人教版高三生物一轮复习细胞工程学案有答案

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人教版高三生物一轮复习细胞工程学案有答案

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高三生物一轮复习案 NO.37
细胞工程学案
班级: 姓名: 学号: .
【考纲要求】
1.植物的组织培养(Ⅱ)。
2.动物的细胞培养与体细胞克隆(Ⅰ)。
3.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。
【自主探究 精讲点拨】
考点一 植物细胞工程
[基础知识梳理]
1.细胞工程
(1)操作水平: 。
(2)目的:按照人的意愿来改变细胞内的 或获得 。
2.植物细胞的全能性
(1)概念:具有某种生物全部 的任何一个细胞,都具有发育成 的潜能。
(2)原理:细胞内含有本物种的 。
(3)全能性表达条件:具有完整的细胞结构,处于 状态,提供一定的 和其他适宜外界条件。
3.植物组织培养技术
(1)原理:植物细胞具有 。
(2)过程:
4.植物体细胞杂交技术
(1)概念:将 的植物体细胞,在一定条件下融合成 ,并把杂种细胞培育成 的技术。
(2)操作流程
(3)流程分析
①过程a为去除 获得具有活力的原生质体,用到的酶是 。
②过程b是原生质体的融合,其原理是 。
③诱导b融合的两种方法:物理法包括 等;
化学法一般用 作为诱导剂。
④过程c是原生质体融合后再生出 。与之有关的细胞器是 。
⑤过程d是 技术,其原理是 。
(4)意义: 。
5.植物细胞工程的应用
(1)微型繁殖:优点是能够 。
(2)作物脱毒:利用 等无毒组织进行微型繁殖。
(3)培育 :可以解决某些植物结实率低、繁殖困难的问题。
(4)作物新品种的培育:单倍体育种和 的利用。
(5)细胞产物的工厂化生产:即利用 技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。
[思维诊断判一判]
(1)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞全能性( )
(2)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性( )
(3)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中,不会发生细胞的增殖和分化( )
(4)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的( )
(5)利用物理法或化学法,可以直接将两个植物细胞进行诱导融合( )
(6)用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性(  )
(7)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志( )
【题组训练】
题组一 植物组织培养过程分析
1.下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程,据图分析错误的是(  )
A.①过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理
B.②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变
C.③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能
D.④过程需用适宜配比的生长素和细胞分裂素处理
2.人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体,它能像种子一样萌发生长,长成植物。人工种子的核心部件是一个被外层物包埋的具有类似于胚功能的胚状体。将胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中,便成了所谓的“人工种子”。
(1)人工种子依据的原理是_________________,培育胚状体利用了_____________技术。
(2)包埋胚状体的胶质可看作自然种子的哪部分结构?_____________________。
(3)如果外植体是植物的茎尖,通过①的处理可使细胞彼此分离,①过程中可加入(  )
A.蛋白酶 B.淀粉酶
C.果胶酶 D.胰蛋白酶
(4)②过程表示脱分化过程,其实质是______________;③表示再分化过程,其实质是________________。
(5)由人工种子萌发成的植株是否可育?________。
题组二 植物体细胞杂交过程分析
3.“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种,它具有生长期短、耐热性强和易于储藏等优点。下图是“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图。以下说法正确的是(  )
A.除去细胞壁形成原生质体,可运用的酶是纤维素酶、淀粉酶和果胶酶
B.通常可诱导上述原生质体相互融合的方法是PEG和灭活的病毒诱导
C.杂种细胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁
D.愈伤组织形成“白菜—甘蓝”植物体必须经过脱分化和再分化两个过程
4.下面为“番茄-马铃薯”的培育过程示意图,请据图回答下列问题:
(1)若运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)能否得到可育的杂种植株?为什么?________________________________________________________________________。
(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,运用的技术手段是______________,依据的原理是______________,其中过程②称为____________技术,与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为__________,过程④相当于________,过程⑤涉及的细胞分裂方式为________。
(3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体,则“番茄-马铃薯”属于________倍体植株。
(4)柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物,可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术,将柴油树细胞培养进行到________(填字母编号)阶段即可。
归纳提升:植物组织培养和植物体细胞杂交的比较
名称 植物组织培养 植物体细胞杂交
原理
过程
选材
技术操作
关系 植物组织培养是植物体细胞杂交的基础,植物体细胞杂交所用的技术更复杂
考点二 动物细胞培养与体细胞克隆
[基础知识梳理]
1.动物细胞培养
(1)动物细胞的培养过程
(2)培养条件
①无菌、无毒的环境:对 和所有培养用具进行无菌处理,添加 ,定期更换培养液以清除 。
②营养:除正常的有机和无机营养外,需加入 等一些天然成分。
③适宜的温度和pH:温度为 (哺乳动物),pH为 。
④气体环境:含95%空气加 的混合气体,其中后者的作用是 。
(3)应用:生物制品的生产、检测 、医学研究。
2.动物体细胞核移植技术和克隆动物
(1)动物体细胞核移植技术的过程
(2)原理: 。
(3)结果: 。
(4)应用:①加速家畜 进程,促进优良畜群繁育。②保护 。③生产医用蛋白。④作为异种移植的 。⑤用于组织器官的 。
[思维诊断判一判]
(1)连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型 ( )
(2)制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胃蛋白酶处理 ( )
(3)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸 ( )
(4)与“多利”羊等克隆哺乳动物相关的技术有胚胎移植、细胞培养和核移植 ( )
(5)植物原生质体融合和动物细胞融合原理是相同的 ( )
(6)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用相同 ( )
【题组训练】 动物细胞培养与细胞核移植的过程分析
1.如图所示为哺乳动物生殖的过程。其中b为卵细胞,c为体细胞。下列叙述不正确的是(  )
A.形成动物①②的过程分别属于有性生殖和无性生殖
B.产生动物②的过程中可发生基因突变、基因重组等
C.动物②的产生表明动物细胞的细胞核具有全能性
D.a、b、c细胞的形成过程,仅c细胞为有丝分裂
2.某研究小组进行药物试验时,以动物肝细胞为材料,测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种,甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。
请回答下列有关动物细胞培养的问题:
(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养,培养液及其他培养条件均相同。一段时间后,观察到甲细胞数量比乙细胞数量________。
(2)在动物细胞培养时,通常在合成培养基中加入适量血清,其原因是________________________________________________________________________。
细胞培养应在含5%的CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是________________________。
(3)在两种细胞生长过程中,当乙细胞铺满瓶壁时,其生长__________。药物试验需要大量细胞,两种细胞频繁传代,甲细胞比乙细胞可以传代的次数更__________。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液,需用________________处理。
(4)为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的________。
(5)已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关,要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响,可将甲细胞分为A、B两组,A组细胞培养液中加入________,B组细胞培养液中加入等量的无菌生理盐水,经培养后,从A、B两组收集等量细胞,通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的________________或________________合成水平的差异,确定Y的药效。
考点三 动物细胞融合与单克隆抗体的制备
[基础知识梳理]
1.动物细胞融合
(1)原理: 。
(2)融合方法: 等。
(3)意义:突破了 的局限,使 成为可能,也为制造 开辟了新途径。
2.单克隆抗体
(1)制备过程
(2)优点:特异性强、 ,可大量制备。
(3)用途:作为 ;用于治疗疾病和 。
[思维诊断判一判]
(1)可以用灭活的病毒促进动物细胞融合,而不能促进植物细胞融合( )
(2)小鼠骨髓瘤细胞染色体数为40,B淋巴细胞的染色体数为46,融合后形成的杂交瘤细胞DNA分子数为86( )
(3)杂交瘤细胞进行体内培养,是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎( )
(4)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体( )
(5)B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型(若仅考虑两两融合的情况)( )
(6)如图为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图。请据图思考:
①产生多克隆抗体时,所用的抗原相同( )
②图中第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞(  )
【题组训练】单克隆抗体的制备过程分析
1.对于下面制备单克隆抗体过程示意图,不正确的叙述是(  )
A.①表示已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均是从小鼠的脾脏中提取的
B.②促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇作介导
C.④中的筛选是通过抗原—抗体反应进行的
D.⑤可以无限增殖
2.下列关于“筛选”的叙述中,不正确的是(  )
A.在诱变育种、杂交育种、单倍体育种过程中都要进行筛选
B.在制备单克隆抗体、通过植物体细胞杂交的方法获得杂种植株的过程中要进行筛选
C.在小鼠胚胎细胞培养过程中,通过筛选可以获得具有无限分裂能力的细胞系
D.将目的基因导入受体细胞后需要进行筛选
【当堂检测】
1.(2014·浙江,3)下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是(  )
A.连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型
B.某些癌细胞在合适条件下能逆转为正常细胞
C.由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆
D.未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状
2.(2013·大纲全国,2)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,茎尖培养可用于植物脱除病毒
3.(2014·新课标Ⅰ,40)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(染色体数目为40条),并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目为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B淋巴细胞的是________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____________________。
【课后拓展训练】
1.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
特殊处理 机械法去除细胞壁 胰蛋白酶处理,制成细胞悬液
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 生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化 动物血清不可缺少
A.1 B.2 C.3 D.4
2.右图所示是人工种子的结构简图,对其叙述不正确的是(  )
A.人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需要的营养物质,还可以添加农药和植物激素
B.人工种子胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构
C.人工种子可以工业化生产,播种人工种子可节省大量粮食
D.人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题
3.下图是某组织培养过程的简图。下列有关说法中,正确的是(  )
A.花药离体培养的条件与种子萌发的条件完全相同
B.若花粉粒核中有两个或多个染色体组,则所得植株为二倍体或多倍体
C.②③过程都是细胞分化过程,因此起作用的激素只有生长素
D.该过程体现了植物细胞的全能性
4.列关于植物体细胞杂交或植物细胞质遗传的叙述,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融合的过程属于植物体细胞杂交过程
C.两个不同品种的紫茉莉杂交,正交、反交所得F1的表现型一致
D.两个不同品种的紫茉莉杂交,F1的遗传物质来自母本的多于来自父本的
5.用a表示骨髓瘤细胞,b表示浆细胞,则细胞融合过程中两次筛选的目的分别为(  )
A.a、aa、ab、bb、b→a、aa、ab→ab
B.a、aa、ab、bb、b→ab、bb、b→ab
C.a、aa、ab、bb、b→ab→产生特定抗体的ab
D.a、aa、ab、bb、b→aa→能无限增殖的aa
6.新快报记者与“多利羊之父”面对面,他认为克隆生物和供体会像双胞胎一样相似,但并不完全一样。即使一般人类的双胞胎也不会长得完全一样,体型、个头上总是存在区别。下列有关克隆的叙述,正确的是(  )
A.植物组织培养的过程不属于克隆技术范畴
B.克隆动物,如“多利羊”的诞生涉及多种细胞工程技术
C.克隆生物和供体不完全相同是因为细胞内遗传物质的改变引起的
D.克隆过程中发生了细胞的增殖和分化,未发生细胞的衰老
7.单克隆抗体在医疗、诊断等方面发挥着越来越重要的作用。英国科学家米尔斯坦和科勒设计了一个用已免疫的B淋巴细胞制备单克隆抗体的实验,下图为其实验流程图。则相关的叙述或说法中,不正确的是(  )
A.a是骨髓瘤细胞,②表示在选择培养基上进行培养
B.制备单克隆抗体时,选择B淋巴细胞的原因是它只能分泌多种特异性抗体
C.③过程如在体外培养,则需要无菌、无毒,营养充足,温度、pH适宜等环境条件
D.诱导动、植物细胞融合常用的一种化学诱导剂是聚乙二醇
8.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的小鼠的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交与甲、乙两品种杂交后代的染色体数目相同
9.抗体的制备经历了细胞学层面和分子学层面两个合成途径的研究。下列是利用生物学技术制备抗体的两个途径模式简图。下列说法错误的是(  )
A.过程①至②所获取的抗体称为单克隆抗体
B.③至⑥过程获取抗体的技术称为转基因技术
C.过程⑤需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶
D.Vl基因体外扩增的技术称为PCR技术
10.下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解。请根据图分析下列四个选项,其中说法不正确的一项是(  )
A.单克隆抗体制备过程的顺序是:
B.在单克隆抗体制备过程中之所以选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,是因为它们融合后的杂交瘤细胞具有在体外大量繁殖、产生特异性抗体的特性
C.由图中可看出,此过程运用的技术手段有动物细胞融合和动物组织培养
D.单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高,并且可以大量制备的优点,所以可以制成“生物导弹”
11.科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛,如果要加速转基因奶牛的繁育,可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示)。请结合图示回答下列问题:
(1)在进行细胞培养时,要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分散处理,形成单个细胞,这个过程中需要利用____________酶处理。
(2)用于核移植的供体细胞,一般都选用传代10代以内的细胞,原因是_____ _____。
(3)在进行原代培养时,细胞增殖的方式是__________,此外,细胞增殖还表现出____________和接触抑制等特点。
(4)将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中,去除卵母细胞细胞核的目的是___________________________________。
(5)将重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛后,该母牛就会生出与供体奶牛遗传物质相同的犊牛,但也不是100%的复制,原因最可能是__________________________。
(6)上述动物细胞工程中涉及的技术有_______________________________。
转基因奶牛的克隆成功,说明了动物________________具有全能性。
12.科学家用植物体细胞杂交方法,将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合,成功地培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株(如图所示),其中①~⑤表示过程,英文字母表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题:
(1)在实现过程②的技术之前使用______________________________酶处理细胞以除去细胞壁。
(2)在将杂种细胞培育成为杂种植株的过程中,依据的原理是____________,其中过程④相当于____________过程,过程⑤涉及的分裂方式为____________。
(3)若番茄细胞含m条染色体,马铃薯细胞含n条染色体,则“番茄—马铃薯”细胞含________条染色体;若杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体,则此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株属于__________倍体植株。
要语强记
1.植物组织培养的过程主要包括脱分化和再分化两个阶段,脱分化的结果是形成愈伤组织,再分化的结果是形成根和芽。
2.植物体细胞杂交需要用酶解法制备原生质体,所用的酶包括纤维素酶和果胶酶。
3.无论是植物体细胞杂交还是动物细胞融合,都需要诱导。
4.植物组织培养需要各种营养成分和植物激素,动物细胞培养也需要各种营养成分及血清。
5.植物体细胞杂交可用于作物育种,动物细胞融合可用于单克隆抗体的制备。
6.产生单克隆抗体的细胞是杂交瘤细胞,它既能产生单克隆抗体又能无限增殖。
第37 细胞工程答案
考点一 植物细胞工程
1.(1)细胞水平或细胞器水平。(2)遗传物质 细胞产物。
2.(1)遗传信息 完整生物体(2)全部遗传信息。(3)离体 营养、激素。
3.(1)全能性。
4.(1)不同种 杂种细胞 新的植物体。(3)①细胞壁 纤维素酶和果胶酶。②细胞膜具有一定的流动性。③离心、振动、电激等 聚乙二醇。④ 细胞壁。高尔基体⑤植物组织培养 细胞的全能性。(4) 克服了远缘杂交不亲和的障碍。
5.(1)保持亲本的优良性状。(2)茎尖、根尖(3)人工种子:(4)突变体。(5)植物组织培养。
[思维诊断](1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√
题组
1.B解析 植物细胞壁主要是由纤维素和果胶组成的,常选用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体。紫外线照射诱变育种所依据的原理是基因突变,这种突变是不定向的。③过程是脱分化,指已经分化的植物器官、组织或细胞,当受到创伤或进行离体(也受到创伤)培养时,已停止分裂的细胞,又重新恢复分裂,细胞改变原有的分化状态,失去原有结构和功能,成为具有未分化特性的细胞。④是再分化,需用适宜配比的生长素和细胞分裂素诱导。
2.答案 (1)植物细胞的全能性 植物组织培养 (2)种皮及提供营养的胚乳或子叶 (3)C (4)使细胞恢复分裂能力 基因的选择性表达 (5)不一定
解析 (1)人工种子能发育成完整植株,说明其细胞内含有个体发育所需要的全部遗传物质,因此依据的原理是细胞的全能性,人工种子是经过植物组织培养技术得到的。(2)包裹胚状体的胶质有保护胚状体的作用,同时又可以为胚状体提供营养物质,所以可看成种皮及胚乳或子叶。(3)使植物细胞彼此分离可以使用果胶酶,因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。(4)脱分化的实质是使细胞恢复分裂能力,而再分化的实质是基因的选择性表达。(5)人工种子是否可育取决于培育胚状体所选用的材料。
3. C解析 除去细胞壁的酶有纤维素酶和果胶酶;诱导植物原生质体融合不能用灭活的病毒;杂种细胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁;愈伤组织形成“白菜—甘蓝”植物体属于再分化过程。
4.答案 (1)不能。不同种的植物存在生殖隔离 (2)植物组织培养 植物细胞的全能性 原生质体融合 高尔基体 脱分化 有丝分裂 (3)六 (4)e
解析 (1)番茄和马铃薯属于两种植物,存在生殖隔离,不能通过有性杂交产生后代。(2)过程②是把a、b两个原生质体融合在一起,所以称为原生质体融合。过程③是在融合的原生质体外再生一层细胞壁,而细胞壁的形成与高尔基体有关。过程④的结果是形成了愈伤组织,所以④为脱分化。(3)“番茄-马铃薯”属于异源多倍体中的异源六倍体。(4)柴油是植物细胞的代谢产物,要实现其工业化生产需将柴油树细胞培养到愈伤组织,然后进行提取。
考点二 动物细胞培养与体细胞克隆
1.(2)①培养液 抗生素 代谢产物。② 血清、血浆 ③ 36.5±0.5_℃ 7.2~7.4。④ 5%CO2 维持培养液的pH。(3) 有毒物质 。
2.(2)动物体细胞核具有全能性。(3)产生新个体。(4)遗传改良。②濒危物种。④供体⑤移植。
[思维诊断](1)× (2)× (3)× (4)√(5)√ (6)×
题组
1B解析 动物①通过受精作用形成,属于有性生殖,动物②通过细胞核移植技术形成,利用的原理是动物细胞的细胞核具有全能性,形成动物②的过程属于无性生殖,A、C正确。a、b细胞分别由精原细胞和卵原细胞通过减数分裂形成,c细胞是体细胞,通过有丝分裂形成,D正确。产生动物②的过程中并没有发生基因重组,故B错误。
2.答案 (1)多 (2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质 维持培养液的pH (3)停止 多 胰蛋白酶 (4)抗生素 (5)Y mRNA 蛋白质
解析 (1)甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。肿瘤细胞为无限增殖的细胞,细胞周期短。在相同条件下,培养相同的时间,甲细胞的数量多于乙细胞。(2)动物细胞培养液中必须加入动物血清,血清中含有血清蛋白、生长因子、促进细胞贴壁的因子、激素等合成培养基中缺乏的物质。细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是调节培养液的pH。(3)甲为肿瘤细胞,能无限增殖,传代的次数要比乙细胞多,乙细胞(正常肝细胞)在培养瓶中贴壁生长,当铺满瓶壁时,生长停止。为得到更多的肝细胞,需要定期地用胰蛋白酶使细胞脱离瓶壁,进行传代培养。(4)培养液中加入抗生素来抑制和杀灭细菌,抗生素对动物细胞没有影响。(5)设计一组加入抗癌药物的实验组,一组不加药物的对照组,通过检测药物影响X基因的表达过程,即转录形成mRNA、翻译形成蛋白质的量来检验药效。
考点三 动物细胞融合与单克隆抗体的制备
1.(1)细胞膜的流动性。(2)灭活的病毒(3)有性杂交方法 远缘杂交 单克隆抗体。
2. (1)杂交瘤细胞 能产生所需抗体(2)灵敏度高。(3)诊断试剂 运载药物。
[思维诊断](1)√ (2)× (3)× (4)×(5)√ (6) ①×②√
题组
1. A解析 已免疫的B淋巴细胞可以从小鼠的脾脏中提取,也可以从血浆中提取,骨髓瘤细胞是从小鼠的骨髓中提取的。单克隆抗体是利用浆细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞得到的,融合方法可以用化学方法——聚乙二醇,生物方法——灭活病毒等。如果要筛选能产生特定抗体的细胞群,可以通过检测抗原—抗体反应,如果有反应说明表达了抗体。融合细胞具有双亲的特点,既能无限增殖又能产生单一抗体。
2.C解析 诱变育种、单倍体育种和杂交育种会产生多种不同性状的子代,要得到特定性状的品种必须进行筛选;植物的原生质体融合时有三种不同的融合原生质体(在只考虑两两融合的情况下),最终需要的是两种不同植物的原生质体的融合,所以必须进行筛选;将目的基因导入受体细胞后需要进行筛选,选出导入成功的受体细胞;动物细胞培养中能无限分裂的细胞在培养基中保留,其他细胞衰亡,不需筛选。
课后拓展案
1.答案 B解析 动物细胞工程的技术手段是动物细胞培养、动物细胞融合、动物体细胞核移植,单克隆抗体是细胞融合的特殊应用。植物细胞壁的去除应使用纤维素酶和果胶酶。
2.答案 B解析 所谓人工种子,就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经人工薄膜包装得到的种子。人工种子在适宜的条件下同样能够萌发长成幼苗,可见,人工种子的胚状体已经分化出胚芽、胚轴、胚根等结构。
3.答案 D解析 花药离体培养所需条件要求更高,需要MS培养基,另外还需要适宜的pH、温度和光照,而种子萌发需要适宜的温度、水分等,A错误;花粉培养形成的植株称为单倍体,B错误;在细胞分化过程中有多种激素起作用,其中起主要作用的是细胞分裂素和生长素,C错误;在该过程中,单个细胞最终培养成了植株,体现了植物细胞的全能性,D正确。
4.答案 C解析 植物体细胞杂交利用细胞膜的流动性使不同物种的两个原生质体融合在一起,经组织培养形成杂种植株,克服了不同物种之间的生殖隔离,A、B正确;紫茉莉枝条颜色的遗传为细胞质遗传,正交、反交的结果是不同的,F1的遗传物质中细胞核遗传物质一半来自母本,一半来自父本,细胞质遗传物质几乎全部来自母本,D正确、C错误。
5.答案 C解析 第一次筛选是选出杂交瘤细胞即ab,第二次筛选是选出能产生特异性抗体的ab细胞。
6.答案 B解析 克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖,以及由无性繁殖形成基因型完全相同的后代个体的过程。采用植物组织培养方法由植物细胞得到具有相同基因型的个体的过程,也被称为克隆,A错误;克隆动物,如“多利羊”的诞生涉及多种细胞工程技术,如核移植、动物细胞培养等,B正确;克隆生物和供体不完全相同主要是由于细胞质基因不同,以及生活环境的影响,而非遗传物质的改变,C错误;克隆过程中的细胞跟正常细胞一样,也经历着细胞的增殖、分化和衰老,D错误。
7.答案 B解析 对于B淋巴细胞来说,每一种B淋巴细胞经特定抗原刺激只能产生一种特异性抗体。根据单克隆抗体制备的流程判断:a是骨髓瘤细胞、b是杂交瘤细胞。①是诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的过程。②表示在选择培养基上进行培养、筛选能产生单一抗体的杂交瘤细胞。③包括体外培养和注入小鼠腹腔内培养。选择培养基只允许杂交瘤细胞生长、增殖,其他细胞不能生存。动物细胞培养需具备的条件是:无菌、无毒,营养充足,温度适宜,pH适宜,充足的空气。诱导细胞融合时常用聚乙二醇作诱导剂。
8.答案 D解析 利用物理(电刺激、振荡、离心)和化学的方法既可诱导植物原生质体融合,也可促进动物细胞融合;植物体细胞杂交常先用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞,获得有活力的原生质体,用胰蛋白酶处理动物组织分散成单个细胞;将小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫的小鼠的B淋巴细胞融合得到杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能产生抗体又能无限增殖,经克隆后生成的细胞群可产生单克隆抗体;甲、乙两品种的体细胞杂交后代的染色体数是甲、乙两品种染色体数之和,甲、乙两品种杂交后代的染色体数是甲、乙两品种配子染色体数之和。
9.答案 C解析 过程①至②是通过细胞融合的方式生产单克隆抗体的过程,A正确;过程③至⑥是一个完整的基因工程的过程,包括了目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定四个过程,B正确;过程⑤需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶,C错误;PCR技术可以实现基因的大量扩增,D正确。
10.答案 C解析 单克隆抗体的制备过程所运用的技术手段包括动物细胞培养和动物细胞融合,而非动物组织培养。
11.答案 (1)胰蛋白 (2)该种细胞代谢旺盛、分裂能力强,且遗传物质没有发生改变 (3)有丝分裂 贴壁生长 (4)使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞 (5)①生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制;②生物的性状还受环境因素的影响 (6)核移植、动物细胞培养、胚胎移植技术 体细胞的细胞核
解析 (1)实践中常用胰蛋白酶处理动物组织细胞使其分离开来。(2)传代10代以内的细胞代谢旺盛、分裂能力强,遗传物质没有发生改变,适于作核移植的供体细胞。(3)在进行原代培养时,细胞以有丝分裂的方式进行增殖,同时表现出贴壁生长和接触抑制的现象。(4)去除卵母细胞细胞核的目的是使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。(5)生物的性状是细胞核基因和细胞质基因共同作用的结果,同时,生物的性状还受环境因素的影响,因此,克隆动物不可能是供体奶牛100%的复制品。(6)该克隆动物的培育过程中涉及核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术,说明了高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
12.答案 (1)纤维素酶和果胶 (2)细胞的全能性 脱分化 有丝分裂 (3)m+n 单
解析 (1)植物体细胞杂交过程中应该用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。(2)杂种细胞培育成为杂种植株依据的原理是细胞的全能性,杂种细胞的组织培养过程要经过脱分化和再分化过程,在植物组织培养过程中只涉及有丝分裂。(3)若番茄细胞内有m条染色体,马铃薯细胞内有n条染色体,则产生的“番茄—马铃薯”细胞所含的染色体为m+n条,属于异源四倍体。该杂种植株的花粉经离体培养得到的植株无论含几个染色体组,均为单倍体。
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