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1、课时作业( (三十七) ) 第 3737 讲 细胞工程 时间 / 30 分钟 基础巩固 1. 2017江西七校联考 根据图 K37-1植物体细胞杂交技术流程图,回答相关问题。 图 K37-1 (1)运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)自然状态下不能得到杂种植株,原因 是 。 (2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,依据的原理是 ,其中过程称 为 , 植物体细胞融合完成的标志是 。 (3)已知番茄、马铃薯分别为二倍体、四倍体,“”则 番茄马铃薯 属于 倍体植株。 (4)已知柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物,可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若 利用此技术,将柴油树细胞培养到
2、(填字母编号)阶段即可。 (5)若培育抗虫棉,将抗虫基因通过适当的途径导入棉花体细胞,然后进行组织培养,该过程相当于 (填数字序号)。 (6)人工种子是由发育到 (填字母编号)阶段的结构包裹上人工种皮制成的。 2. 2017天津十校联考 如图 K37-2为动物细胞培养过程中细胞增殖曲线(甲)及细胞变化图(乙),请回 答下列问题: 1 图 K37-2 (1)图甲中 点以后表示细胞的传代培养,AB 段可能发生了如图乙 (填序号)所示的 现象,在进行 B 至 C 过程培养前,需要用 处理细胞。 (2)动物细胞培养,一般传至 代以内细胞能保持正常的二倍体核型。 (3)为制备单克隆抗体,需将 注射到小鼠
3、体内,以此获取 ,同时将该细胞与图乙 (填序号)所示的细胞融合形成杂交瘤细胞,该杂交瘤细胞的特点 是 。为筛选能够产生单克隆抗体的杂交瘤细胞,可用 培养基来达到目的。 能力提升 3. 2017嘉兴 3 月模拟 我国目前临床使用的乙肝疫苗大多 为基因工程疫苗,其有效成分是一种叫作乙 肝表面抗原的蛋白质(S 蛋白),对应的基因为 s 基因。请回答: (1)在构建重组 DNA分子时,要用限制性核酸内切酶处理 ,并用 酶使两者 结合。再将重组 DNA 分子导入哺乳动物细胞,经筛选得到工程细胞。 (2)在细胞培养过程中,工程细胞在生长过程中有 现象,需要定期使用 酶进行处理, 以便于分瓶培养。 (3)为
4、提高工程细胞培养的成功率,下列措施中不需要采用的是 。 A.取单个细胞进行培养 B.加入胰岛素 C.二氧化碳培养箱 D.加入动物血清 (4)由于哺乳动物细胞培养较难,成本较高,“”近些年科学家们又发明了 乳腺生物反应器 ,进而从转基因 动物的乳汁中提取所需产品。在这种技术中,作为重组 DNA分子受体细胞的一般是 。 4. 2017开封模拟 药用蛋白人组织纤维溶酶原激活物(htPA)可在转 htPA 基因奶牛的乳汁中获得。如 图 K37-3 表示利用奶牛乳汁生产人组织纤维溶酶原激活物的培育过程: (1)htPA基因 cDNA 可通过克隆筛选获得。构建表达载体时,必须将 htPA 基因 cDNA与
5、牛乳腺蛋白基因的 等调控组件重组在一起。 图 K37-3 (2)通过形成图中的过程中,通常取培养 代以内的细胞,原因是 。 (3)“”图中 未受精的卵 是指 的卵母细胞,而不能用普通的体细胞作为受体细胞,“原因是 未受精 ”的卵 。 (4)与的遗传性状不一样的原因是 。 2 (5)图示过程中涉及的科学技术有转基因技术、 、 、胚胎移植技 术等。 5. 2017湖北名校联考 眼虫是一种含有叶绿体的原生动物。据此,某同学认为动物细胞与植物细胞在 理论上是可以实现杂交的。他设计了一个具体的实验方案如图 K37-4 所示: 图 K37-4 请回答下列有关问题: (1)实验方案中,步骤 A 为除去细胞壁
6、得到的 ,常用的除去细胞壁的酶 为 。 (2)步骤 B 为 ,受体动物必须接受 处理,以确保其生理状态适合接受胚胎。 (3)诱导融合可以采用一些物理方法,如 等,也可以使用化学药品 进行诱 导。 (4)进行动物胚胎细胞培养时,需要用 将组织块或贴壁生长的细胞分散成单 个细胞。 (5)诱导植物材料形成愈伤组织的两类关键激素是 。 综合拓展 6.如图 K37-5 是制备抗埃博拉病毒(EBOV)VP40 蛋白单克隆抗体的过程,请据图回答问题: 图 K37-5 (1)通过 PCR技术获取目的基因的过程中,反应体系中除了加入含有 EBOV VP40 基 因的 DNA、dNTP,还应该 有 酶和根据目的基
7、因的核苷酸序列设计的 。 (2)选用 EcoR 和 Xh o双酶切的优点是 。 (3)大肠杆菌获得重组质粒 A,从而发生稳定遗传变化的过程可称为 。该过程首先需要用 处理大肠杆菌,使其更易吸收环境中的 DNA分子。 (4)过程常用的不同于诱导植物原生质体融合的方法是用 处理,该过程能产生的两两融 合的细胞有 种。若把在 HAT 选择培养基上存活的细胞全部培养在同一培 养基中,从中提取出的 抗体 (“”“”填 是 或 不是 )单克隆抗体。 (5)体内培养是指把能产生特异性抗体的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内 进行培养,一段时间后,从 中提取单克隆抗体。图示过程应用了哪些生物技 术: 。 3 4 课时
8、作业(三十七) 1.(1)不同种的植物存在生殖隔离 (2)细胞的全能性 原生质体融合 产生新的细胞壁 (3)六 (4)e (5) (6)f 解析 (1)番茄和马铃薯属于两个物种,存在生殖隔离,不能通过有性杂交产生后代。(2)在利用杂种细胞 培育杂种植株的过程中,依据的原理是细胞的全能性,其中过程称为原生质体融合,植物体细胞融合完成 的标志是产生新的细胞壁。(3)由于番茄、马铃薯分别为二倍体、四倍体,“”因此 番茄马铃薯 属于异 源六倍体。(4)柴油是植物细胞的代谢产物,将柴油树细胞培养到愈伤组织阶段即可提取,愈伤组织阶段为 题图中的 e 阶段。(5)若培育抗虫棉,将抗虫基因通过适当的途径导入棉
9、花体细胞,然后进行组织培养,包 括脱分化和再分化两个阶段,即题图中的过程。(6)人工种子是用胚状体包上人工种皮制成的。 2.(1)B 接触抑制 胰蛋白酶(胶原蛋白酶) (2)10 (3)抗原 浆细胞 既能无限增殖,又能产生专一抗体 选择性 解析 (1)B点之 前是初次培养,称为原代培养;AB 段增殖速度缓慢,是因为发生了图乙中所示的接触 抑制现象,若要继续进行传代培养,需要用胰蛋白酶(胶原蛋白酶)处理使组织细胞分散开来。(2)传代培养 10 代以上,细胞的二倍体核型可能会发生改变,10 代以内的细胞仍然保持二倍体核型。(3)制备单克隆抗 体时,需要将浆细胞和能无限增殖的细胞(如中发生癌变的瘤细
10、胞)融合,二者融合后形成的杂交瘤细胞, 既能像瘤细胞那样无限增殖,又能像浆细胞那样产生专一抗体。需要利用特定的选择性培养基将产生单一 抗体的杂交瘤细胞筛选出来。 3.(1)s 基因和载体 DNA DNA连接 (2)接触抑制 胰蛋白 (3)A (4)受精卵 解析 (1)在构建重组 DNA 分子时,要用限制性核酸内切酶处理 s 基因和载体 DNA,并用 DNA 连接酶使两 者结合。(2)在动物细胞培养过 程中存在接触抑制现象,需要定期使用胰蛋白酶进行处理,以便于分瓶培 养。(3)取单个细胞进行培养不会提高工程细胞培养的成功率,A错误;胰岛素能促进血糖进入组织细胞, 因此能提高工程细胞培养的成功率,
11、可以在培养基中添加胰岛素,B正确;动物细胞培养时需要一定的气体 环境,因此需要放在二氧化碳培养箱中进行培养,C正确;动物细胞培养时,为了给细胞提供充足的营养,需 要在培养基中加入动物血清,D 正确。(4)培育转基因动物时,应该以受精卵作为受体细胞,因为受精卵的 全能性最高。 4.(1)启动子 (2)10 10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型 (3)M中期(减数第二次分裂中期) 体积大,易操作,含有促进细胞 全能性表达的相关物质 (4)个体的遗传信息几乎全部来自供体的细胞核 (5)动物细胞培养技术 体细胞核移植技术 解析 (1)真核生物的基因中含有内含子,cDNA是以 mRNA 为模 板反转录
12、形成的,没有非编码区和内含子 序列。牛的乳腺蛋白基因只在泌乳期的乳腺细胞中表达,因此将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控 组件重组在一起,才使得 htPA 基因的表达产物在乳汁中获得。(2)在现代生物工程技术中,利用的动物细 胞通常是培养 10代以内的细胞,其原因是 10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型。(3)从到的过 程中,应用了核移植技术,“”题图中 未受精的卵 是指核移植技术中的受体细胞,该受体细胞为 M 中期的 卵母细胞,不用普通体细胞的原因是卵细胞体积大,容易操作,含有促进细胞全能性表达的相关物质。(4) 为代孕母牛, 是转基因生物(乳腺生物反应器), 与的遗传性状不一样的原因是
13、个体的遗传信息 几乎全部来自供体的细胞核。(5)本操作中涉及的科学技术有转基因技术、动物细胞培养技术、体细胞核 移植技术和胚胎移植技术等。 5.(1)原生质体 纤维素酶和果胶酶 (2)胚胎移植 同期发情 (3)离心、振动和电激 聚乙二醇 (4)胰蛋白酶或胶原蛋白酶 (5)生长素和细胞分裂素 5 解析 (1)植物细胞除去细胞壁得到原生质体。依据植物细胞壁的成分,常用纤维素酶和果胶酶除去细胞 壁。(2)步骤 B 为胚胎移植。要确保受体动物生理状态适合接受胚胎,必须对其进行同期发情处理。(3)诱 导融合的物理方法有离心、振动和电激,也可用化学药品聚乙二醇进行诱导。(4)动物细胞培养时需要用 胰蛋白酶
14、或胶原蛋白酶使细胞分散开。(5)诱导植物材料形成愈伤组织的两类关键激素是生长素和细胞分 裂素。 6.(1)Taq(热稳定的 DNA聚合) 引物 (2)防止酶切产物之间的随意连接,提高连接成功率(其他合理答案也可) (3)转化 Ca2+ (4)灭活的病毒 3 不是 (5)腹水 基因工程、动物细胞培养、动物细胞融合 解析 (1)PCR扩增目的基因需要热稳定的 DNA聚合酶和引物。(2)EcoR 和 Xho 切割形成的黏性末端 不同,而 DNA连接酶只能将具有相同黏性末端的 DNA 片段连接起来,因此为了防止目的基因反向连接或自 身环化,酶切时可同时选用 EcoR 和 Xho,提高连接成功率。(3)大肠 杆菌获得重组质粒,从而发生稳定 遗传变化的过程可称为转化,将目的基因导入细菌的过程中首先需要用 Ca2+处理大肠杆菌,使其更易吸收 环境中的 DNA 分子。(4)不同于诱导植物原生质体融合的诱导动物细胞融合的方法是用灭活的病毒处理。 两种细胞(分别用 A 细胞、B 细胞表示)两两融合得到 AA、AB、BB 三种融合细胞,选择培养基上的 杂交瘤细胞可产生多种抗体,因此产生的抗体不是单克隆抗体。(5)将能产生特异性抗体的杂交瘤细胞注 射到小鼠腹腔内进行培养,一段时间后,可从腹水中提取单克隆抗体。题图示过程应用了基因工程、动物 细胞培养、动物细胞融合等生物技术。 6