PAGE第4頁共9頁課時跟蹤檢測（三十九）細胞工程一、對點練小題，落實主干知識1．如圖表示利用棉花葉肉細胞原生質(zhì)體培養(yǎng)進行遺傳改良的過程，據(jù)圖分析錯誤的是()A．①過程需用酶解法去除細胞壁B．②過程能定向誘導(dǎo)原生質(zhì)體產(chǎn)生優(yōu)良性狀的突變C．③過程中葉肉細胞失去了其特有的結(jié)構(gòu)和功能D．④過程是再分化過程，涉及細胞的分裂和分化解析：選B由圖示可知，①過程需用酶解法去除細胞壁獲得原生質(zhì)體，A正確；變異是不定向的，②過程不能定向誘導(dǎo)原生質(zhì)體產(chǎn)生優(yōu)良性狀的突變，B錯誤；③過程通過脫分化使葉肉細胞失去了其特有的結(jié)構(gòu)和功能，C正確；④過程是再分化過程，涉及細胞的分裂和分化，D正確。2．(2021·鹽城調(diào)研)為研究培養(yǎng)基成分對馬鈴薯葉肉原生質(zhì)體培養(yǎng)的影響，科學(xué)家配制了如下表所示的2種培養(yǎng)基，開展了有關(guān)實驗，其他培養(yǎng)條件相同且適宜，實驗結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是()組別培養(yǎng)基培養(yǎng)天數(shù)甲MS培養(yǎng)基(含蔗糖、有機酸、無機鹽、瓊脂)7天乙纖維二糖＋MS培養(yǎng)基(同上)7天A．本實驗的材料可取自馬鈴薯試管苗的幼嫩葉片B．培養(yǎng)基中還需要添加適當(dāng)比例的生長素和細胞分裂素C．制備原生質(zhì)體前需用濕熱滅菌法對酶解液進行處理D．添加纖維二糖的作用可能是促進細胞壁再生和細胞持續(xù)分裂生長解析：選C本實驗的材料可取自馬鈴薯試管苗的幼嫩葉片；在植物組織培養(yǎng)過程需要加入植物激素，生長素與細胞分裂素用量的比值低時，有利于芽的分化，反之，則利于根的分化；用濕熱滅菌法對酶解液進行處理，會導(dǎo)致酶喪失活性，使實驗失敗；據(jù)圖分析可知，在培養(yǎng)基中加入纖維二糖后細胞的出芽率明顯降低，而細胞的分裂率明顯升高，所以添加纖維二糖的作用可能是促進細胞壁再生和細胞持續(xù)分裂生長。3．關(guān)于動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的敘述，錯誤的是()A．動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)所用培養(yǎng)基不同B．動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)過程中都要用到胰蛋白酶C．煙草葉片離體培養(yǎng)能產(chǎn)生新個體，小鼠雜交瘤細胞可離體培養(yǎng)增殖D．動物細胞培養(yǎng)可用于檢測有毒物質(zhì)，莖尖培養(yǎng)可用于植物脫除病毒解析：選B動物細胞培養(yǎng)用液體培養(yǎng)基，而植物組織培養(yǎng)用固體培養(yǎng)基；動物細胞培養(yǎng)過程中要加入胰蛋白酶，而植物組織培養(yǎng)過程中不用；植物細胞具有全能性，所以煙草葉片離體培養(yǎng)能形成新個體，而動物細胞離體培養(yǎng)只能增殖；植物組織培養(yǎng)中常用根尖、莖尖等培養(yǎng)無病毒植物個體，而動物細胞培養(yǎng)的一個重要應(yīng)用是檢測有毒物質(zhì)。4．某科研所為防治SARS，以SARS病毒核衣殼蛋白為抗原制備出了單克隆抗體。下列敘述錯誤的是()A．用純化的核衣殼蛋白反復(fù)注射到小鼠體內(nèi)，以獲得相應(yīng)的B細胞B．體外培養(yǎng)單個效應(yīng)B細胞可以獲得大量針對SARS病毒的單克隆抗體C．將B細胞和骨髓瘤細胞混合，經(jīng)誘導(dǎo)融合后的細胞不一定為雜交瘤細胞D．利用該單克隆抗體與SARS病毒核衣殼蛋白特異性結(jié)合的方法能診斷出SARS病毒感染者解析：選B用純化的核衣殼蛋白反復(fù)注射到小鼠體內(nèi)，使其產(chǎn)生免疫反應(yīng)，以獲得相應(yīng)的B細胞，A正確；單個效應(yīng)B細胞有產(chǎn)生抗體的能力，但沒有無限增殖的本領(lǐng)，因此在體外培養(yǎng)單個效應(yīng)B細胞不可能獲得大量針對SARS病毒的單克隆抗體，B錯誤；將B細胞和骨髓瘤細胞混合，經(jīng)誘導(dǎo)融合后的細胞不都是雜交瘤細胞，還有B細胞自身融合的細胞、骨髓瘤細胞自身融合的細胞等，C正確；單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高的特點，因此利用該單克隆抗體與SARS病毒核衣殼蛋白特異性結(jié)合的方法可診斷出病毒感染者，D正確。5．下圖表示抗人體胃癌的單克隆抗體的制備過程，有關(guān)敘述錯誤的是()甲eq\o(→,\s\up7(注),\s\do5(射))小鼠→eq\a\vs4\al(B淋巴細胞,骨髓瘤細胞)eq\o(→,\s\up7(融),\s\do5(合))乙eq\o(→,\s\up7(選擇),\s\do5(培養(yǎng)))丙eq\o(→,\s\up7(專一抗),\s\do5(體檢測))丁eq\o(→,\s\up7(分),\s\do5(泌))eq\a\vs4\al(抗胃癌單,克隆抗體)A．圖中給實驗小鼠注射的甲是能與抗人體胃癌抗體特異性結(jié)合的抗原B．利用聚乙二醇、滅活的病毒和電激等方法均可誘導(dǎo)細胞融合獲得乙C．用特定的選擇培養(yǎng)基對乙進行篩選，融合細胞均能生長，未融合細胞均不能生長D．對丙需進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選后可獲得大量能分泌所需抗體的丁解析：選C圖中給實驗小鼠注射的甲是能與抗人體胃癌抗體特異性結(jié)合的抗原；常用于誘導(dǎo)動物細胞融合的方法有滅活的病毒、聚乙二醇和電激等；用特定的選擇培養(yǎng)基進行篩選，未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞會死亡，只有融合的雜種細胞才能生長；對丙進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，篩選后可獲得丁。6．禽流感病毒嚴(yán)重危害家禽與人類健康，為此科學(xué)界正在致力于研究預(yù)防H7N9禽流感病毒的疫苗和單克隆抗體。科學(xué)家決定采用基因敲除技術(shù)將小鼠的Ig基因敲除，代之以人的Ig基因，然后用H7N9病毒去免疫小鼠，再經(jīng)雜交瘤技術(shù)即可產(chǎn)生大量完全人源化抗體。下圖是某科研機構(gòu)的實驗方案。請回答：(1)此處基因敲除技術(shù)的受體細胞不是小鼠的受精卵，而是小鼠的________細胞，經(jīng)技術(shù)處理后的該細胞，再重新植入小鼠脾臟中增殖。(2)小鼠B淋巴細胞用B表示，小鼠骨髓瘤細胞用A表示，在培養(yǎng)液中，用滅活的動物病毒作促融劑，培養(yǎng)液中共有________種類型的融合細胞(只考慮兩兩融合)。(3)第一次篩選是選出________型的細胞(用字母組合表示)，篩選具體方法是在培養(yǎng)基中加入某種物質(zhì)，抑制骨髓瘤細胞DNA的復(fù)制，而B細胞DNA復(fù)制雖不受影響，但增殖能力很有限，只有雜交瘤細胞可以借助B細胞DNA復(fù)制的途徑繼續(xù)增殖。此種培養(yǎng)基稱為________培養(yǎng)基。(4)將能產(chǎn)生抗H7N9病毒的雜交瘤細胞在動物培養(yǎng)液中進行培養(yǎng)，其培養(yǎng)液與植物組織培養(yǎng)的MS培養(yǎng)基相比，特有成分是______________________________________________。(5)利用上述技術(shù)生產(chǎn)的單克隆抗體可制作成診斷盒，用于準(zhǔn)確、快速診斷H7N9禽流感病毒的感染者，這種診斷運用了____________雜交技術(shù)。解析：(1)從題圖看出，從基因敲除小鼠體內(nèi)獲得的是B淋巴細胞，所以基因敲除技術(shù)的受體細胞是小鼠的B淋巴細胞。(2)在培養(yǎng)液中，用滅活的動物病毒作促融劑，培養(yǎng)液中共有3種類型的融合細胞：AA、BB、AB。(3)單克隆抗體制備的過程中，第一次篩選的目的是選出AB型細胞。這種培養(yǎng)基稱為選擇培養(yǎng)基。(4)動物細胞培養(yǎng)液中需要加入動物血清和血漿。(5)單克隆抗體可制作成診斷盒，是運用了抗原-抗體雜交技術(shù)。答案：(1)B淋巴(2)3(3)AB選擇(4)動物血清或血漿(5)抗原-抗體7．如圖為番茄-馬鈴薯植株的栽培過程示意圖，據(jù)圖回答：(1)該栽培過程屬于植物細胞工程中的____________技術(shù)，這一技術(shù)的優(yōu)點是可以________________________________________________________________________。(2)①②過程用到的酶是______________。在③過程中，常用的化學(xué)方法一般是用____________誘導(dǎo)融合，細胞融合完成的標(biāo)志是__________________________________。(3)該過程除了必要的營養(yǎng)和適宜的培養(yǎng)條件，還必須有植物激素以促進其完成⑤⑥過程，其中激素主要是指________________。若要誘導(dǎo)根原基的形成，應(yīng)該適當(dāng)增加____________(植物激素)的含量。另外整個過程需要在________條件下操作。(4)若番茄細胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯細胞內(nèi)有n條染色體，則“番茄-馬鈴薯”細胞在有絲分裂后期含________條染色體。解析：(1)圖示表示植物體細胞雜交過程，其優(yōu)點是能夠克服遠緣雜交不親和的障礙。(2)①②過程表示利用酶解法去除植物細胞的細胞壁，細胞壁的成分為纖維素和果膠，因此根據(jù)酶的專一性，應(yīng)使用纖維素酶和果膠酶。③表示原生質(zhì)體融合，在③過程中，常用的化學(xué)方法是用PEG(或聚乙二醇)試劑誘導(dǎo)融合。細胞融合完成的標(biāo)志是雜種細胞再生出新的細胞壁。(3)⑤⑥表示植物組織培養(yǎng)的脫分化和再分化過程，該過程除了必要的營養(yǎng)和適宜的培養(yǎng)條件，還必須有生長素、細胞分裂素。若要誘導(dǎo)根原基的形成，應(yīng)該適當(dāng)增加生長素的含量。另外整個過程需要在無菌條件下操作。(4)雜種細胞的染色體數(shù)為融合前兩種細胞染色體數(shù)之和，即(m＋n)，細胞有絲分裂后期由于著絲點分裂導(dǎo)致姐妹染色單體分開，使得雜種細胞中的染色體數(shù)目加倍為2(m＋n)。答案：(1)植物體細胞雜交克服遠緣雜交不親和的障礙(2)纖維素酶和果膠酶聚乙二醇(或PEG)雜種細胞再生出新的細胞壁(3)生長素、細胞分裂素生長素?zé)o菌(4)2(m＋n)二、仿真練高考，注重答題規(guī)范8．Hela細胞系是人工培養(yǎng)、具有無限增殖能力的永生癌細胞系，在世界各地的相關(guān)實驗室中為研究者提供了相同的研究對象。回答下列問題：(1)Hela細胞源自一位美國婦女的宮頸癌細胞，目前實驗室中為了進一步研究Hela細胞，需進行________(填“原代”或“傳代”)培養(yǎng)，細胞體外培養(yǎng)所需營養(yǎng)物質(zhì)有糖、氨基酸、無機鹽等，通常還需要加入____________等天然成分。在動物細胞培養(yǎng)過程中，需要用胰蛋白酶，而不用胃蛋白酶的原因是_________________________________________。(2)某小組為研究葡萄糖饑餓對Hela細胞生長的抑制情況，其他營養(yǎng)條件適宜，用不同葡萄糖濃度的培養(yǎng)基培養(yǎng)Hela細胞24h，實驗結(jié)果如表所示：葡萄糖濃度/(mmol·L－1)Hela細胞生長抑制率/%056.161.036.301.525.002.016.44該實驗________(填“需要”或“不需要”)另設(shè)對照組。實驗結(jié)果表明：葡萄糖濃度與Hela細胞生長抑制率的關(guān)系是______________________________________。體內(nèi)低濃度葡萄糖可______癌細胞的增殖，為腫瘤的限食療法提供理論依據(jù)。(3)Hela細胞在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，例如，它幫助科學(xué)家首次實現(xiàn)了人源細胞與小鼠細胞融合。兩個或多個細胞融合形成的單核細胞叫做____________，細胞融合技術(shù)的意義是________________________________________________________________________。(4)科學(xué)家從某些無限增殖細胞的細胞質(zhì)中分離出了無限增殖調(diào)控基因(prG)，該基因能激發(fā)動物細胞分裂，這為單克隆抗體的制備提供了更多的思路。除本題描述的一種制備單克隆抗體技術(shù)外，請再簡要寫出一種制備單克隆抗體的思路：___________________________________________________________________________________________________。解析：(1)目前實驗室中為了進一步研究Hela細胞，需進行傳代培養(yǎng)，細胞體外培養(yǎng)所需營養(yǎng)物質(zhì)有糖、氨基酸、無機鹽等，通常還需要加入血清、血漿等天然成分。在動物細胞培養(yǎng)過程中，需要用胰蛋白酶，而不用胃蛋白酶的原因是在多數(shù)動物細胞培養(yǎng)液適宜的pH范圍內(nèi)，胃蛋白酶已失去活性。(2)分析表格數(shù)據(jù)，該實驗需要另設(shè)對照組，觀察在正常條件下細胞生長情況。實驗結(jié)果表明：葡萄糖濃度與Hela細胞生長抑制率的關(guān)系是葡萄糖濃度越低，Hela細胞生長抑制率越高。體內(nèi)低濃度葡萄糖可抑制癌細胞的增殖，為腫瘤的限食療法提供理論依據(jù)。(3)兩個或多個細胞融合形成的單核細胞叫做雜交細胞，細胞融合技術(shù)的意義是突破了有性雜交局限，使遠緣雜交成為可能。(4)抗體是由效應(yīng)B細胞合成、分泌的。利用無限增殖調(diào)控基因(prG)制備單克隆抗體，可以借助基因工程技術(shù)，其思路：通過基因工程向效應(yīng)B細胞中導(dǎo)入prG；也可以借助核移植技術(shù)，其思路：利用核移植技術(shù)將效應(yīng)B細胞的細胞核移植到去核的無限增殖細胞中。答案：(1)傳代血清、血漿在多數(shù)動物細胞培養(yǎng)液適宜的pH范圍內(nèi)，胃蛋白酶已失去活性(2)需要葡萄糖濃度越低，Hela細胞生長抑制率越高抑制(3)雜交細胞突破了有性雜交局限，使遠緣雜交成為可能(4)通過基因工程向效應(yīng)B細胞中導(dǎo)入prG(或利用核移植技術(shù)將效應(yīng)B細胞的細胞核移植到去核的無限增殖細胞中)9．植物組織培養(yǎng)是克隆植物的一種方法，過程如下圖所示，請回答相應(yīng)的問題：(1)以該植物的綠色葉片或白色花瓣作為外植體，在一定條件下進行組織培養(yǎng)，均能獲得試管苗，其原理是____________________________________________________。若要用細胞作為材料進行培養(yǎng)獲得幼苗，該細胞應(yīng)具備的條件是________________(填“具有完整的細胞核”“具有葉綠體”或“已轉(zhuǎn)入抗性基因”)。為了獲得脫毒植株，外植體往往取自植物的花芽、葉芽等處的分生組織，其原因是_____________________________。(2)培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)基除添加營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要添加植物激素，其目的是誘導(dǎo)外植體________________________________________________________________________。(3)在生產(chǎn)實踐中為獲得大量的細胞，可將①__________放入液體培養(yǎng)基中，經(jīng)機械作用分散成單個細胞，制備成細胞懸液，再經(jīng)過________即可獲得大量細胞。(4)若該種植物是一種雜合體的名貴花卉，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，____________(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_____________________________________________________________________________________________________________。(5)植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅應(yīng)用于花卉和果樹的快速大量繁殖以及脫毒植株的獲取，還廣泛用于________________________________(至少寫出兩種育種方法)等育種過程中。解析：(1)綠色葉片或白色花瓣的細胞具有全能性，在一定條件下能發(fā)育成完整的植株。用細胞作為材料進行培養(yǎng)獲得幼苗，細胞必須具有完整細胞核，才具有發(fā)育成完整個體的一整套遺傳信息。剛長出的芽尖還沒有受到病毒的侵染，因此用這些部位的細胞作植物組織培養(yǎng)的材料，可以獲得脫毒植株。(2)在植物組織培養(yǎng)時，常用生長素和細胞分裂素來誘導(dǎo)外植體形成愈傷組織，生根、發(fā)芽，從而形成新的植物體。(3)一般利用外植體脫分化形成的愈傷組織獲得細胞產(chǎn)物，愈傷組織有很強的分裂能力，通過培養(yǎng)愈傷組織細胞可獲得大量細胞產(chǎn)物。(4)由于花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同，組織培養(yǎng)得到的花卉基因型不同于原植株，導(dǎo)致不能保留親本性狀。(5)植物體細胞雜交育種、植物基因工程育種、單倍體育種等育種過程均需要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。答案：(1)綠色葉片和白色花瓣的細胞具有全能性，在一定條件下能發(fā)育成完整的植株具有完整的細胞核這些部位很少受到病毒等病原體的侵害(2)脫分化和再分化(3)愈傷組織細胞分裂(4)不能對雜合體的植株來說，其體細胞的基因型相同，而花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同。用花粉粒進行組織培養(yǎng)得到花卉基因型不同于原植株(5)植物體細胞雜交育種、基因工程育種、單倍體育種10．不久前，某公司宣布，其自主培育的克隆寵物貓誕生，這只貓取名“大蒜”。目前，資本開始進入寵物克隆市場，寵物克隆已經(jīng)開始商業(yè)化。公眾對于克隆的討論趨于白熱化。結(jié)合所學(xué)的知識回答下列問題：(1)培育“大蒜”運用的技術(shù)手段是________________，其孕育過程是取寵物身體樣本的________，放到另外一只“捐贈”者在體外培養(yǎng)到________________期的卵母細胞中，使之完成體外融合，并發(fā)育成重組胚胎。最后將此胚胎放到一只經(jīng)過______________處理的代孕貓體內(nèi)。經(jīng)過兩個月左右的時間發(fā)育，代孕貓就可以生出一只遺傳信息跟寵物樣本基本一樣的小貓。(2)該公司還曾宣布培育了世界首例基因編輯克隆犬，基因編輯就是對基因進行定點修改，與“大蒜”培育相比，基因編輯克隆犬特有的技術(shù)手段是____________________，技術(shù)實施過程中用到的操作工具有______________________________，無論是培育基因編輯克隆犬，還是培育克隆“大蒜”，最后一道工序都是________。盡管體細胞核移植技術(shù)已經(jīng)在許多動物中獲得成功，但仍存在著一些問題，如______________________________________________________________________________________________________________(至少答出2點)。(3)科學(xué)家們也正試圖利用基因工程方法對豬的器官進行改造，培育器官移植的供體，猜測科學(xué)家采用的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)動物核移植技術(shù)是將動物一個細胞的細胞核，移到一個培育到減數(shù)第二次分裂中期的、已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中，通過電刺激等手段，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，再將早期胚胎移入經(jīng)過同期發(fā)情處理的另一個代孕的同種雌性個體的子宮中，進而發(fā)育成個體。(2)經(jīng)過基因編輯處理說明運用了第二代基因工程，對基因進行了修飾，即蛋白質(zhì)工程。限制酶、DNA連接酶和載體是基因工程的操作工具。無論培育轉(zhuǎn)基因動物，還是培育克隆動物的最后一道工序都是胚胎移植。克隆動物成功率仍然非常低，有些克隆動物可能存在健康問題和食品安全性問題。(3)將器官供體基因組導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達，或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官，可解決器官短缺和免疫排斥兩大難題。答案：(1)動物核移植技術(shù)(動物體細胞核移植技術(shù))細胞核減數(shù)第二次分裂中同期發(fā)情(2)蛋白質(zhì)工程(基因工程)限制酶、DNA連接酶和運載體胚胎移植成功率仍然非常低；有些克隆動物可能存在健康問題；克隆動物食品安全性問題(3)將器官供體基因組導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達，或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)合克隆技術(shù)，培育出沒有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官11．自然界中有一種含有葉綠體的原生動物——眼蟲，這說明植物的細胞器同樣可以在某些動物細胞中存活。某同學(xué)提出問題：“動物細胞與植物細胞之間可以實現(xiàn)雜交嗎？”他嘗試設(shè)計出如圖所示的實驗方案。結(jié)合實驗方案回答問題：實驗原理：根據(jù)眼蟲的特點，動物細胞和植物細胞之間在理論上是可以實現(xiàn)雜交的。實驗步驟如下：(1)①中選的植物材料細胞中，必須有的細胞器是_____________________。③過程所用的酶是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)④過程除了用電激之外，還可以用_____________