1、1课时训练 36 克隆技术1.请回答下列相关问题。(1)动物的细胞和组织培养是 技术的基础。在动物细胞培养中,有原代培养和 培养,可出现细胞系和细胞株。 (2)下列有关细胞系的说法,不正确的是 。 A.二倍体细胞通常为有限细胞系B.连续细胞系就是恶性细胞系,具有异体致瘤性C.能连续多次传代的细胞系称为连续细胞系D.从细胞系中获得的具有特殊性质的细胞称为细胞株(3)在动物细胞培养中,往往使用 CO2培养箱,其主要作用是 。 (4)胚胎干细胞的培养也需要动物细胞培养技术。胚胎干细胞来自 (填“卵裂球”“囊胚”或“原肠胚”)的 (结构),具有 (特征)。培养胚胎干细胞时,首先要在培养皿底部制备一层细
2、胞,称为 ,它具有 的功能。 答案 (1)动物克隆 传代 (2)B (3)维持培养液的 pH (4)囊胚 内细胞团 发育全能性 饲养层 促进胚胎干细胞生长,抑制其分化解析 (1)动物的细胞和组织培养是动物细胞工程中最基础的技术,无论是细胞水平的克隆,还是个体水平的克隆,都离不开动物的细胞和组织培养;从动物机体中取出后立即进行的培养为原代培养,将原代培养物分成若干份,接种到若干个培养基中继续进行的培养称为传代培养。(2)有限细胞系未发生转化,通常具有二倍体核型,无法连续传代培养,A 项正确;连续细胞系包括恶性和非恶性两种类型,恶性细胞系具有异体致瘤性,但非恶性细胞系不具有,B 项错误;连续细胞系
3、指的是能够连续传代的细胞系,通常是发生了转化的细胞系,多具有异倍体核型,C 项正确;细胞株即为具有特殊性质的细胞系,可通过一定的选择和纯化方法,从原代培养物或细胞系中获得,D 项正确。(3)CO 2培养箱中CO2的主要作用是维持动物细胞培养液的 pH,为动物细胞的生长创造适宜的环境条件。(4)囊胚期内细胞团细胞称为胚胎干细胞;胚胎干细胞是未分化的细胞,具有发育的全能性;饲养层细胞可以分泌某些物质,促进胚胎干细胞生长,抑制其分化。2.下图表示通过克隆技术获得烟草植株的过程,请据图回答下列问题。(1)过程往往选取烟草的幼嫩部位,需经过 处理,才能置于培养基中进行培养。 (2)过程称为 ,过程称为
4、。 (3)通过悬浮培养形成的单细胞可发育成 ,继而形成植物幼体;也可利用 水解细胞壁,获得的 培养后也可形成植株。 2(4)在培养过程中,若要诱导芽的产生,则配制植物激素时要 。 A.添加适量的生长素和适当减除其他某些激素B.适当配比的生长素和细胞分裂素C.添加适量的生长素和适当增加其他某些激素D.适当增加细胞分裂素和生长素的量(5)烟草细胞很容易再生出新植株,但在长期培养过程中,其胚胎发生和器官形成能力下降,不可能的原因是 。 A.染色体畸变或细胞核变异B.组织或细胞中的激素平衡被打破C.产生了缺乏成胚性的细胞系D.植物细胞全能性丧失答案 (1)消毒 (2)脱分化 再分化 (3)幼胚(胚状体
5、) 纤维素酶和果胶酶 原生质体 (4)B (5)D解析 (1)自然环境中获取的植物组织、器官携带较多微生物,会影响培养过程中植物细胞的生长,因此需先进行消毒处理。(2)高度分化的植物细胞经培养形成相对未分化的愈伤组织细胞,此过程叫脱分化;而相对未分化的愈伤组织细胞经诱导分化成胚的过程,称为再分化。(3)据图可知,悬浮培养的单细胞可发育成幼胚;细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此可使用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁;植物细胞壁去除后内部的结构称为原生质体。(4)营养物质和植物生长调节剂配比会影响愈伤组织的分化方向,例如适量的生长素和细胞分裂素配比可以诱导芽的分化,适量的生长素和适当减除某些其他激素则
6、可以诱导生根。(5)在长期培养中,培养物胚胎发生和器官形成能力下降的可能原因有:染色体畸变、细胞核变异或非整倍体产生、细胞或组织中的激素平衡被打破、细胞对外源生长物质的敏感性发生改变等,以及随着时间推移,由于其他各种原因产生了缺乏成胚性的细胞系,故 A、B、C 选项正确;植物细胞仍保留了该物种全套的遗传物质,故全能性并未丧失,但由于各种原因,其全能性的表达受到了阻碍,D 选项错误。3.下图是烟草叶片原生质体分离和培养的流程图。请回答下列问题。烟草叶片消毒 酶解 获得原生质体 原生质体检测 原生质体培养 获得愈伤组织(1)酶解时,在纤维素酶和果胶酶的混合液中,还需添加 来提高混合液的渗透压,以便
7、获得完整的原生质体。 (2)获得原生质体后,可用 法检测原生质体是否存活。然后将原生质体制成悬浮液,滴加在 上,用显微镜观察并计数。要判定原生质体是否已形成细胞壁,可用 法鉴别。 (3)欲通过原生质体培养得到愈伤组织,从培养基的成分(除琼脂外)考虑,配制培养基时需要注意的主要方面是 。 答案 (1)甘露醇 (2)红墨水染色 血细胞计数板 质壁分离(3)营养物质和植物生长调节剂的适当配比3解析 (1)为防止原生质体吸水胀破,可加入适宜浓度的甘露醇溶液来提高混合液的渗透压。(2)活细胞的质膜具有选择透性,红墨水非细胞生长所需物质,不会被吸收,而死细胞的质膜变为全透性,红墨水可进入使细胞染色;细胞显
8、微计数的常用装置为血细胞计数板,形成细胞壁的细胞置于较高浓度的溶液中会发生质壁分离现象。(3)植物组织培养过程中需要适当配比的营养物质和植物生长调节剂诱导,才能顺利发生脱分化,形成愈伤组织。4.下图表示动物细胞克隆和制备单克隆抗体的相关过程,请回答相关问题。(1)过程常应用 方法导入重组诱导基因后得到干细胞;部分干细胞经过诱导可分化成全身的不同组织或器官,说明这些细胞具有 性。 (2)该过程利用了甲细胞具有的 能力,甲细胞和乙细胞可经过生物诱导剂 的作用形成丙细胞。取一个丙细胞,放在含大量失去 的小鼠成纤维细胞的特定培养体系中培养,最后产生大量的细胞群,这种方法为 法。 (3)下列关于经和过程
9、得到单克隆抗体的叙述,错误的是 。 A.该过程应用了细胞膜具有流动性的原理B.丙细胞要具有分泌多种抗体的能力C.该过程应用了动物细胞融合和动物细胞培养技术D.丙细胞的形成先通过筛选得到杂交瘤细胞,再进行抗体检验答案 (1)显微注射 发育全能(2)连续增殖 灭活的仙台病毒 增殖力 克隆培养(3)B5.下图表示细胞融合技术的部分过程,请回答问题。(1)若甲、乙细胞是植物细胞,在细胞融合时,首先需将 消化除去。获得的丁细胞在植物组织培养时通过平衡 配比进行调控,从而实现植物器官、组织的发生和形态建成。(2)若该过程是制备癌胚抗原单克隆抗体的部分过程,实验中首先将 注入小鼠体内,然后从产生免疫反应的小
10、鼠脾脏中获取经免疫的 细胞,将其与骨髓瘤细胞融合,筛选出 细胞。 (3)若甲、乙细胞到丙细胞过程是哺乳动物体外受精过程,甲、乙细胞能够结合的基础是细胞膜表面有特异性 功能的蛋白。若丁细胞为囊胚的外表扁平细胞,由其组成的结构称为 。 答案 (1)细胞壁 植物激素 (2)癌胚抗原 B 淋巴 杂交瘤 (3)识别 滋养层4解析 (1)植物细胞具有细胞壁,进行细胞融合,首先需要在纤维素酶和果胶酶的作用下去除细胞壁。图示中丁表示融合细胞,将丁进行植物组织培养时,需要平衡培养基中植物激素的配比,调控相应器官的分化和发育。(2)分析题意可知,若该实验制备的是癌胚抗原的单克隆抗体,因此,需要将癌胚抗原注入小鼠体
11、内,诱导小鼠体内相应 B 淋巴细胞激活,然后将 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合,进而筛选出杂交瘤细胞,用于单克隆抗体的制备。(3)受精时,精子和卵细胞进行融合的基础是细胞膜表面有特异性识别功能的蛋白。若丁细胞为囊胚,囊胚外表扁平细胞是已经发生分化的滋养层细胞。6.科学家通过诱导黑鼠体细胞脱分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用 iPS 细胞培育出克隆鼠,流程如下图。(1)从黑鼠体内获得一部分组织细胞,经过 消化,使其分散成单个的细胞,然后放入 中保温培养。在培养过程中细胞保持生长、分裂(繁殖)乃至 和有规律的衰老、死亡等生命活动现象。 (2)下列关于动物细胞培养的叙述,错误的是 。 A
12、.二倍体细胞大多具有异倍体核型B.某些癌细胞在合适条件下能逆转为正常细胞C.细胞克隆的最基本要求是必须来源于单个细胞D.未经克隆化培养的细胞系细胞往往遗传性状不均一(3)图中重组囊胚通过 技术移入白鼠子宫内继续发育。克隆鼠的遗传物质来自图中 鼠。为了提高成功率,代孕母鼠需进行激素处理,使其 。 答案 (1)胰蛋白酶(或机械消化和胰蛋白酶) CO 2培养箱 接触抑制(2)A(3)胚胎移植 黑 同期发情解析 (1)动物细胞培养过程中,首先需要利用胰蛋白酶(或机械消化和胰蛋白酶)将细胞分散成单个的细胞,然后放入 CO2培养箱中保温培养。在培养过程中细胞保持生长、分裂(繁殖)乃至接触抑制和有规律的衰老
13、、死亡等生命活动现象。(2)大多数二倍体细胞为有限细胞系,保持正常二倍体核型,只有少数细胞会发生突变,转变成异倍体核型,A 项错误。细胞癌变是基因突变引起的,如细胞在一定条件下发生基因突变,有可能使癌细胞恢复成正常细胞,B 项正确。细胞克隆的基本要求是必须保证起点为单个或单一类型的细胞,C 项正确。未经克隆化培养的细胞系可能是由多个能无限增殖的细胞增殖来的,不一定具有相同的性状,D 项正确。5(3)图中重组囊胚通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内继续发育。由题图可知,图中灰鼠的早期胚胎经过特殊处理导致其内细胞团不发育,因此克隆鼠的遗传物质来自图中黑鼠。为了提高成功率,代孕母鼠需进行激素处理,使其同期
14、发情。7.下图为烟草植物组织培养过程的流程图,请回答有关问题。(1)过程需将烟草根组织块放在 培养基上进行培养,经过 获得愈伤组织,过程需将含有愈伤组织培养物的试管放在 上,通过液体悬浮培养得到 X 细胞。在过程中以适当配比的营养物质和生长调节剂的诱导培养,X 细胞依次经过细胞团、 、心形胚,再分化为胚状体。 (2)若需要进行原生质体培养,可用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织,但需要 0.50.6 mol/L 的 溶液维持一定的渗透压,以确保获得的原生质体不会吸水胀破。 (3)X 细胞的主要特点是 。 A.细胞壁薄、细胞质丰富B.液泡大、细胞核大C.细胞壁薄、细胞核小D.细胞质丰富、液泡大答案 (
15、1)固体(或半固体) 脱分化 摇床 球形胚(2)甘露醇(3)A8.科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛,如果要加速转基因奶牛的繁育,可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示),请结合图示回答下列问题。(1)在进行细胞培养时,要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分散处理,形成单个细胞,这个过程中需要利用 酶处理。 (2)形成重组细胞时应选用 期的卵母细胞,去掉其细胞核的原因是 。 (3)如果重组细胞为贴附性细胞,则在进行原代培养时,会表现出 和 等特点。 (4)图中犊牛并非是对体细胞核供体母牛 100%的复制,其主要原因是 、 。 答案 (1)胰蛋白(或胶原蛋白)(2)减中 使克隆出的动物
16、个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞(或“避免卵细胞中的遗传物质对后代造成干扰”,其他合理答案也可)6(3)贴壁生长 接触抑制(两空顺序颠倒也可)(4)生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制 生物的性状还受环境因素的影响(两空顺序可以颠倒。其他合理答案可酌情给分)解析 (1)动物细胞培养时,常用胰蛋白酶处动物组织,以分散成单个细胞。(2)形成重组细胞时应选用减中期的卵母细胞,去掉其细胞核的原因是使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。(3)动物细胞在进行原代培养时,细胞的特点是贴壁生长、接触抑制。(4)图中犊牛并非是对体细胞核供体母牛 100%的复制,其主要原因是犊牛的细胞质来自卵母细胞,生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制,其次是生物的性状还受环境因素的影响。
