考點規范練36細胞工程一、選擇題1.為解決大面積燒傷患者的植皮難題,科學家研制出了人造皮膚,研制過程中需要將人的皮膚細胞置于培養瓶中進行培養。配制培養基時除加入必需的已知成分外,還必須加入天然成分,細胞方可正常生長和增殖。下列敘述正確的是()A.在動物細胞培養液中加入抗生素,就可以為細胞培養提供無菌條件B.細胞培養過程中只需不斷通入O2,就能保證細胞正常生命活動C.加入的天然成分是血清,用來補充細胞生長和增殖所需的物質D.經培養可得到由多層細胞構成的人造皮膚,能直接用于移植2.(2023山東卷)利用植物細胞培養技術在離體條件下對單個細胞或細胞團進行培養使其增殖,可獲得植物細胞的某些次生代謝物。下列說法正確的是()A.利用該技術可獲得某些無法通過化學合成途徑得到的產物B.植物細胞體積小,故不能通過該技術進行其產物的工廠化生產C.次生代謝物是植物所必需的,但含量少,應選擇產量高的細胞進行培養D.該技術主要利用促進細胞生長的培養條件提高單個細胞中次生代謝物的含量3.(不定項選擇題)下列關于動物細胞工程和胚胎工程的敘述,錯誤的是()A.乳腺細胞比乳腺癌細胞更容易進行離體培養B.細胞核移植在同種動物、同種組織的細胞之間進行C.采用胚胎分割技術產生同卵多胚的數量是有限的D.培養早期胚胎的培養液中含維生素、激素等多種能源物質4.(不定項選擇題)下圖表示改造哺乳動物遺傳特性的3種途徑。下列相關敘述錯誤的是()A.獲得動物1的受體細胞通常是受精卵B.動物2體內各體細胞的基因種類相同C.獲得動物3的重構胚不具有全能性D.上述動物的獲得均需運用胚胎移植技術二、非選擇題5.我國菊花主要有杭菊、懷菊、貢菊等品種,是藥食兼優的代表性植物。研究發現,杭菊具有明顯的抗炎作用,懷菊具有良好的抗病毒作用(但是抗炎作用很弱)?；卮鹣铝袉栴}。(1)欲培育兼有明顯抗炎、抗病毒療效的菊花新品種,用杭菊和懷菊雜交的方法是做不到的,原因是。

(2)基因工程方法為培育上述新品種提供了可能性,在實施基因工程過程中,最關鍵的步驟是。受體細胞的選擇直接關系到實驗的成功與否以及新生植株的品質,我們一般選取未開花的幼枝的芽尖,理由有、。

(3)如果利用植物體細胞雜交的方法培育“杭菊—懷菊”雜種植株,首先要獲得這兩種植物細胞的,然后用聚乙二醇誘導處理,誘導實驗材料再生出,最后利用植物組織培養技術培育出雜種植株。

(4)理論上利用植物體細胞雜交的方法可以培育出抗炎、抗病毒的優良菊花,該技術的意義是。

6.海拉細胞系是人工培養的具有無限增殖能力的永生癌細胞系,為世界各地的研究者提供了相同的研究對象。請回答下列問題。(1)海拉細胞源自一位美國婦女的宮頸癌細胞,目前實驗室中為了對其進行進一步研究,需進行(填“原代”或“傳代”)培養。動物細胞培養所需營養物質有糖、氨基酸、無機鹽等,通常還需要加入等天然成分。動物細胞培養過程中需要用胰蛋白酶將組織分散成細胞,不用胃蛋白酶的原因是

。

(2)某小組為研究葡萄糖饑餓對海拉細胞生長的抑制情況,在其他營養條件適宜的情況下,用葡萄糖濃度不同的培養基培養海拉細胞24h,實驗結果如下表所示。葡萄糖濃度/(mmol·L-1)海拉細胞生長抑制率/%056.161.036.301.525.002.016.44該實驗(填“需要”或“不需要”)另設對照組。實驗結果表明葡萄糖濃度與海拉細胞生長抑制率的關系是。體內低濃度的葡萄糖可癌細胞的增殖,為腫瘤的限食療法提供了理論依據。

(3)海拉細胞在生物醫學領域應用廣泛,例如,它幫助科學家首次實現了人源細胞與小鼠細胞的融合。兩個或多個細胞融合形成的單核細胞叫作,細胞融合技術的意義是

。

(4)科學家從某些無限增殖細胞的細胞質中分離出了無限增殖調控基因(prG),該基因能激發動物細胞分裂,這為單克隆抗體的制備提供了更多的思路。除本題描述的制備單克隆抗體的技術外,請再簡要寫出一種制備單克隆抗體的思路:

。

7.利用現代生物技術,科研人員對馬鈴薯的培育進行了研究,請回答下列問題。(1)培育馬鈴薯脫毒苗所依據的原理是,該培育過程涉及和兩個階段。

(2)研究馬鈴薯莖尖外植體長度對幼苗的成苗率和脫毒率的影響,結果見下圖。據圖可知,莖尖越小,脫毒率,成苗率,培養脫毒苗莖尖的適宜長度為。

(3)若想培育出“番茄—馬鈴薯”植株,用傳統的有性雜交的方法能否得到可育的雜種植株?請說明理由。。

8.中國科學家率先成功地應用體細胞對非人靈長類動物進行克隆,獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”。請回答下列問題。(1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程,動物細胞核移植是指

,使這個重新組合的細胞發育成新胚胎,繼而發育成動物個體的技術。通過核移植方法獲得的克隆猴,與核供體相比,克隆猴體細胞的染色體數目(填“減半”“加倍”或“不變”)。(2)哺乳動物核移植可以分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植,胚胎細胞核移植獲得克隆動物的難度(填“大于”或“小于”)體細胞核移植,其原因是

。(3)在哺乳動物核移植的過程中,若分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體,通常,所得到的兩個克隆動物體細胞的常染色體數目,性染色體組合。(填“相同”或“不同”)

9.利用細胞工程技術制備抗人絨毛膜促性腺激素(HCG)的單克隆抗體,其主要流程如下圖所示,回答下列問題。①取免疫后的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合↓②用HAT選擇培養基篩選出雜交瘤細胞↓③將雜交瘤細胞接種到多孔細胞培養板上,篩選出抗體檢測呈陽性的細胞↓④體外培養獲得抗HCG單克隆抗體(1)制備抗HCG單克隆抗體過程中,用到的動物細胞工程技術有和。

(2)細胞DNA合成有D和S兩條途徑,其中D途徑能被腺嘌呤阻斷。在HAT培養基中加入了腺嘌呤,雜交瘤細胞能連續增殖,未融合細胞以及同種融合細胞因不能增殖而死亡。由此可判斷骨髓瘤細胞DNA合成存在(填“D”“S”或“D和S”)途徑。

(3)步驟③需對選擇培養的雜交瘤細胞進行克隆化培養及抗體檢測,該過程一般在多孔細胞培養板上進行。先將細胞懸液稀釋到細胞數量為7~10個/mL,再在每個培養孔中滴入0.1mL細胞稀釋液,其目的是。

10.下面是以小鼠為對象進行的研究工作,請分析回答下列問題。(1)進行小鼠胚胎工程操作時,首先在光控周期下(光照14h,黑暗10h)飼養成年雌鼠,并注射促性腺激素,目的是,該過程中涉及的內分泌腺包括。

(2)從雄鼠附睪中取出精子,在一定條件下培養一段時間,目的是。精卵共同作用4h,沖洗后繼續培養。定時在顯微鏡下觀察胚胎的變化,第5天可以看到胚胎收縮,細胞間隙擴大,接著胚胎內部出現裂隙,這是期開始的標志。

(3)在體外受精時,如果在雄原核與雌原核融合之前用微型吸管吸除雄原核,再用細胞松弛素B處理(作用類似于用秋水仙素處理植物細胞),處理后的受精卵可發育成小鼠。這種方法在動物新品種培育中的顯著優點是。

(4)如果將小鼠甲的體細胞核移入小鼠乙的去核卵母細胞中,由重組細胞發育成小鼠丙,則小鼠丙的基因來源于。

(5)胚胎干細胞體外培養誘導分化可形成大量皮膚干細胞,其原因是。根據胚胎干細胞的這種功能特性,當小鼠體內的某一類細胞功能出現異?；蛲嘶瘯r,利用胚胎干細胞的治療思路是。

答案：1.C動物細胞培養時,需要對培養液和所有培養用具進行滅菌處理,還要加入抗生素,防止培養過程中被污染,A項錯誤。細胞培養過程中需適宜的氣體環境(95%空氣和5%CO2)、適宜的溫度和pH、無菌無毒的環境等,B項錯誤。在進行動物細胞培養時,通常在培養液中加入血清等一些天然成分,主要目的是為細胞提供促生長因子,以補充細胞生長和增殖所需的物質,C項正確。動物細胞培養過程中存在接觸抑制現象,當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時,細胞通常會停止分裂增殖,培養后的細胞還需要經過誘導分化形成特定的組織,才能用于移植,D項錯誤。2.A若植物細胞的某些次生代謝物在體外無法通過化學途徑合成,則可通過植物細胞培養技術獲得,A項正確。雖然植物細胞體積小,但可通過植物細胞培養使其大量增殖,進而產生大量產物進行工廠化生產,B項錯誤。次生代謝物不是植物生長所必需的,C項錯誤。植物細胞培養技術通過篩選高產細胞,對其培養使其大量增殖,進而獲得其代謝物,該技術主要利用促進細胞增殖的培養條件提高細胞中次生代謝物的含量,D項錯誤。3.ABD癌細胞比成熟動物細胞更易進行離體培養,A項錯誤。細胞核移植不一定是在同種動物、同種組織之間進行,如可以將一種生物體細胞的細胞核移植到另一種生物去核的卵母細胞中,B項錯誤。胚胎分割技術中,隨著胚胎分割次數的增多,分割胚的發育能力會明顯降低,因此采用該技術獲取同卵多胚的數量是有限的,C項正確。維生素和激素都不能提供能量,D項錯誤。4.BC獲得動物2的過程中,將導入外源基因的受體細胞注入囊胚的某一部位,因此將來發育成的動物體各部位并不都含外源基因,B項錯誤。動物3為克隆動物,重構胚具有發育成完整個體的能力,即具有全能性,C項錯誤。5.答案(1)二者存在生殖隔離(2)基因表達載體的構建病毒極少甚至無病毒分化程度低或易誘導脫分化和再分化(答案必須是兩個方面)(3)原生質體細胞壁(4)打破生殖隔離,實現遠緣雜交育種,培育植物新品種等解析(1)杭菊和懷菊屬于兩個不同的物種,二者之間存在生殖隔離,所以二者不能進行有性雜交。(2)基因工程的關鍵步驟是基因表達載體的構建;由于幼枝的芽尖具有病毒極少甚至無病毒、分化程度低或易誘導脫分化和再分化的特點,所以通常選取未開花的幼枝的芽尖作受體細胞。(3)植物體細胞雜交技術首先要獲得這兩種植物細胞的原生質體,用聚乙二醇誘導處理后,誘導實驗材料再生出細胞壁,再利用植物組織培養技術培育出雜種植株。(4)植物體細胞雜交技術在打破生殖隔離,實現遠緣雜交育種,培育植物新品種等方面展示出獨特的優勢。6.答案(1)傳代血清在多數動物細胞培養液適宜的pH范圍內,胃蛋白酶已失去活性(2)需要葡萄糖濃度越低,海拉細胞生長抑制率越高抑制(3)雜交細胞突破了有性雜交的局限,使遠緣雜交成為可能(4)通過基因工程向漿細胞中導入prG基因(或利用核移植技術將漿細胞的細胞核移植到去核的無限增殖細胞中)解析(1)目前實驗室中為了對海拉細胞進行進一步研究,需進行傳代培養。動物細胞培養所需營養物質有糖、氨基酸、無機鹽等,通常還需要加入血清等天然成分。動物細胞培養過程中需要用胰蛋白酶將組織分散成細胞,不用胃蛋白酶的原因是胃蛋白酶的最適pH為1.5,在動物細胞培養液中會失去活性。(2)由題表數據可知,該實驗需要另設對照組,觀察在正常條件下細胞的生長情況。實驗結果表明葡萄糖濃度越低,海拉細胞生長抑制率越高。體內低濃度的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。(3)兩個或多個細胞融合形成的單核細胞叫作雜交細胞,細胞融合技術突破了有性雜交的局限,使遠緣雜交成為可能。(4)抗體是由漿細胞合成、分泌的。利用無限增殖調控基因(prG)制備單克隆抗體,可以通過基因工程向漿細胞中導入prG基因;也可以利用核移植技術將漿細胞的細胞核移植到去核的無限增殖細胞中。7.答案(1)植物細胞的全能性脫分化再分化(2)越高越低0.27mm(3)否(或不能),兩種生物之間存在著生殖隔離8.答案(1)將動物一個細胞的細胞核移入去核的卵母細胞中不變(2)小于動物胚胎細胞分化程度低,表現全能性相對容易(3)相同不同解析(1)克隆動物過程中涉及的動物細胞工程技術有動物細胞核移植技術、胚胎移植等,其中動物細胞核移植技術是指將動物一個細胞的細胞核移入去核的卵母細胞中,使這個重新組合的細胞發育成新胚胎,繼而發育成動物個體的技術。在整個過程中,細胞只進行有絲分裂,細胞中的染色體數目不變。(2)胚胎細胞比體細胞分化程度低,表現全能性相對容易,故胚胎細胞核移植的難度比體細胞核移植小。(3)通過核移植獲得克隆動物的過程中,細胞中染色體數目不變。雌雄動物的常染色體數目相同,而性染色體組合不同。9.答案(1)動物細胞融合動物細胞培養(順序可顛倒)(2)D(3)使每一個孔中盡量只接種一個雜交瘤細胞,實現單克隆培養10.答案(1)促進超數排卵垂體、卵巢(2)使精子獲能囊胚(3)容易獲得純合子并縮短育種時間(4)小鼠甲(體細胞)的細胞核基因和小鼠乙(卵母細胞)的細胞質基因(5)胚胎干細胞具有發育的全能性