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第42讲 细胞工程,考纲要求 (1)植物的组织培养() (2)动物的细胞培养与体细胞克隆() (3)细胞融合与单克隆抗体(),教材导学 一、植物细胞工程,二、动物细胞工程,自我校对 一、无菌和人工控制 离体 愈伤组织 植物细胞的全能性 离体 愈伤组织 再分化 杂种细胞 杂种细胞 纤维素酶和果胶酶 纤维素酶和果胶酶 原生质体 脱分化 愈伤组织 人工种子 花药 纯合二倍体 极大地缩短了育种年限，节约了人力物力 二、无菌、无毒 营养 温度、pH 气体环境 两个 DNA 杂交 远缘 B细胞B细胞 杂交瘤细胞 骨髓瘤骨髓瘤细胞 杂交瘤细胞 产生专一抗体的杂交细胞 单克隆抗体 生物导弹,【注意】 (1)幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难。 (2)植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成本高。 (3)脱分化形成愈伤组织的过程不需要光，再分化过程需要光，因为愈伤组织利用有机营养成分，而试管苗需要进行光合作用以自养。,(4)利用植物组织培养技术生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。 (5)人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。 (6)人工种皮中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等，以利于胚状体生长发育成幼苗。,2.影响组织培养过程的几种主要因素 (1)材料因素的影响： 不同的植物组织，培养的难易程度差别很大，容易进行无性繁殖的植物也容易进行组织培养。同一种植物，材料的年龄、保存时间的长短也有影响。幼龄、保存时间短的植物材料容易培养成功。菊花的组织培养，一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。,(2)严格的无菌条件：培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡。因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。 (3)植物激素： 在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素。植物激素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。植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等，都会影响实验结果。,【注意】 (1)植物组织培养过程中要注意对照实验和重复组的设置。 通过设置重复组和对照组可以选出最佳的实验材料、最好的培养基配方、找出实验失败的原因。如设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养，用以说明培养基制作是否合格，有没有被杂菌污染。不同组的同学设置不同的激素浓度，相互比较植物生长的速度。,(2)误认为整个过程都需要给予光照。 不清楚在植物组织培养过程各主要阶段培养对象对环境条件的需求和发生的主要变化存在着差异，一部分同学认为植物组织培养过程各阶段都需要给予充足的光照。愈伤组织形成过程中，细胞还没有开始分化，没有叶绿素和叶绿体的形成，也不可能进行光合作用；所以愈伤组织形成初期不需要充足的光照。,【例1】 (2013江苏)某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗。下列技术中不能选用的是 ( ) A.利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗 B.采用花粉粒组织培养获得单倍体苗 C.采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上 D.采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养,【解析】 本题采用直选法。通过花粉粒组织培养获得的是单倍体，不能保持原植株的优良特性，故B项错误。 【答案】 B,【例2】 下图是两种二倍体植物细胞(甲、乙)融合并培育新植株的过程，有关分析正确的是 ( ),A.过程需要将植物组织置于含有纤维素酶和果胶酶的溶液中，且溶液中的渗透压应大于细胞液渗透压 B.过程要用聚乙二醇等方法诱导原生质体融合，主要依据细胞膜具有选择透过性原理 C.过程需要根据生长发育进程更换不同的培养基 D.最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异，不具有可育性,【解析】 过程需要将植物组织置于含有纤维素酶和果胶酶的溶液中，且溶液中的渗透压应等于细胞液渗透压，使细胞维持正常形态。诱导原生质体融合主要依据细胞膜具有流动性。过程需要根据生长发育进程更换不同的培养基，诱导生芽、生根。最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异，由于存在同源染色体，故具有可育性。 【答案】 C,考点二 植物组织培养与动物细胞培养的比较 1.动物细胞培养有关的几个问题 (1)动物细胞培养条件及作用： 无菌、无毒的环境无菌处理、加抗生素杀菌、定期更换培养液；营养葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐和微量元素+血清或血浆等天然成分；温度和pH(36.50.5) 和(7.2-7.4)；气体环境95%空气+5% CO2。其中：CO2作用调节培养基pH；空气中O2作用细胞有氧呼吸；所用装置CO2培养箱。,(2)原理：细胞增殖。 (3)动物细胞培养时，一般选取幼龄动物的组织、器官，其细胞的分化程度较低，增殖能力强，有丝分裂旺盛，容易培养。 (4)在动物细胞培养过程中，一般情况下10代以前的细胞核型不变，10代以后有些细胞核型发生改变，50代以后的细胞可能发生癌变。 (5)胰蛋白酶在动物细胞培养过程中的作用包括将组织分散成单个细胞，以及将贴壁细胞从瓶壁上分离下来，这样做的目的是避免动物细胞的接触抑制现象。,【注意】 (1)植物组织培养需要生长素和细胞分裂素，其中生长素可诱导愈伤组织生根，细胞分裂素可促进愈伤组织生芽。 (2)在动物细胞的传代培养中，细胞遗传物质可能改变。 (3)两种技术手段培养过程中都进行了有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂。 (4)植物组织培养最终产生新个体，体现了细胞的全能性；动物细胞培养产生大量细胞，不形成新个体，故不能体现细胞的全能性。,【例3】 (2013浙江)实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是 ( ),A.甲过程需要对实验小鼠进行消毒 B.乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化 C.丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型 D.丁过程得到的细胞具有异质性,【解析】 动物细胞培养需要无毒无菌的环境，甲过程指从实验小鼠身上取下皮肤组织，该过程需要对小鼠进行消毒处理，A项正确；乙过程表示将得到的皮肤组织分散成单个细胞制备成细胞悬液，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理，B项正确；丙过程表示原代培养，此时的细胞仍能保持正常的二倍体核型，C项错误；丁过程表示传代培养，此时得到的细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生突变，正在朝着等同于癌细胞的方向发展，D项正确。 【答案】 C,【例4】 动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于 ( ) A.培养基不同 B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行 C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能 D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞不能,【解析】 动物细胞培养所用的培养基是液体培养基，其中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。而植物组织培养所用的培养基是固体培养基，通常含有水、矿质元素、激素、蔗糖、氨基酸、琼脂等。可见，动物细胞培养所用的培养基与植物组织培养的培养基是不相同的。 【答案】 A,【注意】 (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细胞间的蛋白质。 (2)灭活的病毒保持了其抗原性，但毒性消失。 (3)植物杂交细胞在激素诱导下能表达出全能性，但动物杂交细胞的全能性不能表达。,【例5】 (2013天津)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图：,据图回答下列问题： (1)过程所需的酶是_。 (2)过程后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的_存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。 (3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是_。 原生质体经过_再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。,(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和_植株的根尖，通过_、_、染色和制片等过程制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。 (5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。下图是用该引物对双亲及再生植株1-4进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株1-4中一定是杂种植株的有_。,(6)对杂种植株进行_接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。,【解析】 (1)过程是利用纤维素酶和果胶酶去除幼叶细胞和根细胞的细胞壁，制备相应原生质体； (2)过程是在PEG的作用下两个原生质体融合在一起，形成杂种细胞，来自幼叶的原生质体中有叶绿体存在，可以作为显微镜下初步筛选杂种细胞的标志； (3)原生质体及刚形成的杂种细胞因为没有了细胞壁的束缚作用，必须浸泡在适宜浓度且无毒害作用的等渗溶液中，以保持原生质体的正常形态与功能，原生质体经过细胞壁的再生后，才能进而分裂和脱分化形成愈伤组织。,(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和双亲植株的分生组织(如根尖)，通过解离、漂洗、染色和制片等过程制成装片，再在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。 (5)根据两亲本的差异性条带，可知再生植株1、2和4既有花椰菜的条带，又有黑芥的条带，因此再生植株1、2和4一定为杂种植株。 (6)要筛选出高抗性的杂种植株，应进行相应的病原体接种实验，即接种黑腐病菌。,【答案】 (1)纤维素酶和果胶酶 (2)叶绿体 (3)保持原生质体的正常形态与功能 细胞壁 (4)双亲(或花椰菜和黑芥) 解离 漂洗 (5)1、2、4 (6)黑腐病菌,考点四 单克隆抗体 1.制备过程 采用杂交瘤技术制备单克隆抗体包括动物免疫、细胞融合、筛选杂交瘤细胞、检测抗体、杂交瘤细胞的克隆化、冻存以及单克隆抗体的大量生产等。,2.单克隆抗体制备过程中的两次筛选 第一次筛选：由于细胞融合是随机的，因此细胞混合物中融合细胞将以多种形式出现，因此必须从中筛选出即能分泌抗体同时又能大量增殖的杂交瘤细胞。 第二次筛选：实际免疫过程中，由于采用连续注射抗原的方法，且一种抗原决定簇刺激机体形成相对应的一种效应B细胞，因此从小鼠脾脏中取出的效应B细胞是不同的，所以必须从杂交瘤细胞群中选出能产生针对某一预定抗原的特异性杂交瘤细胞。,【注意】 对实验目的、原理不熟和对制备过程与操作技术、原理不清导致一些操作出问题，如对小鼠没有进行免疫处理，这样就可能从小鼠体内不能提取到相应的B细胞。理清整个过程的各个阶段所依据的生物学原理(如融合原理、筛选原理)、用到的技术手段(如融合方法和产品的获取方法)和可能产生的结果(如融合后细胞的种类)是减少错误的有效途径。,【例6】 利用细胞工程方法，以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。下列相关叙述正确的是 ( ) A.用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆抗体 B.体外培养单个效应B细胞可以获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体 C.将等量效应B细胞和骨髓瘤细胞混合，经PEG诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞 D.利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者,【解析】 本题考查单克隆抗体制备的方法。熟知单克隆抗体制备的原理和基本方法是正确解答该题的关键。单克隆抗体是由免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞相融合后由杂交瘤细胞产生的，其制备过程是先用SARS病毒核衣壳蛋白刺激机体产生相应的效应B淋巴细胞，待效应B淋巴细胞(不能无限增殖但能产生专一性的抗体)与骨髓瘤细胞(能无限增殖但不能产生专一抗生)相融合，经过筛选，去掉相同细胞的融合体，再经抗原抗体检测，得到既能无限增殖又能产生专一抗体的杂交瘤细胞，经体内培养或体外培养就可获得相应的单克隆抗体。通过单克隆抗体与病毒特异性结合可诊断是否被病毒感染。 【答案】 D,【例7】 (2014新课标全国)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数)，结果如下图所示。,若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目40条)，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目60条)按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。 回答下列问题：,(1)制备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16 000以上，则小鼠最少需要经过_次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备杂交瘤细胞的是_小鼠，理由是_。 (2)细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有_ _，体系中出现多种类型细胞的原因是_。,(3)杂交瘤细胞中有_个细胞核，染色体数目最多是_条。 (4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是_。,【解析】 (1)据图分析，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗体效价均达到16 000以上，小鼠Y的B淋巴细胞产生的抗体效价最高，最适用于制备单克隆抗体。 (2)融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞之外，还有骨髓瘤细胞和B淋巴细胞的自身融合产物，由于细胞膜具有流动性，且诱导之后的细胞融合不具有特异性，故体系中会出现多种类型的细胞。,(3)杂交瘤细胞形成后，小鼠的B淋巴细胞核与其骨髓瘤细胞核会融合形成一个细胞核。小鼠的B淋巴细胞(染色体数目40条)和骨髓瘤细胞(染色体数目60条)融合后，染色体可达100条。 (4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后，仍然不是能恶性增殖的细胞，同时正常细胞的分裂次数是有限的。,【答案】 (1)四 Y Y小鼠的抗体效价最高 (2)B淋巴细胞相互融合形成的细胞，骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞 细胞融合是随机的，且融合率达不到100% (3)1 100 (4)不能无限增殖,考点五 动物体细胞核移植与克隆动物 1.核移植有关的几个问题 (1)卵母细胞选择时期及原因：减中期的卵母细胞，此时具备受精能力，细胞质中合成与分裂分化有关的物质能刺激融合后重组细胞进行分裂分化，形成重组胚胎。,(2)选卵细胞做受体细胞的原因：大，易于操作；卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养；激发重组细胞分裂分化。 (3)供体细胞：取供体动物的体细胞培养，一般选用传代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。,(4)动物体细胞不能经培养直接发育成完整个体，原因是动物体细胞的全能性受到限制。用体细胞核移植技术能够得到克隆动物，说明动物体细胞的细胞核具有全能性。 (5)该过程用到的技术手段：动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植。,2.多角度、全面理解核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本不同的原因 (1)克隆动物是由重组的细胞经培养而来的；该重组的细胞质基因来源于提供卵细胞的亲本，细胞核基因来源于提供细胞核的亲本，其遗传物质来自2个亲本。而植物组织培养形成的植物的遗传物质只能来自提供培养材料的个体。 (2)在发育过程中可能发生基因突变、染色体变异导致性状改变。 (3)外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。,【例8】 日本研究人员依靠体细胞克隆技术进行反复“拷贝”，成功培育出第四代克隆猪。这个研究小组培育的第一代克隆猪于2004年4月诞生，此后，他们又从长大的克隆猪唾液腺中提取细胞，将细胞核植入未受精的卵子中，依次培育出第二代和第三代克隆猪。研究人员发现，猪与人类身体构造相似，克隆猪可作为研究人类疾病的实验动物。根据材料回答下列问题：,(1)第四代克隆猪利用了动物细胞核的_性。 (2)在细胞核植入受体卵母细胞之前，要用显微针去除卵母细胞的_，再将唾液腺细胞核注入。获得的重组胚胎需要体外培养，培养时不仅要有无机盐类和有机盐类，而且还要有_等营养成分及_等物质。当发育到囊胚期时，将其移植到受体雌性动物体内。 (3)研究显示，利用克隆技术根本无法培育出完全相同的个体，究其原因，除了发育过程中的环境因素的影响外，还可能有_等原因。,【解析】 本题考查细胞核移植技术的原理和过程，属于对识记层次的考查。熟记相关知识是正确解答该题的前提。体细胞核移植技术利用了动物细胞核的全能性；在供体细胞的细胞核移入受体细胞之前，必须将受体细胞核去掉或将其破坏。哺乳动物胚胎的培养液成分一般都比较复杂，除一些无机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及血清等物质。克隆技术根本无法培育出完全相同的个体，原因可能是在细胞分裂中发生基因突变或个体发育中受细胞质基因及环境的影响。,【答案】 (1)全能 (2)细胞核 维生素、激素、氨基酸、核苷酸 动物血清 (3)细胞分裂中可能发生基因突变或卵母细胞的细胞质内也有遗传物质DNA，也控制后代的性状表达,考点六 细胞工程与基因工程的综合 1.培育转基因动物时，受体细胞一般是受精卵，导入目的基因后一般进行动物细胞培养。 2.培育转基因植物时，受体细胞一般是体细胞，导入目的基因后进行植物组织培养。 3.利用基因工程生产单克隆抗体。,【例9】 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：,请回答下列问题。 (1)过程代表的是_。 (2)过程构建A基因表达载体时，必须使用_和_两种工具酶。 (3)过程采用的生物技术是_，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。,【解析】 本题以图展示了疫苗的生产和单克隆抗体的制备的过程，考查了中心法则、基因工程、动物细胞工程等现代生物科技。 (1)中心法则中，对于少数的以RNA为遗传物质的病毒，其遗传信息的传递过程需要补充的过程有RNA的逆转录和RNA的复制的过程，图中过程正代表的是逆转录的过程。,(2)基因工程的步骤是：目的基因的提取构建基因表达载体导入受体细胞目的基因的检测和表达，其中构建基因表达载体时需要限制酶来切割以获取目的基因，同时需要相同的限制酶切割载体以获取与目的基因相同的黏性末端，再通过DNA连接酶连接目的基因和载体。 (3)过程是将瘤细胞与B淋巴细胞融合的过程，获得的是杂交瘤细胞，其具备了瘤细胞的无限增殖的特性和B淋巴细胞的产生抗体的特性，从而制备单克隆抗体。,(4)本题考查了免疫预防的操作过程，以及欲确诊疑似患者而采取的方法。本题中提示该RNA病毒表面的A蛋白为主要的抗原，故而可选用通过基因工程生产的A蛋白制备疫苗；确诊时为判断该病毒是否为题目中的RNA病毒，可以进行核酸序列的比对，也可以利用单克隆抗体具备特异性，利用抗A蛋白的特异性单克隆抗体通过能否与之特异性结合判断病毒表面是否有A蛋白的存在，进一步进行检测是否为目的RNA病毒。,【答案】 (1)逆转录 (2)限制性核酸内切酶(限制酶、限制性内切酶) DNA连接酶(两空可以互换) (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,课堂练习 1.下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是 ( ) A.培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 B.培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化 C.离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织 D.同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同,解析 本题考查植物组织培养的相关知识，属于对识记层次的考查。本题做错的原因是没有弄明白组织培养的原理和过程，忽视了采用绿色开花植物的生殖器官部位如花药进行培养获得的愈伤组织的基因和正常体细胞的不同。培养的材料可以是花药，也可以是一般的体细胞；若利用花药细胞培养得到的是单倍植株，利用一般体细胞培养获得的是二倍体植株，两者的基因组成不同。 答案 D,2.下列关于细胞工程的叙述，错误的是 ( ) A.电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合 B.去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理 C.小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的B淋巴细胞融合可制备单克隆抗体 D.某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品种杂交后代的染色体数目相同,解析 本题综合考查植物体细胞杂交、有性生殖和动物细胞融合技术的相关知识。熟记植物体细胞杂交和动物细胞融合的相关过程、杂交原理是正确解答该题的关键。可以直接判断A、B、C项正确。通过植物细胞工程中的植物体细胞杂交技术得到的甲乙两品种的体细胞杂种，染色体数目是甲乙体细胞染色体数目之和，而通过有性杂交得到的甲乙两品种杂交后代的染色体数目是甲乙两品种体细胞染色体数目之和的一半。 答案 D,3.如图为细胞融合的简略过程，请据图回答：,(1)若A、B是植物细胞，在细胞融合之前已用_处理，除去了_；A、B到C的过程中，常用的物理方法是_，融合完成的标志是_。 (2)若A、B是植物细胞，则形成的D细胞还要应用_技术把D培养成植株。 (3)若A、B是动物细胞，一般取自_，然后用_使其分散开来；从A、B到C的过程中，常用的但不用于植物细胞培养的手段是_，所形成的D称为_。,(4)若该过程是制备单克隆抗体，A为小鼠B淋巴细胞，在获得此细胞之前，小鼠已被注射了_。由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程称为_。这种细胞既能无限繁殖，又能分泌_。图中B为_。 (5)若该过程仍是制备单克隆抗体，在A、B到C的过程中，所形成的C有_种(只考虑两个细胞的相互融合)，用来培养的D细胞应该是_。从中选择出它的方法是_培养。获得D后，常用的培养方法有_和_。,解析 本题综合考查植物体细胞杂交和动物细胞融合技术的具体过程。理清这两个详细过程是正确解答该题的前提。植物细胞融合前要用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁，成为原生质体；细胞融合成功的标志是形成新的细胞壁，杂种细胞通过植物组织培养可培育成杂种植株；若培养动物细胞，一般取胚胎或幼龄动物的器官或组织，用灭活的病毒诱导动物细,胞融合效果很好。用经过免疫产生的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞，它既能无限增殖，又能产生特异性抗体。由题干中的限定条件“只考虑两个细胞的相互融合”可知，产生了AA、BB、AB融合的3种细胞。若没有括号中的这个限定条件，则至少有5种细胞形态，除上述3种外，还有未融合的A、B细胞。,答案 (1)纤维素酶和果胶酶 细胞壁 电刺激、振动、离心 产生新的细胞壁 (2)植物组织培养 (3)动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织 胰蛋白酶 用灭活的病毒诱导细胞融合 杂种细胞 (4)抗原 克隆(细胞培养) 特异性抗体(单克隆抗体) 骨髓瘤细胞 (5)3 杂交瘤细胞 用特定的选择培养基 培养基中培养 小鼠腹腔内增殖,4.矮牵牛是观赏花卉，生产上常用组织培养繁殖，下表是在不同条件下矮牵牛不同部位组织培养的结果。请结合实验结果和有关知识作答。,(1)培养基接种前需要对外植体_处理，培养基进行_处理，以防止污染。 (2)从表中结果可知，选择_作外植体，6-BA浓度为_，NAA浓度为_时可以最快获得大量的无根试管苗。 (3)培养基中，6-BA属于_类生长调节剂，NAA属于_类生长调节剂。无根试管苗在移栽前需要诱导生根，诱导生根的培养基中一般不加入_(填“6-BA”或“NAA”)，并且需要降低培养基中_浓度，以便提高试管苗的自养能力。,解析 为了防止在培养过程中杂菌的污染，需对外植体进行消毒处理，对培养基进行灭菌处理。由表中信息知，选择叶或茎尖作外植体，6-BA浓度为2 mgL-1，NAA浓度为0.2 mgL-1时，可以获得大量无根试管苗，结合植物组织培养技术可知，6-BA属于细胞分裂素类生长调节剂，NAA属于生长素类生长调节剂。诱导生根的培养基中一般不加入6-BA，为提高试管苗的自养能力，需降低蔗糖浓度，降低试管苗对蔗糖的依赖性。,答案 (1)消毒 灭菌 (2)叶或茎尖 2 mgL-1 0.2 mgL-1 (3)细胞分裂素 生长素 6-BA 蔗糖,5.2007年诺贝尔生理学或医学奖分别授予美国人马里奥卡佩基、奥利弗史密斯和英国人马丁埃文斯。3位科学家的获奖原因是其研究为“基因靶向”技术的发展奠定了基础。所谓“基因靶向”技术(人们大都称之为基因“敲除”技术)是指利用细胞脱氧核糖核酸(DNA)可与外源性DNA同源序列发生同源重组的性质，定向改造生物某一基因的技术。借助这一从上世纪80年代发展起来的技术，人们得以按照预先设计的方式对生物遗传信息进行精细改造。有了“基因靶向”这一高精度瞄准镜，科学家就可以精确瞄准任何一个基因，使其失去活性，进而研究该基因的功能。请回答下列问题：,(1)“敲除”一种基因需要分两步来完成：第一步是利用化学“剪刀”，例如用某种酶切除哺乳动物染色体中有某种功能的基因。第二步是用修改过的基因取代原有基因。这里的“某种酶”应该是_酶。用修改过的基因取代原有基因时还需要_酶。 (2)假如要“敲除”小鼠的胰岛素基因，请设计出实验步骤： _。 给出一种检验胰岛素基因是否被“敲除”的方法：_ _。,(3)利用细胞工程也可获得可供器官移植之用的“敲除排斥基因”的老鼠，其过程大致如下图所示：,促进卵细胞融合最常用的试剂是_ _。 重组细胞培养成胚胎的过程所用的培养基，从物理性质上看属于_，培养基中至少要加入水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、促生长因子、微量元素和_等物质，同时要创造适宜温度、pH和无菌条件，其中需要无菌环境的原因是_ _。,解析 (1)限制性核酸内切酶是基因“剪刀”，DNA连接酶是基因“针线”。 (2)“敲除”一种基因需要分两步来完成：第一步是利用限制性核酸内切酶切除哺乳动物染色体中有某种功能的基因。第二步是用修改过的基因取代原有基因。基因探针可检验目的基因。 (3)灭活的病毒或聚乙二醇是动物细胞融合最常用的试剂。动物细胞培养基的成分有水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、动物血清等，需在无菌条件下进行。,答案 (1)限制性核酸内切 DNA连接 (2)用限制性核酸内切酶切除小鼠胚胎干细胞中的胰岛素基因，用修改过的基因取代胰岛素基因 用胰岛素基因探针检验胰岛素基因是否被“敲除” (3)灭活的病毒或聚乙二醇 液体培养基 动物血清 细菌等微生物生长繁殖快，消耗营养物质多，同时产生有害代谢产物，毒害动物细胞,
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