第36講 細(xì)胞工程【課下作業(yè)】1研究小組用土壤農(nóng)桿菌與陸地棉葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體共同培養(yǎng)獲得了轉(zhuǎn)基因陸地棉，過程如下。請(qǐng)回答下列問題：(1)圖a表示從已經(jīng)消毒的葉片中剪取部分植物組織細(xì)胞，圖b表示制備原生質(zhì)體，培養(yǎng)皿中要加纖維素酶和果膠酶，其原因是_。 (2)圖c表示用培養(yǎng)基培養(yǎng)原生質(zhì)體，培養(yǎng)基中加入了適宜濃度的蔗糖，其主要作用是_。 培養(yǎng)一段時(shí)間后，將其與土壤農(nóng)桿菌混合培養(yǎng)，使重組Ti質(zhì)粒進(jìn)入_，重組Ti質(zhì)粒上_攜帶了目的基因，可以整合到植物細(xì)胞的 _上。然后通過離心(圖d)的方法，除去多余的土壤農(nóng)桿菌。(3)圖e表示將原生質(zhì)體培養(yǎng)成愈傷組織，然后將其轉(zhuǎn)移到含有一定抗生素的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)(圖f)，抗生素的作用是_。(4)將愈傷組織轉(zhuǎn)移培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)(圖g)，同時(shí)注意調(diào)整植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的種類和含量，其原因是_，最終獲得完整的植株(圖h)。解析：圖示是通過土壤農(nóng)桿菌與植物細(xì)胞原生質(zhì)體共培養(yǎng)的方法獲得轉(zhuǎn)基因植物的過程。a為獲取植物細(xì)胞；b為去除細(xì)胞壁獲取原生質(zhì)體的過程；c為用培養(yǎng)基培養(yǎng)原生質(zhì)體；d為土壤農(nóng)桿菌與植物細(xì)胞原生質(zhì)體共培養(yǎng)；e表示脫分化過程；f表示用選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選培養(yǎng)；g表示再分化過程；h表示轉(zhuǎn)基因植物幼苗。(1)圖b表示用纖維素酶和果膠酶來制備原生質(zhì)體，原因是植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，纖維素酶和果膠酶可除去細(xì)胞壁。(2)圖c表示用培養(yǎng)基培養(yǎng)原生質(zhì)體，培養(yǎng)基中加入了適宜濃度的蔗糖，其主要作用是為原生質(zhì)體提供碳源和能源并調(diào)節(jié)滲透壓維持原生質(zhì)體的形態(tài)，將其與土壤農(nóng)桿菌共同培養(yǎng)，使攜帶目的基因的Ti質(zhì)粒的TDNA進(jìn)入植物細(xì)胞，整合到植物細(xì)胞的染色體(染色體DNA)上，然后通過離心的方法，除去多余的土壤農(nóng)桿菌。(3)圖e表示將原生質(zhì)體培養(yǎng)成愈傷組織，然后將其轉(zhuǎn)移到含有一定抗生素的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)(圖f)，抗生素的作用是篩選出含目的基因的植物細(xì)胞。(4)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的種類和含量會(huì)影響愈傷組織的分化，故將愈傷組織轉(zhuǎn)移培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)(圖g)，同時(shí)注意調(diào)整植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的種類和含量。答案：(1)植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，纖維素酶和果膠酶可除去細(xì)胞壁(2)為原生質(zhì)體提供能源并調(diào)節(jié)滲透壓維持原生質(zhì)體的形狀原生質(zhì)體(植物細(xì)胞)TDNA染色體(染色體DNA)(3)篩選出含目的基因的植物細(xì)胞(4)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的種類和含量會(huì)影響愈傷組織的分化2(2018寧夏銀川一中月考)早早孕試紙是人們?cè)O(shè)計(jì)出來的一種方便女性檢測(cè)自己是否懷孕的產(chǎn)品。人絨毛膜促性腺激素(HCG)是由受孕婦女體內(nèi)胎盤產(chǎn)生的一種糖蛋白類激素，在孕婦的尿液中大量存在，而非妊娠孕婦尿液中幾乎不含有該激素。膠體金法早早孕檢測(cè)試紙采用雙抗體夾心法原理，以膠體金為指示標(biāo)記制作而成。其測(cè)定和判斷方法如下圖：注：MAX線處含有鼠源性HCG單抗和膠體金，T線處含羊抗HCG的抗體，C線處含有羊抗鼠多克隆抗體。(1)HCG在胎盤細(xì)胞的_合成，然后在_上進(jìn)一步合成加工，最后經(jīng)_進(jìn)一步的修飾加工然后分泌到細(xì)胞外。(2)MAX線處包埋的鼠源性HCG單克隆抗體是由_細(xì)胞產(chǎn)生的，由于單克隆抗體具有_、_的特點(diǎn)，所以能準(zhǔn)確地識(shí)別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異，并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合。(3)制備鼠源性HCG單克隆抗體的過程中，可能運(yùn)用到了_和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)，其中后者需要置于95%空氣加5%的CO2的混合氣體的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)，CO2的作用是_。解析：(1)根據(jù)提供信息已知，人絨毛膜促性腺激素(HCG)的化學(xué)本質(zhì)是一種糖蛋白，所以HCG在核糖體合成，還需要通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的初步加工和高爾基體的進(jìn)一步加工和修飾才能分泌到細(xì)胞外。(2)單克隆抗體是由雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生的，具有純度高、特異性強(qiáng)(靈敏度高)等特點(diǎn)。(3)制備鼠源性HCG單克隆抗體的過程中，可能運(yùn)用到了動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)，其中后者需要置于95%空氣加5%的CO2的混合氣體的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)，CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH值。答案：(1)核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體 (2)雜交瘤純度高特異性強(qiáng)(靈敏度高)(3)動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)維持培養(yǎng)液的pH值 3微載體是由天然葡聚糖等組成的顆粒，其直徑很小，常用于貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)。微載體大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于科研生產(chǎn)，其流程圖如下。(1)微載體加入培養(yǎng)罐中后，通過攪動(dòng)使其保持懸浮狀態(tài)，這樣不僅能讓細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸，而且便于細(xì)胞的_，所以選用的微載體顆粒直徑應(yīng)盡可能小。(2)圖中過程a是_。(3)在產(chǎn)生單克隆抗體過程中，雜交瘤細(xì)胞在加入培養(yǎng)罐前，需進(jìn)行篩選，其目的是篩選出_的細(xì)胞群。(4)工程菌和動(dòng)物細(xì)胞均能用于生產(chǎn)乙肝疫苗，它們的根本區(qū)別在于導(dǎo)入的受體不同，前者是導(dǎo)入能高效快速表達(dá)的_，而后者是導(dǎo)入倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞。解析：圖中過程a是用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理，將組織塊分解成單個(gè)細(xì)胞；雜交瘤細(xì)胞在加入培養(yǎng)罐前需要進(jìn)行篩選，其目的是獲得既能產(chǎn)生特異性抗體、又能迅速大量繁殖的細(xì)胞群；基因工程中，“能高效快速表達(dá)”的受體細(xì)胞一般是工程菌(細(xì)菌、酵母菌等)。答案：(1)附著(固著)(2)用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理組織使之分散成單個(gè)細(xì)胞(3)既能產(chǎn)生特異性抗體，又能迅速大量繁殖(4)工程菌(細(xì)菌、酵母菌等)4(2018內(nèi)蒙古赤峰二中模擬)科學(xué)家利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)成功獲得了番茄馬鈴薯雜種植株，為了便于雜種細(xì)胞的篩選和鑒定，科學(xué)家利用紅色熒光和綠色熒光分別標(biāo)記番茄和馬鈴薯的原生質(zhì)體膜上的蛋白質(zhì)，其培育過程如圖所示：(1)植物體細(xì)胞雜交依據(jù)的生物學(xué)原理有_。(2)過程常用的酶是_，細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是_。(3)植物原生質(zhì)體融合過程常利用化學(xué)試劑_誘導(dǎo)融合，在鑒定雜種原生質(zhì)體時(shí)可用顯微鏡觀察，根據(jù)細(xì)胞膜表面熒光的不同可觀察到_種不同顏色的原生質(zhì)體，當(dāng)觀察到_時(shí)可判斷該原生質(zhì)體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。(4)過程和過程依次為_，過程中的培養(yǎng)基常添加的植物激素是_。(5)若番茄細(xì)胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯細(xì)胞中含n條染色體，則“番茄馬鈴薯”細(xì)胞在有絲分裂后期含_條染色體。解析：(1)植物體細(xì)胞雜交依據(jù)的生物學(xué)原理有細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞的全能性。(2)過程獲取原生質(zhì)體常用的酶是纖維素酶和果膠酶，植物原生質(zhì)體融合完成的標(biāo)志是形成了新的細(xì)胞壁。(3)植物原生質(zhì)體融合過程常利用化學(xué)試劑聚乙二醇(或PEG)誘導(dǎo)融合；在鑒定雜種原生質(zhì)體時(shí)可用顯微鏡觀察，根據(jù)細(xì)胞膜表面熒光的不同可觀察到3種不同顏色的原生質(zhì)體，即紅色、綠色、紅綠色；當(dāng)觀察到融合的細(xì)胞表面既有紅色熒光又有綠色熒光時(shí)，可判斷該原生質(zhì)體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。(4)過程和過程依次為脫分化和再分化，再分化過程中的培養(yǎng)基常添加的植物激素是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素。(5)若番茄細(xì)胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯細(xì)胞中含n條染色體，則“番茄馬鈴薯”雜種細(xì)胞的染色體有mn條，在有絲分裂后期由于著絲點(diǎn)分裂導(dǎo)致染色體數(shù)加倍，此時(shí)細(xì)胞內(nèi)含2(mn)條染色體。答案：(1)細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞的全能性(2)纖維素酶和果膠酶形成了新的細(xì)胞壁(3)聚乙二醇(或PEG)3融合的細(xì)胞表面既有紅色熒光又有綠色熒光(4)脫分化和再分化生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素(5)2(mn)5(2018山東濰坊中學(xué)一模)下圖是利用現(xiàn)代生物技術(shù)改良草莓品系的過程：(1)將野生綠色草莓的葉片離體組織培養(yǎng)成四倍體試管苗的過程，體現(xiàn)了植物細(xì)胞的_性，此過程中秋水仙素的作用機(jī)理是_。(2)過程中欲獲得抗蟲草莓，可從蛋白酶抑制劑基因、生長(zhǎng)素誘導(dǎo)基因中選擇_作為目的基因，通常用_法導(dǎo)入受體細(xì)胞，基因表達(dá)載體除包括目的基因外，還必須有_及標(biāo)記基因等。(3)過程可以先用花藥離體培養(yǎng)分別獲得抗蟲草莓和鳳梨草莓的單倍體，再利用_技術(shù)獲得同時(shí)具鳳梨口味和抗蟲特性的六倍體草莓，該技術(shù)常用的酶有_，常用的化學(xué)誘導(dǎo)劑是_。解析：(1)植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性；秋水仙素能誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，其作用機(jī)理是抑制紡錘體形成，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。(2)蛋白酶抑制劑基因表達(dá)的蛋白酶抑制劑能阻斷或降低蛋白酶的活性，使昆蟲不能正常消化食物中的蛋白質(zhì)，還會(huì)引起害蟲的厭食反應(yīng)；而生長(zhǎng)素誘導(dǎo)基因表達(dá)的產(chǎn)物對(duì)害蟲無作用，所以要獲得抗蟲草莓可選擇蛋白酶抑制劑基因作為目的基因。通常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入受體細(xì)胞，基因表達(dá)載體除包括目的基因外，還必須有啟動(dòng)子、終止子及標(biāo)記基因等。(3)過程常規(guī)方法采用雜交育種，還可先用花藥離體培養(yǎng)獲得2n和4n的草莓，再用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得同時(shí)具鳳梨風(fēng)味和抗蟲特性的草莓，但在誘導(dǎo)細(xì)胞融合之前，需用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁，獲得原生質(zhì)體。誘導(dǎo)融合常用的化學(xué)誘導(dǎo)劑是聚乙二醇。答案：(1)全能抑制紡錘體形成(從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍) (2)蛋白酶抑制劑基因農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 啟動(dòng)子、終止子(3)植物體細(xì)胞雜交纖維素酶和果膠酶聚乙二醇6(2018煙臺(tái)模擬)下面為制備單克隆抗體和多克隆抗體的示意圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)圖中向小鼠注射包含多種抗原決定簇的抗原后，所獲得的免疫抗血清實(shí)際上是含有_(填寫抗體的名稱)的混合物，這種方法制備的多克隆抗體不僅產(chǎn)量低，而且純度低。與多克隆抗體相比，單克隆抗體突出的優(yōu)點(diǎn)在于它的_，并能大量制備。(2)圖中選用B細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合成雜交瘤細(xì)胞，說明細(xì)胞膜具有_。(3)圖中兩次篩選的目的不同，其中篩選的目的是篩選出_，篩選的目的是篩選出_。篩選時(shí)所用的培養(yǎng)基是特定的_培養(yǎng)基。(4)科學(xué)工作者正在研究的用于治療癌癥的“生物導(dǎo)彈”就是_，用“生物導(dǎo)彈”治療癌癥的方法優(yōu)于化療的原因是_。(5)由圖中可看出，單克隆抗體的制備過程中，運(yùn)用了動(dòng)物細(xì)胞工程中的_和_兩大技術(shù)。解析：(1)結(jié)合題圖可看出，向小鼠注射包含多種抗原決定簇的抗原后，獲得的免疫抗血清實(shí)際上是含有Ab1、Ab2、Ab3、Ab4多種抗體的混合物。(2)動(dòng)物細(xì)胞融合的過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性。(3)在單克隆抗體的制備過程中，第1次篩選的目的是篩選出雜交瘤細(xì)胞，第2次篩選的目的是獲得能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。篩選時(shí)所用的培養(yǎng)基是特定的選擇性培養(yǎng)基。(4)把單克隆抗體跟抗癌藥物相結(jié)合制成“生物導(dǎo)彈”，注入體內(nèi)，借助單克隆抗體的導(dǎo)向作用，能將藥物定向帶到癌細(xì)胞所在位置，在原位殺死癌細(xì)胞。這樣既不損傷正常細(xì)胞，又減少了用藥劑量。(5)單克隆抗體的制備運(yùn)用了動(dòng)物細(xì)胞融合與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)兩大技術(shù)。答案：(1)Ab1、Ab2、Ab3、Ab4特異性強(qiáng)、靈敏度高(2)流動(dòng)性(3)雜交瘤細(xì)胞能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞選擇性(4)單克隆抗體上連接抗癌藥物不損傷正常細(xì)胞，且用藥劑量少，毒副作用小(5)動(dòng)物細(xì)胞融合動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)7(2018貴陽十校聯(lián)考)近年來，由于食品安全、環(huán)境污染等問題的加重，胃癌的發(fā)病率不斷增加。常見的切除、化療、放療等治療手段對(duì)病人的身體副作用較大，而“生物導(dǎo)彈”(借助單克隆抗體的導(dǎo)向作用，能將藥物定向帶到癌細(xì)胞所在位置)的定向治療為胃癌患者帶來了福音。如圖是“生物導(dǎo)彈”抗人體胃癌的單克隆抗體的制備過程。回答下列問題：(1)幽門螺旋桿菌的感染與胃癌的發(fā)生密切相關(guān)，幽門螺旋桿菌從細(xì)胞結(jié)構(gòu)上與人體細(xì)胞相比，最顯著的特點(diǎn)是_。(2)從免疫學(xué)的角度分析，圖中實(shí)驗(yàn)小鼠注射的甲是_， 從小鼠的_(免疫器官)中可獲得相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞。(3)誘導(dǎo)細(xì)胞融合形成細(xì)胞乙的原理是_。若只考慮細(xì)胞的兩兩融合，符合要求的細(xì)胞的特點(diǎn)是_。(4)丙需進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和專一抗體檢測(cè)，經(jīng)多次篩選后可獲得數(shù)量較多的能分泌所需抗體的丁，細(xì)胞丁可在體外條件下大規(guī)模培養(yǎng)，也可以注射到小鼠_內(nèi)進(jìn)行體內(nèi)培養(yǎng)，從而獲得大量的單克隆抗體。該抗胃癌單克隆抗體與從動(dòng)物血清中分離的抗體相比，最主要的優(yōu)點(diǎn)是_。解析：(1)幽門螺旋桿菌是原核生物，從細(xì)胞結(jié)構(gòu)上與人體細(xì)胞相比，最顯著的特點(diǎn)是沒有核膜包被的細(xì)胞核。(2)從免疫學(xué)的角度分析，圖中實(shí)驗(yàn)小鼠注射的甲是能與抗人體胃癌抗體特異性結(jié)合的抗原，從小鼠的脾臟中可獲得相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞。(3)誘導(dǎo)細(xì)胞融合形成細(xì)胞乙的原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性，若只考慮細(xì)胞的兩兩融合，符合要求的細(xì)胞的特點(diǎn)是既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。(4)經(jīng)過篩選后的雜交瘤細(xì)胞，可在體外條件下大規(guī)模培養(yǎng)，也可以注射到小鼠腹腔內(nèi)進(jìn)行體內(nèi)培養(yǎng)，從而獲得大量的單克隆抗體。該胃癌單克隆抗體與從動(dòng)物血清中分離的抗體相比，最主要的優(yōu)點(diǎn)是特異性強(qiáng)，靈敏度高，可大量制備。答案：(1)沒有核膜包被的細(xì)胞核(2)能與抗人體胃癌抗體特異性結(jié)合的抗原脾臟(3)細(xì)胞膜的流動(dòng)性既能大量增殖又能產(chǎn)生特異性抗體(4)腹腔特異性強(qiáng)，靈敏度高，并可大量制備8(2018北京海淀區(qū)模擬)下圖是克隆羊的培育流程圖，根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問題：(1)培育克隆羊時(shí)用到的卵母細(xì)胞可以從屠宰場(chǎng)收集，并在體外培養(yǎng)到_。(2)從供體羊中取上皮細(xì)胞，用胰蛋白酶處理，然后進(jìn)行分散培養(yǎng)。培養(yǎng)過程一般在_中進(jìn)行，整個(gè)過程必須保證細(xì)胞處于_的環(huán)境中，所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)要與體內(nèi)基本相同。(3)通過_吸出卵母細(xì)胞中的細(xì)胞核，微型吸管除了將細(xì)胞核吸出外，往往還會(huì)將_一并吸出。(4)去核的卵母細(xì)胞與供體細(xì)胞通過電擊后融合，供體核進(jìn)入受體卵母細(xì)胞，構(gòu)建成重組胚胎。融合后的重組胚胎，需要用物理或化學(xué)的方法進(jìn)行激活，使其完成_過程。(5)將重組胚胎發(fā)育到一定階段，移植到同種的、_相同的其他雌性動(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育，最后形成克隆羊。移入的胚胎能夠存活 ，是因?yàn)榇凶訉m并不會(huì)對(duì)其發(fā)生_，同時(shí)能夠在子宮內(nèi)建立正常的生理和組織聯(lián)系。答案：(1)減數(shù)第二次分裂中期(2)二氧化碳培養(yǎng)箱無菌、無毒(3)顯微操作第一極體(4)細(xì)胞分裂和發(fā)育(5)生理狀態(tài)免疫排斥反應(yīng)