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-1-第2讲细胞工程1．用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是()A．都需要用CO2培养箱B．都需要用液体培养基C．都需要在无菌条件下进行D．都可体现细胞的全能性解析：选C。动、植物细胞由于代谢类型不同，对二者培养的条件也不相同。动物细胞培养需要二氧化碳培养箱，而植物则不需要，故A项错误。动物细胞培养用液体培养基，而植物组织培养用固体培养基，B项错误。动物细胞培养还不能发育为完整个体，不能体现其细胞全能性，D项错误。只有C项正确，因为微生物污染是造成细胞培养失败的主要原因。2．2012年诺贝尔生理学或医学奖授予了在细胞核重编程研究领域作出杰出贡献的英国和日本的两位生物学家。所谓“细胞核重编程”即将人类成熟的体细胞重新诱导回干细胞状态，它们就有再分化形成多种类型细胞的可能，该项研究可应用于临床医学。下列相关叙述错误的是()A．细胞核重编程技术的应用与细胞内基因的选择性表达密切相关B．该项研究为临床上解决器官移植的排斥反应带来希望C．“动物细胞的分化是一个不可逆的过程”将可能被改写D．他们的实验验证了动物细胞的全能性解析：选D。细胞核重编程是将成熟体细胞诱导回干细胞状态，用于发育成各种类型的细胞，该技术与细胞内基因的选择性表达有关，A项正确。运用该研究可将患者成熟的体细胞诱导为干细胞，从而克隆出相应的器官，B项正确。在人为条件下，可以将高度分化的成熟体细胞转变为分化程度低的干细胞，说明动物细胞的分化可能发生逆转，C项正确。该实验中科学家并未将成熟的动物细胞克隆成一个完整个体，故不能验证动物细胞的全能性，D项错误。3．下列关于现代生物技术相关知识的叙述，正确的是()A．动物细胞培养与植物组织培养均需要使用胰蛋白酶来制备体细胞悬液-2-B．植物组织培养中生长素和细胞分裂素的配比会影响组织分化C．转入到油菜中的抗除草剂基因，不可能通过花粉传入环境中，造成基因污染D．植物有性杂交和体细胞杂交能克服远缘杂交不亲和的障碍解析：选B。植物组织培养不需要用胰蛋白酶来制备体细胞悬液。转入到油菜中的抗除草剂基因如果整合到油菜细胞核的染色体上，则可能通过花粉传入环境中，造成基因污染。体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和的障碍而有性杂交不可以。4．(2015·河北省衡水中学高三调研)如图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形成试管苗的过程示意图。有关叙述正确的是()A．利用此过程获得的试管苗可能为杂合子B．①、②过程中都会发生细胞的增殖和分化C．多倍体植株的培育需经过如图所示过程D．此过程依据的生物学原理是细胞膜的流动性解析：选A。植物的组织培养过程是无性繁殖的过程，如果离体的组织来自纯合子，将来得到的试管苗是纯合子，如果离体的组织来自杂合子，将来得到的试管苗是杂合子，故A正确；①过程为脱分化，②过程为再分化，脱分化过程一般没有细胞的分化，B错误；直接用秋水仙素处理萌发的种子和幼苗就可获得多倍体植株，不需要组织培养过程，所以C错误；植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性而不是细胞膜的流动性，D错误。5．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。其培育过程如图所示，请回答问题。-3-(1)人工种子依据的原理是__________，是经过__________技术培育而成的。(2)包埋胚状体的胶质可以被看成是种子的哪部分结构？________________。(3)如果外植体为植物的茎尖，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表示脱分化过程，其实质是__________；③表示再分化的过程，其实质是________________。解析：(1)人工种子能发育成完整的植株，说明其细胞内含有个体发育所需的全部遗传信息，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)包埋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，所以可以被看成是种皮及胚乳或子叶。(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果胶和纤维素。(4)脱分化实质上是使细胞恢复分裂能力，而再分化就是分化，其实质是基因的选择性表达。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6．(2015·山东师大附中模拟)下图是细胞融合示意图，请据图回答：(1)过程①②应使用______________________处理细胞，以去除植物细胞壁。(2)过程③叫做__________，该过程常用的诱导方法是__________。(3)过程④是细胞壁的再生过程，与此过程密切相关的细胞器是__________。(4)⑤过程中进行的细胞分裂方式是________，该过程先诱导细胞分裂形成________，再由它分化形成杂种植物幼苗。(5)若番茄细胞内含A条染色体，马铃薯细胞内含B条染色体，则番茄—马铃薯细胞内含__________条染色体；若对番茄和马铃薯采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含________条染色体，若要得到可育的番茄—马铃薯，必须-4-用____________来处理幼苗。这两种方法相比，体细胞杂交方法的优点是__________。解析：(1)过程①②表示用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁。(2)过程③是诱导去壁后得到的原生质体融合。(3)植物细胞壁的形成与高尔基体有关。(4)⑤过程表示先脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成试管苗。(5)植物体细胞杂交得到的番茄—马铃薯细胞内含有的染色体数是两种植物染色体数之和即A＋B；番茄和马铃薯有性杂交得到的后代的染色体数是A/2＋B/2，此后代不可育，必须用秋水仙素处理幼苗。答案：(1)纤维素酶和果胶酶(2)原生质体融合物理和化学法(电激/聚乙二醇诱导)(3)高尔基体(4)有丝分裂愈伤组织(5)A＋B(A＋B)/2秋水仙素克服远缘杂交不亲和的障碍7．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，瓶壁上形成的细胞层数是______________。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)在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)检查某种毒素是否能改变细胞染色体的数目，最好选用处于有丝分裂________期的细胞进行显微镜观察。(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________的速率降低。(6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体-5-把移植的皮肤组织当做________进行攻击。解析：本题主要考查动物细胞培养的基础知识。(1)动物细胞培养中的两个显著特点是贴壁生长、接触抑制。常用胰蛋白酶处理发生接触抑制的细胞，以获得分散的单个细胞。(2)传代培养到一定代数后，大多数细胞会衰老甚至死亡，少数细胞会因遗传物质发生改变而获得不死性，这些细胞具有癌细胞的特点，细胞膜上的糖蛋白减少，细胞间的黏着性降低。(3)活细胞和死细胞的差异与细胞膜的选择透过性有关，大分子染料能透过死细胞的细胞膜，而不能透过活细胞的细胞膜。(4)细胞分裂中期的染色体形态固定，数目清晰，是观察染色体形态、数目的最佳时期。(5)冷冻条件下，细胞中酶的活性降低，新陈代谢的速率降低，便于细胞的保存。(6)排斥反应是机体的一种免疫过程，是指机体将异体器官、组织、细胞等当做抗原进行攻击。答案：(1)相互接触接触抑制单层(或一层)胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡不死性(或癌)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，故活细胞不能着色(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使细胞着色)(4)中(5)冷冻(或超低温、液氮)酶代谢(6)抗原8．(2015·浙江外国语期中)下图是某实验室做的通过动物纤维母细胞等获得单抗的实验研究。据图回答相关问题。(1)X、Y、Z细胞的名称分别是__________________、__________________、__________________。(2)①过程类似于植物组织培养技术中的________过程。与纤维母细胞相比，诱导干细胞的全能性较________。②过程的实质是______________________。(3)③过程中需用到的生物诱导剂是________。(4)④处需要筛选，其目的是____________。(5)用32P标记的核苷酸的培养基培养Z细胞，细胞质中能测到32P的细胞器有________和________。-6-解析：(1)X、Y、Z细胞的名称分别是骨髓瘤细胞、抗原刺激过的B细胞、杂交瘤细胞。(2)①过程是将甲小鼠的纤维母细胞诱导成诱导干细胞，相当于植物组织培养技术中的脱分化过程，与纤维母细胞相比诱导干细胞的全能性较高。②过程是诱导干细胞分化成各种体细胞，细胞分化的实质是基因选择性表达。(3)诱导动物细胞融合，需用到的生物诱导剂是灭活的病毒。(5)核苷酸是核酸的基本组成单位，动物细胞中线粒体含有少量DNA，核糖体是由蛋白质和rRNA构成的。因此用32P标记的核苷酸的培养基培养Z细胞，则在线粒体和核糖体中能检测到32P。答案：(1)骨髓瘤细胞抗原刺激过的B细胞杂交瘤细胞(2)脱分化高基因的选择性表达(3)灭活的病毒(4)筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞(5)核糖体线粒体