第十一單元第二講 細胞工程

1、1珙桐(2n40)被稱為植物活化石，為進一步保護珙桐，保護生物的多樣性，2012年中科院國家重點實驗室科研小組來到貴州梵凈山珙桐保護基地采集了珙桐材料進行相關的研究。回答下列問題：(1)為對珙桐進行擴大化培養(yǎng)，可取珙桐植株的分生組織進行植物組織培養(yǎng)，原因是_。(2)為研究染色體數(shù)目與珙桐性狀之間的關系，可以采用下列兩種方式：取珙桐幼苗的葉肉細胞，用_酶去掉細胞壁，獲得原生質體，讓原生質體融合，形成四倍體的融合細胞。融合細胞經(jīng)過_形成_，再經(jīng)過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)為增強珙桐抗蟲特性，科學家需要將蘇云金

2、芽孢桿菌中的抗蟲基因導入珙桐中，使珙桐的抗蟲性增強。用_酶從蘇云金芽孢桿菌中獲得目的基因；用農(nóng)桿菌感染植物細胞，農(nóng)桿菌內的_可將目的基因轉移并整合到珙桐細胞內的染色體DNA上；將受體細胞進行植物組織培養(yǎng)獲得抗蟲幼苗，其原理是_；目的基因的檢測有分子水平的檢測和個體水平的檢測，通常采用_技術檢測目的基因是否導入受體細胞。(4)目的基因一般只導入受體細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)，珙桐植株的另一對同源染色體上，顯性基因B會抑制抗蟲基因A的表達，使得珙桐不具有抗蟲性狀。若用沒有抗蟲性狀的植株(AaBb)自交，后代中性狀分離比為_。解析：(1)為對珙桐進行擴

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

4、入受體細胞。(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性狀(3/16A_bb)不抗蟲性狀(1/16aabb、3/16aaB_、9/16A_B_)313。答案：(1)植物分生組織細胞含有毒素很少，甚至無毒(細胞分化程度低，容易誘導形成愈傷組織)(2)纖維素酶和果膠脫分化愈傷組織抑制有絲分裂過程中紡錘體的形成，使體細胞染色體數(shù)目加倍(3)限制Ti質粒上的T­DNA植物細胞具全能性DNA分子雜交(4)不抗蟲抗蟲1332如圖是植物體細胞雜交過程示意圖，如果A、B植物均為二倍體，據(jù)圖分析回答：(1)圖中所示過程的原理有：_。(2)圖中的過程是_。(3)植物體細胞融合成功

5、的標志是_，其產(chǎn)生與細胞內_(細胞器)有關。(4)和過程分別是_和_的過程。則該雜交植物有_個染色體組。(5)該技術的最顯著優(yōu)勢是：_。解析：(1)植物體細胞雜交過程中有原生質體A和原生質體B的融合過程，其原理是細胞膜具有流動性；將雜種細胞培育成新的個體，其原理是植物細胞具全能性。(2)圖中的過程是去除植物細胞壁，制備原生質體。(3)植物體細胞融合成功的標志是形成新的細胞壁，植物細胞壁的形成與高爾基體有關。(4)雜種細胞通過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二倍體的細胞融合成的雜種細胞培育成的新個體，含有四個染色體組。(5)植物體細胞雜交可以克服遠緣雜交不親和的障

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

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

8、選擇透過性，大分子物質不能通過，細胞死亡后，細胞膜的選擇透過性消失，大分子物質可以自由進出細胞。(4)觀察染色體的數(shù)目和形態(tài)，應該選取有絲分裂中期的細胞進行觀察。(5)細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)對于患者來說，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)由于活細胞的膜具有選擇透過性，大分子染料不能進入活細胞內，故活細胞不能著色(或由于死細胞的膜喪失了選擇透過性，大分子染料能夠進入死細胞內而著色)(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)如圖所示為動物細胞培養(yǎng)過程中，動物細胞增殖情況的變化曲線(圖中B、D兩點表示經(jīng)篩選后繼續(xù)培養(yǎng))，請據(jù)圖回答下面的問題：(1)OA段的培養(yǎng)稱為_培養(yǎng)，AB段可能發(fā)生了_現(xiàn)象，需要用_酶處理，以使組織細胞分散開來。(2)動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)過程中，就細胞增殖、分化來說，動植物細胞都要進行_，不同的是植物細胞還要進行_。(3)為制備單克隆抗體，需將_注射到小鼠體內，以此獲取_細胞，同時可選取圖中_點的細胞與該細胞融合形成雜交細胞，所選取細胞的細胞膜上的_比正常細胞顯著減少。為篩選出能夠產(chǎn)生單克隆抗體的雜交細胞，可用_培養(yǎng)基達到目的。解析：據(jù)圖中不同階段

10、細胞的增殖代數(shù)可知，AB段細胞不再增殖，但此時細胞仍有增殖能力，因此此時可能發(fā)生了接觸抑制，故OA段為原代培養(yǎng)；D點細胞增殖代數(shù)達到了60次以上，故此時細胞發(fā)生了癌變，獲得了無限增殖的能力。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科學家通過轉基因技術獲得了含有人生長激素基因的奶牛，如果要加速轉基因奶牛的繁育，可以對此轉基因奶牛進行克隆(如圖所示)。請結合圖示回答下列問題：(1)在進行細胞培養(yǎng)時，要對取自轉基因奶牛的組織細胞進行分散處理，形成單個細胞，這個過程中需要利用_酶處理。(2)用于核移植的供體細胞，一般都選用傳代10代以內的細胞，原因是_。(

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

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

13、移植、動物細胞培養(yǎng)、胚胎移植技術體細胞的細胞核6(2016·邯鄲模擬)根據(jù)以下資料回答問題。資料：美國科學家已經(jīng)在實驗室中成功培育出膀胱，并順利移植到7名患者體內。該培育過程是：從患者的膀胱上取下普通郵票一半大小的活細胞樣本，膀胱從外到內由三層構成，即肌肉、膠原質和膀胱上皮。將活細胞樣本中膠原質剝下，將肌肉細胞和膀胱上皮細胞分別置于不同的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)，約一周后將這些細胞放在一些海綿形狀的可生物降解的由膠原質制成的“支架”上繼續(xù)培養(yǎng)，再過7周左右，原先的數(shù)萬個細胞已經(jīng)繁殖到15億個左右，布滿“支架”，膀胱上皮在內，肌肉在外。醫(yī)生將“新膀胱”移植到患者膀胱的上面。這樣新器官會繼續(xù)生長并與

14、老器官“重組”取代老器官中喪失功能的部分。培育過程如圖所示。(1)a過程屬于細胞工程中的_，其培養(yǎng)基與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基含有的營養(yǎng)成分的主要不同點是前者含有_。(2)b過程由數(shù)萬個細胞繁殖到15億個細胞是_的結果，上述過程中不但需要無菌、無毒的環(huán)境，適宜的營養(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，因為新器官與老器官的_相同。(4)“新膀胱”移植后，_(會、不會)成為抗原，因為新老器官具有_蛋白質等物質。(5)除上述方法外，還可將患者的體細胞核移入去核的_中，這是利用體細胞_技術，形成相應組織、器官。解析：(1)圖中a過程為動物細胞培養(yǎng)過程，動物細胞培

15、養(yǎng)基成分與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基含有的營養(yǎng)成分的主要不同點是前者中含動物血清。(2)動物細胞培養(yǎng)時，不但需要無菌、無毒的環(huán)境，適宜的營養(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相同，新器官與老器官的“重組”不是基因重組。(4)因為新老器官細胞具有相同的表面抗原等物質，“新膀胱”移植后不會成為抗原。(5)利用體細胞核移植技術將患者的體細胞核移入去核的卵母細胞中，重組細胞經(jīng)培養(yǎng)也可形成相應組織、器官。答案：(1)動物細胞培養(yǎng)動物血清(2)有絲分裂(細胞分裂)溫度和pH氣體(3)不是遺傳物質(4)不會相同的(5)卵母細胞核移植7(2016·煙臺模擬)人乳頭狀瘤病

16、毒(HPV)與宮頸癌的發(fā)生密切相關，抗HPV的單克隆抗體可以準確檢測出HPV，從而及時監(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程，請據(jù)圖回答：(1)單克隆抗體制備過程中涉及的細胞工程技術有_。(2)若要分析細胞中染色體，可通過_等過程制成裝片，然后在顯微鏡下觀察。雜交瘤細胞中染色體數(shù)目與普通淋巴細胞相比具有的特點是_，在HAT培養(yǎng)基上存活的細胞可能包括_(填下列序號)。無抗體分泌的細胞抗HPV抗體的分泌細胞其他無關抗體的分泌細胞(3)對于抗體檢測呈_性的雜交克隆應盡早進行克隆化，克隆化的方法最常用的是有限稀釋法，即稀釋細胞到310個/mL，每孔加入細胞稀釋液_mL0.

17、1/(1/10)，使每個孔內不多于一個細胞，達到單克隆培養(yǎng)的目的。(4)由上述過程生產(chǎn)出的單克隆抗體不能直接用于人體，理由是_。(5)科學家從某些無限增殖細胞的細胞質中分離出了無限增殖調控基因(prG)，該基因能激發(fā)動物細胞分裂，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外，請再簡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程中的染色體，需先制作臨時裝片；雜交瘤細胞中含有漿細胞和骨髓瘤細胞的染色體，所以比普通淋巴細胞的染色體數(shù)目多一倍；在HAT培養(yǎng)基上生存的細胞均為雜交細胞，這些雜交細胞中有分泌HPV抗體的細胞，有分泌其他抗體的細胞，也有

18、不能分泌抗體的細胞。(3)抗體檢驗呈陽性，說明該雜交瘤細胞可產(chǎn)生所需抗體；為保證每個小孔不多于一個細胞，根據(jù)濃度可推斷加入細胞稀釋液的量：設加入細胞稀釋液的最大量是X，則10個/mL×X1個，X0.1 mL。(4)小鼠形成抗體與人體抗體不同，故在人體內可引起免疫反應，所以上述過程生產(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，還可通過轉基因技術或核移植技術獲得既能大量增殖，又能產(chǎn)生特定抗體的雜交細胞。答案：(1)動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合(2)解離、漂洗、染色和制片染色體數(shù)目加倍(3)陽0.1(4)小鼠形成的抗體對人體來說是抗原，存在著排異反應(5)通過基因工程向漿細胞中

19、導入prG；利用核移植技術將漿細胞的細胞核移植到去核的無限增殖細胞中(答對其一即可)8(2015·安慶質檢)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)學界正在致力于研究預防H7N9禽流感病毒的疫苗和單克隆抗體?？茖W家決定采用基因敲除術將小鼠的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)雜交瘤技術即可產(chǎn)生大量完全人源化抗體。如圖是某科研機構的實驗方案。請回答下列問題：(1)此處基因敲除技術的受體細胞不是小鼠的受精卵，而是小鼠的_細胞，經(jīng)技術處理后的該細胞，再重新植入小鼠脾臟中增殖。(2)小鼠B淋巴細胞用B表示，小鼠骨髓瘤細胞用A表示，在培養(yǎng)液中，用滅活的動物病毒作促融劑，培養(yǎng)液中共有_種類型的融合細胞(只考慮兩兩融合)。(3)第一次篩選是選出_型的細胞(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