高中生物2　第十單元　第34講　細胞工程

第34講細胞工程考點一植物細胞工程1．細胞工程的概念2．細胞的全能性3．植物組織培養(yǎng)技術4．植物體細胞雜交技術(1)概念：將不同種的植物體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新的植物體的技術。(2)操作流程5．植物細胞工程的實際應用eq\b\lc\(\a\vs4\al\co1((1)\a\vs4\al(植物繁殖,的新途徑)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(微型繁殖：保持優(yōu)良品種的遺傳特性，高效,快速地實現(xiàn)大量繁殖,作物脫毒：利用分生區(qū)附近（如莖尖）組織,培養(yǎng)獲得脫毒苗,人工種子：胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等,包上人工種皮制成))))(2)作物新品種的培育：單倍體育種、突變體的利用。(3)細胞產物的工廠化生產：培養(yǎng)到愈傷組織階段。(選修3P36“小知識”改編)固體培養(yǎng)基中的無機營養(yǎng)成分包括____________；有機營養(yǎng)成分包括____________等物質。答案：水分、無機鹽小分子糖類、氨基酸1．植物組織培養(yǎng)中生長素和細胞分裂素的比值與效果生長素與細胞分裂素的比值作用效果比值高時促進根分化、抑制芽形成比值低時促進芽分化、抑制根形成比值適中促進愈傷組織形成2．植物組織培養(yǎng)中光照的使用脫分化階段不需要給予光照，再分化階段需要給予光照，以利于葉綠素的形成。3．雜種植物遺傳物質的變化(1)遺傳特性：雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質，故雜種植株具備兩種植物的遺傳特性。(2)染色體組數(shù)①染色體組數(shù)＝兩種植物體細胞內染色體組數(shù)之和。②植物體細胞雜交形成的雜種植株，有幾個染色體組就稱為幾倍體。③若一植物細胞含有2x條染色體，2個染色體組，基因型為Aabb，另一植物細胞含有2y條染色體，2個染色體組，基因型為ccDd，則新植株應為異源四倍體，其體細胞中染色體為(2x＋2y)條，4個染色體組，基因型為AabbccDd。4．植物體細胞雜交過程中雜種細胞類型及檢測方法(1)誘導產生的細胞(假設用于雜交的兩種植物細胞分別為A、B)①未融合的細胞：A和B。②兩兩融合的細胞：AA、BB和AB。③多細胞融合體。(2)檢測方法：對誘導產生的細胞進行植物組織培養(yǎng)，然后根據得到的植物性狀進行判斷。①若得到的是一種植物的性狀，說明是未融合細胞。②若得到的是具有兩種親本性狀的植物，說明是雜種植株。③若得到的是具有兩種親本性狀的植物，且一種植物的性狀得到加強，則是多細胞融合體。④若得到的是一種植物的性狀且效果得到加強，則是同種細胞融合的結果。1．(2019·高考全國卷Ⅲ)培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過程如圖所示。eq\x(\a\al(切取潔凈的,胡蘿卜根段))→eq\x(\a\al(對根段,進行消毒))→eq\x(\a\al(切取1cm3左右?guī)в?形成層的組織塊))→eq\x(\a\al(接種,組織塊))→①②③④eq\x(\a\al(誘導組織塊,形成愈傷組織))→eq\x(\a\al(誘導愈傷組織,形成試管苗))⑤⑥回答下列問題。(1)利用胡蘿卜根段進行組織培養(yǎng)可以形成試管苗。用分化的植物細胞可以培養(yǎng)成完整的植株，這是因為植物細胞具有________。(2)步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，原因是________________________。(3)從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養(yǎng)基，其原因是_____________________。在新的培養(yǎng)基上愈傷組織通過細胞的________過程，最終可形成試管苗。(4)步驟⑥要進行照光培養(yǎng)，其作用是____________________________________。(5)經組織培養(yǎng)得到的植株，一般可保持原品種的___________________________，這種繁殖方式屬于________繁殖。解析：(1)分化的植物細胞可以培養(yǎng)成完整的植株，這是因為植物細胞具有全能性。(2)在本實驗中，切取胡蘿卜塊時要切取含有形成層的部分，原因是形成層容易誘導形成愈傷組織。(3)決定植物細胞脫分化和再分化的關鍵因素是植物激素的種類和比例，步驟⑤(誘導愈傷組織形成)和步驟⑥(誘導愈傷組織分化形成試管苗)所需的生長素和細胞分裂素的比例不同，故步驟⑤到步驟⑥需更換培養(yǎng)基。愈傷組織通過細胞的再分化過程形成試管苗。(4)步驟⑥需要照光培養(yǎng)，其作用是誘導葉綠素的形成，使試管苗能夠進行光合作用。(5)組織培養(yǎng)沒有經過兩性生殖細胞的結合，因此屬于無性繁殖，組織培養(yǎng)得到的植株保持了原品種的遺傳特性。答案：(1)全能性(形成完整植株所需的全部基因)(2)形成層容易誘導形成愈傷組織(3)誘導愈傷組織形成和誘導愈傷組織分化形成試管苗所需的生長素和細胞分裂素的比例不同分化(再分化)(4)誘導葉綠素的形成，使試管苗能夠進行光合作用(5)遺傳特性無性2．(2020·江蘇泰州中學月考)為培育出含β-胡蘿卜素的“黃金大米”，科研人員提出以下兩套培育方案。請分析回答下列問題：甲方案：eq\x(\a\al(玉米體,細胞))eq\o(→,\s\up7(①))eq\x(\a\al(β-胡蘿卜,素基因))eq\o(→,\s\up7(②))eq\x(\a\al(水稻體,細胞))eq\o(→,\s\up7(③))eq\x(“黃金大米”)乙方案：(1)甲方案中，β-胡蘿卜素基因能在玉米和水稻體內出現(xiàn)相同表達結果的原因是________________________________________________________________________。若研究人員已知β-胡蘿卜素基因序列，可采用________法獲得β-胡蘿卜素基因。②過程中可用______________技術檢測水稻體細胞DNA上是否插入了β-胡蘿卜素基因。(2)乙方案中，在體細胞雜交前需要用酶除去細胞壁獲得原生質體，誘導體細胞融合的化學試劑常用________。通過⑤獲得“黃金大米”幼苗需要經過________________兩個過程，依據的原理是________________________________________________。在培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基中除了添加營養(yǎng)物質外，還需要添加____________。(3)與傳統(tǒng)育種方法相比，甲、乙兩套方案共同的優(yōu)點是________________________。解析：(1)自然界中所有生物共用一套遺傳密碼，因此一種生物的基因能在另一種生物體內表達；在目的基因序列已知的情況下，可采用人工合成的方法獲得目的基因。檢測目的基因是否插入受體細胞可用DNA分子雜交技術。(2)誘導植物原生質體融合常用的化學試劑是聚乙二醇。植物組織培養(yǎng)過程中將雜交細胞培育成雜交植株需要使用植物激素，該技術包括脫分化和再分化兩個過程，依據的原理是植物細胞的全能性。在此過程中，除了在培養(yǎng)基中添加營養(yǎng)物質外，還需要添加植物激素(生長素和細胞分裂素)。(3)與傳統(tǒng)育種方法相比，基因工程育種和植物細胞工程育種都能克服遠緣雜交不親和的障礙。答案：(1)所有生物共用一套遺傳密碼(密碼子)人工合成DNA分子雜交(2)聚乙二醇脫分化和再分化(植物)細胞的全能性(植物)激素(生長素和細胞分裂素)(3)克服遠緣雜交不親和的障礙(打破生殖隔離)3．(2019·高考全國卷Ⅱ)植物組織培養(yǎng)技術在科學研究和生產實踐中得到了廣泛的應用。回答下列問題。(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一種途徑。與常規(guī)的種子繁殖方法相比，這種微型繁殖技術的特點有______________________________________(答出2點即可)。(2)通過組織培養(yǎng)技術，可把植物組織細胞培養(yǎng)成胚狀體，再通過人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工種子(如圖所示)，這種人工種子在適宜條件下可萌發(fā)生長。人工種皮具備透氣性的作用是__________________。人工胚乳能夠為胚狀體生長提供所需的物質，因此應含有植物激素、__________和________等幾類物質。(3)用脫毒苗進行繁殖，可以減少作物感染病毒。為了獲得脫毒苗，可以選取植物的________進行組織培養(yǎng)。(4)植物組織培養(yǎng)技術可與基因工程技術相結合獲得轉基因植株。將含有目的基因的細胞培養(yǎng)成一個完整植株的基本程序是______________________________(用流程圖表示)。解析：(1)與常規(guī)的種子繁殖方法相比，植物微型繁殖技術具有能保持植物原有的遺傳特性、繁殖速度快等特點。(2)人工種皮具有透氣性，有利于胚狀體進行呼吸作用；人工胚乳能夠為胚狀體生長提供植物激素、礦質元素和糖等物質。(3)植物分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無病毒。為獲得脫毒苗，可以選取植物的莖尖進行組織培養(yǎng)。(4)將含有目的基因的細胞培養(yǎng)成一個完整植株的基本程序是含目的基因的細胞eq\o(→,\s\up7(培養(yǎng)))愈傷組織eq\o(→,\s\up7(誘導分化))小植株。答案：(1)能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快(2)有利于胚狀體進行呼吸作用礦質元素糖(3)莖尖(4)含目的基因的細胞eq\o(→,\s\up7(培養(yǎng)))愈傷組織eq\o(→,\s\up7(誘導分化))小植株考點二動物細胞工程1．動物細胞培養(yǎng)——動物細胞工程技術的基礎(1)原理：細胞增殖。(2)過程(3)培養(yǎng)條件(4)應用：生物制品的生產、檢測有毒物質、醫(yī)學研究。2．動物體細胞核移植技術和克隆動物(1)原理：動物體細胞的細胞核具有全能性。(2)動物體細胞核移植技術的過程(3)應用①加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育。②保護瀕危物種。③生產醫(yī)用蛋白。④作為異種移植的供體。⑤用于組織器官的移植。(4)存在問題：成功率低、克隆動物存在健康問題、動物食品的安全性問題等。3．動物細胞的融合4．單克隆抗體(1)制備原理：一種漿細胞產生一種抗體，漿細胞在體外不能無限增殖；骨髓瘤細胞能無限增殖；漿細胞與骨髓瘤細胞融合得到雜交瘤細胞，既能無限增殖，又能產生特異性抗體。(2)制備過程(3)優(yōu)點(4)用途(3)優(yōu)點特異性強、靈敏度高可大量制備(4)用途作為診斷試劑eq\a\vs4\al(用于治療疾病和運載藥物)1．(選修3P44“尋根問底”改編)胰蛋白酶處理動物組織，對細胞的消化有兩種情況：(1)短時間內細胞_______________________(填“會”或“不會”)被消化，原因是________________________________________。(2)長時間后細胞________(填“會”或“不會”)被消化，原因是________________________________________________。答案：(1)不會細胞表面具有糖蛋白，對細胞具有一定的保護作用(2)會細胞表面糖蛋白的保護作用是有限的；細胞膜的主要成分包括磷脂和蛋白質，蛋白質可被胰蛋白酶水解2．(選修3P49“討論”T2)用于核移植的供體細胞一般都選用傳代10代以內的細胞，想一想，這是為什么？答案：動物細胞傳代培養(yǎng)至10～50代左右時，部分細胞的核型可能會發(fā)生變化，其細胞遺傳物質可能會發(fā)生突變，而10代以內的細胞一般能保持正常的二倍體核型。因此，在體細胞核移植中，為了保證供體細胞正常的遺傳基礎，通常采用傳代10代以內的細胞。1．關于動物細胞培養(yǎng)的兩組概念辨析(1)細胞貼壁與接觸抑制：懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為接觸抑制。(2)原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)①原代培養(yǎng)：細胞懸液第一次在瓶中培養(yǎng)，沒有分瓶培養(yǎng)之前的細胞培養(yǎng)。原代培養(yǎng)的細胞核型正常。②傳代培養(yǎng)：進行分瓶后的擴大培養(yǎng)，即傳代培養(yǎng)。一般情況下，細胞傳至10～50代后，增殖會明顯減緩，甚至完全停止，部分細胞出現(xiàn)核型異常。2．植物體細胞雜交與動物細胞融合的“同”與“不同”(1)植物體細胞雜交與動物細胞融合中酶的作用對象不同，纖維素酶和果膠酶作用于細胞壁，而胰蛋白酶等作用于動物細胞間的蛋白質。(2)相比植物體細胞雜交，動物細胞融合特有的誘導方式是用滅活的病毒處理，其他物理、化學誘導融合的手段與植物體細胞雜交過程中誘導原生質體融合的方法相同。3．制備單克隆抗體過程中的兩次篩選項目第一次篩選第二次篩選篩選原因誘導融合后得到多種雜交細胞，另外還有未融合的細胞由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激，所以經選擇性培養(yǎng)獲得的雜交瘤細胞中有能產生其他抗體的細胞篩選方法用特定的選擇培養(yǎng)基篩選：未融合的細胞和同種細胞融合后形成的細胞(“B—B”細胞、“瘤—瘤”細胞)都會死亡，只有融合的雜交瘤細胞(“B—瘤”細胞)才能生長用多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng)，在每個孔只有一個雜交瘤細胞的情況下開始克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經多次篩選得到能產生特異性抗體的細胞群篩選目的得到雜交瘤細胞得到能分泌所需抗體的雜交瘤細胞1．下圖為動物細胞培養(yǎng)過程中細胞增殖曲線(甲)及細胞變化圖(乙)，請回答下列問題：(1)圖甲中________點以后表示細胞的傳代培養(yǎng)，AB段可能發(fā)生了如圖乙________(填序號)所示的____________現(xiàn)象，在進行B至C過程培養(yǎng)前，需要用____________處理細胞。(2)動物細胞培養(yǎng)，一般傳至________代以內細胞能保持正常的二倍體核型。(3)為制備單克隆抗體，需將________注射到小鼠體內，以此獲取__________________，同時將該細胞與圖乙________(填序號)所示的細胞融合形成雜交瘤細胞。該雜交瘤細胞的特點是________________________。為篩選能夠產生單克隆抗體的雜交瘤細胞，可用________培養(yǎng)基來培養(yǎng)。解析：(1)B點之前是初次培養(yǎng)，稱為原代培養(yǎng)。AB段增殖速度緩慢，是因為發(fā)生了題圖乙中②所示的接觸抑制現(xiàn)象。若要繼續(xù)進行傳代培養(yǎng)，需要用胰蛋白酶(膠原蛋白酶)處理使組織細胞分散開來。(2)傳代培養(yǎng)10代以上，細胞的二倍體核型可能會發(fā)生改變，10代以內的細胞仍然保持二倍體核型。(3)制備單克隆抗體時，需要將已免疫的B淋巴(漿)細胞和能無限增殖的細胞(如題圖乙中③發(fā)生癌變的瘤細胞)融合，二者融合后形成的雜交瘤細胞，既能像瘤細胞那樣無限增殖，又能像已免疫的B淋巴(漿)細胞那樣產生專一抗體。需要利用特定的選擇培養(yǎng)基將產生單一抗體的雜交瘤細胞篩選出來。答案：(1)B②接觸抑制胰蛋白酶(膠原蛋白酶)(2)10(3)抗原已免疫的B淋巴(漿)細胞③既能無限增殖，又能產生專一抗體選擇2．(2016·高考全國卷Ⅱ)下圖表示通過核移植等技術獲得某種克隆哺乳動物(二倍體)的流程?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖中A表示正常細胞核，染色體數(shù)為2n，則其性染色體的組成可為____________。過程①表示去除細胞核，該過程一般要在卵母細胞培養(yǎng)至適當時期再進行，去核時常采用________的方法。②代表的過程是__________。(2)經過多次傳代后，供體細胞中__________________的穩(wěn)定性會降低。因此，選材時必須關注傳代次數(shù)。(3)若獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同，從遺傳物質的角度分析其原因是________________________________________________。(4)與克隆羊“多莉(利)”培育成功一樣，其他克隆動物的成功獲得也證明了________________________________________________________________________。解析：(1)核移植過程中，供體的體細胞中性染色體組成可為XX或XY；去核時常采用顯微操作的方法；題圖②過程表示胚胎移植。(2)細胞培養(yǎng)過程中，經過多次傳代培養(yǎng)，細胞中遺傳物質的穩(wěn)定性會降低。(3)由于卵母細胞的細胞質中的遺傳物質會對克隆動物的性狀產生影響，所以克隆動物與供體的性狀不完全相同。(4)克隆動物的成功獲得證明了已分化的動物體細胞的細胞核具有全能性。答案：(1)XX或XY顯微操作胚胎移植(2)遺傳物質(3)卵母細胞的細胞質中的遺傳物質會對克隆動物的性狀產生影響(4)動物已分化體細胞的細胞核具有全能性3．(2020·甘肅西北師大附中高三診斷)下圖表示細胞工程的流程圖(a、b表示過程)，請據圖回答下列問題：(1)若圖示為動物細胞融合的過程，則a過程特有的誘導劑是______________________。以動物細胞融合為基礎發(fā)展起來的雜交瘤技術為制造單克隆抗體開辟了新途徑，通過把能產生抗體的____________細胞與能在體外大量增殖的________________細胞進行融合，得到既能迅速大量繁殖，又能產生專一抗體的雜交瘤細胞。(2)若圖示為植物體細胞雜交過程，則在甲、乙融合之前，需要用__________________(填酶)制備________。這項工程的意義是____________________________________。(3)由甲、乙融合得到丙細胞的基本原理是______________________。解析：(1)若a過程表示誘導動物細胞融合，則特有的誘導劑是滅活的病毒。在單克隆抗體的制備過程中，利用已免疫的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，形成雜交瘤細胞，該細胞既可以迅速大量增殖，又可以產生專一的抗體。(2)在植物體細胞雜交過程中，需要對甲、乙細胞用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，然后再誘導甲、乙的原生質體融合。該技術可以克服遠緣雜交不親和的障礙，擴大親本組合的范圍。(3)甲、乙細胞融合形成丙細胞，利用了細胞膜的流動性。答案：(1)滅活的病毒B淋巴(漿)骨髓瘤(2)纖維素酶和果膠酶原生質體克服遠緣雜交不親和的障礙，擴大親本組合的范圍(3)細胞膜的流動性4．(2020·濮陽模擬)下圖是制備乙肝病毒表面抗體的流程圖。請回答下列問題：(1)圖中細胞Ⅰ的名稱為________，其與骨髓瘤細胞融合所依據的基本原理是________________。(2)在圖示流程中至少需要進行兩次篩選，其中第一次篩選的目的是________________________；第二次篩選的目的是________________________。(3)制備得到的單克隆抗體可用于乙肝的免疫治療，其所利用的免疫學原理是______________________________________________。解析：(1)用抗原刺激小鼠，使之產生特異性免疫反應，從小鼠體內提取B淋巴細胞，B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合成雜交瘤細胞。細胞融合的原理是細胞膜具有一定的流動性。(2)兩次篩選中第一次篩選的目的是獲得雜交瘤細胞，第二次篩選的目的是從雜交瘤細胞中獲得能產生所需抗體的雜交瘤細胞。(3)單克隆抗體具有與抗原結合的特異性強、靈敏度高的特點，可用于乙肝的免疫治療。答案：(1)B淋巴細胞(或漿細胞)細胞膜(具有一定)的流動性(2)獲得雜交瘤細胞獲得能產生所需抗體的雜交瘤細胞(3)抗原和抗體的特異性結合(或單克隆抗體與抗原結合的特異性強)[易誤警示]易錯點1不清楚植物脫毒苗培養(yǎng)時選擇的要求及原理[點撥]由于植物分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少，所以常采用莖尖組織培養(yǎng)技術獲得脫毒苗。易錯點2誤認為植物組織培養(yǎng)均需“再分化至幼苗”，“人工種子”即平常所說的“種子”[點撥](1)組織培養(yǎng)的目的不同，培養(yǎng)的階段不同。如：生產細胞代謝產物，只需培養(yǎng)至愈傷組織時期；生產人工種子，則需要培養(yǎng)至胚狀體時期；獲得植株就需培養(yǎng)至幼苗時期。(2)人工種子是通過無性生殖(植物體細胞的組織培養(yǎng)技術)形成的，只有一個親本的性狀；自然種子是有性生殖的產物，具有兩個親本的性狀。易錯點3誤認為動物細胞培養(yǎng)時加入5%CO2的目的是維持氣體平衡或用于呼吸[點撥]動物細胞培養(yǎng)時，通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶將其置于含95%空氣加5%CO2的混合氣體的培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)，加入CO2的目的是維持培養(yǎng)液的pH。易錯點4不清楚動物細胞克隆化培養(yǎng)時為何常選10代以內的細胞，而瘤細胞卻為50代以后[點撥]取供體動物的體細胞培養(yǎng)，一般選用傳至10代以內的細胞，因為10代以內的細胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細胞正常的遺傳基礎。欲獲得無限增殖的瘤細胞則往往在50代以后，其遺傳物質已發(fā)生變化，具癌變特性。[糾錯體驗]1．某研究小組為測定某種藥物對體外培養(yǎng)細胞的毒性，準備對某種動物的肝腫瘤細胞(甲)和正常肝細胞(乙)進行動物細胞培養(yǎng)。下列敘述正確的是()A．制備肝細胞懸液時，可用胃蛋白酶處理肝組織塊B．恒溫培養(yǎng)箱中的CO2濃度維持在5%左右，以促進細胞呼吸C．為了保證細胞培養(yǎng)所需的無病毒環(huán)境，需大量添加各種抗生素D．本實驗應設置對照實驗，以檢測藥物對甲、乙細胞的毒性大小解析：選D。在利用肝組織塊制備肝細胞懸液時，常用胰蛋白酶，不能使用胃蛋白酶，因為胃蛋白酶需要在強酸環(huán)境下才能起作用，但這樣的環(huán)境不適于細胞生存，A項錯誤；細胞培養(yǎng)應在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH，B項錯誤；抗生素是用來殺菌的，不是殺病毒的，C項錯誤；本實驗應設置對照實驗，用添加藥物的培養(yǎng)液分別培養(yǎng)甲、乙細胞，根據變異細胞占培養(yǎng)細胞的比例，以檢測藥物對甲、乙的毒性大小，D項正確。2．現(xiàn)有甲、乙兩個番茄品種(染色體數(shù)2n＝24)，其基因型分別為AAbb和aaBB，這兩對基因位于非同源染色體上，且在光照強度大于500勒克斯時，都不能生長，這是由于它們中的一對隱性純合基因(aa或bb)作用的結果。取甲、乙兩品種的花粉分別培養(yǎng)成植株，將它們的葉肉細胞制成原生質體，并將兩者相混，使之融合，誘導產生細胞團。然后，放到大于500勒克斯光照下培養(yǎng)，結果有的細胞團不能分化，有的能分化發(fā)育成植株。請回答下列問題：(1)甲、乙兩番茄品種花粉經過花藥離體培養(yǎng)技術而形成的植株是________倍體。(2)將葉肉細胞制成原生質體時，使用____________去除細胞壁。(3)在細胞融合技術中，常用的化學試劑是________。融合后形成的細胞類型有________(這里僅考慮2個原生質體的相互融合)種。(4)細胞融合成功的標志是________。(5)細胞融合后誘導產生的細胞團叫________。(6)在大于500勒克斯光照下培養(yǎng)，能分化的細胞團的基因型是________(這里只考慮2個原生質體的相互融合)。由該細胞團分化發(fā)育成的植株，其染色體數(shù)是________________________________________________________________________條。解析：(1)由配子直接發(fā)育來的植株是單倍體。(2)葉肉細胞有細胞壁，因此要制成原生質體時，先要把細胞壁分解掉，細胞壁的成分主要為纖維素和果膠，因此要用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁。(3)人工誘導植物細胞融合的方法有物理法和化學法，常用的化學試劑是聚乙二醇(PEG)，可用的物理方法是離心、振動、電激。若只考慮兩兩結合的情況，會出現(xiàn)3種類型的融合細胞，即甲細胞自身融合形成的細胞，乙細胞自身融合形成的細胞及甲和乙細胞相融合形成的雜種細胞。(4)原生質體長出了新的細胞壁，說明細胞融合成功。(5)細胞融合后形成雜種細胞，雜種細胞經過脫分化形成愈傷組織。(6)在大于500勒克斯光照下培養(yǎng)，隱性純合基因(aa或bb)有致死作用，只有雜種細胞才能存活，即基因型為AaBb的細胞團存活。由雜種細胞發(fā)育成的植株，其染色體數(shù)是24條。答案：(1)單(2)纖維素酶和果膠酶(3)PEG3(4)再生出細胞壁(5)愈傷組織(6)AaBb241．(2018·高考全國卷Ⅲ)2018年《細胞》期刊報道，中國科學家率先成功地應用體細胞對非人靈長類動物進行克隆，獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”?；卮鹣铝袉栴}：(1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程，核移植是指_______________________。通過核移植方法獲得的克隆猴，與核供體相比，克隆猴體細胞的染色體數(shù)目________(填“減半”“加倍”或“不變”)。(2)哺乳動物的核移植可以分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植，胚胎細胞核移植獲得克隆動物的難度________(填“大于”或“小于”)體細胞核移植，其原因是________________________________。(3)在哺乳動物核移植的過程中，若分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體，通常，所得到的兩個克隆動物體細胞的常染色體數(shù)目________(填“相同”或“不同”)，性染色體組合________(填“相同”或“不同”)。解析：(1)動物核移植是將動物的一個細胞的細胞核，移入一個已經去掉細胞核的卵母細胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體。用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物，與核供體相比，其細胞的染色體數(shù)目不變。(2)由于動物胚胎細胞分化程度低，恢復其全能性相對容易，而動物體細胞分化程度高，恢復其全能性十分困難，所以，胚胎細胞核移植獲得克隆動物的難度明顯低于體細胞核移植。(3)哺乳動物雌性和雄性個體的體細胞中常染色體數(shù)目相同，所以分別以雌性和雄性個體的體細胞為供體，克隆動物體細胞的常染色體數(shù)目相同，但其性染色體組合不同。答案：(1)將動物的一個細胞的細胞核，移入一個已去掉細胞核的卵母細胞中不變(2)小于胚胎細胞分化程度低，恢復全能性相對容易(3)相同不同2．(2017·高考海南卷)甲、乙兩名同學分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料，利用植物組織培養(yǎng)技術繁殖該植物?；卮鹣铝袉栴}：(1)以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在一定條件下進行組織培養(yǎng)，均能獲得試管苗，其原理是________________________________________________。(2)甲、乙同學在誘導愈傷組織所用的培養(yǎng)基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到________________，若要用細胞作為材料進行培養(yǎng)獲得幼苗，該細胞應具備的條件是______________(填“具有完整的細胞核”“具有葉綠體”或“已轉入抗性基因”)。(3)圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結果，該不同結果的出現(xiàn)主要是由培養(yǎng)基中兩種激素用量的不同造成的，這兩種激素是________________，A中的愈傷組織是葉肉細胞經________形成的。(4)若該種植物是一種雜合體的名貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉，可用組織培養(yǎng)的方法繁殖，在培養(yǎng)時，________(填“能”或“不能”)采用經減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體，原因是___________________________________。解析：(1)綠色葉片和白色花瓣是細胞分化的結果，遺傳物質并沒有改變，所以以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在一定條件下進行組織培養(yǎng)，均能獲得試管苗，其原理是綠色葉片和白色花瓣的細胞具有全能性。(2)蔗糖是由1分子的葡萄糖和1分子的果糖組成，所以蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。若要用細胞作為材料進行培養(yǎng)獲得幼苗，該細胞應具備的條件是具有完整的細胞核。(3)題圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結果，該不同結果的出現(xiàn)主要是由培養(yǎng)基中兩種激素用量的不同造成的，這兩種激素是細胞分裂素、生長素。A中的愈傷組織是葉肉細胞經脫分化形成的。(4)若該種植物是一種雜合體的名貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉，可用組織培養(yǎng)的方法繁殖；在培養(yǎng)時，不能采用經減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體，原因是對雜合體的植株來說，其體細胞的基因型相同，通過減數(shù)分裂形成花粉粒，可以導致等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合等，花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同，后代會出現(xiàn)性狀分離，用花粉粒進行組織培養(yǎng)得到的花卉的基因型不同于原植株。答案：(1)綠色葉片和白色花瓣的細胞具有全能性，在一定條件下能發(fā)育成完整的植株(2)葡萄糖、果糖具有完整的細胞核(3)細胞分裂素、生長素脫分化(4)不能對雜合體的植株來說，其體細胞的基因型相同，而花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同。用花粉粒進行組織培養(yǎng)得到的花卉基因型不同于原植株3．(2021·預測)傳統(tǒng)的人工繁殖蘭花的方法是分株繁殖和用種子播種，隨著科學技術的進步，人們開始采用“組織培養(yǎng)”繁殖蘭花。請回答下列問題：(1)植物組織培養(yǎng)是在________和人工控制條件下，將________的植物組織、器官、細胞，培養(yǎng)在人工配制的________上，誘導其產生________、叢芽，最終形成完整植株的過程。(2)蘭花的葉肉細胞之所以能培養(yǎng)為新個體，是因為細胞中含有________________，具有發(fā)育成完整個體的潛能，這種潛能叫做____________。(3)有人想到利用植物體細胞雜交技術解決蘭花生根速度慢、幼苗生存能力弱的好辦法，但操作后得到的“韭菜—蘭花”，并沒有預想中的“繁殖容易，香氣濃郁”，可能的原因是________________________。解析：(1)植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制的條件下，將離體的植物器官、組織、細胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導其產生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。(2)蘭花葉肉細胞中含有本物種的全部遺傳信息，具有發(fā)育成完整個體的潛能，即細胞具有全能性，所以蘭花葉肉細胞能夠培養(yǎng)為新個體。(3)植物體細胞雜交技術獲得的“韭菜—蘭花”并沒有預想中的“繁殖容易，香氣濃郁”，可能是因為兩個物種之間的基因相互影響，使某些基因無法正常表達。答案：(1)無菌離體培養(yǎng)基愈傷組織(2)本物種的全部遺傳信息細胞的全能性(3)兩個物種之間的基因相互影響，導致某些基因無法正常表達4．(2021·預測)下圖表示兩種制備單克隆抗體的實驗方案。已知調控細胞增殖的基因在骨髓瘤細胞的細胞質中，回答下列相關問題：(1)體外培養(yǎng)動物細胞的條件有無菌、無毒，營養(yǎng)條件，________和________。(2)若圖1中A是小鼠骨髓瘤細胞，則B細胞是取自________________的動物體內的B細胞，促進g過程的常用誘導劑是______________________。(3)利用圖1制備單克隆抗體的方法中制備的原理是細胞膜的流動性和________。(4)圖2以細胞核移植技術制備單克隆抗體，a為去核的________細胞，e是從d中分離出的胚胎干細胞，Ⅴ過程類似于植物組織培養(yǎng)中的________過程。(5)單克隆抗體作為診斷試劑的優(yōu)點是_________________________________________。解析：(1)動物細胞體外培養(yǎng)的條件除無菌、無毒和營養(yǎng)條件外，還需要適宜的溫度和pH，需要一定的氣體環(huán)境(5%的二氧化碳＋95%的空氣)。(2)若題圖1中A是小鼠骨髓瘤細胞，則B細胞是從注射過特定抗原蛋白的動物體內取出的B細胞，經過特定抗原的刺激，對應的B細胞就能產生相應的特異性抗體，促進g過程(動物細胞融合過程)的常用誘導劑是聚乙二醇(PEG)或滅活的病毒。(3)題圖1表示通過細胞融合獲得了雜交瘤細胞，要獲得更多的抗體需要將雜交瘤細胞進行培養(yǎng)增殖。這種方法制備單克隆抗體需經過細胞融合獲得雜交瘤細胞和雜交瘤細胞的培養(yǎng)兩個階段，兩個階段的原理分別是細胞膜的流動性和細胞增殖。(4)骨髓瘤細胞具有無限增殖的能力，且調控細胞增殖的基因在其細胞的細胞質中，而題圖2是借助核移植技術制備單克隆抗體，所以a為去核的骨髓瘤細胞。e是從d所示的早期胚胎中分離出的胚胎干細胞，通過Ⅴ過程的培養(yǎng)得到的特定細胞f能分泌抗體，因此Ⅴ過程類似于植物組織培養(yǎng)中的再分化過程。(5)由于單克隆抗體具有靈敏度高、特異性強、可大量制備的特點，所以單克隆抗體作為診斷試劑的優(yōu)點是準確、高效、簡易、快速。答案：(1)溫度和pH氣體環(huán)境(2)注射過特定抗原蛋白聚乙二醇(PEG)或滅活的病毒(3)細胞增殖(4)骨髓瘤再分化(5)準確、高效、簡易、快速1．(2020·安徽安慶五校期初模底)下圖是植物組織培養(yǎng)的簡略示意圖。據圖回答下列問題：Aeq\o(→,\s\up7(脫分化),\s\do5())Beq\o(→,\s\up7(再分化),\s\do5())C→D(1)A表示離體的植物組織、器官或細胞，它能被培養(yǎng)成D的根本原因是___________________________________________。(2)在A脫分化形成B的過程中，除需要提供營養(yǎng)外，還需要________的誘導。B表示________組織。構成B的是具有分生(分裂)能力的薄壁細胞。(3)要制造人工種子，應該選用________(填編號)作材料。(4)從A到B的整個過程，細胞進行分裂的方式是________。解析：(1)題圖中的A表示外植體(離體的植物組織、器官或細胞)，B表示愈傷組織，C可表示胚狀體(或不定芽、頂芽和腋芽等)，D表示完整植株。外植體經植物組織培養(yǎng)形成完整的植株，其根本原因是植物細胞具有全能性。(2)外植體通過脫分化形成愈傷組織過程中，除需要提供營養(yǎng)外，還需要激素的誘導。(3)人工種子是指以通過植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，通過人工薄膜包裝得到的種子。(4)植物組織培養(yǎng)屬于無性生殖范疇，因此從A到B的整個過程，細胞是通過有絲分裂的方式進行增殖的。答案：(1)植物細胞具有全能性(2)激素愈傷(3)C(4)有絲分裂2．(2020·安徽六安舒城中學期末)下圖為A、B兩種二倍體植物體細胞雜交過程示意圖，請據圖回答下列問題：(1)步驟①的方法是________。步驟②常用的化學試劑是_____________________________________，之后________(填“需要”或“不需要”)篩選。(2)在利用雜種細胞培育成為雜種植物的過程中，運用的技術手段是___________________________________________________________，其中步驟④是________。植物體細胞雜交的目的是獲得新的雜種植物，與A、B兩種植物相比，該雜種植物是新物種的原因是_________________________________________________。(3)培育該雜種植物的過程中，遺傳物質的傳遞是否遵循孟德爾遺傳規(guī)律？為什么？___________________________________________________________________________。解析：(1)題圖為植物體細胞雜交過程示意圖，其中步驟①表示去除細胞壁獲取原生質體的過程，常用酶解法，即用纖維素酶和果膠酶處理；步驟②表示人工誘導原生質體融合，常用的化學試劑是聚乙二醇(PEG)，誘導后形成的兩兩融合的原生質體有三種，所以需要進行篩選。(2)題圖中步驟③表示再生出新細胞壁的過程，雜種細胞通過植物組織培養(yǎng)技術培育成為雜種植物，步驟④表示脫分化過程；步驟⑤表示再分化過程。題圖中獲得的雜種植物與A、B兩種植物間均存在生殖隔離，所以雜種植物是新物種。(3)圖示為植物體細胞雜交過程，沒有經過不同配子的結合，所以不屬于有性生殖，因此該過程中遺傳物質的傳遞不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。答案：(1)酶解法聚乙二醇需要(2)植物組織培養(yǎng)技術脫分化該雜種植株與A、B兩種植物間均存在生殖隔離(3)不遵循，該過程不屬于有性生殖3．(2020·寧夏長慶高級中學高三月考)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，瓶壁上形成的細胞是________層。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)用某種大分子染料對細胞進行染色時，觀察到死細胞被染色，而活細胞不被染色，原因是________________________________________________。(4)檢查某種有毒物質是否能改變細胞染色體的數(shù)目，最好選用分裂__________期的細胞在顯微鏡下進行觀察。(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________速率降低。(6)給患者移植經細胞培養(yǎng)形成的皮膚后，發(fā)生了排斥現(xiàn)象，這是因為機體把移植的皮膚當作________進行攻擊。解析：(1)細胞接觸抑制是指細胞表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖?；谏鲜鎏匦裕勘谏闲纬傻募毎菃螌优帕械?。需要時可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶將貼壁的細胞從瓶壁上分離下來。(2)隨著細胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細胞停止分裂，出現(xiàn)衰老甚至死亡現(xiàn)象，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)生改變而變成不死性細胞。該種細胞由于細胞膜表面的糖蛋白減少，其黏著性降低。(3)活細胞的細胞膜具有選擇透過性，大分子染料不能通過，故死細胞被染色，而活細胞不被染色。(4)有絲分裂中期時染色體的著絲點排列在赤道板上，染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰，是觀察染色體數(shù)目的最佳時期。(5)在細胞培養(yǎng)過程中，通常在冷凍(或超低溫、液氮)條件下保存細胞。因為在這種條件下，細胞中酶的活性降低，細胞新陳代謝的速率降低。(6)機體把移植的皮膚當作抗原攻擊，會發(fā)生排斥現(xiàn)象。答案：(1)相互接觸接觸抑制單(或一)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)(2)衰老甚至死亡不死性降低減少(3)活細胞的細胞膜具有選擇透過性，大分子染料不能進入活細胞內(或死細胞的細胞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(6)抗原4．(2020·廣東佛山檢測)我國科學家解決了體細胞克隆猴的世界難題，成功培育出世界上首個體細胞克隆猴——“中中”和“華華”。這標志著我國將率先開啟以獼猴作為實驗動物模型的時代。下圖為克隆猴的流程示意圖。請回答下列問題：(1)我國克隆猴利用的是猴胎兒成纖維細胞，該細胞是一種已分化的體細胞，從理論上分析，它具有細胞的全能性，這是因為_______________________________________。(2)克隆猴時需要進行“去核”操作，即去掉卵母細胞的細胞核。先在體外培養(yǎng)卵母細胞讓其分裂，一般選擇__________________________________的細胞進行去核操作；然后進行“核移植”，即將體細胞的細胞核移到去核卵母細胞中形成重組細胞，此時采用的技術是__________________；得到的重組細胞再進行人工激活使其分裂形成胚胎。(3)科學家將79枚克隆胚胎移植入21只代孕母猴體中，最終只有兩只母猴正常懷孕產下“中中”和“華華”，它倆的性別是否一致？__________；原因是______________________。(4)克隆動物有很多優(yōu)點：①可以加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育；②__________________________________________________________________。(5)靈長類生物克隆成功是克隆技術的重大突破，在該技術應用方面，應注意哪些潛在的風險？__________________________________________________________。解析：(1)由于成纖維細胞的細胞核中含有猴的全部核基因，因此成纖維細胞具有全能性。(2)去核操作一般選擇減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞。將體細胞的細胞核移到去核卵母細胞中形成重組細胞采用的方法是顯微注射技術。(3)79枚克隆胚胎是經過有絲分裂形成的，其細胞核遺傳物質一致，即“中中”“華華”的細胞核中遺傳物質一樣，因此“中中”和“華華”的性別一致。(4)克隆動物的優(yōu)點：①可以加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育；②可以增加瀕危物種的存活數(shù)量(或可以建立實驗動物模型研究人類疾病)。(5)克隆技術應用方面應避免進一步擴大到對靈長類或者人的體細胞克隆，引發(fā)倫理問題。答案：(1)成纖維細胞的細胞核中含有猴的全部核基因(2)減數(shù)第二次分裂中期(或MⅡ期)顯微注射技術(3)是“中中”“華華”的細胞核中遺傳物質一樣，是經過有絲分裂形成的(4)可以增加瀕危物種的存活數(shù)量(或可以建立實驗動物模型研究人類疾病)(5)避免進一步擴大到對靈長類或者人的體細胞克隆，引發(fā)倫理問題5．(2020·江西師大附中期末)美國科學家已經在實驗室中成功培育出膀胱，并順利移植到7名患者體內。這種技術為那些急需器官移植的患者帶來福音。回答下列問題：(1)科學家從患者的膀胱上取下一小塊活細胞樣本，將其中的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)。在培養(yǎng)之前，需用______________處理以分散細胞，分散的細胞在培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)過程屬于________培養(yǎng)，此時細胞保持了____________。(2)約一周后將培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的細胞放在由膠原質制成的“支架”上繼續(xù)培養(yǎng)，再過7周左右，原先的數(shù)萬個細胞已經繁殖到15億個左右，布滿“支架”，膀胱上皮在內，肌肉在外，形成“新膀胱”。在無菌無毒、一定的營養(yǎng)以及適宜的________________條件下細胞數(shù)目大量增加；由這些細胞再形成肌肉和膀胱上皮的過程中要經過________________________________________________________________________。(3)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)生長并與老器官“重組”取代老器官中喪失功能的部分。“新膀胱”移植后，________(填“會”或“不會”)引起免疫排斥反應。解析：(1)在動物細胞培養(yǎng)之前，需用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理以分散細胞，細胞在培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)過程屬于原代培養(yǎng)。原代培養(yǎng)的細胞為10代以內的細胞，細胞保持了正常的二倍體核型。(2)動物細胞培養(yǎng)需要培養(yǎng)基中具備無菌無毒、一定的營養(yǎng)以及適宜的溫度和pH、氣體環(huán)境等條件。由這些細胞再形成具有一定結構和功能的肌肉和膀胱上皮的過程中要經過細胞分化。(3)“新膀胱”是由患者自身細胞分裂、分化形成的，移植后，不會引起免疫排斥反應。答案：(1)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)原代正常的二倍體核型(2)溫度和pH、氣體環(huán)境細胞分化(3)不會6．(2020·江西新余四中第一次月考)2016年10月19日美國新希望生殖醫(yī)學中心正式宣布，世界首個核移植“三父母”男嬰已于2016年4月誕生。為中東一位線粒體攜帶有亞急性壞死腦病基因的母親帶來了希望。培養(yǎng)過程如下圖所示，據圖回答下列問題：(1)獲得重組卵母細胞A會用到核移植技術，完成①過程需要用微型吸管吸出______________，完成④過程的B細胞需要選擇____________(時期)的卵母細胞。(2)卵母細胞的獲取過程中，需要對女性進行超數(shù)排卵處理，超數(shù)排卵的方法是給女性注射________激素，超數(shù)排卵技術帶來的危害之一是________________________________________________________________________。(3)為了提高已有胚胎的利用率，可采用________技術。若選用囊胚期的胚胎，操作過程中要特別注意的問題是________________________________。(4)根據________(填標號)判斷，此種繁殖方式是________________________生殖。A細胞的培養(yǎng)過程③所需氣體主要有O2和CO2，CO2的主要作用是____________。(5)設計試管嬰兒技術與解決不孕問題而進行的試管嬰兒技術的主要區(qū)別是前者需要在植入前對胚胎進行______________________。解析：(1)題圖中①表示將捐獻者的卵母細胞的核物質去除，②表示核移植技術，③表示卵母細胞的體外培養(yǎng)，④表示體外受精，⑤表示早期胚胎培養(yǎng)，⑥表示胚胎移植；A表示重組卵母細胞，B表示培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞。將捐獻者的卵母細胞的核物質去除，該過程需要用微型吸管吸出細胞核和第一極體。獲能的精子需要與培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞完成受精作用。(2)給女性注射促性腺激素，可以促進超數(shù)排卵，但是會對女性的身體不利、導致卵巢早衰、影響女性內分泌、影響胎兒的健康