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1、考点规范练36细胞工程一、选择题1.为解决大面积烧伤患者的植皮难题,科学家研制出了人造皮肤,研制过程中需要将人的皮肤细胞置于培养瓶中进行培养。配制培养基时除加入必需的已知成分外,还必须加入天然成分,细胞方可正常生长和增殖。下列叙述正确的是()A.在动物细胞培养液中加入抗生素,就可以为细胞培养提供无菌条件B.细胞培养过程中只需不断通入O2,就能保证细胞正常生命活动C.加入的天然成分是血清,用来补充细胞生长和增殖所需的物质D.经培养可得到由多层细胞构成的人造皮肤,能直接用于移植2.下图表示四倍体兰花叶片植物组织培养的过程。下列相关叙述错误的是()四倍体兰花叶片愈伤组织芽、根等兰花植株A.通过消毒和
2、无菌操作避免过程发生杂菌污染B.此兰花的花药经离体培养所得的植株为二倍体C.细胞全能性表达的前提是过程,体现在过程D.需生长调节物质调控过程细胞的分裂和分化3.(不定项选择题)下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述,错误的是()A.乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养B.细胞核移植在同种动物、同种组织的细胞之间进行C.采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的D.培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质4.(不定项选择题)下图表示改造哺乳动物遗传特性的3种途径。下列相关叙述错误的是()A.获得动物1的受体细胞通常是受精卵B.动物2体内各体细胞的基因种类相同C.获得动物3的重构胚不具有
3、全能性D.上述动物的获得均需运用胚胎移植技术二、非选择题5.我国菊花主要有杭菊、怀菊、贡菊等品种,是药食兼优的代表性植物。研究发现,杭菊具有明显的抗炎作用,怀菊具有良好的抗病毒作用(但是抗炎作用很弱)。回答下列问题。(1)欲培育兼有明显抗炎、抗病毒疗效的菊花新品种,用杭菊和怀菊杂交的方法是做不到的,原因是。(2)基因工程方法为培育上述新品种提供了可能性,在实施基因工程过程中,最关键的步骤是。受体细胞的选择直接关系到实验的成功与否以及新生植株的品质,我们一般选取未开花的幼枝的芽尖,理由有、。(3)如果利用植物体细胞杂交的方法培育“杭菊怀菊”杂种植株,首先要获得这两种植物细胞的,然后用聚乙二醇诱导
4、处理,诱导实验材料再生出,最后利用植物组织培养技术培育出杂种植株。(4)理论上利用植物体细胞杂交的方法可以培育出抗炎、抗病毒的优良菊花,该技术的意义是。6.海拉细胞系是人工培养的具有无限增殖能力的永生癌细胞系,为世界各地的研究者提供了相同的研究对象。请回答下列问题。(1)海拉细胞源自一位美国妇女的宫颈癌细胞,目前实验室中为了对其进行进一步研究,需进行(填“原代”或“传代”)培养。动物细胞培养所需营养物质有糖、氨基酸、无机盐等,通常还需要加入等天然成分。动物细胞培养过程中需要用胰蛋白酶将组织分散成细胞,不用胃蛋白酶的原因是。(2)某小组为研究葡萄糖饥饿对海拉细胞生长的抑制情况,在其他营养条件适宜
5、的情况下,用葡萄糖浓度不同的培养基培养海拉细胞24 h,实验结果如下表所示。葡萄糖浓度/(mmolL-1)海拉细胞生长抑制率/%056.161.036.301.525.002.016.44该实验(填“需要”或“不需要”)另设对照组。实验结果表明葡萄糖浓度与海拉细胞生长抑制率的关系是。体内低浓度的葡萄糖可癌细胞的增殖,为肿瘤的限食疗法提供了理论依据。(3)海拉细胞在生物医学领域应用广泛,例如,它帮助科学家首次实现了人源细胞与小鼠细胞的融合。两个或多个细胞融合形成的单核细胞叫作,细胞融合技术的意义是。(4)科学家从某些无限增殖细胞的细胞质中分离出了无限增殖调控基因(prG),该基因能激发动物细胞分
6、裂,这为单克隆抗体的制备提供了更多的思路。除本题描述的制备单克隆抗体的技术外,请再简要写出一种制备单克隆抗体的思路:。7.利用现代生物技术,科研人员对马铃薯的培育进行了研究,请回答下列问题。(1)培育马铃薯脱毒苗所依据的原理是,该培育过程涉及和两个阶段。(2)研究马铃薯茎尖外植体长度对幼苗的成苗率和脱毒率的影响,结果如下图。据图可知,茎尖越小,脱毒率,成苗率,培养脱毒苗茎尖的适宜长度为。(3)若想培育出“番茄马铃薯”植株,用传统的有性杂交的方法能否得到可育的杂种植株?请说明理由。8.中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆,获得两只克隆猴“中中”和“华华”。请回答下列问题。(1)
7、“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程,动物细胞核移植是指,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。通过核移植方法获得的克隆猴,与核供体相比,克隆猴体细胞的染色体数目(填“减半”“加倍”或“不变”)。(2)哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度(填“大于”或“小于”)体细胞核移植,其原因是。(3)在哺乳动物核移植的过程中,若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体,通常,所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目(填“相同”或“不同”),性染色体组合(填“相同”或“不同”)。9.利用细胞工程技术制备抗人绒毛膜促性腺激素(HCG)
8、的单克隆抗体,其主要流程如下图所示,回答下列问题。取免疫后的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合用HAT选择培养基筛选出杂交瘤细胞将杂交瘤细胞接种到多孔细胞培养板上,筛选出抗体检测呈阳性的细胞体外培养获得抗HCG单克隆抗体(1)制备抗HCG单克隆抗体过程中,用到的动物细胞工程技术有和。(2)细胞DNA合成有D和S两条途径,其中D途径能被腺嘌呤阻断。在HAT培养基中加入了腺嘌呤,杂交瘤细胞能连续增殖,未融合细胞以及同种融合细胞因不能增殖而死亡。由此可判断骨髓瘤细胞DNA合成存在(填“D”“S”或“D和S”)途径。(3)步骤需对选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养及抗体检测,该过程一般在多孔细胞培养板上进行。
9、先将细胞悬液稀释到细胞数量为710个/mL,再在每个培养孔中滴入0.1 mL细胞稀释液,其目的是。10.下面是以小鼠为对象进行的研究工作,请分析回答问题。(1)进行小鼠胚胎工程操作时,首先在光控周期下(光照14 h,黑暗10 h)饲养成年雌鼠,并注射促性腺激素,目的是,该过程中涉及的内分泌腺包括。(2)从雄鼠附睾中取出精子,在一定条件下培养一段时间,目的是。精卵共同作用4 h,冲洗后继续培养。定时在显微镜下观察胚胎的变化,第5天可以看到胚胎收缩,细胞间隙扩大,接着胚胎内部出现裂隙,这是期开始的标志。(3)在体外受精时,如果在雄原核与雌原核融合之前用微型吸管吸除雄原核,再用细胞松弛素B处理(作用
10、类似于用秋水仙素处理植物细胞),处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种培育中的显著优点是。(4)如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵母细胞中,由重组细胞发育成小鼠丙,则小鼠丙的基因来源于。(5)胚胎干细胞体外培养诱导分化可形成大量皮肤干细胞,其原因是。根据胚胎干细胞的这种功能特性,当小鼠体内的某一类细胞功能出现异常或退化时,利用胚胎干细胞的治疗思路是。答案：1.C动物细胞培养时,需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理,还要加入抗生素,防止培养过程中被污染,A项错误。细胞培养过程中需适宜的气体环境(95%空气和5%CO2)、适宜的温度和pH、无菌无毒的环境等,B项错误。在进行动物细
11、胞培养时,通常在培养液中加入血清等一些天然成分,主要目的是为细胞提供促生长因子,以补充细胞生长和增殖所需的物质,C项正确。动物细胞培养过程中存在接触抑制现象,当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖,培养后的细胞还需要经过诱导分化形成特定的组织,才能用于移植,D项错误。2.B由配子直接发育成的个体是单倍体。3.ABD癌细胞比成熟动物细胞更易进行离体培养,A项错误。细胞核移植不一定是在同种动物、同种组织之间进行,如可以将一种生物体细胞的细胞核移植到另一种生物去核的卵母细胞中,B项错误。胚胎分割技术中,随着胚胎分割次数的增多,分割胚的发育能力会明显降低,因此采用该技术获取同卵多胚
12、的数量是有限的,C项正确。维生素和激素都不能提供能量,D项错误。4.BC获得动物2的过程中,将导入外源基因的受体细胞注入囊胚的某一部位,因此将来发育成的动物体各部位并不都含外源基因,B项错误。动物3为克隆动物,重构胚具有发育成完整个体的能力,即具有全能性,C项错误。5.答案:(1)二者存在生殖隔离(2)基因表达载体的构建病毒极少甚至无病毒分化程度低或易诱导脱分化和再分化(答案必须是两个方面)(3)原生质体细胞壁(4)打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等解析:(1)杭菊和怀菊属于两个不同的物种,二者之间存在生殖隔离,所以二者之间不能进行有性杂交。(2)基因工程的关键步骤是基因表达载体
13、的构建;由于幼枝的芽尖具有病毒极少甚至无病毒、分化程度低或易诱导脱分化和再分化的特点,所以通常选取未开花的幼枝的芽尖作受体细胞。(3)植物体细胞杂交技术首先要获得这两种植物细胞的原生质体,用聚乙二醇诱导处理后,诱导实验材料再生出细胞壁,再利用植物组织培养技术培育出杂种植株。(4)植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等方面展示出独特的优势。6.答案:(1)传代血清在多数动物细胞培养液适宜的pH范围内,胃蛋白酶已失去活性(2)需要葡萄糖浓度越低,海拉细胞生长抑制率越高抑制(3)杂交细胞突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能(4)通过基因工程向浆细胞中导入prG基因(
14、或利用核移植技术将浆细胞的细胞核移植到去核的无限增殖细胞中)解析:(1)目前实验室中为了对海拉细胞进行进一步研究,需进行传代培养。动物细胞培养所需营养物质有糖、氨基酸、无机盐等,通常还需要加入血清等天然成分。动物细胞培养过程中需要用胰蛋白酶将组织分散成细胞,不用胃蛋白酶的原因是胃蛋白酶的最适pH为1.5,在动物细胞培养液中会失去活性。(2)由题表数据可知,该实验需要另设对照组,观察在正常条件下细胞的生长情况。实验结果表明葡萄糖浓度越低,海拉细胞生长抑制率越高。体内低浓度的葡萄糖可抑制癌细胞的增殖,为肿瘤的限食疗法提供理论依据。(3)两个或多个细胞融合形成的单核细胞叫作杂交细胞,细胞融合技术突破
15、了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能。(4)抗体是由浆细胞合成、分泌的。利用无限增殖调控基因(prG)制备单克隆抗体,可以通过基因工程向浆细胞中导入prG基因;也可以利用核移植技术将浆细胞的细胞核移植到去核的无限增殖细胞中。7.答案:(1)植物细胞的全能性脱分化再分化(2)越高越低0.27 mm(3)否(或不能),两种生物之间存在着天然的生殖隔离8.答案:(1)将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中不变(2)小于动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易(3)相同不同解析:(1)克隆动物过程中涉及的动物细胞工程技术有动物细胞核移植技术、胚胎移植等,其中动物细胞核移植技术是指将动物一个细胞的
16、细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。在整个过程中,细胞只进行有丝分裂,细胞中的染色体数目不变。(2)胚胎细胞比体细胞分化程度低,表现全能性相对容易,故胚胎细胞核移植的难度比体细胞核移植小。(3)通过核移植获得克隆动物的过程中,细胞中染色体数目不变。雌雄动物的常染色体数目相同,而性染色体组合不同。9.答案:(1)动物细胞融合动物细胞培养(顺序可颠倒)(2)D(3)使每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞,实现单克隆培养10.答案:(1)促进超数排卵垂体、卵巢(2)使精子获能囊胚(3)容易获得纯合子并缩短育种时间(4)小鼠甲(体细胞)的细胞核基因和小
17、鼠乙(卵母细胞)的细胞质基因(5)胚胎干细胞具有发育的全能性通过诱导胚胎干细胞定向分化来及时修补解析:(1)注射促性腺激素和在光控周期下饲养成年雌鼠的目的是促进超数排卵。在光控周期下成年雌鼠通过神经体液调节促进卵子的生成,该过程涉及垂体、卵巢等内分泌腺。(2)取出的精子在一定条件下培养是为了使精子获能;囊胚期开始的标志是胚胎收缩,细胞间隙扩大,胚胎内部出现裂隙。(3)题干所述处理类似于单倍体育种,因此,其优点是容易获得纯合子并能缩短育种时间。(4)利用核移植方法获得的动物,其细胞核基因来自提供细胞核的动物,细胞质基因来自提供卵母细胞的动物。(5)胚胎干细胞具有全能性,因此可以诱导其定向分化形成所需的组织或器官,用于器官移植和修复。