课件7张PPT。课标要求1课标要求2课标要求3专题达标验收（二）能力达标专题2 细胞工程
体细胞克隆羊多利的问世不仅给克隆技术带来重大突破，也使更多的人开始关注细胞工程技术。近几十年来，细胞工程技术获得突飞猛进的发展，许多成果已渗入到我们的日常生产和生活中。通过本专题的学习，学生可以了解细胞工程的原理、应用及其发展前景。
本专题教材分析
一、 教学目的要求
知识方面
1.简述植物组织培养和体细胞杂交技术及其应用。
2.简述动物细胞培养和体细胞核移植技术及其应用前景。
3.举例说出动物细胞融合和单克隆抗体技术及其应用。
情感态度与价值观方面
1.体验植物组织培养技术。
2.讨论细胞工程技术的社会意义。
3.认同细胞学基础理论研究与技术开发之间的关系。
4.关注细胞工程研究的发展和应用前景。
能力方面
1.尝试进行植物组织培养。
2.运用细胞的基础知识，分析细胞工程的理论基础。
3.搜集有关细胞工程研究进展和应用方面的资料，进行整理、分析和交流。
二、教学内容的结构和特点
（一）教学内容的特点
本专题内容包括两部分，即《植物细胞工程》和《动物细胞工程》，其中《植物细胞工程》可用3课时教学，《动物细胞工程》可用3课时教学。
本专题的题图是由三幅图合成的：克隆羊多利的照片、细胞核移植和植物组织培养。题图的寓意是表明细胞工程是细胞水平上的操作，它包括植物细胞工程和动物细胞工程等方面。在章引言中通过列举细胞工程的应用，把学生带进细胞工程的科技领域。
《科技探索之路──细胞工程的发展历程》，以图配文的形式介绍了细胞工程的来龙去脉，使学生认识到细胞工程不是凭空得来的，而是经过了一代代科学家执著地探索；科学与技术是相互促进的，科学理论要经过技术才能转化为生产力。
第一节《植物细胞工程》包括两小节：《植物细胞工程的基本技术》和《植物细胞工程的实际应用》。第一小节，是让学生了解最基础的知识──植物细胞工程基本原理和技术，第二小节是让学生了解它的实际应用。
第一小节《植物细胞工程的基本技术》讲述了细胞的全能性、植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等三方面内容，其中，植物细胞的全能性是植物组织培养的基础，而植物体细胞杂交技术又是在植物组织培养的基础上发展起来的。
在本小节的教材中，首先用实例引出“花瓣是怎样长成一株完整的植株的？植物的花瓣为什么能培育出一株完整的植株？”等问题，由此导入植物细胞全能性的学习。因为学生在必修模块《分子与细胞》中，已经学习过细胞的全能性及分化的知识，所以教材在此只简单叙述了细胞全能性的概念和细胞分化的实质。关于植物组织培养技术，是植物细胞工程中最基本的技术，教材中安排了“胡萝卜的组织培养”实验，让学生通过动手操作，感到细胞工程并不神秘，并且培养学生的动手能力。
在植物体细胞杂交技术中，首先是以一个实例“番茄—马铃薯”杂种植株提出问题：“科学家是怎样得到此杂种植株的？” 接下来以图文结合的形式介绍了植物体细胞杂交技术的基本过程、概念、已取得的进展和尚未解决的问题。意在使学生认同科学是一个探究过程，激发学生探索生命科学奥秘的兴趣。插入的旁栏──“异想天开”意在活跃学生的思维。
第二小节《植物细胞工程的实际应用》讲述了植物繁殖的新途径、作物新品种的培育，以及细胞产物的工厂化生产等三方面的内容。
在植物繁殖的新途径中，教材选择了三个实例：微型繁殖、作物脱毒和神奇的人工种子。之所以首先介绍了微型繁殖，因为它是植物组织培养技术应用最为广泛的领域。
在作物新品种的培育中，教材仅举了单倍体育种和突变体的利用两个实例。考虑到学生已了解单倍体、突变育种等基本知识，所以教材只对此部分内容做了简单的介绍。
细胞产物的工厂化生产是植物组织培养技术与发酵工程相结合的一项新技术。教材先介绍了细胞产物的种类，再简要介绍人参皂甙的工厂化生产过程。为配合抗癌药物──紫杉醇的生产的内容，教材以资料分析的形式介绍了我国红豆杉惨遭浩劫的例子，引导学生讨论植物组织培养在节约资源，保护环境方面的重要意义。
第二节《动物细胞工程》包括动物细胞的培养、动物体细胞核移植技术及克隆动物、细胞融合和单克隆抗体四部分内容。
关于动物细胞的培养，教材用人造皮肤等实例引入主题，同时，配以人造皮肤的图片，以激发学生的兴趣，接着很自然地导入动物细胞培养的内容。教材首先介绍了动物细胞培养的概念，接着以文字叙述、图片、小资料、讨论相结合的形式，介绍细胞培养过程及原理，最后又从学生已有的内环境知识出发，用提问的形式引出细胞培养的条件。对于细胞培养条件，教材用了较多的笔墨，其意图是细胞培养条件的讲述中蕴含了细胞培养的原理。
动物体细胞核移植技术及克隆动物，既是动物细胞工程的重点内容，又是近几年来的热点问题，学生对它们有一定的了解，如何做到在原有基础上提高呢？教材首先解释了动物体细胞核移植技术和克隆动物的关系，随后简单介绍了哺乳动物核移植技术的分类，接着用小字介绍核移植技术的发展简史，再将文字、流程图、思考、小资料、讨论等多种形式结合，以我国的克隆牛为例，详细讲解了体细胞核移植技术的过程，最后说明体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题。力图使学生在学习知识的同时，受到科技史、科学价值观和爱国主义的教育。
在“动物细胞融合”部分，由于考虑到其基本原理与植物的原生质体融合相同，方法也类似，所以只用简洁的文字介绍了动物细胞融合的概念、原理、方法、意义及应用，其间插入了小资料、细胞融合过程的示意图及小字的动物细胞融合技术发展简史。既避免了重复，又突出了动物细胞融合的特点。
单克隆抗体是动物细胞工程的新技术，也是本节教材的重点、难点内容。教材先由动物细胞融合的应用引入单克隆抗体，接着又从传统抗体生产存在的问题入手，引出单克隆抗体的概念。随后又提出问题──怎样才能获得单克隆抗体？由此自然过渡到单克隆抗体的制备上。关于单克隆抗体的制备，用讲故事的形式，讲述了两位科学家对单克隆抗体的研究过程，让学生认识到丰富的联系和想像在科学创新中具有重要作用。
（二）教学内容的结构
三、与学生经验的联系
细胞工程看似微观、抽象，很难与学生的生活经验相联系，其实不然。由于植物微型繁殖技术的迅速发展，学生经常会从各种媒体上看到“试管苗”、“组培苗”的字眼。而克隆羊多利的诞生更使“克隆”这个生物学的专业术语，成为媒体频频出现的、已不用注解的名词。
细胞工程是建立在对细胞结构、功能、生理等研究基础上的新技术，在必修模块《分子与细胞》中，学生已学过动植物细胞的结构和功能、细胞的分化和全能性；在必修模块《遗传和进化》中，学生已学过生物变异在育种上的应用；在必修模块《稳态与环境》中，学生学习过人体内环境及免疫的知识，而这些都是学习本专题的知识基础。
四、与其他专题的联系
生物技术各个分支领域是相互渗透、相互促进的。细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞工程中的技术是其他生物工程的基础。例如，细胞工程最主要和基础的技术是动植物细胞的培养技术，而基因工程中受体细胞的培养和筛选，胚胎工程中动物细胞的培养都需要细胞培养的技术。
专题二综合检测
时间45分钟，满分100分。
一、选择题(每小题3分，共60分)
1．采用植物体细胞杂交技术可获得“番茄—马铃薯”杂种植株，下列分析不正确的是 ()
A．这种生殖方式属于有性生殖 B．克服了远缘杂交不亲和的障碍
C．需要用植物组织培养的方法获得植株 D．这项研究可用于培育作物新品种
[答案]A
[解析]植物体细胞杂交没有经过减数分裂，没有基因重组，属于无性生殖。
2．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不包括 ()
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．掠夺性挖掘明党参，从其细胞内提取药用成分
D．利用组织培养获得胚状体，制成人工种子
[答案]C
[解析]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。
3．下图为植物组织培养的过程。据图分析下列叙述正确的是 ()
A．⑤植株根尖细胞的全能性比①植株根尖细胞的强
B．②试管的培养基中含有植物生长调节剂，不含有机物
C．③试管中的细胞能进行减数分裂
D．调节④培养基中植物生长调节剂的比例可诱导产生不同的植物器官
[答案]D
[解析]⑤植株根尖细胞的全能性与①植株根尖细胞的相同；②试管的培养基中含有植物生长调节剂和有机物等；③试管中的细胞进行的分裂方式为有丝分裂；调节④培养基中植物生长调节剂的比例，可诱导产生根和芽。
4．(2018·潍坊检测)植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术或方法与原理不相符的是 ()
A．植物组织培养和单克隆抗体——细胞的全能性
B．纤维素酶、果胶酶处理植物细胞壁——酶的专一性
C．原生质体融合和动物细胞融合——细胞膜的流动性
D．紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞增殖
[答案]A
[解析]植物组织培养的原理是细胞的全能性，单克隆抗体制备的原理是细胞膜的流动性；植物细胞壁的成分包括纤维素和果胶，根据酶的专一性可利用相关酶分解细胞壁；原生质体融合和动物细胞融合的原理是细胞膜具有一定流动性；紫草细胞培养和动物细胞培养的原理都是细胞的增殖。
5．用动植物体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是 ()
A．都需用CO2培养箱 B．都需用液体培养基
C．都要在无菌条件下进行 D．都可体现细胞的全能性
[答案]C
[解析]用动植物体的体细胞进行离体培养都要在无菌条件下进行。动物体的体细胞的离体培养用液体培养基，不能体现细胞的全能性，植物体的体细胞的离体培养不一定用液体培养基，能体现细胞的全能性。
6．制备单克隆抗体所采用的细胞工程技术包括 ()
①细胞培养②细胞融合
③胚胎转移 ④细胞核移植
A．①② B．①③
C．②③ D．③④
[答案]A
[解析]制备单克隆抗体时，首先要通过细胞融合得到杂交瘤细胞，然后通过细胞培养，获得单克隆抗体。
7．(2018·枣庄检测)下列关于现代生物技术知识的叙述，正确的是 ()
A．动物细胞培养与动物组织培养均需使用胰蛋白酶制备体细胞悬液
B．植物组织培养中生长素和细胞分裂素的配比会影响组织分化
C．转入油菜的抗除草剂基因，不可能通过花粉传入环境中造成基因污染
D．植物有性杂交和体细胞杂交能克服远缘杂交不亲和的障碍
[答案]B
[解析]植物组织培养不需用胰蛋白酶制备体细胞悬液。转入油菜的抗除草剂基因如果整合到油菜细胞核的染色体上，则可能通过花粉传入环境中造成基因污染。体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和的障碍。
8．如图为某哺乳动物生殖过程图，正确的叙述是 ()
A．个体2为克隆动物，c为高度分化的体细胞
B．个体2的遗传性状与提供b细胞的动物完全不同
C．产生动物个体2的生殖过程与个体1相同
D．e细胞为完成减数分裂的卵细胞
[答案]A
[解析]产生动物个体1的过程中有精卵细胞的结合过程，动物个体2产生的过程无精卵细胞的结合过程，细胞c为高度分化的体细胞，含有全套的遗传物质，而个体2的部分遗传物质(细胞质)来自于b细胞，作为细胞核移植受体的细胞一般为MⅡ中期的卵母细胞，没有完成减数分裂。
9．下列关于利用细胞工程技术制备单克隆抗体的叙述，不正确的是 ()
A．给小鼠注射抗原，是为了获得能产生相应抗体的B淋巴细胞
B．B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合培养，是为了获得融合细胞
C．杂交瘤细胞进行体外培养，是为了获得单克隆抗体
D．杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎
[答案]D
[解析]杂交瘤细胞的培养有体内培养和体外培养，其目的都是获得单克隆抗体，而不是获得能产生单克隆抗体的胚胎。
10．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是 ()
A．培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞
B．原代培养的细胞传至10代左右时，极少数细胞衰老死亡
C．二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的
D．恶性细胞系的细胞可进行传代培养
[答案]D
[解析]保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上形成单层细胞。原代培养的细胞传至10代左右时，细胞的生长就会出现停滞，大部分细胞衰老死亡，极少数细胞能存活下来并继续传下去。二倍体细胞的传代培养次数通常是有限的。恶性细胞系的细胞带有癌变的特点，有可能在培养条件下无限制地传下去，所以可进行传代培养。
11．(2018·南京检测)单克隆抗体在医疗、诊断等方面发挥着越来越重要的作用。英国科学家米尔斯坦和柯勒设计了一个用被免疫的B淋巴细胞制备单克隆抗体的实验，右图为其实验流程图。则相关的叙述或说法中，不正确的是 ()
A．a是骨髓瘤细胞，②表示在选择性培养基上进行培养
B．制备单克隆抗体时，选择B淋巴细胞的原因是它只能分泌多种特异性抗体
C．③过程如在体外培养，则需要无菌、无毒，营养充足，温度适宜，pH适宜，空气充足等环境条件
D．诱导动、植物细胞融合常用的一种化学诱导剂是聚乙二醇
[答案]B
[解析]根据单克隆抗体制备的流程判断：a是骨髓瘤细胞、b是杂交瘤细胞。①是诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的过程。②表示在选择培养基上进行培养筛选能产生抗体的杂交瘤细胞。③包括体外培养和注入小鼠腹腔内培养。对于B淋巴细胞来说每一种B淋巴细胞只能产生一种特异性抗体。选择培养基只允许杂交瘤细胞生长、繁殖，其他细胞不能生存。动物细胞培养需具备的条件是：无菌、无毒，营养充足，温度适宜，pH适宜，充足的空气。诱导细胞融合时常用聚乙二醇作诱导剂，植物体细胞杂交可以克服无缘杂交不亲和的障碍。
12．科学家用灭活的病毒把骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，得到杂交瘤细胞，灭活病毒的作用是 ()
A．病毒比较小，可进入到细胞内
B．灭活的病毒已完全死亡，死亡的病毒可以让细胞聚集
C．灭活的病毒已失去感染活性，对各种动物细胞不造成破坏，但所保留的融合活性能使不同的动物细胞进行融合
D．灭活的病毒带有目的基因，通过融合可以让杂交细胞带有目的基因
[答案]C
[解析]动物细胞融合常用灭活的病毒作为诱导剂是因为灭活的病毒不再具有感染性，不会对细胞造成破坏，但仍可促使不同的动物细胞融合。
13．下列有关细胞工程的叙述中，正确的一项是 ()
A．克隆不是无性繁殖
B．用体细胞克隆动物是通过核移植实现的
C．灭活病毒通过溶解磷脂双分子层诱导动物细胞融合
D．动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分一样
[答案]B
[解析]克隆就是一种无性繁殖方式；灭活病毒表面含有的糖蛋白和一些酶，能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞相互凝集，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合；动物细胞培养的培养基中无蔗糖和植物激素，但一般要添加葡萄糖和动物血清等物质。
14．关于应用动物细胞工程技术获取单克隆抗X抗体的具体操作步骤如下，其中对单克隆抗体制备的相关叙述中不正确的是 ()
①将X抗原注入小鼠体内，获得能产生抗X抗体的B淋巴细胞
②从患骨髓瘤的小鼠体内获取骨髓瘤细胞
③利用促细胞融合因子使两种细胞发生融合
④将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔培养
⑤筛选出能产生抗X抗体的杂交瘤细胞
⑥从腹水中提取抗体
A．实验顺序应当是①②③⑤④⑥
B．④过程中产生多个杂交瘤细胞的过程也为克隆
C．③过程获得的细胞均可无限增殖
D．③到⑤的过程中通常要经过两次筛选
[答案]C
[解析]解答本题的关键是知道单克隆抗体制备的过程，理解其原理。只有骨髓瘤细胞与B淋巴细胞的融合体才可以无限增殖。
15．(2018·保定检测)生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一只野驴刚死亡，以下提供的“复生”野驴个体的方法中能够成功的是 ()
A．将野驴的体细胞取出，利用细胞培养技术，可培育成新个体
B．将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体
C．取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵母细胞中，经孕育培养成新个体
D．将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体
[答案]C
[解析]将已灭绝的生物“复生”是利用动物细胞核移植技术，即把野驴的体细胞核取出，移植到去核的卵母细胞中，在母家驴的子宫内发育，最后培养成新个体。
16．下列有关细胞工程的叙述正确的是 ()
A．在植物细胞工程中通常用CaCl2处理植物细胞，以增大细胞壁的通透性
B．用以治疗癌症的“生物导弹”就是以单克隆抗体作抗癌药物定向杀死癌细胞
C．用聚乙二醇处理大量混合在一起的两种植物细胞的原生质体，所获得的融合细胞都具有双亲的遗传特性
D．将某一种效应B细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合后培养，获得特异性强的单克隆抗体，但当相应抗原位于靶细胞内时，该抗体不能与之发生特异性结合
[答案]D
[解析]用CaCl2处理细菌细胞并非植物细胞，使其成为感受态细胞；单克隆抗体与相应的化学药物结合，制成“生物导弹”是利用单克隆抗体准确、特异性强的特点，让药物(如抗癌药物)杀死癌细胞；用聚乙二醇诱导细胞融合时，所获得的融合细胞可能是相同细胞的融合，因而只具有一个亲本的遗传特性，只有两种细胞融合的杂种细胞才具有双亲的遗传特性。
17．(2018·龙岩检测)1958年，美国科学家斯图尔德应用植物组织培养技术，将二倍体胡萝卜韧皮部的一些细胞进行离体培养，最终发育成完整的新植株(如下图)。关于这一科学事实，下列叙述中错误的是 ()
A．该实验证明了植物细胞具有全能性
B．此种生殖方式产生的后代有广泛的变异
C．韧皮部细胞通过有丝分裂增加数目
D．此种生殖方式产生的后代能保持亲本的性状
[答案]B
[解析]该实验是利用胡萝卜的体细胞发育成完整的植株，因此体现了植物细胞的全能性；植物组织培养技术是一种无性生殖方式，因此后代能保持亲本的性状，产生变异的可能性较小；韧皮部细胞属于体细胞，体细胞依靠有丝分裂增加细胞的数目。
18．某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按下图所示的程序进行实验。下列根据图示实验的分析，错误的是 ()
A．植株A高度不育，说明该植物的细胞不具有全能性
B．植株A的细胞能进行正常的有丝分裂，但不能进行正常的减数分裂
C．在植株B的细胞中，通常每对同源染色体上的成对基因都是纯合的
D．由花粉到植株A需要用含有机物的培养基来培养
[答案]A
[解析]高度不育，说明植株无法进行减数分裂，无法形成配子。而植物组织培养的过程属于有丝分裂，经过组织培养照样可以使植株A的细胞的全能性得以表现。凡是经过秋水仙素处理后的植株由于染色体数目加倍，基因都成对出现，所以都是纯合子。
19．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。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有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，加聚乙二醇促融，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
[解析]试管中细胞有骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞的融合细胞、杂交瘤细胞、淋巴细胞和淋巴细胞的融合细胞、淋巴细胞和骨髓瘤细胞，共5种。能无限增殖的细胞只有杂交瘤细胞，其他均不能不断增殖或均被阻断。
20．(2018·绍兴高三检测)中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作，通过将大熊猫的细胞核植入去核后的兔子卵细胞中，在世界上最早克隆出一批大熊猫胚胎，这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走到世界前列。下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述中不正确的是 ()
A．胚胎细胞核的移植成功率高于成体细胞核的移植
B．兔子卵细胞质的作用之一是激发大熊猫细胞核的全能性
C．重组细胞最初分裂时，DNA复制后不再进行转录
D．大熊猫的克隆成功证明细胞质具有调控细胞核发育的作用
[答案]C
[解析]胚胎细胞分化程度低，分裂能力强，胚胎细胞核移植的成功率高于成体细胞核的移植，A正确；卵细胞质中含有促使细胞核的全能性表达的物质，B正确；重组细胞最初分裂时，DNA复制完成后，可以进行转录形成RNA，C错误；克隆成功能证明细胞质具有调控细胞核发育的作用，D正确。
二、非选择题(共40分)
21．(10分)玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家做了大量的研究工作，如图是关于玉米培养的过程，请据图回答：
(1)取玉米幼苗的茎尖进行______________，如图A→C，发育成植株D，取D的花药进行离体培养成幼苗，属于______________，如图E→F，经秋水仙素处理后发育成植株G；从生殖方式上分析，A→D属于______________生殖，从细胞分裂方式上分析，E→F过程中进行了______________分裂。
(2)取茎尖进行培养的原因是____________________________________________。
(3)A→C的过程要严格控制______________。
(4)用A→D过程获得的植株D，称为____________。若用D进行繁殖，种植的植株就______或________感染病毒。
(5)用E→G途径育种的优点是____________________________________________。
(6)若想培育出一种新的玉米品种，可以采用______________育种方式；若想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采用____________育种；若想培育出一种地上结玉米，地下结马铃薯的植株，可以利用__________技术。
[答案](1)组织培养单倍体育种无性有丝
(2)分生区附近病毒极少，甚至无病毒
(3)无菌(4)脱毒苗不会极少
(5)直接得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限
(6)诱变基因工程植物体细胞杂交
[解析]取玉米的分生组织，经过组织培养获得的植株称为脱毒苗，用脱毒苗进行培养，得到的植株不会或极少感染病毒。在组织培养的过程中，要严格控制无菌，单倍体育种能直接得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短育种年限。若想获取新的品种，可采取诱变育种、基因工程育种和体细胞杂交技术等。
22．(10分)不同类型的细胞表达不同的基因组合。那么不同类型的动物细胞都具有全套基因吗？科学家进行了如下图所示的克隆研究。Ⅰ～Ⅷ代表有关过程，a～h代表有关结构或个体。
(1)a细胞的名称是________。选用该细胞作为核移植受体细胞的原因是____________ _________________________________________。
(2)对b的操作方法通常是________。若g是能产生人生长激素的羊，则培育g时，应将人生长激素基因导入________，为了尽快获得大量的生长激素，但让g进行有性生殖会丢失目的基因，将通过________技术来实现。
(3)从d中取出细胞进行培养时，一般不超过________代，原因是____________。
此培养过程中与植物细胞培养过程中所用的培养基有何不同？
________________________________________________________________________。
(4)如果图中的细胞均是人体细胞，则获得的h细胞或器官可用于供体本人组织器官的移植，其优点是__________________________________________________________。
(5)上述过程中用到的生物技术有______________________________(列举两项)。
[答案](1)(去核)卵母细胞体积大、易操作，营养物质丰富，含有促使细胞核表达全能性的物质(答出两点即可)
(2)显微注射法移植的供体细胞(核)克隆(或核移植)
(3)1010代以内的细胞，其细胞核型不会发生变化此培养过程所用培养基一般是液体培养基，并加入动物血清
(4)不会发生免疫排斥反应
(5)动物细胞培养、核移植等
[解析]本题主要考查体细胞核移植技术的过程和应用前景。(1)图中a细胞是去核卵母细胞。选用去核卵母细胞作为核移植受体细胞的原因一方面是体积大、易操作，且含丰富的营养物质，另一方面去核卵母细胞的细胞质中含有促使细胞核表达全能性的物质。(2)将供体细胞核注入去核的卵母细胞通常用显微注射法。若g是能产生人生长激素的羊，则培育g时，应将人生长激素基因导入移植的供体细胞中。为了克服有性生殖会丢失目的基因的缺点，可通过核移植技术来实现，即将b羊的体细胞核或胚胎细胞核移入去核的卵母细胞，经过图示过程，再形成转入人生长激素基因的克隆羊。(3)动物细胞进行培养时，如果不是为了获取不死细胞，一般不超过10代，原因是10代以内的细胞，其细胞核型不会发生变化。动物细胞培养与植物细胞(组织)培养所用培养基不同。动物细胞培养的培养基为液体培养基，通常要加入动物血清，植物细胞(组织)培养所用培养基为固体培养基，不需加血清。(4)如果图中的细胞均是人体细胞，则获得的h细胞或器官可用于病人组织器官的移植，由于是自身细胞克隆培养形成的器官，所以不会发生免疫排斥反应。(5)上述过程中用到的生物技术有动物细胞培养、核移植等。
23．(10分)人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，且疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图。
请回答：
(1)过程①代表的是________。
(2)过程②构建A基因表达载体时，必须使用________和________两种工具酶。
(3)过程③采用的实验技术是________，获得的X是________。
(4)对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的________所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行________比较；或用图中的______进行特异性结合检测。
[答案](1)逆转录
(2)限制酶DNA连接酶
(3)细胞融合杂交瘤细胞
(4)A蛋白核酸(基因)序列抗A蛋白的单克隆抗体
24．(10分)下面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图，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母细胞中才能发育成新个体，你认为原因最可能是()
A．卵母细胞大，便于操作
B．卵母细胞含有的营养物质多
C．卵母细胞的细胞质可使体细胞细胞核全能性得到表达
D．重组细胞才具有全能性
[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)不完全是卵母细胞细胞质中的遗传物质也能控制某些性状
(5)C
[解析]单克隆抗体制备过程和克隆动物的过程都需用到动物细胞培养。诱导动物细胞融合的方法有物理方法(离心、振动、电激)、化学方法(聚乙二醇)和灭活的病毒。杂交瘤细胞可以通过在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，由于卵母细胞为克隆羊提供了细胞质中的遗传物质，所以性状不会全部同于供核个体。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，说明在受体细胞质中含有使细胞核全能性得以表达的物质。而卵母细胞比较大，含有丰富的营养物质，适合作受体细胞。
单元质量评估(二)
(专题2)
(90分钟100分)
一、选择题(共20小题,每小题2分,共40分)
1.细胞工程是一门综合科学技术。下列哪项技术不属于细胞工程()
A.有性杂交 B.植物体细胞杂交
C.植物组织培养 D.细胞核移植
【解析】选A。细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过细胞水平或细胞器水平上的操作,按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。有性杂交是自然发生的有性生殖过程,没有在细胞水平或细胞器水平上进行操作,不属于细胞工程范畴。
2.(2018·三亚高二检测)下面关于植物细胞工程的叙述,正确的是()
①不同种植物叶肉细胞融合时,应先去掉细胞膜
②叶肉细胞脱分化后,可形成无定形状态的薄壁细胞
③叶肉细胞经过再分化过程,可形成愈伤组织
④叶肉细胞离体培养时,可以表现出细胞全能性
A.①③ B.②④
C.①②④ D.①②③④
【解析】选B。①应先去掉细胞壁;③脱分化形成愈伤组织,故①③错。
3.有关植物组织培养过程中的细胞脱分化的说法,不正确的是()
A.已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程
B.已经分化的细胞转变为具有分生能力的薄壁细胞,进而形成植物的愈伤组织的过程
C.离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程
D.离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织的过程中必须经过有关激素的诱导
【解析】选C。离体的植物器官、组织或细胞在一定的培养条件下,先脱分化形成愈伤组织,才可以再分化出根和芽,进而发育形成完整的小植株。而分化出根和芽的过程属于再分化。
【补偿训练】下列各项培育植物新品种的过程中,不经过愈伤组织阶段的是
()
A.通过植物体细胞杂交培育白菜—甘蓝杂种植株
B.通过多倍体育种培育无子西瓜
C.通过单倍体育种培育优质小麦
D.通过基因工程培育新品种
【解析】选B。植物体细胞杂交、单倍体育种、基因工程培育都需要通过植物组织培养技术将植物细胞或者组织培养成幼苗,这个过程需要脱分化形成愈伤组织,再经再分化形成试管苗;多倍体育种培育无子西瓜是通过杂交得到的。
4.(2018·通州高二检测)要使原生质体融合成的细胞长出细胞壁,这一过程所需要的细胞器是()
A.叶绿体、高尔基体 B.线粒体、高尔基体
C.叶绿体、线粒体 D.线粒体、内质网
【解析】选B。植物原生质体融合成功的标志是再生出新的细胞壁,而植物细胞壁形成与高尔基体有关,合成大分子物质需消耗细胞内能量,能量主要由线粒体通过有氧呼吸产生。
【补偿训练】下列有关植物体细胞杂交的叙述,不正确的是()
A.用酶解法去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体
B.诱导两种植物的原生质体融合,进而形成杂种细胞
C.植物体细胞杂交的最终目的是获得细胞代谢产物
D.植物体细胞杂交技术可以克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍
【解析】选C。去除植物细胞壁可以用纤维素酶和果胶酶;原生质体融合后经过一次有丝分裂产生出细胞壁标志着杂种细胞的形成;植物体细胞杂交的目的是获得杂种植株;植物体细胞杂交不经过有性生殖过程,所以可以克服远缘杂交不亲和的障碍。
5.在下列过程中,需要用到植物组织培养技术的是()
①利用秋水仙素处理萌发的四倍体小黑麦种子或幼苗获得八倍体植株
②利用紫草细胞获得治疗烫伤的紫草素
③培育转基因“向日葵豆”植株
④利用细胞工程培育“番茄-马铃薯”杂种植株
⑤利用茎尖大量繁殖三倍体无子西瓜
A.①②③ B.③④⑤
C.①②④⑤ D.②③④⑤
【解析】选D。①利用秋水仙素处理萌发的四倍体小黑麦种子或幼苗获得八倍体植株,不需组织培养。②和⑤本身就是利用植物组织培养获得的。③和④分别通过基因工程和体细胞杂交获得工程细胞,然后将工程细胞经组织培养形成完整植株,因此也利用了植物组织培养技术。
6.关于细胞全能性的理解不正确的是()
A.大量的科学事实证明,高度分化的植物体细胞仍具有全能性
B.细胞内含有个体发育所需全部基因是细胞具有全能性的内在条件
C.通过植物组织培养得到的试管苗,是植物细胞在一定条件下表现全能性的结果
D.通过动物细胞培养获得细胞株或细胞系,表明了动物体细胞也具有全能性
【解析】选D。全能性是指高度分化的细胞具有发育成完整个体的潜能,D选项描述的动物细胞没有发育成完整的个体。
7.下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是()
A.培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞
B.克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变
C.二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的
D.恶性细胞系的细胞可进行传代培养
【解析】选D。由于接触抑制,动物细胞培养时只能形成单层细胞;克隆培养法在培养时,由于所有子代细胞来自一个亲代细胞,所以基因型一般都相同;二倍体细胞的传代培养次数通常是有限的,只有少数细胞遗传物质发生改变,才能无限增殖;恶性细胞系的细胞具有癌变的特点,可进行传代培养。
【延伸探究】若把A项中保留接触抑制的细胞进行动物细胞培养,能产生动物个体吗?并说明原因。
提示:不能。动物体细胞的全能性受到限制。
8.下表为动、植物细胞工程的有关内容比较,你认为错误的有()
内容
植物细胞工程
动物细胞工程
特殊处理
酶解法去除细胞壁
胰蛋白酶处理配制细胞悬液
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,种间植物杂交
单克隆抗体的制备
培养液
的区别
麦芽糖是离体组织赖以生长的成分
添加动物血清
A.0处 B.1处 C.2处 D.3处
【解析】选B。在植物细胞杂交时首先用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁,而在动物细胞培养过程中要用胰蛋白酶将细胞分散成单个细胞;植物体细胞杂交过程中运用物理法和化学法将原生质体进行融合,没有生物方法,而动物细胞融合可以利用三种方法;可以利用植物组织培养技术获得无病毒植物和人工种子,利用植物体细胞杂交进行种间植物杂交,动物细胞工程中利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体;植物组织培养过程中利用蔗糖,不是麦芽糖。
9.(2018·南京高二检测)将小鼠骨髓瘤细胞和一种B淋巴细胞融合,可使融合的细胞经培养产生单克隆抗体,其依据是()
A.骨髓瘤细胞可以产生抗体,但不能无限增殖
B.B淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合才能产生抗体
C.骨髓瘤细胞可以无限增殖,且能产生抗体
D.B淋巴细胞可以产生抗体,但不能无限增殖,骨髓瘤细胞可以无限增殖
【解析】选D。骨髓瘤细胞不能产生专一性抗体,但在体外能无限增殖,A错误;B淋巴细胞只有在抗原的刺激下才能增殖、分化形成效应B细胞,产生特异性抗体,B错误;骨髓瘤细胞可以无限增殖,但不能产生抗体,C错误;B淋巴细胞可以产生抗体,但不能无限增殖,骨髓瘤细胞可以无限增殖,D正确。
10.(2018·杭州高二检测)植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不相符的是()
A.纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理——酶的专一性
B.植物组织培养和动物细胞培养——细胞的全能性
C.原生质体融合和动物细胞融合——生物膜的流动性
D.紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞分裂
【解析】选B。植物组织培养的原理是细胞的全能性,而动物细胞培养的原理是细胞的增殖。
11.模型是人们为了某种特定目的而对认识的对象所做的一种简化的概括性描述,模型构建是生物学学习的一种重要方法。对下列两个生物概念模型的理解或者分析错误的组合是()
①若图1表示基因工程的操作流程图,则C表示重组质粒,D表示受体细胞
②若图1表示植物体细胞杂交过程,则A、B在融合前必须经过特殊处理——制备原生质体,形成的C称为杂种细胞,从C到D需要的技术是植物组织培养
③若图2中B是核移植技术,C是胚胎移植技术,则形成d的过程体现了高度分化的动物体细胞也具有全能性
④若图2中B表示下丘脑,C表示垂体,切断下丘脑与垂体的联系,不会对甲状腺造成影响
A.①②B.③④C.①③D.②④
【解析】选B。①若图1表示基因工程的操作流程图,则图1可表示基因工程操作的第二步即基因表达载体的构建和第三步即将目的基因导入受体细胞,所以C表示重组质粒,D表示受体细胞;②若图1表示植物体细胞杂交过程,第一步为酶解法去壁得到有活力的原生质体,所以A、B在融合前必须经过特殊处理——制备原生质体,形成的C称为杂种细胞,从C到D需要的技术是植物组织培养;③若图2中B是核移植技术,C是胚胎移植技术,则形成d的过程体现了高度分化的动物体细胞细胞核也具有全能性;④若图2中B表示下丘脑,C表示垂体,切断下丘脑与垂体的联系,会对甲状腺造成影响。
12.(2018·西安高二检测)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)进行动物细胞培养。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的作用是刺激细胞的呼吸
C.甲、乙细胞在持续的原代培养过程中,乙会出现停止增殖的现象
D.仅用该培养液也能用来培养乙肝病毒
【解析】选C。胃蛋白酶最适pH为2左右,呈酸性,而细胞培养液的pH接近中性,所以不能用胃蛋白酶处理。CO2的主要作用是维持细胞培养液的pH。由于存在细胞接触抑制现象,在原代培养过程中,会出现停止增殖的现象,需要传代培养获得细胞株和细胞系。病毒在活细胞内才能增殖,不能用培养细胞的培养液进行培养。
【易错提醒】解答本题时有两个易错点:
(1)仅仅注意了蛋白酶的应用,忽视了pH的影响而错选A。
(2)忽视了病毒不能独立生存的特性而错选D。
13.下图所示为农作物新品种的育种方式,相关叙述错误的是()
A.②③过程分别称为脱分化和再分化
B.①过程代表植物体细胞杂交
C.⑤过程中常用的载体是质粒
D.图中育种方式的突出优点是克服了远缘杂交不亲和的障碍
【解析】选B。图中①②③④过程为植物体细胞杂交,其中①为原生质体融合,②为脱分化,③为再分化。⑤过程为基因工程,其常用的载体是质粒。植物体细胞杂交的优点是克服了远缘杂交不亲和的障碍,大大扩展了杂交组合的范围。
14.如图为克隆羊“多利”的培育过程示意图:
下列各项有关表述错误的是()
A.克隆羊“多利”的主要性状与甲羊一致,因为其细胞核基因来自甲羊
B.克隆羊“多利”的培育过程中采用了核移植技术
C.乙羊的去核卵细胞为重组细胞基因表达提供了细胞内的环境条件
D.此过程说明高度分化的动物细胞具有全能性
【解析】选D。本题考查动物细胞工程的相关知识。由图中“多利”的培育过程可知,此过程包括核移植技术和胚胎移植技术。此过程说明了动物的细胞核具有全能性,不能说明动物细胞具有全能性,因此本题答案是D项。
15.(2018·台州高二检测)下面为制备单克隆抗体过程示意图,相关叙述错误的是()
A.④中的筛选是为了获得能产生多种抗体的杂交瘤细胞
B.②中培养基应加入选择性抑制骨髓瘤细胞DNA分子复制的物质
C.上图中有一处明显错误
D.⑤可以无限增殖
【解析】选A。制备单克隆抗体时要先给小鼠注射抗原,从已免疫的小鼠体内提取B淋巴细胞,图中没有此步骤,C项正确;②的目的是筛选B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞,应在培养基中添加抑制骨髓瘤细胞增殖的物质,B项正确;④的目的是筛选能产生单一抗体的杂交瘤细胞,A项错误;⑤是能产生特定抗体的杂交瘤细胞,具有无限增殖能力,D项正确。
【互动探究】图中过程明显错误是什么?该如何做?
提示:图示中的小鼠没有经过免疫;应该向小鼠体内注射特定抗原。
16.(2018·三亚高二检测)下列是应用动物细胞工程获取单克隆抗X抗体的具体操作步骤,其中对单克隆抗体制备的相关叙述错误的是()
①从患骨髓瘤的小鼠体内获取骨髓瘤细胞
②将X抗原注入小鼠体内,获得能产生抗X抗体的B淋巴细胞
③将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔内培养
④筛选出能产生抗X抗体的杂交瘤细胞
⑤利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞
⑥从小鼠腹水中提取抗体
⑦利用促细胞融合因子促使细胞融合
A.实验顺序应该是①②⑦⑤④③⑥
B.③过程产生多个杂交瘤细胞的过程称为克隆
C.⑦过程获得的细胞均可无限增殖
D.利用细胞融合生产单克隆抗体过程中通常要经过两次筛选
【解析】选C。在细胞融合过程中,如果只考虑两两细胞的融合,有骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞的融合,骨髓瘤细胞和B淋巴细胞的融合,B淋巴细胞和B淋巴细胞的融合,其中B淋巴细胞和B淋巴细胞的融合不能无限增殖。
17.培育克隆羊“多利”、培育番茄-马铃薯、制备单克隆抗体所用的生物工程技术依次为()
A.基因工程、细胞工程、基因工程
B.细胞工程、细胞工程、细胞工程
C.基因工程、细胞工程、细胞工程
D.细胞工程、基因工程、基因工程
【解析】选B。培育克隆羊“多利”与核移植、动物细胞培养、胚胎移植有关,培育番茄-马铃薯与植物体细胞杂交、植物组织培养有关,单克隆抗体制备与动物细胞融合和细胞培养有关。其中核移植、动物细胞培养、植物体细胞杂交、植物组织培养、细胞融合均属于细胞工程。
18.(2018·台州高二检测)关于单克隆抗体的生产和应用,错误的是()
A.对小动物注射特定抗原以获取所需的B淋巴细胞
B.融合并筛选特定的杂交瘤细胞,原代培养发生遗传物质改变后才能进行传代培养
C.特定的单克隆抗体可制成试剂,用于检测人体是否受某种抗原的感染
D.治疗癌症的“生物导弹”原理之一是利用单克隆抗体的特异性识别癌细胞
【解题指南】解答本题的关键在于:
(1)制备单克隆抗体首先要对小鼠进行免疫。
(2)“生物导弹”利用了单克隆抗体的特异性。
【解析】选B。只有经过免疫的B淋巴细胞才能产生抗体,因此要对小鼠注射特定抗原,A项正确;杂交瘤细胞既具有骨髓瘤细胞无限增殖的能力,又具有B淋巴细胞产生抗体的特点,所以不需经过遗传物质的改变便能无限增殖,B项错误;单克隆抗体最广泛的应用是作为诊断试剂,C项正确;如果把抗癌细胞的单克隆抗体与放射性同位素、化学药物或细胞毒素相结合,制成“生物导弹”,注入体内,借助单克隆抗体的导向作用,将药物带到癌细胞所在位置,在原位就能将癌细胞杀死,D项正确。
【易错提醒】杂交瘤细胞具有了瘤细胞的特性,不需要再进一步发生遗传物质的改变就可以无限增殖。
19.下图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图,据图判断正确的有(多选)()
A.过程②通常使用的试剂是秋水仙素,作用时期为有丝分裂间期
B.通过过程①得到的植株A基因型为aaBB的可能性为1/4
C.过程①属于植物的组织培养,在此过程中必须使用一定量的植物激素
D.与杂交育种相比,该育种方法的优点是能明显缩短育种年限
【解析】选C、D。图中过程①是单倍体育种过程,经过程①形成的植株A是单倍体,基因型可能为AB、Ab、aB或ab,过程①属于植物组织培养,培养基中必须加入生长素、细胞分裂素等植物激素;过程②是诱导多倍体形成过程,该过程需使用的诱导剂是秋水仙素,秋水仙素的作用机理是在有丝分裂的前期抑制纺锤体的形成,使细胞内染色体的数目加倍。
20.下列关于克隆技术的认识中,哪些是正确的(多选)()
A.可利用原生质体进行植物组织培养
B.原生质体可作为转基因的受体细胞
C.植物克隆的技术基础是植物组织培养
D.动物克隆的技术基础是核移植
【解析】选A、B、C。在植物细胞工程中,原生质体可以作为基因工程的受体细胞,经培养可再生出新的植株;动物克隆的技术基础是动物细胞培养。
二、非选择题(共6小题,共60分)
21.(8分)植物组织培养是克隆植物的一种方法,过程如下图所示,回答相应的问题:
为了获得脱毒植株,外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分
生组织，其原因是
(2)培养皿中的培养基除添加营养物质外,还需要添加植物激素,其目的是诱导外植体。
(3)在生产实践中为获得大量的细胞产物,如紫杉醇,可将①
放入液体培养基中,经机械作用分散成单个细胞,制备成细胞悬浮液,再经过
即可获得大量细胞。
(4)组织培养过程需要植物生长和发育的最适条件,否则在光学显微镜下可能观察到发生异常,进而使植物出现遗传不稳定甚至不育。
(5)植物组织培养技术不仅应用于花卉、果树的快速、大量繁殖以及脱毒植株的获取,还广泛用于 、 、
等育种过程中。
【解析】(1)植物的花芽、叶芽等处的分生组织病毒极少,常被用于获得脱毒植株。
(2)植物组织培养过程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性激素。
(3)植物组织培养过程中,要获得细胞产物,只需要把外植体培养到愈伤组织阶段即可。
(4)光学显微镜下可能观察到的变异类型是染色体变异。
(5)植物组织培养技术广泛应用于花卉、果树的快速繁殖以及脱毒植株的获取和植物体细胞杂交育种、基因工程育种、单倍体育种等育种过程中。
答案:(1)这些部位病毒极少
(2)细胞分裂、脱分化和再分化
(3)愈伤组织细胞分裂
(4)染色体结构与数目
(5)植物体细胞杂交育种基因工程育种单倍体育种
22.(10分)如图所示水稻(体细胞中有24条染色体)的花药通过无菌操作接入试管,在一定条件下形成试管苗的培养过程。已知水稻的基因型为AaBb。据此回答问题:
(1)愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团,在愈伤组织形成过程中,必须从培养基中获得、和小分子有机物等营养物质。
(2)要促进花粉细胞分裂和生长,培养基中应有和两类激素。
(3)愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根,再发育成具有根、茎和叶的植物体。这一过程必须给予光照,其原因是,
。
(4)试管苗的细胞核中含有条脱氧核苷酸链。
(5)培育出的试管苗可能出现的基因型有 。
(6)这种利用花药离体培养成的试管苗属于体,要使它繁殖后代常采取的措施是?
。
(7)从细胞工程角度看,这种育种方法叫。
【解析】(1)培养基的作用就是为离体培养的植物组织细胞提供所需的各种营养。(2)植物组织培养中要用生长素和细胞分裂素进行诱导调节。(3)当再分化出芽后植物体的生长需要光照,促进叶绿素的合成,进行光合作用。(4)培养的花粉粒是减数分裂得到的,因此DNA数减半。(5)根据孟德尔遗传定律可以分析出花粉的基因型,从而明确试管苗的基因型。(6)单倍体通常是不育的,要想得到可育个体,需要利用秋水仙素处理使染色体数加倍,恢复正常。(7)图示中通过花药培养获得单倍体植株,因此属于单倍体育种。
答案:(1)水无机盐(2)细胞分裂素生长素
(3)叶绿素的形成需要光试管苗生长发育所需营养来自叶绿体利用光能制造的有机物
(4)24(5)AB、Ab、aB、ab
(6)单倍用一定浓度的秋水仙素处理组织培养获得的幼苗
(7)单倍体育种
【易错提醒】回答第(4)题时,极易忽视DNA和脱氧核苷酸链的差别而错填为12条。
23.(10分)(2018·长沙高二检测)下图是某实验室做的通过动物纤维母细胞等获得单克隆抗体的实验研究。据图回答相关问题。
(1)X、Y、Z细胞的名称分别是、 、
。
(2)①过程类似于植物组织培养技术中的过程。与纤维母细胞相比,诱导干细胞的全能性较_____________________________________________
。
②过程的实质是 。
(3)③过程中需用到的生物诱导剂是 。
(4)④处需要筛选,其目的是?
。
(5)若用含放射性32P标记的核苷酸的培养基培养Z细胞,能测到放射性32P的细胞器是 、 。
【解析】(1)由于单克隆抗体是由杂交瘤细胞产生的,根据示意图可知,Z是杂交瘤细胞,X细胞是由诱导干细胞形成的,因此为骨髓瘤细胞,Y细胞是由抗原刺激产生的效应B细胞。(2)①过程是将高度分化的纤维母细胞诱导形成诱导干细胞,类似于植物组织培养技术中的脱分化过程,与纤维母细胞相比,诱导干细胞的全能性较高。②过程的实质是基因的选择性表达。(3)③过程中的诱导方法有物理法、化学法和生物法,需用到的生物诱导剂是灭活的病毒。
答案:(1)骨髓瘤细胞抗原刺激过的(效应)B细胞杂交瘤细胞
(2)脱分化高基因的选择性表达
(3)灭活的病毒
(4)筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞
(5)核糖体线粒体
24.(8分)自然界中有一种含有叶绿体的原生动物——眼虫,这说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活。某同学提出问题:“动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗?”他尝试设计出如图所示的实验方案。结合实验方案回答问题:
实验原理:根据眼虫的特点,动物细胞和植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的。实验步骤如下:
(1)①中选的植物材料细胞中,必须有的细胞器是?
。
(2)③过程所用的酶是。
(3)④过程除了用电激之外,还可以用等作为诱导因素。(答出两种)
(4)⑤过程中动物细胞体外培养需要满足的条件是、
、。
(5)在整个实验过程中,要强调所用的器械的灭菌和无菌操作,原因是各种杂菌可以在培养基上迅速生长,培养基一旦被污染,迅速生长的各种杂菌不但会和
争夺营养,而且这些杂菌生长的过程中会产生大量
导致培养物迅速死亡。
(6)在⑤⑥过程中,通常要添加血清,原因是?
。
【解析】(1)根据题意知,所选植物材料中必须含有叶绿体。
(2)图中③是去除植物细胞细胞壁的过程,所用的酶是纤维素酶和果胶酶。
(3)诱导细胞融合的方法除了电激外,还有振动、离心、聚乙二醇处理等。
(4)图中⑤是动物胚胎细胞的培养,此过程需要满足以下条件:无菌、无毒的环境,合适的营养、温度和pH以及气体环境。
(5)在整个实验过程中,都是严格无菌操作的,否则各种杂菌会在培养基中生长,与所培养的细胞争夺营养,同时杂菌代谢也可能会产生对培养物有毒的物质,导致培养物死亡。
(6)动物细胞培养过程中需要加入血清或血浆,因为动物细胞生长过程中需要一些未知的天然成分,而血清、血浆中含有这些天然成分。
答案:(1)叶绿体
(2)纤维素酶和果胶酶
(3)聚乙二醇、振动、离心(任写两种)
(4)无菌、无毒的环境合适的营养、温度、pH
气体环境
(5)培养物对培养物有害的物质
(6)人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚,通常加入血清、血浆等一些天然成分
25.(16分)如图为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图,据图回答下列问题:
(1)图中向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后,所获得的免疫抗血清实际上是含有(填写抗体的名称)的混合物,这种方法制备的多克隆抗体不仅产量低、而且纯度低。
(2)图中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,说明细胞膜具有
,如果仅考虑细胞的两两融合,其融合细胞有种类型。
(3)图中两次筛选的目的不同,其中筛选①的目的是筛选出
,筛选②的目的是筛选出 。
筛选时所用的培养基是特定的培养基。
(4)科学工作者正在研究的治疗癌症使用的“生物导弹”就是
。用“生物导弹”治疗癌症的方法优于化疗的原因是?
。
(5)由图中可看出,单克隆抗体的制备过程中,运用了动物细胞工程中的和两大技术。
【解析】(1)结合题图可看出获得的免疫抗血清实际上是Ab1、Ab2、Ab3、Ab4多种抗体的混合物。(2)动物细胞融合的过程体现了细胞膜的流动性;仅考虑两个细胞的融合,可得到B淋巴细胞+B淋巴细胞、骨髓瘤细胞+骨髓瘤细胞及B淋巴细胞+骨髓瘤细胞3种类型的融合细胞。(3)在单克隆抗体的制备过程中,第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。筛选时所用的培养基是特定的选择培养基。(4)把单克隆抗体跟抗癌药物相结合制成“生物导弹”,注入体内,借助单克隆抗体的导向作用,能将药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞。这样既不损伤正常细胞,又减少了用药剂量,而且疗效高、毒副作用小。(5)单克隆抗体的制备运用了动物细胞融合(杂交瘤细胞的形成)与动物细胞培养技术。
答案:(1)Ab1、Ab2、Ab3、Ab4
(2)流动性3
(3)杂交瘤细胞能产生所需抗体的杂交瘤细胞选择
(4)单克隆抗体上连接抗癌药物可以原位杀死癌细胞,还不损伤正常细胞,且用药剂量少,毒副作用小
(5)动物细胞融合动物细胞培养
26.(8分)红细胞生成素(EPO)是人体内促进红细胞生成的一种糖蛋白,可用于治疗肾衰性贫血等疾病。目前临床使用的是重组人红细胞生成素(rhEPO),其简易生产流程如图所示:
请回答问题:
(1)图中①所指的物质是,②所指的物质是。
(2)基因表达载体导入中国仓鼠卵巢细胞系(CHO)最常采用的方法是,它的启动子是的识别和结合部位。
(3)CHO细胞是仓鼠的卵巢细胞经过细胞培养过程中的培养获得的无限增殖细胞。重组CHO细胞培养需要的环境及营养、温度、pH和气体环境适宜的条件。
(4)检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO的单克隆抗体。单克隆抗体的优点是,并可大量制备,它是由小鼠的骨髓瘤细胞与其特定B淋巴细胞通过? 技术获得的杂交瘤细胞分泌的。
【解析】(1)分析题图,①是从胚胎干细胞中提取出来的,并能通过反转录形成cDNA,最后通过筛选获得人EPO基因,进行反转录的模板是mRNA,故①为mRNA,
②为rhEPO。
(2)将重组DNA分子导入动物细胞中最常用的方法是显微注射法,启动子和终止子在DNA上,在遗传信息转录时起调控作用,启动子是RNA聚合酶的识别和结合部位。
(3)重组CHO细胞来自经检测、筛选后的中国仓鼠卵巢细胞系,细胞系是指当细胞经原代培养后细胞传到50代以后的部分细胞,这些细胞的遗传物质发生了改变,并且带有癌变的特点,从而有可能在适宜的培养条件下无限制地传代下去。细胞培养过程始终都处于无菌、无毒环境,并且还需要适宜的温度、pH和营养等条件。
(4)与常规抗体相比,单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、可大量制备的优点。用于大量生产单克隆抗体的细胞是B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后形成的杂交瘤细胞。
答案:(1)mRNArhEPO
(2)显微注射法RNA聚合酶
(3)原代培养和传代无菌、无毒
(4)特异性强、灵敏度高动物细胞融合
