细胞工程

植物细胞工程

1．基因型为AaBb的水稻(含24条染色体)的花药通过无菌操作接入试管后,在一定条件下形成试管苗。

(1)图中①和②分别表示、过程。

(2)图B中的细胞团是,它的特点是。

(3)要促进花粉细胞分裂生长,培养基中应有和两类激素。

(4)(用标号表示)过程必须给予光照,其原因是再生组织能利用光能制造有机物,供试管苗生长发育。

(5)D中培育成的试管苗是倍体,可能的基因型有。

2．植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如下图所示，请回答相应的问题：

(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)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是

诱导外植体。同时除提供适宜的温度、光照和氧气等环境

条件外，成功的另一关键是__________________。

(3)在生产实践中为获得大量的细胞，可将①放入液体培养基中，

经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞悬液，再经过即可

获得大量细胞。

(4)组织培养过程需要提供植物生长和繁殖的最适条件，否则在光学显微镜

下可能观察到发生异常，进而使植物出现遗传不稳定甚至不

育。

(5)植物组织培养技术不仅应用于花卉和果树的快速大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于、、等育种过程中。同时对外植体形成的进行诱变再通过诱导分化形成植株，从中筛选出优质的突变体，获得新品种。

3.(2013·新课标全国卷Ⅱ)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物,甲含有效成分A,乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题:

(1)为了培育该新型药用植物,可取甲和乙的叶片,先用酶和酶去除细胞壁,获得具有活力的,再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成组织,然后经过

形成完整的杂种植株。这种培育技术称为。

(2)上述杂种植株属于多倍体,多倍体是指。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的,而上述杂种植株是可育的,造成这种差异的原因是

。

(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的

等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。

4.紫草素是紫草细胞的代谢产物,可以作为生产治疗烫伤药物的原料。可应用植物组织培养技术,在生物反应器中,通过培养紫草细胞而生产紫草素,下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生变化的情况。

(1) 在得到紫草的后,经过消毒就可以在培养基上进行培养。人工合成的培养基中除水、蔗糖、维生素、有机添加物外,是其生长必需的,是植物细胞脱分化及再分化不能缺少的调节物质。从该生产的目的看,得到就可以提取紫草素。

这项技术的理论基础是。

(2)从图中可以看出,反应器中紫草细胞的生长呈现增长规律,影响紫草素产量的因素是细胞所处的生长期和。

(3)在培养过程中,要不断通入无菌空气并且进行搅拌的目的是和。5.下图所示为植株繁殖的四种人工方式示意图,请据图回答下列问题。

(1)图中单倍体植株通常的获取方式是。若图中单倍体细胞含2个染色体组,A有4个染色体组,则③过程所用化学试剂的作用是。

(2)图中B和C过程的不同点是,这种不同主要的决定因素是。

(3)若想在C过程中获得突变体,进而培育成新品种植株,应用物理诱变或化学诱变的方法处理。

(4)若要获得水稻的“人工种子”,则应选用图中的结构,该结构与正常受精卵形成的有类似的结构和发育过程。

(5)若D过程获得的是胡萝卜—羊角芹,②过程常用的物理方法有等;经融合处理后,已经融合的细胞类型有种(若融合的细胞只考虑两两融合)。

6.在植物的生长和组织培养过程中,植物激素具有极其重要的作用。实验人员利用某种植物的愈伤组织做了如下实验。请回答有关问题。

(1)实验一:将含生长素的琼脂块插入愈伤组织中,一段时间后出现的现象是。某同学由此得出结论:生长素可以促进细胞分化。但此结论不够严谨,还需设计一组实验加以证明。实验步骤如下:取相同的愈伤组织, ,若现象是,则证明上述结论成立。

(2)实验二:将丁香幼芽插入愈伤组织中,实验结果如图所示。由此推测丁香幼芽可能产生了。若要确定此物质的化学成分,可直接从丁香幼芽中,再进一步。

(3)

愈伤组织的分化是作用的结果,

且会影响愈伤组织细胞分化的方向。

7. (2018浙江卷)回答与基因工程和植物克隆有关的问题。

(1)将含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121均用限制性核酸内切酶EcoR I酶切，在切口处形成______________。选取含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121用DNA连接酶连接。在两个片段相邻处形成______________，获得重组质粒。

(2)已知用CaCl2处理细菌，会改变其某些生理状态。取CaCI2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作，使重组质粒进入农杆菌，完成_______实验。在离心管中加入液体培养基，置于摇床慢速培

养一段时间，其目的是__________________________________________，从而表达卡那霉素抗性基因，并大量增殖。

(3)取田间不同品种水稻的幼胚，先进行_______，然后接种到培养基中培养，幼胚发生______________形成愈伤组织，并进行继代培养。用含重组质粒的农杆菌侵染愈伤组织，再培养愈伤组织，以便获得抗虫的转基因水稻。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及________________________________________________________（答2点即可）。

动物细胞工程

1.某研究小组进行药物试验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题：

(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量。

(2)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

。细胞培养应在含5％的CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是。

(3)在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长。药物试验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞可以传代的次数更。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需用处理。

(4)为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的。

(5)已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一种抗肿瘤药物Y对甲组细胞生长的影响，可将甲细胞分为A、B两组，A组细胞培养液中加入，B组细胞培养液中加入无菌生理盐水，经培养后，从A、B两组收集等量细胞，通过分别检验X基因在A、B两组细胞中的或合成水平的差异，确定Y的药效。

2.人乳头状瘤病毒(HPV)与宫颈癌的发生密切相关，抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生，以下是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程，请据图回答：

(1)单克隆抗体制备过程中涉及的细胞工程技术有。

(2)若要分析杂交瘤细胞中染色体，可通过等过程制成装片，然后在显微镜下观察。杂交瘤细胞中染色体数目与普通淋巴细胞相比具有的特点是，在HAT培养基上存活的细胞可能包括(填下列序号)。

①无抗体分泌的细胞②抗HPV抗体的分泌细胞③其他无关抗体的分泌细胞

(3)对于抗体检测呈性的杂交克隆应尽早进行克隆化，克隆化的方法最常用的是有限稀释法，即稀释细胞到3～10个／mL，每孔加入细胞稀释液mL，使每个孔内不多于一个细胞，达到单克隆培养的目的。

(4)由上述过程生产出的单克隆抗体不能直接用于人体，理由是。

3.下图所示为动物细胞培养的基本过程示意图。

请回答：

(1)容器A中放置的一般是幼龄动物的器官或组织，原因是其细

胞，易于培养。培养时先要剪碎，然后用

分散细胞，制成B瓶中的细胞悬液。将细胞悬液转入C瓶中进行的初次培养

称为。

(2)细胞正常培养了一段时间后，发现细胞绝大部分死亡，只有极少数细胞存

活，这是因为存活的细胞发生了，可无限增殖。目前使用的或

冷冻保存的正常细胞通常为代以内，以保持细胞正常的

核型。

(3)C、D瓶中的培养液为保证无菌、无毒的环境，需要添加一定量的。培养过程中还需要提供O2和CO2等气体环境，CO2的作用主要是。