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1、第2讲 细胞工程1植物细胞工程在苗木生产、作物育种等方面得到普遍应用。请回答下列问题：(1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是_。(2)在“番茄马铃薯”杂种植株的培育过程中，运用的工程技术有_；为获取杂种细胞，先除去细胞壁以获得_，再用PEG诱导其融合；融合成功的标志是杂种细胞出现_。这项研究最大的突破是_。(3)将植物组织培养得到的_(答出两项即可)等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子，在制备人工种子时可根据需要添加防霉药物，它应加在人工种子结构的_中。(4)科学家以成熟的水稻胚作为外植体，在基础培养基上研究人工合成的生长调节剂对诱导愈伤组织的影响，结果
2、如表所示。培养基代号2,4D(mgL1)6BA(mgL1)愈伤组织诱导率(%)A1.0065.41B2.0068.76C3.0091.01D3.00.254.48E3.00.557.35F3.01.051.71注：愈伤组织诱导率(%)(产生愈伤组织的数目/接种外植体数目)100%。从表中可以看出，在基础培养基中添加_不利于愈伤组织的形成。解析：(1)因为花芽、叶芽等处的分生组织中病毒很少或几乎没有病毒，所以可利用其进行植物组织培养获得脱毒植株。(2)在“番茄马铃薯”杂种植株的培育过程中，运用的工程技术有植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术；为获取杂种细胞，先除去细胞壁以获得原生质体，再用PEG
3、诱导其融合；融合成功的标志是杂种细胞出现(新的)细胞壁(或“再生壁”)。这项研究最大的突破是克服了不同种生物远缘杂交不亲和的障碍。(3)将植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。在制备人工种子时可根据需要添加防霉药物，它应加在人工种子结构的人工种皮中。(4)2,4D浓度为1.03.0 mgL1时，随着2,4D浓度的上升，愈伤组织诱导率逐渐增大，但是添加6BA后愈伤组织诱导率明显下降，可见6BA不利于愈伤组织的形成，2,4D有利于愈伤组织的形成。答案：(1)这些部位病毒极少(或不含病毒)(2)植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术原生质体新的细胞壁克服了不
4、同种生物远缘杂交不亲和的障碍 (3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽人工种皮(4)6BA21971年，美国化学家从红豆杉树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇，从此，国家重点保护珍稀植物红豆杉遭受了掠夺式的砍伐。为拯救红豆杉，同时获得紫杉醇，科研小组设计了如图所示的实验流程：(1)选用茎尖分生组织进行组织培养的目的是_， 诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫_。以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装后就可得到_。(2)茎尖分生组织细胞具有全能性的原因是_。在生物生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，原因是_。(3)现有植物甲中提取的物质X，能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小组欲
5、获得既能产生紫杉醇又能产生物质X的植株，可利用_技术获得杂种植株。该方法首先要利用_除去细胞壁获得具有活力的原生质体，再经_(试剂)诱导融合形成杂种细胞。解析：(1)茎尖分生组织含有的病毒较少，进行组织培养可以获得脱毒苗；分生组织经过脱分化过程可以形成愈伤组织；以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装后可得到人工种子。(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息，因此具有发育的全能性。在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官，所以在生物生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性。(3)植物甲可以产生物质X，红
6、豆杉可以产生紫杉醇，则利用植物体细胞杂交技术将两种植物细胞融合，获得的杂种植株的细胞既能产生紫杉醇又能产生物质X。植物体细胞杂交过程中，首先要利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得具有活力的原生质体，再经聚乙二醇诱导融合形成杂种细胞。答案：(1)获得脱毒苗脱分化人工种子(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官(3)植物体细胞杂交纤维素酶和果胶酶聚乙二醇3根据下面植物体细胞杂交技术流程图，回答相关问题。(1)运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)自然状态下不能得到杂种植株，原因是_。(2)在利用
7、杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是_，其中过程称为_，植物体细胞融合完成的标志是_。(3)已知番茄为二倍体，马铃薯为四倍体，则“番茄马铃薯”属于_倍体植株。(4)已知柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养进行到_过程即可(填字母编号)。(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵，然后进行组织培养，该过程相当于_ (填字母编号)。(6)人工种子是由发育到_过程(填字母编号)的结构包裹上人工种皮制备的。解析：(1)番茄和马铃薯属于两个物种，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。(2)在利用杂种细胞培
8、育杂种植株的过程中，依据的原理是细胞的全能性，其中过程称为原生质体融合，植物体细胞融合完成的标志是产生新的细胞壁。(3)由于番茄为二倍体、马铃薯为四倍体，因此“番茄马铃薯”属异源六倍体。(4)柴油是植物细胞的代谢产物，将柴油树细胞培养进行到愈伤组织即可提取，愈伤组织为图中的e时期。(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵，然后进行组织培养，包括脱分化和再分化两个阶段，即图中的。(6)人工种子是用胚状体包上人工种皮制成的，其中图中f阶段为胚状体阶段。答案：(1)不同种的植物存在生殖隔离(2)细胞的全能性原生质体融合产生新的细胞壁(3)六(4)e(5)(6)f4(2019广西钦州
9、模拟)回答下列关于现代生物科技的问题：(1)动物细胞培养时为了将组织分散成单个细胞，常用_处理剪碎的组织块，并用培养液将细胞稀释制成_。(2)动物细胞培养时需要通入5%的CO2，其目的是_，为了防止杂菌污染，通常要在培养基中添加_。(3)动物细胞核移植时普遍使用的去核方法是_；常选用处于_(时期)的卵母细胞作为受体细胞，主要是因为卵细胞大，易操作，含有促进_表达的相关物质。解析：(1)动物组织培养需用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)将组织分散成单个细胞，并用培养液将细胞稀释制成细胞悬液。(2)动物细胞培养时需要通入5%的CO2，其目的是维持培养基的pH；通常在培养基中添加抗生素以防止杂菌污染。(3)体
10、细胞核移植的过程中，去除卵母细胞中的细胞核可采用显微操作去核法。因为卵细胞大，易操作，含有促进细胞全能性表达的相关物质，因此常选用处于M中期的卵母细胞作为受体细胞。答案：(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)细胞悬液(2)维持培养基的pH抗生素(3)显微操作去核法M中期(减数第二次分裂中期)细胞全能性5(2019河北三市联考)胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是一种全能性干细胞，具有自我更新和多向分化的潜能，在临床移植医学、细胞治疗、细胞工程、生物学基础研究等领域具有重要的科学意义和巨大的应用前景。请回答下列问题。(1)ES细胞从_和_获取，对它可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。 (2)人类在根治糖尿病时
11、，可通过ES细胞定向分化出_(填写细胞名称)再进行移植。此过程中，若定向诱导培育出相应的器官进行移植除能解决目前临床上存在的供体器官不足的问题外，还有一大优点是_。(3)若将ES细胞体外培养，在培养基中通常需加入_等一些天然成分，还需要提供5%的CO2，其作用是_。(4)与体细胞核移植相比，用ES细胞诱导的方法更容易发育成克隆动物，原因在于ES细胞的分化程度_，全能性高。解析：(1)胚胎干细胞来源于早期胚胎或原始性腺。(2)糖尿病可由胰岛B细胞受损所致。用自身的胚胎干细胞诱导培育获得的器官移入自身体内，由于遗传物质相同，不会产生免疫排斥反应。(3)动物细胞培养的培养基中需要加入血清、血浆等天然
12、物质。动物细胞培养过程中提供5%的CO2的作用是维持培养液的pH。(4)ES细胞的分化程度低，细胞全能性高。答案：(1)早期胚胎原始性腺(2)胰岛B细胞避免产生免疫排斥(3)血清、血浆维持培养液的pH(4)低6胃癌是我国发生率很高的一种恶性疾病，制备抑制胃癌细胞增殖的单克隆抗体对治疗胃癌具有重要意义。抗胃癌单克隆抗体制备过程如下图。(1)抗胃癌单克隆抗体制备过程中要用到_和_技术。(2)甲代表_细胞。(3)诱导骨髓瘤细胞与甲融合，可用的诱导因素有_等(写出两种)。(4)通过检测细胞是否产生所需的专一抗体，筛选出丙，该过程中所选用的抗原是_。(5)在甲、丙及骨髓瘤细胞中，只有丙经培养后，可获得大
13、量的抗胃癌单克隆抗体，原因是_。解析：(1)单克隆抗体制备过程中用到了动物细胞培养和动物细胞融合技术。(2)杂交瘤细胞乙是由甲B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的。(3)诱导动物细胞融合时，常采用物理方法(离心、振动、电激)、化学方法(聚乙二醇)或生物方法(灭活的病毒)。(4)制备的抗胃癌单克隆抗体针对的抗原是胃癌细胞，所以应该用胃癌细胞作为抗原检测丙细胞是否产生所需抗体。(5)因杂交瘤细胞既可以无限增殖又可以产生抗体，所以可以通过对杂交瘤细胞培养，使其产生单克隆抗体。答案：(1)动物细胞培养动物细胞融合(2)(效应)B淋巴(3)聚乙二醇、灭活的病毒、离心、振动、电激等(写出其中两种即可)(4)人的胃癌细胞(5)只有细胞丙既能无限增殖又能产生抗体7下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解。请据图回答：(1)图中、所示的结构分别是_、_。(2)图中、所示的生物工程技术分别是_、_。(3)过程通常用去核卵细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作，营养物质丰富外，还
