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第3章细胞工程检测(时间:60分钟,满分:100分)一、选择题(每小题2.5分,共50分)1.下列生物工程技术中,不属于细胞工程的是()A.通过试管动物大量繁殖优良动物B.通过体细胞克隆技术培养出克隆牛C.大规模生产食品添加剂、香料等D.将某人的肝癌细胞在实验室中繁殖成一个细胞系解析:大规模生产食品添加剂、香料等是发酵工程的应用。试管动物和克隆牛的培育属于动物细胞工程的成果。肝癌细胞的培养属于动物工程中的细胞培养技术。答案:C2.下列关于植物组织培养的说法,错误的是()A.愈伤组织的细胞排列疏松无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞B.脱分化和再分化过程中都需要加入一些植物激素C.植物组织培养属于营养生殖,二者原理相同D.利用植物组织培养技术可制出人工种子解析:植物组织培养和营养生殖都属于无性繁殖,但二者原理不同,营养生殖不需要经过脱分化和再分化等过程,而是直接生长发育。答案:C3.我国科学工作者曾成功地利用细胞工程将分别属于两个物种的植物烟草和菠菜杂交成功,从而获得一种新型的植物。在此过程中,下列不是必需的是()A.杂交前要除去两种细胞的细胞壁B.原生质体融合后,要选出烟草菠菜融合细胞加以培养C.要诱导愈伤组织进行再分化D.原生质体融合前要先脱分化解析:植物体细胞杂交技术是先融合再脱分化。答案:D4.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:愈伤组织是一团排列疏松而无规则、高度液泡化的、呈无定形状态的、具有分生能力的薄壁细胞,不具有特定的结构和功能。二倍体植株的花粉中只含一个染色体组,经植物组织培养得到的个体为单倍体,高度不育,只有经秋水仙素处理幼苗后得到的植株才能稳定遗传。人工种子中包裹的是再分化形成的胚状体或不定芽、顶芽和腋芽等,但不能是愈伤组织。用特定的选择培养基可筛选出所需的突变体类型,如植物耐盐突变体可利用加适量NaCl的培养基进行筛选。答案:D5.下图为植物组织培养过程,下列有关说法不正确的是()A.试管中细胞全能性最高B.试管中培育出的个体都是纯合子C.的过程不需要光照D.的细胞分裂都是有丝分裂解析:植物组织培养体现了细胞的全能性,其所得到的植株的基因型与外植体相同,可能是纯合子,也有可能是杂合子。答案:B6.在培育甘薯脱毒健康种苗的过程中不涉及细胞的()A.有丝分裂B.细胞分化C.减数分裂D.植物细胞全能性解析:甘薯感染病毒后要进行脱毒处理才能恢复其优良特性,获得高产,作物脱毒利用的是植物组织培养技术,植物组织培养的原理是细胞的全能性,细胞要经过脱分化和再分化过程,分裂方式是有丝分裂。答案:C7.下列关于植物细胞工程的叙述,正确的是()A.植物细胞只要在离体状态下即可表现出全能性B.制备原生质体时可利用酶或植物激素去除细胞壁C.愈伤组织经过细胞的增殖会形成新的植物组织器官D.叶肉细胞经脱分化形成愈伤组织的过程离不开植物激素的作用解析:植物细胞体现全能性需要离体条件,但有离体条件不一定能表现全能性,还需要一定的条件,如营养、激素等。获得原生质体可利用酶去除细胞壁,但不能利用激素。愈伤组织的增殖会导致细胞数目增加(没有分化),而只有在激素的诱导下才能分化形成组织、器官。答案:D8.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:茎段扦插、幼芽嫁接、植物组织培养都是无性繁殖,可以大量快速得到与原有性状相同的个体;采用花粉粒离体培养可获得单倍体幼苗,但由于花粉粒为配子,发育来的单倍体植株可能会发生性状分离,不能保持亲代的优良性状。答案:B9.下列关于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.烟草叶片离体培养能产生新个体,小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖D.动物细胞培养可用于检测有毒物质,茎尖培养可用于作物脱毒解析:动物细胞培养所用培养基为液体培养基,需加入血清或血浆等,植物组织培养所用培养基为固体培养基,不需要加入血清、血浆等,但需加入植物激素,A项正确。胰蛋白酶能使动物细胞间的蛋白质水解,使动物组织分散成单个细胞,植物组织培养不需要胰蛋白酶,B项错误。高度分化的植物细胞有全能性,烟草叶片离体培养能产生新个体,杂交瘤细胞具有骨髓瘤细胞的特点,体外培养能无限增殖,C项正确。通过培养的动物细胞可以用于检测有毒物质,判断某种物质的毒性。植物分生区附近(如茎尖)无病毒或病毒很少,可用茎尖进行组织培养获得脱毒苗,D项正确。答案:B10.下列关于植物体细胞杂交的叙述,错误的是()A.利用植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制,培育远缘杂种B.不同种植物原生质体的融合属于植物体细胞杂交过程C.使用纤维素酶和果胶酶诱导两种不同的细胞融合D.其步骤是分离原生质体诱导原生质体融合组织培养得到杂种植株解析:植物体细胞杂交常用的诱导方法有物理法(离心、振动、电刺激等)和化学法(聚乙二醇等)。答案:C11.下图表示应用植物组织培养技术培育优质玉米的过程。下列对此过程的相关描述,错误的是()A.BE过程中细胞全能性的高低发生了改变B.C试管中形成的是高度液泡化的薄壁细胞C.A植株和F植株体细胞中的染色体组数相同D.培养出的F植株一般不能直接应用于扩大种植解析:该过程是植物组织培养,实际上就是植物花药离体培养。B到C是脱分化的过程,全能性提高,由C再分化成D,其全能性降低。花药的产生是减数分裂,因此,花药离体培养后得到个体F(单倍体),其染色体只有原母本植株A染色体的一半,其特点是高度不育,所以要对其幼苗用秋水仙素处理使染色体加倍后再扩大种植。答案:C12.下图为某哺乳动物生殖过程示意图(a为精子,b为卵细胞,c为体细胞)。下列相关叙述不正确的是()A.动物个体的产生分别属于有性生殖和无性生殖B.动物个体的产生方式表明,高度分化的动物细胞的细胞核也具有发育为完整个体的潜能C.按照动物个体的产生方式,后代的性别比仍为11D.产生a、b、c三种细胞的方式中,仅c为有丝分裂解析:图示中动物个体为有性生殖产生的,后代性别比为11,而动物个体为核移植产生的克隆动物,其性别与供核一方的性别一致。答案:C13.动物体内的细胞不易受到外界细菌、病毒等微生物的感染,而原代培养的细胞()A.对微生物有一定的防御能力B.培养环境中可以有一定量的微生物C.对微生物已失去了防御能力D.对无菌条件的要求不严格解析:动物体具有一定的免疫力,是因为其具有非特异性免疫系统和特异性免疫系统,对各种病原微生物有一定的防御能力。而离体的动物细胞失去了对各种微生物的防御能力,因此,动物细胞培养的环境必须严格无菌,不能存在微生物,否则,动物细胞就会死亡。答案:C14.下列事实中,可以体现细胞全能性的是()利用胡萝卜韧皮部的细胞培育出植株转入抗虫基因的棉花叶肉细胞培育出植株番茄体细胞与马铃薯体细胞融合后培育出植株利用小麦花药离体培育出单倍体植株蜜蜂未受精的卵发育成雄蜂A.只有B.只有C.只有D.解析:植物组织培养、植物体细胞杂交、单倍体育种都可以体现细胞的全能性。属于植物组织培养,利用了植物组织培养,利用了细胞融合和植物组织培养,是蜜蜂的孤雌生殖,体现了卵细胞的全能性。答案:D15.下列需要采用植物组织培养技术的是()利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细胞工程培养“番茄马铃薯”杂种植株无子西瓜的快速大量繁殖A.B.C.D.解析:利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,是使复制后的染色体不能平均分配到子细胞中去,从而使细胞内的染色体加倍,可获得多倍体植株,不涉及植物组织培养。快速微型繁殖是植物组织培养的应用之一。答案:D16.下列现代生物科技的应用中,不需要进行检测与筛选的是()A.对植物的茎尖进行组织培养获得脱毒苗B.将鼠的骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合,制备单克隆抗体C.利用植物体细胞杂交技术培育“萝卜甘蓝”D.对植物的愈伤组织进行诱变处理,培育作物新品种解析:在制备单克隆抗体过程中,要筛选出能产生相应抗体的杂交瘤细胞。植物体细胞杂交过程中,要筛选出相应的杂种细胞进行植物组织培养,才能获得相应的杂种植株。对愈伤组织进行诱变处理,原理是基因突变,由于基因突变的多害少利和不定向性,需要进行检测和筛选,培育作物新品种。答案:A17.利用单克隆抗体治疗癌症的思路是()A.利用单克隆抗体特异性地对抗癌细胞B.以单克隆抗体作抗癌药物杀死癌细胞C.抗癌药物在克隆细胞中大量合成D.单克隆抗体携带抗癌药物特异性地与癌细胞结合解析:单克隆抗体治疗癌症主要利用单克隆抗体能够携带抗癌药物特异性地与癌细胞结合,将药物定向带到癌细胞所在位置杀死癌细胞,这样既不损伤正常细胞,又减少了药剂的用量。答案:D18.某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,你认为有几处是不正确的?()植物细胞工程动物细胞工程技术手段植物组织培养、植物体细胞杂交动物细胞培养和融合、单克隆抗体的制备等特殊处理机械法去除细胞壁胰蛋白酶处理制备细胞悬浮液融合方法物理方法、化学方法物理方法、化学方法、生物方法典型应用人工种子、杂种植物单克隆抗体的制备培养液区别蔗糖是离体组织赖以生长的成分动物血清不可缺少A.0B.1C.2D.3解析:植物体细胞杂交过程中去除细胞壁制备有活力的原生质体的方法是酶解法。答案:B19.下图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。下列有关叙述,正确的是()A.是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞B.中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成C.同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性D.是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群解析:是从已免疫的小鼠的脾脏中获得的B淋巴细胞,用来和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,A项错误。诱导动物细胞融合的方法有生物方法(如某些灭活的病毒)、化学方法(PEG)、物理方法(离心、振动、电刺激),B项错误。杂交瘤细胞同时具有B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的特点,C项错误。经过筛选培养获得的是既能大量增殖又能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞群,D项正确。答案:D20.生物技术的发展速度很快,已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一只野驴刚死亡,以下较易成功“复生”野驴的方法是()A.将野驴的体细胞取出,利用组织培养技术,经脱分化、再分化,培育成新个体B.将野驴的体细胞两两融合,再经组织培养培育成新个体C.取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵母细胞中,经孕育培育成新个体D.将野驴的基因导入家驴的受精卵中,培育成新个体解析:利用体细胞核移植克隆动物技术可以用来保护濒危物种。答案:C二、非选择题(共50分)21.(8分)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,请据图回答下列问题。(1)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。(2)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。融合后的原生质体经过再生,进而分裂和脱分化形成愈伤组织。(3)过程的完成依赖于细胞膜的。(4)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。下页左上图是用该引物对双亲及再生植株14进行PCR 扩增的结果。据图判断,再生植株14 中一定是杂种植株的有。解析:(1)用于融合的两个细胞,一个是黑芥苗的叶肉细胞,一个是花椰菜的根部细胞,其中供体细胞特有的结构是叶绿体,可通过观察叶绿体的有无作为初步筛选杂种细胞的标志。(2)原生质体没有细胞壁的保护,需要加入适宜浓度的甘露醇以保证渗透压的稳定,以避免原生质体吸水或失水破坏原生质体的正常形态;融合后的原生质体通过细胞壁再生形成杂种细胞,进而脱分化形成愈伤组织。(3)植物原生质体融合依赖于细胞膜的流动性。(4)根据图谱,花椰菜含有碱基对为300 和600 的DNA 片段,黑芥含有碱基对为1 000、1 300 和1 500 的片段,再生植株3,只含有长度为300和600的片段,与花椰菜一致,1、2、4 既含有花椰菜DNA 片段,又含有黑芥DNA 片段,为杂种植株。答案:(1)叶绿体(2)保持原生质体正常形态细胞壁(3)流动性(4)1、2、422.(10分)下图表示花药离体培养及单倍体育种的大致过程,据图回答下列问题。(1)过程是把幼小的花药分离出来,在无菌条件下放在人工培养基上进行离体培养,该培养基中加入的物质应该有(至少答三种)。(2)过程是花药在培养基所提供的特定条件下发生多次细胞分裂,形成愈伤组织,此过程叫,细胞分裂的方式是。(3)过程是诱导愈伤组织分化出芽和根,最后长成植株,这一过程叫。过程得到的植株是植株,其特点是,在生产上没有推广应用的价值。(4)花药离体培养应用的是技术,其理论基础是。解析:植物组织培养的条件是离体、无菌、一定营养物质、植物激素及适宜的温度、pH等。植物组织培养过程中脱分化的结果是产生愈伤组织,愈伤组织经再分化过程形成根和芽等器官。植物组织培养的离体细胞若是花药,得到的个体为单倍体,单倍体植株矮小,高度不育。答案:(1)水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素、有机添加物(任答三种即可)(2)脱分化有丝分裂(3)再分化单倍体植株弱小,高度不育(4)植物组织培养细胞的全能性23.(12分)下图为植物体细胞杂交流程图,请回答下列问题。(1)制备原生质体时,常用的酶是。(2)诱导原生质体融合常用的化学诱导剂是。(3)杂种细胞再生出细胞壁的过程与细胞内的(填细胞器)有密切关系。在对杂种细胞进行植物组织培养时,通常还需要加入的两种植物激素是。通过该技术得到的杂种植株在形态上表现为,其根本原因是。(4)通常情况下,马铃薯和番茄杂交是不成功的,原因是,该项研究解决了育种过程中的问题。(5)通过细胞工程获得的杂种植株是否可育?为什么?。(6)若马铃薯是四倍体,番茄是二倍体,则杂种植株是倍体。答案:(1)纤维素酶和果胶酶(2)PEG(聚乙二醇)(3)高尔基体细胞分裂素和生长素同时具有两个亲本的特性具有双亲细胞的全部遗传物质(4)存在生殖隔离远缘杂交不亲和(5)可育。因为马铃薯和番茄这两种植物各自都是可育的,杂种植株也可正常进行减数分裂,产生配子(6)六24.(12分)下页两图分别是单克隆抗体的制备过程和克隆羊“多莉”的培育过程示意图,请据图回答下列问题。(1)图甲和图乙所示的过程中,都必须用到的动物细胞工程技术手段是。(2)图甲中过程常在的诱导下完成,过程与体外培养相比,其优点是。(3)单克隆抗体能定向攻击癌细胞,主要是利用其。(4)若不考虑环境因素影响,克隆羊的性状完全像白面绵羊吗?。原因是。(5)在目前现有技术条件下,还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体,而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体,你认为原因最可能是。A.卵细胞大,便于操作B.卵细胞含有的营养物质多C.卵细胞的细胞质可使体细胞细胞核全能性得到表达D.重组细胞才具有全能性解析:单克隆抗体的制备过程和培育克隆动物的过程都需用到的动物细胞工程技术手段是动物细胞培养。诱导动物细胞融合的方法有物理方法(离心、振动、电刺激)、化学方法(聚乙二醇)和生物方法(灭活的病毒)。杂交瘤细胞可以在体外条件下大规模培养也可以注射到小鼠腹腔内增殖,注射到小鼠腹腔内增殖获得单克隆抗体时不需特定的培养基和严格的外界环境条件。单克隆抗体具有特异性强的特点,能准确识别各种抗原物质的细微差异。克隆羊的性状受细胞核和细胞质内的遗传物质的共同影响,由于卵细胞为克隆羊提供了细胞质中的遗传物质,所以克隆羊的性状不会完全像供核个体。成熟的动物体细胞不能培育成一个新个体,而经细胞核移植后能发育成个体,说明在卵细胞的细胞质中含有使细胞核全能性得以表达的物质,同时卵细胞比较大,含有丰富的营养物质,适合作受体细胞。答案:(1)动物细胞培养(2)聚乙二醇(或灭活的病毒、离心、振动、电刺激)不需特定的培养基,不需严格的外界环境条件(3)特异性(4)不完全像卵细胞细胞质中的遗传物质也能控制某些性状(5)C25.(8分)自1996年英国科学家成功地克隆出“多莉”以后,“克隆”一词风靡全球。在一般人眼里,克隆就是复制动物,其实,克隆的含义要比此广得多。请阅读下列材料并回答问题。材料一单克隆抗体在医疗方面发挥着越来越重要的作用。获得单克隆抗体的过程是:小鼠的骨髓瘤细胞+已免疫的B淋巴细胞选择培养基培养,选取杂交瘤细胞并使之扩大增殖将杂交瘤细胞接种在培养瓶或注射到动物体内分离纯化单克隆抗体。材料二器官移植是重要的医疗手段之一,但许多病人因为得不到适合自己的供体器官而错过了最佳医疗期。胚胎干细胞(可保存在干细胞库里)经诱导可以形成多种器官。材料三植物除了通过种子繁殖,还可以通过以下方式繁殖:植株的组织细胞诱导形成愈伤组织分化出不定根、芽继代增殖生根成苗幼苗移栽。这种繁殖实质上就是植物克隆。(1)材料一中运用了技术,若是植物细胞,则需用除去细胞壁,这一技术一定程度上解决了杂交育种中的问题。(2)材料二中用自身的胚胎干细胞诱导形成器官,不仅能缓解供体器官的短缺,还具有另一优点,即。(3)应用材料三中的方法繁殖植物又叫。这种方法在和方面具有重要意义。解析:(1)因杂交瘤细胞是由小鼠的骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合而成,故材料一中运用了细胞融合技术。(2)因为由自身的胚胎干细胞诱导形成的器官与人体自身细胞的遗传物质相同,故人体对这种器官不会产生免疫排斥反应。(3)因为材料三中所述的繁殖过程,总的来说就是人工利用植株的组织培育成新的植物体,故其实质就是植物组织培养。答案:(1)细胞融合纤维素酶和果胶酶远缘杂交不亲和或不育(2)不会产生免疫排斥反应(3)植物组织培养优良品种的快速繁殖濒危植物的繁殖
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