專題二細(xì)胞工程知識(shí)排查考點(diǎn)詮解一、植物組織培養(yǎng)1植物組織培養(yǎng)技術(shù)(1)細(xì)胞的全能性是指具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。(2)在生物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞未表現(xiàn)出全能性的原因是細(xì)胞中的基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)出各種蛋白質(zhì)。(4)植物組織培養(yǎng)的概念：在無(wú)菌和人工控制的條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)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(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整植株。特別提醒：細(xì)胞具有全能性與脫分化和再分化(1)細(xì)胞全能性的原因：生物體的每個(gè)細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全部基因。(2)細(xì)胞全能性的比較：受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞分化程度低的細(xì)胞分化程度高的細(xì)胞(3)細(xì)胞全能性的實(shí)現(xiàn)：植物細(xì)胞在離體、一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件下，經(jīng)脫分化和再分化可實(shí)現(xiàn)其全能性，發(fā)育為完整個(gè)體。離體的動(dòng)物體細(xì)胞，全能性受到限制，但其核仍具有全能性，但需借助卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)才能表現(xiàn)出來(lái)。(4)在愈傷組織的誘導(dǎo)階段應(yīng)避光，進(jìn)行暗培養(yǎng)有利于細(xì)胞的脫分化，而在愈傷組織的分化再生階段要進(jìn)行光照。(5)誘導(dǎo)培養(yǎng)基和分化培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分相同，但在激素的種類、含量及比例上有所區(qū)別。(6)植物組織培養(yǎng)的目的不同，培養(yǎng)階段也不同：若是進(jìn)行植物微型繁殖，應(yīng)培養(yǎng)成植株幼苗；若是生產(chǎn)人工種子，應(yīng)培養(yǎng)成具有生根發(fā)芽能力的胚狀體；若是生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)品，則可培養(yǎng)到愈傷組織，從大量培養(yǎng)的愈傷組織中提取產(chǎn)品，如紫草素、紫杉醇等。3人工種子(1)制備過(guò)程：離體組織誘導(dǎo)植物愈傷組織體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)體細(xì)胞胚的成熟體細(xì)胞胚的包裹儲(chǔ)藏或種植。(2)結(jié)構(gòu)：目前研制的人工種子，是由胚狀體、人工種皮和提供胚狀體發(fā)育所需營(yíng)養(yǎng)的人工胚乳三部分組成，如上圖所示。(3)人工種子的優(yōu)點(diǎn)：保持優(yōu)良品種的遺傳特性。生產(chǎn)上不受季節(jié)限制，且可工廠化生產(chǎn)?？朔嗽嚬苊绱罅?jī)?chǔ)藏和運(yùn)輸?shù)睦щy。人工胚乳中除含有胚狀體發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還可以添加各種附加成分，如固氮細(xì)菌、防病蟲(chóng)農(nóng)藥、除草劑和植物激素類似物等，有利于幼苗茁壯成長(zhǎng)，提高作物產(chǎn)量。(4)人工種子與自然種子的區(qū)別：人工種子是通過(guò)組織培養(yǎng)(無(wú)性生殖)形成的，能保持親本的優(yōu)良性狀，而自然種子是通過(guò)有性生殖形成的，具更大的變異性。(3)植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果是獲得雜種植株，整個(gè)過(guò)程包括細(xì)胞融合和植物組織培養(yǎng)兩個(gè)階段。(4)雜種植物之所以具有兩個(gè)親本性狀的根本原因在于其內(nèi)含有兩個(gè)親本的遺傳物質(zhì)。3應(yīng)用：可突破生殖隔離，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，實(shí)現(xiàn)不同物種間的遺傳物質(zhì)重組，從而獲得異源多倍體。三、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)1概念：從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是其他細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。2過(guò)程(1)取材：一般選取動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的組織或器官。(2)制備細(xì)胞懸液：將材料剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，使之分散成單個(gè)細(xì)胞，然后用培養(yǎng)液稀釋制成細(xì)胞懸液。(3)原代培養(yǎng)：動(dòng)物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。在培養(yǎng)過(guò)程中，細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)貼壁生長(zhǎng)和接觸抑制現(xiàn)象。(4)傳代培養(yǎng)：對(duì)貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶等處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)的過(guò)程稱為傳代培養(yǎng)。細(xì)胞在傳至1050代左右時(shí)其增殖會(huì)逐漸緩慢，以至于停止增殖，但部分細(xì)胞因細(xì)胞核型發(fā)生變化，會(huì)朝向等同于癌細(xì)胞的方向發(fā)展。3培養(yǎng)條件(1)無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境：對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行滅菌處理；在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素；定期更換培養(yǎng)液，以清除代謝產(chǎn)物。(2)營(yíng)養(yǎng)：合成培養(yǎng)基的成分包括糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽、微量元素等，在使用時(shí)，通常需加入血清、血漿等。(3)溫度和pH：適宜溫度為36.50.5 ，pH為7.27.4。(4)氣體環(huán)境：所需氣體主要有O2和CO2，其中CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。4應(yīng)用(1)制備有價(jià)值的生物制品，如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。(2)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的培育。(3)檢測(cè)有毒物質(zhì)，判斷某種物質(zhì)的毒性。特別提醒：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較見(jiàn)下表。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)理論基礎(chǔ)(原理)細(xì)胞增殖細(xì)胞的全能性培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基，含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、動(dòng)物血清等固體或半固體培養(yǎng)基，含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素等動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)結(jié)果大量產(chǎn)生細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)品獲得新個(gè)體或細(xì)胞產(chǎn)品用途生產(chǎn)蛋白制品轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的培育檢測(cè)有毒物質(zhì)生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物轉(zhuǎn)基因植物的培育作物新品種的培育微型繁殖、作物脫毒、生產(chǎn)人工種子四、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物1概念：將一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)去核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎，這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體。用核移植的方法得到的動(dòng)物稱為克隆動(dòng)物。2分類：哺乳動(dòng)物核移植可分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植，由于動(dòng)物體細(xì)胞分化程度高于胚胎細(xì)胞，因此動(dòng)物體細(xì)胞核移植的難度更高。3過(guò)程(1)供體細(xì)胞的采集和培養(yǎng)。(2)受體細(xì)胞(卵母細(xì)胞)采集后，在體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期，并用微型吸管吸出細(xì)胞核與第一極體。(3)將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞后，通過(guò)電刺激使兩細(xì)胞融合，構(gòu)建重組胚胎。(4)將重組胚胎移入代孕母體體內(nèi)，發(fā)育成與供體遺傳物質(zhì)相同的個(gè)體。4應(yīng)用(1)加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。(2)保護(hù)瀕危物種。(3)生產(chǎn)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。(6)了解胚胎發(fā)育和衰老過(guò)程。(1)供體細(xì)胞應(yīng)選取優(yōu)良動(dòng)物的體細(xì)胞，一般選用傳代培養(yǎng)10代以內(nèi)的細(xì)胞。(2)受體細(xì)胞應(yīng)選用處于減數(shù)第二次分裂中期的去核卵母細(xì)胞，因處于此期的細(xì)胞具備與精子受精的能力。(3)將供體細(xì)胞注入去核卵母細(xì)胞后，需用電刺激或化學(xué)方法處理，激活受體細(xì)胞，使其完成減數(shù)分裂并發(fā)育為早期胚胎。(4)生產(chǎn)出的克隆動(dòng)物的性狀與供體動(dòng)物基本相同，但由于受體動(dòng)物的細(xì)胞質(zhì)基因也要控制性狀，因此克隆動(dòng)物并不完全和供體動(dòng)物相同。(5)此過(guò)程涉及動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、顯微注射技術(shù)、胚胎移植等技術(shù)操作。五、動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體1動(dòng)物細(xì)胞融合(1)概念：兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過(guò)程，融合后形成的具有原來(lái)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞。(2)常用的誘導(dǎo)因素：聚乙二醇、滅活的病毒、電激等。(3)意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。2單克隆抗體(1)制備過(guò)程：對(duì)小鼠注射特定的抗原蛋白，以使其產(chǎn)生相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞。B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合，可形成多種雜交細(xì)胞。用特定的選擇性培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞會(huì)死亡，只有融合的雜種細(xì)胞才能生長(zhǎng)。對(duì)雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)，可獲得能分泌所需抗體的細(xì)胞。將能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖或體外培養(yǎng)，可獲得大量的單克隆抗體。(2)雜交瘤細(xì)胞特點(diǎn)：既能大量繁殖，又能產(chǎn)生專一抗體。(3)單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)：特異性強(qiáng)、靈敏度高、產(chǎn)量大。(4)單克隆抗體的應(yīng)用：作為診斷試劑：準(zhǔn)確識(shí)別各種抗原物質(zhì)并特異性地與之結(jié)合。用于治療疾病和運(yùn)載藥物：制成“生物導(dǎo)彈”。熱點(diǎn)突破題型一植物組織培養(yǎng)及應(yīng)用典例1香蕉原產(chǎn)熱帶地區(qū)，是我國(guó)南方重要的經(jīng)濟(jì)作物之一。廣東省冬季常受強(qiáng)寒潮和霜凍影響，對(duì)香蕉生長(zhǎng)發(fā)育影響很大。由香蕉束頂病毒(BBTV，單鏈環(huán)狀DNA病毒)引起的香蕉束頂病，對(duì)香蕉生產(chǎn)的危害十分嚴(yán)重。當(dāng)前香蕉栽培品種多為三倍體，由于無(wú)性繁殖是香蕉繁育的主要方式，缺少遺傳變異性，因此利用基因工程等現(xiàn)代科技手段提高其種植水平，具有重要意義。請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問(wèn)題：(1)簡(jiǎn)述香蕉大規(guī)?？焖俜敝臣夹g(shù)的過(guò)程。(2)脫毒香蕉苗的獲得，可采用_的方法，此方法的依據(jù)是_和_。(3)建立可靠的BBTV檢測(cè)方法可以監(jiān)控脫毒香蕉苗的質(zhì)量，請(qǐng)問(wèn)可用哪些方法檢測(cè)病毒的存在？(列舉兩種方法)(4)在某些深海魚(yú)中發(fā)現(xiàn)的抗凍蛋白基因 afp對(duì)提高農(nóng)作物的抗寒能力有較好的應(yīng)用價(jià)值，該基因可以從這些魚(yú)的DNA中擴(kuò)增得到。試述在提取和純化DNA時(shí)影響提純效果的因素及其依據(jù)。(列舉兩點(diǎn))(5)如何利用afp基因，通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得抗寒能力提高的香蕉植株？在運(yùn)用轉(zhuǎn)基因香蕉的過(guò)程中，在生態(tài)安全方面可能會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？(列舉兩點(diǎn))(6)從細(xì)胞工程的角度出發(fā)，簡(jiǎn)述一種培育抗寒香蕉品種的方法及其依據(jù)。另外，抑制果膠裂解酶的活性可以延長(zhǎng)香蕉果實(shí)儲(chǔ)藏期，請(qǐng)描述采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)降低該酶活性的一般過(guò)程。解析：香蕉是三倍體、高度不育，要大規(guī)模快速繁殖，只能通過(guò)植物組織培養(yǎng)，培育人工種子進(jìn)行繁殖；植物的莖尖、根尖不帶病毒，可通過(guò)組織培養(yǎng)的方式獲得脫毒苗；用細(xì)胞工程的方法培育抗寒香蕉品種，應(yīng)該采用體細(xì)胞雜交技術(shù)，讓不同品種的體細(xì)胞進(jìn)行融合，通過(guò)對(duì)雜種細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得新個(gè)體，從中篩選出所需類型。答案：(1)選取香蕉外植體，通過(guò)誘導(dǎo)脫分化產(chǎn)生愈傷組織，然后通過(guò)調(diào)整植物激素比例，再分化形成芽和根，獲得大量試管苗(或通過(guò)誘導(dǎo)形成大量胚狀體，制成人工種子，適宜條件下萌發(fā)長(zhǎng)成幼苗)。(2)莖尖(分生組織)組織培養(yǎng)莖尖不帶病毒(或病毒在植物體內(nèi)分布不均勻)植物細(xì)胞全能性(3)BBTV病毒基因的檢測(cè)(DNA分子雜交技術(shù))；BBTV病毒蛋白的檢測(cè)(獲得抗血清，利用抗原抗體的雜交反應(yīng)，判斷病毒是否存在)。(4)選擇NaCl溶液的合適濃度，利用DNA和其他雜質(zhì)在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同的特性，達(dá)到分離目的；加入一定量酒精，使部分蛋白質(zhì)雜質(zhì)溶解于酒精，與DNA分離；加入蛋白酶，除去蛋白質(zhì)雜質(zhì)的干擾；控制DNA提取的溫度，使大多數(shù)蛋白質(zhì)雜質(zhì)變性。(答出其中兩點(diǎn)即可)(5)將afp基因插入土壤農(nóng)桿菌的質(zhì)粒中，構(gòu)建表達(dá)載體，通過(guò)農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化導(dǎo)入香蕉受體細(xì)胞，成功轉(zhuǎn)化的香蕉細(xì)胞通過(guò)組織培養(yǎng)形成植株。生態(tài)安全問(wèn)題包括：外源基因擴(kuò)散到其他物種(外源基因漂移)；轉(zhuǎn)基因植株擴(kuò)散影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能；轉(zhuǎn)基因植株擴(kuò)散對(duì)生物多樣性的影響；轉(zhuǎn)基因植物殘?bào)w或分泌物對(duì)環(huán)境的影響。(答出其中兩點(diǎn)即可)(6)體細(xì)胞雜交育種，其依據(jù)是將不同品種的香蕉體細(xì)胞利用體細(xì)胞雜交技術(shù)融合成雜種細(xì)胞后培育出抗寒香蕉品種(或體細(xì)胞誘變育種，其依據(jù)是利用誘變劑等方法使香蕉離體培養(yǎng)的細(xì)胞發(fā)生基因突變，然后篩選培育出抗寒品種)。蛋白質(zhì)工程方法的步驟為：果膠裂解酶蛋白的功能分析；果膠裂解酶蛋白的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)和設(shè)計(jì)；果膠裂解酶基因的改造。題型二植物體細(xì)胞雜交典例2葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體的分離和培養(yǎng)的主要過(guò)程可以用下面的圖解簡(jiǎn)單表示，根據(jù)圖解回答問(wèn)題：(1)圖解中“酶解”所用的酶應(yīng)該包括_和_。(2)原生質(zhì)體的結(jié)構(gòu)由_三部分組成。(3)在培養(yǎng)基的成分中，除了各種營(yíng)養(yǎng)成分外，還必須含有_、_才能誘導(dǎo)獲得愈傷組織。(4)獲得原生質(zhì)體后，需要對(duì)其活力進(jìn)行檢查，下列最適合的實(shí)驗(yàn)是_。A觀察原生質(zhì)體的結(jié)構(gòu)是否完整B觀察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)C觀察細(xì)胞的有絲分裂D觀察葉綠體數(shù)目的多少(5)一般在培養(yǎng)基上培養(yǎng)2448 h后，大部分原生質(zhì)體已再生出細(xì)胞壁?？梢酝ㄟ^(guò)取樣，利用25%蔗糖溶液以及其他用具，通過(guò)_實(shí)驗(yàn)來(lái)鑒別細(xì)胞壁是否已經(jīng)再生。解析：對(duì)植物細(xì)胞酶解的目的是除去細(xì)胞壁，植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此酶解所需的酶是纖維素酶和果膠酶。原生質(zhì)體包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核三部分。在植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中必須含有合適比例的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素才能促使原生質(zhì)體形成愈傷組織?；罴?xì)胞的細(xì)胞質(zhì)具有流動(dòng)性，因此要對(duì)原生質(zhì)體的活力進(jìn)行檢查時(shí)，觀察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)最適合。植物細(xì)胞有無(wú)細(xì)胞壁再生，可以通過(guò)質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。答案：(1)纖維素酶果膠酶(2)細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核(3)生長(zhǎng)素細(xì)胞分裂素(4)B(5)植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原題型三動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程、條件及應(yīng)用典例3某研究小組進(jìn)行藥物試驗(yàn)時(shí)，以動(dòng)物肝細(xì)胞為材料，測(cè)定藥物對(duì)體外培養(yǎng)細(xì)胞的毒性。供培養(yǎng)的細(xì)胞有甲、乙兩種，甲細(xì)胞為肝腫瘤細(xì)胞，乙細(xì)胞為正常肝細(xì)胞。請(qǐng)回答下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的問(wèn)題：(1)將數(shù)量相等的甲細(xì)胞和乙細(xì)胞分別置于培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，培養(yǎng)液及其他培養(yǎng)條件均相同。一段時(shí)間后，觀察到甲細(xì)胞數(shù)量比乙細(xì)胞數(shù)量_。(2)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清，其原因是_。細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行，CO2的作用是_。(3)在兩種細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中，當(dāng)乙細(xì)胞鋪滿瓶壁時(shí)，其生長(zhǎng)_。藥物試驗(yàn)需要大量細(xì)胞，兩種細(xì)胞頻繁傳代，甲細(xì)胞比乙細(xì)胞可以傳代的次數(shù)更_。若用動(dòng)物的肝臟組織塊制備肝細(xì)胞懸液，需用_消化處理。(4)為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中細(xì)菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的_。(5)已知癌基因X過(guò)量表達(dá)與肝腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)，要試驗(yàn)一種抗腫瘤藥物Y對(duì)甲細(xì)胞生長(zhǎng)的影響，可將甲細(xì)胞分為A、B兩組，A組細(xì)胞培養(yǎng)液中加入一定量的_，B組細(xì)胞培養(yǎng)液中加入等量的無(wú)菌生理鹽水，經(jīng)培養(yǎng)后，從A、B兩組收集等量細(xì)胞，通過(guò)分別檢測(cè)X基因在A、B兩組細(xì)胞中的_或_合成水平的差異，確定抗腫瘤藥物Y的藥效。解析：本題考查動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的單一變量原則，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)得出結(jié)論的能力。癌細(xì)胞比正常細(xì)胞具有更強(qiáng)的生命活力，分裂速度更快，培養(yǎng)相同時(shí)間得到數(shù)量更多。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)基需有糖類(葡萄糖)、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽、微量元素等，通常還要添加一定量血清或血漿，另外還要有適量O2和CO2，需適宜的溫度和pH，還要有嚴(yán)格的無(wú)菌環(huán)境，可通過(guò)添加抗生素防止培養(yǎng)過(guò)程中雜菌滋生。癌細(xì)胞無(wú)接觸抑制現(xiàn)象，但正常細(xì)胞有，因而會(huì)有貼壁生長(zhǎng)現(xiàn)象，需定期用胰蛋白酶處理。另外實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)設(shè)置對(duì)照組，要遵循單一變量原則。答案：(1)多(2)血清可以補(bǔ)充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)維持培養(yǎng)液pH(3)停止多胰蛋白酶(4)抗生素(5)藥物Y溶液mRNA蛋白質(zhì)題型四克隆哺乳動(dòng)物典例4在某一局部山區(qū)有一種雌性黑牛A，與一種雄性黃牛B交配，由于某種原因，其后代中無(wú)雄牛出現(xiàn)，但為了在自然情況下延續(xù)種族，雌性黑牛A只能與另一山區(qū)的雄性黃牛C交配，后代中才有雄牛出現(xiàn)。(1)請(qǐng)分析，導(dǎo)致局部山區(qū)無(wú)雄性小牛出現(xiàn)的原因很可能是_。(2)請(qǐng)你利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段，設(shè)計(jì)一種方案，使某局部山區(qū)的雌性小牛不與另一山區(qū)的雄性小牛交配，就能得到一種雄性小黃牛。設(shè)計(jì)的理論依據(jù)：_。主要的設(shè)計(jì)方案：_。_。_。(3)上述方案設(shè)計(jì)中得到雄性小黃牛的性狀表現(xiàn)特點(diǎn)是_，作出這一判斷的依據(jù)是_；這頭雄性小黃牛與題中A、C交配得到的雄性小黃牛是否有區(qū)別？_，理由是_。解析：(1)由題干信息可知，后代無(wú)雄性小牛，說(shuō)明含Y染色體的精子不能正常發(fā)育。(2)若不通過(guò)有性雜交的方式生產(chǎn)雄性小牛，可通過(guò)體細(xì)胞核移植技術(shù)。(3)克隆動(dòng)物的性狀主要與供體動(dòng)物相似，而有性生殖產(chǎn)生的后代則具有兩個(gè)親本的性狀。答案：(1)該環(huán)境條件下可能使含Y染色體的精子致死(2)細(xì)胞的全能性細(xì)胞核移植：取B的體細(xì)胞核移植到去核的A卵細(xì)胞中，得到重組細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)：將重組細(xì)胞在適宜的條件下培養(yǎng)，形成早期胚胎胚胎移植：將上述獲得的胚胎，再移植到A的體內(nèi)(子宮)讓其發(fā)育，即可得到雄性小黃牛(3)其性狀主要與B相似(少部分性狀可能與A相同)生物的性狀主要受細(xì)胞核基因控制，少數(shù)性狀受細(xì)胞質(zhì)基因控制，而這頭小黃牛的細(xì)胞核基因來(lái)自于B，細(xì)胞質(zhì)基因來(lái)自于A有此雄性小黃牛系無(wú)性生殖的產(chǎn)物，而A、C交配得到的雄性小黃牛，則是有性生殖的產(chǎn)物題型五單克隆抗體的制備典例5科學(xué)家從某些能無(wú)限增殖細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中分離出無(wú)限增殖調(diào)控基因(prG)，該基因能激發(fā)許多動(dòng)物細(xì)胞分裂，這為單克隆抗體的制備提供了更為廣闊的前景。請(qǐng)回答以下相關(guān)問(wèn)題。(1)利用細(xì)胞融合技術(shù)制備單克隆抗體，促進(jìn)動(dòng)物細(xì)胞融合常用的誘導(dǎo)因素是_。(2)利用細(xì)胞融合技術(shù)制備單克隆抗體時(shí)有兩次篩選，第1次篩選的目的是_。第2次篩選的目的是_。(3)有人提出，可以直接通過(guò)基因工程導(dǎo)入該調(diào)控基因來(lái)制備單克隆抗體，其思路如圖所示。請(qǐng)回答：酶A是指_，酶B是指_。對(duì)已導(dǎo)入重組質(zhì)粒的進(jìn)行“檢測(cè)”的目的是_；題目中所指的細(xì)胞是_，所指的細(xì)胞具有的特點(diǎn)是_。(4)也有人提出用細(xì)胞核移植技術(shù)構(gòu)建重組細(xì)胞來(lái)生產(chǎn)單克隆抗體，試用相關(guān)的圖示及文字表示該過(guò)程：解析：(1)誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法有三種，其中用滅活的病毒是常用方法。(2)在單克隆抗體制備過(guò)程中，融合的細(xì)胞共有3種形態(tài)，第1次篩選的目的是選出雜交瘤細(xì)胞，但是雜交瘤細(xì)胞不一定產(chǎn)生所需抗體，所以還必須進(jìn)行第2次篩選。(3)基因工程中用到的酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，將重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入后，進(jìn)行檢測(cè)的目的是看目的基因是否表達(dá)。題目中所指的細(xì)胞是漿細(xì)胞，因?yàn)橹挥袧{細(xì)胞才會(huì)產(chǎn)生抗體，所指的細(xì)胞是導(dǎo)入目的基因的漿細(xì)胞，由于目的基因控制細(xì)胞無(wú)限增殖，所以可用轉(zhuǎn)基因技術(shù)來(lái)生產(chǎn)單克隆抗體。(4)由題干可知，從無(wú)限增殖細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中分離出無(wú)限增殖調(diào)控基因(prG)，所以采用核移植技術(shù)，應(yīng)將無(wú)限增殖細(xì)胞的核除去，留下細(xì)胞質(zhì)，讓其與漿細(xì)胞核融合，則可產(chǎn)生單克隆抗體。答案：(1)滅活的病毒(2)篩選出雜交瘤細(xì)胞篩選出能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞(3)限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶檢測(cè)目的基因在受體細(xì)胞中是否進(jìn)行了表達(dá)(或檢測(cè)受體細(xì)胞是否顯示出目的基因控制的性狀)漿細(xì)胞既能無(wú)限增殖又能產(chǎn)生特定抗體(4)見(jiàn)圖隨堂演練1用動(dòng)、植物成體的體細(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng)，下列敘述正確的是 ()A都需用CO2培養(yǎng)箱B都須用液體培養(yǎng)基C都要在無(wú)菌條件下進(jìn)行D都可體現(xiàn)細(xì)胞的全能性解析：植物組織培養(yǎng)用固體培養(yǎng)基不需用CO2培養(yǎng)箱，植物組織培養(yǎng)可得到完整的植物個(gè)體，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)獲得的是動(dòng)物細(xì)胞或代謝產(chǎn)物，未體現(xiàn)細(xì)胞的全能性；植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)均需要在無(wú)菌條件下進(jìn)行。答案：C2下列關(guān)于植物體細(xì)胞雜交或植物細(xì)胞質(zhì)遺傳的敘述，錯(cuò)誤的是()A利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)可克服生殖隔離的限制，培育遠(yuǎn)緣雜種B不同種植物原生質(zhì)體融合的過(guò)程屬于植物體細(xì)胞雜交過(guò)程C兩個(gè)不同品種的紫茉莉雜交，正交、反交所得F1的表現(xiàn)型一致D兩個(gè)不同品種的紫茉莉雜交，F(xiàn)1的遺傳物質(zhì)來(lái)自母本的多于來(lái)自父本的解析：植物體細(xì)胞雜交包括植物原生質(zhì)體融合、植物組織培養(yǎng)兩個(gè)過(guò)程。利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)可克服物種間生殖隔離的限制，培育遠(yuǎn)緣雜種。紫茉莉枝條顏色遺傳屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳，故兩個(gè)不同品種的紫茉莉雜交，正交、反交所得F1的表現(xiàn)型不一致。因受精卵的細(xì)胞質(zhì)幾乎全來(lái)自卵細(xì)胞，故兩個(gè)不同品種的紫茉莉雜交，F(xiàn)1的細(xì)胞質(zhì)中遺傳物質(zhì)幾乎全部來(lái)自母本。答案：C3(2010浙江理綜卷)將無(wú)根的非洲菊幼苗轉(zhuǎn)入無(wú)植物激素的培養(yǎng)基中，在適宜的溫度和光照條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后，應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是() ABCD.解析： 無(wú)根幼苗可自身產(chǎn)生植物激素，誘導(dǎo)分化出根部。不可能脫分化形成愈傷組織，也不會(huì)在下部分化出芽。答案：A4(2010江蘇卷)(多選)明黨參是我國(guó)珍稀藥用植物，對(duì)其進(jìn)行保護(hù)性開(kāi)發(fā)利用的方法有()A設(shè)計(jì)細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)藥用成分的工廠化生產(chǎn)B大量培養(yǎng)愈傷組織，直接提取藥用成分C大規(guī)模栽培組織培養(yǎng)苗，獲取藥用成分D利用組織培養(yǎng)獲得胚狀體，制成人工種子解析：明黨參是藥用植物，其內(nèi)含有藥用成分，要大量提取藥用成分，可利用細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)組織細(xì)胞的快速培養(yǎng)并提取大量有效成分，實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)；也可以大量培養(yǎng)愈傷組織從中提取藥用成分；大規(guī)模栽培組織培養(yǎng)苗，獲取大量植株進(jìn)而獲取藥用成分；用組織培養(yǎng)獲得的胚狀體制成人工種子，實(shí)現(xiàn)大量種植明黨參，也可獲得有效藥用成分。答案：ABCD5酶解法制備原生質(zhì)體的原理是利用酶溶液對(duì)細(xì)胞壁成分的降解作用。蝸牛酶液從蝸牛(以植物為食)消化腺中提取；果膠酶、纖維素酶從微生物中提取。為了研究不同酶液的酶解效果，某實(shí)驗(yàn)小組取無(wú)菌煙草幼葉，切成相同大小的小片，等量放入6支試管中，試劑用量和實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于下表。請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題。試管編號(hào)項(xiàng)目蒸餾水(mL)201111緩沖液(mL)0210.50.50.5果膠酶液(mL)0000.500蝸牛酶液(mL)00000.50纖維素酶液(mL)000000.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果(綠色深淺程度)(注：“”越多表示綠色越深，“”表示顏色無(wú)顯著變化)(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需要輕搖試管，其目的是_，使原生質(zhì)體從葉小片中游離出來(lái)，以便觀察懸浮液綠色的深淺。(2)從綠色的深淺可推測(cè)：蝸牛酶液酶解效果最好，原因是蝸牛酶液含有_等多種酶。該實(shí)驗(yàn)中_是空白對(duì)照組，其設(shè)置意義是_。(3)用網(wǎng)篩過(guò)濾原生質(zhì)體到離心管內(nèi)，離心后收集沉淀物，并用_洗滌。(4)原生質(zhì)體是否符合要求還需進(jìn)行檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)的方法是_。解析：(1)底物與酶接觸的越充分，反應(yīng)速率越大，從而可提高酶解的效果。(2)細(xì)胞壁的成分為纖維素和果膠，蝸牛酶液酶解效果最好，則其必含纖維素酶和果膠酶?？瞻讓?duì)照實(shí)驗(yàn)中，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)處理的為對(duì)照組。此實(shí)驗(yàn)中無(wú)酶處理的為對(duì)照組。目的是為了排除無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。(3)離心管內(nèi)的沉淀物為原生質(zhì)體，為防止洗滌時(shí)被破壞，可用等滲溶液洗滌。(4)原生質(zhì)體是否獲得成功，即看植物細(xì)胞的細(xì)胞壁是否被去凈。把獲得的材料放到低滲溶液中，檢測(cè)材料是否吸水漲破。答案：(1)為了使細(xì)胞壁與酶充分接觸，提高酶解效果(2)果膠酶和纖維素酶、排除無(wú)關(guān)變量的干擾(3)等滲溶液(4)低滲漲破法6動(dòng)物器官的體外培養(yǎng)技術(shù)對(duì)于研究器官的生理、病理過(guò)程及其機(jī)制意義重大。下圖是一個(gè)新生小鼠的肝臟小塊培養(yǎng)裝置示意圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)肝臟切成小薄片，這有利于肝臟細(xì)胞_。(2)氣室中充入5%CO2氣體的主要作用是_。(3)培養(yǎng)液中添加抗生素是為了抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，但要注意選擇抗生素的_，以保證抗生素對(duì)肝臟無(wú)害。(4)有機(jī)物X有毒性，可誘發(fā)染色體斷裂。利用上圖所示裝置和提供的下列材料用具，探究肝臟小塊對(duì)有機(jī)物X是否具有解毒作用。材料用具：肝臟小塊，外周血淋巴細(xì)胞，淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液，植物凝集素(刺激淋巴細(xì)胞分裂)；顯微鏡，載玻片，蓋玻片，玻璃皿，滴管；吉姆薩染液(使染色體著色)，有機(jī)物X溶液等。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：在淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液中加入植物凝集素培養(yǎng)淋巴細(xì)胞，取4等份，備用。利用甲、乙、丙、丁4組上圖所示裝置，按下表步驟操作(“、”表示已完成的步驟)。甲乙丙丁步驟一：加入肝臟培養(yǎng)液步驟二：加入有機(jī)物X溶液步驟三：放置肝臟小塊上表中還需進(jìn)行的操作是_。培養(yǎng)一段時(shí)間后，取4組裝置中的等量培養(yǎng)液，分別添加到4份備用的淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。一段時(shí)間后取淋巴細(xì)胞分別染色、制片。在顯微鏡下觀察_，并對(duì)比分析。若丙組淋巴細(xì)胞出現(xiàn)異常，而甲組的淋巴細(xì)胞正常，則說(shuō)明_。解析：(1)肝臟切成小薄片，有利于肝臟細(xì)胞通過(guò)濾紙從培養(yǎng)液中吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)有利于與外界進(jìn)行氣體交換和自身的代謝廢物的排出。(2)組織培養(yǎng)時(shí)5%CO2有維持培養(yǎng)液pH的功能。(3)抗生素的種類和劑量對(duì)使用的效果很重要。(4)由題可知甲組為該組實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)組，丙為無(wú)肝臟的對(duì)照組，那么乙或丁應(yīng)為無(wú)有機(jī)物X的對(duì)照組。顯微鏡下可觀察到染色體的形態(tài)和數(shù)目。如果淋巴細(xì)胞出現(xiàn)異常，說(shuō)明用來(lái)培養(yǎng)淋巴細(xì)胞的培養(yǎng)液中存在有機(jī)物X。丙組未加肝臟，而甲組加了肝臟，所以可說(shuō)明肝臟對(duì)有機(jī)物X有解毒功能答案：(1)吸收氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、排出代謝廢物(2)維持培養(yǎng)液適宜的pH(3)種類和劑量(4)向乙(或丁)組裝置中放置肝臟小塊染色體形態(tài)和數(shù)量肝臟小塊對(duì)有機(jī)物X具有解毒作用7人類在預(yù)防與診療傳染性疾病過(guò)程中，經(jīng)常使用疫苗和抗體。已知某傳染性疾病的病原體為RNA病毒，該病毒表面的A蛋白為主要抗原，其疫苗生產(chǎn)和抗體制備的流程之一如下圖請(qǐng)回答：(1)過(guò)程代表的是_。(2)過(guò)程構(gòu)建A基因表達(dá)載體時(shí)，必須使用_和_兩種工具酶。(3)過(guò)程采用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)是_，獲得的X是_。(4)對(duì)健康人進(jìn)行該傳染病免疫預(yù)防時(shí)，可選用圖中基因工程生產(chǎn)的_所制備的疫苗。對(duì)該傳染病疑似患者確診時(shí)，可從疑似患者體內(nèi)分離病毒，與已知病毒進(jìn)行_比較；或用圖中的_進(jìn)行特異性結(jié)合檢測(cè)。解析： 由RNA得到DNA的過(guò)程為逆轉(zhuǎn)錄；基因工程中常用的是限制酶和DNA連接酶；通過(guò)細(xì)胞融合得到雜交瘤細(xì)胞，才能具備兩個(gè)細(xì)胞的特點(diǎn)。答案：(1)逆(反)轉(zhuǎn)錄(2)限制性核酸內(nèi)切酶(限制性內(nèi)切酶、限制酶)DNA連接酶(注：兩空順序可顛倒)(3)細(xì)胞融合雜交瘤細(xì)胞(4)A蛋白核酸(基因)序列抗A蛋白的單克隆抗體