课时作业43细胞工程.docx
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课时作业43细胞工程
生物
选修3 现代生物科技专题
学案43细胞工程
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
选项
一、单项选择题
1．在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为（ ）
A．细胞丧失了全能性
B．基因的表达有选择性
C．不同的细胞内基因不完全相同
D．在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化
解析：
生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，因此每一个活细胞都有全能性。
之所以在生物体内，细胞没有表现全能性，而是分化为不同的组织器官，是因为基因选择性表达的结果。
答案：
B
2．在动物细胞培养过程中，下列处理中不恰当的是（ ）
A．培养液和培养用具要进行无菌处理
B．提供种类齐全的营养物质
C．提供纯氧以保证细胞的呼吸作用
D．保证提供适宜的温度和pH
答案：
C
3．下图是利用三倍体香蕉的茎尖培养脱毒香蕉植株的过程示意图。
下列叙述正确的是（ ）
A．①～③过程中发生了有丝分裂和减数分裂
B．①阶段需要生长素而③阶段仅需要细胞分素
C．①阶段细胞增殖能力强，细胞分化速度快
D．X阶段的细胞高度液泡化，排列疏松而无规则
解析：
②③阶段表示愈伤组织及胚状体分裂、分化的过程，无生殖细胞形成，因此只进行有丝分裂，A错误；在植物组织培养过程中，生长素和细胞分裂素的用量比例会影响其分化方向，植物组织培养的各个阶段均需要生长素和细胞分裂素，B错误；愈伤组织是未分化的细胞，因此①阶段有细胞分裂但无细胞分化，C错误；愈伤组织的细胞特点是细胞高度液泡化，排列疏松而无规则，D正确。
答案：
D
4．下图示“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程，其中①～⑤表示过程，字母表示细胞、组织或植株。
下列说法正确的是（ ）
A．①表示低渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体
B．e是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
C．可根据质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生
D．植物有性杂交和体细胞杂交都能克服远缘杂交不亲和的障碍
解析：
①表示等渗溶液中用酶解法处理植物细胞壁获得原生质体，原生质体在低渗溶液中就会吸水涨破，A错误。
e是植物细胞脱分化后形成的一种无定形状态的薄壁细胞，B错误。
质壁分离现象是指原生质层与细胞壁的分离，故可根据质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生，C正确。
由于生殖隔离，植物有性杂交不能克服远缘杂交不亲和的障碍，D错误。
答案：
C
5．下列有关生物技术的叙述中，错误的是（ ）
A．在植物细胞组织培养中胚不能作为组织培养的材料
B．多种显微操作和处理技术使体外受精、胚胎移植和胚胎分割成为可能
C．利用植物组织培养可以筛选出对人类有用的突变体
D．异体骨髓移植成功后，康复者的血型有可能发生改变但不会遗传
解析：
植物组织培养过程中，花药、胚都可以作为植物组织培养的材料，A错误；显微操作技术使体外受精、胚胎移植和分割成为可能，B正确；在植物组织培养过程中，培养的细胞一直处于不断地分生状态，容易获得突变体，C正确；异体骨髓移植成功后，用于造血的干细胞改变了，所以康复者的血型有可能发生改变，D正确。
答案：
A
6．下列关于生物工程中常见的几种酶的叙述，正确的是（ ）
A．DNA连接酶都来自原核生物
B．限制酶使特定的碱基对之间的氢键断裂
C．Taq酶能将单个脱氧核苷酸连接到和DNA模板互补的引物链上
D．纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体，便于植物杂交育种
解析：
常用的DNA连接酶有两种：
一是来自大肠杆菌的DNA连接酶，二是来自噬菌体的T4DNA连接酶，A错误。
DNA解旋酶（或RNA聚合酶）使碱基对之间的氢键断裂，限制酶使特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，B错误。
Taq酶为DNA聚合酶，其作用是将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链（DNA模板互补的引物链）上形成新的DNA分子，C正确。
纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体，便于植物体细胞杂交。
答案：
C
7．下列过程中，需要采用植物组织培养技术的是（ ）
①利用花药离体培养得到单倍体植株 ②利用秋水仙素处理单倍体试管苗，获得正常纯合植株 ③利用基因工程培育抗棉铃虫的植株 ④利用细胞工程培育“白菜－甘蓝”杂种植株 ⑤马铃薯的脱毒
A．①②③ B．③④⑤
C．①②④⑤D．①③④⑤
解析：
①花药为植物组织，由花药离体培养得到单倍体植株需要植物组织培养；②利用秋水仙素处理单倍体试管苗，秋水仙素抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，细胞染色体加倍，但此过程不需要植物组织培养。
③培育抗棉铃虫的植株，首先利用运载体将抗虫基因导入棉花体细胞，然后利用植物组织培养将上述棉花体细胞培育为抗棉铃虫植株；④“白菜－甘蓝”杂种植株的培育过程，首先诱导白菜和甘蓝的体细胞融合，再利用植物组织培养培育出“白菜－甘蓝”杂种植株；⑤马铃薯易感染多种病毒而造成减产，而其茎尖刚产生的细胞未感染病毒，利用茎尖组织培养，可大大提高马铃薯的产量。
D正确。
答案：
D
8．下列有关细胞工程的说法正确的是（ ）
A．在愈伤组织形成过程中，除适宜的温度、pH和无菌条件外，还需要有植物激素进行调节
B．植物体细胞杂交前需要用酶去除细胞壁获得原生质体，然后再用灭活的病毒促进融合
C．利用动物体细胞核移植的方法得到克隆动物是培育新物种的一种方式
D．动物细胞培养应在含5%CO2的恒温箱中培养，CO2的作用是为细胞提供碳源
解析：
在愈伤组织形成过程中，需要植物生长素和细胞分裂素，A正确。
植物原生质体融合用物理法（离心、电激）和化学法（PEG）诱导，B错误。
克隆动物是无性繁殖，不是生成新物种，C错误。
CO2的作用是调节pH，D错误。
答案：
A
二、非选择题
9．模型是对研究对象进行的概括性描述，下图为表示细胞融合的过程模型，请据图回答：
（1）若该图表示植物细胞融合的过程，丁细胞称为________。
欲将丁细胞培育成植株，可选用________________技术，这一过程的核心就是________和________两个阶段。
（2）若该图表示动物细胞融合的过程，丁细胞称为________。
过程①区别于植物细胞常用的诱导因素是________________________。
动物细胞培养时，合成培养基中除必要的营养外，通常需要加入________等一些天然成分。
（3）若该图表示制备单克隆抗体的部分过程，经过选择性培养的丁细胞称为________________。
丁细胞的特点是_____________________________________________________________________________________________________________________。
答案：
（1）杂种细胞 植物组织培养 脱分化 再分化
（2）杂交细胞 灭活的病毒 血清、血浆 （3）杂交瘤细胞 既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体
10．人绒毛膜促性腺激素（HCG）是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。
下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答问题。
（1）制备单克隆抗体过程中要用到__________________和__________________技术。
（2）制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于__________，使小鼠产生分泌相应________的淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的__________免疫。
（3）在细胞内DNA的合成一般有两条途径，主途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基嘌呤可以阻断此途径。
另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经酶催化作用合成DNA，而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。
①利用DNA合成途径不同的特点配制的HAT培养基含有多种成分，其中添加的________成分具有筛选杂交瘤细胞的作用。
②最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是________________________________________________________________________。
（4）此过程生产的单克隆抗体可以与________________特异性结合，从而诊断早孕。
解析：
（1）制备单克隆抗体过程中要用到动物细胞培养和动物细胞融合。
（2）给小鼠注射HCG，使小鼠进行体液免疫，生成产生抗体的B淋巴细胞。
（3）骨髓瘤细胞的DNA合成只有一条途径，在培养基中加入氨基嘌呤，阻断了骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合体的增殖。
杂交瘤细胞有两种合成DNA的途径，因此在选择培养基上杂交瘤细胞能生存并无限增殖。
经免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生单一抗体。
（4）此单克隆抗体是针对人绒毛膜促性腺激素（HCG）作抗原产生的，可以与人绒毛膜促性腺激素（或“HCG”）特异性结合。
答案：
（1）动物细胞培养 动物细胞融合
（2）抗原 抗体 体液 （3）①氨基嘌呤 ②能无限增殖并分泌特异性抗体 （4）人绒毛膜促性腺激素（或“HCG”）
11．某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研究，请回答下列问题：
（1）2，4－D常用于籼稻愈伤组织的诱导，对形态的发生有一定的抑制作用。
为促进愈伤组织再分化，在配制分化培养基时需__________（填“升高”、“保持”或“降低”）2，4－D的浓度。
（2）当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时，出现具有分生能力的绿色芽点，但继续出芽，通常在培养基中添加______________，以促进幼苗形成。
（3）研究中用显微镜可以观察到的现象是______________（填下列序号）。
①绿色芽点细胞排列松散
②刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离
③胚状体细胞中有叶绿体
④分化的愈伤组织的各细胞的形态大小一致
（4）经组织培养筛选获得的籼稻叶绿素突变体，其叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，叶绿素总量不变。
某同学用______________（填序号：
①绿色；②红色；③蓝紫色；④黄色）光照射突变体和对照叶片，检测到两者光合放氧差异不大。
若取等量色素提取液进行层析，会发现突变体第________条色素带（自上而下）窄于对照组。
（5）胚乳（3n）由一个精子与两个极核受精发育而成。
若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织，培育三倍体，需适时剔除胚，以免胚的存在影响愈伤组织细胞的______________，还可避免再生苗中混有____________________。
答案：
（1）降低
（2）适量的生长素 （3）③ （4）①④ 4 （5）增殖与分化 二倍体幼苗
12．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。
解析：
（1）据图分析，第四次注射后Y、Z小鼠的血清抗体效价达到16000以上，小鼠Y的B淋巴细胞产生抗体效价最高，最适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，还有骨髓瘤细胞和B淋巴细胞的自身融合产物，由于细胞膜具有流动性，且诱导之后的细胞融合不具有特异性，故体系中会出现多种类型的细胞。
（3）杂交瘤细胞形成后，小鼠的免疫B淋巴细胞核与其骨髓瘤细胞核会融合形成一个细胞核。
小鼠的B淋巴细胞（染色体数目40条）和骨髓瘤细胞（染色体数目60条）融合后，染色体可达100条，在有丝分裂后期，染色体数目临时加倍为200条。
（4）未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后，仍然不是能无限增殖的细胞，同时正常细胞的分裂次数是有限的。
答案：
（1）四 Y Y小鼠的抗体效价最高
（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）1 200 （4）不能无限增殖
13．为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。
请回答下列问题：
（1）外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为________________________________________________________________________。
（2）在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如下图所示。
细胞干重在12d后下降的原因有________________；培养液中蔗糖的作用是________________、________________。
（3）多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。
二倍体愈伤组织细胞经__________________处理，会产生染色体加倍的细胞。
为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常采用纤维素酶和__________________酶解离愈伤组织。
若愈伤组织细胞（2n）经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞，合理的解释是____________________________、__________________________。
（4）为了更好地获得次生代谢产物，生产中采用植物细胞的固定化技术，其原理与酵母细胞固定化类似。
下列说法正确的有__________________（填序号）。
①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋
②必须在光照条件下培养
③培养过程中需通空气
④固定化后植物细胞生长会变慢
解析：
本题考查的是植物组织培养、染色体变异及细胞固定化。
（1）外植体在人工、无菌条件下，经脱分化可形成愈伤组织。
（2）由图蔗糖浓度下降，可知外植体离体培养过程中需要消耗蔗糖，12天后蔗糖浓度变化不大；pH下降会影响酶的活性，愈伤组织细胞对物质的合成小于分解，细胞干重下降。
植物组织培养过程中，蔗糖既能维持一定的渗透压，又能提供植物细胞生命活动必须的营养物质（能量）。
（3）一定浓度的秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向两极，从而使细胞中染色体数目加倍。
植物细胞间的成分主要是纤维素和果胶，可通过纤维素酶、果胶酶破坏细胞间的物质，从而使愈伤组织细胞分离。
在培养过程中，各个细胞所处时期不同，在用秋水仙素或低温处理后，一定时间内不同时期细胞分裂次数不同，从而会出现染色体为2n、4n、8n等的细胞，4n的细胞在有丝分裂后期着丝点分裂染色体数目加倍至8n；8n的细胞在有丝分裂中期能清晰看出8n条染色体。
（4）为了更好地获得次生代谢产物，应选用生长旺盛的愈伤组织。
愈伤组织不能进行光合作用，因此要通入无菌空气确保其正常的生命活动。
细胞的固定通常使用包埋法，由于包埋材料的影响，营养物质和氧气的扩散都受到一定的限制，所以固定化细胞生长速度慢。
答案：
（1）脱分化
（2）蔗糖浓度下降，pH降低 提供能源 调节渗透压
（3）秋水仙素（低温） 果胶 经加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期 经加倍到8n的细胞处于有丝分裂中期
（4）①③④
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