搜索
第2讲细胞工程一、选择题(每小题6分,共18分)1.现有甲(克隆羊)、乙(试管羊)、丙(转基因羊)三只羊。下列有关叙述正确的是(B)A.甲和丙的培育过程中都应用了体外受精和胚胎移植技术B.与乙不同,甲的遗传物质可来自两个雌性亲本C.培育三只羊都是通过相同的生殖方式获得亲本的优良性状D.三只羊的体外早期胚胎培养都经历了受精卵、桑椹胚、囊胚、原肠胚等阶段【解析】甲的培育主要采用了核移植技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术,没有应用体外受精技术,A项错误;乙的遗传物质来自供体母羊和供体公羊,而甲的核遗传物质来自供体母羊,质遗传物质来自受体母羊,B项正确;甲属于无性生殖,乙属于有性生殖,丙一般属于有性生殖,C项错误;甲的体外早期胚胎培养没有经历受精卵阶段,D项错误。2.(2015·天津十二校联考)如图表示植物组织培养的大致过程。据此判断不正确的是(D)①②③④A.若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞,则④可能出现不同植物的遗传特性B.若①是二倍体植物的花粉,则④是单倍体植株,经染色体加倍后可得到稳定遗传的品种C.若①是人参细胞,对②进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量D.若①是具有杂种优势的农作物细胞,则用③进行繁育会发生性状分离【解析】若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞,则该细胞含有不同植株的遗传物质,因此④可能出现不同植物的遗传特性,A项正确;若①是二倍体植物的花粉,则经花药离体培养获得的④单倍体植株,经染色体加倍后可得到稳定遗传的品种(纯种),B项正确;若①是人参细胞,则②是该人参细胞经脱分化形成的愈伤组织,要提高细胞产物人参皂甙的产量,对②进行扩大培养即可,C项正确;植物组织培养属于无性生殖,能保持亲本的优良性状,若①是具有杂种优势的农作物细胞,则用③进行繁育不会发生性状分离,D项错误。3.核苷酸合成有两种途径,物质A可以阻断其中的全合成途径,如图所示。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶,制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特定的杂交瘤细胞。关于筛选原理的叙述,正确的是(B)A.免疫的B细胞及其互相融合细胞因全合成途径被A阻断而在HAT培养基上不能增殖B.骨髓瘤细胞及其互相融合细胞因无法进行上述两个途径而在HAT培养基上不能增殖C.杂交瘤细胞因为可以进行上述两个途径所以能在HAT培养基上大量增殖D.HAT培养基上筛选出的所有杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生高纯度的目标抗体【解析】免疫B细胞及其互相融合细胞均属于成熟细胞,不能增殖,A项错误;骨髓瘤细胞及其互相融合细胞缺乏转化酶,又因HAT培养基中的物质A阻断了全合成途径,所以在HAT培养基上不能增殖,B项正确;杂交瘤细胞通过补救途径能够在HAT培养基上大量繁殖,C项错误;HAT培养基上筛选出的杂交瘤细胞能大量增殖,也能产生抗体,但不一定能产生特异性抗体,D项错误。二、非选择题(共82分)4.(15分)(2016·渭南质检)如图所示为培育农作物新品种的过程示意图。请据图回答有关问题:(1)步骤①中,首先对植物细胞甲、乙用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁,形成原生质体,然后用聚乙二醇等诱导剂诱导融合。(2)图中从愈伤组织到形成完整的新品种植株的途径有两条,具体通过哪条途径主要取决于培养基中的植物激素的种类及其浓度配比。(3)若仅用植物甲的花粉培养成的完整植株,称为单倍体植株,说明花粉具有全能性。(4)若要从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素,则下列条件不需要的是(B)A.消毒灭菌B.充足光照C.适宜温度D.适宜养料和激素(5)图示育种方法与传统杂交育种相比,主要优点是克服了生物远缘杂交不亲和的障碍。【解析】(1)用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁,形成原生质体,用聚乙二醇等诱导剂诱导植物细胞融合。(2)题图中从愈伤组织到形成完整的新品种植株的途径有两条,具体通过哪条途径主要取决于培养基中的植物激素的种类及其浓度配比。(3)花药离体培养可得到单倍体植株,这说明未成熟花粉具有全能性。(4)愈伤组织不含叶绿体,不能进行光合作用,因此从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素时,不需要充足的光照条件。(5)与传统杂交育种相比,题图中的育种方法可以克服生物远缘杂交不亲和的障碍。5.(15分)选取A、B植株的细胞进行如图所示操作,据图回答下列问题:(1)实现图中的①过程最常用的方法是酶(纤维素酶和果胶酶)解法。(2)②过程的发生,必须进行诱导融合,其方法有物理法和化学法。(3)若细胞A内含a条染色体,细胞B内含b条染色体,则“杂种细胞”内含a+b条染色体;若A、B植株采用常规杂交育种方法成功的话,得到的后代含(a+b)/2条染色体,则必须用秋水仙素来处理幼苗,才能得到可育的杂种植株,其中含有a+b条染色体。(4)如果原生质体A为小鼠的浆细胞,原生质体B为小鼠的骨髓瘤细胞,诱导二者融合时,独特的方法是用灭活的病毒处理。【解析】(1)题图所示为植物体细胞杂交过程,①是去壁过程,最常用的方法是酶解法,即用纤维素酶和果胶酶处理去除细胞壁。(2)②表示诱导细胞融合的过程,方法有物理方法(离心、电刺激)和化学方法(聚乙二醇)。(3)“杂种细胞”具有两个细胞的染色体,即有a+b条染色体。细胞A产生的生殖细胞中含有a/2条染色体,细胞B产生的生殖细胞中含有b/2条染色体,利用杂交育种获得的后代体细胞中所含有的遗传物质各包含两亲本的一半,即含有(a+b)/2条染色体,常规杂交育种方法得到的杂合植株是高度不育的,必须利用秋水仙素处理使其染色体数目加倍,即细胞中染色体数目为a+b条的植株才可育。(4)动物细胞融合特有的方法是用灭活的病毒诱导。6.(15分)美国科学家将分离得到的成熟的胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养,由单个细胞发育成了完整的新植株,过程图解如下。请回答与之有关的问题:(1)科学家所用的这种生物技术叫做植物组织培养,依据的理论基础是植物细胞具有全能性。②过程称为脱分化,③过程称为再分化,C经细胞分裂和细胞分化过程形成D。(2)通过②过程产生的愈伤组织细胞与根的韧皮部细胞在染色体的数目上是否相同?相同。染色体上所含的遗传物质是否相同?相同。细胞的形态结构是否相同?不同。(3)在培养过程中,除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外,还需要在培养基中加入植物激素,同时在培养过程中,除必需的温度、光照和氧气等外界条件外,成功的另一个关键是操作过程必须保证无菌。(4)从育种的角度来看,植物组织培养与有性繁殖相比,优势主要有(列举两条):能保持母本的优良性状、培养周期短,繁殖效率高。(5)与植物组织培养的培养基相比,用于动物细胞培养的培养液除含有水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸等之外,通常还要添加动物血清。【解析】(1)将胡萝卜韧皮部细胞发育成完整新植株需要采用植物组织培养技术,该技术的理论基础是植物细胞的全能性,②过程称为脱分化,③过程称为再分化,C经过细胞分裂和分化形成D。(2)植物组织培养属于无性生殖,通过②过程产生的愈伤组织细胞与根的韧皮部细胞在染色体的数目上相同,染色体上所含的遗传物质相同,但由于经过了细胞分化,故细胞形态结构不同。(3)在培养过程中,除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外,还需要在培养基中加入植物激素;同时,在培养过程中,除必需的温度、光照和氧气等外界条件外,成功的另一个关键是操作过程必须保证无菌。(4)植物组织培养属于无性生殖,与有性繁殖相比,优势主要有能保持母本的优良性状、培养周期短、繁殖效率高、能培育无病毒植株。(5)与植物组织培养的培养基相比,用于动物细胞培养的培养液除含有水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸等之外,通常还要添加动物血清。7.(10分)(2015·安徽高考,节选)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊,以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子Ⅳ医用蛋白,其技术路线如图。(1)由过程①获得的A为含目的基因的表达载体。(2)在核移植之前,必须先去掉受体卵母细胞的核,目的是保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞。受体应选用MⅡ期卵母细胞。(3)进行胚胎移植时,代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆,理论上可获得无限个转基因绵羊,这是因为整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养。【解析】(1)过程①是由目的基因与载体构建基因表达载体的过程。(2)先去掉受体卵母细胞核的目的是去除受体细胞的核遗传物质,以保证核遗传物质来自含有目的基因的成纤维细胞。受体细胞应选MⅡ期的卵母细胞。(3)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内存活提供了可能。(4)整合有目的基因的成纤维细胞可以进行传代培养,即能进行分裂增殖。8.(15分)(2015·北京海淀区期中检测)抗体的结构如图所示,它有两条H链和两条L链。同一物种C区氨基酸序列恒定,不同抗体结合抗原的V区氨基酸序列有差异。(1)抗体结构中的肽键数目为p,氨基酸数目为a,二者的关系式为p=a-4(或a=p+4)。(2)取免疫后小鼠的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合,经筛选得到杂交瘤细胞。将得到的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测以获得具有能无限增殖并产生专一(特定)抗体特点的杂交瘤细胞。将得到的杂交瘤细胞进行体内培养或放入CO2(恒温)培养箱进行体外培养,从细胞培养液中提取出单克隆抗体。(3)由于鼠源性抗体会使人产生免疫反应,导致该抗体失效,科学家制备了嵌合性单克隆抗体,初步解决了这一问题。推测嵌合性抗体应由鼠源性抗体的V区和人抗体的C区组合而成。(4)为进一步获得更符合治疗要求的单克隆抗体,科研人员对抗体结构进行精细研究,找到既不影响抗体空间结构又降低免疫反应的氨基酸序列,通过基因工程技术对抗体结构进行人源化改造。这种人源单克隆抗体属于蛋白质工程的产物。【解析】(1)肽键数目=氨基酸数目-肽链数,抗体含有4条肽链,即p=a-4。(2)取免疫后小鼠的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合,经筛选得到杂交瘤细胞。将得到的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测以获得具有能无限增殖并产生专一(特定)抗体特点的杂交瘤细胞。将得到的杂交瘤细胞进行体内培养或放入CO2(恒温)培养箱进行体外培养,从细胞培养液中提取出单克隆抗体。(3)根据题干信息“同一物种C区氨基酸序列恒定,不同抗体结合抗原的V区氨基酸序列有差异”,推测嵌合性抗体应由鼠源性抗体的V区和人抗体的C区组合而成。(4)为进一步获得更符合治疗要求的单克隆抗体,科研人员对抗体结构进行精细研究,找到既不影响抗体空间结构又降低免疫反应的氨基酸序列,通过基因工程技术对抗体结构进行人源化改造,这种人源单克隆抗体属于蛋白质工程的产物。9.(12分)(2015·重庆一中月考)甲、乙两种化学物质可能有一定致畸、致癌作用,利用动物细胞培养的方法鉴定它们是否有毒性,并比较二者毒性的强弱。请依据实验结果完成下列实验报告:(1)实验步骤:①制备细胞悬液:用胰蛋白酶处理小白鼠胚胎组织离散成单个细胞,制成细胞悬浮液。②进行细胞培养:a.取A、B、C三个洁净的锥形瓶,分别加入等量的细胞悬浮液。b.向A、B两个培养瓶中分别加入等量的化学物质甲、乙,并将培养瓶摇匀;C瓶加等量生理盐水,作为对照。c.把3个培养瓶放在37℃的CO2培养箱中培养。③制作临时装片。④镜检和统计:把临时装片放在显微镜下,寻找处于有丝分裂中期的细胞,与小白鼠正常体细胞有丝分裂高倍显微镜照片进行对比,以确认发生变异的细胞。统计该期变异的细胞占细胞总数的百分数。(2)实验结果:培养瓶ABC变异细胞占总细胞数1.3%12.5%0.1%(3)请写出实验结论:甲、乙两种化学物质均有一定毒性,且乙的毒性比甲的毒性大。【解析】(1)①解离组织细胞常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理得到单个的细胞;②根据b的实验步骤可以得出A、B、C三个洁净的锥形瓶中应分别加入等量的细胞悬浮液。④根据实验目的:探究甲、乙两种物质是否具有致癌作用等,检测的指标是癌变细胞的数