第十一單元第二講 細(xì)胞工程

1、1珙桐(2n40)被稱為植物活化石，為進(jìn)一步保護(hù)珙桐，保護(hù)生物的多樣性，2012年中科院國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研小組來(lái)到貴州梵凈山珙桐保護(hù)基地采集了珙桐材料進(jìn)行相關(guān)的研究?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)為對(duì)珙桐進(jìn)行擴(kuò)大化培養(yǎng)，可取珙桐植株的分生組織進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，原因是_。(2)為研究染色體數(shù)目與珙桐性狀之間的關(guān)系，可以采用下列兩種方式：取珙桐幼苗的葉肉細(xì)胞，用_酶去掉細(xì)胞壁，獲得原生質(zhì)體，讓原生質(zhì)體融合，形成四倍體的融合細(xì)胞。融合細(xì)胞經(jīng)過(guò)_形成_，再經(jīng)過(guò)再分化獲得四倍體的珙桐幼苗。將萌發(fā)的珙桐幼苗用秋水仙素處理，即可得到四倍體的珙桐幼苗，其中秋水仙素的作用是_。(3)為增強(qiáng)珙桐抗蟲(chóng)特性，科學(xué)家需要將蘇云金

2、芽孢桿菌中的抗蟲(chóng)基因?qū)腌钔┲校圭钔┑目瓜x(chóng)性增強(qiáng)。用_酶從蘇云金芽孢桿菌中獲得目的基因；用農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞，農(nóng)桿菌內(nèi)的_可將目的基因轉(zhuǎn)移并整合到珙桐細(xì)胞內(nèi)的染色體DNA上；將受體細(xì)胞進(jìn)行植物組織培養(yǎng)獲得抗蟲(chóng)幼苗，其原理是_；目的基因的檢測(cè)有分子水平的檢測(cè)和個(gè)體水平的檢測(cè)，通常采用_技術(shù)檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞。(4)目的基因一般只導(dǎo)入受體細(xì)胞同源染色體的一條上，可將含有目的基因的植株看成雜合子(Aa)。研究發(fā)現(xiàn)，珙桐植株的另一對(duì)同源染色體上，顯性基因B會(huì)抑制抗蟲(chóng)基因A的表達(dá)，使得珙桐不具有抗蟲(chóng)性狀。若用沒(méi)有抗蟲(chóng)性狀的植株(AaBb)自交，后代中性狀分離比為_(kāi)。解析：(1)為對(duì)珙桐進(jìn)行擴(kuò)

3、大化培養(yǎng)，可取珙桐植株的分生組織進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，原因是植物分生組織細(xì)胞含有毒素很少，甚至無(wú)毒。(2)取珙桐幼苗的葉肉細(xì)胞，用纖維素酶和果膠酶去掉細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體。融合細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化形成愈傷組織，再經(jīng)過(guò)再分化獲得四倍體的珙桐幼苗。秋水仙素在誘導(dǎo)染色體加倍過(guò)程中的作用是抑制有絲分裂過(guò)程中紡錘體的形成。(3)用限制酶從蘇云金芽孢桿菌中獲取目的基因；用農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞，農(nóng)桿菌內(nèi)的Ti質(zhì)粒上的T­DNA可將目的基因轉(zhuǎn)移并整合到珙桐細(xì)胞內(nèi)的染色體DNA上；將受體細(xì)胞進(jìn)行植物組織培養(yǎng)獲得抗蟲(chóng)幼苗，其原理是植物細(xì)胞具全能性；目的基因的分子水平上的檢測(cè)，通常采用DNA分子雜交法檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)

4、入受體細(xì)胞。(4)據(jù)題意分析，AaBb基因型的植株自交，后代中性狀分離比為抗蟲(chóng)性狀(3/16A_bb)不抗蟲(chóng)性狀(1/16aabb、3/16aaB_、9/16A_B_)313。答案：(1)植物分生組織細(xì)胞含有毒素很少，甚至無(wú)毒(細(xì)胞分化程度低，容易誘導(dǎo)形成愈傷組織)(2)纖維素酶和果膠脫分化愈傷組織抑制有絲分裂過(guò)程中紡錘體的形成，使體細(xì)胞染色體數(shù)目加倍(3)限制Ti質(zhì)粒上的T­DNA植物細(xì)胞具全能性DNA分子雜交(4)不抗蟲(chóng)抗蟲(chóng)1332如圖是植物體細(xì)胞雜交過(guò)程示意圖，如果A、B植物均為二倍體，據(jù)圖分析回答：(1)圖中所示過(guò)程的原理有：_。(2)圖中的過(guò)程是_。(3)植物體細(xì)胞融合成功

5、的標(biāo)志是_，其產(chǎn)生與細(xì)胞內(nèi)_(細(xì)胞器)有關(guān)。(4)和過(guò)程分別是_和_的過(guò)程。則該雜交植物有_個(gè)染色體組。(5)該技術(shù)的最顯著優(yōu)勢(shì)是：_。解析：(1)植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中有原生質(zhì)體A和原生質(zhì)體B的融合過(guò)程，其原理是細(xì)胞膜具有流動(dòng)性；將雜種細(xì)胞培育成新的個(gè)體，其原理是植物細(xì)胞具全能性。(2)圖中的過(guò)程是去除植物細(xì)胞壁，制備原生質(zhì)體。(3)植物體細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是形成新的細(xì)胞壁，植物細(xì)胞壁的形成與高爾基體有關(guān)。(4)雜種細(xì)胞通過(guò)脫分化形成愈傷組織，再經(jīng)再分化形成雜種植株。圖中雜種植株是由兩個(gè)二倍體的細(xì)胞融合成的雜種細(xì)胞培育成的新個(gè)體，含有四個(gè)染色體組。(5)植物體細(xì)胞雜交可以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障

6、礙。答案：(1)細(xì)胞膜具有流動(dòng)性、植物細(xì)胞具全能性(2)(去壁)制備原生質(zhì)體(3)形成新的細(xì)胞壁高爾基體(4)脫分化再分化四(5)克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙3回答下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的問(wèn)題：(1)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到細(xì)胞表面_時(shí)，細(xì)胞會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的_。此時(shí)，瓶壁上形成的細(xì)胞層數(shù)是_。要使貼壁的細(xì)胞從瓶壁上分離下來(lái)，需要用酶處理，可用的酶是_。(2)隨著細(xì)胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細(xì)胞分裂停止，進(jìn)而出現(xiàn)_的現(xiàn)象；但極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖，其中有些細(xì)胞會(huì)因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成_細(xì)胞，該種細(xì)胞的黏著性_，細(xì)胞膜表面蛋白質(zhì)(糖蛋白)的量_。(3)現(xiàn)用某種大分子

7、染料對(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色時(shí)，觀察到死細(xì)胞被染色，而活細(xì)胞不染色，原因是_。(4)檢查某種毒物是否能改變細(xì)胞染色體的數(shù)目，最好選用細(xì)胞分裂到_期的細(xì)胞用顯微鏡進(jìn)行觀察。(5)在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，通常在_條件下保存細(xì)胞。因?yàn)樵谶@種條件下，細(xì)胞中_的活性降低，細(xì)胞_的速率降低。(6)給患者移植經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)形成的皮膚組織后，發(fā)生了排斥現(xiàn)象，這是因?yàn)闄C(jī)體把移植的皮膚組織當(dāng)作_進(jìn)行攻擊。解析：(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，有接觸抑制的現(xiàn)象，當(dāng)細(xì)胞在瓶壁上長(zhǎng)滿一層時(shí)，停止生長(zhǎng)，此時(shí)需要用胰蛋白酶處理，使貼壁的細(xì)胞分離下來(lái)。(2)細(xì)胞培養(yǎng)到4050代時(shí)，有些細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，變成不死性細(xì)胞(癌細(xì)胞)。(3)細(xì)胞膜具有

8、選擇透過(guò)性，大分子物質(zhì)不能通過(guò)，細(xì)胞死亡后，細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性消失，大分子物質(zhì)可以自由進(jìn)出細(xì)胞。(4)觀察染色體的數(shù)目和形態(tài)，應(yīng)該選取有絲分裂中期的細(xì)胞進(jìn)行觀察。(5)細(xì)胞在超低溫的情況下，酶的活性降低，新陳代謝的速率降低，因此，需要在低溫或冷凍的條件下保存。(6)對(duì)于患者來(lái)說(shuō)，移植的皮膚屬于抗原，有可能引起排斥現(xiàn)象。答案：(1)相互接觸接觸抑制單層(或一層)胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡不死性降低減少(3)由于活細(xì)胞的膜具有選擇透過(guò)性，大分子染料不能進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi)，故活細(xì)胞不能著色(或由于死細(xì)胞的膜喪失了選擇透過(guò)性，大分子染料能夠進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi)而著色)(4)中(5)冷凍(或超低溫、液氮)酶新陳代謝(

9、6)抗原4(2016·湖北聯(lián)考)如圖所示為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，動(dòng)物細(xì)胞增殖情況的變化曲線(圖中B、D兩點(diǎn)表示經(jīng)篩選后繼續(xù)培養(yǎng))，請(qǐng)據(jù)圖回答下面的問(wèn)題：(1)OA段的培養(yǎng)稱為_(kāi)培養(yǎng)，AB段可能發(fā)生了_現(xiàn)象，需要用_酶處理，以使組織細(xì)胞分散開(kāi)來(lái)。(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，就細(xì)胞增殖、分化來(lái)說(shuō)，動(dòng)植物細(xì)胞都要進(jìn)行_，不同的是植物細(xì)胞還要進(jìn)行_。(3)為制備單克隆抗體，需將_注射到小鼠體內(nèi)，以此獲取_細(xì)胞，同時(shí)可選取圖中_點(diǎn)的細(xì)胞與該細(xì)胞融合形成雜交細(xì)胞，所選取細(xì)胞的細(xì)胞膜上的_比正常細(xì)胞顯著減少。為篩選出能夠產(chǎn)生單克隆抗體的雜交細(xì)胞，可用_培養(yǎng)基達(dá)到目的。解析：據(jù)圖中不同階段

10、細(xì)胞的增殖代數(shù)可知，AB段細(xì)胞不再增殖，但此時(shí)細(xì)胞仍有增殖能力，因此此時(shí)可能發(fā)生了接觸抑制，故OA段為原代培養(yǎng)；D點(diǎn)細(xì)胞增殖代數(shù)達(dá)到了60次以上，故此時(shí)細(xì)胞發(fā)生了癌變，獲得了無(wú)限增殖的能力。答案：(1)原代接觸抑制胰蛋白(2)增殖或分裂脫分化和再分化(3)抗原漿D糖蛋白選擇5科學(xué)家通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了含有人生長(zhǎng)激素基因的奶牛，如果要加速轉(zhuǎn)基因奶牛的繁育，可以對(duì)此轉(zhuǎn)基因奶牛進(jìn)行克隆(如圖所示)。請(qǐng)結(jié)合圖示回答下列問(wèn)題：(1)在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，要對(duì)取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織細(xì)胞進(jìn)行分散處理，形成單個(gè)細(xì)胞，這個(gè)過(guò)程中需要利用_酶處理。(2)用于核移植的供體細(xì)胞，一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是_。(

11、3)在進(jìn)行原代培養(yǎng)時(shí)，細(xì)胞增殖的方式是_，此外，細(xì)胞增殖還表現(xiàn)出_和接觸抑制等特點(diǎn)。(4)將進(jìn)行培養(yǎng)的供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞中，去除卵母細(xì)胞細(xì)胞核的目的是_。(5)將重組細(xì)胞在培養(yǎng)液中培養(yǎng)成的重組胚胎移入受體母牛后，該母牛就會(huì)生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)相同的犢牛，但也不是100%的復(fù)制，原因最可能是_。(6)上述動(dòng)物細(xì)胞工程中涉及的技術(shù)有_。轉(zhuǎn)基因奶牛的克隆成功，說(shuō)明了動(dòng)物_具有全能性。解析：(1)實(shí)踐中常用胰蛋白酶處理動(dòng)物組織細(xì)胞使其分散開(kāi)來(lái)。(2)傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞代謝旺盛、分裂能力強(qiáng)，遺傳物質(zhì)沒(méi)有發(fā)生改變，適于作核移植的供體細(xì)胞。(3)在進(jìn)行原代培養(yǎng)時(shí)，細(xì)胞以有絲分裂的方式進(jìn)行增殖，同

12、時(shí)表現(xiàn)出貼壁生長(zhǎng)和接觸抑制的現(xiàn)象。(4)去除卵母細(xì)胞細(xì)胞核的目的是使克隆出的動(dòng)物個(gè)體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來(lái)自供體細(xì)胞。(5)生物的性狀是細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同作用的結(jié)果，同時(shí)，生物的性狀還受環(huán)境因素的影響，因此，克隆動(dòng)物不可能是供體奶牛100%的復(fù)制品。(6)該克隆動(dòng)物的培育過(guò)程中涉及核移植、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)，說(shuō)明了動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。答案：(1)胰蛋白(2)該種細(xì)胞代謝旺盛、分裂能力強(qiáng)，且遺傳物質(zhì)沒(méi)有發(fā)生改變(3)有絲分裂貼壁生長(zhǎng)(4)使克隆出的動(dòng)物個(gè)體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來(lái)自供體細(xì)胞(5)生物的性狀受細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同控制；生物的性狀還受環(huán)境因素的影響(6)核

13、移植、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植技術(shù)體細(xì)胞的細(xì)胞核6(2016·邯鄲模擬)根據(jù)以下資料回答問(wèn)題。資料：美國(guó)科學(xué)家已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中成功培育出膀胱，并順利移植到7名患者體內(nèi)。該培育過(guò)程是：從患者的膀胱上取下普通郵票一半大小的活細(xì)胞樣本，膀胱從外到內(nèi)由三層構(gòu)成，即肌肉、膠原質(zhì)和膀胱上皮。將活細(xì)胞樣本中膠原質(zhì)剝下，將肌肉細(xì)胞和膀胱上皮細(xì)胞分別置于不同的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)，約一周后將這些細(xì)胞放在一些海綿形狀的可生物降解的由膠原質(zhì)制成的“支架”上繼續(xù)培養(yǎng)，再過(guò)7周左右，原先的數(shù)萬(wàn)個(gè)細(xì)胞已經(jīng)繁殖到15億個(gè)左右，布滿“支架”，膀胱上皮在內(nèi)，肌肉在外。醫(yī)生將“新膀胱”移植到患者膀胱的上面。這樣新器官會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng)并與

14、老器官“重組”取代老器官中喪失功能的部分。培育過(guò)程如圖所示。(1)a過(guò)程屬于細(xì)胞工程中的_，其培養(yǎng)基與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基含有的營(yíng)養(yǎng)成分的主要不同點(diǎn)是前者含有_。(2)b過(guò)程由數(shù)萬(wàn)個(gè)細(xì)胞繁殖到15億個(gè)細(xì)胞是_的結(jié)果，上述過(guò)程中不但需要無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境，適宜的營(yíng)養(yǎng)，還需要適宜的_，_環(huán)境。(3)新器官與老器官的“重組”_(是、不是)基因重組，因?yàn)樾缕鞴倥c老器官的_相同。(4)“新膀胱”移植后，_(會(huì)、不會(huì))成為抗原，因?yàn)樾吕掀鞴倬哂衉蛋白質(zhì)等物質(zhì)。(5)除上述方法外，還可將患者的體細(xì)胞核移入去核的_中，這是利用體細(xì)胞_技術(shù)，形成相應(yīng)組織、器官。解析：(1)圖中a過(guò)程為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程，動(dòng)物細(xì)胞培

15、養(yǎng)基成分與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基含有的營(yíng)養(yǎng)成分的主要不同點(diǎn)是前者中含動(dòng)物血清。(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，不但需要無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境，適宜的營(yíng)養(yǎng)，還需要適宜的溫度、pH及氣體環(huán)境。(3)由于新器官與老器官的遺傳物質(zhì)相同，新器官與老器官的“重組”不是基因重組。(4)因?yàn)樾吕掀鞴偌?xì)胞具有相同的表面抗原等物質(zhì)，“新膀胱”移植后不會(huì)成為抗原。(5)利用體細(xì)胞核移植技術(shù)將患者的體細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中，重組細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)也可形成相應(yīng)組織、器官。答案：(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物血清(2)有絲分裂(細(xì)胞分裂)溫度和pH氣體(3)不是遺傳物質(zhì)(4)不會(huì)相同的(5)卵母細(xì)胞核移植7(2016·煙臺(tái)模擬)人乳頭狀瘤病

16、毒(HPV)與宮頸癌的發(fā)生密切相關(guān)，抗HPV的單克隆抗體可以準(zhǔn)確檢測(cè)出HPV，從而及時(shí)監(jiān)控宮頸癌的發(fā)生，以下是以HPV衣殼蛋白為抗原制備出單克隆抗體的過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)單克隆抗體制備過(guò)程中涉及的細(xì)胞工程技術(shù)有_。(2)若要分析細(xì)胞中染色體，可通過(guò)_等過(guò)程制成裝片，然后在顯微鏡下觀察。雜交瘤細(xì)胞中染色體數(shù)目與普通淋巴細(xì)胞相比具有的特點(diǎn)是_，在HAT培養(yǎng)基上存活的細(xì)胞可能包括_(填下列序號(hào))。無(wú)抗體分泌的細(xì)胞抗HPV抗體的分泌細(xì)胞其他無(wú)關(guān)抗體的分泌細(xì)胞(3)對(duì)于抗體檢測(cè)呈_性的雜交克隆應(yīng)盡早進(jìn)行克隆化，克隆化的方法最常用的是有限稀釋法，即稀釋細(xì)胞到310個(gè)/mL，每孔加入細(xì)胞稀釋液_mL0.

17、1/(1/10)，使每個(gè)孔內(nèi)不多于一個(gè)細(xì)胞，達(dá)到單克隆培養(yǎng)的目的。(4)由上述過(guò)程生產(chǎn)出的單克隆抗體不能直接用于人體，理由是_。(5)科學(xué)家從某些無(wú)限增殖細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中分離出了無(wú)限增殖調(diào)控基因(prG)，該基因能激發(fā)動(dòng)物細(xì)胞分裂，這為單克隆抗體的制備提供了更多的思路。除本題描述的一種制備單克隆抗體技術(shù)外，請(qǐng)?jiān)俸?jiǎn)要寫出一種制備單克隆抗體的思路_。解析：(2)利用顯微鏡觀察有絲分裂過(guò)程中的染色體，需先制作臨時(shí)裝片；雜交瘤細(xì)胞中含有漿細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的染色體，所以比普通淋巴細(xì)胞的染色體數(shù)目多一倍；在HAT培養(yǎng)基上生存的細(xì)胞均為雜交細(xì)胞，這些雜交細(xì)胞中有分泌HPV抗體的細(xì)胞，有分泌其他抗體的細(xì)胞，也有

18、不能分泌抗體的細(xì)胞。(3)抗體檢驗(yàn)呈陽(yáng)性，說(shuō)明該雜交瘤細(xì)胞可產(chǎn)生所需抗體；為保證每個(gè)小孔不多于一個(gè)細(xì)胞，根據(jù)濃度可推斷加入細(xì)胞稀釋液的量：設(shè)加入細(xì)胞稀釋液的最大量是X，則10個(gè)/mL×X1個(gè)，X0.1 mL。(4)小鼠形成抗體與人體抗體不同，故在人體內(nèi)可引起免疫反應(yīng)，所以上述過(guò)程生產(chǎn)出的單克隆抗體不能直接用于人體。(5)根據(jù)所給信息可知，還可通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)或核移植技術(shù)獲得既能大量增殖，又能產(chǎn)生特定抗體的雜交細(xì)胞。答案：(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞融合(2)解離、漂洗、染色和制片染色體數(shù)目加倍(3)陽(yáng)0.1(4)小鼠形成的抗體對(duì)人體來(lái)說(shuō)是抗原，存在著排異反應(yīng)(5)通過(guò)基因工程向漿細(xì)胞中

19、導(dǎo)入prG；利用核移植技術(shù)將漿細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核的無(wú)限增殖細(xì)胞中(答對(duì)其一即可)8(2015·安慶質(zhì)檢)人感染H7N9禽流感是由H7N9禽流感病毒引起的急性呼吸道傳染病。醫(yī)學(xué)界正在致力于研究預(yù)防H7N9禽流感病毒的疫苗和單克隆抗體?？茖W(xué)家決定采用基因敲除術(shù)將小鼠的Ig基因敲除，代之以人的Ig基因，然后用H7N9病毒去免疫小鼠，再經(jīng)雜交瘤技術(shù)即可產(chǎn)生大量完全人源化抗體。如圖是某科研機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方案。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)此處基因敲除技術(shù)的受體細(xì)胞不是小鼠的受精卵，而是小鼠的_細(xì)胞，經(jīng)技術(shù)處理后的該細(xì)胞，再重新植入小鼠脾臟中增殖。(2)小鼠B淋巴細(xì)胞用B表示，小鼠骨髓瘤細(xì)胞用A表示，在培養(yǎng)液中，用滅活的動(dòng)物病毒作促融劑，培養(yǎng)液中共有_種類型的融合細(xì)胞(只考慮兩兩融合)。(3)第一次篩選是選出_型的細(xì)胞(用字母組合表示)，篩選具體方法是在培養(yǎng)基中加入某種物質(zhì)