杂交瘤细胞。
2、为了筛选出杂交瘤细胞,除去其他细胞,可向培养液中加入氨基嘌呤,使D合成途径阻断,仅有该合成途径的骨髓瘤细胞及其彼此融合的瘤细胞就不能增殖,但人淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞可以利用淋巴细胞中的S途径合成DNA而增殖。
6.(2022高二下·东莞期中)细胞融合技术应用广泛,如图为细胞融合过程,下列叙述错误的是( )
A.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
B.诱导细胞融合的方法有电融合法、PEG融合法、紫外线照射法、灭活病毒诱导法等
C.“番茄-马铃薯”的培育说明了不同物种之间的杂交育种可以成功
D.基因型为AaBB与aaBb植株的花粉去壁后两两融合得到6种基因型细胞
【答案】B
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用;细胞融合的方法;单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】A、根据抗原抗体特异性结合,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,A正确;
B、植物细胞融合的诱导手段主要有离心、振荡、电刺激、聚乙二醇等试剂诱导,动物细胞还可借助灭活的病毒诱导,紫外线照射无法促进细胞融合,B错误;
C、“番茄-马铃薯”的培育是利用植物体细胞杂交技术,克服了由于生殖隔离而导致的远缘杂交不亲和障碍,C正确;
D、基因型为AaBB与aaBb植株的花粉基因型分别是:AB、aB和aB、ab,去壁后两两融合得到AABB、AaBB、aaBB、AaBb、aabb、aaBb等6种基因型细胞,D正确。
故答案为:B。
【分析】植物体细胞杂交和动物细胞融合:
项目 细胞融合原理 细胞融合方法 诱导手段 用途
植物体细胞杂交 细胞膜的流动性,(细胞的全能性) 去除细胞壁后诱导原生质体融合 离心、电刺激、聚乙二醇等试剂诱导 克服远缘杂交不亲和,获得杂种植物
动物细胞融合 细胞膜的流动性 使细胞分散后,诱导细胞融合 离心、电刺激、聚乙二醇、灭活病毒等试剂诱导 制备单克隆抗体的技术之一
7.(2022高二下·博罗期中)科研工作者通过体细胞杂交技术获得“番茄-马铃薯”,但“番茄-马铃薯”并没有发育成地上结番茄,地下长马铃薯的理想植株,下列最可能的原因是( )
A.需用生长素处理杂种植株,以促进果实的发育
B.在培养过程中激素的种类及比例设计不合理
C.生物基因的表达不是孤立的,它们之间是相互调控、相互影响的
D.杂种细胞中没有同源染色体,不能进行正常的减数分裂
【答案】C
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】 “番茄-马铃薯”并没有发育成地上结番茄,地下长马铃薯的理想植株 ,虽然杂种植物具有了两个植物所有的染色体,但最终的两者融合后的遗传物质并没有正确成功表达,说明生物基因的表达不是孤立的,两个物种的遗传物质的表达受到相互干扰 ,A,B,D错误; C正确;
故答案为:C
【分析】(1)植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的形成和结合,应属于无性繁殖。 通过植物体细胞杂交技术获得的新植株的染色体条数属于异源多倍体,属于可遗传变异类型中的染色体数目变异。
(2) 科学家培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株,但并没有获得预期的性状,主要原因是生物基因的表达不是孤立的,两个物种的遗传物质的表达受到相互干扰。
8.(2022高二下·博罗期中)植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用,并且取得了显著的社会效益和经济效益。下列相关表述不正确的是( )
A.细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件,提高了单个细胞中次生代谢物的含量
B.我国科学家利用单倍体育种技术成功培育出世界上第一个单倍体作物新品种—单育1号烟草
C.在紫草宁的工厂化生产过程中使用的是液体培养基
D.对愈伤组织进行诱变处理,从分化的植株中可筛选出新品种
【答案】A
【知识点】植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、植物细胞工程中,会根据实际需要提高细胞中的初生代谢物或次生代谢物的含量,A错误;
B、单育1号烟草是世界上第一个单倍体育种技术得到的作物新品种,B正确;
C、 紫草宁是植物代谢产物,使用液体培养基有利于培养过程中对紫草宁的提取和纯化,C正确;
D、愈伤组织是过度脱分化的的薄壁组织,对其进行诱变处理,可以使其发生基因突变,可以筛选出新植株,D正确;
故答案为:A
【分析】植物细胞工程的利用:
(1)突变体的利用:原理在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此它们容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。
(2)细胞产物的工厂化生产
细胞产物类型
①初生代谢物:初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动,在整个生命过程中一直进行着。初生代谢物是通过初生代谢产生的,自身生长繁殖所必需的物质,如糖类、脂质、蛋白质和核酸等。
②次生代谢物:次生代谢不是生物生长所必需的,一般在特定的组织或器官中,并在一定的环境和时间条件下进行,在该过程中产生的一类小分子有机化合物就是次生代谢物,如酚类、萜类和含氮化合物等。
9.(2022高二下·阜宁期中)一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇,一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体,由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内,可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗,也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列有关叙述正确的是( )
A.注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大
B.单抗制备过程中通常将从血液中提取出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合
C.利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗
D.p72 部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况
【答案】D
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、单抗的制作需要筛选,而多抗不需要筛选,抗原纯度越高,产生的多抗纯度越高,因此抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响小,A错误;
B、单抗制备过程中不能直接从血浆中提取浆细胞与骨髓瘤细胞融合,因血浆中可能含有多种类型的浆细胞,通常将经过免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,B错误;
C、非洲猪瘟病毒衣壳蛋白 p72 上有多种抗原决定簇,一个抗决定簇只能刺激机体产生一种抗体,故向小鼠体内注入p72 后,经筛选后可以刺激小鼠产生多种抗p72的单抗,C错误;
D、p72 部分结构改变只改变了部分抗原决定簇,因此由这部分抗原决定簇产生的抗体失效,但由于还存在由其他抗原决定簇刺激机体产生的抗体,所以多抗仍有效,D正确。
故答案为:D。
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
10.(2022高二下·南京期中)人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图。相关叙述正确的是( )
A.①过程所用的促融方法与植物体细胞杂交完全相同
B.③过程以抗HCG单克隆抗体为抗原进行检测
C.应给小鼠多次注射HCG,以获得较多的记忆细胞
D.④过程需要添加抗生素等物质,以防止病毒污染
【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术;单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、①过程为诱导动物细胞融合,所用的促融方法不同植物体细胞杂交,用灭活的病毒作为诱导剂诱导动物细胞融合,A错误;
B、③过程的目的是筛选出能产生抗HCG抗体的杂交瘤细胞,需以抗HCG单克隆抗体为抗原进行检测,B正确;
C、给小鼠注射HCG的目的是获得免疫的B淋巴细胞,C错误;
D、④过程为采用动物细胞培养技术在体外生产抗HCG单克隆抗体,需要添加抗生素等物质,以防止杂菌(主要是细菌,而不是病毒)污染,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
2、动物培养条件:①无菌、无毒的环境:a、消毒、灭菌;b、添加一定量的抗生素;c、定期更换培养液,以清除代谢废物。②营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。③温度和pH。④气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。为了防止杂菌污染,需要添加抗生素。
11.(2022高二下·湖州期中)植物组织培养、动物细胞培养和微生物培养都需要用到灭菌和无菌操作。下列操作正确的是( )
A.倒平板时,应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖
B.培养动物细胞的培养基中加入动物血清可抑制细菌和真菌的生长
C.用于植物组织培养的外植体,可在普通房间的酒精灯火焰旁接种
D.微生物培养结束后,所有使用过的器皿、废弃物等都必须先经过高压蒸汽灭菌后再处理
【答案】D
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用;动物细胞培养技术;灭菌技术
【解析】【解答】A、倒平板过程中不能完全打开培养皿的皿盖,以防止杂菌污染,A错误;
B、为了防止动物细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素,动物血清不能抑制细菌和真菌的生长,B错误;
C、用于植物组织培养的外植体,应在消毒的实验室中的酒精灯火焰旁接种,C错误;
D、微生物培养结束后,所有使用过的器皿、废弃物等都必须先经过高压蒸汽灭菌后再处理,防止菌体污染环境和实验者,D正确。
故答案为:D。
【分析】动物细胞培养条件:
(1)营养:培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质,通常需要加入血清等天然成分。
(2)无菌、无毒的环境
(3)温度、pH和渗透压
(4)气体环境:氧气是细胞代谢所必需的,二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。
12.(2022高二下·洛阳期中)了解哺乳动物受精的规律对于人类进行胚胎工程的操作十分重要,以下说法不正确的是( )
A.精子入卵后形成雌原核和雄原核,雄原核一般略小于雌原核
B.不同种动物的精子的形态相似,大小略有不同,与动物的体型大小无关
C.判断卵子是否受精的重要标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体
D.在精子细胞的变形过程中,高尔基体发育为精子头部的顶体,中心体演变为精子的尾
【答案】A
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精
【解析】【解答】A、精子入卵后会形成雄原核,雄原核一般略大于雌原核,A错误;
B、不同种动物的精子的形态相似,大小略有不同,但与动物的体型大小无关,B正确;
C、受精的标志:在卵黄膜和透明带之间的间隙可以观察到两个极体(一个是第一极体,还有一个是第二极体),C正确;
D、在精子细胞的变形过程中,高尔基体发育为精子头部的顶体,中心体演变为精子的尾,线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、受精包括受精前的准备阶段和受精阶段。
准备阶段1精子获能。刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力。
准备阶段2卵子的准备,动物排出的可能是初级卵母细胞也可能是次级卵母细胞,都要在输卵管内进一步成熟,达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。卵细胞形成过程,其中减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的,场所在卵巢;减数第二次分裂是在受精过程中完成的,场所在输卵管中。
受精作用完成的标志:在卵黄膜和透明带之间的间隙可以观察到两个极体(一个是第一极体,还有一个是第二极体)。
2、受精作用过程:
(1)顶体反应:精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质,穿越放射冠;
(2)透明带反应:顶体酶可将透明带溶出孔道,精子穿入,在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应[它是防止多精子入卵受精的第一道屏障;
(3)卵黄膜的封闭作用:精子外膜和卵黄膜融合,精子入卵后,卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的过程[它是防止多精子入卵受精的第二道屏障;
(4)精子尾部脱落,原有核膜破裂形成雄原核,同时卵子完成减二分裂,形成雌原核;
(5)雌、雄原核融合形成合子。
13.(2022高二下·洛阳期中)对某种动物的肝肿瘤细胞进行细胞培养,下列说法错误的是( )
A.在利用肝组织块制备细胞悬液时,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B.动物细胞培养应在含5%CO2的CO2培养箱中进行,CO2的作用维持培养液的pH
C.为了防止动物细胞培养过程中受污染,可向培养液中加入适量的干扰素
D.在合成培养基中,通常需加入血清、血浆等天然成分
【答案】C
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、在利用肝组织块制备细胞悬液时,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,以分解组织细胞间的蛋白质,得到单个细胞,A正确;
B、细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是维持培养液的pH,B正确;
C、为防止动物细胞培养过程中杂菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素,C错误;
D、使用合成培养基培养动物细胞时,通常要加入血清或血浆等一些天然的成分,以利于动物细胞生长,D正确。
故答案为:C。
【分析】动物细胞培养:
(1)定义:就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖,原理细胞增殖。
(2)动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
(3)动物培养条件:
①无菌、无毒的环境:a、消毒、灭菌;b、添加一定量的抗生素;c、定期更换培养液,以清除代谢废物。②营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。③温度和pH。④气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
(4)注意事项:①动物细胞连续培养50代左右,会出现大量细胞死亡而只有少量细胞生存的现象,这少数细胞的遗传物质发生变化,往往具有癌变的特点。②动物细胞培养基液体,植物细胞培养基固体,培养的动物细胞通常取自胚胎、幼龄动物的组织器官。③动物组织处理使细胞分散后的初次培养称为原代培养, 一般传至10代左右便会出现生长停滞 。
14.(2022高二下·衡水期中)下列有关精卵形成及受精作用的说法正确的是( )
A.卵子成熟和受精部位分别是输卵管和子宫
B.动物体型大的产生精子多且大
C.家畜每次射精排出的精子数以亿计,但通常只有一个精子与卵子结合,这是动物体的一种浪费
D.在卵黄膜和透明带的间隙是否可观察到两个极体,是判断卵子是否受精的标志
【答案】D
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精
【解析】【解答】A、卵子成熟和受精部位均为输卵管,A错误;
B、动物产生精子的形态相似,大小略有不同,但与动物体型大小无关,B错误;
C、家畜每次射精排出的精子数以亿计,但通常只有一个精子与卵子结合,这是动物繁衍后代的一种保障机制,并不是一种浪费,C错误;
D、当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精,这是判断卵子是否受精的重要标志,D正确。
故答案为:D。
【分析】受精包括受精前的准备阶段和受精阶段。
准备阶段1精子获能。刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力。
准备阶段2卵子的准备,动物排出的可能是初级卵母细胞也可能是次级卵母细胞,都要在输卵管内进一步成熟,达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。卵细胞形成过程,其中减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的,场所在卵巢;减数第二次分裂是在受精过程中完成的,场所在输卵管中。
受精作用完成的标志:在卵黄膜和透明带之间的间隙可以观察到两个极体(一个是第一极体,还有一个是第二极体)。
15.(2022高二下·浙江期中)2020年日本国立成育医疗研究中心将人体胚胎干细胞(ESCs)诱导成肝脏细胞,并成功移植给了患有重度肝脏病的幼儿。下列相关叙述正确的是( )
A.胚胎干细胞诱导技术为肝脏疾病的治疗提供了技术支持
B.将ESCs诱导成肝脏细胞体现了胚胎干细胞的全能性
C.若培育过程发生了细胞坏死,则属于基因控制下的编程性死亡
D.若培育过程中出现了细胞凋亡,其根本原因是遗传物质发生了改变
【答案】A
【知识点】干细胞的概念、应用及研究进展;细胞凋亡与细胞坏死的区别
【解析】【解答】A、胚胎干细胞诱导技术可以诱导干细胞形成肝脏细胞,为肝脏疾病的治疗提供了技术支持,A正确;
B、全能性是指细胞发育成个体的潜能,将ESCs诱导成肝脏细胞没有到一个个体,不能体现胚胎干细胞的全能性,B错误;
C、细胞坏死是被动死亡,而编程性死亡是受基因控制的主动死亡,细胞坏死不属于编程性死亡,C错误;
D、若培育过程中出现了细胞凋亡,其根本原因是有关凋亡的基因进行了选择性表达,凋亡的过程中遗传物质未发生改变,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、干细胞的类型:
(1)胚胎干细胞(ES细胞):存在与早期胚胎中,具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
(2)成体干细胞:存在于成体组织或器官内,包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。成体干细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力。
(3)诱导多能干细胞(iPS细胞):由体细胞经体外诱导分化形成,类似于胚胎干细胞,可以分化培育出人造器官,在移植时不发生免疫排斥反应。
2、细胞凋亡:由基因决定的细胞自动结束生命的过程。该过程受到严格的由遗传机制决定的程序性调控。如正常发育过程中细胞的程序性死亡,细胞的自然更新,被病原体感染的细胞的清除。 意义:细胞凋亡保证了多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,抵御外界各种因素的干扰。
3、细胞坏死:在种种不利的因素影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
16.(2022高二下·浙江期中)霉变的食物中含有20余种黄曲霉毒素,具有很强的致癌性。为检测食物中黄曲霉毒素的含量,科研人员以黄曲霉毒素为抗原制备出单克隆抗体,对食物进行检测。下列叙述正确的是( )
A.将20余种毒素共同免疫小鼠,可制备出一种与所有毒素结合的单克隆抗体
B.可用PEG法、电融合法或者灭活的动物病毒诱导T细胞和骨髓瘤细胞的融合
C.细胞融合体现了细胞膜的流动性,杂交瘤细胞体外增殖体现了细胞的全能性
D.单克隆抗体能检测出浓度很低的黄曲霉毒素体现了单克隆抗体灵敏度高的特点
【答案】D
【知识点】细胞融合的方法;单克隆抗体的制备过程;单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】A、抗体具有特异性,所以将20余种毒素共同免疫小鼠,不可制备出一种与所有毒素结合的单克隆抗体,A错误;
B、植物原生质体融合的方法有电融合法、PEG融合法,灭活的病毒诱导法用于动物细胞的融合,且单克隆抗体中是诱导B细胞和骨髓瘤细胞的融合,B错误;
C、动、植物细胞融合都能体现细胞膜的流动性,杂交瘤细胞体外增殖并没有形成新个体,不能体现细胞的全能性,C错误;
D、单克隆抗体能检测出浓度很低的黄曲霉毒素体现了单克隆抗体特异性强、灵敏度高的特点,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、单克隆抗体的制备:
(1)用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
(2)用特定的选择培养基进行筛选:在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
(3)对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选,才能获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(4)将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖。
(5)从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。
2、单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并且能大量制备,因此广泛用作诊断试剂。
17.(2022高二下·洛阳期中)如图所示为白菜—甘蓝的培育流程,下列叙述错误的是( )
A.过程①用到纤维素酶和果胶酶,过程②用到聚乙二醇
B.过程④⑤所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同
C.过程④⑤是植物细胞工程的基础,体现了植物细胞全能性
D.过程⑤体现了基因的选择性表达,细胞的分化能力越来越强
【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原理,去壁所用的是纤维素酶和果胶酶,诱导原生质体融合所用的方法有物理法和化学法,其中化学法一般是用聚乙二醇,A正确;
B、过程④是脱分化,过程⑤是再分化,这两个过程所用培养基所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同,B正确;
C、过程④脱分化和⑤再分化是植物细胞工程的基础,该过程最终长成为完整植株,体现了植物细胞全能性,C正确;
D、过程⑤是再分化过程,体现了基因的选择性表达,但细胞的分化能力不会逐渐增强,D错误。
故答案为:D。
【分析】植物体细胞杂交时先用酶解法去除植物细胞的细胞壁,进行植物原生质体的融合,形成杂种细胞,再通过植物的组织培养将杂种细胞培育成杂种植株。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,去壁所用的是纤维素酶和果胶酶;原生质体融合所用的方法有物理法和化学法。物理法包括离心、振动、电激等,化学法一般是用聚乙二醇;再生细胞壁形成杂种细胞;脱分化形成愈伤组织,再分化形成植株,用选择培养基选择目的植株。不同种的植物之间具有生殖隔离,该种方法打破了不同种植物间的生殖隔离,克服了远缘杂交不亲和的障碍。在离体的植物器言、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,需要的条件:①消毒灭菌;②一定浓度的植物激素;③适宜的温度; ④充足的养料。
18.(2022高二下·衡水期中)下列有关细胞工程的叙述,正确的是( )
A.PEG是促细胞融合剂,可直接诱导植物细胞融合
B.植物原生质体融合的方法有电融合法、PEG融合法、灭活的病毒诱导法
C.骨髓瘤细胞经免疫处理,可直接获得单克隆抗体
D.核移植克隆的动物,其线粒体DNA来自供卵母体
【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用;动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、PEG是促细胞融合剂,但不能直接诱导植物细胞融合,植物细胞需要先去除细胞壁再诱导融合,A错误;
B、植物原生质体融合的方法有电融合法、PEG融合法,灭活的病毒诱导法用于动物细胞的融合,B错误;
C、骨髓瘤细胞不能产生抗体,骨髓瘤细胞与浆细胞融合形成的杂交瘤细胞经过筛选后才可获得单克隆抗体,C错误;
D、线粒体位于细胞质中,故核移植克隆的动物,其线粒体DNA来自供卵母体,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较:
细胞工程 植物体细胞杂交 动物细胞融合
理论基础 细胞的全能性、细胞膜的流动性 细胞增殖、细胞膜的流动性
融合前处理 酶解法去除细胞壁(纤维素酶、果胶酶) 注射特定抗原,免疫处理正常小鼠
诱导手段 物理法: 离心、振动、电激
化学法:聚乙二醇(PEG) 物理法: 离心、振动、电激
化学法:聚乙二醇(PEG)
生物法:灭活的病毒(灭活的仙台病毒)
诱导过程 第一步:原生质体的制备(酶解法)
第二步:原生质体融合(物、化法)
第三步:杂种细胞的筛选和培养
第四步:杂种植株的诱导与鉴定 正常小鼠免疫处理动物细胞的融合(物、化、生法)杂交瘤细胞的筛选与培养专一抗体检验阳性细胞培养单克隆抗体的提纯
用途和意义 克服远缘杂交的不亲和障碍,大大扩展杂交的亲本组合范围
应用:克服远缘杂交的不亲和障碍 制备单克隆抗体。诊断、治疗、预防疾病,例如“生物导弹”治疗癌症
2、 体细胞核移植技术
(1)将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。原理是动物细胞核的全能性。
(2)体细胞核移植过程:
(3)体细胞核移植的应用:a、加速家畜的遗传改良进程,促进优良种群繁育;b、转基因克隆动物做生物反应器,生产珍贵的医用蛋白;c、克隆动物的组织、器官做移植的供体;d、研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。
体细胞核移植技术存在的问题:①胚胎成活率低;②动物健康存在问题;③克隆动物食品的安全性问题。
19.(2022高二下·洛阳期中)2017年,邓宏魁研究组建立了利用CRISPR/Cas9(利用CRISPR工具特异性对DNA分子进行编辑的技术)进行人造血干细胞基因编辑,通过基因编辑敲除成体造血干细胞上CCR5基因。经过基因编辑后的人造血干细胞在动物模型中长期稳定地重建人的造血系统,其产生的外周血细胞具有抵御HIV感染的能力。下列说法正确的是( )
A.造血干细胞分化成的多种细胞中核酸相同,蛋白质不完全相同
B.与胚胎干细胞相比,造血干细胞分化程度高、全能性低
C.经过基因编辑后的人造血干细胞产生的血细胞具有抵御HIV感染的能力,是因为HIV主要攻击人的造血干细胞
D.基因编辑敲除成体造血干细胞上CCR5基因的过程中不需要酶的参与
【答案】B
【知识点】胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、造血干细胞分化成的多种细胞中DNA相同,都是有丝分裂而来,但是RNA可能不同,分化的根本原因是基因的选择性表达,因此蛋白质也不完全相同,A错误;
B、造血干细胞分化程度比胚胎干细胞高,因此全能性低,B正确;
C、HIV主要攻击辅助性T细胞、脑细胞和巨噬细胞,不攻击造血干细胞,而T细胞和巨噬细胞都属于血细胞,来源于造血干细胞,因此其产生的外周血细胞具有抵御HIV感染的能力,C错误;
D、基因编辑敲除成体造血干细胞上CCR5基因需要破坏磷酸二酯键切除,还需要DNA连接酶进行重新连接,D错误。
故答案为:B。
【分析】胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团)。胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞.另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
20.(2022高二下·阜宁期中)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种,技术流程示意图如下。
下列有关叙述正确的是( )
A.愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的
B.获得的杂种植株能表现出双亲的所有优良性状
C.聚乙二醇可诱导原生质体的融合及杂种细胞细胞壁的再生
D.用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体
【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞脱分化形成的,A错误;
B、由于基因的选择性表达和基因间的互作效应,获得的杂种植株不一定能够表现亲本的优良性状,B错误;
C、可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合,但不能诱导细胞壁的再生,C错误;
D、原生质体没有细胞壁,由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,故可以用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体,D正确。
故答案为:D。
【分析】植物体细胞杂交时先用酶解法去除植物细胞的细胞壁,进行植物原生质体的融合,形成杂种细胞,再通过植物的组织培养将杂种细胞培育成杂种植株。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,去壁所用的是纤维素酶和果胶酶;原生质体融合所用的方法有物理法和化学法。物理法包括离心、振动、电激等,化学法一般是用聚乙二醇;再生细胞壁形成杂种细胞;脱分化形成愈伤组织,再分化形成植株,用选择培养基选择目的植株。不同种的植物之间具有生殖隔离,该种方法打破了不同种植物间的生殖隔离,克服了远缘杂交不亲和的障碍。在离体的植物器言、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,需要的条件:①消毒灭菌;②一定浓度的植物激素;③适宜的温度; ④充足的养料。
二、综合题
21.(2021高二下·安康期末)通过细胞工程技术,利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐、乙高产),培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答下列问题:
(1)自然条件下,甲、乙两种植物不能杂交产生可育后代的原因是 。图中A是 酶,B是 。
(2)由C形成目的植株的过程利用了 技术,形成愈伤组织需要经过 过程,愈伤组织再分化形成幼苗。
(3)植物体细胞融合成功的标志是 。目前,植物体细胞杂交还存在许多问题没有解决。尽管如此,这项新技术在克服 障碍等方面取得的重大突破还是震撼人心的。
【答案】(1)甲、乙两种植物是不同的物种,两者间存在生殖隔离;纤维素酶和果胶;融合的原生质体
(2)植物组织培养;脱分化
(3)杂种细胞再生出新的细胞壁;远缘杂交不亲和
【知识点】植物组织培养的过程;植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】(1)甲、乙两种植物是不同的物种,存在物种隔离。甲乙若进行传统的有性生殖,则不能产生后代或不能产生可与后代。过程A是获取原生质体,要去除植物细胞的细胞壁,根据酶的专一性,可使用纤维素酶和果胶酶处理,B是融合的原生质体。
(2)将C杂种细胞培育成杂种植株,还需要采用植物组织培养技术,其中形成愈伤组织需要经过脱分化过程。
(3)植物体细胞融合成功的标志是再生出新的细胞壁。植物组织培养技术能克服远缘杂交不亲和的障碍,但是不能按照人的意愿表达两个亲本的性状。
【分析】植物体细胞杂交过程:用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞甲、乙,去掉细胞壁,获得原生质体。将甲原生质体和乙原生质体进行融合得到杂种细胞,在进行脱分化形成愈伤组织,再经再分化发育形成完整植株。
项目 细胞融合原理 细胞融合方法 诱导手段 用途
植物体细胞杂交 细胞膜的流动性,(细胞的全能性) 去除细胞壁后诱导原生质体融合 离心、电刺激、聚乙二醇等试剂诱导 克服远缘杂交不亲和,获得杂种植物
22.(2021高二下·渭滨期末)下图是某科研所以小鼠为材料制备某抗原的单克隆抗体及研究胚胎干细胞分化条件的流程图。请回答相关 问题:
(1)①过程需用 处理以将组织分散成单个细胞。图中选用的A细胞一般是传代 的细胞。图中去核卵母细胞是通过 法去除卵母细胞中的核得到的。
(2)胚胎干细胞在形态上的特点是 。③过程需要向培养液中加入 ,如牛磺酸、丁酰环腺苷酸等化学物质,从而诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。
(3)④过裎常用的生物诱导因素是 。④过程中产生的融合细胞的类型有 (用YY细胞表述)。
(4)简述⑤过程中要进行哪两次筛选? 。
【答案】(1)胰蛋白酶或胶原蛋白酶;10代以内;显微操作
(2)体积小、细胞核大、核仁明显;分化诱导因子
(3)灭活的病毒;X自身融合细胞、Y自身融合细胞、X—Y融合细胞
(4)—次是通过具有筛选作用的培养基筛选出杂交瘤细胞,另一次是通过抗原一抗体杂交筛选出能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞
【知识点】动物细胞培养技术;细胞融合的方法;单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】(1)动物组织细胞之间含有多种胞外蛋白,如胶原蛋白,使细胞间或细胞与培养瓶内壁粘连起来,因此①过程需用胰蛋白酶分解这些蛋白质后就可以使组织细胞分散成单个细胞。核移植时选择的供核一方一般是传代10代以内细胞,原因是细胞能保持正常的二倍体核型(遗传物质不发生改变)。图中去核卵母细胞是通过显微操作法去除卵母细胞中的核得到的。
(2)胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性,在形态上,表现为体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞。③过程是诱导细胞分化的过程,需要向培养液中加入分化诱导因子,如牛磺酸、丁酰环腺苷酸等化学物质,从而诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。
(3)④过裎为诱导细胞融合的过程,常用的生物诱导因素是灭活的病毒。④过程中产生的融合细胞的类型有X自身融合细胞、Y自身融合细胞、X—Y融合细胞。
(4)⑤过程是单克隆抗体的筛选过程,融合的结果是有很多不符合要求的;如有B淋巴细胞自身融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞等,所以要进行两次筛选,—次是通过具有筛选作用的培养基筛选出杂交瘤细胞,另一次是通过抗原一抗体杂交筛选出能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞。
【分析】1、动物细胞培养过程:
2、胚胎干细胞(ES或EK细胞):
(1)来源:早期胚胎或原始性腺。
(2)特点:形态上,体积小、核大、核仁明显;功能上,具有发育的全能性;体外培养条件下可以增殖而不分化。
3、动物细胞融合方法: PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
4、制备单克隆抗体的两次筛选:
第一次筛选 第二次筛选
筛选原因 诱导融合得到多种杂交细胞,另外还有未融合的亲本细胞 由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激,所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞。
筛选方法 用特定的选择性培养基筛选:只有杂交瘤细胞才能生长 用多孔培养皿培养,在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测,经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群
筛选目的 得到杂交瘤细胞 得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
23.(2021高二下·大庆期末)下图 1 表示利用生物技术制备抗羊红细胞的单克隆抗体的过程;图 2 表示培育试管牛的生产流程。请据图回答下列问题:
(1)图 1 所示过程诱导动物细胞融合所特有的方法是使用 诱导细胞融合。融合后的细胞至少要进行两次筛选,一次是通过 培养基,筛选出杂交瘤细胞,另一次是通过 检测,筛选出能分泌抗羊红细胞的单克隆抗体的杂交瘤细胞。
(2)杂交瘤细胞体外培养过程中,为避免细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,常采取的措施是 ,提供气体条件 CO2 的作用 。
(3)图 2 中①过程表示 (填技术名称)。通常母牛每次只排出一枚卵母细胞,可用 激素对其进行超数排卵处理。
(4)从母牛体内获得的卵母细胞需要到 (时期)才能与精子结合。胚胎培养液成
分除无机盐和有机盐类外,还需添加 等营养成分以及血清等物质。移植后的胚胎能在受体子宫中存活,这与受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生 有关。
【答案】(1)灭活的病毒;选择性;抗体检测(或专一抗体检验阳性)
(2)定期更换培养液;维持培养液的pH
(3)体外受精;促性腺
(4)减数第二次分裂中期;维生素、激素、氨基酸、核苷酸(任意两种);免疫排斥反应
【知识点】动物细胞培养技术;单克隆抗体的制备过程;体外受精
【解析】【解答】(1)图1所示过程诱导动物细胞融合所特有的方法是使用灭火的病毒诱导细胞融合。融合后的细胞至少要进行两次筛选,一次是通过选择性培养基,筛选出杂交瘤细胞,另一次是通过抗体检测,筛选出能分泌抗羊红细胞的单克隆抗体的杂交瘤细胞。
(2)杂交瘤细胞体外培养过程中,为避免细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,常采取的措施是定期更换培养液。提供条件CO2的作用维持培养液的pH。
(3)图2中经过①过程得到了受精卵,所以①过程是体外受精。母牛每次只排出一枚卵母细胞,可用促性腺激素对其进行超数排卵处理。
(4)从母牛体内获得的卵母细胞需要到减数第二次分裂中期才能与精子结合。胚胎培养液成分除无机盐和有机盐类外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及血清等物质。移植后的胚胎能在受体子宫中存活,这与受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应有关。
【分析】1、单克隆抗体制备过程的关键分析
(1)对动物免疫的原因:B淋巴细胞要经过免疫过程,即接触抗原,增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞,才能产生相应的抗体,所以,与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。
(2)制备单克隆抗体过程中的两次筛选:
项目 筛选的对象 方法
第一次
筛选 杂交瘤细胞 利用特定的选择培养基:在该培养基中只有杂交瘤细胞能存活,其他细胞(未融合的B细胞和瘤细胞、融合后的B—B细胞和瘤—瘤细胞)均不能成活
第二次
筛选 能产生特异性抗体的杂交瘤细胞 利用特定抗原通过抗原—抗体杂交技术确认抗体性质
(3)杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质,不仅具有浆细胞产生特异性抗体的能力,还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力,从而可以克服单纯B淋巴细胞不能无限增殖的缺点,而大量生产单克隆抗体。
2、胚胎体外培养:胚胎体外培养是应用人工创造的环境,对获取的早期胚胎进行体外培养。
要求:进行胚胎体外培养时,必须配制一系列含有不同成分的培养液,培养不同发育时期的胚胎。
同。
早期胚胎培养液成分:
①2“盐”:无机盐和有机盐;
②2“酸”:氨基酸和核苷酸;
③2“素”:维生素和激素;
④2“液体”:水和血清。
24.(2021高二下·北海期末)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,根据图解完成下列问题:
(1)图解中“酶解”所用的酶应该包括 和 。
(2)原生质体由 、 、 三部分组成。
(3)在培养基的成分中,除了各种营养成分,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______(填字母)。
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
【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
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】(1)细胞壁的成分是纤维素和果胶,故图解中“酶解”所用的酶应该包括纤维素酶和果胶酶。
(2)原生质体是植物细胞去除细胞壁后剩余的部分,由细胞膜、细胞质、细胞核三部分构成。
(3)决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,故在培养基的成分中,除了各种营养成分外,还必须含有生长素和细胞分裂素才能诱导获得愈伤组织。
(4)细胞质流动能为细胞内各项生命活动提供营养物质,故通过观察细胞质流动的实验可以对原生质体活力进行检查;观察原生质体的结构是否完整和观察叶绿体数目的多少不能说明原生质体活力;观察细胞的有丝分裂为死细胞,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】1、离体的植物组织或细胞,在培养一段时间后,会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗,移栽到地里,可以发育成完整的植株体。植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。 2、 植物组织培养中生长素和细胞分裂素使用比例对植物细胞发育的影响:生长素用量与细胞分裂素用量比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成;比值适中时,促进愈伤组织的形成。
25.(2021高二下·邢台月考)线粒体神经胃肠型脑肌病由线粒体DNA(mtDNA)上的相关基因M控制,下图是采用“一父两母”技术以避免生出患病孩子的流程图。回答下列问题:
(1)图中的X表示 期的卵母细胞,过程①采用的技术是 ,该过程一般选用卵细胞作为受体细胞,原因是 。
(2)对获得的多个早期胚胎,需要筛选出合格的胚胎后再进行移植,因此需要提取早期胚胎细胞中的 ,通过PCR技术进行扩增,并以标记的 基因作为探针进行检测。
(3)过程④获得的健康婴儿的遗传物质来自 ,能避免该婴儿患线粒体神经胃肠脑肌病的原因是 。
【答案】(1)减数第二次分裂中(或“MⅡ中期”);细胞核移植;卵细胞的细胞质中有能促进供体核表现出全能性的物质
(2)线粒体DNA(或mtDNA);M(或线粒体神经胃肠脑肌病)
(3)健康女性、父亲和母亲;受精卵的细胞核和供体卵母细胞细胞质的线粒体中都不含有致病基因
【知识点】动物细胞核移植技术;胚胎移植;体外受精
【解析】【解答】(1)由试题分析可知:过程①采用的技术是核移植,核移植时,受体卵母细胞要培养至MII中期,因此图中X表示MⅡ中期的卵母细胞,由于高度分化的动物细胞的全能性受到限制,因此核移植过程中一般选择卵细胞作为受体细胞,因为卵细胞的细胞质中有能促进供体核表现出全能性的物质。
(2)过程③需提取早期胚胎细胞中的线粒体DNA(或mtDNA),通过PCR技术进行扩增,并以标记M(线粒体神经胃肠脑肌病)基因作为探针进行检测,筛选出合格的胚胎。
(3)识图分析可知,过程④获得的健康婴儿的核遗传物质来自父亲和母亲提供的受精卵中的细胞核,细胞质中的遗传物质来自健康女性提供的去核的卵母细胞,由于受精卵的细胞核和供体卵母细胞细胞质的线粒体中都不含有致病基因,因此能避免该婴儿患线粒体神经胃肠脑肌病。
【分析】分析题图:①是患病妻子和丈夫的受精卵的核,移植到健康女性去核的卵母细胞中,形成重组细胞,②是早期胚胎培养,③是胚胎移植,④妊娠后生出健康婴儿。
1 / 1高中生物学人教版(2019)选择性必修三 第2章 细胞工程 单元检测试卷
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
一、单选题
1.(2023高一上·佛山期末)“中中”和“华华”是我国科学家成功用体细胞克隆出的世界首例非人灵长类动物,它们的遗传性状相同,主要原因是两者具有相同的( )
A.父母 B.细胞核来源 C.性别 D.细胞质来源
2.(2022高二下·扬州期末)下图是利用体细胞核移植技术获得克隆奶牛的流程图。相关叙述错误的是( )
A.过程①需要提供95%空气和5% CO2的无菌混合气体
B.过程①和过程③所使用的培养基成分不完全相同
C.可用电刺激使供体细胞和去核的次级卵母细胞融合
D.乙牛和代孕丙牛需要用促性腺激素进行同期发情处理
3.(2022高二下·东莞期中)以下为植物体细胞杂交技术流程图,其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞,所含有的染色体组分别是 AA 和 BB。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.经过程①获得的 a、b 称为原生质层,②过程利用了细胞膜的流动性
B.c 细胞只有 AABB 这一种类型
C.过程③和④分别是脱分化和再分化
D.获得的植物 d,因为在减数分裂时同源染色体能正常配对,所以理论上是可育的
4.(2022高二下·东莞期中)下列有关植物细胞工程应用的叙述,错误的是( )
A.大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,因此其不是体细胞诱变育种和研究
遗传突变的理想材料
B.在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此它们容易受
到培养条件和诱变因素的影响而产生突变
C.通过微型繁殖可高效快速实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种的遗传特性
D.植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术
5.(2022高二下·东莞期中)已知细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径,但一般不分裂增殖。鼠骨髄瘤细胞中尽管没有S途径,但能不断分裂增殖。将这两种细胞在含氨基嘌呤的试管中混合,采用物理或化学方法促融,则试管中细胞的种类数和能增殖的细胞种类数分别是( )
A.3 和 1 B.5 和 3 C.5 和1 D.3 和 3
6.(2022高二下·东莞期中)细胞融合技术应用广泛,如图为细胞融合过程,下列叙述错误的是( )
A.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
B.诱导细胞融合的方法有电融合法、PEG融合法、紫外线照射法、灭活病毒诱导法等
C.“番茄-马铃薯”的培育说明了不同物种之间的杂交育种可以成功
D.基因型为AaBB与aaBb植株的花粉去壁后两两融合得到6种基因型细胞
7.(2022高二下·博罗期中)科研工作者通过体细胞杂交技术获得“番茄-马铃薯”,但“番茄-马铃薯”并没有发育成地上结番茄,地下长马铃薯的理想植株,下列最可能的原因是( )
A.需用生长素处理杂种植株,以促进果实的发育
B.在培养过程中激素的种类及比例设计不合理
C.生物基因的表达不是孤立的,它们之间是相互调控、相互影响的
D.杂种细胞中没有同源染色体,不能进行正常的减数分裂
8.(2022高二下·博罗期中)植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用,并且取得了显著的社会效益和经济效益。下列相关表述不正确的是( )
A.细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件,提高了单个细胞中次生代谢物的含量
B.我国科学家利用单倍体育种技术成功培育出世界上第一个单倍体作物新品种—单育1号烟草
C.在紫草宁的工厂化生产过程中使用的是液体培养基
D.对愈伤组织进行诱变处理,从分化的植株中可筛选出新品种
9.(2022高二下·阜宁期中)一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇,一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体,由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内,可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗,也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列有关叙述正确的是( )
A.注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大
B.单抗制备过程中通常将从血液中提取出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合
C.利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗
D.p72 部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况
10.(2022高二下·南京期中)人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图。相关叙述正确的是( )
A.①过程所用的促融方法与植物体细胞杂交完全相同
B.③过程以抗HCG单克隆抗体为抗原进行检测
C.应给小鼠多次注射HCG,以获得较多的记忆细胞
D.④过程需要添加抗生素等物质,以防止病毒污染
11.(2022高二下·湖州期中)植物组织培养、动物细胞培养和微生物培养都需要用到灭菌和无菌操作。下列操作正确的是( )
A.倒平板时,应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖
B.培养动物细胞的培养基中加入动物血清可抑制细菌和真菌的生长
C.用于植物组织培养的外植体,可在普通房间的酒精灯火焰旁接种
D.微生物培养结束后,所有使用过的器皿、废弃物等都必须先经过高压蒸汽灭菌后再处理
12.(2022高二下·洛阳期中)了解哺乳动物受精的规律对于人类进行胚胎工程的操作十分重要,以下说法不正确的是( )
A.精子入卵后形成雌原核和雄原核,雄原核一般略小于雌原核
B.不同种动物的精子的形态相似,大小略有不同,与动物的体型大小无关
C.判断卵子是否受精的重要标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体
D.在精子细胞的变形过程中,高尔基体发育为精子头部的顶体,中心体演变为精子的尾
13.(2022高二下·洛阳期中)对某种动物的肝肿瘤细胞进行细胞培养,下列说法错误的是( )
A.在利用肝组织块制备细胞悬液时,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B.动物细胞培养应在含5%CO2的CO2培养箱中进行,CO2的作用维持培养液的pH
C.为了防止动物细胞培养过程中受污染,可向培养液中加入适量的干扰素
D.在合成培养基中,通常需加入血清、血浆等天然成分
14.(2022高二下·衡水期中)下列有关精卵形成及受精作用的说法正确的是( )
A.卵子成熟和受精部位分别是输卵管和子宫
B.动物体型大的产生精子多且大
C.家畜每次射精排出的精子数以亿计,但通常只有一个精子与卵子结合,这是动物体的一种浪费
D.在卵黄膜和透明带的间隙是否可观察到两个极体,是判断卵子是否受精的标志
15.(2022高二下·浙江期中)2020年日本国立成育医疗研究中心将人体胚胎干细胞(ESCs)诱导成肝脏细胞,并成功移植给了患有重度肝脏病的幼儿。下列相关叙述正确的是( )
A.胚胎干细胞诱导技术为肝脏疾病的治疗提供了技术支持
B.将ESCs诱导成肝脏细胞体现了胚胎干细胞的全能性
C.若培育过程发生了细胞坏死,则属于基因控制下的编程性死亡
D.若培育过程中出现了细胞凋亡,其根本原因是遗传物质发生了改变
16.(2022高二下·浙江期中)霉变的食物中含有20余种黄曲霉毒素,具有很强的致癌性。为检测食物中黄曲霉毒素的含量,科研人员以黄曲霉毒素为抗原制备出单克隆抗体,对食物进行检测。下列叙述正确的是( )
A.将20余种毒素共同免疫小鼠,可制备出一种与所有毒素结合的单克隆抗体
B.可用PEG法、电融合法或者灭活的动物病毒诱导T细胞和骨髓瘤细胞的融合
C.细胞融合体现了细胞膜的流动性,杂交瘤细胞体外增殖体现了细胞的全能性
D.单克隆抗体能检测出浓度很低的黄曲霉毒素体现了单克隆抗体灵敏度高的特点
17.(2022高二下·洛阳期中)如图所示为白菜—甘蓝的培育流程,下列叙述错误的是( )
A.过程①用到纤维素酶和果胶酶,过程②用到聚乙二醇
B.过程④⑤所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同
C.过程④⑤是植物细胞工程的基础,体现了植物细胞全能性
D.过程⑤体现了基因的选择性表达,细胞的分化能力越来越强
18.(2022高二下·衡水期中)下列有关细胞工程的叙述,正确的是( )
A.PEG是促细胞融合剂,可直接诱导植物细胞融合
B.植物原生质体融合的方法有电融合法、PEG融合法、灭活的病毒诱导法
C.骨髓瘤细胞经免疫处理,可直接获得单克隆抗体
D.核移植克隆的动物,其线粒体DNA来自供卵母体
19.(2022高二下·洛阳期中)2017年,邓宏魁研究组建立了利用CRISPR/Cas9(利用CRISPR工具特异性对DNA分子进行编辑的技术)进行人造血干细胞基因编辑,通过基因编辑敲除成体造血干细胞上CCR5基因。经过基因编辑后的人造血干细胞在动物模型中长期稳定地重建人的造血系统,其产生的外周血细胞具有抵御HIV感染的能力。下列说法正确的是( )
A.造血干细胞分化成的多种细胞中核酸相同,蛋白质不完全相同
B.与胚胎干细胞相比,造血干细胞分化程度高、全能性低
C.经过基因编辑后的人造血干细胞产生的血细胞具有抵御HIV感染的能力,是因为HIV主要攻击人的造血干细胞
D.基因编辑敲除成体造血干细胞上CCR5基因的过程中不需要酶的参与
20.(2022高二下·阜宁期中)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种,技术流程示意图如下。
下列有关叙述正确的是( )
A.愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的
B.获得的杂种植株能表现出双亲的所有优良性状
C.聚乙二醇可诱导原生质体的融合及杂种细胞细胞壁的再生
D.用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体
二、综合题
21.(2021高二下·安康期末)通过细胞工程技术,利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐、乙高产),培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答下列问题:
(1)自然条件下,甲、乙两种植物不能杂交产生可育后代的原因是 。图中A是 酶,B是 。
(2)由C形成目的植株的过程利用了 技术,形成愈伤组织需要经过 过程,愈伤组织再分化形成幼苗。
(3)植物体细胞融合成功的标志是 。目前,植物体细胞杂交还存在许多问题没有解决。尽管如此,这项新技术在克服 障碍等方面取得的重大突破还是震撼人心的。
22.(2021高二下·渭滨期末)下图是某科研所以小鼠为材料制备某抗原的单克隆抗体及研究胚胎干细胞分化条件的流程图。请回答相关 问题:
(1)①过程需用 处理以将组织分散成单个细胞。图中选用的A细胞一般是传代 的细胞。图中去核卵母细胞是通过 法去除卵母细胞中的核得到的。
(2)胚胎干细胞在形态上的特点是 。③过程需要向培养液中加入 ,如牛磺酸、丁酰环腺苷酸等化学物质,从而诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。
(3)④过裎常用的生物诱导因素是 。④过程中产生的融合细胞的类型有 (用YY细胞表述)。
(4)简述⑤过程中要进行哪两次筛选? 。
23.(2021高二下·大庆期末)下图 1 表示利用生物技术制备抗羊红细胞的单克隆抗体的过程;图 2 表示培育试管牛的生产流程。请据图回答下列问题:
(1)图 1 所示过程诱导动物细胞融合所特有的方法是使用 诱导细胞融合。融合后的细胞至少要进行两次筛选,一次是通过 培养基,筛选出杂交瘤细胞,另一次是通过 检测,筛选出能分泌抗羊红细胞的单克隆抗体的杂交瘤细胞。
(2)杂交瘤细胞体外培养过程中,为避免细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,常采取的措施是 ,提供气体条件 CO2 的作用 。
(3)图 2 中①过程表示 (填技术名称)。通常母牛每次只排出一枚卵母细胞,可用 激素对其进行超数排卵处理。
(4)从母牛体内获得的卵母细胞需要到 (时期)才能与精子结合。胚胎培养液成
分除无机盐和有机盐类外,还需添加 等营养成分以及血清等物质。移植后的胚胎能在受体子宫中存活,这与受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生 有关。
24.(2021高二下·北海期末)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,根据图解完成下列问题:
(1)图解中“酶解”所用的酶应该包括 和 。
(2)原生质体由 、 、 三部分组成。
(3)在培养基的成分中,除了各种营养成分,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______(填字母)。
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
25.(2021高二下·邢台月考)线粒体神经胃肠型脑肌病由线粒体DNA(mtDNA)上的相关基因M控制,下图是采用“一父两母”技术以避免生出患病孩子的流程图。回答下列问题:
(1)图中的X表示 期的卵母细胞,过程①采用的技术是 ,该过程一般选用卵细胞作为受体细胞,原因是 。
(2)对获得的多个早期胚胎,需要筛选出合格的胚胎后再进行移植,因此需要提取早期胚胎细胞中的 ,通过PCR技术进行扩增,并以标记的 基因作为探针进行检测。
(3)过程④获得的健康婴儿的遗传物质来自 ,能避免该婴儿患线粒体神经胃肠脑肌病的原因是 。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】细胞核的功能;动物体细胞克隆
【解析】【解答】克隆的过程说明细胞核控制着生物的发育和遗传,细胞核内含有遗传物质,其功能是能传递遗传信息,是细胞代谢和遗传的控制中心,“中中”和“华华”的性状相同,原因是他们的细胞核来源相同,B正确,ACD错误。
故答案为:B。
【分析】体细胞核移植又称体细胞克隆,原理即细胞核的全能性,是动物细胞工程技术的常用技术手段。体细胞核移植又称体细胞克隆,作为动物细胞工程技术的常用技术手段,即把体细胞核移入去核卵母细胞中,使其发生再程序化并发育为新的胚胎,这个胚胎最终发育为动物个体。用核移植方法获得的动物称为克隆动物。
2.【答案】D
【知识点】动物细胞培养技术;动物体细胞克隆;胚胎移植
【解析】【解答】A、过程①为动物细胞培养,需要提供95%空气和5% CO2的无菌混合气体,A正确;
B、过程①是动物细胞培养,配置供细胞增殖的培养基即可,而过程③属于胚胎培养,配置的培养基应满足细胞增殖和分化的需要,故两个过程所使用的培养基成分不完全相同,B正确;
C、可用电刺激使供体细胞和去核的次级卵母细胞融合,形成重组细胞,C正确;
D、同期发情处理采用的是孕激素,不是促性腺激素,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、动物细胞培养条件:
(1)营养:培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质,通常需要加入血清等天然成分。
(2)无菌、无毒的环境。
(3)温度、pH和渗透压。
(4)气体环境:氧气是细胞代谢所必需的,二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。动物细胞培养需要将培养瓶置于含95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
2、动物细胞融合方法: PEG融合法、电刺激法和灭活病毒诱导法等。
3、胚胎移植的主要过程:
(1)对供、受体的选择和处理:①选择:遗传性能和生产性能优秀的供体、有健康的体质和正常繁殖能力的受体;②处理:用孕激素进行同期发情处理和对供体母畜进行超数排卵处理。
(2)配种或进行人工授精。
(3)对胚胎的收集、检查、处理:①收集:冲卵;②检查:对胚胎进行质量检查,这时胚胎应发育到桑椹胚或囊胚阶段;③处理:直接向受体移植或放人-196℃的液氮中保存。
(4)胚胎移植——方法:手术法和非手术法。 (5)胚胎移植后的检查——检查受体是否妊娠。
3.【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、经①去除植物细胞壁过程获得的a、b称为原生质体,A错误;
B、若只考虑两两融合,则融合的细胞有三种:AAAA、BBBB、AABB,B错误;
C、由分析可知,过程④和⑤分别是脱分化和再分化,C错误;
D、通过植物体细胞杂交获得的植物d,因为细胞中 有同源染色体存在,在减数分裂时能正常的联会、配对,所以可育,D正确。
故答案为:D。
【分析】植物体细胞杂交过程:用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞甲、乙,去掉细胞壁,获得原生质体a、b。将原生质体a、b进行融合得到杂种细胞,在进行脱分化形成愈伤组织,再经再分化发育形成完整植株。
4.【答案】A
【知识点】植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现,因此它是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料,A错误;
B、在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖(有丝分裂)的状态,因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变,所以常利用突变体培育新品种,B正确;
C、利用植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的遗传特性,还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖,因此人们形象的把用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术叫植物的微型繁殖技术,也叫快速繁殖技术,C正确;
D、植物细胞培养是指在离体条件下,对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术,D正确。
故答案为:A。
【分析】植物细胞工程的实际应用:
(1)植物繁殖的新途径:①微型繁殖:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。特点是保持优良品种的遗传特性,并且能高效快速地实现种苗的大量繁殖。 ②作物脱毒技术:是选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养,获得脱毒秒的技术。 ③人工种子:以植物组织培养的得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等为材料,经人工薄膜包装得到的种子。
(2)作物新品种的培育:单倍体育种。
(3)细胞产物的工厂化生产:①细胞产物:蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 ②培养阶段:愈伤组织阶段。
5.【答案】C
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】骨髓瘤细胞和人淋巴细胞融合形成3种杂交细胞,则试管中有5种细胞,即人淋巴细胞自身融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞、杂交瘤细胞、未发生融合的人淋巴细胞和骨髓瘤细胞。鼠骨髓瘤细胞能不断分裂增殖,因此骨髓瘤细胞自身融合的细胞、杂交瘤细胞和未发生融合的骨髓瘤细胞能增殖,但由于D途径能被氨基嘌呤阻断,故在含氨基嘌呤的试管中只有杂交瘤细胞能增殖,C正确。
故答案为:C。
【分析】 1、人淋巴细胞和鼠骨髓瘤细胞混合培养,只考虑细胞两两融合,有三种融合细胞,即淋巴细胞自身融合形成的细胞、骨髓瘤细胞自身融合形成的细胞、杂交瘤细胞。
2、为了筛选出杂交瘤细胞,除去其他细胞,可向培养液中加入氨基嘌呤,使D合成途径阻断,仅有该合成途径的骨髓瘤细胞及其彼此融合的瘤细胞就不能增殖,但人淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞可以利用淋巴细胞中的S途径合成DNA而增殖。
6.【答案】B
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用;细胞融合的方法;单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】A、根据抗原抗体特异性结合,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,A正确;
B、植物细胞融合的诱导手段主要有离心、振荡、电刺激、聚乙二醇等试剂诱导,动物细胞还可借助灭活的病毒诱导,紫外线照射无法促进细胞融合,B错误;
C、“番茄-马铃薯”的培育是利用植物体细胞杂交技术,克服了由于生殖隔离而导致的远缘杂交不亲和障碍,C正确;
D、基因型为AaBB与aaBb植株的花粉基因型分别是:AB、aB和aB、ab,去壁后两两融合得到AABB、AaBB、aaBB、AaBb、aabb、aaBb等6种基因型细胞,D正确。
故答案为:B。
【分析】植物体细胞杂交和动物细胞融合:
项目 细胞融合原理 细胞融合方法 诱导手段 用途
植物体细胞杂交 细胞膜的流动性,(细胞的全能性) 去除细胞壁后诱导原生质体融合 离心、电刺激、聚乙二醇等试剂诱导 克服远缘杂交不亲和,获得杂种植物
动物细胞融合 细胞膜的流动性 使细胞分散后,诱导细胞融合 离心、电刺激、聚乙二醇、灭活病毒等试剂诱导 制备单克隆抗体的技术之一
7.【答案】C
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】 “番茄-马铃薯”并没有发育成地上结番茄,地下长马铃薯的理想植株 ,虽然杂种植物具有了两个植物所有的染色体,但最终的两者融合后的遗传物质并没有正确成功表达,说明生物基因的表达不是孤立的,两个物种的遗传物质的表达受到相互干扰 ,A,B,D错误; C正确;
故答案为:C
【分析】(1)植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的形成和结合,应属于无性繁殖。 通过植物体细胞杂交技术获得的新植株的染色体条数属于异源多倍体,属于可遗传变异类型中的染色体数目变异。
(2) 科学家培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株,但并没有获得预期的性状,主要原因是生物基因的表达不是孤立的,两个物种的遗传物质的表达受到相互干扰。
8.【答案】A
【知识点】植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、植物细胞工程中,会根据实际需要提高细胞中的初生代谢物或次生代谢物的含量,A错误;
B、单育1号烟草是世界上第一个单倍体育种技术得到的作物新品种,B正确;
C、 紫草宁是植物代谢产物,使用液体培养基有利于培养过程中对紫草宁的提取和纯化,C正确;
D、愈伤组织是过度脱分化的的薄壁组织,对其进行诱变处理,可以使其发生基因突变,可以筛选出新植株,D正确;
故答案为:A
【分析】植物细胞工程的利用:
(1)突变体的利用:原理在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此它们容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。
(2)细胞产物的工厂化生产
细胞产物类型
①初生代谢物:初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动,在整个生命过程中一直进行着。初生代谢物是通过初生代谢产生的,自身生长繁殖所必需的物质,如糖类、脂质、蛋白质和核酸等。
②次生代谢物:次生代谢不是生物生长所必需的,一般在特定的组织或器官中,并在一定的环境和时间条件下进行,在该过程中产生的一类小分子有机化合物就是次生代谢物,如酚类、萜类和含氮化合物等。
9.【答案】D
【知识点】单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、单抗的制作需要筛选,而多抗不需要筛选,抗原纯度越高,产生的多抗纯度越高,因此抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响小,A错误;
B、单抗制备过程中不能直接从血浆中提取浆细胞与骨髓瘤细胞融合,因血浆中可能含有多种类型的浆细胞,通常将经过免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,B错误;
C、非洲猪瘟病毒衣壳蛋白 p72 上有多种抗原决定簇,一个抗决定簇只能刺激机体产生一种抗体,故向小鼠体内注入p72 后,经筛选后可以刺激小鼠产生多种抗p72的单抗,C错误;
D、p72 部分结构改变只改变了部分抗原决定簇,因此由这部分抗原决定簇产生的抗体失效,但由于还存在由其他抗原决定簇刺激机体产生的抗体,所以多抗仍有效,D正确。
故答案为:D。
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
10.【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术;单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、①过程为诱导动物细胞融合,所用的促融方法不同植物体细胞杂交,用灭活的病毒作为诱导剂诱导动物细胞融合,A错误;
B、③过程的目的是筛选出能产生抗HCG抗体的杂交瘤细胞,需以抗HCG单克隆抗体为抗原进行检测,B正确;
C、给小鼠注射HCG的目的是获得免疫的B淋巴细胞,C错误;
D、④过程为采用动物细胞培养技术在体外生产抗HCG单克隆抗体,需要添加抗生素等物质,以防止杂菌(主要是细菌,而不是病毒)污染,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
2、动物培养条件:①无菌、无毒的环境:a、消毒、灭菌;b、添加一定量的抗生素;c、定期更换培养液,以清除代谢废物。②营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。③温度和pH。④气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。为了防止杂菌污染,需要添加抗生素。
11.【答案】D
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用;动物细胞培养技术;灭菌技术
【解析】【解答】A、倒平板过程中不能完全打开培养皿的皿盖,以防止杂菌污染,A错误;
B、为了防止动物细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素,动物血清不能抑制细菌和真菌的生长,B错误;
C、用于植物组织培养的外植体,应在消毒的实验室中的酒精灯火焰旁接种,C错误;
D、微生物培养结束后,所有使用过的器皿、废弃物等都必须先经过高压蒸汽灭菌后再处理,防止菌体污染环境和实验者,D正确。
故答案为:D。
【分析】动物细胞培养条件:
(1)营养:培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质,通常需要加入血清等天然成分。
(2)无菌、无毒的环境
(3)温度、pH和渗透压
(4)气体环境:氧气是细胞代谢所必需的,二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH。
12.【答案】A
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精
【解析】【解答】A、精子入卵后会形成雄原核,雄原核一般略大于雌原核,A错误;
B、不同种动物的精子的形态相似,大小略有不同,但与动物的体型大小无关,B正确;
C、受精的标志:在卵黄膜和透明带之间的间隙可以观察到两个极体(一个是第一极体,还有一个是第二极体),C正确;
D、在精子细胞的变形过程中,高尔基体发育为精子头部的顶体,中心体演变为精子的尾,线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、受精包括受精前的准备阶段和受精阶段。
准备阶段1精子获能。刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力。
准备阶段2卵子的准备,动物排出的可能是初级卵母细胞也可能是次级卵母细胞,都要在输卵管内进一步成熟,达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。卵细胞形成过程,其中减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的,场所在卵巢;减数第二次分裂是在受精过程中完成的,场所在输卵管中。
受精作用完成的标志:在卵黄膜和透明带之间的间隙可以观察到两个极体(一个是第一极体,还有一个是第二极体)。
2、受精作用过程:
(1)顶体反应:精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质,穿越放射冠;
(2)透明带反应:顶体酶可将透明带溶出孔道,精子穿入,在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应[它是防止多精子入卵受精的第一道屏障;
(3)卵黄膜的封闭作用:精子外膜和卵黄膜融合,精子入卵后,卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的过程[它是防止多精子入卵受精的第二道屏障;
(4)精子尾部脱落,原有核膜破裂形成雄原核,同时卵子完成减二分裂,形成雌原核;
(5)雌、雄原核融合形成合子。
13.【答案】C
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、在利用肝组织块制备细胞悬液时,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,以分解组织细胞间的蛋白质,得到单个细胞,A正确;
B、细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是维持培养液的pH,B正确;
C、为防止动物细胞培养过程中杂菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素,C错误;
D、使用合成培养基培养动物细胞时,通常要加入血清或血浆等一些天然的成分,以利于动物细胞生长,D正确。
故答案为:C。
【分析】动物细胞培养:
(1)定义:就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖,原理细胞增殖。
(2)动物细胞培养过程:取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
(3)动物培养条件:
①无菌、无毒的环境:a、消毒、灭菌;b、添加一定量的抗生素;c、定期更换培养液,以清除代谢废物。②营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质。③温度和pH。④气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
(4)注意事项:①动物细胞连续培养50代左右,会出现大量细胞死亡而只有少量细胞生存的现象,这少数细胞的遗传物质发生变化,往往具有癌变的特点。②动物细胞培养基液体,植物细胞培养基固体,培养的动物细胞通常取自胚胎、幼龄动物的组织器官。③动物组织处理使细胞分散后的初次培养称为原代培养, 一般传至10代左右便会出现生长停滞 。
14.【答案】D
【知识点】精子、卵子的发生和体内受精
【解析】【解答】A、卵子成熟和受精部位均为输卵管,A错误;
B、动物产生精子的形态相似,大小略有不同,但与动物体型大小无关,B错误;
C、家畜每次射精排出的精子数以亿计,但通常只有一个精子与卵子结合,这是动物繁衍后代的一种保障机制,并不是一种浪费,C错误;
D、当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精,这是判断卵子是否受精的重要标志,D正确。
故答案为:D。
【分析】受精包括受精前的准备阶段和受精阶段。
准备阶段1精子获能。刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力。
准备阶段2卵子的准备,动物排出的可能是初级卵母细胞也可能是次级卵母细胞,都要在输卵管内进一步成熟,达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。卵细胞形成过程,其中减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的,场所在卵巢;减数第二次分裂是在受精过程中完成的,场所在输卵管中。
受精作用完成的标志:在卵黄膜和透明带之间的间隙可以观察到两个极体(一个是第一极体,还有一个是第二极体)。
15.【答案】A
【知识点】干细胞的概念、应用及研究进展;细胞凋亡与细胞坏死的区别
【解析】【解答】A、胚胎干细胞诱导技术可以诱导干细胞形成肝脏细胞,为肝脏疾病的治疗提供了技术支持,A正确;
B、全能性是指细胞发育成个体的潜能,将ESCs诱导成肝脏细胞没有到一个个体,不能体现胚胎干细胞的全能性,B错误;
C、细胞坏死是被动死亡,而编程性死亡是受基因控制的主动死亡,细胞坏死不属于编程性死亡,C错误;
D、若培育过程中出现了细胞凋亡,其根本原因是有关凋亡的基因进行了选择性表达,凋亡的过程中遗传物质未发生改变,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、干细胞的类型:
(1)胚胎干细胞(ES细胞):存在与早期胚胎中,具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
(2)成体干细胞:存在于成体组织或器官内,包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。成体干细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力。
(3)诱导多能干细胞(iPS细胞):由体细胞经体外诱导分化形成,类似于胚胎干细胞,可以分化培育出人造器官,在移植时不发生免疫排斥反应。
2、细胞凋亡:由基因决定的细胞自动结束生命的过程。该过程受到严格的由遗传机制决定的程序性调控。如正常发育过程中细胞的程序性死亡,细胞的自然更新,被病原体感染的细胞的清除。 意义:细胞凋亡保证了多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,抵御外界各种因素的干扰。
3、细胞坏死:在种种不利的因素影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
16.【答案】D
【知识点】细胞融合的方法;单克隆抗体的制备过程;单克隆抗体的优点及应用
【解析】【解答】A、抗体具有特异性,所以将20余种毒素共同免疫小鼠,不可制备出一种与所有毒素结合的单克隆抗体,A错误;
B、植物原生质体融合的方法有电融合法、PEG融合法,灭活的病毒诱导法用于动物细胞的融合,且单克隆抗体中是诱导B细胞和骨髓瘤细胞的融合,B错误;
C、动、植物细胞融合都能体现细胞膜的流动性,杂交瘤细胞体外增殖并没有形成新个体,不能体现细胞的全能性,C错误;
D、单克隆抗体能检测出浓度很低的黄曲霉毒素体现了单克隆抗体特异性强、灵敏度高的特点,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、单克隆抗体的制备:
(1)用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
(2)用特定的选择培养基进行筛选:在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
(3)对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选,才能获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(4)将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖。
(5)从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。
2、单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并且能大量制备,因此广泛用作诊断试剂。
17.【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原理,去壁所用的是纤维素酶和果胶酶,诱导原生质体融合所用的方法有物理法和化学法,其中化学法一般是用聚乙二醇,A正确;
B、过程④是脱分化,过程⑤是再分化,这两个过程所用培养基所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同,B正确;
C、过程④脱分化和⑤再分化是植物细胞工程的基础,该过程最终长成为完整植株,体现了植物细胞全能性,C正确;
D、过程⑤是再分化过程,体现了基因的选择性表达,但细胞的分化能力不会逐渐增强,D错误。
故答案为:D。
【分析】植物体细胞杂交时先用酶解法去除植物细胞的细胞壁,进行植物原生质体的融合,形成杂种细胞,再通过植物的组织培养将杂种细胞培育成杂种植株。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,去壁所用的是纤维素酶和果胶酶;原生质体融合所用的方法有物理法和化学法。物理法包括离心、振动、电激等,化学法一般是用聚乙二醇;再生细胞壁形成杂种细胞;脱分化形成愈伤组织,再分化形成植株,用选择培养基选择目的植株。不同种的植物之间具有生殖隔离,该种方法打破了不同种植物间的生殖隔离,克服了远缘杂交不亲和的障碍。在离体的植物器言、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,需要的条件:①消毒灭菌;②一定浓度的植物激素;③适宜的温度; ④充足的养料。
18.【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用;动物细胞核移植技术
【解析】【解答】A、PEG是促细胞融合剂,但不能直接诱导植物细胞融合,植物细胞需要先去除细胞壁再诱导融合,A错误;
B、植物原生质体融合的方法有电融合法、PEG融合法,灭活的病毒诱导法用于动物细胞的融合,B错误;
C、骨髓瘤细胞不能产生抗体,骨髓瘤细胞与浆细胞融合形成的杂交瘤细胞经过筛选后才可获得单克隆抗体,C错误;
D、线粒体位于细胞质中,故核移植克隆的动物,其线粒体DNA来自供卵母体,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较:
细胞工程 植物体细胞杂交 动物细胞融合
理论基础 细胞的全能性、细胞膜的流动性 细胞增殖、细胞膜的流动性
融合前处理 酶解法去除细胞壁(纤维素酶、果胶酶) 注射特定抗原,免疫处理正常小鼠
诱导手段 物理法: 离心、振动、电激
化学法:聚乙二醇(PEG) 物理法: 离心、振动、电激
化学法:聚乙二醇(PEG)
生物法:灭活的病毒(灭活的仙台病毒)
诱导过程 第一步:原生质体的制备(酶解法)
第二步:原生质体融合(物、化法)
第三步:杂种细胞的筛选和培养
第四步:杂种植株的诱导与鉴定 正常小鼠免疫处理动物细胞的融合(物、化、生法)杂交瘤细胞的筛选与培养专一抗体检验阳性细胞培养单克隆抗体的提纯
用途和意义 克服远缘杂交的不亲和障碍,大大扩展杂交的亲本组合范围
应用:克服远缘杂交的不亲和障碍 制备单克隆抗体。诊断、治疗、预防疾病,例如“生物导弹”治疗癌症
2、 体细胞核移植技术
(1)将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。原理是动物细胞核的全能性。
(2)体细胞核移植过程:
(3)体细胞核移植的应用:a、加速家畜的遗传改良进程,促进优良种群繁育;b、转基因克隆动物做生物反应器,生产珍贵的医用蛋白;c、克隆动物的组织、器官做移植的供体;d、研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。
体细胞核移植技术存在的问题:①胚胎成活率低;②动物健康存在问题;③克隆动物食品的安全性问题。
19.【答案】B
【知识点】胚胎干细胞及其应用
【解析】【解答】A、造血干细胞分化成的多种细胞中DNA相同,都是有丝分裂而来,但是RNA可能不同,分化的根本原因是基因的选择性表达,因此蛋白质也不完全相同,A错误;
B、造血干细胞分化程度比胚胎干细胞高,因此全能性低,B正确;
C、HIV主要攻击辅助性T细胞、脑细胞和巨噬细胞,不攻击造血干细胞,而T细胞和巨噬细胞都属于血细胞,来源于造血干细胞,因此其产生的外周血细胞具有抵御HIV感染的能力,C错误;
D、基因编辑敲除成体造血干细胞上CCR5基因需要破坏磷酸二酯键切除,还需要DNA连接酶进行重新连接,D错误。
故答案为:B。
【分析】胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺(即囊胚期的内细胞团)。胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞.另一方面,在体外培养条件下,ES细胞可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
20.【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞脱分化形成的,A错误;
B、由于基因的选择性表达和基因间的互作效应,获得的杂种植株不一定能够表现亲本的优良性状,B错误;
C、可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合,但不能诱导细胞壁的再生,C错误;
D、原生质体没有细胞壁,由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,故可以用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体,D正确。
故答案为:D。
【分析】植物体细胞杂交时先用酶解法去除植物细胞的细胞壁,进行植物原生质体的融合,形成杂种细胞,再通过植物的组织培养将杂种细胞培育成杂种植株。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,去壁所用的是纤维素酶和果胶酶;原生质体融合所用的方法有物理法和化学法。物理法包括离心、振动、电激等,化学法一般是用聚乙二醇;再生细胞壁形成杂种细胞;脱分化形成愈伤组织,再分化形成植株,用选择培养基选择目的植株。不同种的植物之间具有生殖隔离,该种方法打破了不同种植物间的生殖隔离,克服了远缘杂交不亲和的障碍。在离体的植物器言、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,需要的条件:①消毒灭菌;②一定浓度的植物激素;③适宜的温度; ④充足的养料。
21.【答案】(1)甲、乙两种植物是不同的物种,两者间存在生殖隔离;纤维素酶和果胶;融合的原生质体
(2)植物组织培养;脱分化
(3)杂种细胞再生出新的细胞壁;远缘杂交不亲和
【知识点】植物组织培养的过程;植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】(1)甲、乙两种植物是不同的物种,存在物种隔离。甲乙若进行传统的有性生殖,则不能产生后代或不能产生可与后代。过程A是获取原生质体,要去除植物细胞的细胞壁,根据酶的专一性,可使用纤维素酶和果胶酶处理,B是融合的原生质体。
(2)将C杂种细胞培育成杂种植株,还需要采用植物组织培养技术,其中形成愈伤组织需要经过脱分化过程。
(3)植物体细胞融合成功的标志是再生出新的细胞壁。植物组织培养技术能克服远缘杂交不亲和的障碍,但是不能按照人的意愿表达两个亲本的性状。
【分析】植物体细胞杂交过程:用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞甲、乙,去掉细胞壁,获得原生质体。将甲原生质体和乙原生质体进行融合得到杂种细胞,在进行脱分化形成愈伤组织,再经再分化发育形成完整植株。
项目 细胞融合原理 细胞融合方法 诱导手段 用途
植物体细胞杂交 细胞膜的流动性,(细胞的全能性) 去除细胞壁后诱导原生质体融合 离心、电刺激、聚乙二醇等试剂诱导 克服远缘杂交不亲和,获得杂种植物
22.【答案】(1)胰蛋白酶或胶原蛋白酶;10代以内;显微操作
(2)体积小、细胞核大、核仁明显;分化诱导因子
(3)灭活的病毒;X自身融合细胞、Y自身融合细胞、X—Y融合细胞
(4)—次是通过具有筛选作用的培养基筛选出杂交瘤细胞,另一次是通过抗原一抗体杂交筛选出能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞
【知识点】动物细胞培养技术;细胞融合的方法;单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】(1)动物组织细胞之间含有多种胞外蛋白,如胶原蛋白,使细胞间或细胞与培养瓶内壁粘连起来,因此①过程需用胰蛋白酶分解这些蛋白质后就可以使组织细胞分散成单个细胞。核移植时选择的供核一方一般是传代10代以内细胞,原因是细胞能保持正常的二倍体核型(遗传物质不发生改变)。图中去核卵母细胞是通过显微操作法去除卵母细胞中的核得到的。
(2)胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性,在形态上,表现为体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞。③过程是诱导细胞分化的过程,需要向培养液中加入分化诱导因子,如牛磺酸、丁酰环腺苷酸等化学物质,从而诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。
(3)④过裎为诱导细胞融合的过程,常用的生物诱导因素是灭活的病毒。④过程中产生的融合细胞的类型有X自身融合细胞、Y自身融合细胞、X—Y融合细胞。
(4)⑤过程是单克隆抗体的筛选过程,融合的结果是有很多不符合要求的;如有B淋巴细胞自身融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞等,所以要进行两次筛选,—次是通过具有筛选作用的培养基筛选出杂交瘤细胞,另一次是通过抗原一抗体杂交筛选出能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞。
【分析】1、动物细胞培养过程:
2、胚胎干细胞(ES或EK细胞):
(1)来源:早期胚胎或原始性腺。
(2)特点:形态上,体积小、核大、核仁明显;功能上,具有发育的全能性;体外培养条件下可以增殖而不分化。
3、动物细胞融合方法: PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
4、制备单克隆抗体的两次筛选:
第一次筛选 第二次筛选
筛选原因 诱导融合得到多种杂交细胞,另外还有未融合的亲本细胞 由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激,所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞。
筛选方法 用特定的选择性培养基筛选:只有杂交瘤细胞才能生长 用多孔培养皿培养,在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测,经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群
筛选目的 得到杂交瘤细胞 得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
23.【答案】(1)灭活的病毒;选择性;抗体检测(或专一抗体检验阳性)
(2)定期更换培养液;维持培养液的pH
(3)体外受精;促性腺
(4)减数第二次分裂中期;维生素、激素、氨基酸、核苷酸(任意两种);免疫排斥反应
【知识点】动物细胞培养技术;单克隆抗体的制备过程;体外受精
【解析】【解答】(1)图1所示过程诱导动物细胞融合所特有的方法是使用灭火的病毒诱导细胞融合。融合后的细胞至少要进行两次筛选,一次是通过选择性培养基,筛选出杂交瘤细胞,另一次是通过抗体检测,筛选出能分泌抗羊红细胞的单克隆抗体的杂交瘤细胞。
(2)杂交瘤细胞体外培养过程中,为避免细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,常采取的措施是定期更换培养液。提供条件CO2的作用维持培养液的pH。
(3)图2中经过①过程得到了受精卵,所以①过程是体外受精。母牛每次只排出一枚卵母细胞,可用促性腺激素对其进行超数排卵处理。
(4)从母牛体内获得的卵母细胞需要到减数第二次分裂中期才能与精子结合。胚胎培养液成分除无机盐和有机盐类外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及血清等物质。移植后的胚胎能在受体子宫中存活,这与受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应有关。
【分析】1、单克隆抗体制备过程的关键分析
(1)对动物免疫的原因:B淋巴细胞要经过免疫过程,即接触抗原,增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞,才能产生相应的抗体,所以,与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。
(2)制备单克隆抗体过程中的两次筛选:
项目 筛选的对象 方法
第一次
筛选 杂交瘤细胞 利用特定的选择培养基:在该培养基中只有杂交瘤细胞能存活,其他细胞(未融合的B细胞和瘤细胞、融合后的B—B细胞和瘤—瘤细胞)均不能成活
第二次
筛选 能产生特异性抗体的杂交瘤细胞 利用特定抗原通过抗原—抗体杂交技术确认抗体性质
(3)杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质,不仅具有浆细胞产生特异性抗体的能力,还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力,从而可以克服单纯B淋巴细胞不能无限增殖的缺点,而大量生产单克隆抗体。
2、胚胎体外培养:胚胎体外培养是应用人工创造的环境,对获取的早期胚胎进行体外培养。
要求:进行胚胎体外培养时,必须配制一系列含有不同成分的培养液,培养不同发育时期的胚胎。
同。
早期胚胎培养液成分:
①2“盐”:无机盐和有机盐;
②2“酸”:氨基酸和核苷酸;
③2“素”:维生素和激素;
④2“液体”:水和血清。
24.【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
【知识点】植物组织培养的过程;组织培养基的成分及作用
【解析】【解答】(1)细胞壁的成分是纤维素和果胶,故图解中“酶解”所用的酶应该包括纤维素酶和果胶酶。
(2)原生质体是植物细胞去除细胞壁后剩余的部分,由细胞膜、细胞质、细胞核三部分构成。
(3)决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,故在培养基的成分中,除了各种营养成分外,还必须含有生长素和细胞分裂素才能诱导获得愈伤组织。
(4)细胞质流动能为细胞内各项生命活动提供营养物质,故通过观察细胞质流动的实验可以对原生质体活力进行检查;观察原生质体的结构是否完整和观察叶绿体数目的多少不能说明原生质体活力;观察细胞的有丝分裂为死细胞,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】1、离体的植物组织或细胞,在培养一段时间后,会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗,移栽到地里,可以发育成完整的植株体。植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。 2、 植物组织培养中生长素和细胞分裂素使用比例对植物细胞发育的影响:生长素用量与细胞分裂素用量比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成;比值适中时,促进愈伤组织的形成。
25.【答案】(1)减数第二次分裂中(或“MⅡ中期”);细胞核移植;卵细胞的细胞质中有能促进供体核表现出全能性的物质
(2)线粒体DNA(或mtDNA);M(或线粒体神经胃肠脑肌病)
(3)健康女性、父亲和母亲;受精卵的细胞核和供体卵母细胞细胞质的线粒体中都不含有致病基因
【知识点】动物细胞核移植技术;胚胎移植;体外受精
【解析】【解答】(1)由试题分析可知:过程①采用的技术是核移植,核移植时,受体卵母细胞要培养至MII中期,因此图中X表示MⅡ中期的卵母细胞,由于高度分化的动物细胞的全能性受到限制,因此核移植过程中一般选择卵细胞作为受体细胞,因为卵细胞的细胞质中有能促进供体核表现出全能性的物质。
(2)过程③需提取早期胚胎细胞中的线粒体DNA(或mtDNA),通过PCR技术进行扩增,并以标记M(线粒体神经胃肠脑肌病)基因作为探针进行检测,筛选出合格的胚胎。
(3)识图分析可知,过程④获得的健康婴儿的核遗传物质来自父亲和母亲提供的受精卵中的细胞核,细胞质中的遗传物质来自健康女性提供的去核的卵母细胞,由于受精卵的细胞核和供体卵母细胞细胞质的线粒体中都不含有致病基因,因此能避免该婴儿患线粒体神经胃肠脑肌病。
【分析】分析题图:①是患病妻子和丈夫的受精卵的核,移植到健康女性去核的卵母细胞中,形成重组细胞,②是早期胚胎培养,③是胚胎移植,④妊娠后生出健康婴儿。
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