精做02 植物细胞工程
1．（2017·海南卷） 甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题：21·cn·jy·com
（1）以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是________________________________________________________。【21cnj*y.co*m】
（2）甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到__________。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是____________（填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”）。
（3）图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是______________。A中的愈伤组织是叶肉细胞经_______形成的。
（4）若该种植物是一种杂合体的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，___________（填“能”或“不能”）采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是____________________________________________________________。
【答案】（1）绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株。
（2）葡萄糖、果糖 具有完整的细胞核
（3）细胞分裂素、生长素 脱分化
（4）不能 对杂合体的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株【21教育】
（4）由于花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，组织培养得到花卉基因型不同于原植株，导致不能保留亲本性状。【21教育名师】
2．请回答植物细胞工程的相关问题：
（1）可利用植物组织培养技术繁殖优良兰花品种，首先将叶肉细胞通过细胞的脱分化过程培育出_____，再分化形成试管苗。细胞脱分化是指__________________________________________________。把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其目的是避免__________________。
（2）该技术可以保持品种的_________，繁殖种苗的速度_________。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部_________。
（3）植物生长调节剂在植物组织培养中具有极其重要的作用，如果要刺激培养细胞的伸长可使用_________类植物生长调节剂，植物生长调节剂在培养基中的用量要考虑组织_________。
【答案】（1）愈伤组织 让已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程 微生物的污染21世纪教育网
（2）遗传特性 快 遗传信息
（3）赤霉素 内源激素的含量
整个体，说明该叶肉细胞含有该植物生长、发育所需要的全套遗传信息。（3）赤霉素的作用是促进细胞伸长，所以为刺激培养细胞的伸长可以添加赤霉素类植物生长调节剂。而在培养基中添加植物生长调节剂时需要考虑组织内源激素的含量，以防过多。2·1·c·n·j·y
3．1971年，美国化学家从红豆杉树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇，从此，国家重点保护珍稀植物——红豆杉遭受了掠夺式的砍伐。为拯救红豆杉，同时获得紫杉醇，科研小组设计了如图所示的实验流程：
请回答下列问题：
（1）选用茎尖分生组织进行组织培养的目的是________________，诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫_______________。利用愈伤组织诱导形成的胚状体经人工薄膜包装后就可得到_______。
（2）茎尖分生组织细胞具有全能性的原因是________________________。在生物生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，原因是________________________________________________________。
（3）现有植物甲中提取的物质X，能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小组欲获得既能产生紫杉醇又能产生物质X的植株，可利用____________________技术获得杂种植株。该方法首先要利用____________除去细胞壁获得具有活力的原生质体，再经____________（填试剂）诱导融合形成杂种细胞。
【答案】（1）获得脱毒苗 脱分化 人工种子
（2）茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息 在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官21教育网
（3）植物体细胞杂交 纤维素酶和果胶酶 聚乙二醇
中，细胞并不会表现出全能性。（3）植物甲可以产生物质X，红豆杉可以产生紫杉醇，则利用植物体细胞杂交技术将两种植物细胞融合，获得的杂种植株的细胞既能产生紫杉醇又能产生物质X。植物体细胞杂交过程中，首先要利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得具有活力的原生质体，再经聚乙二醇诱导融合形成杂种细胞。www.21-cn-jy.com
4．甲、乙两种濒危植物(二倍体）因有性繁殖率低、易感染病毒等原因，常采用组织培养的方法繁殖。
（1）以植物甲叶片为材料，通过组织培养获得了再生植株，表明植物细胞具有_______。在培养基中添加细胞分裂素的主要作用是促进组织细胞的______或从愈伤组织上分化出__________。
（2）为培养脱毒的植物乙，从植物乙的根的________（填“分生区”或“成熟区”）附近取材进行组织培养，植物乙的根细胞中常会积累一些橙黄色的脂溶性色素颗粒，可用____________(填“有机溶剂”或“水”）提取。21·世纪*教育网
（3）如取甲的叶肉细胞与乙的上述细胞用________酶去除细胞壁，获得具有活力的___________，再用化学诱异剂诱导二者融合，在光学显微镜下，如看到某个细胞中同时出现_____________，则说明融合成功。www-2-1-cnjy-com
【答案】（1）全能性 分裂 不定芽
（2）分生区 有机溶剂
（3）纤维素酶和果胶 原生质体 绿色的叶绿体和橙黄色的色素颗粒
【解析】（1）植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性；在培养基中添加细胞分裂素的主要作用是促维素和果胶，所以要获得具有活力的原生质体，可以用酶解法去壁，即利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，可获得具有活力的原生质体；叶肉细胞含有叶绿体，而脱毒的植物乙的根细胞中会积累一些橙黄色的脂溶性色素颗粒，所以当在某个细胞中同时出现绿色的叶绿体和橙黄色的色素颗粒时，则说明融合成功。2-1-c-n-j-y
5．如图所示为科学家利用番茄叶细胞和马铃薯叶细胞杂交培育“番茄—马铃薯”植株的过程，回答下列问题：
（1）①②过程使用了__________酶，以使植物原生质体相互分离；此处使用的溶液浓度较大，以保证植物的细胞会发生__________，以保持原生质体不被破坏；在动物细胞培养技术中，使细胞分离开来的酶是__________。21*cnjy*com
（2）过程③在化学药剂__________的作用下会发生植物原生质体的融合；动物细胞融合的方法与植物细胞不相同的是______________________________。21*教*育*名*师
（3）过程__________属于脱分化，过程__________属于再分化，细胞发生分化的根本原因是___________________________________。（前两空用图中的数字作答）21-cnjy*com
（4）过程⑤⑥⑦的细胞工程技术是__________，其培养时选用的材料通常是分生组织，原因是_________________________________。
（5）植物体细胞杂交的研究在_________________方面，取得了巨大突破，其育种的原理是__________。
【答案】（1）纤维素酶和果胶 质壁分离 胰蛋白酶
（2）聚乙二醇 可以使用灭活的病毒
（3）⑤ ⑥ 基因的选择性表达
（4）植物组织培养 全能性高，易培养形成愈伤组织
（5）克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍 染色体变异
【解析】（1）①②为去壁过程，该过程需要采用酶解法，即使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁；此处使用的溶液浓度较大，以保证植物的细胞会发生质壁分离，以保持原生质体不被破坏。在动物细胞培养技术中，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使组织细胞分离开来。（2）③是诱导原生质体融合的过程，该过程可采用化学方法（聚乙二醇）；动物细胞融合的方法与植物细胞不相同的是可用灭活的病毒做诱导剂。（3）图中⑤为脱分化过程，⑥为再分化过程；细胞发生分化的根本原因是基因的选择性表达。（4）图中过程⑤⑥⑦为植物组织培养过程，其原理是植物细胞具有全能性；植物组织培养时选用的材料通常是分生组织，原因是分生组织的全能性高，易培养形成愈伤组织。（5）植物体细胞杂交的研究克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍，取得了巨大突破，其育种的原理是染色体变异。
6．植物叶肉细胞原生质体的分离和培养的主要过程可用下面所示图解简单表示：
（1）培育胚状体利用了__________________这一项生物技术，胚状体再继续培养，则可培育出完整的植株，这体现了________________。培养基中除了含有一定的营养外，还必须含有____________________等植物激素，还需要对培养基进行严格的________________。
（2）如果愈伤组织是三七叶肉细胞培养产生的，若为了获得三七的细胞产物，则只需要培养到________________；若为了获得三七的人工种子，则需要培养到________________。如果愈伤组织是棉花叶肉细胞培养产生的，要通过基因工程获取抗虫棉，目的基因导入棉花愈伤组织细胞常用的方法是________________法。21cnjy.com
（3）从叶片的叶肉细胞到获得胚状体的过程中，必须要经过________________。
①无丝分裂 ②有丝分裂 ③减数分裂 ④原代培养 ⑤传代培养 ⑥植物体细胞杂交 ⑦细胞融合 ⑧脱分化 ⑨再分化
【答案】（1）植物组织培养 植物细胞的全能性 细胞分裂素、生长素 灭菌
（2）愈伤组织 胚状体 农杆菌转化
（3）②⑧⑨
得人工种子需培养至胚状体；棉花为双子叶植物，导入抗虫基因常用农杆菌转化法。（3）离体叶肉细胞培养到胚状体的过程中必须经过脱分化和有丝分裂形成愈伤组织，再分化和有丝分裂形成具有根和芽的胚状体。【21·世纪·教育·网】
精做03 动物细胞工程
1．（2016·新课标2卷)下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程。
回答下列问题：
（1）图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为____________。过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_______的方法。②代表的过程是__________。21世纪教育网
（2）经过多次传代后，供体细胞中________的稳定性会降低，因此，选材时必须关注传代次数。
（3）若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_____________。
（4）与克隆羊“多莉（利）”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了_________________。
【答案】（1）XX或XY 显微操作 胚胎移植
（2）遗传物质
（3）卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响
（4）动物已分化体细胞的细胞核具有全能性。
物质（或核型）的稳定性会降低。（3）克隆动物的细胞核基因来自供体，因此大部分性状与供体相同，但细胞质基因来源于受体（或提供卵母细胞的个体），即卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响，这就决定了克隆动物的性状与供体不完全相同。（4）克隆动物的培育采用的是核移植技术，核移植技术的原理是：已经分化的动物体细胞核具有全能性。21·cn·jy·com
2．某医院病理室为确诊一患者的肿瘤是良性还是恶性，切取了一小块肿瘤组织进行培养。请回答下列问题：
（1）培养之前，肿瘤组织必须先用_______________等处理成单个细胞。
（2）若开始培养时取一滴培养液观察有100个肿瘤细胞，经24 h培养后，取一滴培养液稀释100倍后再取一滴（设三次的“一滴”等量）观察，发现有64个肿瘤细胞，此肿瘤细胞的细胞周期约为_________h。2·1·c·n·j·y
（3）与正常细胞相比，肿瘤细胞内明显增多的细胞器有__________________。
（4）研究发现恶性肿瘤内部，血管生成速度十分迅速，这些血管对于癌细胞生命活动的作用是___________________________________________________________。【21·世纪·教育·网】
（5）如果通过电子设备和其他生化手段已经初步判断是恶性肿瘤的可能性很小，在肿瘤组织进行培养了60代后，发现有恶性肿瘤细胞存在，那么此时你能判断该肿瘤组织是恶性肿瘤吗？请说明理由。______________________________________________________________________________。
（6）化学治疗可采用药物，如5-氟尿嘧啶，它的结构与尿嘧啶非常相似，可以干扰______________过程，从而影响癌基因的表达。21·世纪*教育网
【答案】（1）胰蛋白酶或胶原蛋白酶
（2）4
（3）线粒体、核糖体
（4）为癌细胞运来氧气、营养物质，运走代谢废物，有利于癌细胞的生长增殖
（5）不能，因为细胞传代培养超过10~50代后，部分细胞会在培养过程中获得不死性而发生癌变
（6）转录
（3）由于肿瘤细胞能快速增殖，细胞代谢旺盛，所以细胞内线粒体、核糖体明显增多。（4）恶性肿瘤内部，血管生成速度迅速，分布多，这有利于为癌细胞运来氧气、营养物质，运走代谢废物，为癌细胞的生长增殖创造条件。（5）正常细胞分裂一般在10～50代，如果超过了分裂这个代数，如某肿瘤组织进行培养了60代，发现有恶性肿瘤细胞存在，只能说明该肿瘤细胞可能具有了不死性，具有癌变细胞的倾向，但不能确定该肿瘤组织一定就是恶性肿瘤细胞（癌细胞）。（6）由于尿嘧啶是合成RNA的原料之一，用化学药物如5-氟尿嘧啶进行治疗，目的就是干扰转录过程中RNA的合成，从而影响癌基因的表达。www-2-1-cnjy-com
3．美国科学家已经在实验室中成功培育出膀胱，并顺利移植到7名患者体内。这种技术为那些急需器官移植的患者带来福音。回答下列问题：2-1-c-n-j-y
（1）科学家从患者的膀胱上取下一小块活细胞样本，将其中的肌肉细胞和膀胱上皮细胞分别置于不同的培养皿中培养。在培养之前，需用________处理以分散细胞，细胞在培养皿中的培养过程属于______代培养。与植物组织培养的培养基相比，其培养基的主要不同点是含有____________。
（2）约一周后将培养皿中培养的细胞放在由胶原质制成的“支架”上继续培养，再过7周左右，原先的数万个细胞已经繁殖到15亿个左右，布满“支架”，膀胱上皮在内，肌肉在外，形成“新膀胱”。细胞数目大量增加，其增殖方式是_______；由这些细胞再形成肌肉和膀胱上皮的过程中要经过_____________。21cnjy.com
（3）医生将“新膀胱”移植到患者膀胱的上面，这样新器官会继续生长并与老器官“重组”取代老器官中丧失功能的部分。新器官与老器官的“重组”______（填“是”或“不是”）基因重组；“新膀胱”移植后，________（填“会”或“不会”）引起免疫排斥反应。21*cnjy*com
（4）除上述方法外，还可将患者的体细胞核移入去核的_________中，利用体细胞__________技术，形成相应组织、器官用于疾病的治疗。【21cnj*y.co*m】
【答案】（1）胰蛋白酶（胶原蛋白酶） 原 动物血清等
（2）有丝分裂 细胞分化
（3）不是 不会
（4）卵母细胞 核移植
失功能的部分，新器官与老器官的“重组”不是基因重组；“新膀胱”是由患者自身细胞分化形成，移植后，不会引起免疫排斥反应。（4）除上述方法外，还可将患者的体细胞核移入去核的卵母细胞中，利用体细胞核移植技术，形成相应组织、器官用于疾病的治疗。21教育网
4．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，人工制备的抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。回答下列问题。【21教育名师】
（1）制备单克隆抗体过程中要用到_________和_________技术。制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于_________，使小鼠产生能分泌相应抗体的浆细胞。21-cnjy*com
（2）在细胞内DNA合成一般有两条途径。主要途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基喋呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经酶催化合成DNA，而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。根据这样的原理，向经诱导后的浆细胞与骨髓瘤细胞混合培养液中添加氨基喋呤_________（填“能”或“不能”）能筛选杂交瘤细胞，原因是__________________________________________________________________________。
（3）筛选获得的杂交瘤细胞具有___________________的特点。利用杂交瘤细胞生产的单克隆抗体可以与__________________________特异性结合，从而诊断早孕。
【答案】（1）动物细胞培养 动物细胞融合 抗原
（2）能 浆细胞不能增殖，骨髄瘤细胞中的DNA合成途径被阻断不能增殖，杂交瘤细胞可通过辅助途径合成DNA，能够增殖
（3）能无限增殖并分泌特异性抗体 人绒毛膜促性腺激素（或HCG）
的DNA合成途径被阻断不能增殖，杂交瘤细胞可通过辅助途径合成DNA，能够增殖，进而将杂交瘤细胞筛选出来。（3）杂交瘤细胞具有无限增殖和分泌特异性抗体的特点；利用杂交瘤细胞生产的单克隆抗体可以与人绒毛膜促性腺激素（或HCG）特异性结合，从而诊断早孕。
5．人乳头状瘤病毒（HPV）与宫颈癌的发生密切相关，抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生，以下是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程，请据图回答：
（1）单克隆抗体制备过程中涉及的细胞工程技术有_________________________________。
（2）将经融合处理后的细胞转到HAT培养基上培养的目的是_____________，该细胞_______（填“能”或“不能”）产生专一性抗体，所产生的抗体____________（填“一定”或“不一定”）能抗HPV。
（3）对于抗体检测呈______性的杂交瘤细胞克隆应进行克隆化培养，克隆化培养的方法最常用的是有限稀释法，即稀释细胞到3～10个/mL，每孔加入细胞稀释液______mL（填“0.1” “1”或“10”），使每个孔内不多于一个细胞，达到单克隆培养的目的。【21教育】
（4）科学家从某些无限增殖细胞的细胞质中分离出了无限增殖调控基因（prG），该基因能激发动物细胞分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更多的思路。除本题描述的一种制备单克隆抗体技术外，请再简要写出一种制备单克隆抗体的思路______________________________________________。
【答案】（1）动物细胞培养、动物细胞融合
（2）筛选出杂交瘤细胞 能 不一定
（3）阳 0.1
（4）通过基因工程向效应B细胞中导入prG或利用核移植技术将效应B细胞的细胞核移植到去核的无限增殖细胞中（答对其一即可）21*教*育*名*师
细胞所分泌的抗体才是抗HPV的抗体，因此对于此类细胞需进行克隆化培养，克隆化培养的方法最常用的是有限稀释法，即稀释细胞到3～10个/mL，每孔加入细胞稀释液0.1 mL，使每个孔内不多于一个细胞，达到单克隆培养的目的。（4）抗体是由效应B细胞合成分泌的。利用无限增殖调控基因（prG）制备单克隆抗体，可以借助基因工程技术，其思路是：通过基因工程向效应B细胞中导入prG；也可以借助核移植技术，其思路是：利用核移植技术将效应B细胞的细胞核移植到去核的无限增殖细胞中。
6．某研究者用抗原（A）分别免疫3只同种小鼠（X、Y和Z），每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价（能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数），结果如图甲所示；图乙是单克隆抗体制备流程的简明示意图：
回答下列问题：
（1）制备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16 000以上，则小鼠最少需要经过__________次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是____________小鼠，理由是_______________________________。
（2）图乙中单克隆抗体的制备过程运用了____________和____________等动物细胞工程技术。
（3）图乙中的过程②诱导融合运用的原理是__________________，该过程中区别于原生质体融合的方法是用____________处理。融合后需要用特定的选择性培养基筛选，只有____________才能生长，这种细胞的特点是________________________________________________________________。
（4）经过筛选和克隆化培养得到杂交瘤细胞后，一般采用体内培养和体外培养两种方式进行培养，动物细胞的体外培养对环境条件的要求比较高，动物细胞体外培养需要满足的条件：____________、营养、温度和pH、气体环境。www.21-cn-jy.com
【答案】（1）四 Y Y的血清抗体效价最高
（2）动物细胞培养 动物细胞融合
（3）细胞膜的流动性 灭活的病毒 融合的杂种细胞 既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体
（4）无菌、无毒的环境
基筛选，只有融合的杂种细胞才能生长，这种细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体。（4）动物细胞体外培养需要满足的条件：无菌、无毒的环境、营养、温度和pH、气体环境。
