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課時(shí)規(guī)范練37　細(xì)胞工程 非選擇題 1.(2017海南)甲、乙兩名同學(xué)分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料,利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁殖該植物?；卮鹣铝袉?wèn)題。 (1)以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體,在一定條件下進(jìn)行組織培養(yǎng),均能獲得試管苗,其原理是 　。 (2)甲、乙同學(xué)在誘導(dǎo)愈傷組織所用的培養(yǎng)基中,均加入一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得到　　　　　　　　。若要用細(xì)胞作為材料進(jìn)行培養(yǎng)獲得幼苗,該細(xì)胞應(yīng)具備的條件是　　　　　　　　　　　　(填“具有完整的細(xì)胞核”“具有葉綠體”或“已轉(zhuǎn)入抗性基因”)。 (3)圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結(jié)果,該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由于培養(yǎng)基中兩種激素用量的不同造成的,這兩種激素是　　　　　　　　　　　　。A中的愈傷組織是葉肉細(xì)胞經(jīng)　　　　　　形成的。 (4)若該種植物是一種雜合子的名貴花卉,要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉,可用組織培養(yǎng)方法繁殖,在培養(yǎng)時(shí),　　　　(填“能”或“不能”)采用經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體,原因是　 　。 答案(1)綠色葉片和白色花瓣的細(xì)胞具有全能性,在一定條件下能發(fā)育成完整的植株 (2)葡萄糖、果糖　具有完整的細(xì)胞核 (3)細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素　脫分化 (4)不能　對(duì)雜合子的植株來(lái)說(shuō),其體細(xì)胞的基因型相同,而花粉粒的基因型與體細(xì)胞的基因型不同。用花粉粒進(jìn)行組織培養(yǎng)得到花卉基因型不同于原植株 解析(1)高度分化的活的植物細(xì)胞含有完成發(fā)育所需的全套基因,這是細(xì)胞全能性的理論基礎(chǔ),而植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞具有全能性。(2)蔗糖水解可得到葡萄糖、果糖。從細(xì)胞全能性的理論基礎(chǔ)可知,用細(xì)胞作為材料進(jìn)行培養(yǎng)獲得幼苗,該細(xì)胞應(yīng)具備的條件是具有完整的細(xì)胞核,即要含有完成發(fā)育所需的全部遺傳信息。(3)植物組織培養(yǎng)的再分化過(guò)程受生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的影響,兩者含量的比例會(huì)影響分化的結(jié)果。愈傷組織是高度分化細(xì)胞經(jīng)脫分化形成的。(4)一般情況下,植物組織培養(yǎng)屬于無(wú)性繁殖,可使后代保持親本的遺傳性狀。但花藥離體培養(yǎng)(屬于有性生殖范疇)與用植物正常體細(xì)胞培養(yǎng)不同,因?yàn)榛ǚ哿Ｍㄟ^(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生,分裂過(guò)程中等位基因的分離、基因重組等使其基因型與體細(xì)胞的基因型不同,培養(yǎng)得到花卉基因型不同于原植株,導(dǎo)致不能保持親本性狀。故要保持親本性狀,組織培養(yǎng)不能用花粉粒作外植體。 2.細(xì)胞融合技術(shù)有著廣泛應(yīng)用。下圖為細(xì)胞融合的簡(jiǎn)略過(guò)程,據(jù)圖回答相關(guān)問(wèn)題。 (1)若a、b分別是基因型為yyRr和YYrr兩個(gè)玉米品種的花粉,且這兩對(duì)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上?？茖W(xué)家分別將它們的花粉除去細(xì)胞壁,然后誘導(dǎo)其融合,再把這些融合細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),培育出了玉米新品種。 ①這兩個(gè)品種的花粉可用化學(xué)誘導(dǎo)劑　　　　　　　　　　　誘導(dǎo)融合,共可產(chǎn)生　　　種基因型的融合細(xì)胞(僅考慮兩兩融合),這些融合細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化形成　　　　　　　　,再經(jīng)培養(yǎng)可以得到　　　種不同于親本表現(xiàn)型的玉米新品種。 ②若想培育出基因型為yyRR的玉米植株,也可直接用yyRr植株的花粉培養(yǎng),再經(jīng)過(guò)　　　　　　　　　　　　　　　　　　處理并篩選獲得,這種方法叫做　　　　　　　　　　　。 (2)若a、b表示番茄和馬鈴薯兩種植物的體細(xì)胞,請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。 ①在“番茄—馬鈴薯”的培育過(guò)程中,運(yùn)用了植物細(xì)胞工程中的　　　　　　　　　　　　　　　技術(shù),植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②a、b細(xì)胞融合之前,要用到的酶是　　　　　　　　　 　　　　　　,酶處理后得到　　　 　　　　　　　　。 (3)若a、b分別為骨髓瘤細(xì)胞和已免疫的B淋巴細(xì)胞,請(qǐng)據(jù)圖回答。 為了能充分發(fā)揮上述兩種細(xì)胞各自的特點(diǎn),經(jīng)特殊處理,在促細(xì)胞融合因子的作用下,使兩種細(xì)胞發(fā)生融合,形成圖中的d細(xì)胞,d細(xì)胞的特點(diǎn)是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。由d細(xì)胞產(chǎn)生的抗體與普通血清抗體相比較,具有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　等特點(diǎn)。 答案(1)①聚乙二醇(PEG)　6　愈傷組織　2?、谌旧w加倍(秋水仙素處理)　單倍體育種　(2)①植物體細(xì)胞雜交　再生出細(xì)胞壁　②纖維素酶和果膠酶　原生質(zhì)體　(3)既能無(wú)限增殖,又能產(chǎn)生特定的抗體　特異性強(qiáng)、靈敏度高并能大量制備 解析(1)①誘導(dǎo)細(xì)胞融合的常用化學(xué)試劑是聚乙二醇(PEG)。由于a、b兩個(gè)玉米品種基因型分別為yyRr和YYrr,所以它們產(chǎn)生的花粉的基因型分別有yR、yr、Yr,僅考慮兩兩融合,可產(chǎn)生6種基因型的融合細(xì)胞,即yyRR、yyrr、YYrr、yyRr、YyRr、Yyrr。融合細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化形成愈傷組織,再經(jīng)培養(yǎng)可以得到2種不同于親本表現(xiàn)型的玉米新品種。②若想培育出基因型為yyRR的玉米植株,也可直接用yyRr植株的花粉培養(yǎng),再經(jīng)過(guò)秋水仙素處理使染色體加倍并篩選獲得,這種方法叫做單倍體育種。(2)①在“番茄—馬鈴薯”的培育過(guò)程中,運(yùn)用了植物體細(xì)胞雜交技術(shù),植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是再生出細(xì)胞壁。②a、b細(xì)胞融合之前,需要去除細(xì)胞壁,所以要用到的酶是纖維素酶和果膠酶,得到原生質(zhì)體。(3)若a、b分別為骨髓瘤細(xì)胞和已免疫的B淋巴細(xì)胞,融合得到圖中的d細(xì)胞,其特點(diǎn)是既能無(wú)限增殖,又能產(chǎn)生特定的抗體。由d細(xì)胞產(chǎn)生的抗體與普通血清抗體相比較,具有特異性強(qiáng)、靈敏度高并能大量制備等特點(diǎn)。 3.(2018江蘇泰州中學(xué)月考)為培育出含β-胡蘿卜素的“黃金大米”,科研人員提出以下兩套培育方案。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題。 甲方案:玉米體細(xì)胞β-胡蘿卜素基因 水稻體細(xì)胞“黃金大米” 乙方案:　玉米體細(xì)胞水稻體細(xì)胞雜交細(xì)胞 “黃金大米” (1)甲方案中,β-胡蘿卜素基因能在玉米和水稻體內(nèi)出現(xiàn)相同表達(dá)結(jié)果的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 若研究人員已知β-胡蘿卜素基因序列,可采用　　　　　　　方法獲得β-胡蘿卜素基因。②過(guò)程中可用　　　　　　　　　　　　技術(shù)檢測(cè)水稻體細(xì)胞DNA上是否插入了β-胡蘿卜素基因。 (2)乙方案中,在體細(xì)胞雜交前需要用酶除去細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體,誘導(dǎo)體細(xì)胞融合的化學(xué)試劑常用　　　　　　　　。通過(guò)⑤獲得“黃金大米”幼苗需要經(jīng)過(guò)　　　　　　　　　　　　　　　　　兩個(gè)過(guò)程,依據(jù)的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在培養(yǎng)過(guò)程中,除了在培養(yǎng)基中添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外,還需要添加　　　　　　　　　　　　　　。 (3)與傳統(tǒng)育種方法相比,甲、乙兩套方案共同的優(yōu)點(diǎn)是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案(1)所有生物共用一套遺傳密碼(密碼子)　人工合成　DNA分子雜交　(2)聚乙二醇　脫分化和再分化　(植物)細(xì)胞的全能性　(植物)激素(生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素)　(3)克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙(打破生殖隔離) 解析(1)自然界中所有生物共用一套遺傳密碼子,因此一種生物的基因能在另一種生物體內(nèi)表達(dá);在目的基因序列已知的情況下,可采用人工合成的方法獲得目的基因。檢測(cè)目的基因是否插入受體細(xì)胞可用DNA分子雜交技術(shù)。 (2)植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠,因此可根據(jù)酶的專(zhuān)一性原理,在植物體細(xì)胞雜交前用纖維素酶和果膠酶除去細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體;誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合常用的化學(xué)試劑是聚乙二醇。⑤過(guò)程中將雜交細(xì)胞培育成雜交植株需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù),該技術(shù)包括脫分化和再分化兩個(gè)過(guò)程,原理是植物細(xì)胞的全能性;在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中,除了在培養(yǎng)基中添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外,還需要添加植物激素(生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素)。 (3)與傳統(tǒng)育種方法相比,基因工程育種和植物細(xì)胞工程育種都能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。 4.某研究小組進(jìn)行藥物試驗(yàn)時(shí),以動(dòng)物細(xì)胞為材料,測(cè)定藥物對(duì)體外培養(yǎng)細(xì)胞的毒性。供培養(yǎng)的細(xì)胞有甲、乙兩種,甲為骨髓瘤細(xì)胞,乙為已免疫的漿細(xì)胞。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)將數(shù)量相等的甲和乙分別置于培養(yǎng)瓶中培養(yǎng),培養(yǎng)液及其他培養(yǎng)條件均相同且適宜。一段時(shí)間后,觀察到的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　。 (2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要滿足一定的條件,下列有關(guān)表述正確的有　　　　(選擇填寫(xiě)下列條件前的序號(hào))。 ①對(duì)培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具進(jìn)行無(wú)菌處理,在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素,定期更換培養(yǎng)液,這些做法都有利于提供一個(gè)無(wú)菌、無(wú)毒的培養(yǎng)環(huán)境 ②在使用培養(yǎng)基時(shí),通常需加入血漿等天然成分 ③所有動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜溫度均為36.50.5 ℃,多數(shù)哺乳動(dòng)物細(xì)胞生存的適宜pH為7.0左右 ④動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需的氣體只是O2,因?yàn)镺2是細(xì)胞代謝所必需的 ⑤培養(yǎng)液中需添加一定濃度和比例的生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素,以誘導(dǎo)細(xì)胞脫分化和再分化 (3)藥物試驗(yàn)需要大量細(xì)胞,甲不適合用于試藥的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。乙不適合用于試藥的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)甲、乙細(xì)胞融合,所獲雜交細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件下,具有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的特點(diǎn)。 (5)已知癌細(xì)胞中X基因過(guò)量表達(dá)與骨髓瘤的發(fā)生密切相關(guān)。要試驗(yàn)一種抗腫瘤藥物Y對(duì)甲生長(zhǎng)的影響,可將甲分為A、B兩組,在A組細(xì)胞培養(yǎng)液中加入　　　　　,在B組細(xì)胞培養(yǎng)液中加入無(wú)菌生理鹽水,在相同且適宜條件下培養(yǎng)一定時(shí)間后,從A、B兩組收集等量細(xì)胞,通過(guò)分別檢測(cè)X基因在A、B兩組細(xì)胞中的　　　　　　　　　　　　　　　　　合成水平的差異,以確定Y的藥效。 答案(1)甲增多、乙不增多　(2)①②　(3)甲有部分基因已經(jīng)發(fā)生變異,藥物對(duì)甲的效果不一定與對(duì)正常體細(xì)胞的效果相同　乙在體外培養(yǎng)不能增殖,不能得到大量細(xì)胞用于試藥　(4)既能增殖又能產(chǎn)生專(zhuān)一抗體　(5)Y　mRNA或蛋白質(zhì) 解析(1)由題意可知,甲是骨髓瘤細(xì)胞,乙是漿細(xì)胞,在培養(yǎng)液中培養(yǎng),甲能無(wú)限增殖,會(huì)增多,而乙是不能增殖的漿細(xì)胞,所以乙不增多。 (2)細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中應(yīng)添加一定量的抗生素以保證無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境,且定期更換培養(yǎng)液,故①正確。培養(yǎng)基中除了必要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外,還應(yīng)添加動(dòng)物血清或血漿等天然成分,故②正確。大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜溫度均為36.50.5 ℃,而不是所有動(dòng)物,多數(shù)哺乳動(dòng)物細(xì)胞生存的適宜pH為7.0左右,故③錯(cuò)誤。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需的氣體有O2和CO2,故④錯(cuò)誤。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不需要添加植物激素,故⑤錯(cuò)誤。 (3)甲不適合用于試藥是因?yàn)榧资橇黾?xì)胞,有部分基因已經(jīng)發(fā)生變異,藥物對(duì)甲的效果不一定與對(duì)正常體細(xì)胞的效果相同。乙也不適合用于試藥,因?yàn)橐以隗w外培養(yǎng)不能增殖,不能得到大量細(xì)胞。 (4)雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)是既能無(wú)限增殖又能產(chǎn)生特異性抗體。 (5)由題意可知試驗(yàn)?zāi)康氖翘骄克幬颵的作用,所以對(duì)照組A應(yīng)加入藥物Y?；虮磉_(dá)需要通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯,所以應(yīng)檢測(cè)mRNA和蛋白質(zhì)的水平來(lái)確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 5.如圖為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中細(xì)胞增殖曲線(甲)及細(xì)胞變化圖(乙),請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)圖甲中　　　　點(diǎn)以后表示細(xì)胞的傳代培養(yǎng),AB段可能發(fā)生了如圖乙　　　　(填序號(hào))所示的　　　　　　　　現(xiàn)象,在進(jìn)行B至C過(guò)程培養(yǎng)前,需要用　　　　　　　　　　　處理細(xì)胞。 (2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),一般傳至　　　代以?xún)?nèi)細(xì)胞能保持正常的二倍體核型。 (3)為制備單克隆抗體,需將　　　　注射到小鼠體內(nèi),以此獲取　　　　　　,同時(shí)將該細(xì)胞與圖乙　　　(填序號(hào))所示的細(xì)胞融合形成雜交瘤細(xì)胞,該雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。為篩選能夠產(chǎn)生單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞,可用　　　　　培養(yǎng)基來(lái)達(dá)到目的。 答案(1)B　②　接觸抑制　胰蛋白酶(膠原蛋白酶)　(2)10　(3)抗原　漿細(xì)胞?、邸〖饶軣o(wú)限增殖,又能產(chǎn)生專(zhuān)一抗體　選擇性 解析(1)B點(diǎn)之前是初次培養(yǎng),稱(chēng)為原代培養(yǎng);AB段增殖速度緩慢,是因?yàn)榘l(fā)生了圖乙中②所示的接觸抑制現(xiàn)象,若要繼續(xù)進(jìn)行傳代培養(yǎng),需要用胰蛋白酶(膠原蛋白酶)處理使組織細(xì)胞分散開(kāi)來(lái)。(2)傳代培養(yǎng)10代以上,細(xì)胞的二倍體核型可能會(huì)發(fā)生改變,10代以?xún)?nèi)的細(xì)胞仍然保持二倍體核型。(3)制備單克隆抗體時(shí),需要將漿細(xì)胞和能無(wú)限增殖的細(xì)胞(如③中發(fā)生癌變的瘤細(xì)胞)融合,二者融合后形成的雜交瘤細(xì)胞,既能像瘤細(xì)胞那樣無(wú)限增殖,又能像漿細(xì)胞那樣產(chǎn)生專(zhuān)一抗體。需要利用特定的選擇性培養(yǎng)基將產(chǎn)生單一抗體的雜交瘤細(xì)胞篩選出來(lái)。 6.下圖是利用單克隆抗體技術(shù)制備三聚氰胺特異性抗體的過(guò)程,請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。 (1)單克隆抗體的制備過(guò)程中要用到　　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　　　技術(shù)。 (2)由于三聚氰胺分子量過(guò)小,不足以激活高等動(dòng)物的免疫系統(tǒng),因此在制備抗體前必須對(duì)其進(jìn)行①過(guò)程,下列物質(zhì)中不適合作“擴(kuò)容”抗原分子的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.蛋白質(zhì) B.多糖 C.磷脂 D.核苷酸 (3)②過(guò)程會(huì)使小鼠產(chǎn)生能分泌相應(yīng)　　　　的B淋巴細(xì)胞,此過(guò)程屬于特異性免疫中的　　　　免疫。 (4)單克隆抗體的制備所基于的免疫學(xué)基本原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)③過(guò)程動(dòng)物細(xì)胞特有的促融方法是用　　　　　　　　　,④過(guò)程用特定的選擇性培養(yǎng)基篩選,會(huì)使　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的細(xì)胞死亡;選出的雜交瘤細(xì)胞還需進(jìn)行　　　　　　　　　　　　　　　　　　,才能獲得產(chǎn)三聚氰胺抗體的雜交瘤細(xì)胞株。 (6)制備的三聚氰胺單克隆抗體可用于檢測(cè)乳制品中存在的微量三聚氰胺,說(shuō)明三聚氰胺單克隆抗體具有　　　　　　　　　　的特征。 答案(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)　動(dòng)物細(xì)胞融合　(2)D　(3)抗體　體液　(4)每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體　(5)滅活的病毒　未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核　克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)　(6)靈敏度高(或“靈敏度高、特異性強(qiáng)”) 解析(1)分析圖示可知,單克隆抗體的制備過(guò)程中要用到動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)和動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)。 (2)抗原具有大分子性,要想使三聚氰胺“擴(kuò)容”為抗原分子,所選物質(zhì)的分子量必須足夠大,蛋白質(zhì)和多糖是大分子物質(zhì),適合作“擴(kuò)容”抗原分子;磷脂分子量較大,也能滿足“擴(kuò)容”要求;核苷酸為有機(jī)小分子物質(zhì),分子量非常小,不適合作“擴(kuò)容”抗原分子。 (3)②過(guò)程是將抗原分子注射到小鼠體內(nèi),會(huì)使小鼠產(chǎn)生能分泌相應(yīng)抗體的B淋巴細(xì)胞,此過(guò)程屬于特異性免疫中的體液免疫。 (4)單克隆抗體的制備所基于的免疫學(xué)基本原理是:每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體,因此大量培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞可以得到單克隆抗體。 (5)③過(guò)程是誘導(dǎo)免疫的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合,動(dòng)物細(xì)胞特有的促融方法是用滅活的病毒。④過(guò)程用特定的選擇性培養(yǎng)基篩選,在該培養(yǎng)基上,未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會(huì)死亡。選出的雜交瘤細(xì)胞還需進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè),才能獲得產(chǎn)生三聚氰胺抗體的雜交瘤細(xì)胞株。 (6)單克隆抗體具有靈敏度高、特異性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。