1、第38讲 细胞工程1烟薯25是一种甜度大，抗病力强，产量高的红薯。它是通过无性繁殖的作物，多代繁殖后病毒会在体内积累，导致含糖量不足，产量下降，大面积栽培时，一般都用脱毒苗。下列有关脱毒苗培育过程的叙述，错误的是()A脱毒苗培育过程的原理是高度分化的植物细胞具有全能性B脱毒苗培育经过脱分化和再分化两个阶段，生长素、细胞分裂素是关键性激素C脱分化和再分化的培养基成分是相同的，但两个阶段光照条件不同D培育脱毒苗应将茎尖进行消毒处理，接种过程应进行无菌操作解析：脱毒苗的培育采用了植物组织技术，而该技术的原理是植物细胞具有全能性，A正确；脱毒苗培育经过脱分化和再分化两个阶段，需要添加植物生长素、细胞分
2、裂素等植物生长调节物质，作用是启动细胞分裂、脱分化和再分化，B正确；植物组织培养中脱分化和再分化的培养基中激素的成分和含量不同，C错误；培育脱毒苗应将茎尖进行消毒处理，接种过程应进行无菌操作，避免微生物污染，D正确。答案：C2某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材消毒愈伤组织培养出芽生根移栽”。下列有关叙述，错误的是()A消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害B在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞C出芽是细胞再分化的的结果，受基因选择性表达的调控D生根时，培养基通常应含萘乙酸等生长素类调节剂解析：植物组织培养过程：离体组织脱分化
3、形成愈伤组织，再分化长出丛芽，诱导生根，然后移栽形成完整植株。植物组织培养中要求无菌操作，以防止细菌感染，消毒时既要杀死材料表面的微生物，又要尽量减少消毒剂对细胞的伤害，因此A对；出芽是细胞再分化的结果，分化的实质是基因的选择性表达，受基因选择性表达的调控，因此C对；在诱导生根的过程中，需要生长素和细胞分裂素的共同作用，生长素与细胞分裂素比值高时，有利于根的分化，因此生根时，培养基中会含有萘乙酸等生长素类似物等调节剂，因此D对；B选项中，由于植物细胞有细胞壁，植物细胞的融合必须首先破坏细胞壁，再利用细胞膜的流动性加以融合，如果在愈伤组织培养中直接加入细胞融合的诱导剂，不能导致细胞融合，因此B选
4、项错误。答案：B3研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株， 决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。下列叙述错误的是()A要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的遗传物质是否发生了变化B若该变异株是个别基因的突变体，可采用连续自交的方法，使早熟基因逐渐纯化，培育出新品种C若欲加快育种进程，可采集变异株的花药进行离体培养，即可获得高度纯合的新品种D若该变异株是染色体变异株，减数分裂时染色体配对紊乱，可采用植物组织培养方法获得新品种解析：要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的遗传物质是否发生了变化，若其遗传物质改变，说明其为可遗传变异，A正确；若该变异株是个别基因的突变体，可通过连续自交，提
5、高纯合子的比例，培育新品种，B正确；花药离体培养的植株为单倍体，高度不育，C错误；若该变异株是染色体变异株，减数分裂时染色体配对紊乱，不能通过有性生殖进行繁殖，可采用无性生殖如植物组织培养获得新品种，D正确。答案：C4植物体细胞杂交需要分离出有活力的原生质体，研究者通过实验研究了酶解时间对原生质体产量和活力的影响，结果如图。相关叙述错误的是()注：原生质体活力(有活力的原生质体数/原生质体总数)100%A利用纤维素酶和果胶酶去壁后可分离得到原生质体B随酶解时间延长两种原生质体产量均先增加后减少C适宜两植物细胞的最佳酶解时间分别为10 h和12 hD原生质体活力可通过质壁分离与复原实验进行验证解
6、析：细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，则利用纤维素酶和果胶酶去壁后可分离得到原生质体，A正确；据图分析，随酶解时间延长两种原生质体产量均先增加后减少，B正确；据图分析，清水紫花苜蓿和里奥百脉根的最佳酶解时间分别为10 h和12 h，C正确；原生质体已经去除细胞壁，不能发生质壁分离和复原，D错误。答案：D5某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性，准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙) 进行动物细胞培养。下列叙述正确的是()A制备肝细胞悬液时，可用胃蛋白酶处理肝组织块B恒温培养箱中的CO2浓度维持在5%左右，以促进细胞呼吸C为了保证细胞培养所需的无毒环境，需大量添加各种抗生素D本实验应
7、设置对照实验，以检测药物对甲、乙的毒性大小解析：动物细胞培养制备细胞悬液时，应用胰蛋白酶进行处理，A项错误；动物细胞培养的过程中，浓度为5%的CO2的作用是维持培养液的pH，B项错误；为了防止杂菌污染，保证细胞培养所需的无毒环境，需适量添加抗生素，C项错误；为了检测药物对甲、乙的毒性大小，应设置培养液中不加该药物的对照实验，D项正确。答案：D62019年1月24日，我国科学家宣布世界首批疾病克隆猴5只生物节律紊乱体细胞克隆猴在中国诞生，开启了克隆猴模型应用于生命科学研究的“春天”。科学家采集了一 只一岁半的、睡眠紊乱最明显的BMAL1(生物节律基因)敲除猴A6的体细胞，通过体细胞核移植技术，获
8、得了5只克隆猴这是国际上首次成功构建一批遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型。下列相关叙述错误的是()A体细胞核移植技术的原理是动物细胞(核)的全能性B5只克隆猕猴细胞核基因型与核供体细胞完全一致C体细胞核移植需用取自新鲜卵巢的卵母细胞直接做受体细胞D该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足解析：动物细胞核移植获得克隆动物所依据的原理是动物细胞核具有全能性，A正确；5只克隆猕猴是通过体细胞核移植技术获得的，其细胞核基因型与核供体细胞完全一致，B正确；取自卵巢的卵母细胞需要培养到M期时，才可进行核移植，C错误；体细胞核移植时供核的供体可不受年龄影响，且体细胞数量多，所以该研究可弥补实验猕猴
9、繁殖周期长、单胎数量少的不足，D正确。答案：C7为解决大面积烧伤病人的植皮难题，科学家研制出了人造皮肤，研制过程中需要将人的皮肤细胞置于培养瓶中进行培养。培养液配制除必需的已知成分外，还必须加入天然成分，细胞方可正常生长和增殖。下列叙述正确的是()A在动物细胞培养液中加入抗生素就可以为细胞培养提供无菌条件B细胞培养过程中只需不断通入氧气，就能保证细胞的正常生命活动C加入的天然成分是血清或血浆，用来补充细胞生长和增殖所需的物质D经培养可得到由多层细胞构成的人造皮肤，能直接用于移植解析：动物细胞培养时，需要对培养液和所用培养用具进行无菌处理，还要加入抗生素，以防培养过程中的污染，A错误；细胞培养过
10、程中需适宜的气体环境(95%的空气和5%的CO2)、适宜的温度和pH、无菌无毒的环境等，B错误；在进行动物细胞培养时，通常培养液中需加入血清、血浆等一些天然成分，主要目的是为细胞提供促生长因子，以补充细胞生长和增殖所需的物质，C正确；动物细胞培养过程中存在接触抑制，当细胞与细胞相互靠近时，就会彼此限制细胞的生长和增殖，经培养后的细胞还需要经过诱导分化形成特定的组织才能移植，D错误。答案：C86磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PD)有F和S两种类型，分别由一对等位基因XF和XS编码。将基因型为XFXS的女性皮肤组织用胰蛋白酶处理，进行原代培养，然后用不同的单个细胞分别进行单克隆培养。分别从原代培养和各单克
11、隆培养取样，对G6PD蛋白进行电泳检测，结果如下图所示。以下叙述不正确的是 ()A原代培养的细胞中都含有XF基因和XS基因B原代培养细胞电泳图有2个条带是因为同时检测了多个细胞C单克隆培养的细胞1、2、4、5、8、9与3、6、7所含基因不同D实验结果可能是女性细胞中一条X染色体随机失活导致的解析：将基因型为XFXS的女性皮肤组织用胰蛋白酶处理，进行原代培养，由于细胞分裂过程中遗传物质不变，所以原代培养的细胞中都含有XF基因和XS基因，A正确；对原代培养的细胞进行电泳检测，结果出现F型蛋白和S型蛋白，而单克隆培养的细胞只能出现一种条带，说明原代培养的细胞为不同类型，即原代培养细胞电泳图有2个条带
12、是因为同时检测了多个细胞，B正确；动物细胞培养过程中细胞分裂方式为有丝分裂，遗传物质不变，故细胞1、2、4、5、8、9与3、6、7所含基因相同，C错误；原代培养的细胞后代用胰蛋白酶处理形成的单个细胞进行克隆培养，在克隆培养的后代中，有的细胞群只合成F型蛋白，有的细胞群只合成S型蛋白，说明XFXS的雌性体细胞的两个X染色体会有一个随机失活，且这个细胞的后代相应的X染色体均会发生同样的变化，D正确。答案：C9(多选)利用细胞工程方法，以新冠病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。下列叙述正确的是()A用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆抗体B体外培养单个效应B细胞不能获得大量
13、针对新冠病毒的单克隆抗体C将等量效应B细胞和骨髓瘤细胞混合，经PEG诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞D利用该单克隆抗体与新冠病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者解析：单克隆抗体制备是首先给实验小鼠注射抗原，提取得到已免疫的B淋巴细胞，再与骨髓瘤细胞融合，得到杂交瘤细胞，筛选并培养(体内或体外)得到单克隆抗体，A错误；单独的B淋巴细胞有产生抗体的能力，但没有无限增殖的本领，因此在体外培养的情况下是不可能得到大量的单克隆抗体的，B正确；细胞的融合(只考虑细胞的两两融合)应该有三种类型：效应B细胞与效应B细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞、骨髓瘤细胞和效应B细胞，只有效应B细胞和骨髓瘤细胞型的杂
14、交瘤细胞才既能产生单一的抗体，又有无限增殖的能力，C错误；利用该单克隆抗体可以识别出新冠病毒核衣壳蛋白并与其特异性结合，如果被感染了病毒，则该单克隆抗体可以发生特异性结合，D正确。答案：BD10(多选)为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞的染色体丢失的问题，研究者增加了一个步骤，除了抗原刺激之外，还用EBV(一种病毒颗粒)感染动物B淋巴细胞，并使之成为“染色体核型稳定”的细胞株。上述细胞株能够在HAT培养基中存活，但对乌本苷(Oua)敏感。如图为该实验操作示意图。下列叙述错误的是()A骨髓瘤细胞可以在HAT选择培养基中存活B杂交瘤细胞染色体丢失可能导致抗体产生能力下降CB淋巴细胞来
15、源于抗原刺激后动物的淋巴结和脾脏等D该实验的最终目的是筛选出能产生抗EBV抗体的杂交瘤细胞解析：据图可知，骨髓瘤细胞在HAT选择培养基中死亡，A错误；抗体是由浆细胞分泌的，杂交瘤细胞可能丢失来自(效应)B细胞的染色体，故可能导致抗体产生能力下降，B正确；B淋巴细胞在骨髓中发育成熟，可分布于淋巴结和脾脏等处，故B淋巴细胞可来源于抗原刺激后动物的淋巴结和脾脏等处，C正确；该实验的最终目的是获得能产生可与抗原特异性结合的单克隆抗体，D错误。答案：AD11菊天牛是菊花的主要害虫之一。科研人员将抗虫基因转入菊花，培育出抗虫菊花。下图是获得转基因菊花的技术流程，请据图回答：注：卡那霉素抗性基因(Kanr)
16、作为标记基因，菊花叶片对卡那霉素高度敏感。(1)为了促进土壤农杆菌吸收重组质粒，可用_处理土壤农杆菌，使其处于感受态。(2)将重组质粒导入土壤农杆菌的目的是利用农杆菌能够_的特点，使目的基因进入受体细胞中，并插入到菊花细胞的_上，最终形成转基因植株。(3)将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素和_的培养基中，在适宜条件下进行培养，筛选转基因菊花。(4)用PCR方法检测转基因菊花是否含有目的基因时，需根据_的核苷酸序列设计特异引物，以_为模板进行第一轮扩增。(5)将转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料以适当比例混合后饲喂菊天牛2龄幼虫，实验结果如下表所示。组别死亡率(%)实验组转基因植株160.00转基
17、因植株253.33对照组13.33对照组应饲喂等量的_。据表分析，_差异显著，说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用。解析：(1)通常用Ca2处理细菌，使之处于感受态。(2)根据农杆菌的Ti质粒中的TDNA可以整合到受体细胞的染色体DNA上的特点，通常用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞。(3)基因表达载体的构建中，需要标记基因，根据题意可知，该标记基因为卡那霉素抗性基因，因此需要在加入卡那霉素的培养基中选择出成功转入目的基因的菊花。(4)利用PCR技术扩增目的基因时，需要根据目的基因的脱氧核苷酸序列设计引物，同时利用含有目的基因的DNA为模板进行扩增。(5)实验设计遵循对照原则，因此
18、对照组应该加入非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物；根据实验组比对照组的死亡率高，说明转基因菊花对菊天牛2龄幼虫有较强的毒杀作用。答案：(1)Ca2(或CaCl2溶液)(2)感染菊花(或植物)细胞，并将TDNA转移至受体细胞染色体DNA(3)卡那霉素(4)抗虫基因(目的基因)转基因菊花的DNA(或含目的基因的菊花DNA)(5)非转基因菊花嫩茎及叶片与人工饲料混合物实验组与对照组死亡率12动物细胞培养技术有很多用途，如生产分泌性蛋白药物、检测有毒物质、获得大量自身健康细胞等。某研究小组进行药物实验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。请根据下列有关动物细胞培养实验回答相关问题：
19、(1)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是_。(2)随着细胞分裂增殖次数的增多，绝大部分细胞停止分裂，极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成特殊细胞，该种细胞的结构特点是_。(3)实验中可以通过观察细胞的畸变率来确定物质毒性的大小。某有机物X，其毒性可诱发染色体断裂。利用下图所示装置和提供的下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。材料用具：肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素(刺激淋巴细胞分裂)；显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨染液(使染色体着色)，有机物X溶液等。实验过程如下：在淋巴细胞培养液中加入植物凝
20、集素培养淋巴细胞，取4等份，备用。利用甲、乙、丙、丁4组上图所示装置，按下表步骤操作(“”表示已完成的步骤)。甲乙丙丁步骤一：加入肝脏培养液步骤二：加入有机物X溶液步骤三：放置肝脏小块上表中的步骤还未完成，还需进行的操作是_。培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片，在显微镜下观察_，并对比分析，最好选用分裂到_期时的细胞进行观察。若丙组淋巴细胞出现异常，而甲组的淋巴细胞正常，则说明_。解析：(1)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是人们对细胞所需营养物质成分不明确，血清可以补充合成培养基中
21、缺乏的物质。(2)随着细胞分裂增殖次数的增多，绝大部分细胞停止分裂，极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成特殊细胞，该种细胞的结构特点是变为球形，细胞膜表面糖蛋白的量减少。(3)为了排除是肝脏培养液或是肝脏小块对实验的影响，应向乙或丁装置中放置肝脏小块。有机物X有毒性，可诱发染色体断裂，所以一段时间后要观察淋巴细胞的染色体形态和数量是否变化；有丝分裂中期染色体的形态和数目比较清晰，所以最好选用细胞分裂到中期时进行观察；甲组添加肝脏小块，淋巴细胞染色体正常，丙组没有添加，出现染色体异常，说明肝脏小块对有机物X具有解毒作用。答案：(1)人们对细胞所需营养物质成分不明确，血清
22、可以补充合成培养基中缺乏的物质(2)变为球形，细胞膜表面糖蛋白的量减少(3)向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块染色体形态和数量中肝脏小块对有机物X具有解毒作用13新型冠状病毒和SARS病毒都会造成肺炎。下图是SARSCoV S蛋白特异性单克隆抗体的制备过程。回答下列问题：(1)若只考虑细胞两两融合，图中甲理论上有_种。(2)已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。鼠的淋巴细胞有上述两种途径，但一般不分裂增殖；鼠的骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖。根据该原理，在含甲的混合培养液中添加氨基嘌呤_(填“能”或“不能”)筛选出A，原因是_。(3)在 SARSCoV S
23、蛋白特异性单克隆抗体的制备过程中，需要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术。一般来说，动物细胞培养需要的条件有_(至少答出两点)；诱导动物细胞融合的方法有_(至少答出两种)。(4) SARSCoV S蛋白单克隆抗体_(填“能”或“不能”)对新型冠状病毒发挥作用，理由是_。解析：(1)只考虑细胞两两融合，甲理论上有3种融合细胞，包括两个骨髓瘤细胞融合的类型，两个已免疫的B细胞融合的类型，一个骨髓瘤细胞与一个已免疫B细胞融合的类型。(2)在含甲的混合培养液中添加氨基嘌呤后，已免疫的B细胞及其彼此融合的细胞能利用S途径进行DNA合成，但是无法进行分裂增殖，骨髓瘤细胞的D合成途径被阻断，所以骨髓瘤细胞及
24、其彼此融合的细胞就不能增殖，只有骨髓瘤细胞与已免疫的B细胞融合形成杂种细胞能利用S途径合成DNA并进行分裂增殖，从而存活下来，所以在含甲的混合培养液中添加氨基嘌呤能筛选出杂交瘤细胞A。(3)动物细胞培养的条件包括以下几点：无毒、无菌的环境；营养物质：无机物(无机盐、微量元素等)，有机物(糖、氨基酸、促生长因子等)；血清和血浆 (提供细胞生长必需的营养成分)；适宜的温度和pH等；诱导动物细胞融合的方法有物理诱导法、化学试剂诱导法和生物诱导法。(4)抗体具有特异性，针对特定的病毒人体会产生相对应的抗体，故相应的SARSCoVS蛋白单克隆抗体只会对SARS这种病毒起作用，不能对新型冠状病毒发挥作用。答案：(1)3(2)能杂交瘤细胞DF途径被氨基嘌呤阻断后不能合成DNA，但可通过S途径合成DNA，不断分裂增殖(3)无菌、无毒环境，营养，温度、pH，气体环境PEG、灭活的病毒、电激(4)不能新型冠状病毒与SARS病毒的抗原不同，SARSCoV S蛋白单克隆抗体，只能与SARSCoV S蛋白发生特异性结合