(选考)2021版新高考生物一轮复习 第十单元 生物技术与工程 第35讲 细胞工程学案 新人教版

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第35讲细胞工程考点1植物组织培养和植物体细胞杂交1细胞工程的概念2细胞的全能性3植物组织培养技术4植物体细胞杂交技术(1)概念:将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。(2)操作流程5植物细胞工程的实际应用(1)(2)作物新品种的培育:单倍体育种、突变体的利用。(3)细胞产物的工厂化生产:培养到愈伤组织阶段。(选修3 P36“小知识”改编)固体培养基中的无机营养成分包括_;有机营养成分包括_等物质。答案:水分、无机盐小分子糖类、氨基酸1(2019高考北京卷)甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病害。研究者先分别获得抗甲、乙的转基因植株,再将二者杂交后得到F1,结合单倍体育种技术,培育出同时抗甲、乙的植物新品种。以下对相关操作及结果的叙述,错误的是()A将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞B通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定C调整培养基中植物激素比例获得F1花粉再生植株D经花粉离体培养获得的若干再生植株均为二倍体解析:选D。基因工程的核心是基因表达载体的构建,基因表达载体包括目的基因、标记基因、启动子、终止子等,A项正确;可通过病原体接种实验对转基因植株进行个体水平的检测,B项正确;花粉离体培养技术就是以花粉为外植体进行的组织培养,其培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素,且在组织培养不同阶段需要调整激素的比例,C项正确;抗甲、乙的植物新品种杂交后得到的F1仍为二倍体植物,F1经花粉离体培养获得的再生植株均为单倍体,D项错误。2(2019高考江苏卷)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力,某研究小组的实验过程如图。下列叙述正确的是()A过程获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中B过程需提高生长素的比例以促进芽的分化C过程需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生D原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性解析:选D。过程获得的原生质体不能悬浮在30%的蔗糖溶液中,30%的蔗糖溶液可导致原生质体失水皱缩甚至死亡,A项错误;过程为再分化过程,需提高细胞分裂素的比例以促进芽的分化,B项错误;过程不需用秋水仙素处理,愈伤组织细胞就已经有了细胞壁,C项错误;原生质体虽无细胞壁,但含有细胞核等结构,即含有全部的遗传信息,原生质体仍保持细胞的全能性,D项正确。3(2019高考全国卷)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比,这种微型繁殖技术的特点有_ (答出2点即可)。(2)通过组织培养技术,可把植物组织细胞培养成胚状体,再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示),这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是_。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质,因此应含有植物激素、_和_等几类物质。(3)用脱毒苗进行繁殖,可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗,可以选取植物的_进行组织培养。(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是_(用流程图表示)。解析:(1)与常规的种子繁殖方法相比,植物微型繁殖技术具有能保持植物原有的遗传特性、繁殖速度快等特点。(2)人工种皮具有透气性,有利于胚状体进行呼吸作用;人工胚乳能够为胚状体生长提供植物激素、矿质元素和糖等物质。(3)植物分生区附近的病毒极少,甚至无病毒。为获得脱毒苗,可以选取植物的茎尖进行组织培养。(4)将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是含目的基因的细胞愈伤组织小植株。答案:(1)能保持植物原有的遗传特性,繁殖速度快(2)有利于胚状体进行呼吸作用矿质元素糖(3)茎尖(4)含目的基因的细胞愈伤组织小植株1植物组织培养中生长素和细胞分裂素的比值与效果生长素与细胞分裂素的比值作用效果比值高时促进根分化、抑制芽形成比值低时促进芽分化、抑制根形成比值适中促进愈伤组织形成2.植物组织培养中光照的使用脱分化阶段不需要给予光照,再分化阶段需要给予光照,以利于叶绿素的形成。3杂种植物遗传物质的变化(1)遗传特性:杂种植株中含有两种植物的遗传物质,故杂种植株具备两种植物的遗传特性。(2)染色体组数染色体组数两种植物体细胞内染色体组数之和。植物体细胞杂交形成的杂种植株,有几个染色体组就称为几倍体。若一植物细胞含有2x条染色体,2个染色体组,基因型为Aabb,另一植物细胞含有2y条染色体,2个染色体组,基因型为ccDd,则新植株应为异源四倍体,其体细胞中染色体为(2x2y)条,4个染色体组,基因型为AabbccDd。4植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法(1)诱导产生的细胞(假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B)未融合的细胞:A和B。两两融合的细胞:AA、BB和AB。多细胞融合体。(2)检测方法:对诱导产生的细胞进行植物组织培养,然后根据得到的植物性状进行判断。若得到的是一种植物的性状,说明是未融合细胞。若得到的是具有两种亲本性状的植物,说明是杂种植株。若得到的是具有两种亲本性状的植物,且一种植物的性状得到加强,则是多细胞融合体。若得到的是一种植物的性状且效果得到加强,则是同种细胞融合的结果。1下列有关植物组织培养的叙述,正确的是()A愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞B二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株C用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子D植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得解析:选D。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一团没有特定结构和功能并处于旺盛分裂状态的薄壁细胞,故A错误。二倍体植株的花粉经离体培养后得到单倍体植株,该单倍体高度不育,不能稳定遗传,故B错误。用人工薄膜将胚状体等进行包装可制成人工种子,愈伤组织不能作为制作人工种子的材料,故C错误。在普通培养基中添加适量的NaCl,制成选择培养基,可用来筛选植物耐盐突变体,故D正确。2(不定项)(2020山东青岛高三期末)如图为植物组织培养过程示意图,下列叙述正确的是()外植体试管苗A外植体可以是植物体细胞、卵细胞或花药B试管苗过程的基础是细胞的分裂、分化C将包上人造种皮即可获得人工种子D赤霉素和脱落酸也可用于植物组织培养解析:选ABD。分析题图可确定表示愈伤组织,表示胚状体(或不定芽等)。外植体可以是植物体细胞、卵细胞或花药,A正确;试管苗过程的基础是细胞的分裂、分化,B正确;人工种子的基本结构为胚状体(或不定芽等)、人工胚乳、人造种皮,C错误;不同植物所需的激素种类有所不同,植物组织培养中主要用到生长素和细胞分裂素,有时也会用到赤霉素和脱落酸,D正确。3(不定项)科学家将番茄和马铃薯细胞利用图示技术获得了“番茄马铃薯”植株。下列有关叙述正确的是()A图示技术涉及的原理有细胞膜的流动性、植物细胞的全能性等B过程可用电激、聚乙二醇或灭活的病毒诱导原生质体融合C过程需提供无机营养成分、有机营养成分和植物激素等Df培养基中生长素与细胞分裂素的配比与e培养基中的不同解析:选ACD。植物体细胞杂交过程中涉及原生质体的融合和植物组织培养,前者的原理是细胞膜的流动性,后者的原理是细胞的全能性,A正确;原生质体融合的方法有物理法和化学法,不能用灭活的病毒处理,B错误;脱分化、再分化需要营养成分和植物激素等条件,C正确;e中发生脱分化,f中再分化出根、芽,脱分化和再分化过程所需生长素和细胞分裂素的比例不同,D正确。4(2017高考海南卷)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:(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_。(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,可用组织培养的方法繁殖,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_。解析:(1)绿色叶片和白色花瓣是细胞分化的结果,遗传物质并没有改变,所以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,其原理是绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性。(2)蔗糖是由1分子的葡萄糖和1分子的果糖组成,所以蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。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具有完整的细胞核。(3)题图中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培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是细胞分裂素、生长素。A中的愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。(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,可用组织培养的方法繁殖;在培养时,不能采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体,原因是对杂合体的植株来说,其体细胞的基因型相同,通过减数分裂形成花粉粒,可以导致等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合等,花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同,后代会出现性状分离,用花粉粒进行组织培养得到的花卉的基因型不同于原植株。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的花卉基因型不同于原植株5(2021预测)传统的人工繁殖兰花的方法是分株繁殖和用种子播种,随着科学技术的进步,人们开始采用“组织培养”繁殖兰花。请回答下列问题:(1)植物组织培养是在_和人工控制条件下,将_的植物组织、器官、细胞,培养在人工配制的_上,诱导其产生_、丛芽,最终形成完整植株的过程。(2)兰花的叶肉细胞之所以能培养为新个体,是因为细胞中含有_,具有发育成完整个体的潜能,这种潜能叫做_。(3)有人想到利用植物体细胞杂交技术解决兰花生根速度慢、幼苗生存能力弱的好办法,但操作后得到的“韭菜兰花”,并没有预想中的“繁殖容易,香气浓郁”,可能的原因是_。解析:(1)植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。(2)兰花叶肉细胞中含有本物种的全部遗传信息,具有发育成完整个体的潜能,即细胞具有全能性,所以兰花叶肉细胞能够培养为新个体。(3)植物体细胞杂交技术获得的“韭菜兰花”并没有预想中的“繁殖容易,香气浓郁”,可能是因为两个物种之间的基因相互影响,使某些基因无法正常表达。答案:(1)无菌离体培养基愈伤组织(2)本物种的全部遗传信息细胞的全能性(3)两个物种之间的基因相互影响,导致某些基因无法正常表达考点2动物细胞的培养和核移植技术1动物细胞培养动物细胞工程技术的基础(1)原理:细胞增殖。(2)过程(3)培养条件(4)应用:生物制品的生产、检测有毒物质、医学研究。2动物体细胞核移植技术和克隆动物(1)原理:动物体细胞的细胞核具有全能性。(2)动物体细胞核移植技术的过程(3)应用加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育。保护濒危物种。生产医用蛋白。作为异种移植的供体。用于组织器官的移植。(4)存在问题:成功率低、克隆动物存在健康问题、动物食品的安全性问题等。1(选修3 P44“寻根问底”改编)胰蛋白酶处理动物组织,对细胞的消化有两种情况:(1)短时间内细胞_(填“会”或“不会”)被消化,原因是_。(2)长时间后细胞_(填“会”或“不会”)被消化,原因是_。答案:(1)不会细胞表面具有糖蛋白,对细胞具有一定的保护作用(2)会细胞表面糖蛋白的保护作用是有限的;细胞膜的主要成分包括磷脂和蛋白质,蛋白质可被胰蛋白酶水解2(选修3 P49“讨论”T2)用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞,想一想,这是为什么?答案:动物细胞传代培养至1050代左右时,部分细胞的核型可能会发生变化,其细胞遗传物质可能会发生突变,而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此,在体细胞核移植中,为了保证供体细胞正常的遗传基础,通常采用传代10代以内的细胞。1(高考天津卷)将携带抗M基因、不带抗N基因的鼠细胞去除细胞核后,与携带抗N基因、不带抗M基因的鼠细胞融合,获得的胞质杂种细胞具有M、N两种抗性。该实验证明了()A该胞质杂种细胞具有全能性B该胞质杂种细胞具有无限增殖能力C抗M基因位于细胞质中D抗N基因位于细胞核中解析:选C。只有将该胞质杂种细胞培育成小鼠,才可证明该胞质杂种细胞具有全能性,A项错误;该实验没有证据表明该胞质杂种细胞能无限增殖,B项错误;携带抗M基因、不带抗N基因的鼠细胞去除细胞核后,与不带抗M基因、携带抗N基因的细胞融合,杂种细胞具有M、N两种抗性,说明细胞质中含有抗M基因,但不能确定抗N基因的位置,C项正确,D项错误。2(2018高考全国卷)2018年细胞期刊报道,中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆,获得两只克隆猴“中中”和“华华”。回答下列问题:(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程,核移植是指_。通过核移植方法获得的克隆猴,与核供体相比,克隆猴体细胞的染色体数目_(填“减半”“加倍”或“不变”)。(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度_(填“大于”或“小于”)体细胞核移植,其原因是_。(3)在哺乳动物核移植的过程中,若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体,通常,所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目_(填“相同”或“不同”),性染色体组合_(填“相同”或“不同”)。解析:(1)动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,与核供体相比,其细胞的染色体数目不变。(2)由于动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,而动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难,所以,胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度明显低于体细胞核移植。(3)哺乳动物雌性和雄性个体的体细胞中常染色体数目相同,所以分别以雌性和雄性个体的体细胞为供体,克隆动物体细胞的常染色体数目相同,但其性染色体组合不同。答案:(1)将动物的一个细胞核,移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中不变(2)小于胚胎细胞分化程度低,恢复全能性相对容易(3)相同不同1关于动物细胞培养的两组概念辨析(1)细胞贴壁与接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时, 细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为接触抑制。(2)原代培养与传代培养原代培养:细胞悬液第一次在瓶中培养,没有分瓶培养之前的细胞培养。原代培养的细胞核型正常。传代培养:进行分瓶后的扩大培养,即传代培养。一般情况下,细胞传至1050代后,增殖会明显减缓,甚至完全停止,部分细胞出现核型异常。2克隆1(2020江苏苏、锡、常、镇模拟)下列关于动物细胞工程的叙述,正确的是()A接触抑制的细胞经分散后继续培养,细胞将不再增殖B动物细胞培养选用的培养材料大多是胚胎或幼龄动物的组织C经选择性培养基筛选出来的杂交瘤细胞即可直接生产特定的单克隆抗体D常在培养基中添加一定种类和数量的抗生素以防止培养的细胞被病毒感染解析:选B。接触抑制的细胞经分散后继续培养,细胞仍能增殖,A错误,动物细胞培养通常选择胚胎或幼龄动物的组织作为培养材料,B正确;经选择性培养基筛选出来的杂交瘤细胞需要检测其是否能产生特定的抗体,C错误;加抗生素的目的是消灭杂菌,防止污染,D错误。2培育肉是利用动物体内分离的成肌细胞或全能干细胞,采用动物细胞培养技术培养出类似于动物肌肉的肉丝,同时添加了人体所需的元素如铁、钙等,使之营养更加丰富。下列相关叙述不正确的是()A用胃蛋白酶处理肌肉组织,可以获得分裂能力强的肌肉母细胞B生物反应器内应控制温度适宜,并充入一定量的CO2保证细胞呼吸C培养液中的支架提供了更多的细胞附着面积,有利于细胞贴壁生长D“人造牛肉”的培养有利于工厂化生产,产品是真肉解析:选A。用胰蛋白酶处理动物组织,可以使组织分散成单个细胞,有利于动物细胞培养,A项错误;生物反应器内应控制温度适宜,并充入一定量的CO2保证细胞呼吸,B项正确;动物细胞培养过程中培养液中的细胞会附着在瓶壁上,如果想得到大量的产物,可以增大细胞附着面积,有利于细胞贴壁生长,C项正确;理论上来说,题图所示的培养过程有利于牛肉的工厂化生产,产品是细胞增殖的产物,属于真肉,D项正确。3(不定项)下列有关哺乳动物核移植技术的叙述,正确的是()A受体细胞常用处于减数第二次分裂中期的卵母细胞B注入受体细胞的既可以是细胞核,也可以是细胞C用物理或化学方法激活移植后的细胞,使其完成减数分裂过程D核移植技术的成功率很低,仍有很多问题需要研究解析:选ABD。处于减数第二次分裂中期的卵母细胞体积大、易操作,含有核基因全能性表达的物质和环境条件,所以受体细胞常用处于减数第二次分裂中期的卵母细胞,A正确;注入受体细胞的可以是细胞核,为了保证供体的细胞核不被破坏,使所得个体的性状更接近供体,注入受体细胞的也可以是供体细胞,B正确;用物理或化学方法激活移植后的细胞,使其完成有丝分裂过程,C错误;许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷、核移植技术的成功率很低等,仍有很多问题需要研究,D正确。4下图为动物细胞培养过程中细胞增殖曲线(甲)及细胞变化图(乙),请回答下列问题:(1)图甲中_点以后表示细胞的传代培养,AB段可能发生了如图乙_(填序号)所示的_现象,在进行B至C过程培养前,需要用_处理细胞。(2)动物细胞培养,一般传至_代以内细胞能保持正常的二倍体核型。(3)为制备单克隆抗体,需将_注射到小鼠体内,以此获取_,同时将该细胞与图乙_(填序号)所示的细胞融合形成杂交瘤细胞。该杂交瘤细胞的特点是_。为筛选能够产生单克隆抗体的杂交瘤细胞,可用_培养基来培养。解析:(1)B点之前是初次培养,称为原代培养。AB段增殖速度缓慢,是因为发生了题图乙中所示的接触抑制现象。若要继续进行传代培养,需要用胰蛋白酶(胶原蛋白酶)处理使组织细胞分散开来。(2)传代培养10代以上,细胞的二倍体核型可能会发生改变,10代以内的细胞仍然保持二倍体核型。(3)制备单克隆抗体时,需要将已免疫的B淋巴(浆)细胞和能无限增殖的细胞(如题图乙中发生癌变的瘤细胞)融合,二者融合后形成的杂交瘤细胞,既能像瘤细胞那样无限增殖,又能像已免疫的B淋巴(浆)细胞那样产生专一抗体。需要利用特定的选择培养基将产生单一抗体的杂交瘤细胞筛选出来。答案:(1)B接触抑制胰蛋白酶(胶原蛋白酶)(2)10(3)抗原已免疫的B淋巴(浆)细胞既能无限增殖,又能产生专一抗体选择5(2021预测)我国科学家解决了体细胞克隆猴的世界难题,成功培育出世界上首个体细胞克隆猴“中中”和“华华”。这标志着我国将率先开启以猕猴作为实验动物模型的时代。下图为克隆猴的流程示意图。请回答下列问题:(1)我国克隆猴利用的是猴胎儿成纤维细胞,该细胞是一种已分化的体细胞,从理论上分析,它具有细胞的全能性,这是因为_。(2)克隆猴时需要进行“去核”操作,即去掉卵母细胞的细胞核。先在体外培养卵母细胞让其分裂,一般选择_的细胞进行去核操作;然后进行“核移植”,即将体细胞的细胞核移到去核卵母细胞中形成重组细胞,此时采用的技术是_;得到的重组细胞再进行人工激活使其分裂形成胚胎。(3)科学家将79枚克隆胚胎移植入21只代孕母猴体中,最终只有两只母猴正常怀孕产下“中中”和“华华”,它俩的性别是否一致?_;原因是_。(4)克隆动物有很多优点:可以加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育;_。(5)灵长类生物克隆成功是克隆技术的重大突破,在该技术应用方面,应注意哪些潜在的风险?_。解析:(1)由于成纤维细胞的细胞核中含有猴的全部核基因,因此成纤维细胞具有全能性。(2)去核操作一般选择减数第二次分裂中期的卵母细胞。将体细胞的细胞核移到去核卵母细胞中形成重组细胞采用的方法是显微注射技术。(3)79枚克隆胚胎是经过有丝分裂形成的,其细胞核遗传物质一致,即“中中”“华华”的细胞核中遗传物质一样,因此“中中”和“华华”的性别一致。(4)克隆动物的优点:可以加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育;可以增加濒危物种的存活数量(或可以建立实验动物模型研究人类疾病)。(5)克隆技术应用方面应避免进一步扩大到对灵长类或者人的体细胞克隆,引发伦理问题。答案:(1)成纤维细胞的细胞核中含有猴的全部核基因(2)减数第二次分裂中期(或M期)显微注射技术(3)是“中中”“华华”的细胞核中遗传物质一样,是经过有丝分裂形成的(4)可以增加濒危物种的存活数量(或可以建立实验动物模型研究人类疾病)(5)避免进一步扩大到对灵长类或者人的体细胞克隆,引发伦理问题考点3动物细胞的融合与单克隆抗体的制备1动物细胞的融合2单克隆抗体(1)制备原理:一种浆细胞产生一种抗体,浆细胞在体外不能无限增殖;骨髓瘤细胞能无限增殖;浆细胞与骨髓瘤细胞融合得到杂交瘤细胞,既能无限增殖,又能产生特异性抗体。(2)制备过程1(不定项)(2018高考江苏卷)如图为细胞融合的示意图,下列叙述正确的是()A若a细胞和b细胞是植物细胞,需先去分化再诱导融合Ba细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现Cc细胞的形成与a、b细胞膜的流动性都有关Dc细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因解析:选BC。若a细胞和b细胞是植物细胞,需要用酶解法去掉细胞壁后再诱导融合,融合完成后的细胞再经脱分化和再分化培养,A错误;a细胞和b细胞之间的融合需要借助物理、化学等方法处理后才能实现,B正确;c细胞的形成要经过细胞膜的融合,与a、b细胞膜的流动性都有关,C正确;c细胞内有a、b两细胞的遗传物质,但不能同时表达a、b细胞中的所有基因,D错误。2(不定项)(2019高考江苏卷)下图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT),在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA,无法生长。下列叙述正确的是()A可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合B两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长C杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产D细胞膜的流动性是细胞融合的基础解析:选ACD。动物细胞融合可以用灭活的仙台病毒进行诱导,或用PEG、电激等进行诱导,A正确;免疫B细胞与骨髓瘤细胞进行融合产生的融合细胞有:免疫B细胞自身融合细胞、骨髓瘤细胞自身融合细胞、杂交瘤细胞,据题干信息可知,骨髓瘤细胞在HAT培养基上无法生长,因此骨髓瘤细胞自身融合细胞在HAT培养基上无法生长,而免疫B细胞自身融合细胞和杂交瘤细胞可以在HAT培养基上生长,B错误;融合后产生的杂交瘤细胞并不是都能表达并产生所需的单克隆抗体,需要进一步筛选,C正确;动物细胞融合依据的原理是细胞膜的流动性,D正确。1植物体细胞杂交与动物细胞融合的“同”与“不同”(1)植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同,纤维素酶和果胶酶作用于细胞壁,而胰蛋白酶等作用于动物细胞间的蛋白质。(2)相比植物体细胞杂交,动物细胞融合特有的诱导方式是用灭活的病毒处理,其他物理、化学诱导融合的手段与植物体细胞杂交过程中诱导原生质体融合的方法相同。2制备单克隆抗体过程中的两次筛选项目第一次筛选第二次筛选筛选原因诱导融合后得到多种杂交细胞,另外还有未融合的细胞由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激,所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞筛选方法用特定的选择培养基筛选:未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(“BB”细胞、“瘤瘤”细胞)都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞(“B瘤”细胞)才能生长用多孔培养皿培养,在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测,经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群筛选目的得到杂交瘤细胞得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞1(2020江苏南通、徐州等六市模拟)在利用细胞融合技术生产单克隆抗体的过程中,不需要考虑()A多次注射特定抗原蛋白,对实验小鼠进行免疫B淋巴B细胞和骨髓瘤细胞之间的免疫排斥C向细胞培养液中加入促融剂的种类和处理时间D选择特定试剂筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞解析:选B。制备单克隆抗体过程中,要对实验小鼠注射特定的抗原,抗原进入机体后刺激机体产生特异性免疫反应从而产生相应的浆细胞,A不符合题意;免疫排斥是机体对移植物(异体细胞、组织或器官)通过特异性免疫应答使其破坏的过程,细胞之间不存在免疫排斥,B符合题意;向细胞培养液中加入促融剂的种类和处理时间会影响细胞的融合,C不符合题意;需要选择特定试剂筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞,否则会影响单克隆抗体的产量或得到的单克隆抗体特异性差,D不符合题意。2(2020山东省高三等级考模拟)下列关于单克隆抗体制备的说法,正确的是()A将特定抗原注射到小鼠体内,可以从小鼠血清中获得单克隆抗体B经特定抗原免疫过的B淋巴细胞在体外培养时可分泌单克隆抗体C诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后,发生融合的细胞均为杂交细胞D筛选出杂交瘤细胞后,需利用特定抗原再次筛选分泌单克隆抗体的细胞解析:选D。血清中提取的抗体不止一种,A错误;免疫过的B淋巴细胞在体外培养不能维持增殖,B错误;诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,也可能发生B淋巴细胞互相融合、骨髓瘤细胞互相融合,这两种均不是杂交瘤细胞,C错误;筛选出杂交瘤细胞后,需利用特定抗原再次筛选分泌单克隆抗体的细胞,D正确。3(不定项)(2020江苏金湖中学考前模拟)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,制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断,下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图,下列相关叙述正确的是()A过程的促融剂常用聚乙二醇(PEG),也可用灭活的病毒诱导B过程利用抗原抗体杂交的原理进行检测C给小鼠多次注射HCG的目的是获得较多的记忆细胞D过程需要添加抗生素等物质解析:选ABD。与植物细胞融合相比,动物细胞融合还可以用灭活的病毒诱导处理,A正确;过程利用抗原抗体杂交的原理进行检测,B正确;给小鼠多次注射HCG的目的是获得较多免疫过的B细胞,C错误;过程需要添加抗生素等物质,目的是防止杂菌污染,D正确。4(2020甘肃西北师大附中高三诊断)下图表示细胞工程的流程图(a、b表示过程),请据图回答下列问题:(1)若图示为动物细胞融合的过程,则a过程特有的诱导剂是_。以动物细胞融合为基础发展起来的杂交瘤技术为制造单克隆抗体开辟了新途径,通过把能产生抗体的_细胞与能在体外大量增殖的_细胞进行融合,得到既能迅速大量繁殖,又能产生专一抗体的杂交瘤细胞。(2)若图示为植物体细胞杂交过程,则在甲、乙融合之前,需要用_(填酶)制备_。这项工程的意义是_。(3)由甲、乙融合得到丙细胞的基本原理是_。解析:(1)若a过程表示诱导动物细胞融合,则特有的诱导剂是灭活的病毒。在单克隆抗体的制备过程中,利用已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,形成杂交瘤细胞,该细胞既可以迅速大量增殖,又可以产生专一的抗体。(2)在植物体细胞杂交过程中,需要对甲、乙细胞用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,然后再诱导甲、乙的原生质体融合。该技术可以克服远缘杂交不亲和的障碍,扩大亲本组合的范围。(3)甲、乙细胞融合形成丙细胞,利用了细胞膜的流动性。答案:(1)灭活的病毒B淋巴(浆)骨髓瘤(2)纤维素酶和果胶酶原生质体克服远缘杂交不亲和的障碍,扩大亲本组合的范围(3)细胞膜的流动性5(2020濮阳模拟)下图是制备乙肝病毒表面抗体的流程图。请回答下列问题:(1)图中细胞的名称为_,其与骨髓瘤细胞融合所依据的基本原理是_。(2)在图示流程中至少需要进行两次筛选,其中第一次筛选的目的是_;第二次筛选的目的是_。(3)制备得到的单克隆抗体可用于乙肝的免疫治疗,其所利用的免疫学原理是_。解析:(1)用抗原刺激小鼠,使之产生特异性免疫反应,从小鼠体内提取B淋巴细胞,B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞。细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性。(2)两次筛选中第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞,第二次筛选的目的是从杂交瘤细胞中获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。(3)单克隆抗体具有与抗原结合的特异性强、灵敏度高的特点,可用于乙肝的免疫治疗。答案:(1)B淋巴细胞(或浆细胞)细胞膜(具有一定)的流动性(2)获得杂交瘤细胞获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞(3)抗原和抗体的特异性结合(或单克隆抗体与抗原结合的特异性强)易误警示易错点1不清楚植物脱毒苗培养时选择的要求及原理点拨 由于植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少,所以常采用茎尖组织培养技术获得脱毒苗。易错点2误认为植物组织培养均需“再分化至幼苗”,“人工种子”即平常所说的“种子”点拨 (1)组织培养的目的不同,培养的阶段不同。如:生产细胞代谢产物,只需培养至愈伤组织时期;生产人工种子,则需要培养至胚状体时期;获得植株就需培养至幼苗时期。(2)人工种子是通过无性生殖(植物体细胞的组织培养技术)形成的,只有一个亲本的性状;自然种子是有性生殖的产物,具有两个亲本的性状。易错点3误认为动物细胞培养时加入5%CO2的目的是维持气体平衡或用于呼吸点拨 动物细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶将其置于含95%空气加5% CO2的混合气体的培养箱中进行培养,加入CO2的目的是维持培养液的pH。易错点4不清楚动物细胞克隆化培养时为何常选10代以内的细胞,而瘤细胞却为50代以后点拨取供体动物的体细胞培养,一般选用传至10代以内的细胞,因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型,保证了供体细胞正常的遗传基础。欲获得无限增殖的瘤细胞则往往在50代以后,其遗传物质已发生变化,具癌变特性。纠错体验1(2020济宁模拟)在下列过程中,需要采用植物组织培养技术的有几种()用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,获得多倍体植株利用花药离体培养得到单倍体植株利用基因工程培养抗病转基因植株利用细胞工程培育“番茄马铃薯”杂种植株无子西瓜的大量繁殖A一种B两种C三种 D四种答案:D2(2020天津模拟)下列关于细胞产物的工厂化生产的叙述,错误的是()A细胞产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要用途之一B培养过程中需要脱分化形成愈伤组织,然后悬浮培养愈伤组织细胞C培养的愈伤组织需要经过再分化产生特定的组织细胞后才能产生特定的细胞产物D培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分答案:C3某研究小组为测定某种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。下列叙述正确的是()A制备肝细胞悬液时,可用胃蛋白酶处理肝组织块B恒温培养箱中的CO2浓度维持在5%左右,以促进细胞呼吸C为了保证细胞培养所需的无病毒环境,需大量添加各种抗生素D本实验应设置对照实验,以检测药物对甲、乙细胞的毒性大小解析:选D。在利用肝组织块制备肝细胞悬液时,常用胰蛋白酶,不能使用胃蛋白酶,因为胃蛋白酶需要在强酸环境下才能起作用,但这样的环境不适于细胞生存,A项错误;细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是维持培养液的pH,B项错误;抗生素是用来杀菌的,不是杀病毒的,C项错误;本实验应设置对照实验,用添加药物的培养液分别培养甲、乙细胞,根据变异细胞占培养细胞的比例,以检测药物对甲、乙的毒性大小,D项正确。1(2020江苏南京、盐城模拟)下列有关动物细胞培养和植物组织培养的叙述,错误的是()A动物细胞培养和植物组织培养所用培养基中的成分不同B动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶C动物细胞培养可用于检测有毒物质,茎尖组织培养可获得脱毒植株D烟草叶片离体培养能产生新个体,小鼠杂交瘤细胞培养能得到细胞代谢产物解析:选B。动物细胞培养中要用到胰蛋白酶,而植物组织培养不需要。2花药离体培养是重要的育种手段。下图是某二倍体植物花药育种过程的示意图,下列叙述正确的是()A为了防止微生物污染,过程所用的花药需在70%乙醇中浸泡30 minB过程的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化C过程逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体D过程应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上解析:选C。本题主要考查花药离体培养的相关知识。为了防止微生物污染,过程所用的花蕾需在70%乙醇中浸泡30 s,A错误;过程的培养基中,生长素与细胞分裂素的比值适中,且生长素含量高于细胞分裂素时,有利于根的分化,B错误;进行过程的愈伤组织经过了秋水仙素的处理,故其分化后的植株中可筛选获得纯合的二倍体,C正确;经炼苗后的幼苗是能进行光合作用且能独立进行代谢的植株,故幼苗的生长基质中不用添加蔗糖和多种植物激素,D错误。3如图表示核移植与克隆动物的相关图解,下列有关叙述中错误的是()A图示过程说明高度分化的动物细胞核仍具有发育的全能性B用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞C采集的卵母细胞培养到的时期表示减数第二次分裂后期D选用去核卵母细胞的主要原因是其细胞质可使体细胞核的全能性表达解析:选C。分析题图,动物细胞通过核移植技术,让核基因得以表达,即由细胞核克隆动物,体现了动物细胞核的全能性,A正确;作为供体,细胞核型应正常,通常传代10代以内的细胞核型都正常,而10代到50代以后的细胞的核型有可能发生变化,B正确;采集的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期,C错误;选用去核卵母细胞的主要原因是卵母细胞体积大,营养物质较丰富,细胞质可使体细胞核的全能性得以表达,D正确。4(2020江苏南通、徐州等六市模拟)2018年1月国际顶尖学术期刊Cell杂志报道,我国科学家以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体成功克隆两只猕猴,成为全球首例体细胞克隆灵长类动物。下列相关叙述错误的是()A这项技术证明高度分化的动物体细胞具有全能性B研究中需要使用成熟卵母细胞作为核移植的受体C培育出的两只雌性猕猴的基因组成几乎完全相同D克隆猕猴的成功为大量培育灵长类遗传病模型动物提供了可能解析:选A。克隆的两只猕猴是以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体发育而来的,该过程经过了细胞核移植,只能说明分化的动物体细胞的细胞核具有全能性,A错误;卵母细胞含有丰富的营养物质,且体积比较大,容易操作,同时卵细胞的细胞质中存在促进核基因表达的物质,因此研究中需要使用成熟卵母细胞作为核移植的受体,B正确;克隆的两只猕猴是以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体,因此培育出的两只雌性猕猴的基因组成几乎完全相同,C正确;克隆猕猴的成功为大量培育灵长类遗传病模型动物提供了可能,D正确。5(不定项)(2020江苏南京、盐城模拟)下列关于动物细胞工程的叙述,不正确的是()A用胰蛋白酶处理动物组织后,可用培养液将分散的细胞稀释制成细胞悬液B少数细胞在连续培养50代后可获得不死性,是某些基因选择性表达的结果C根据在高倍镜下观察到基因突变的比例可推知某化学药品的毒性DPEG诱导动物细胞融合形成的杂交细胞,经动物细胞培养能得到优良动物个体解析:选BCD。用胰蛋白酶处理动物组织后,可用培养液将分散的细胞稀释制成细胞悬液,A正确;少数细胞在连续培养50代后可获得不死性,是某些基因突变的结果,B错误;基因突变在高倍镜下是观察不到的,C错误;由于动物细胞的全能性受到限制,动物细胞融合形成的杂交细胞不能培育成动物个体,D错误。6(不定项)(2020山东威海质检)通过体细胞核移植技术培育克隆牛的过程中,涉及的操作是()A用显微操作技术处理次级卵母细胞,去除细胞核B将精子放入适宜的培养液中培养,使其获能C用物理或化学方法激活重组细胞,使其完成发育进程D选择合适时期的胚胎进行移植,使其发育成完整个体解析:选ACD。对于受体卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期,然后利用显微操作技术去除其细胞核,A符合题意;该技术需要的是供体细胞核和受体卵母细胞,不需要精子的参与,B不符合题意;需要用物理或化学方法激活核移植产生的重组细胞,使其完成发育进程,C符合题意;选择合适时期的胚胎进行移植,使其发育成完整个体,D符合题意。7(不定项)下图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程。下列有关叙述正确的是()A实验小鼠注射的甲能与抗胃癌单克隆抗体特异结合B与骨髓瘤细胞相比,B淋巴细胞中代谢表达更弱C利用灭活的病毒、PEG等可诱导细胞融合以获得乙D两次筛选应用的主要原理相同,但丙中含有不能分泌抗体的细胞解析:选ABC。实验小鼠注射的甲为抗原,能与抗胃癌单克隆抗体特异结合,A正确;骨髓瘤细胞具有无限增殖的特性,B淋巴细胞没有增殖能力,因此与骨髓瘤细胞相比,B淋巴细胞中代谢较弱,B正确;利用灭活的病毒、PEG等可诱导动物细胞融合,进而获得乙,C正确;两次筛选应用的主要原理不同,首次筛选是用特定的选择培养基,将融合的杂交瘤细胞筛选出来,二次筛选是通过克隆化培养和抗体检测,将分泌所需抗体的杂交瘤细胞筛选出来,丙中的细胞都能分泌抗体,D错误。8(2020安徽安庆五校期初模底)下图是植物组织培养的简略示意图。据图回答下列问题:ABCD(1)A表示离体的植物组织、器官或细胞,它能被培养成D的根本原因是_。(2)在A脱分化形成B的过程中,除需要提供营养外,还需要_的诱导。B表示_组织。构成B的是具有分生(分裂)能力的薄壁细胞。(3)要制造人工种子,应该选用_(填编号)作材料。(4)从A到B的整个过程,细胞进行分裂的方式是_。解析:(1)题图中的A表示外植体(离体的植物组织、器官或细胞),B表示愈伤组织,C可表示胚状体(或不定芽、顶芽和腋芽等),D表示完整植株。外植体经植物组织培养形成完整的植株,其根本原因是植物细胞具有全能性。(2)外植体通过脱分化形成愈伤组织过程中,除需要提供营养外,还需要激素的诱导。(3)人工种子是指以通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,通过人工薄膜包装得到的种子。(4)植物组织培养属于无性生殖范畴,因此从A到B的整个过程,细胞是通过有丝分裂的方式进行增殖的。答案:(1)植物细胞具有全能性(2)激素愈伤(3)C(4)有丝分裂9(2020宁夏长庆高级中学高三月考)回答下列有关动物细胞培养的问题:(1)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面_时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的_。此时,瓶壁上形成的细胞是_层。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来,需要用酶处理,可用的酶是_。(2)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停止,进而出现_的现象;但极少数细胞可以连续增殖,其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成_细胞,该种细胞的黏着性_,细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量_。(3)现用某种大分子染料对细胞进行染色时,观察到死细胞被染色,而活细胞不被染色,原因是_。(4)检查某种有毒物质是否能改变细胞染色体的数目,最好选用分裂_期的细胞在显微镜下进行观察。(5)在细胞培养过程中,通常在_条件下保存细胞。因为在这种条件下,细胞中_的活性降低,细胞_速率降低。(6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤后,发生了排斥现象,这是因为机体把移植的皮肤当作_进行攻击。解析:(1)细胞接触抑制是指细胞表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖。基于上述特性,瓶壁上形成的细胞是单层排列的。需要时可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将贴壁的细胞从瓶壁上分离下来。(2)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞停止分裂,出现衰老甚至死亡现象,极少数细胞可以连续增殖,其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成不死性细胞。该种细胞由于细胞膜表面的糖蛋白减少,其黏着性降低。(3)活细胞的细胞膜具有选择透过性,大分子染料不能通过,故死细胞被染色,而活细胞不被染色。(4)有丝分裂中期时染色体的着丝点排列在赤道板上,染色体形态固定、数目清晰,是观察染色体数目的最佳时期。(5)在细胞培养过程中,通常在冷冻(或超低温、液氮)条件下保存细胞。因为在这种条件下,细胞中酶的活性降低,细胞新陈代谢的速率降低。(6)机体把移植的皮肤当作抗原攻击,会发生排斥现象。答案:(1)相互接触接触抑制单(或一)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)(2)衰老甚至死亡不死性降低减少(3)活细胞的细胞膜具有选择透过性,大分子染料不能进入活细胞内(或死细胞的细胞膜丧失了选择透过性,大分子染料能够进入死细胞内而着色)(4)中(5)冷冻(或超低温、液氮)酶新陈代谢(6)抗原10(2020江苏泰州中学月考)为培育出含胡萝卜素的“黄金大米”,科研人员提出以下两套培育方案。请分析回答下列问题:甲方案:乙方案:(1)甲方案中,胡萝卜素基因能在玉米和水稻体内出现相同表达结果的原因是_。若研究人员已知胡萝卜素基因序列,可采用_法获得胡萝卜素基因。过程中可用_技术检测水稻体细胞DNA上是否插入了胡萝卜素基因。(2)乙方案中,在体细胞杂交前需要用酶除去细胞壁获得原生质体,诱导体细胞融合的化学试剂常用_。通过获得“黄金大米”幼苗需要经过_两个过程,依据的原理是_。在培养过程中,培养基中除了添加营养物质外,还需要添加_。(3)与传统育种方法相比,甲、乙两套方案共同的优点是_。解析:(1)自然界中所有生物共用一套遗传密码,因此一种生物的基因能在另一种生物体内表达;在目的基因序列已知的情况下,可采用人工合成的方法获得目的基因。检测目的基因是否插入受体细胞可用DNA分子杂交技术。(2)诱导植物原生质体融合常用的化学试剂是聚乙二醇。植物组织培养过程中将杂交细胞培育成杂交植株需要使用植物激素,该技术包括脱分化和再分化两个过程,依据的原理是植物细胞的全能性。在此过程中,除了在培养基中添加营养物质外,还需要添加植物激素(生长素和细胞分裂素)。(3)与传统育种方
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