?易錯點27 細胞工程與胚胎工程



1.有關(guān)“植物細胞培養(yǎng)”
?、儆捎鷤M織進行細胞分化時,一般要先誘導(dǎo)其生芽,然后誘導(dǎo)其生根,可通過控制培養(yǎng)基中生長素和細胞分裂素的比例來實現(xiàn)。
②光照:在愈傷組織誘導(dǎo)階段,對有些植物來說,避光培養(yǎng)有利于細胞脫分化形成愈傷組織。當(dāng)愈傷組織再分化出芽和葉時,一定要有光照,有利于葉片內(nèi)葉綠素的合成。
③體內(nèi)細胞未表現(xiàn)全能性的原因:基因的表達具有選擇性。
④細胞的全能性指的是細胞的一種潛在能力,這種潛在能力只有在特定的環(huán)境中才能表現(xiàn)出來,而不是指細胞在任何條件下都能發(fā)育成完整的生物體。
⑤植物組織培養(yǎng)中所需的碳源一般為蔗糖,少數(shù)為葡萄糖和果糖,原因是蔗糖既可提供充足的碳源,又可維持相對適中的滲透壓,而葡萄糖和果糖在與蔗糖提供相同數(shù)量碳源的前提下,其造成的滲透壓可能過高。
2.有關(guān)“原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)”
(1)區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的關(guān)鍵是看用胰蛋白酶處理的對象和是否分瓶。
①分瓶前,第一次用胰蛋白酶對動物組織進行處理后的培養(yǎng)是原代培養(yǎng)。
②第二次用胰蛋白酶處理,使細胞從瓶壁上脫離下來,分瓶后的細胞培養(yǎng)為傳代培養(yǎng)。
3.有關(guān)“細胞貼壁和接觸抑制”
懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上,稱為細胞貼壁。細胞數(shù)目不斷增多,當(dāng)貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時,細胞就會停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。
4.有關(guān)“單克隆抗體”
①用特定抗原對小鼠進行免疫的原因:
B淋巴細胞要經(jīng)過免疫過程,即接觸抗原,增殖分化為有特異性免疫功能的B淋巴細胞,才能產(chǎn)生相應(yīng)的抗體,所以,與骨髓瘤細胞融合的B淋巴細胞實際上是漿細胞。
②獲取小鼠已經(jīng)免疫的B淋巴細胞的部位:脾。
③誘導(dǎo)融合的方法:
動物細胞融合特有的誘導(dǎo)方法為用滅活的病毒處理,其他物理、化學(xué)誘導(dǎo)融合的方法與植物體細胞雜交過程中誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法基本相同。
④雜交細胞:
在誘導(dǎo)因素的作用下進行細胞的誘導(dǎo)融合,形成的雜交細胞有多種,若僅考慮兩兩融合的情況,形成的雜交細胞有三種,AA型、BB型、AB型。只有AB型才是我們所需要的雜交細胞,所以需要用選擇培養(yǎng)基進行篩選。
⑤兩次篩選的目的:
第一次是在誘導(dǎo)融合之后,利用特定的選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞。第二次是對上述雜交瘤細胞進行篩選,利用96孔板培養(yǎng),采用專一抗體檢測的方法篩選出能產(chǎn)生所需特定抗體的雜交瘤細胞。


1.如圖表示畜牧業(yè)生產(chǎn)上培育某種優(yōu)良種牛的兩種方法,有關(guān)分析正確的是(????)

A.應(yīng)用1中的卵母細胞常取自卵巢,并可直接用于融合
B.應(yīng)用2常用雌性激素處理供體1,目的是使其超數(shù)排卵
C.應(yīng)用3一般選擇桑葚胚或囊胚進行分割
D.應(yīng)用4體現(xiàn)了動物細胞的全能性
【答案】C
【分析】1、應(yīng)用1用到了核移植技術(shù)和胚胎移植技術(shù),應(yīng)用2用到了體外受精技術(shù)和胚胎移植技術(shù),應(yīng)用3用到了胚胎分割技術(shù)和胚胎移植技術(shù),應(yīng)用4用到了胚胎干細胞培養(yǎng)技術(shù)。
2、細胞的性是指經(jīng)分裂和分化后,仍具有產(chǎn)生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性。
【詳解】A、應(yīng)用1用到了核移植技術(shù)和胚胎移植技術(shù),用到的卵母細胞常取自卵巢,但是需要在體外培養(yǎng)到MⅡ中期,A錯誤;
B、應(yīng)用2用到了體外受精技術(shù)和胚胎移植技術(shù),常用外源促性腺激素處理供體1,目的是目的是使其超數(shù)排卵,B錯誤;
C、應(yīng)用3用到了胚胎分割技術(shù)和胚胎移植技術(shù),一般選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚進行分割,C正確;
D、應(yīng)用4用到了胚胎干細胞培養(yǎng)技術(shù),因為培養(yǎng)的目的是需要的組織和器官,而不是個體或其他各種細胞,所以不能體現(xiàn)動物細胞的全能性,D錯誤。
故選C。
2.下圖是利用體細胞核移植技術(shù)克隆高產(chǎn)奶牛的流程圖,①~⑤表示相應(yīng)操作。

下列關(guān)于早期胚胎形成過程的敘述,正確的是(????)
A.過程①常對雌牛甲進行超數(shù)排卵處理
B.過程②獲取的體細胞可以是成熟的紅細胞
C.過程③獲得的重組細胞中含有4個染色體組
D.過程④需要構(gòu)建抑制細胞分化的培養(yǎng)體系
【答案】A
【分析】動物細胞核移植技術(shù)指的是將動物的一個細胞的細胞核移入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中,使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎,這個新的胚胎最終發(fā)育成動物個體;用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物,原理是動物細胞核的全能性;動物細胞核移植可分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植。
【詳解】A、為提高良種奶牛的繁殖能力,在獲取卵母細胞之前過程①需用促性腺激素對奶牛進行超數(shù)排卵處理,A正確;
B、哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核,但是也沒有其他的各種細胞器,所以過程②獲取的體細胞不能用成熟的紅細胞,B錯誤;
C、由于獲得的體細胞需要進行去核處理,所以過程③獲得的重組細胞中含有2個染色體組,C錯誤;
D、過程④需要構(gòu)建促進細胞分化的培養(yǎng)體系,培養(yǎng)早期胚胎,D錯誤。
故選A。
3.下圖是通過基因工程培養(yǎng)的轉(zhuǎn)基因生物或產(chǎn)品的過程,結(jié)合相關(guān)知識回答下列問題:

(1)基因工程技術(shù)中最關(guān)鍵的步驟是______。讓轉(zhuǎn)基因牛的乳汁中含有藥用蛋白的流程是:通過①構(gòu)建藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起,需要用到______酶,通過②______方法導(dǎo)入受精卵,選取合適的受精卵進行③培養(yǎng),③運用的技術(shù)手段有______技術(shù),培育出“批量生產(chǎn)藥物的工廠”轉(zhuǎn)基因牛。
(2)選用農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒與目的基因構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒,把重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入玉米體細胞中的方法是______。
【答案】(1)???? 基因表達載體的構(gòu)建???? 限制酶和連接酶???? 顯微注射???? 胚胎培養(yǎng)、細胞培養(yǎng)、胚胎移植
(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法
【分析】1、基因工程的工具:(1)限制酶:能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂。(2)DNA連接酶:連接的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。(3)運載體:常用的運載體:質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒。
2、基因工程技術(shù)的基本步驟:
(1)目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。
(2)基因表達載體的構(gòu)建:是基因工程的核心步驟,基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子、復(fù)制原點和標(biāo)記基因等。
(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞:根據(jù)受體細胞不同,導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)胫参锛毎姆椒ㄓ修r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法;將目的基因?qū)雱游锛毎钣行У姆椒ㄊ秋@微注射法;將目的基因?qū)胛⑸锛毎姆椒ㄊ歉惺軕B(tài)細胞法。
(4)目的基因的檢測與鑒定:分子水平上的檢測:①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù);②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA-分子雜交技術(shù);③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)一抗原-抗體雜交技術(shù)。個體水平上的鑒定:抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
【詳解】(1)基因表達載體的構(gòu)建是基因工程技術(shù)中最關(guān)鍵的步驟。在構(gòu)建基因表達載體時需要用限制酶切割目的基因和運載體,然后用連接酶將目的基因和運載體鏈接起來。將重組質(zhì)粒導(dǎo)入動物受精卵細胞需要用②顯微注射法。從受精卵培育轉(zhuǎn)基因牛過程即發(fā)生了胚胎的發(fā)育過程,需要將受精卵培養(yǎng)到桑葚胚期或囊胚期才能進行胚胎移植,所以此過程運用的技術(shù)手段有早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)。
(2)農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上的T-DNA (可轉(zhuǎn)移的DNA)可轉(zhuǎn)移到受體細胞,并且能將目的基因整合到受體細胞的染色體DNA上。根據(jù)農(nóng)桿菌的這種特點,將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上,把重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入玉米體細胞中完成轉(zhuǎn)化的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。

1.植物組織培養(yǎng)的具體操作——胡蘿卜的組織培養(yǎng)
(1)操作步驟
取材
①胡蘿卜洗凈、削皮、切段(約10 cm);酒精棉球擦手消毒;
②胡蘿卜段消毒:用酒精溶液消毒30 s后,立即用無菌水清洗2~3次,再用次氯酸鈉溶液處理30 min后,立即用無菌水清洗2~3次;
③將胡蘿卜段切成1 cm厚的橫切片,再選取有形成層的部位,切取1 cm3左右的小塊
接種
避光條件下培養(yǎng),誘導(dǎo)其脫分化,長出愈傷組織
轉(zhuǎn)接
將生長良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到分化培養(yǎng)基上,誘導(dǎo)其再分化生成試管苗進而發(fā)育成完整小植株
移栽
移栽到大田,培養(yǎng)成正常植株

(2)注意事項
①選用形成層進行培養(yǎng)的原因是形成層細胞分裂旺盛,全能性較高,易于脫分化。選用其他部位也可以(理論上具有全能性的細胞均可)。
②光照的控制:在愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要避光培養(yǎng),有利于細胞脫分化產(chǎn)生愈傷組織。當(dāng)愈傷組織分化出芽和葉時,一定要有光照,以利于葉片內(nèi)葉綠素的合成。
2.植物激素對植物組織培養(yǎng)的影響
(1)按照不同的順序使用這兩類激素,會得到不同的實驗結(jié)果
使用順序
實驗結(jié)果
先使用生長素,后使用細胞分裂素
有利于細胞分裂,但細胞不分化
先使用細胞分裂素,后使用生長素
細胞既分裂也分化
同時使用
分化頻率提高
簡記:先“生”分裂不分化,后“生”分裂又分化,同“使”分化頻率高

(2)當(dāng)同時使用這兩類激素時,兩者用量的比例影響植物細胞的發(fā)育方向
生長素/細胞分裂素
植物細胞的發(fā)育方向
比值高
有利于根的分化、抑制芽的形成
比值低
有利于芽的分化、抑制根的形成
比值適中
促進愈傷組織的形成
簡記:“高”根,“低”芽,“中”愈傷

3.植物體細胞雜交與植物有性雜交中遺傳物質(zhì)的變化
設(shè)白菜細胞含2x條染色體,2個染色體組;甘藍細胞含2y條染色體,2個染色體組。
項目
不同物種體細胞雜交
不同物種有性雜交
同一物種雜交
過程



子代染色體數(shù)目
2x+2y
x+y
2x(白菜)或2y(甘藍)
子代染色體組數(shù)
4
2
2
子代是幾倍體
異源四倍體
異源二倍體
同源二倍體
子代是否可育
可育
不可育
可育
繁殖方式
無性繁殖
有性繁殖
有性繁殖
變異類型
染色體變異
染色體變異

4.辨析動物細胞培養(yǎng)相關(guān)的兩組概念
(1)細胞貼壁與接觸抑制:懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上,稱為細胞貼壁。當(dāng)貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時,細胞就會停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為接觸抑制。
(2)原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)
①原代培養(yǎng):動物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。原代培養(yǎng)的細胞核型正常。
②傳代培養(yǎng):貼滿瓶壁的細胞需要重新用胰蛋白酶等處理,然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng),讓細胞繼續(xù)增殖。這樣的培養(yǎng)過程通常被稱為傳代培養(yǎng)。一般情況下,細胞在傳至10~50代左右時,增殖會逐漸緩慢,以至于完全停止,這時部分細胞的細胞核型可能會發(fā)生變化。
5.植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的比較
比較項目
植物組織培養(yǎng)
動物細胞培養(yǎng)
理論基礎(chǔ)
植物細胞的全能性
細胞增殖
培養(yǎng)基
類型
固體或半固體培養(yǎng)基
液體培養(yǎng)基
成分
水、礦質(zhì)元素、維生素、蔗糖、氨基酸、瓊脂、植物激素等
糖、氨基酸、無機鹽、維生素、促生長因子、動物血清等
取材
植物較幼嫩部分或花藥等
動物胚胎或幼齡動物的器官或組織
關(guān)鍵環(huán)節(jié)
細胞的脫分化和再分化
細胞增殖和癌變
結(jié)果
形成新的組織或植物個體,可以體現(xiàn)細胞的全能性
形成細胞群,不形成個體,不體現(xiàn)細胞的全能性
應(yīng)用
①植株快速繁殖;
②脫毒植株的培育;
③制備人工種子;
④生產(chǎn)藥物、殺蟲劑等;
⑤轉(zhuǎn)基因植物的培育
①蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn);
②皮膚移植材料的培育;
③檢測有毒物質(zhì);
④生理、病理、藥理學(xué)研究
相同點
①兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過程中細胞都進行有絲分裂,都是無性繁殖,都可稱為克隆,都不涉及減數(shù)分裂;
②均為無菌操作,需要適宜的溫度、pH等條件

6.對核移植與克隆的理解
(1)克隆是指遺傳組成完全相同的分子、細胞或個體,即克隆應(yīng)包含三個層次的內(nèi)容:①分子水平:如DNA復(fù)制;②細胞水平:如動物細胞培養(yǎng);③個體水平:如克隆動物。
(2)核移植技術(shù)中選用的核供體應(yīng)為具有優(yōu)良性狀的個體,提供卵細胞的受體和代孕個體只需為同一物種的健康雌性個體即可。
(3)核移植技術(shù)中去核是通過顯微操作完成的,用微型吸管將處于MⅡ中期的卵母細胞的細胞核與靠近核的第一極體一并吸出。
(4)動物細胞核移植可以有兩種操作方式:一是把供體細胞導(dǎo)入去核的卵母細胞,這是現(xiàn)在常用的方法;二是將供體動物的一個細胞核直接導(dǎo)入去核的卵母細胞,該過程需要用電刺激的方法促進融合。
(5)融合后的細胞稱為重組細胞(注意區(qū)分于雜交細胞),需用物理或化學(xué)方法激活,使其完成細胞分裂和發(fā)育進程,形成重組胚胎才能進行胚胎移植。
(6)體細胞核移植體現(xiàn)了動物細胞細胞核的全能性,而非動物細胞的全能性。
7.植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較
比較項目
植物體細胞雜交
動物細胞融合
原理
細胞膜的流動性、細胞的全能性
細胞膜的流動性
融合前處理
除去細胞壁
使細胞分散開
相關(guān)酶
纖維素酶和果膠酶
胰蛋白酶或膠原蛋白酶
誘導(dǎo)方法
物理法:離心、振動、電激等;
化學(xué)法:聚乙二醇(PEG)等誘導(dǎo)
除物理法和化學(xué)法,還可用滅活的病毒誘導(dǎo)
結(jié)果
雜種植株
雜交細胞
應(yīng)用
培育植物新品種
主要用于制備單克隆抗體
意義
克服不同生物遠緣雜交不親和的障礙,打破了生殖隔離,擴展了雜交的親本組合

8.細胞融合與單克隆抗體的制備
項目
步驟
技術(shù)方法
原理
取材
從已免疫的小鼠的脾臟中獲取B淋巴細胞,體外培養(yǎng)骨髓瘤細胞
動物細胞培養(yǎng)
細胞增殖
融合
通過滅活病毒誘導(dǎo)B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合
動物細胞融合
細胞膜的流動性
選擇
第一次要從融合形成的雜交細胞中篩選出雜交瘤細胞
選擇培養(yǎng)基

第二次要從雜交瘤細胞中獲得能產(chǎn)生專一抗體的雜交瘤細胞
專一抗體檢測、克隆化培養(yǎng)
免疫學(xué)原理(抗原—抗體特異性結(jié)合)
培養(yǎng)
在小鼠腹腔內(nèi)進行體內(nèi)培養(yǎng),或在裝有細胞培養(yǎng)液的培養(yǎng)基中進行體外培養(yǎng)
動物細胞培養(yǎng)
細胞增殖




1.請回答細胞工程的有關(guān)問題:
紫花苜蓿是全世界栽培歷史最悠久、利用最廣泛的豆科牧草,但易造成家畜鼓脹病。百脈根富含單寧,單寧可與植物蛋白質(zhì)結(jié)合,不引起家畜采食后鼓脹。為培育抗鼓脹病的苜蓿新品種,科研人員利用野生型清水紫花苜蓿和里奧百脈根為材料進行了實踐研究。研究主要流程如下圖:(注:IOA可抑制植物細胞呼吸第一階段,R-6G可阻止線粒體的呼吸作用,二者有效抑制不同植物細胞正常代謝的臨界濃度不同)

(1)據(jù)圖可知,本研究主要利用的生物技術(shù)的原理是______。
(2)在實驗前需通過預(yù)實驗來研究R-6G或IOA使原生質(zhì)體失去再生愈傷組織能力的臨界濃度,實驗的設(shè)計思路是:將獲取的原生質(zhì)體分別放置在不同濃度的______溶液中,培養(yǎng)一段時間后,觀察原生質(zhì)體再生情況。
(3)步驟②到步驟③需要更換新的培養(yǎng)基,其原因是經(jīng)過______過程誘導(dǎo)形成愈傷組織和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗所需激素______的比例不同。
(4)若利用此技術(shù)獲得單寧,可培養(yǎng)到______階段即可。
【答案】(1)細胞膜的流動性和植物細胞的全能性
(2)R-6G或IOA
(3)???? 脫分化???? 激素和營養(yǎng)條件等
(4)愈傷組織
【分析】分析題圖:圖中①表示原生質(zhì)體融合形成雜種細胞以及雜種細胞的增殖,②表示脫分化過程,③表示再分化過程。
【詳解】(1)由圖可知,本研究主要利用植物體細胞雜交技術(shù),植物體細胞雜交技術(shù)的原理是細胞膜的流動性和植物細胞的全能性。
(2)要研究R-6G或IOA使原生質(zhì)體失去再生愈傷組織能力的臨界濃度,則實驗的自變量是R-6G或IOA溶液的濃度,因變量是原生質(zhì)體的再生情況,實驗設(shè)計應(yīng)遵循對照與單一變量原則,故該實驗的設(shè)計思路是:將獲取的原生質(zhì)體分別放置在不同濃度的R-6G或IOA溶液中,培養(yǎng)一段時間后,觀察原生質(zhì)體再生情況。
(3)愈傷組織是經(jīng)脫分化形成的;由于脫分化形成愈傷組織和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗所需的激素和營養(yǎng)條件等不同,因此由步驟②到步驟③需要更換新的培養(yǎng)基。
(4)單寧是細胞代謝的次生產(chǎn)物,因此若上述技術(shù)進行工廠化生產(chǎn)獲得單寧,可培養(yǎng)到愈傷組織階段即可。
2.“繁殖與呼吸綜合征”是一種由 PRRSV 病毒引發(fā)的傳染病。科學(xué)家制備出 PRRSV-GP3 蛋白的單克隆抗體,可對該病進行診斷和治療,制備過程如圖所示?;卮鹣铝袉栴}:

(1)圖中涉及到的生物工程技術(shù)有_______,將 GP3 蛋白注射小鼠的目的是____________。
(2)培養(yǎng)細胞乙、丙、丁過程中均表現(xiàn)有____________現(xiàn)象,第 1 次篩選是用特定的選擇性培養(yǎng)基篩選,在該培養(yǎng)基上,______________________都會死亡,第 2 次篩選的目的是________________。
(3)圖中擴大培養(yǎng)通常采用的方法有________________。
(4)單克隆抗體在診斷的應(yīng)用上具有準(zhǔn)確、高效、簡易和快速的優(yōu)點,原因是__________。
【答案】(1)???? 動物細胞融合和動物細胞培養(yǎng)???? 獲得抗GP3蛋白抗體的B細胞
(2)???? 貼壁生長和接觸抑制???? 未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞???? 篩選出能產(chǎn)生抗GP3蛋白抗體的雜交瘤細胞群
(3)將細胞丁注射到小鼠腹腔內(nèi)或在體外大規(guī)模培養(yǎng)
(4)單克隆抗體純度高、特異性強,能準(zhǔn)確識別各種抗原物質(zhì)的細微差異,并跟一定的抗原發(fā)生特異性結(jié)合
【分析】單克隆抗體是細胞工程中動物細胞融合的重要應(yīng)用,與傳統(tǒng)血清抗體相比,單克隆抗體的純度高,特異性強;其基本步驟:對小鼠進行免疫→提取B淋巴細胞→將B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合→通過篩選、克隆化培養(yǎng)和擴大化培養(yǎng)、最終注入小鼠體內(nèi)→從腹腔腹水中提取單克隆抗體。
【詳解】(1)圖示為制備單克隆抗體的過程,涉及到的動物細胞工程的技術(shù)有動物細胞融合和動物細胞培養(yǎng);圖中將 GP3 蛋白注射小鼠的目的是為了獲得能夠產(chǎn)生相應(yīng)抗體(抗GP3蛋白抗體)的B細胞。
(2)細胞乙、丙、丁都具有癌細胞的特點,因此在培養(yǎng)過程中都會出現(xiàn)貼壁生長和接觸抑制現(xiàn)象;第 1 次篩選是用特定的選擇性培養(yǎng)基篩選,獲得雜交瘤細胞,則未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞都會死亡;第 2 次篩選的目的是篩選出能產(chǎn)生抗GP3蛋白抗體的雜交瘤細胞群。
(3)在單克隆抗體制備過程中,篩選出來的能產(chǎn)生抗GP3蛋白抗體的雜交瘤細胞(細胞?。┛梢宰⑸涞叫∈蟾骨粌?nèi)或在體外大規(guī)模培養(yǎng)。
(4)單克隆抗體純度高、特異性強,能準(zhǔn)確識別各種抗原物質(zhì)的細微差異,并跟一定的抗原發(fā)生特異性結(jié)合,因此單克隆抗體在診斷的應(yīng)用上具有準(zhǔn)確、高效、簡易和快速的優(yōu)點。
3.組織培養(yǎng)某植物中發(fā)現(xiàn),有一個MS培養(yǎng)基中沒有加入杠桿激素(生長素和細胞分裂素)的培養(yǎng)瓶中也長出了與加有杠桿激素的培養(yǎng)瓶中一樣的愈傷組織,瓶中還長出了一些某種真菌的菌落。
(1)回顧操作過程,操作環(huán)境的消毒過程、培養(yǎng)基和器具的滅菌過程應(yīng)該沒有問題,可能是對外植體的_________處理和接種外植體環(huán)節(jié)沒有________________________進行嚴(yán)格的無菌操作。
(2)研究人員沒有放棄這難得的機遇,初步做出一個假設(shè),繼續(xù)進行實驗:
他們就地取材,在_________培養(yǎng)基上采用_________________法純化培養(yǎng)該真菌。再增設(shè)一組實驗,具體做法是,在MS培養(yǎng)基中加入經(jīng)高壓蒸汽滅菌處理的該種真菌或經(jīng)高壓蒸汽滅菌處理過的______________________的培養(yǎng)基,再接種外植體,其他環(huán)境條件與正常組織培養(yǎng)相同,觀察能否培養(yǎng)出正常的愈傷組織。預(yù)測結(jié)果:如果產(chǎn)生了正常的愈傷組織,支持該假設(shè)。如果沒有產(chǎn)生愈傷組織,不支持假設(shè)。他們做的假設(shè)是:_____________________。
(3)去該植物生長地考察發(fā)現(xiàn),根系發(fā)達的植物土壤中該真菌的密度很大。據(jù)此推測該植物和該真菌的關(guān)系很可能是_______________。設(shè)想將它們?nèi)诤吓嘤梢环N新的植物。先在一定濃度的蔗糖溶液中加入某些酶處理植物,制備出所需的______________,真菌也做類似的處理。再經(jīng)過_________(化學(xué)法)誘導(dǎo)融合,利用______________技術(shù),最終長成新的植物體。所用的一定濃度的蔗糖溶液的主要作用是______________________。
【答案】(1)???? 消毒???? 在酒精燈火焰旁
(2)???? MS???? 平板劃線???? (純化)培養(yǎng)過該菌???? 該種菌產(chǎn)生了有杠桿激素作用的物質(zhì)(且不被高溫高壓破壞)(該種菌產(chǎn)生了杠桿激素)
(3)???? 原始合作/互利共生???? 原生質(zhì)體???? 聚乙二醇(PEG)法/高Ca2+—高pH融合法???? 組織培養(yǎng)???? 維持滲透壓,使原生質(zhì)體的形態(tài)不被破壞

【分析】1、在離體的植物器官、組織或細胞脫分化形成愈傷組織的過程中,需要的條件:(1)消毒滅菌;(2)一定濃度的植物激素;(3)適宜的溫度;(4)充足的養(yǎng)料。2、植物體細胞雜交技術(shù):就是將不同種的植物體細胞原生質(zhì)體在一定條件下融合成雜種細胞,并把雜種細胞培育成完整植物體的技術(shù)。
【詳解】(1)植物組織培養(yǎng)過程中,為避免雜菌污染,需要對培養(yǎng)基和器具的滅菌,對外植體進行消毒,接種應(yīng)該在酒精燈火焰附近,如果操作環(huán)境的消毒過程、培養(yǎng)基和器具的滅菌過程應(yīng)該沒有問題,可能是對外植體的消毒和接種外植體環(huán)節(jié)沒有在酒精燈火焰旁進行嚴(yán)格的無菌操作。
(2)根據(jù)后面的信息“在MS培養(yǎng)基中”,所以應(yīng)該選擇MS培養(yǎng)基,純化的方法是平板劃線法;根據(jù)題干信息“在組織培養(yǎng)某植物中發(fā)現(xiàn),有一個MS培養(yǎng)基中沒有加入杠桿激素的培養(yǎng)瓶中也長出了與加有杠桿激素的培養(yǎng)瓶中一樣的愈傷組織,瓶中還長出了一些某種真菌的菌落”,出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因作出的假設(shè)是“該種菌產(chǎn)生了有杠桿激素作用的物質(zhì)”;所以可以增設(shè)一組實驗,在MS培養(yǎng)基中加入經(jīng)高壓蒸汽滅菌處理的該種真菌或經(jīng)高壓蒸汽滅菌處理過的培養(yǎng)過該菌的培養(yǎng)基;如果產(chǎn)生了正常的愈傷組織,支持該假設(shè)。
(3)根系發(fā)達的植物土壤中該真菌的密度很大,說明該菌對植物有利,所以可以推測該菌和植物是互利共生的關(guān)系;將植物細胞和真菌細胞融合形成新的植物,需要在一定濃度的蔗糖溶液中加入某些酶處理植物,制備出所需的原生質(zhì)體;聚乙二醇(PEG)法/高Ca2+—高pH融合法可以用于原生質(zhì)體的融合;將細胞培養(yǎng)成植株的過程稱為植物組織培養(yǎng)技術(shù);在獲得原生質(zhì)體的過程中,加入蔗糖溶液可以維持滲透壓,使原生質(zhì)體的形態(tài)不被破壞。

1.下列關(guān)于哺乳動物胚胎工程的敘述,錯誤的是(? ???)
A.哺乳動物的胚胎培養(yǎng)液不屬于合成培養(yǎng)基
B.胚胎工程操作的主要對象是生殖細胞、受精卵和早期的胚胎細胞
C.哺乳動物移植的胚胎可以來自體內(nèi)受精、體外受精、核移植和胚胎分割等
D.囊胚經(jīng)切割刀和酶處理產(chǎn)生的細胞,經(jīng)培養(yǎng)和移植發(fā)育成新個體
【答案】A
【分析】胎移植胚胎移植是指將通過體外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。其中提供胚胎的個體稱為“供體”,接受胚胎的個體叫“受體”。通過任何一項技術(shù)(如轉(zhuǎn)基因、核移植和體外受精等)獲得的胚胎,都必須移植給受體才能獲得后代。
【詳解】A、哺乳動物的胚胎培養(yǎng)液屬于合成培養(yǎng)基,包括氨基酸、核苷酸、激素等,A錯誤;
B、胚胎工程是指對生殖細胞、受精卵或早期胚胎細胞進行多種顯微操作和處理,然后將獲得的胚胎移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代,以滿足人類的各種需求,B正確;
C、哺乳動物移植的胚胎可以來自體內(nèi)受精、體外受精、核移植和胚胎分割,也可以來自于轉(zhuǎn)基因技術(shù)等,C正確;
D、囊胚的細胞屬于未分化的細胞,經(jīng)切割刀和酶處理產(chǎn)生的細胞,經(jīng)培養(yǎng)和移植發(fā)育成新個體,D正確。
故選A。
2.已知某二倍體農(nóng)作物的抗蟲與不抗蟲、抗倒伏與不抗倒伏分別由獨立遺傳的等位基因A/a、B/b控制,如圖表示利用多種育種方法(①~⑤)培育抗蟲抗倒伏新品種的示意圖。下列相關(guān)敘述錯誤的是(? ???)

A.方法①的原理是基因重組,F(xiàn)2的抗蟲抗倒伏個體中有1/3可穩(wěn)定遺傳
B.方法②進行篩選前,獲得的二倍體植株中符合育種要求的占1/4
C.方法③獲得的四倍體植株產(chǎn)生的配子中,基因組成為AaBb的配子占9/16
D.方法④⑤獲得的種子播種后,可能得到具有其他一些優(yōu)良性狀的植株
【答案】C
【分析】雜交育種原理:基因重組(通過基因分離、自由組合或連鎖交換,分離出優(yōu)良性狀或使各種優(yōu)良性狀集中在一起)。
誘變育種原理:基因突變,方法:用物理因素(如X射線、γ射線、紫外線、激光等)或化學(xué)因素(如亞硝酸、硫酸二乙脂等)來處理生物,使其在細胞分裂間期DNA復(fù)制時發(fā)生差錯,從而引起基因突變,舉例:太空育種、青霉素高產(chǎn)菌株的獲得。
單倍體育種原理:染色體變異,方法與優(yōu)點:花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株,再人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍,優(yōu)點 明顯縮短育種年限,原因是純合體自交后代不發(fā)生性狀分離。
多倍體育種原理:染色體變異,方法:最常用的是利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。秋水仙素能抑制有絲分裂時紡綞絲的形成,染色體不能移動,使得已經(jīng)加倍的染色體無法平均分配,細胞也無法分裂。當(dāng)秋水仙素的作用解除后,細胞又恢復(fù)正常的生長,然后再復(fù)制分裂,就能得到染色體數(shù)目加倍的細胞。如八倍體小黑麥的獲得和無籽西瓜的培育成功都是多倍體育種取得的成就。
【詳解】A、方法①為雜交育種的過程,其原理是基因重組,F(xiàn)2的抗蟲抗倒伏(A_bb)個體占比為3/16,其中b有1/3可穩(wěn)定遺傳(AAbb),A正確;
B、方法②為單倍體育種過程,其原理是染色體數(shù)目變異,經(jīng)過該過程后,獲得的二倍體植株(1AABB、1aabb、1aaBB、1AAbb)中符合育種要求的占1/4,B正確;
C、方法③為多倍體育種,原理是染色體數(shù)目變異,該過程獲得的四倍體植株的基因型為AAaaBBbb,可先考慮AAaa產(chǎn)生的配子類型,由于減數(shù)分裂過程中四條同源染色體隨機兩兩組合后分開,因而產(chǎn)生的配子類型為AA∶Aa∶aa=1∶4∶1,可見該個體產(chǎn)生的配子中,基因組成為AaBb的配子占2/3×2/3=4/9,C錯誤;
D、方法④⑤為誘變育種,其原理是基因突變,該育種方法的優(yōu)點是能大幅度改良生物的性狀,由于基因突變具有不定向性,因此,該過程獲得的種子播種后,可能得到具有其他一些優(yōu)良性狀的植株,D正確。
故選C。
3.研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞快速增殖時需要更多的鐵元素,腫瘤細胞表面的轉(zhuǎn)鐵蛋白受體TR增多。研究人員設(shè)想通過制備TR抗體來有效抑制腫瘤細胞增殖。下列相關(guān)分析錯誤的是(???? )
A.對小鼠進行多次注射TR免疫后,方可獲得大量產(chǎn)生TR抗體的B淋巴細胞
B.從免疫小鼠脾臟獲取的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞經(jīng)融合即為所需的雜交瘤細胞
C.將得到的產(chǎn)生TR抗體的雜交瘤細胞在小鼠腹腔中培養(yǎng),可從腹水中提取TR抗體
D.TR抗體能與腫瘤細胞膜上的相關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)合,從而抑制腫瘤細胞的快速增殖
【答案】B
【分析】單克隆抗體是由單一B細胞克隆產(chǎn)生的高度均一、僅針對某一特定抗原的抗體。通常采用雜交瘤技術(shù)來制備,雜交瘤抗體技術(shù)是在細胞融合技術(shù)的基礎(chǔ)上,將具有分泌特異性抗體能力的效應(yīng)B細胞和具有無限繁殖能力的骨髓瘤細胞融合為雜交瘤細胞,雜交瘤細胞既能產(chǎn)生抗體,又能無限增殖。用具備這種特性的單個雜交瘤細胞培養(yǎng)成細胞群,可制備針對一種抗原的特異性抗體即單克隆抗體。
【詳解】A、在制備單克隆抗體時需先用TR對小鼠進行免疫,方可獲得產(chǎn)生TR抗體的B淋巴細胞,為獲得雜交瘤細胞做準(zhǔn)備,A正確;
B、從免疫小鼠脾臟獲取的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合后,能得到多種雜交瘤細胞,須經(jīng)過專一抗體檢測后才能得到產(chǎn)生TfR抗體的雜交瘤細胞,B錯誤;
C、產(chǎn)生TR抗體的雜交瘤細胞,經(jīng)克隆化抗體檢測后轉(zhuǎn)移到小鼠腹腔中培養(yǎng),從小鼠腹水中提取TR抗體,C正確;
D、TR抗體與腫瘤細胞膜上的相關(guān)蛋白質(zhì)特異性結(jié)合,降低腫瘤細胞對鐵的轉(zhuǎn)運,從而抑制腫瘤細胞的快速增殖,起到抑制腫瘤發(fā)生的作用,D正確。
故選B。
4.利用胚胎工程技術(shù),可獲得具有高產(chǎn)奶性狀的優(yōu)良個體。下列有關(guān)胚胎移植過程的敘述,錯誤的是(?? ??)
A.為保證供、受體生殖器官的生理變化相同,常用激素進行同期發(fā)情處理
B.胚胎移植的優(yōu)勢是可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力
C.為了獲得產(chǎn)奶量高的奶牛,需取囊胚期的滋養(yǎng)層細胞做性別鑒定
D.胚胎分割可以看做動物有性生殖的方法之一
【答案】D
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括:①對供、受體的選擇和處理(用激素進行同期發(fā)情處理,用促性腺激素對供體母牛做超數(shù)排卵處理);②配種或人工授精;③對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存(對胚胎進行質(zhì)量檢查,此時的胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹或胚囊胚階段);④對胚胎進行移植;⑤移植后的檢查。
【詳解】A、胚胎移植時,需對供體和受體使用激素進行同期發(fā)情處理,以保證胚胎移植入相同的生理環(huán)境,A正確;
B、胚胎移植技術(shù)和傳統(tǒng)育種技術(shù)相比其最大的優(yōu)勢在于發(fā)揮了雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力,B正確;
C、滋養(yǎng)層將來發(fā)育為胎兒的胎膜和胎盤,為了獲得產(chǎn)奶量高的奶牛,需取囊胚期滋養(yǎng)層細胞做性別鑒定,C正確;
D、胚胎分割可以看做動物無性生殖或克隆的方法之一,D錯誤。
故選D。
5.下圖表示通過相關(guān)技術(shù)獲得某種克隆哺乳動物(二倍體)的流程,下列敘述正確的是(???? )

A.A表示細胞核,其供體應(yīng)選用XX性染色體的個體
B.過程①表示去除細胞核,去核時常采用化學(xué)處理法
C.進行過程②前必須對受體動物注射適量免疫抑制劑
D.胚胎發(fā)育卵裂階段細胞數(shù)目增加,胚胎總體積不變
【答案】D
【分析】題圖分析:①表示去除細胞核,②代表的過程胚胎移植,概念為動物的一個細胞的細胞核移入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中,使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎,這個新的胚胎最終發(fā)育成動物個體。用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物。
【詳解】A、A為供體體細胞的細胞核,性染色體的組成可為XX或XY,A錯誤;
B、過程①表示去除細胞核,該過程需要將卵母細胞培養(yǎng)至適當(dāng)時期再進行,常采用顯微操作去核,B錯誤;
C、②過程是胚胎移植,胚胎移植時,受體對植入胚胎不會產(chǎn)生排斥反應(yīng),因此不需要注射免疫抑制劑,C錯誤;
D、胚胎發(fā)育卵裂期胚胎中細胞進行有絲分裂,數(shù)目不斷增加,但胚胎的總體積并不增加或略有縮小,D正確。
故選D。
6.細胞工程技術(shù)在醫(yī)療、育種等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。相關(guān)敘述錯誤的是(? ??)
A.莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)脫毒培育的馬鈴薯比未脫毒的馬鈴薯抗病毒能力強
B.植物體細胞雜交技術(shù)培育的“白菜-甘藍”具有耐熱性強、易貯藏等優(yōu)點
C.用核移植胚胎干細胞分化而來的胰島B細胞進行移植, 可避免免疫排斥
D.雜交瘤細胞技術(shù)生產(chǎn)的“抗癌單克隆抗體”可制成“生物導(dǎo)彈”治療癌癥
【答案】A
【分析】1、植物的體細胞雜交是將不同植物的細胞通過細胞融合技術(shù)形成雜種細胞,進而利用植物的組織培養(yǎng)將雜種細胞培育成多倍體的雜種植株。植物體細胞雜交依據(jù)的原理是細胞膜的流動性和植物細胞的全能性。
2、單克降抗體的兩次篩選:①篩選得到雜交瘤細胞(去掉未雜交的細胞以及自身融合的細胞);②篩選出能夠產(chǎn)生特異性抗體的細胞群。兩次抗體檢測:專一抗體檢驗陽性。單克隆抗體與常規(guī)的血清抗體相比,最大的優(yōu)勢在于特異性強,靈敏度高,可大量制備。
【詳解】A、莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)培育的馬鈴薯為脫毒馬鈴薯,但其對病毒的抗性并未增強,A錯誤;
B、由于體細胞雜交過程中染色體來自兩個物種,由于基因間的相互作用,“白菜-甘藍”具有耐熱性強、易貯藏等優(yōu)點,B正確;
C、免疫排斥主要是細胞免疫,由T細胞引起的,而胚胎干細胞簡稱ES或EK細胞,來源于早期胚胎或原始性腺,利用自體細胞誘導(dǎo)干細胞技術(shù)培育造血干細胞,可避免免疫排斥,C正確;
D、應(yīng)用雜交瘤細胞技術(shù)能為人類提供單克隆抗體,與常規(guī)的抗體相比,單克隆抗體具有的顯著特點是特異性強、靈敏度高,并可能大量制備,單克隆抗體通常與抗癌藥物結(jié)合在一起構(gòu)成生物導(dǎo)彈,用于癌癥的治療,D正確。
故選A。
7.下列關(guān)于細胞工程和胚胎工程的說法,正確的是( ????)
A.細胞貼壁生長和接觸抑制是動物細胞培養(yǎng)過程中一定會出現(xiàn)的現(xiàn)象
B.胚胎干細胞可分化為成年動物體內(nèi)任何一種類型的細胞,為開發(fā)新藥提供標(biāo)本
C.體外受精與體內(nèi)受精不同的是體外受精前精子需要獲能
D.進行胚胎移植前需要對供體和受體進行免疫檢查
【答案】B
【分析】由于正常的動物細胞存在接觸抑制,因此動物細胞培養(yǎng)過程中會出現(xiàn)細胞貼壁生長、單層生長和分裂次數(shù)有限的現(xiàn)象。但癌細胞能無限增殖,不會出現(xiàn)接觸抑制,能出現(xiàn)多層生長。
【詳解】A、動物癌細胞培養(yǎng)過程中一般沒有接觸抑制現(xiàn)象,A錯誤;
B、胚胎干細胞具有發(fā)育全能性,能發(fā)育為成年動物體內(nèi)任何一種類型的細胞,為開發(fā)新藥提供標(biāo)本,B正確;
C、無論體內(nèi)受精還是體外受精,精子均需要獲能后才能完成受精,只不過體內(nèi)受精過程中精子的獲能是在體內(nèi)完成的,C錯誤;
D、受體不會對移植的胚胎產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng),故而進行胚胎移植前,不需要對供體和受體進行免疫檢查來防止免疫排斥反應(yīng)的發(fā)生,D錯誤。
故選B。
8. 將基因型為AaBb的水稻(具有24條染色體)的葉肉細胞通過無菌操作接入含有營養(yǎng)成分全面的培養(yǎng)基的試管中,在一定條件下培養(yǎng)形成試管幼苗,其過程如圖所示:

(1)圖中水稻的葉肉細胞要經(jīng)過消毒處理后才能進行培養(yǎng)。其中[1]過程中,細胞的分化程度會______填“升高”“降低”或“不變”)。愈傷組織經(jīng)過[2]過程重新分化成根和芽的過程叫_______________。常用的培養(yǎng)基有脫分化培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基和生芽培養(yǎng)基,這三種培養(yǎng)基的主要差異是_____________________________。
(2)在形成愈傷組織的過程中,細胞必須不斷地從培養(yǎng)基中獲得_______________和小分子有機物等營養(yǎng)物質(zhì)。
(3)如果[4]是脫毒植株,則“水稻的某種細胞”應(yīng)選用___________________細胞,這種繁殖方式實際上是______________,培養(yǎng)成的植株的基因型為______________。
(4)如果“某種細胞”選用的是花粉細胞,則[4]稱為_________________植株,該植株的特點是___________,需用____________________處理,使其恢復(fù)正常體細胞染色體數(shù)。
【答案】(1)???? 降低???? 再分化???? 生長素/細胞分裂素的比例不同
(2)水分、無機鹽
(3)???? 根尖或莖尖???? 無性繁殖???? AaBb
(4)???? 單倍體???? 高度不育???? 秋水仙素
【分析】愈傷組織是指原植物體的局部受到創(chuàng)傷刺激后,在傷口表面新生的組織。它由活的薄壁細胞組成,可起源于植物體任何器官內(nèi)各種組織的活細胞。
【詳解】(1)[1]過程為脫分化處理,高度分化的植物細胞形成愈傷組織,細胞的分化程度降低;[2]過程為愈傷組織的再分化過程;植物在不同階段需要的營養(yǎng)不同,脫分化培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基和生芽培養(yǎng)基目的不同,因此生長素/細胞分裂素的比例不同。
(2)愈傷組織不能進行光合作用,在形成愈傷組織的過程中,細胞需要從外界獲得水分、無機鹽和小分子有機物如氨基酸、葡萄糖等營養(yǎng)物質(zhì)。
(3)根尖或莖尖處細胞分裂旺盛、感染病毒的概率小,常作為脫毒苗的首選;這種繁殖方式不經(jīng)過兩性細胞的結(jié)合,為無性繁殖;培養(yǎng)成的植株的基因型與原植株相同,為AaBb。
(4)花粉為雄配子,配子發(fā)育來的為單倍體;水稻具有2個染色體組,該植株只有1個染色體組,無同源染色體,減數(shù)分裂異常,因此高度不育;秋水仙素抑制紡錘體的形成,會使染色體數(shù)目加倍,因此可使單倍體恢復(fù)為正常體細胞染色體數(shù)。
9.(一)請分析回答下列有關(guān)微生物培養(yǎng)的問題:
(1)將馬鈴薯去皮切塊,加水煮沸一定時間,過濾得到馬鈴薯浸出液。在馬鈴薯浸出液中加入一定量蔗糖和瓊脂,用水定容后滅菌,得到M 培養(yǎng)基。使用高壓蒸汽滅菌鍋對培養(yǎng)基進行滅菌時,壓力達到設(shè)定要求,而鍋內(nèi)并沒有達到相應(yīng)溫度,最可能的原因是_________。馬鈴薯浸出液為微生物生長提供了多種營養(yǎng)物質(zhì),營養(yǎng)物質(zhì)類型除氮源碳源外還有_________。氮源進入細胞后,可參與合成的生物大分子有_________。若在M 培養(yǎng)基中用淀粉取代蔗糖,接種土壤濾液并培養(yǎng),平板上長出菌落后可通過加入碘液作為_________篩選出能產(chǎn)淀粉酶的微生物。該方法能篩選出產(chǎn)淀粉酶微生物的原理是_________。
(2)某同學(xué)在為了調(diào)查某河流的水質(zhì)狀況,某研究小組采用稀釋涂布平板法檢測水樣中的細菌含量。將1mL 水樣稀釋100 倍,在3 個平板上用涂布法分別接種入0.1mL 稀釋液。經(jīng)適當(dāng)培養(yǎng)后,3 個平板上的菌落數(shù)分別為39、38 和37。據(jù)此可得出每升水樣中的活菌數(shù)為_________。
(3)實驗室中微生物的分離、純化和培養(yǎng)試驗結(jié)束后,為了防止病原微生物污染環(huán)境或感染科研工作者,應(yīng)采取的防護措施有_________。(答出一點即可)
(二)新冠肺炎是由新冠病毒感染引起的呼吸道傳染病。請回答下列問題:
(4)為及時確診,科學(xué)家研制了基因檢測試劑盒,其機理為:分離待測個體細胞的總RNA,在_________酶的作用下得到相應(yīng)的DNA,再利用_________技術(shù)擴增,將樣本中微量的病毒信息放大,最后以熒光的方式讀取信號。這種方法也會出現(xiàn)假陰性現(xiàn)象,請分析其中的原因_________(答出一點即可)。
(5)預(yù)防新冠肺炎的有效措施是接種疫苗,核酸疫苗已成為疫苗研發(fā)的新領(lǐng)域。與DNA 疫苗(通過抗原蛋白基因在動物細胞中表達引起機體免疫應(yīng)答)相比,mRNA 疫苗的安全性更有優(yōu)勢。這是因為mRNA 不需要進入細胞核,無_________的風(fēng)險,且易被_________水解,不會遺傳給子細胞。
(6)單克隆抗體在新冠肺炎的預(yù)防和治療中具有光明的前景,相較于從動物血清中分離所需抗體, 單克隆抗體具有_________等特點。生產(chǎn)抗新冠病毒單克隆抗體的過程,需要用到動物細胞工程中的_________技術(shù)和動物細胞融合技術(shù)。雜交瘤細胞在體外大規(guī)模培養(yǎng)時,為防止細胞代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害,應(yīng)采取的措施是_________。
【答案】(1)???? 未將鍋內(nèi)冷空氣排盡
???? 水和無機鹽 ???? 蛋白質(zhì)和核酸???? 顯色劑???? 淀粉遇碘液呈藍色,產(chǎn)淀粉酶的微生物能分解淀粉,在菌落周國會形成透明圈
(2)3.8×107
(3)①對操作臺,試驗用品進行清潔,無菌處理;②對丟棄物進行無菌處理;③對防護服進行無菌處理:⑨)用肥皂洗手后再用清水沖洗
(4)???? 逆轉(zhuǎn)錄???? PCR ???? 擴增后的DNA含量較低、試劑盒靈敏度不夠高
(5)???? 整合到宿主細胞染色體基因組中 ???? RNA酶
(6)???? 特異性強、靈敏度高,可大量制備???? 動物細胞培養(yǎng)???? 進行傳代培養(yǎng)
【分析】單克隆抗體的制備過程是:對小動物注射抗原,從該動物的脾臟中獲取效應(yīng)B細胞,將效應(yīng)B細胞與骨髓瘤細胞融合,篩選出能產(chǎn)生單一抗體的雜交瘤細胞,克隆化培養(yǎng)雜交瘤細胞(體內(nèi)培養(yǎng)和體外培養(yǎng)),最后獲取單克隆抗體。該過程需要涉及動物細胞培養(yǎng)技術(shù)和動物細胞融合技術(shù)。單克隆抗體與常規(guī)的血清抗體相比,最大的優(yōu)勢在于特異性強,靈敏度高,可大量制備。
【詳解】(1)采用高壓蒸汽滅菌時,若沒有排盡高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)的冷空氣,很可能導(dǎo)致壓力達到設(shè)定要求,而溫度未達到相應(yīng)要求;微生物生長繁殖所必需的營養(yǎng)物質(zhì)主要包括碳源、氮源、水和無機鹽等;氮源進入細胞后,可參與合成含氮化合物,其中的生物大分子有蛋白質(zhì)和核酸;淀粉與碘液可以發(fā)生顯色反應(yīng)(碘液作為顯色劑),使培養(yǎng)基呈藍色,產(chǎn)生淀粉酶的微生物能分解周圍的淀粉,藍色消失后會出現(xiàn)以菌落為中心的透明圈。
(2)平均每個平板上的菌落數(shù)為38,稀釋了100倍,取樣0.1ml,則每毫升水中的活菌數(shù)為38×100÷0.1=38000個,則每升水中的活菌數(shù)為38000×1000=3.8×107個。
(3)為了防止病原微生物污染環(huán)境或感染科研工作者,應(yīng)采取的防護措施有:①對操作臺和試驗用品進行清潔,無菌處理;②對丟棄物進行 無菌處理;③對防護服進行無菌處理;④用肥皂洗手后再用清水沖洗等。
(4)在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下,RNA可逆轉(zhuǎn)錄得到相應(yīng)的 DNA;PCR是體外擴增DNA的技術(shù),可以得到大量的DNA;使用基因檢測試劑盒時,由于擴增后的DNA含量較低、試劑盒靈敏度不夠高等原因可能會出現(xiàn)假陰性現(xiàn)象。
(5)與 DNA 疫苗相比,mRNA 疫苗的安全性更有優(yōu)勢。這是因為 mRNA 不需要進入細胞核,無整合到宿主細胞染色體基因組中的風(fēng)險,且易被RNA酶水解,不會遺傳給子細胞。
(6) 單克隆抗體與常規(guī)的血清抗體相比最大的優(yōu)點是特異性強、靈敏度高、可大量制備;生產(chǎn)抗新冠病毒單克隆抗體的過程,需要用到動物細胞工程中的動物細胞培養(yǎng)技術(shù)和動物細胞融合(B細胞+骨髓瘤細胞)技術(shù);雜交瘤細胞在體外大規(guī)模培養(yǎng)時,應(yīng)及時進行傳代培養(yǎng),以減少細胞代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害,同時也為細胞生長提供更充足的營養(yǎng)物質(zhì)。
10.為了研究不同“層次”血清對細胞增殖的影響,科研人員做了以下實驗:將分離出的牛血清裝入專用血清瓶后放入冰箱中直立靜置一段時間。取三根刻度吸管,將血清從上到下輕輕吸成均等的三份,分別裝入消毒后的瓶中,標(biāo)記為上、中、下,再分別從三個瓶中吸取等量的血清置于另一小瓶中,混合均勻備用。分別取等量的不同“層次”的血清和混合血清加入到新配制的動物細胞培養(yǎng)液中,再接種小鼠上皮細胞(接種細胞密度為5×104個/mL),在適宜條件下培養(yǎng)72h后,進行計數(shù),結(jié)果如下表。請回答:
組別




72h細胞數(shù)/個?mL-1
9.75×104
1.04×105
7.5×104
1.85×105

(1)細胞培養(yǎng)過程中,CO2的主要作用是_____________,每天更換培養(yǎng)液的目的是__________。
(2)培養(yǎng)液中加入動物血清的作用是____________,還加入一定量抗生素的目的是_______。
(3)如果用血細胞計數(shù)板計數(shù)細胞時進行如圖所示的操作,統(tǒng)計出來的數(shù)據(jù)比實際值偏高。正確的操作方法應(yīng)該是_____________。

(4)從表中結(jié)果可以看出,不同“層次”的血清對細胞增殖的影響不同。造成這種結(jié)果的主要原因是不同“層次”血清中_____________。
(5)根據(jù)實驗結(jié)果,在動物細胞培養(yǎng)過程中,正確使用血清的方法是_____。
【答案】(1)???? 維持培養(yǎng)液的pH???? 補充營養(yǎng)物質(zhì),去除代謝廢物,利于細胞增殖
(2)???? 補充細胞生長所需的未知物質(zhì)???? 防止雜菌污染
(3)先蓋上蓋玻片,后滴細胞懸液
(4)成分不同
(5)將血清充分混勻后加入到培養(yǎng)液中
【分析】分析表格:表中為上、中、下三層血清及混合血清中細胞增殖情況,不同“層次”的血清對細胞增殖的影響不同,且均比混合血清中自爆增殖速度慢,因此在動物細胞培養(yǎng)過程中,正確使用血清的方法是將血清充分混勻后再加入到培養(yǎng)液中。
【詳解】(1)動物細胞培養(yǎng)需要一定的氣體環(huán)境,即95%空氣+5%二氧化碳,其中二氧化碳的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH;每天更換培養(yǎng)基可以補充營養(yǎng)物質(zhì),并能去除代謝廢物,這樣有利于細胞增殖。
(2)動物血清營養(yǎng)豐富,培養(yǎng)液中加入動物血清的作用是補充細胞生長所需的未知物質(zhì),還加入一定量抗生素的目的是防止雜菌污染。
(3)如果用血細胞計數(shù)板計數(shù)細胞時,應(yīng)該先蓋上蓋玻片,后滴加細胞懸液,若先滴加細胞懸液,后蓋上蓋玻片,則統(tǒng)計出來的數(shù)據(jù)比實際值偏大。
(4)不同“層次”血清中營養(yǎng)成分不同,因此不同“層次”的血清對細胞增殖的影響不同,且均比混合血清中增殖速度慢。
(5)由表可知混合血清中細胞增殖速率最快,因此在動物細胞培養(yǎng)過程中,正確使用血清的方法是將血清充分混勻后再加入到培養(yǎng)液中。


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