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第二章 细胞工程综合卷
一、单选题
1.(2023高二下·南宁期末)新冠病毒表面的刺突蛋白可特异性结合宿主细胞上的受体CD147,从而介导新冠病毒入侵宿主细胞。研究人员制备了针对刺突蛋白的单克隆抗体,该抗体可结合刺突蛋白,从而阻断新冠病毒刺突蛋白与CD147的结合,阻止病毒继续感染新的细胞。下列叙述错误的是( )
A.单克隆抗体是由单一的浆细胞经大规模克隆化培养产生的
B.单克隆抗体的制备至少需要两次筛选,且筛选的目的不同
C.给重症新冠肺炎患者注射针对刺突蛋白的单克隆抗体是一种有效的治疗手段
D.借助单克隆抗体的导向作用,在单克隆抗体上连接抗新冠病毒的药物制成“生物导弹”
2.(2022高二下·杭州期末)不同抑菌剂在铁皮石斛开放组培中抑菌效果如表所示。其中培养基X的主要成分为:MS+2.5mg/L6-BA+0.25mg/L NAA+30g/L蔗糖+7g/L琼脂。下列叙述正确的是( )
编号 培养基成分 是否灭菌 成活率% 增殖系数
甲 培养基X+植培灵 否 100 2.32
乙 培养基X+清菌易 否 70 0.92
丙 培养基X+植培灵+链霉素 否 92 1.96
丁 培养基X+清菌易+链霉素 否 22 0.40
戊 培养基X 是 100 1.30
注:成活率=(成活苗数/外植体数)×100%;增殖系数=不定芽数/外植体数。
A.培养基X为铁皮石斛的生根诱导培养基
B.单独添加植培灵会提高铁皮石斛的成活率
C.植培灵和链霉素的组合会促进铁皮石斛的生根
D.清菌易和链霉素的组合会抑制铁皮石斛的增殖
3.下列有关细胞工程的叙述,正确的是( )
A.动物细胞培养时,与幼龄动物的细胞相比,老龄动物的细胞更容易培养
B.由于植物细胞具有全能性,所以分化程度不同的细胞全能性相同
C.动物细胞培养前需要将组织、器官分散成单个细胞
D.对原生质体的活力进行检测,可以采用质壁分离的方法
4.某医院接生了一名婴儿,医院为他保留了脐带血,如果后来他患了胰岛素依赖型糖尿病,就可以通过脐带血中的干细胞为其治疗。下列选项中关于这个实例的说法,正确的是( )
A.用干细胞培育出人体需要的器官来治疗疾病,需要激发细胞的所有全能性
B.可用脐带血干细胞能治疗这个孩子的所有疾病
C.如果要移植用他的干细胞培育出的器官,需要用到细胞培养技术
D.如果要移植用他的干细胞培养出的器官,应该要长期给他使用免疫抑制药物
5.(2023高三上·永州模拟)某国外科研小组把人的诱导多能干细胞注入猪的早期胚胎中,成功培育出人猪嵌合体胚胎,并在猪体内发育了3~4周后才终止妊娠。下列有关叙述错误的是( )
A.实验过程需利用体外受精、胚胎移植等胚胎工程的相关技术
B.诱导多能干细胞可以由成体的成纤维细胞、B细胞转化而来
C.若成功培育出“人猪嵌合体”将会面临巨大的伦理道德挑战
D.该研究为在动物体内培育出可供移植的人类器官提供了可能
6.(2020高三上·永安月考)有关哺乳动物精子、卵子的发生及受精作用的叙述,正确的是( )
A.卵子形成的过程需在卵巢和输卵管内完成
B.受精作用完成的标志是在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体
C.采集到的精子和卵子相遇即可发生受精作用
D.卵子发生时,MⅠ和MⅡ过程是不连续的,但细胞质均等分配
7.(2020高二下·南京期中)下列有关实验的操作中,错误的是( )
①煮沸消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢
②接种操作要在酒精灯火焰附近进行
③植物组织培养过程中,接种的外植体要进行消毒
④家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄进行灭菌
⑤培养基要进行高压蒸气灭菌
⑥加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌
⑦接种环应采用火焰灼烧的方式灭菌
A.①③ B.②④ C.⑤⑦ D.④⑥
8.(2021高二下·黄陵月考)通过植物体细胞杂交可以获得“烟草—菠菜”——一种新型的烟草品种。如图为培育杂种植株过程的示意图,下列操作错误的是( )
A.在融合之前除去两种细胞的细胞壁
B.原生质体先进行脱分化处理再融合
C.原生质体融合后筛选出杂种细胞继续培养
D.诱导杂种细胞形成愈伤组织
9.(2022高三上·朝阳期中)B7分子是一类在抗原呈递细胞表面表达的重要分子,主要参与T细胞、B细胞活化。其异常表达与系统性红斑狼疮的发生有关。研究者利用流式细胞术检测荧光标记的鼠抗人B7单克隆抗体(B7单抗)与不同细胞的结合能力,结果如图。下列说法错误的是( )
A.B7单抗能识别小鼠成纤维细胞转入B7细胞、人B淋巴瘤细胞株
B.B7单抗不识别小鼠成纤维细胞,识别食蟹猴中脾脏细胞表达的B7
C.系统性红斑狼疮可能的免疫机理是B细胞大量活化,产生自身抗体
D.结果表明B7单抗对自身免疫性疾病不能具有一定的预防治疗作用
10.(2022高二下·十堰期末)驱蚊草含有香茅醛,能散发出一种特殊的柠檬型香气,从而达到驱蚊且对人体无害的效果。驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合,再经过组织培养培育而成的。下列叙述错误的是( )
A.该过程属于细胞工程育种,育种的遗传学原理是染色体数目变异
B.诱导原生质体融合的过程需要在低渗溶液中进行
C.组织培养过程中,不同阶段对光照条件的需求不同
D.组织培养过程中,不同阶段对培养基中各种植物激素的比例需求不同
11.科研人员用甲基磺酸乙酯处理野生烟草的愈伤组织后,培育出了抗盐碱的烟草。甲基磺酸乙酯的作用是( )
A.诱发愈伤组织细胞发生突变
B.诱导愈伤组织细胞中染色体数目加倍
C.对愈伤组织进行消毒
D.诱导愈伤组织再分化出芽和根
12.下列关于动物细胞培养的叙述,错误的是( )
A.动物细胞培养的原理是细胞的生长和增殖
B.动物细胞培养前要用酶处理使细胞分散开
C.可以通过细胞培养技术获得完整的动物个体
D.恶性细胞系的细胞可进行传代培养
13.(2022高一下·成都期末)我国科学家在《自然》杂志上公布了一项研究:将多能干细胞(即早期胚胎细胞的“成年”版本)转化为更“年轻”的细胞(即全能胚胎样细胞),这些细胞具有发展为各种细胞谱系的潜力,从而有望在未来用于人体患病器官的再生,进而降低世界对器官移植的依赖。结合所学知识,下列说法错误的是( )
A.多能干细胞的分裂能力可能比全能胚胎样细胞弱
B.全能胚胎样细胞具有能分化成为各种细胞的能力
C.全能胚胎样细胞发育成新的器官能体现细胞的全能性
D.多能干细胞的分化程度比全能胚胎样细胞高
14.(2020高三上·永安月考)正常细胞合成DNA有两条途径,a通路(主通路)和b通路(旁路)。用于进行单克隆抗体制备的骨髓瘤细胞,是DNA合成b通路的缺陷型细胞株。让B淋巴细胞与这种缺陷型细胞融合,再在加入DNA合成a通路阻断剂(氨基嘌呤)的培养液中培养,这种培养会产生以下哪些效果?( )
①促进细胞融合 ②淘汰B淋巴细胞
③淘汰骨髓瘤细胞 ④阻断杂交细胞DNA合成
A.①②③④ B.②③④ C.②③ D.③
15.(2023高二下·温州期末)据报道,世界上仅剩下两头雌性北方白犀牛,实验室只留有冷冻的北方白犀牛的精子。若通过胚胎工程技术尝试拯救该物种,下列叙述错误的是( )
A.体外受精需要对精子进行获能处理使其具有受精的能力
B.用雌性北方白犀牛体细胞进行克隆可以产生多个子代,形成种群
C.用胚胎分割技术对囊胚阶段的胚胎进行分割,要注意将内细胞团均等分割
D.这样人工繁育的种群与野生种群相比,遗传多样性降低且野外生存能力下降
16.(2023高二下·洛阳月考)甲、乙两种远缘植物的体细胞融合会导致一方的染色体被排出,若甲种植物体细胞的染色体在融合前断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理,将抗黑胫病的黑芥与不抗黑胫病的甘型油菜进行体细胞杂交,获得了抗黑胫病的甘型油菜新品种,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.①过程用纤维素酶和果胶酶处理的原因是细胞壁阻碍了植物细胞间的融合
B.②过程用紫外线处理是为了诱导基因突变,产生抗黑胫病基因
C.③过程可利用灭活的病毒诱导原生质体融合
D.④过程中杂种细胞经过脱分化形成杂种植株
17.下列对动物核移植技术的叙述,正确的是( )
A.提供细胞核和去核卵母细胞的动物都应为雌性
B.去除卵母细胞细胞核的操作必须在电子显微镜下进行
C.成熟体细胞核移植比胚胎细胞核移植成功的难度大
D.通过核移植方法培育的克隆动物遗传物质全部来自供体细胞核
18.(2023高二下·保定月考)胚胎工程的迅猛发展让人们大量繁殖优良家畜品种的愿望正在成为现实,下列有关胚胎工程的叙述,错误的是( )
A.胚胎工程技术包括体外受精、胚胎分割和胚胎移植等
B.从动物体内采集的精子需要培养获能,卵子不需要体外培养
C.获得的胚胎需要移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内
D.胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一
19.(2021高三下·辽宁开学考)某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性,准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行细胞培养。下列说法正确的是( )
A.在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时,也可用胃蛋白酶处理
B.细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是刺激细胞呼吸
C.甲、乙细胞在持续的培养过程中,乙会出现停止增殖的现象
D.仅用培养肝细胞的培养液也能用来培养乙肝病毒
20.(2020高三上·浙江月考)下列有关育种的叙述,正确的是( )
A.三倍体无籽西瓜可以由有性生殖产生
B.三倍体无籽西瓜的细胞中无同源染色体,不能进行正常的减数分裂
C.取四倍体植株的花药离体培养可获得二倍体植株
D.单倍体育种过程中,经常先筛选F1花粉类型,再进行花药离体培养
21.如图为某哺乳动物的生殖过程图,下列叙述正确的是( )
A.动物个体2为克隆动物,c为高度分化的体细胞
B.动物个体2的遗传性状与提供b细胞的母羊完全不同
C.产生动物个体2的生殖方式为有性生殖
D.e细胞为已完成减数分裂的卵细胞
22.以下是制定并研究设计的“试管牛”工厂化生产技术流程,其中正确的顺序应是( )
①卵母细胞的采集和培养 ②精子的采集和获能 ③受精 ④胚胎的早期培养和胚胎移植
A.①②③④ B.①②④③ C.①④②③ D.②①④③
23.(2021高二下·福州期中)下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是( )
A.在利用肝组织块制备细胞悬液时,可用胰蛋白酶或胃蛋白酶处理
B.使用冷冻保存的正常细胞通常为10代以内,以保持细胞正常的二倍体核型
C.动物细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是刺激细胞呼吸
D.适宜条件下进行动物细胞培养,细胞周期的长短不随细胞培养进程而改变
24.(2023高二下·武功期中)下图为肾脏上皮细胞培养过程示意图,已知肾脏上皮细胞属于需要贴附于某些基质表面才能生长增殖的细胞,下列叙述错误的是( )
A.甲→乙过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B.原代培养是指细胞或组织离开机体后的初次培养
C.丙过程会出现细胞贴壁和接触抑制现象
D.丁过程为传代培养,细胞都能进行无限增殖
25.(2021高三上·驻马店月考)紫杉醇具有良好的抗肿瘤作用,科研人员采用植物组织培养技术从红豆杉愈伤组织中提取到大量的紫杉醇。下列操作或叙述错误的是( )
A.通常选取红豆植株的茎尖或根尖组织经消毒后作为外植体
B.植物组织培养和动物细胞培养的原理是不一样的
C.外植体脱分化成愈伤组织过程中发生了细胞分裂和细胞分化
D.高度液泡化、无定形态的愈伤组织细胞经培养能合成紫杉醇
二、实验探究题
26.(2023·南宁模拟)Ⅰ型糖尿病的病因是胰岛B细胞损伤,Ⅱ型糖尿病多表现为对胰岛素不敏感,不同类型糖尿病临床治疗方案不同。抗胰岛素抗体可快速检测胰岛素含量,为临床诊断提供依据。下图为某科研小组制备抗胰岛素单克隆抗体的流程。请回答下列问题:
(1)实验开始时需给实验小鼠多次注射 ,目的是 。经过免疫反应后提取出的B淋巴细胞无法通过直接进行动物细胞培养获得大量抗体,其原因是 。
(2)杂交瘤细胞的特点是 (答出两点)。研究发现,细胞中DNA合成有,D和S两条途径,氨基嘌呤可以阻断D途径而不能阻断S途径。在HAT培养基(起选择作用的一种培养基)中加入氨基嘌呤后,未融合的亲本细胞和同种细胞融合形成的细胞均因DNA无法复制而死亡,只有杂交瘤细胞能连续增殖。据此判断杂交瘤细胞DNA合成存在以上的 途径。
(3)阳性克隆扩大培养常用有限稀释法,即将专一抗体检验阳性的细胞稀释到7~10个/mL,每孔加入细胞稀释液的体积为 mL(填“0.1”、“1”或“10”),使每个孔内不多于一个细胞,达到单克隆培养目的。
(4)成人隐匿性糖尿病(LADA)的病理进程比较缓慢,早期表现酷似Ⅱ型糖尿病,后期逐渐呈现I型糖尿病病征,LADA的临床诊断,除了做必要的抗体和生化指标检验外,还有一个标准是诊断后至少六个月不需要进行胰岛素治疗。据此推测该标准的设立依据是 。
27.(2021高三上·东山月考)某雌雄异株的一年生植物有紫花白花两种花色。利用紫花和白花植株进行以下实验:
甲组:紫花植株多代随机交配,后代均为紫色;
乙组:纯种白色植株与纯种紫色植株杂交。正交反交的F1代均为白色个体;
丙组:用乙中F1与紫色植株杂交,统计后代中白色个体与紫色个体数量之比约为15:1。
(1)上述实验说明该相对性状至少受 对等位基因控制。
(2)一株紫花雌性植株的叶型表现为异型叶,该植株与双亲及其他个体的叶型都不同,若该叶型由核内显性基因控制,该植株与正常叶植株杂交,统计发现F1表现型及比例为异型叶雌:异型叶雄:正常叶雌:正常叶雄=1:1:1:1.此结果说明该异型叶植株为 (填“纯合子”或“杂合子”)。
能否根据此结果判断该基因位于常染色体上, (填“能”或“不能”),原因是 。
(3)若确定该异型叶植株为杂合子,且基因位于常染色体上。发现无法通过连续自交选种获得纯合异型叶植株,也无法通过测交留种,请分析原因 。可用 方法获得纯合异型叶植株。
三、综合题
28.(2022高三上·广东月考)德尔塔变异毒株已成为全球新冠肺炎传播的主要变异株,我国研究团队最新发现针对德尔塔变异株有效的单克隆抗体。该抗体在新冠肺炎的短期预防与早期治疗上有较大的应用价值。图1表示制备该抗体的实验流程。回答下列问题:
(1)丙操作指的是 ,甲中含有 种两两融合的细胞。
(2)乙中可以获得 的杂交瘤细胞。
(3)利用小鼠制备的单克隆抗体,在给人体使用时,可能会被人体免疫细胞清除,影响抗体的作用效果。抗体的结构如图2所示,下列技术可以解决此问题:从杂交瘤细胞中提取编码鼠源单克隆抗体 (填“5区”或“6区”)序列的基因,与从人体中获取的编码抗体 (填“5区”或“6区”)序列的基因,进行拼接,然后导入骨髓瘤细胞中,进行培养获取新的抗体,该技术属于 。
29.(2021高三下·常州开学考)研究人员以“中苜2号”“草原3号”等6种豆科牧草的不同外植体为实验材料,探讨基因型、外植体及植物生长调节剂种类和浓度对其愈伤组织的影响,实验结果统计如下表(表一、表二)所示。请分析回答下列问题:
表一 不同植物生长调节剂组合对有关外植体愈伤组织诱导率的影响
植物生长调节 剂浓度/mg·L-1 愈伤组织诱导率%
2,4-D KT 中苜2号 草原3号 百脉根 红豆草 木樨 沙打旺 平均数
1.0 0.02 88.00 82.67 86.67 69.33 53.33 58.67 73.11
1.0 0.5 85.33 80.00 90.67 74.67 69.33 53.33 75.56
1.0 1.0 82.67 77.33 85.33 64.00 60.00 48.00 69.56
2.0 0.02 100.00 90.67 93.33 76.00 64.00 61.33 80.89
2.0 0.5 94.67 89.33 100.00 89.33 73.33 68.00 85.78
2.0 1.0 92.00 84.00 94.67 74.67 68.00 54.67 78.00
表二 不同种类外植体形成愈伤组织能力的比较
外植体 愈伤组织诱导率%
中苜2号 草原3号 百脉根 红豆草 木樨 沙打旺 平均数
幼根 80.00 76.00 89.33 57.33 70.67 53.33 71.11
下胚轴 96.00 92.00 97.33 84.00 72.00 65.33 84.44
子叶 78.67 81.33 86.67 85.33 64.00 60.00 76.00
茎 94.67 93.33 96.00 80.00 69.33 62.67 82.67
叶片 84.00 74.67 81.33 64.00 56.00 54.67 69.11
?
——
(1)将挑选好的饱满种子处理后接种到培养基上培养获得无菌苗,将供试材料无菌苗的幼根、子叶、胚轴、茎和叶片切段(条)接种到适宜培养基上,研究不同物种不同外植体对愈伤组织诱导的影响。培养一定天数后统计愈伤组织诱导率,愈伤组织诱导率= 。本实验的自变量是 和 ,为保证实验结果的严谨科学,实验时可以采取的措施为: 。
(2)不同的生长调节剂组合处理下愈伤组织诱导率差异显著,
2,4D浓度为 是供试豆科牧草愈伤组织诱导的较适浓度。就“中苜2号”“草原3号”而言, (填“能”或“不能”)得出KT最适浓度的范围在0.02-0.5
mg·L-1之间。
(3)从表二可以看出,不同基因型的外植体愈伤组织形成能力最强的应是 ,从同一基因型来看, 是愈伤组织诱导的最佳外植体。
(4)从数据分析要求来看,表中“?”处应该添加 。
(5)研究人员想继续研究不同外植体对体细胞胚分化的影响,可以采取的实验思路为: 。
30.(2020·大兴模拟)多发性硬化症是一种由纤维蛋白渗入大脑引发的神经系统疾病。科研人员制备了抗纤维蛋白的单克隆抗体(5B8)。请回答问题。
(1)科研人员将纤维蛋白作为 注射到小鼠体内,激活 过程产生抗体。
(2)科研人员利用上述小鼠制备了抗纤维蛋白的单克隆抗体(5B8),请说明制备的基本技术流程 。
(3)活性氧(ROS)是氧分子正常代谢的副产物,但当吞噬细胞中的ROS大量产生并释放时,会毒害周围神经元。NADpH氧化酶是催化细胞内产生ROS的主要酶。为研究单克隆抗体5B8的作用机制,研究人员检测了5B8处理后,吞噬细胞中NADpH氧化酶和ROS的含量,结果如图。
①由于细胞中GADpH蛋白 ,在实验中可作为标准参照,排除实验操作等无关变量对结果的影响。
②对比 组检测结果,可知纤维蛋白提高了吞噬细胞中NADpH氧化酶和ROS的含量,使其对神经元产生毒害。
③另有试验结果显示,单克隆抗体5B8对多发性硬化症有明显疗效。请根据上述结果分析其具有疗效的原因 。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A、单克隆抗体是能产生特定抗体的杂交瘤细胞克隆化培养产生的,A符合题意;
B、单克隆抗体的制备至少需要两次筛选,且筛选的目的不同 ,第一次筛选获得杂交瘤细胞,第二次筛选能产生特异性抗体的细胞,B不符合题意;
C、给重症新冠肺炎患者注射针对刺突蛋白的单克隆抗体,可与刺突蛋白特异性结合,是一种有效的治疗手段,C不符合题意;
D、借助单克隆抗体的导向作用,在单克隆抗体上连接抗新冠病毒的药物制成“生物导弹”,将药物带至靶细胞作用,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】 单克隆抗体制备流程:
2.【答案】D
【解析】【解答】A、培养基X中NAA较低,6-BA较高,该培养基为铁皮石斛的出芽诱导培养基,A错误;
B、因为没有培养基X且不灭菌的对照组,故不能判断单独添加植培灵会提高铁皮石斛的成活率,B错误;
C、植培灵和链霉素的组合,其基础培养基中NAA较低,6-BA较高,会促进铁皮石斛的出芽,不能判断生根情况,C错误;
D、清菌易和链霉素的组合增殖系数为0.40,其会抑制铁皮石斛的增殖,D正确。
故答案为:D。
【分析】植物组织培养依据的原理为植物体细胞的全能性,即已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能;培养过程的顺序是离体植物器官、组织或细胞(外植体)脱分化形成愈伤组织,再分化形成根、芽等器官进而形成新的植物体。
3.【答案】C
【解析】【解答】动物细胞培养时,幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞相比,更易于培养,A项错误;分化程度不同的细胞全能性不同,分化程度越高,其全能性越低,B项错误;动物细胞培养前需要将组织、器官分散成单个细胞,C项正确;原生质体没有细胞壁结构,D项错误。
【分析】 动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较:
比较项目 细胞融合的原理 细胞融合的方法 诱导手段 用途
植物体细胞杂交 细胞膜的流动性 去除细胞壁后诱导原生质体融合 离心、电刺激、振动,聚乙二醇等试剂诱导 克服了远缘杂交的不亲和性,获得杂种植株
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 除应用植物细胞杂交手段外,再加灭活的病毒诱导 制备单克隆抗体的技术之一
4.【答案】C
【解析】【解答】用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治疗疾病,不需要激发细胞的所有全能性,只需诱导干细胞分化形成相应的组织器官即可,A错误;用脐带血中的干细胞不能治疗这个孩子所有的疾病,如传染性疾病等,B错误;如果要移植用他的干细胞培育出的器官,需要用到细胞培养技术,然后发育成器官,C正确;自体器官移植不会发生免疫排斥反应,所以自体移植后不需要用免疫抑制药物,D错误。 故答案为:C。
【分析】1、脐带血中的干细胞分化程度低,全能性较高,能分裂分化形成多种组织,因此可以用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病,如果是自体器官移植不会发生免疫排斥反应,所以自体移植后不需要用免疫抑制药物,但用脐带血中的干细胞不能治疗所有疾病。
2、胚胎干细胞:
(1)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)。
(1)特点: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。
5.【答案】A
【解析】【解答】A、本研究主要涉及早期胚胎培养、胚胎移植等现代生物技术,没有体外受精技术,A错误;
B、诱导多能干细胞原理是细胞的增殖,所以可以利用成体的成纤维细胞、B细胞诱导多能干细胞,B正确;
C、在伦理层面,人猪嵌合体会面临巨大的挑战,C正确;
D、人猪嵌合胚胎研究为解决移植器官来源不足和免疫排斥问题带来光明前景,D正确。
故答案为:A。
【分析】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。
6.【答案】A
【解析】【解答】A、卵子形成的过程MⅠ和MⅡ过程是不连续的,MⅠ在卵巢中完成,MⅡ通常在输卵管内完成,A正确;
B 、卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙出现两个极体,B错误;
C、采集到的精子需要进行获能处理,卵子需要发育成熟(减数第二次分裂中期),这样精子和卵子相遇才可发生受精作用,C错误;
D 、卵细胞的形成过程中细胞质是不均等分配,D错误。
故答案为:A。
【分析】1.受精过程为:顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明带反应)→卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用)→卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失,雌、雄原核融合形成合子→第一次卵裂开始。2.体外受精主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
7.【答案】D
【解析】【解答】①100℃煮沸5~6min可以杀死微生物细胞和一部分芽孢,①正确;
②酒精灯火焰附近存在一个无菌区,无菌操作时,接种操作要在酒精灯火焰附近进行,②正确;
③在组织培养过程中,无菌操作是成功的关键,因此用于培养的外植体要先做消毒处理,③正确;
④利用葡萄制作葡萄酒利用的是附着于葡萄皮表面的野生型酵母菌,所以制作葡萄酒时葡萄不进行灭菌,以免杀死酵母菌,④错误;
⑤培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌,⑤正确;
⑥指示剂和染料可能混有微生物,故加入培养基前需灭菌,⑥错误;
⑦接种环应采用灼烧灭菌的方法,⑦正确。
综上错误的选项是④⑥,故答案为:D。
【分析】1.无菌技术的主要内容①对实验操作的空间、操作者的衣着和手,进行清洁和消毒;②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌③为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行;④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。2、消毒是指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物。消毒方法有煮沸消毒、化学药物消毒、紫外线消毒。3、灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。实验室常用的灭菌方法①灼烧灭菌:将微生物的接种工具,如接种环、接种针或其他金属工具,直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧,可以迅速彻底地灭菌,此外,在接种过程中,试管口或瓶口等容易被污染的部位,也可以通过火焰燃烧来灭菌;②干热灭菌:能耐高温的,需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等,可以采用这种方法灭菌;③高压蒸汽灭菌:将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内,为达到良好的灭菌效果,一般在压力为100kPa,温度为121℃的条件下,维持15~30min。
8.【答案】B
【解析】【解答】A、植物细胞外面有一层细胞壁,这层细胞壁阻碍着细胞间的杂交,因此,在进行体细胞杂交之前,必须先利用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁,A正确;
B、原生质体先融合形成杂种细胞,杂种细胞脱分化形成愈伤组织,故原生质体融合之前不需要进行脱分化处理,B错误;
C、原生质体融合后,若仅考虑两两融合就有三种情况:烟草—烟草型、菠菜—菠菜型和烟草—菠菜型,故需筛选出需要的杂种细胞再继续培养,C正确;
D、诱导形成杂种细胞后,需要采用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株,该过程包括脱分化形成愈伤组织和再分化两个重要的步骤,D正确。
故答案为:B。
【分析】关于植物体细胞杂交技术:
1、植物体细胞杂交技术过程:用相应酶除去植物细胞壁(纤维素酶和果胶酶),诱导植物细胞融合;杂交的细胞进行植物组织培养,培育成植株。
2、诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂;
3、意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍;
4、融合成功标志:新细胞壁的形成。
9.【答案】D
【解析】【解答】A、由图示可知,小鼠成纤维细胞转入B7细胞、人B淋巴瘤细胞株在103~104区间B7荧光信号较高,说明单抗能识别小鼠成纤维细胞转入B7细胞、人B淋巴瘤细胞株,A正确;
B、由图示可知,小鼠成纤维细胞在103~104区间没有B7荧光信号,说明B7单抗不识别小鼠成纤维细胞;食蟹猴脾脏细胞在103~104区间B7荧光信号较高,说明B7单抗能识别食蟹猴中脾脏细胞表达的B7,B正确;
C、由题意可知,若B细胞大量活化,产生自身抗体,攻击自身组织细胞,则可能引起自身免疫病—系统性红斑狼疮,C正确;
D、由题意可知,B7单抗能与B7分子特异性结合,抑制B7分子参与B细胞活化,故B7单抗对自身免疫性疾病具有一定的预防治疗作用,D错误。
故答案为:D。
【分析】单克隆抗体的最主要优点就是特异性强,灵敏度高,能够大量制备。单克隆抗体的作用:①作为诊断试剂(最广泛的用途):具有准确、高效、简易、快速的优点;②用于治疗疾病和运载药物:主要用于治疗癌症,可制成“生物导弹”。
10.【答案】B
【解析】【解答】A、驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的,采用了植物体细胞杂交技术,属于细胞工程育种,育种的遗传学原理是染色体数目变异,A正确;
B、原生质体在低渗溶液中会吸水涨破,所以诱导原生质体融合的过程不能在低渗溶液中进行,而是在较高渗透压的溶液中进行,B错误;
C、组织培养过程中,诱导愈伤组织期间一般不需要光照,在后续的培养过程中,每日需要给予适当时间和强度的光照,即不同阶段对光照条件的需求不同,C正确;
D、生长素与细胞分裂素的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向,当生长素与细胞分裂素的比例低时利于芽的分化、抑制根的形成,当生长素与细胞分裂素的比例高时利于根的分化、抑制芽的形成,因此在组织培养过程中,不同阶段对培养基中各种植物激素的比例需求不同,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、分析题文描述可知:驱蚊草的培育采用了植物体细胞杂交技术,其培育过程包括:①将天竺葵的体细胞和香茅草的体细胞进行诱导融合,获得相应的杂种细胞;②借助植物组织培养技术将该杂种细胞培育成杂种植株——驱蚊草。
2、 脱分化:在遮光条件下,已分化的细胞失去特有的结构和功能,转变成愈伤组织。再分化:给予一定的光照,愈伤组织重新分化成芽、根等器官。
3、植物激素在植物组织培养中的作用:植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。
11.【答案】A
【解析】【解答】根据题意可推知,甲基磺酸乙酯能有效诱发愈伤组织细胞发生突变,从而形成符合生产要求的突变新品种,A项正确。
【分析】愈伤组织是植物的局部受到创伤后,在局部形成的新的组织,一般是薄壁细胞组成,具有较高的全能性。愈伤组织在适宜植物激素等条件作用下可以再分化出器官。
12.【答案】C
【解析】【解答】动物细胞培养的原理是细胞的生长和增殖,A正确;动物细胞培养前需要用胰蛋白酶处理,使细胞分散成单个细胞,B正确;不能通过细胞培养技术获得完整的动物个体,目前只能通过核移植技术获得完整的动物个体,C错误;恶性细胞系的细胞具有癌变的特点,可进行传代培养,D正确。故答案为:C。
【分析】动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。过程:取动物组织块→剪碎组织→用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。
13.【答案】C
【解析】【解答】A、多能干细胞的分化程度高,故其分裂能力可能比全能胚胎样细胞弱,A正确;
B、全能胚胎样细胞分化程度低,含有全部遗传信息,具有能分化成为各种细胞的能力,B正确;
C、细胞的全能性是指发育为完整个体,全能胚胎样细胞发育成新的器官不能体现全能性,C错误;
D、多能干细胞的分化程度比全能胚胎样细胞高,全能性低,D正确。
故答案为:C。
【分析】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。
14.【答案】C
【解析】【解答】①细胞融合方法有物理法、聚乙二醇的化学法、生物法,而该培养对细胞融合没有影响,①错误;
②B淋巴细胞在体外不能增殖,不能再培养基上生存下来,②正确;
③骨髓瘤细胞是b通路缺陷型,剩下的a通路被阻断也被抑制,不能合成DNA,③正确;
④加入DNA合成a通路阻断剂后,杂交细胞还具有b通路,因此不能阻断杂交细胞DNA合成,④错误。
故答案为:C。
【分析】B淋巴细胞和B淋巴细胞自身融合的细胞不能增殖;骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞自身融合的细胞b通路缺陷型,且a通路被阻断也被抑制;杂交瘤细胞具有a通路,能进行DNA的复制,且能无限增殖.因此在选择培养基上生存下来的只有杂交瘤细胞。
15.【答案】B
【解析】【解答】A、体内受精和体外受精的精子都需要获能后才能有受精能力,因此在体外受精时,需要对精子进行获能处理,A正确;
B、 用雌性北方白犀牛体细胞进行克隆可以产生多个子代,产生的后代都是雌性的,这些个体不是一个种群,B错误;
C、 胚胎分割技术中对囊胚阶段的胚胎进行分割,要注意将内细胞团均等分割,以免影响分割后胚胎的发育,C正确;
D、 这样人工繁育的种群与野生种群相比 ,个体的野外生存能力下降而且遗传的多样性也会降低,D正确;
故答案为:B。
【分析】胚胎分割的意义:可以促进优良动物品种的繁殖;产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料;胚胎移植前进行性别鉴定、遗传病筛查等对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义。
16.【答案】A
【解析】【解答】A、细胞壁阻碍了植物细胞间的融合,一般用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体,A正确;
B、②表示用紫外线照射使染色体断裂,甘型油菜染色体上整合了抗黑胫病的黑芥的染色体片段,遗传学原理是基因重组,B错误;
C、常用物理法或化学法处理诱导植物原生质体融合,灭活的病毒只能诱导动物细胞融合,C错误;
D、④过程中杂种细胞经过脱分化形成愈伤组织,经过再分化形成胚状体,进而发育成杂种植株,D错误。
故答案为:A。
【分析】 1、①表示去壁过程,常用酶解法,该过程用到的酶是纤维素酶和果胶酶;②表示用紫外线照射使黑芥的染色体断裂;③表示形成杂种细胞,④表示经过组织培养获得杂种植株的过程。④过程用到了植物组织培养技术,该技术的原理是植物细胞的全能性。
2、诱导原生质体融合的方法:(1)物理法:离心法、电融合法。(2)化学法:聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法。 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。
17.【答案】C
【解析】【解答】核移植技术中,提供细胞核的一方可以是雄性或者雌性,A错误。细胞核肉眼看不见,去除卵母细胞细胞核的操作须在光学显微镜下进行,B错误。体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,其原因是动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难,C正确。通过核移植方法培育的克隆动物遗传物质大部分来自供体细胞核,少部分来自受体的细胞质,D错误。 故答案为:C。
【分析】1、动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个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,这个新的胚胎经过胚胎移植最终发育为动物个体。核移植得到的动物称克隆动物。该过程中采用显微操作去核法去除卵母细胞中细胞核。
18.【答案】B
【解析】【解答】A、胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术,A正确;
B、从动物体内采集的精子需要培养获能,卵子需要发育到减数第二次分裂中期时期,才具备受精能力,因此,卵子也需要体外培养,B错误;
C、胚胎移植前要对雌性供受体进行同期发情处理,让供体和受体的生理状况相同,有助于胚胎移植的成功,C正确;
D、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等分、4等分或8等分等,经移植获得同卵双胚或多胚的技术,胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术,如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。
2、胚胎移植的基本程序主要包括:①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性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,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑葚或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氨中保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
3、胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。在进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割,要注意将内细胞团均等分割。如需对胚胎进行性别鉴定,宜取囊胚期的滋养层细胞进行鉴定。
19.【答案】C
【解析】【解答】A、胃蛋白酶处理需要的pH非常低,所以不能用胃蛋白酶处理,A错误;
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错误;
C、正常细胞在体外培养时会出现停止增殖即接触抑制的现象,而甲肿瘤细胞没有此特性,C正确;
D、病毒必须寄生在活细胞中才能增殖,不能只用培养液培养,D错误。
故答案为:C。
【分析】动物细胞培养:
20.【答案】A
【解析】【分析】解:A、三倍体无籽西瓜可以由四倍体和二倍体西瓜杂交产生,A正确;
B、三倍体无籽西瓜的细胞中有3个染色体组,有同源染色体,但联会紊乱不能进行正常的减数分裂,B错误;
C、取四倍体植株的花药离体培养,获得的是单倍体植株,C错误;
D、单倍体育种过程中,经常先进行花药离体培养得到单倍体幼苗,染色体加倍以后得到植株再筛选出所需类型,D错误。
故答案为:A。
【分析】四种育种方法的比较如下表:
杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种
方法 杂交→自交→选优 辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理 花药离体培养、秋水仙素诱导加倍 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
原理 基因重组 基因突变 染色体变异(染色体组先成倍减少,再加倍,得到纯种) 染色体变异(染色体组成倍增加)
21.【答案】A
【解析】【解答】动物个体2为通过体细胞核移植技术得到的克隆动物,c为高度分化的体细胞,A项正确;动物个体2的细胞质遗传物质来自b,受细胞质基因控制的性状,动物个体2和提供b的母羊基本相同,B项错误;动物个体2是通过体细胞核移植形成的,属于无性生殖,C项错误;e细胞为处于MⅡ期的卵母细胞,D项错误。
【分析】1、有性生殖是真核生物经过受精作用的特有的繁殖方式,无性生殖则不经过受精作用。
2、细胞核移植技术是不经过精子穿透透明带等作用,将供体的细胞核移植到去核卵细胞中的技术。该细胞的遗传物质主要来自供体,少数遗传物质来自细胞质基因。
22.【答案】A
【解析】【解答】“试管牛”培育的一般流程是①卵母细胞的采集和培养、②精子的采集和获能、③受精、④胚胎的早期培养和胚胎移植。
【分析】试管动物:是体外受精--胚胎移植技术的俗称,是指采用人工方法让卵细胞和精子在体外受精,并进行早期胚胎发育,然后移植到母体子宫内发育而诞生的动物。涉及体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等技术。
23.【答案】B
【解析】【解答】A、动物细胞培养过程中常要用到胰蛋白酶或胶原蛋白酶,用来分散细胞,不能用胃蛋白酶,A错误;
B、使用冷冻保存的正常细胞通常为10代以内,以保持细胞正常的二倍体核型,B正确;
C、CO2的作用是维持培养液的pH,C错误;
D、适宜条件下进行动物细胞培养,细胞周期的长短可随细胞培养进程而改变,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、动物细胞培养的条件:(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③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(CO2的作用是维持培养液的pH)。2、动物细胞培养的注意点:①10代以内细胞保持正常的二倍体核型,无突变发生,常用于实践或冷冻保存。②超过50代,极少数细胞突破自然寿命极限,突变成癌细胞,具有无限增殖能力;若超过50代,细胞不再增殖,全部死亡,则说明细胞没有发生癌变。③分瓶之前,称原代培养;出现接触抑制用胰蛋白酶处理,再分瓶培养为传代培养。
24.【答案】D
【解析】【解答】A、甲→乙过程要制备细胞悬液,需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,是动物组织块分散成单个细胞,A正确;
B、原代培养是指细胞或组织离开机体后的初次培养,B正确;
C、动物细胞培养过程中会出现细胞贴壁和接触抑制的现象,C正确;
D、丙→丁过程细胞要分瓶继续培养,则丁过程为传代培养,细胞一般传至10-50代会逐渐缓慢,直到完全停止,正常细胞不能无限增殖,D错误。
故答案为:D。
【分析】动物细胞培养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,放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。动物细胞培养过程:取出组织块→剪碎、用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理→分散成单个细胞→用培养液稀释成细胞悬液放入培养瓶中培养→原代培养→传代培养。
25.【答案】C
【解析】【解答】A、通常选取红豆植株的茎尖或根尖作为外植体,外植体需要消毒,A正确;
B、植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,动物细胞培养的原理是细胞增殖,B正确;
C、外植体脱分化成愈伤组织过程中发生了细胞分裂,没有发生细胞分化,C错误;
D、高度液泡化、无定形态的愈伤组织细胞经培养能合成大量的紫杉醇等细胞代谢产物,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。嫩枝或分化程度较低的部位的细胞分裂能力强、分化程度低,全能性容易表达,故外植体一般选用嫩枝或分化程度较低的部位成功率更高。植物组织培养的流程为:制备MS培养基→外植体消毒→接种→培养→移裁→栽培。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。
2、动物细胞培养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。
26.【答案】(1)胰岛素;为了获得更多能够产生特定抗体(抗胰岛素抗体)的B淋巴细胞;淋巴细胞不能无限增殖而且寿命有限
(2)既能迅速大量繁殖,又能产生专一的抗体;D和S
(3)0.1
(4)LADA早期胰岛B细胞没有受损(胰岛素较充足),机体对胰岛素不敏感且病理进程比较缓慢
【解析】【解答】(1)在制备单克隆抗体时,首先要给小鼠多次免疫注射胰岛素为,目的是为了获得更多能够产生特定抗体(抗胰岛素抗体)的B淋巴细胞。由于淋巴细胞不能无限增殖而且寿命有限,经过免疫反应后提取出的B淋巴细胞无法通过直接进行动物细胞培养获得大量抗体。
(2)杂交瘤细胞的特点是既能迅速大量繁殖,又能产生专一的抗体。在HAT培养基(起选择作用的一种培养基)中加入氨基嘌呤后,未融合的亲本细胞和同种细胞融合形成的细胞均因DNA无法复制而死亡,只有杂交瘤细胞能连续增殖,据此判断杂交瘤细胞DNA合成存在以上的D和S途径。
(3)抗体检验阳性的细胞稀释到7~10个/mL,每孔加入细胞稀释液的体积为0.1mL,使每个孔内不多于一个细胞,达到单克隆培养目的。
(4)由于LADA早期表现酷似Ⅱ型糖尿病,后期逐渐呈现I型糖尿病病征,说明LADA早期胰岛B细胞没有受损(胰岛素较充足),机体对胰岛素不敏感且病理进程比较缓慢,因此LADA的临床诊断,除了做必要的抗体和生化指标检验外,还有一个标准是诊断后至少六个月不需要进行胰岛素治疗。
【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。
27.【答案】(1)4
(2)杂合子;不能;无论基因在常染色体还是在X体上,F1表现型及比例都是异型叶雌:异型叶雄:正常叶雌:正常叶雄 = 1:1:1:1
(3)①(由于异型叶性状为显性突变,)该植物为雌雄异株,无法通过连续自交获得纯合子;②该植物为一年生植物,即使通过测交确认为纯合的个体也无法用于后续育种过程;单倍体育种
【解析】【解答】根据题意分析,乙组实验的亲本是纯种紫色和白色,无论正反交子一代都表现为白色,说明白色对紫色为显性性状,且受常染色体上的基因控制;丙组实验用乙组的子一代与紫色(隐性纯合子)杂交,后代的性状分离比为15:1,隐性性状占1/16= (1/2)4,说明该性状至少受两对等位基因控制,遵循基因的自由组合定律。
(1)由乙组可知,白色对紫色为显性;由丙组可知,对乙组F1进行测交,后代隐性个体占1/16,说明乙组F1为四对基因杂合,说明花色至少受四对等位基因控制。
(2)突变个体后代表现型及比例为异型叶雌:异型叶雄:正常叶雌:正常叶雄=1:1:1:1,只有当其为杂合子时才能出现该比例;但是无法判断该基因突变的位置是否为常染色体,因为无论基因在常染色体上还是在X染色体上,F1表现型及比例都是异型叶雌:异型叶雄:正常叶雌:正常叶雄=1:1:1:1。
(3)传统杂交方法获得纯合子的方法可以连续自交,直至不发生性状分离时为止;也可以通过测交,判断基因型后选择。然而该异型叶性状为显性突变,无法确定子代中异型叶的基因型;另外该植物为雌雄异株,因此无法通过连续自交的方法获得纯合子;此外由于该植物为一年生植物,即使通过测交确认为纯合的个体也无法用于后续育种过程;可用单倍体育种的方法获得纯合异型叶植株,该育种方法可以明显缩短育种年限。
【分析】1、基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,由于自由组合定律同时也遵循分离定律。
2、纯合子:由两个基因型相同的配子结合而成的合子,再由此合子发育而成的新个体。纯合子的基因组成中无等位基因,只能产生一种基因型的配子,自交后代无性状分离。杂合子:由两个基因型不同的配子结合而成的合子,再由此合子发育而成的新个体。杂合子的基因组成至少有一对等位基因,因此至少可形成两种类型的配子,自交后代出现性状分离。
3、单倍体育种:
(1)概念:花药离体培养获得单倍体植株的过程。
(2)方法:花药离体培养、秋水仙素诱导加倍,
(3)原理:染色体变异(染色体组先成倍减少,再加倍,得到纯种);
(4)优缺点:明显缩短育种年限;技术相对复杂,不能产生更多的变异,不能大幅度的改良形状。
(5)实例:三倍体西瓜、八倍体小黑麦。
28.【答案】(1)注射德尔塔变异毒株(或“注射德尔塔毒株的抗原”);3
(2)能产生抗德尔塔病毒抗体
(3)5区;6区;蛋白质工程
【解析】【解答】(1)用目的抗原免疫小鼠,才能使小鼠产生致敏B淋巴细胞,所以丙操作是给小鼠注射德尔塔变异毒株(或“注射德尔塔毒株的抗原”),甲细胞中有3种两两融合的细胞。
(2)单克隆抗体的制备流程中至少有两次筛选:第一次筛选得到杂交瘤细胞,第二次筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。
(3)抗体与抗原特异性结合的区域是5区,引起人体免疫反应的主要是6区。据蛋白质工程流程,可以从人体中获取编码抗体6区序列的基因,然后从杂交瘤细胞中提取编码鼠源单克隆抗体5区序列的基因,对两种基因进行修饰、拼接,利用运载体将重组基因导入骨髓瘤细胞,并进行培养,获取人鼠嵌合抗体。
【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、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
29.【答案】(1)长出愈伤组织的外植体数/接种的外植体总数×100%;不同基因型不同外植体;不同植物生长调节剂结合;多次重复处理(例如:每处理3次重复,每重复接种5瓶,每瓶接种5块外植体)
(2)2.0 mg·L-1;不能
(3)百脉根;下胚轴
(4)平均数
(5)将不同外植体体细胞胚转入分化培养基上培养,观察体细胞胚分化情况,统计体细胞胚分化率
【解析】【解答】(1)本实验自变量为不同基因型不同外植体和不同植物生长调节剂结合,因变量是愈伤组织的诱导率,愈伤组织的诱导率的计算是长出愈伤组织的外植体与接种的外植体的总数的比值。做实验时,为避免实验误差,使实验结果更准确,可以多次重复实验,最好取平均值。
(2)据表可知:2,4D浓度为2.0 mg·L-1时,愈伤组织的诱导率较高,是供试豆科牧草愈伤组织诱导的较适浓度。从表中看出,KT浓度为0.5mg·L-1时,诱导率最大,最适浓度在0.5mg·L-1左右。
(3) 从表二可以看出,不同基因型的外植体中百脉根愈伤组织的诱导率为97.33,愈伤组织形成能力最强。从同一基因型来看,下胚轴愈伤组织的诱导率为97.33,是愈伤组织诱导的最佳外植体。
(4) 从数据分析要求来看,表中“?”处应该添加平均数,不同部位的外植体取平均值,进行统计总结。
(5)研究人员想继续研究不同外植体对体细胞胚分化的影响,可以采取的实验思路为:将不同外植体体细胞胚转入分化培养基上培养,观察体细胞胚分化情况,统计体细胞胚分化率。
【分析】(1)植物组织培养:植物的离体器官、组织或细胞在人工制备的培养基上进行无菌培养,并在人工控制的环境条件下,使其发育成完整植株的科学技术。
(2)脱分化:指失去分裂能力的细胞回复到分生性状态并进行分裂,形成无分化的细胞即愈伤组织的现象。
(3)再分化:愈伤组织形成不定芽或不定根或胚状体。
(4)外植体:植物组织培养过程中从活体植株上切去下来的用于离体培养的一切材料。(如器官、组织、细胞、原生质体、种子等)。
(5)愈伤组织:原本指植物在受伤后于其伤口表面形成的一团薄壁细胞。在组培中,则指人工培养基上由外植体形成的一团无序生长的薄壁细胞。
30.【答案】(1)抗原;体液免疫
(2)注射了纤维蛋白的小鼠脾脏中获取的B细胞与小鼠的骨髓瘤细胞融合获得杂交细胞;用特定的选择培养基进行筛选;对杂交瘤细胞进行克隆和抗体检测;在体外环境或小鼠腹腔内,培养筛选后获得的杂交瘤细胞;从细胞培养液或小鼠腹水中提取单克隆抗体5B8。(画图和文字描述均可)
(3)表达量稳定且含量丰富;1和2;单克隆抗体5B8与纤维蛋白结合,可以降低吞噬细胞NADpH氧化酶的量,进而降低ROS产量,从而减小对神经元的伤害,因此起到治疗多发性硬化症的作用
【解析】【解答】(1)科研人员将纤维蛋白作为抗原注射到小鼠体内,激活体液免疫过程,产生的浆细胞合成并分泌抗体。(2)制备抗纤维蛋白的单克隆抗体5B8的基本技术流程为:先从注射了纤维蛋白的小鼠脾脏中获取的B细胞与小鼠的骨髓瘤细胞融合获得杂交细胞;用特定的选择培养基进行筛选;对杂交瘤细胞进行克隆和抗体检测;在体外环境或小鼠腹腔内,培养筛选后获得的杂交瘤细胞;从细胞培养液或小鼠腹水中提取单克隆抗体5B8。(3)①由于细胞中GAPDH蛋白表达量稳定且含量丰富,在实验中可作为标准参照,排除实验操作等无关变量对结果的影响。
②对比1和2组检测结果,可知纤维蛋白提高了吞噬细胞中NADpH氧化酶和ROS的含量,使其对神经元产生毒害。
③单克隆抗体5B8与纤维蛋白结合,可以降低吞噬细胞NADpH氧化酶的量,进而降低ROS产量,从而减小对神经元的伤害,因此单克隆抗体5B8对多发性硬化症有明显疗效。
【分析】单克隆抗体的制备过程是:对小动物注射抗原,从该动物的脾脏中获取效应B细胞,将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合,筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞,克隆化培养杂交瘤细胞(体内培养和体外培养),最后获取单克隆抗体。诱导动物细胞融合的方法有:物理法(离心、振动)、化学法(聚乙二醇)、生物法(灭活的病毒)。
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