新高考生物一轮复习 第十一单元 现代生物科技专题 第37讲 克隆技术精练 浙科版.doc

第37讲 克隆技术1铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一。应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎(简称plbs，类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程如下：在固体培养基上，plbs的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如图所示，请回答下列问题：(1)选用新生营养芽为外植体的原因是，诱导外植体形成plbs的过程称。(2)与黑暗条件下相比，plbs在光照条件下生长的优势体现在，。(3)脱落酸(aba)能提高生物碱含量，但会抑制plbs的生长。若采用液体培养，推测添加适量的aba可提高生物碱产量。同学们拟开展探究实验验证该推测，在设计实验方案时探讨了以下问题：aba的浓度梯度设置和添加方式：设4个aba处理组，1个空白对照组，3次重复。因aba受热易分解，故一定浓度的无菌aba母液应在各组液体培养基后按比例加入。实验进程和取样：实验50天完成，每10天取样，将样品(plbs)称重(g/瓶)后再测定生物碱含量。如初始(第0天)数据已知，实验过程中还需测定的样品数为。依所测定数据确定适宜的aba浓度和培养时间：当某3个样品(重复样)的时，其对应的aba浓度为适宜浓度，对应的培养时间是适宜培养时间。答案(1)营养芽细胞分裂能力强，几乎不含病毒脱分化(2)开始增重的时间早增重持续的时间长plbs增重的量更多(3)灭菌冷却75生物碱产量最高解析(1)选用新生营养芽为外植体是因为其分裂能力旺盛且几乎不携带病毒。诱导外植体形成类似愈伤组织的plbs的过程称为脱分化。(2)分析曲线图可知，在光照条件下plbs开始增重的时间早，增重持续的时间长，增重的量更多。(3)aba受热易分解，故一定浓度的无菌aba母液应在各组液体培养基灭菌冷却后按比例加入。据题意可知，该实验共设置4个实验组和1个对照组，共5组；实验50天完成，每10天取样，初始数据已知，只需测5次，故5组样品重复3次，共需测定的样品数为25375。在适宜的aba浓度和适宜的培养时间下，样品生物碱含量最高。2基因型为aabb的水稻(24条染色体)的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下培养形成试管苗。据图回答下列问题：(1)愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得和小分子有机物等营养物质。(2)花药在培养基所提供的特定条件下发生多次细胞分裂，形成愈伤组织，此过程叫做，细胞分裂的方式是。(3)诱导愈伤组织分化出芽和根，最后长成植株。这一过程叫。该植株是植株，其特点是，生产上没有推广应用的价值。(4)要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有和两类激素。(5)愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和茎。这一过程中必须给予光照，其原因是：。(6)试管苗的细胞核中含有个dna分子。(7)培养成的试管苗可能出现的基因型有。如果要获得育种需要的植株，并能繁殖新品种，后面的育种步骤是。答案(1)水、无机盐(2)脱分化有丝分裂(3)再分化单倍体长势弱小，高度不育(4)生长素细胞分裂素(5)光是叶绿体形成的必要条件光合作用需要光(6)12(7)ab、ab、ab、ab用秋水仙素处理单倍体幼苗3(2015嘉兴模拟)美国科学家将胡萝卜韧皮部的细胞培养产生完整植株，如图所示。请据图回答下列问题。(1)科学家所用的胡萝卜韧皮部的细胞，在正常生物体内能否进行有丝分裂？说明原因。(2)韧皮部细胞通过和形成的许多植株的特点是。(3)此实验证明了高度分化的植物细胞仍具有发育成完整植株的能力，即具有，高度分化的细胞具有此特性是由于。(4)下表为几种组织培养的培养基配方的部分成分及培养条件和特点。培养基作用糖类大量元素微量元素植物激素条件建立愈伤组织的培养基蔗糖n、p、k、ca、mg、s等b、cu、mn、mo、cl、fe等2,4d25黑暗培养根尖的培养基蔗糖n、p、k、ca、mg、s等b、cu、mn、mo、cl、fe等15黑暗培养茎尖的培养基蔗糖n、p、k、ca、mg、s等b、cu、mn、mo、cl、fe等萘乙酸18连续光照根据上表分析说明，组织培养的条件是。(5)试简要说明组织培养技术的优点以及这一技术在实践中的具体应用(举例)。答案(1)不能。因为植物韧皮部的细胞已经分化，在正常植物体内，不再分裂(2)细胞分裂细胞分化彼此性状极为相似(3)全能性这些细胞最终由同一细胞(受精卵)经有丝分裂形成，细胞核中含有保持该物种遗传特性所需要的全套遗传物质(4)组织培养的培养基中一般都含有能维持细胞正常生活的物质，如蔗糖、大量元素和微量元素等，不同功能的培养基中还含有不同的植物激素，同时因为培养的目的不同，培养的外界条件(光照和温度等)也不同(5)优点：取材少、培养周期短、繁殖率高，而且便于自动化管理。应用：快速繁殖花卉和果树，培育无病毒植物，生产药物、食品添加剂，制造人工种子等解析(1)在生物体内已经分化的细胞不再具有分裂能力。(2)(3)韧皮部细胞为胡萝卜体细胞，其细胞核内含有其生长发育所需要的全套遗传物质，遗传物质在特定时间和特定空间表达，从而形成许多植株。(4)在植物组织培养过程中，不同的营养条件，不同的植物激素对植物细胞的表达影响不同。(5)该项技术属于无性繁殖范畴，不但能保持亲本的优良性状，而且便于管理。4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，需用消化处理。(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)已知癌细胞x基因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，通过分别检测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。答案(1)多(2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质维持培养液ph(3)停止多胰蛋白酶(4)抗生素(5)ymrna蛋白质解析(1)甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。肿瘤细胞为无限增殖的细胞，细胞周期短。在相同条件下，培养相同的时间，甲细胞的数量多于乙细胞。(2)动物细胞培养液中必须加入动物血清，血清中含有血清蛋白、生长因子、促进细胞贴壁的因子、激素等合成培养基中缺乏的物质。大多数细胞培养液所需ph在7.27.4，而多数培养液靠碳酸氢钠(nahco3)与co2体系进行缓冲，所以二氧化碳的作用是调节培养液ph。(3)甲为肿瘤细胞能无限增殖，传代的次数要比乙细胞多，乙细胞(正常肝细胞)在培养瓶中贴壁生长，当铺满瓶壁时，生长停止。为得到更多的肝细胞，需要定期地用胰蛋白酶使细胞脱离瓶壁，进行传代培养。(4)培养液中加入抗生素来抑制和杀灭微生物，抗生素对动物细胞没有影响。(5)设计一组加入抗癌药物的实验组，一组不加药物的对照组，通过检测药物影响x基因的表达过程，即转录形成mrna、翻译形成蛋白质的量来检验药效。5某研究者用抗原(a)分别免疫3只同种小鼠(x、y和z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数)，结果如下图所示。若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的b淋巴细胞(染色体数目为40条)，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目为60条)按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗a抗体的杂交瘤细胞。回答下列问题：(1)制备融合所需的b淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16000以上，则小鼠最少需要经过次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的x、y、z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备b淋巴细胞的是小鼠，理由是。(2)细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交廇细胞外，还含有，体系中出现多种类型细胞的原因是。(3)杂交瘤细胞中有个细胞核，染色体数目最多是条。(4)未融合的b淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是。答案(1)4yy小鼠的血清抗体效价最高(2)b淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞细胞融合是随机的，且融合率达不到100%(3)1100(4)不能无限增殖解析(1)据图分析可知，第四次注射后x、y、z小鼠的血清抗体效价几乎都达到16000以上，小鼠y的血清抗体的效价最高，最适合用于制备单克隆抗体。(2)融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞之外，还有骨髓瘤细胞的自身融合细胞和b淋巴细胞的自身融合细胞。细胞的融合是随机的，并且不可能所有细胞都融合，故体系中会出现多种类型的细胞。(3)动物细胞融合后形成的是具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞。杂交瘤细胞的细胞核中的染色体数目最多为4060100(条)。(4)正常细胞的分裂次数是有限的，且经过免疫的b淋巴细胞高度分化，不能无限增殖，故经多次传代培养后逐渐衰老死亡。6如图所示为用两栖动物未受精卵所做的实验图解，请据图回答下列问题：(1)蝌蚪肠上皮细胞核中含有青蛙发育所需的，重新组合的细胞相当于蛙的细胞，经过和形成组织和器官。本实验结果说明具有全能性。(2)图中a过程采用的技术手段称为技术。(3)图中培养过程采用的培养基与植物组织培养基成分的主要不同是。(4)通过图示过程产生新个体的生殖方式是。答案(1)全部基因(全部遗传物质)受精卵细胞分裂分化动物细胞核(2)核移植(3)前者必须含有血清、血浆等(4)无性繁殖解析(1)该过程重组的细胞经细胞分裂和分化能发育为完整的个体，因此重组细胞相当于受精卵，含有本物种发育所需的全部遗传信息。(2)图中获取重组细胞的过程采用了核移植技术。(3)动物细胞培养过程中为保证顺利增殖，培养基中一般要加入血清、血浆等。(4)该过程是由重组细胞直接发育成新个体，属于无性繁殖。7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(如下图所示)，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)用于核移植的供体细胞，一般都选用传代10代以内的细胞，原因是。(3)在进行原代培养时，细胞增殖的方式是，此外，细胞增殖还表现出和接触抑制等特点。(4)将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中，去除卵母细胞细胞核的目的是。(5)将重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛后，该母牛就会生出与供体奶牛遗传物质相同的犊牛，但也不是100%的复制，原因最可能是。(6)上述动物细胞工程中涉及的技术有。转基因奶牛的克隆成功，说明了动物具有全能性。答案(1)胰蛋白(2)该种细胞代谢旺盛、分裂能力强，且遗传物质没有发生改变(3)有丝分裂贴壁生长(4)使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞(5)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(6)核移植、细胞培养、胚胎移植技术体细胞的细胞核解析(1)实践中常用胰蛋白酶处理动物组织细胞使其分离开来。(2)传代1