课时作业(三十九) 细胞工程(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)1．(2020·菏泽月考)如图为番茄—马铃薯植株的栽培过程示意图，据图回答：(1)该栽培过程属于植物细胞工程中的________________技术，这一技术的优点是可以_______________________________________________________________________。(2)①②过程用到的酶是____________________。在③过程中，常用的化学方法一般是用________________诱导融合，细胞融合完成的标志是_______________________________________________________________________。(3)该过程除了必要的营养和适宜的培养条件，还必须有植物激素以促进其完成⑤⑥过程，其中激素主要是指_______________________________________________________________________。若要诱导根原基的形成，应该适当增加________(填植物激素名)的含量。另外整个过程需要在________条件下操作。(4)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞在有丝分裂后期含________条染色体。解析：： (1)图示表示植物体细胞杂交过程，其优点是能够克服远缘杂交不亲和的障碍。(2)①②过程表示利用酶解法去除植物细胞的细胞壁，细胞壁的成分为纤维素和果胶，因此根据酶的专一性，应使用纤维素酶和果胶酶。③表示原生质体融合，在③过程中，常用的化学方法是用PEG(或聚乙二醇)试剂诱导融合。细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁。(3)⑤⑥表示植物组织培养的脱分化和再分化过程，该过程除了必要的营养和适宜的培养条件，还必须有生长素、细胞分裂素，若要诱导根原基的形成，应该适当增加生长素的含量。另外整个过程需要在无菌条件下操作。(4)杂种细胞的染色体数为融合前两种细胞染色体数之和，即(m＋n)，细胞有丝分裂后期由于着丝点分裂导致姐妹染色单体分开，使得杂种细胞中的染色体数目加倍为2(m＋n)。答案： (1)植物体细胞杂交 克服远缘杂交不亲和的障碍(2)纤维素酶和果胶酶 聚乙二醇(或PEG) 杂种细胞再生出新的细胞壁 (3)生长素、细胞分裂素 生长素 无菌 (4)2(m＋n)2．(2018·湖北六校联考)克隆猪成功率较低，与早期胚胎细胞异常凋亡有关。Bcl2基因是细胞凋亡抑制基因，用PCR技术可以检测该基因转录水平，进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。-5-\n请回答：(1)图中重组细胞的细胞核来自________细胞，早期胚胎移入受体子宫继续发育，经桑椹胚、囊胚和________胚最终发育为克隆猪。(2)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl2cDNA的分子数，进而计算总mRNA中Bcl2mRNA的分子数，从而反映出Bcl2基因的转录水平。①图中X表示________过程。②在PCR过程中利用____________技术可检测出cDNA中Bcl2cDNA的分子数。(3)该过程所涉及的现代生物技术有早期胚胎培养、胚胎移植、____________和____________。(4)目前使用的供体细胞一般都选择传代10代以内的细胞，原因是_______________________________________________________________________。答案： (1)体 原肠 (2)①反转录 ②DNA分子杂交 (3)动物细胞培养 核移植技术 (4)10代以内的细胞保持正常的二倍体核型3．(2020·河南林州调研)单克隆抗体的特点是特异性强、灵敏度高、可以大量制备，已被广泛应用于疾病的诊断和治疗。用H7N9病毒制备单克隆抗体的流程如图所示：(1)过程③常用的方法是________。(2)向小鼠体内注射抗原蛋白，使小鼠产生_______________________________________________________________________免疫。从小鼠体内分离的细胞Ⅰ是____________，细胞Ⅱ应具有的特点是_______________________________________________________________________。(3)体外培养细胞Ⅱ，首先应保证其处于____________的环境中，其次需要提供充足的营养和适宜的温度。培养箱充入二氧化碳的作用是_______________________________________________________________________。(4)对于转基因成功的细胞Ⅱ还要进行克隆化培养和________________检测。(5)若要预防H7N9禽流感，可用图中的________作为疫苗。答案：-5-\n (1)显微注射法 (2)体液(只答特异性不可) B淋巴细胞(浆细胞或已免疫的B淋巴细胞) 既能无限增殖，又能产生特异性抗体 (3)无菌、无毒(缺一不可) 维持培养液的pH (4)(专一)抗体 (5)抗原蛋白4．如图为动物细胞培养过程中细胞增殖曲线(甲)及细胞变化图(乙)，请回答下列问题：(1)图甲中________点以后表示细胞的传代培养，AB段可能发生了如图乙________(填序号)所示的________现象，在进行B至C过程培养前，需要用________处理细胞。(2)动物细胞培养，一般传至________代以内细胞能保持正常的二倍体核型。(3)为制备单克隆抗体，需将________注射到小鼠体内，以此获取________，同时将该细胞与图乙________(填序号)所示的细胞融合形成杂交瘤细胞，该杂交瘤细胞的特点是________________________。为筛选能够产生单克隆抗体的杂交瘤细胞，可用________培养基来达到目的。解析：： (1)B点之前是初次培养，称为原代培养；AB段增殖速度缓慢，是因为发生了图乙中②所示的接触抑制现象，若要继续进行传代培养，需要用胰蛋白酶(胶原蛋白酶)处理使组织细胞分散开来。(2)传代培养10代以上，细胞的二倍体核型可能会发生改变，10代以内的细胞仍然保持二倍体核型。(3)制备单克隆抗体时，需要将浆细胞和能无限增殖的细胞(如③中发生癌变的瘤细胞)融合，二者融合后形成的杂交瘤细胞，既能像瘤细胞那样无限增殖，又能像浆细胞那样产生专一抗体。需要利用特定的选择性培养基将产生单一抗体的杂交瘤细胞筛选出来。答案： (1)B ② 接触抑制 胰蛋白酶(胶原蛋白酶)(2)10 (3)抗原 浆细胞 ③ 既能无限增殖，又能产生专一抗体 选择性5．紫杉醇是一种具有抗癌活性的化合物，为了迅速高效地分离、纯化紫杉醇，实验小组以紫杉醇为抗原免疫小鼠，取免疫小鼠的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，并经过筛选获得能稳定分泌紫杉醇单克隆抗体的杂交瘤细胞，回答下列问题：(1)紫杉醇单克隆抗体的获得所涉及的生物技术手段有________________________，该实例说明单克隆抗体具有________________的优点。-5-\n(2)免疫小鼠和骨髓瘤细胞融合后产生多种杂交细胞，为了获得杂交瘤细胞应用特定的________________进行筛选，然后通过专一抗体检测阳性和克隆化培养获得________________________________的杂交瘤细胞。(3)若要体内培养杂交瘤细胞，可将杂交瘤细胞注入小鼠的________，若要在体外培养液中培养杂交瘤细胞，需要将培养液放置在95%的空气和5%的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是________________。(4)紫杉醇是红豆杉产生的一种代谢产物，欲利用植物组织培养获得大量的紫杉醇，应将红豆杉的外植体培育到_______________________________________________________________________阶段，原因是_______________________________________________________________________。解析：： (1)取免疫小鼠的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行融合，采用的是动物细胞融合技术，在融合前和筛选杂交瘤细胞的过程中均需要采用动物细胞培养技术来培养相应的细胞。单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点。(2)制备单克隆抗体的过程中至少需要两次对细胞进行筛选：第一次是在特定的选择培养基上，将杂交瘤细胞筛选出来；由于筛选出的杂交瘤细胞有很多种，因此第二次筛选的目的是通过专一抗体检测阳性和克隆化培养，从很多种杂交瘤细胞中将既能大量增殖、又能产生抗紫杉醇的抗体的杂交瘤细胞筛选出来。(3)最终筛选出来的杂交瘤细胞，可以将其注射到小鼠腹腔内进行体内培养，也可以在体外培养液中进行大规模培养。后者需要将培养液放置在95%的空气和5%的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是维持培养液的pH。(4)紫杉醇是红豆杉产生的一种代谢产物。由于愈伤组织的细胞分裂快、代谢旺盛，所以欲利用植物组织培养获得大量的紫杉醇，应将红豆杉的外植体培育到愈伤组织阶段。答案： (1)动物细胞培养和动物细胞融合 特异性强、灵敏度高 (2)选择培养基 既能大量增殖，又能产生抗紫杉醇的抗体 (3)腹腔 维持培养液的pH (4)愈伤组织 愈伤组织的细胞分裂快，代谢旺盛6．下面为菊花植株繁殖的示意图，请据图回答下列问题：(1)菊花的培养过程证实了植物细胞具有________，这个特性是植物组织培养的理论基础，该过程需要在________条件下进行，并需控制温度、pH和光照等条件。(2)培养过程中，为诱导愈伤组织形成根或芽等器官，培养基中要添加植物激素，主要是____________等，主要调节细胞的______________。-5-\n(3)从单个细胞到愈伤组织的过程中，细胞进行了________。(4)假设A试管内是某植物的花粉，则培育出的植株称为单倍体植株，这些植株高度不育，所以必须用_______________________________________________________________________处理才能获得理想的可育植株。解析：： (1)图示菊花的繁殖过程属于植物组织培养，原理是植物细胞的全能性；该过程需在无菌条件下进行，并需控制温度、pH和光照条件。(2)在植物组织培养过程中，植物激素中的生长素与细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。(3)菊花组织培养过程中，外植体的单个细胞经过脱分化形成愈伤组织。(4)花粉经过组织培养形成的植株为单倍体植株，用秋水仙素处理使染色体加倍才能获得理想的可育植株。答案： (1)全能性 无菌 (2)生长素、细胞分裂素 分裂和分化 (3)脱分化 (4)秋水仙素7．如图是科学家利用小鼠成纤维细胞获得单克隆抗体的示意图。请据图回答：(1)获取转录因子基因需要的工具酶是________，因成纤维细胞较小，过程①将目的基因导入小鼠成纤维细胞时常用的运载体是________。(2)过程②称为____________，在此过程中，成纤维细胞在转录因子基因的作用下，转化为iPS胚性细胞，在体外培养条件下，iPS胚性细胞能不断进行______________。(3)过程③为动物细胞融合，此过程常用________、灭活病毒、电激等诱导细胞融合，融合后的Y细胞具有________________的特性。(4)对杂种细胞Y进行________________和________________后，才能筛选出能产生特异性抗体的杂种细胞。解析：： (1)获取转录因子基因需要的工具酶是限制酶，因成纤维细胞较小，过程①将目的基因导入小鼠成纤维细胞时常用的运载体是动物病毒。(2)过程②称为动物细胞培养，在体外培养条件下，iPS胚性细胞能不断进行细胞分裂。(3)过程③为动物细胞融合，此过程常用聚乙二醇(PEG)、灭活病毒、电激等诱导细胞融合，融合后的Y细胞具有既能大量增殖，又能产生单一抗体的特性。(4)杂种细胞经过克隆化培养，并经抗原—抗体检测后，培养能产生特定抗体的杂种细胞即可制备单克隆抗体。答案： (1)限制酶 动物病毒 (2)动物细胞培养 细胞增殖(细胞分裂) (3)聚乙二醇(PEG) 既能大量增殖，又能产生单一抗体 (4)克隆化培养 抗原—抗体检测-5-
