高中生物动物细胞工程的常用技术综合题

2000年6月26日，经过美、英、法、德、日、中六国科学家的共同努力，人类基因组的工作草图已绘制完毕，并于当天向全世界公布。此次基因技术的突破性进展，愈发使世人相信，基因工程等生物高科技的广泛应用将推动21世纪经济、社会发展。
（1）从母羊甲的体细胞中取出细胞核，注入到母羊乙去掉核的卵细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再植入到另一只母羊丙的子宫内，出生小羊的大多数性状_____________。
A.难以预测
B.与甲羊类似
C.与乙羊类似
D.与丙羊类似
（2）研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的。如将从大肠杆菌得到的磷酸三酯酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，与用微生物降解相比，其作用不需要适宜的___________。
A.温度                                  B.pH
C.水分                                  D.营养

右图为细胞融合的简略过程，请据图回答：(16分)

(1)若A、B是植物细胞，在细胞融合之前应用_____       __处理，除去______ _；A、B到细胞C的过程中，常用的物理方法是_____________。
(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，一般取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织,然后用 _____  __使其分散开来，A、B到C的过程中，常用的不同于植物细胞的手段是_______  ____，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，那么，在获得此细胞之前，小鼠已被注射了__________，注射后小鼠身体形成了相应的___________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，用来培养的D的细胞应该是_____________。从中选择出它的方法是用_______________进行筛选，获得D后，常用的培养方法是______________和________________。

中国科学院动物研究所陈大元研究员带领的科研小组，首先选择了兔子卵细胞作为受体卵。他们采用了两种核移植方法，即电融合法和核直接注射法，把大熊猫的体细胞核移入兔的去核卵细胞质中。经过精心的实验，他们已得到了大熊猫的重构胚。实验结果显示，大熊猫的3种体细胞移植到兔去核卵母细胞中均可以卵裂，并进行早期发育，3种供体细胞核移植的融合率在55%~59%之间；融合后的重构卵进行培养后，囊胚率以乳腺细胞最高，而骨骼肌细胞的最低；重构囊胚细胞的染色体数目为42条，与供体（大熊猫）细胞染色体数目相同，与受体动物家兔的染色体数（44条）不同。经DNA指纹分析，也证明了重构囊胚细胞的遗传特性为大熊猫的遗传特性。实验还证明，卵细胞质使体细胞核去分化不具有特异性。大熊猫异种重构胚能否在寄母子宫着床乃至进行全程发育还是道难题，现正在深入实验。
根据以上材料，回答下列问题：
（1）下面叙述除哪项外都是动物克隆技术的益处？_____________。
A.探索异种克隆技术，拯救濒危物种
B.克隆技术与转基因技术结合，使异种器官移植成为可能
C.克隆技术的重要性在于复制出一个动物或一批生物
D.克隆技术的研究将帮助人类认识衰老过程
（2）“去分化”是指____________。
（3）细胞分化为囊胚，囊胚由许多细胞构成，其细胞增殖方式为_____________。
（4）科技预测：请预测大熊猫异种重构胚如果着床成功并顺利产生发育，其表现性状可能是_____________。
A.大熊猫的特点
B.兔子的特点
C.兼有大熊猫与兔子的特点
D.不具生殖能力

通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等。据图甲、表乙回答问题：

表乙：植物的花芽分别在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中的生长状况

	A组	B组	C组	D组	E组
吲哚乙酸	0	3ppm	3ppm	0．03ppm	0
细胞分裂素	0	0．2ppm	0．002ppm	1．0ppm	0．2ppm
花芽 生长状况	仍是 组织切块	形成 愈伤组织	愈伤组织 分化出根	愈伤组织 分化出嫩芽	稍生长

（1）有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，可能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。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体上是图甲中[    ]__________和[    ]________________过程，在此过程中被培养的细胞始终受________________的调节（[  ]填序号）。            
（2）应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株，其原因是________________。
（3）从表乙的实验结果可看出：吲哚乙酸和细胞分裂素是实验中的二种重要物质。
其中，新芽形成必须的条件是_________         _______；而在培养形成完整
新个体过程中，对它们的调控关键是________                            。

植物组织培养的培养基中加有激素。下表是培养基中两种植物激素在不同比例时的实验结果。请分析回答：

	1	2	3	4
激素种类及 浓度关系	6—BA	6—BA＞IBA	6—BA=IBA	6—BA＜IBA
结果	组织块产生愈 伤组织	愈伤组织分化 出芽	愈伤组织不断 生长	愈伤组织有长根趋势

（1）6—BA属于_____________类激素，它的作用是________________。
（2）IBA属于_____________类激素，它在本实验中的作用是__________________。
（3）在植物组织培养中，脱分化可用的激素组合是实验_____________和实验_____________中的激素浓度关系，再分化时可用的激素组合是实验_____________和实验_____________中的激素浓度关系。
（4）植物组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有_______________________，它的成分至少应该含有_______________________、_______________________等。
（5）判断愈伤组织是否产生，依据是看是否产生了____________的细胞。

植物细胞原生质体的制备是植物体细胞杂交、原生质体转化等技术的基础。下图表示利用机械法和酶解法制备原生质体的简要过程，请据图回答：

（1）将植物叶片放在较高浓度的蔗糖溶液中，一段时间后，在细胞的细胞壁和细胞膜之间充满了___________，原因是______________________。
（2）机械法是指剪碎已经发生质壁分离的组织时，有些细胞只被剪去细胞壁，释放出完整原生质体的方法。使用这种方法，蔗糖溶液浓度对获得原生质体的数量和活性有很大影响，浓度过低会造成___________，易剪碎原生质体；浓度过高，则会使___________。
（3）用酶解法制备原生质体的过程中，一般使用___________处理叶片。与机械法相比，酶解法的优点是_________________________________。

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，问：

（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_____________等营养物质。
（2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_____________和________________两类激素。
（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是_____________能利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。
（4）试管苗的细胞核中含_________条脱氧核糖核苷酸链。
（5）培育成的试管苗可能出现的基因型有_____________。

下图是植物组织培养的简略表示。据此回答：
脱分化  再分化
①——→②——→③——→④
（1）①表示                  ，它能被培养成为④的根本原因是　　    　　　。②表示　　 　　    
（2）若①是花药，则④是_________________，继续对其使用　　　　　　　处理可获得正常植株，该过程称为__________________。
（3）若想制作人工种子，应该选用（填编号）　　　　。若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，培养将进行到（填编号）　　　　　。

现有甲、乙两种可能有一定毒性的化学物质，实验室研究人员欲通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。
【实验原理】有毒物质能诱导细胞产生变异，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。
【实验材料】活的小白鼠胚胎。
【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。
【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       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，        ，加入等量的细胞悬浮液。
②向A培养瓶中加入化学物质甲，向B培养瓶中加入         ，向C瓶内加入等量的生理盐水，并将培养瓶摇匀。
③在实验中，C培养瓶起什么作用？             。
（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         ，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，用                 染色，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C组对比以确认发生变异的细胞，同时统计                    。
【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：Q_A=1.3%、Q_B=12.5%、Q_C=0.1%，由此可知该实验的结论是                               。   

科学家利用细胞工程培育了“白菜甘蓝”杂种植株，如下图所示，请根据图回答下列问题：

（1）图C表示____    ；由D形成E的过程称为    。
（2）图中A、B的制备，需要去除细胞壁，此时要用到           酶；从本质上讲，“白菜甘蓝”杂种植株具有的性状是        的结果。
（3）若“白菜甘蓝”杂种植株为四倍体，则该植株的花粉经离体培养得到的植株是  倍体。

在植物组织培养过程中，愈伤组织的成功诱导是至关重要的步骤。科学家以食用稗的成熟胚作为外植体，在基本培养基上研究植物生长调节剂对食用稗愈伤组织诱导的影响。实验结果如下表。请回答相关问题：

注：愈伤组织诱导率（%）＝产生愈伤组织的外植体数/接种外植体总数×100%
（1）从上表可以知道，在基本培养基中添加较高浓度的          有利于食用稗胚形成愈伤组织，而添加          则不利于食用稗胚愈伤组织的形成。
（3）影响愈伤组织成功诱导的因素除植物生长调节剂外，培养的环境条件也是重要的因素。现给你提供200个已经消毒过的食用稗的成熟胚，在上述研究的基础上，探究光照对愈伤组织形成的影响。
实验步骤：
①将200个已经消毒过的食用稗的成熟胚平均分为甲、乙两组，分别接种到     培养基上；
②                                                                     ；
③                                                                     。
预期实验结果和结论：                                                        。

下图是基因型为AaBb的菊花茎尖离体培养示意图，据图回答下列问题：

(1)图中A是__________，B是__________。菊花茎尖培养成植物体的根本原因是________________________________________________________________________
(2)菊花的组织培养过程中，细胞增殖通过__________分裂来完成。试管苗形成过程中要给予一定光照，其目的是________________。
(3)脱分化和再分化这两个过程的进行还需要维持一定的外界条件，一是要有适宜________，二是要__________。否则植物组织培养就不能成功。
(4)这样培养成的试管苗的繁殖方式是__________。

试管苗的光合作用能力较弱，需要逐步适应外界环境才能往大田移栽。研究人员进行了“改变植物组织培养条件缩短试管苗适应过程”的实验，实验在适宜温度下进行，图甲和图乙表示其中的两个实验结果。 请回答：

（1）图甲的实验是在大气CO₂浓度下进行的。据图分析，试管苗在不加蔗糖的培养基中__________________更高。
（2）图乙是试管苗在密闭.无糖培养基条件下测得的24h内CO₂浓度变化曲线。图中b-c段CO₂浓度升高缓慢是因为________________________________________，c-d段CO₂浓度急剧下降是因为试管苗________________________________________。若d点时打开培养瓶，试管苗的光合速率____________。
（3）根据上述实验结果推知，采用无糖培养基.__________和___________可缩短试管苗的适应过程。

请回答下列有关月季花药培养过程中的有关问题：
（1）月季花药组织培养的操作程序是①制备      培养基；②       ；③接种；④培养；⑤移栽；⑥栽培。移栽时应将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境下生活一段时间进行        ，目的是使试管苗适应自然环境、提高抵抗力和生活力。
（2）愈伤组织分化生成根和芽，再由芽发育成叶和茎，这一过程称为          ，此过程      （需要、不需要）光照，组织培养要求无菌操作的目的是                      。

“白菜——甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短和耐储藏等优点。下图是“白菜——甘蓝”的培育过程示意图，请回答下列问题：

⑴在上述过程中，实现①②过程常用的物质为　　　　　　　　　　。
⑵ A、B表示______________；杂种细胞D生成的标志是形成________________；由D形成E的过程所依据的原理是__________________________，
⑶过程③叫做_____     __技术，该过程的诱导方法有物理法和化学法两大类过程。若用化学法，所用化学试剂名称　　　      。
⑷过程④是细胞壁的再生过程，与此过程密切相关的细胞器是____   _____。
⑸已知白菜细胞中含2M条染色体，甘蓝细胞中含有2N条染色体，则杂种植株体细胞染色体数为　     。通常情况下，白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的，原因是　　　  　   　  。
⑹植物体细胞杂交方法的优点是                                              。