第40讲 细胞工程
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测控导航表 知识点 1.植物组织培养及植物体细胞杂交 2.动物细胞培养、核移植及单克隆抗体的制备 3.综合考查 题号及难易度 1,3,5(中) 2,4(中),6(中) 7(中) 1.(2015云南昆明二模)草莓品种繁多,营养丰富,果肉中含有大量的糖类、蛋白质、有机酸、果胶等营养物质,请分析回答。
(1)野生草莓果实小,营养物质含量低,不宜大面积种植,可采用低温诱导,培育获得 植株,从而达到增大果实,增加营养物质含量的目的。
(2)若要利用人工种子培育大量脱毒草莓植株,一般选取一定大小的 进行组织培养,先通过 形成愈伤组织,再进一步培养得到 ,裹上人工种皮制备成人工种子,植物组织培养的培养基中,除含有必要的营养物质外,还需在其中添加 。
(3)草莓和黑莓属于不同的物种,可采用 技术获得杂种植株,该技术必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得 后才能诱导融合,与杂交育种相比,该技术的优点是 。 解析:(1)采用低温诱导染色体加倍,可培育获得多倍体植株。(2)植物的根尖和茎尖几乎没有病毒,故若要利用人工种子培育大量脱毒草莓植株,一般选取一定大小的茎尖或根尖进行组织培养,先通过脱分化形成愈伤组织,再进一步培养得到胚状体,裹上人工种皮制备成人工种子,植物组织培养的培养基中,需含有必要的营养物质和植物激素。(3)不同物种之间存在生殖隔离,可采用植物体细胞杂交技术获得杂种植株,该技术必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得原生质体后才能诱导融合,与杂交育种相比,该技术的优点是克服不同种生物远缘杂交不亲和的障碍。
答案:(1)多倍体 (2)茎尖或根尖 脱分化 胚状体 植物激素 (3)植物体细胞杂交 原生质体 克服不同种生物远缘杂交不亲和的障碍
2.(2015黑龙江大庆模拟)为研究小鼠皮肤愈合机理,现将小鼠皮肤进行分离培养,过程如图所示,请回答有关问题: 实验小鼠皮肤组织皮肤细胞培养细胞1培养细胞2 (1)在对小鼠皮肤组织进行培养过程中,过程甲中要对实验小鼠进行 处理,过程乙必须用 处理,使之分散成单个细胞。
(2)体外培养动物细胞时,通常要加入 等天然成分,为防止细菌感染,培养液中应添加 ,且还要置于含5%CO2气体环境中,CO2的作用是 。
(3)丙过程属于 ,丁过程属于 。在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤是机体细胞中的基因 的结果。
(4)皮肤损伤后,人体的第 道防线被破坏,容易感染各种病原体,胚胎干细胞经 可形成再生皮肤组织。
解析:(1)离体动物细胞培养需要无菌、无毒的环境,因此在对小鼠皮肤组织进行培养过程中,过程甲中要对实验小鼠进行消毒处理,过程乙必须用胰蛋白酶或者胶原蛋白酶处理,使之分散成单个细胞。(2)体外培养动物细胞时,通常要加入糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然成分;培养液中添加抗生素可防止细菌感染;CO2的作用是维持培养液的pH。(3)丙是原代培养过程,离体的细胞经过原代培养,大
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多数细胞会死亡,只有少部分细胞会继续活下来进行传代培养。在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤是机体细胞中的基因选择性表达的结果。(4)人体非特异性免疫的第一道防线是皮肤和黏膜,胚胎干细胞经诱导分化可形成再生皮肤组织。
答案:(1)消毒 胰蛋白酶 (2)血清、血浆 抗生素 维持培养液的pH (3)原代培养 传代培养 选择性表达 (4)一 诱导分化
3.(2015山东济宁模拟)如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个染色体,马铃薯细胞内含B个染色体,则番茄—马铃薯细胞内含 个染色体;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 个染色体,若要得到可育的番茄—马铃薯,需用 (试剂)来处理幼苗。
解析:(1)进行植物体细胞杂交时,需用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除植物细胞壁获得原生质体。(2)③表示诱导原生质体融合的过程;诱导原生质体融合时常用物理法(电激、离心、振动)和化学法(聚乙二醇)。(3)过程④是细胞壁的再生过程,杂种细胞再生出新的细胞壁是细胞融合完成的标志,植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关,同时该过程还需要线粒体提供能量。(4)⑤过程需采用植物的组织培养技术,该技术包括脱分化和再分化两个步骤,即杂种细胞先经过脱分化形成愈伤组织,再经过再分化形成植物幼苗,整个过程细胞都是通过有丝分裂方式增殖。(5)通过植物体细胞杂交得到的杂种细胞所含染色体的数目为杂交前两种细胞所含染色体数目之和,即为A+B。若对番茄和马铃薯采用杂交育种方法能成功的话,番茄经过减数分裂产生的生殖细胞所含染色体数为A/2,马铃薯经过减数分裂产生的生殖细胞所含染色体数为B/2,二者经过受精作用形成的受精卵中含有的染色体数为(A+B)/2,即所得后代应含(A+B)/2条染色体,但是由于两者的染色体组不同源,因此高度不育,可用秋水仙素处理幼苗,使染色体数目加倍为(A+B)后,就可以得到可育的番茄—马铃薯。 答案:(1)纤维素酶和果胶酶 (2)原生质体融合 物理法和化学法(电激/聚乙二醇诱导) (3)高尔基体(和线粒体) (4)有丝分裂 愈伤组织 (5)A+B (A+B)/2 秋水仙素
4.(2015河北唐山三模)如图是利用单克隆抗体技术制备三聚氰胺特异性抗体的过程,请据图回答:
(1)单克隆抗体的制备过程中要用到 和 技术。
(2)由于三聚氰胺相对分子质量过小,不足以激活高等动物的免疫系统,因此在制备抗体前必须对其进行①过程,下列物质中不适合作“扩容”抗原分子的是 。 A.蛋白质 B.多糖 C.磷脂 D.核苷酸
(3)②过程会使小鼠产生能分泌相应 的B淋巴细胞,此过程属于特异性免疫中的 免疫。 (4)单克隆抗体的制备所基于的免疫学基本原理是 。
(5)③过程动物细胞特有的促融方法是用 ,④过程用特定的选择性培养基筛选,会使 的细胞死亡;选出的杂交瘤细胞还需进行 ,才能获得产三聚氰胺抗体的杂交瘤细胞株。
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(6)制备的三聚氰胺单克隆抗体可用于检测乳制品中存在的微量三聚氰胺,说明三聚氰胺单克隆抗体具有 特征。
解析:(1)单克隆抗体的制备过程中要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术。(2)抗原具有大分子性,要想使三聚氰胺“扩容”为抗原分子,所选物质的相对分子质量必须足够大。(3)②过程会使小鼠产生能分泌相应抗体的B淋巴细胞,此过程属于特异性免疫中的体液免疫。(4)单克隆抗体的制备所基于的免疫学基本原理是每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。(5)③过程动物细胞特有的促融方法是用灭活的病毒,④过程用特定的选择性培养基筛选,会使未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞死亡;选出的杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测,才能获得产三聚氰胺抗体的杂交瘤细胞株。(6)制备的三聚氰胺单克隆抗体可用于检测乳制品中存在的微量三聚氰胺,说明三聚氰胺单克隆抗体具有灵敏度高(或“灵敏度高、特异性强”)的特征。
答案:(1)动物细胞培养 动物细胞融合 (2)D (3)抗体 体液 (4)每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 (5)灭活的病毒 未融合的亲本细胞和融合的具有同种核 克隆化培养和抗体检测 (6)灵敏度高(或“灵敏度高、特异性强”)
5.(2015江西赣州一模)植物组织培养技术被广泛应用于无病毒植株培育、育种、人工种子及获得植物次生代谢产物等生产生活实际。结合图中番茄植株的培育过程,回答相关问题;
(1)①过程中通常采用 法来获取植物细胞原生质体,此处使用的外界溶液浓度不宜过小,以防止细胞原生质体 。
(2)铺平板类似于微生物接种,平板培养基中添加蔗糖的目的除了调节渗透压外,还有 的作用。 (3)图中属于再分化的过程是 (填序号)。
(4)多倍体番茄植株所结果实中维生素含量更高,若想培育多倍体番茄,可选择在图中的过程③中添加 (物质)进行处理,也可以选择在过程⑥中添加一定浓度的 (物质)进行处理。
(5)植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的 特性,还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。 (6)“人工种子”大体由胚状体,包埋胚状体的胶质以及人造种皮等3部分组成,包埋胚状体的胶质中富含有机营养,这是因为胚状体在萌发初期不能进行 ,为了满足胚状体代谢的需求,“人造种皮”则必须具有良好的透水、 的性能。
解析:(1)植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,通常采用酶解法,即用纤维素酶和果胶酶来获取植物细胞原生质体,此处使用的外界溶液浓度不宜过小,以防止细胞原生质体渗透吸水涨破。(2)培养基中添加蔗糖的目的除了调节渗透压外,还有提供营养的作用。(3)图中属于再分化的过程是⑨⑩。(4)若想培育多倍体番茄,可选择在图中的过程③中添加聚乙二醇进行处理,也可以选择在过程⑥中添加秋水仙素进行处理。(5)植物组织培养技术属于无性繁殖,不仅可以保持优良品种的遗传特性,还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。(6)“人工种子”中包埋胚状体的胶质中富含有机营养,这是因为胚状体在萌发初期不能进行光合作用,为了满足胚状体代谢的需求,“人造种皮”则必须具有良好的透水、透气的性能。
答案:(1)酶解 吸水涨破(或破裂) (2)提供营养 (3)⑨⑩ (4)聚乙二醇 秋水仙素 (5)遗传 (6)光合作用 透气
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高考生物一轮复习 第十一单元 现代生物科技专题 第40讲 细胞工程
