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高二生物周末作业( 2) 专题二 细胞工程
制卷: 陈红兵 审题: 刘金然 杨艳琼
第1节  植物细胞工程
1.( 海南生物, 25) 某二倍体植物是杂合子, 下图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答:

( 1) 图中①表示的是该花粉培养过程中的 过程, ②表示的是 过程, X代表的是 , ③表示的是 过程, ④表示的是诱导 过程。
( 2) 图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条, 具体经过哪一条途径主要取决于培养基成分中 的种类及其浓度配比, 最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为 植株( 甲) 。未成熟花粉经培养能形成完整植株, 说明未成熟花粉具有 。
( 3) 对植株甲进行 , 才能使其结实产生后代( 乙) , 否则植株甲只有经过 的方式才能产生后代( 丙) 。乙、 丙两种植株中, 能产生可育花粉的是 植株, 该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为 种, 该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为 种。花药培养在育种上的特殊意义是 , 从而开辟育种新途径。
2.经过植物组织培养技术, 能够快速繁殖、 培育无病毒的植物。培养过程如下: 
离体的植物器官、 组织或细胞愈伤组织
胚状体植物体
( 1) 紫草细胞中提取的紫草素是制造治疗烫伤和割伤的药物以
及染料和化妆品的原料。若要从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素, 不再需要经过② 过程, 且哪项条件是不需要的 。
A.消毒灭菌 B.适宜温度
C.充分光照 D.适宜养料和激素
( 2) 用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构, 若包裹上人造种皮, 制成人工种子, 能够解决有些作物品种繁殖能力差、 结子困难或发芽率低等问题。图中的⑤相当于种子结构中的 , 主要作用是 。
( 3) 为了有利于幼苗茁状成长, 提高农作物产量, 请设计两种对人工种子处理的方法。
。
3.玉米是一种主要的农作物, 为了提高玉米的产量, 科学家做了大量的研究工作。如图是关于玉米培养的过程, 请据图回答: 

( 1) 取玉米幼苗的茎尖进行 , 如图A→C, 发育成植株D, 取D的花药进行离体培养成幼苗, 属于 , 如图E→F, 经秋水仙素处理后发育成植株G; 从生殖方式上分析, A→D属于 生殖; 从细胞分裂方式上分析, E→F过程中进行了 分裂。
( 2) 取茎尖进行培养的原因是 。( 3) A→C的过程要严格控制 。
( 4) 用A→D过程获得的植株D, 称为 。若用D进行繁殖, 种植的植株就 或 感染病毒。
( 5) 用E→G途径育种的优点是 。
( 6) 若想培育出一种新的玉米品种, 能够采用 育种方式; 若想培育出一种能抗虫的玉米新品种, 能够采用 育种; 若想培育出一种地上结玉米, 地下结马铃薯的植株, 能够利用 技术。
4.( 热点预测) 番茄为自花传粉植物, 在20世纪初, 科学家用植物体细胞杂交技术, 将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合, 成功地培育出了番茄—马铃薯杂种植株( 如图) , 但当前还没有实现这美妙的设想——地上结番茄果实、 地下结马铃薯块茎的植物。据图回答下列问题: 

( 1) 过程②叫做 技术。与过程③密切相关的具有单层膜的细胞器为 。
( 2) 分别用红、 绿荧光染料标记a、 b细胞膜上的蛋白质, 正在融合的原生质体一半发红色荧光, 一半发绿色荧光。杂种细胞上a、 b两种颜色的荧光均匀分布, 这表明细胞膜具有 性。
( 3) 在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中, 运用的技术手段是 , 依据的原理是 , 其中过程④相当于 , 过程⑤相当于 , 其细胞分裂方式为 。
( 4) 若利用此技术生产治疗烫伤、 割伤的药物——紫草素, 培养将进行到 ( 填字母编号) 。
( 5) 人工”种子”与自然种子相比, 具有的特殊优点是 。
A.储运方便 B.培植简易 C.成活率高 D.保持亲本优良性状
( 6) 若运用传统的有性杂交能否得到上述杂种植株? , 理由是 。
这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于
 。
( 7) 在”番茄—马铃薯”培育过程中, 遗传物质的传递是否遵循孟德尔遗传规律? 为什么?  。
( 8) 如果过程②的a、 b细胞都是番茄细胞, 那么更简单的得到番茄多倍体植株的方法是 。
5.”白菜—甘蓝”是科学家用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种, 它具有生长周期短, 耐热性强和易储存等优点。下图是”白菜—甘蓝”培育过程示意图, 请完成下列有关问题 

( 1) 由杂种细胞D培育成”白菜—甘蓝”植株, 采用的技术手段是 。该过程说明植物细胞具有 。
( 2) 要制备”白菜—甘蓝”的人工种子, 要在d步骤选取具有生根发芽能力的 ( 结构) , 包裹上人造种皮制得。
( 3) 在a过程中诱导原生质体融合最常见的诱导剂是 , 融合依据的原理是 。
( 4) 要获得上图中白菜和甘蓝的原生质体, 首先需要分别除去白菜和甘蓝细胞的细胞壁。现提供以下材料和用具: 紫色洋葱磷片叶、 适宜浓度的蔗糖溶液、 纤维素酶和果胶酶、 蒸馏水、 镊子、 显微镜、 载玻片等。请你从中选择合适的材料, 完成下面检验是否已除去细胞壁实验的方法步骤, 并预测和解释实验结果。
主要实验步骤: 
①选取适宜浓度的蔗糖溶液, 加入适量纤维素酶和果胶酶配制成细胞壁分解液。其中选取适宜浓度的蔗糖溶液而不用蒸馏水的理由是: 适宜浓度的蔗糖溶液 。
②检验细胞壁分解液除去细胞壁。
第一步: 用镊子撕取一小块紫色洋葱鳞片叶放在载玻片中央, 滴加适量细胞壁分解液, 制成临时装片, 得到实验组装片。
第二步:

。
第三步:
。
结果预测和解释:

6.制造人工种子的原理是在组织培养得到的”胚状体”的最外面用一层有机膜包裹, 并在薄膜以内放入一些营养物质, 这层膜和这些营养物质分别具有种皮和胚乳的功能( 如图所示) 。在制造过程中还能够加入某些农药、 菌肥等。
据此材料回答下列问题: 

( 1) 胚状体来源于离体的植物体细胞, 其形成过程中要经过的生理变化大致上是
和 。在这一过程中被培养的细胞始终受 的调节。
( 2) 从保证人造种子正常生命力及生态系统物质循环上来看, 其外部薄膜应具有 特点。在人工种子萌发过程中胚状体细胞吸收营养液中的物质用于 等。
( 3) 在人工种子中被包入的菌肥一般是 。
2节 动物细胞工程
动物细胞培养与细胞融合
1.( 宁夏理综, 38) 回答下列有关动物细胞培养的问题: 
( 1) 在动物细胞培养过程中, 当贴壁细胞分裂生长到细胞表面 时, 细胞会停止分裂增殖, 这种现象称为细胞的 。此时, 瓶壁上形成的细胞层数是 。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来, 需要用酶处理, 可用的酶是 。
( 2) 随着细胞传代次数的增多, 绝大部分细胞分裂停止, 进而出现 的现象; 但极少数细胞能够连续增殖, 其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成 细胞, 该种细胞的黏着性 , 细胞膜表面蛋白质( 糖蛋白) 的量 。
( 3) 现用某种大分子染料, 对细胞进行染色时, 观察到死细胞被染色, 而活细胞不染色, 原因是
。
( 4) 检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目, 最好选用细胞分裂到 期的细胞用显微镜进行观察。
( 5) 在细胞培养过程中, 一般在 条件下保存细胞。因为在这种条件下, 细胞中 的活性降低, 细胞 的速率降低。
( 6) 给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后, 发生了排斥现象, 这是因为机体把移植的皮肤组织当作 进行攻击。

2.中国科学家 在山东莱阳农学院培育出克隆牛”康康”和”双双”的过程如图所示, 请分析回答:

( 1) ａ、 ｂ所指细胞工程的名称分别是  和 。
( 2) ”康康”和”双双”之间能否进行器官移植? 为什么? 

( 3) 实施细胞工程时, 所需的受体细胞大多采用动物卵细胞的原因是

( 4) ”康康”和”双双”的培育成功说明了什么问题? 

3.下面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图, 请据图回答下列问题: 

( 1) 图甲和图乙所示的过程中, 都必须用到的动物细胞工程技术手段是 。
( 2) 图甲中②过程常在 诱导下完成, ④过程与体外培养相比, 其优点是 。
( 3) 单克隆抗体能定向攻击癌细胞, 主要是利用其 。
( 4) 若不考虑环境因素影响, 克隆羊的性状全部像白面绵羊吗? 。原因是 。
( 5) 图乙过程的技术具有多种用途, 可是不能( )
A.有选择地繁殖某一性别的家畜 B.繁殖家畜中的优良个体
C.用于保存物种 D.改变动物的核基因
( 6) 在当前现有技术条件下, 还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体, 而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体, 你认为原因最可能是 ( )

A.卵细胞大, 便于操作 B.卵细胞含有的营养物质多
C.卵细胞的细胞质可使体细胞核全能性得到表示 D.重组细胞才具有全能性
4.请填写有关细胞工程的内容: 
( 1) 生物体的每一个细胞都包含有该物种的 , 从理论上讲, 生物体的每一个活细胞都应该具有 。
( 2) 植物组织培养技术的应用范围是很广的, 除了快速繁殖、 培育无病毒植物、 经过大规模的植物组织培养来生产药物、 食品添加剂、 香料、 色素和杀虫剂等外, 还可应用于 等( 至少答出一项) 。
( 3) 动物细胞培养一般分为 和 两个阶段, 培养时除需要适宜的温度、 营养、 无菌、 无毒等环境条件以外, 还要向培养液中通入氧气和二氧化碳。通入氧气的原因是 。通入二氧化碳的原因是 。
( 4) 在动物细胞培养过程中, 先后两次用胰蛋白酶, 配制成细胞悬浮液, 其作用分别是
。
( 5) 植物体细胞杂交的重要意义在于 , 与诱导植物原生质体融合方法相比, 动物细胞融合还常见 作为诱导剂。
5.如图为细胞融合的简略过程, 请据图回答: 

( 1) 若A、 B是植物细胞, 在细胞融合之前已用 处理, 除去了 ;
A、 B到C的过程中, 常见的物理方法是 , 融合完成的标志是 。
( 2) 若A、 B是植物细胞, 则形成的D细胞还要应用 技术把D培养成植株。
( 3) 若A、 B是动物细胞, 一般取自 , 然后用 使其分散开来; 从A、 B到C的过程中, 常见的但不用于植物细胞培养的手段是 , 所形成的D称为 。
( 4) 若该过程是制备单克隆抗体, A为小鼠B淋巴细胞, 在获得此细胞之前, 小鼠已被注射了 。由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程称为 。这种细胞既能无限繁殖, 又能分泌 。图中B为 。
( 5) 若该过程仍是制备单克隆抗体, 在A、 B到C的过程中, 所形成的C有 种( 只考虑两个细胞的相互融合) , 用来培养的D细胞应该是 。从中选择出它的方法是 培养。获得D后, 常见的培养方法 和 。
6.( 海南高考) 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, 培养液及其它培养条件均相同。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, 一般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%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, 甲细胞比乙细胞能够传代的次数更 。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) 已知癌基因X过量表示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, 经过分别检测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。
7.下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图, 据图回答下列问题: 

( 1) 技术是进行单克隆抗体制备的基础。
( 2) 根据培养基的用途分类, 图中HAT培养基属于 培养基。
( 3) 单克隆抗体与常规的血清抗体相比, 最大的优越性是 。
( 4) 动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常见的诱导剂外, 还能够采用 。
( 5) 选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞 的特点, 又具备淋巴细胞 的特点。
( 6) 淋巴细胞是由动物体 中的 细胞分化、 发育而来的。
( 7) 杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、 氨基酸的主要方式是 。

8.现有甲、 乙两种可能有一定毒性的化学物质, 实验室研究人员欲经过动物细胞培养的方法来鉴定它们是否有毒性, 并比较二者毒性的强弱。请你以一个研究人员的身份参与此项研究, 完成下列实验报告并回答有关问题。
Ⅰ.实验原理: 。
根据这种变异细胞占全部培养细胞的百分数( 以下称Q值) , 可判断该化学物质的毒性。
Ⅱ.实验材料: 活的小白鼠胚胎。
Ⅲ.药品用具: 胰蛋白酶液、 动物细胞培养液、 动物细胞固定液、 适宜浓度的龙胆紫溶液、 滴管、 培养皿、 剪刀、 锥形瓶、 培养瓶、 恒温箱、 载玻片、 盖玻片、 显微镜、 小白鼠正常体细胞有丝分裂各时期高倍显微照片。
Ⅳ.实验步骤
( 1) 制备细胞悬浮液
把活的小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎, 转入锥形瓶中, 加入胰蛋白酶液处理, 使胚胎组织分散成单个细胞, 再加入动物细胞培养液, 制成细胞悬浮液。
( 2) 进行细胞培养
①取A、 B、 C三个洁净的培养瓶, 。
②向A培养瓶中加入化学物质甲, 向B培养瓶中加入等量的化学物质乙, 并将培养瓶摇匀。③向C瓶内
。
( 3) 制作临时装片
①当细胞增殖到大约第8代左右时, 同时从恒温箱中取出三个培养瓶, 用胰蛋白酶液处理, 使培养的细胞从瓶壁上脱落, 再加入动物细胞固定液以便迅速杀死细胞并固定细胞。
②静置一段时间后, 分别从各培养瓶底部吸取适量的细胞悬浮液, 滴在与培养瓶有相同编号的载玻片的中央, , 3～5 min后, 盖上盖玻片。
( 4) 镜检和统计
把临时装片放在显微镜下, 先用低倍镜后用高倍镜, 寻找处于 期的细胞, 并与 对比以确认发生变异的细胞, 同时统计该期变异的细胞占该期细胞总数的百分数( Q值) 。
Ⅴ.结果与结论
经研究人员实验得知: A、 B、 C三个培养瓶的Q值依次为: QA=1.3%、 QB=12.5%、 QC=0.1%, 由此可知该实验的结论是 。
Ⅵ.回答问题
在实验中, C培养瓶起什么作用? 。