___________________________________________。
(5)在培养过程中,愈伤组织在培养基中未形成根,但形成了芽,其原因可能是_________________________________________。
解析:(1)离体的组织或器官经过脱分化形成愈伤组织,再通过再分化即细胞的分裂和分化形成胚状体结构。(2)由花药离体培养得到的“花粉胚”,其细胞内的染色体数目是体细胞胚的一半。用秋水仙素处理花粉胚,可使细胞内的染色体数目加倍,获得可育的二倍体植株,该过程是单倍体育种中不可缺少的步骤。离体细胞发育成完整植株的根本原因是每个细胞中都含有该物种的全套基因,该过程体现了植物细胞的全能性。(3)花粉胚的细胞中染色体数是体细胞胚的一半,减数分裂过程中染色体联会紊乱,不能正常产生配子,一般是不可育的;而体细胞胚的细胞中含本物种正常的染色体数,可进行正常的减数分裂,产生正常的配子。(4)茎尖或根尖由于细胞不断分裂,病毒来不及侵染,所以在培养无病毒植株时常选用茎尖或根尖作外植体。(5)植物组织培养过程中需用生长素和细胞分裂素来调节细胞的分裂、分化,若培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏高,容易诱导根的生成;若培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低,则易诱导芽的生成。
答案:(1)分裂(或增殖) 分化
(2)①花粉胚细胞中的染色体数目是体细胞胚的一半 ②秋水仙素 单倍体 ③本物种的全套基因(或全套遗传信息) 植物细胞的全能性
(3)由花粉培养发育的植株一般不可育,由体细胞经组织培养发育的植株则是可育的 (4)茎尖(或根尖)病毒极少,甚至无病毒
(5)培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量比例不合理(或培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低)(合理即可)
4.下列是有关植物细胞工程的应用的知识,请回答:
(1)植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的________,繁殖种苗的速度________。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养,最终能够形成完整的植株,说明该叶肉细胞具有该植物的全部__________________。
(2)把试管苗转接到新的培养基上时,需要在超净工作台上进行,其原因是避免______________的污染。
(3)微型繁殖过程中,适宜浓度的生长素单独使用时可诱导试管苗________,而与__________________配比适宜时可促进芽的形成。若要抑制试管苗的生长,促使愈伤组织产生和生长,需要使用的生长调节剂是________(填“脱落酸”或“2,4-D”)。
(4)将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后,单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析,随着培养基中蔗糖浓度的增加,光合作用强度的变化趋势是__________,单株鲜重的变化趋势是______________________。据图判断,培养基中不含蔗糖时,试管苗光合作用产生的有机物的量________(填“能”或“不能”)满足自身最佳生长的需要。
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(5)据图推测,若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力,应________(填“降低”或“增加”)培养基中蔗糖浓度,以便提高试管苗的自养能力。
解析:(1)植物微型繁殖就是植物组织培养技术,属于无性繁殖技术,能保持亲本的优良遗传特性,且繁殖种苗的速度快;植物组织培养技术的原理是植物细胞具有全能性,即细胞中具有发育成该物种的全部遗传物质或遗传信息。(2)植物组织培养需要无菌操作,防止杂菌污染。(3)适宜浓度的生长素可以诱导试管苗生根。如果与细胞分裂素配合使用,当两者用量比例高时,有利于根的分化,抑制芽的形成;当比例低时,有利于芽的分化,抑制根的形成。由于脱落酸对生长起抑制作用,所以要促进愈伤组织产生和生长,应选用2,4-D。(4)由图可知,随着培养基中蔗糖浓度的增加,光合作用强度逐渐减小,单株鲜重先增加后下降。据图判断,培养基中不含蔗糖时,试管苗光合作用产生的有机物的量不能满足自身最佳生长的需要。(5)随着培养基中蔗糖浓度的增加,光合作用强度逐渐减小,所以要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力,应降低培养基中蔗糖浓度,以便提高试管苗的自养能力。
答案:(1)遗传特性 快 遗传信息 (2)微生物 (3)生根 细胞分裂素 2,4-D
(4)逐渐减小 先增加后下降 不能 (5)降低
5.如图所示为动物细胞培养过程中,动物细胞增殖情况的变化曲线(图中B、D两点表示经筛选后继续培养)。据图回答问题。
(1)OA段的培养称为________培养,AB段可能发生了_______现象。
(2)动物细胞培养和植物组织培养过程中,就细胞增殖、分化来说,动植物细胞都要进行______________,不同的是植物细胞还要进行__________________。
(3)为制备单克隆抗体,需将________注射到小鼠体内,以获取________细胞,同时可
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选取图中________点的细胞与该细胞融合形成杂交细胞,所选取的细胞,其细胞膜上的________比正常细胞显著减少,为筛选能够产生单克隆抗体的杂交细胞,可用________培养基达到目的。
解析:(1)动物细胞培养的初次培养称原代培养,分瓶后的培养称传代培养;当动物细胞相互接触时,会发生接触抑制现象。(2)动植物细胞培养都必然发生细胞增殖,从而使细胞数目增多;另外,植物组织培养一般都会发生脱分化和再分化的过程。(3)制备单克隆抗体时,需要将产生单一抗体的B淋巴细胞与能够无限增殖的细胞杂交。欲获得B淋巴细胞必须先注射抗原,检测到有相应抗体的存在才可以提取到相应的B淋巴细胞,而癌细胞表面的糖蛋白减少,黏着性降低,近似球形,易于扩散。筛选一般用选择性培养基来进行。
答案:(1)原代 接触抑制
(2)增殖或分裂 脱分化和再分化
(3)抗原 B淋巴 D 糖蛋白 选择性
6.(2016·长沙模拟)下图为利用生物技术制备单克隆抗体的实验探究。请回答问题:
(1)图中过程①导入的诱导基因的作用是__________________。实现过程①所需的工具酶是_______________________。
(2)图中过程②属于________________,其实质是_________________________________________________________。
(3)图中过程③属于____________技术,该过程的实现通常采用____________作为诱导剂。
(4)丙细胞所具有的特点是____________________________。
(5)与普通培养基相比,图中用于细胞培养的培养液需加入____________等。 解析:(1)从图中可以看出,导入诱导基因的目的是诱导小鼠成纤维母细胞形成干细胞。①过程为基因工程,所需的工具酶是限制酶和DNA连接酶。(2)分析题图,经过②过程,干细胞转化为造血干细胞、脂肪细胞、骨细胞等多种细胞,因此属于细胞分化的过程,细胞分化的实质是基因的选择性表达。(3)③过程为动物细胞融合过程,该过程常用的诱导剂是灭活的病毒等。(4)丙细胞有甲、乙两种细胞的特点,即既能无限增殖,又能分泌单一的抗体。(5)用于动物细胞培养的培养液中需要加入动物血清等。
答案:(1)诱导小鼠成纤维母细胞形成干细胞 限制酶和DNA连接酶 (2)细胞分化 基因选择性表达
(3)细胞融合 灭活的病毒(聚乙二醇) (4)既能无限增殖,又能分泌单一的抗体 (5)动物血清
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7.(2016·武汉模拟)人的HPRT基因缺陷(HPRT)细胞和小鼠的TK基因缺陷(TK)细胞在HAT培养基中都不能存活。杂种细胞在分裂中随机丢失人的染色体,但保留所有的鼠染色体。因此,利用人—鼠细胞融合技术可以将人类基因定位于特定的染色体上。
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(1)将人的HPRT细胞与小鼠的TK细胞用________促进融合,然后培养在________培养基(HAT)中,最终筛选出人—鼠杂种细胞。
(2)将存活下来的杂种细胞进行________培养,获得不同的细胞株,用________染色后镜检,观察结果如下:
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由此可推测________基因在________染色体上。
(3)如果要确定人的鸟苷酸(UMP)激酶基因所在染色体,应选择UMP激酶缺陷的________(填“人”或“鼠”)细胞与相应细胞杂交,这样的方法________(填“能”或“不能”)对小鼠的基因进行定位。
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解析:人的HPRT细胞与小鼠的TK细胞的融合属于动物细胞融合技术,可用聚乙二醇
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或灭活的病毒促进融合;从试题信息“人的HPRT基因缺陷(HPRT)细胞和小鼠的TK基因缺
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陷(TK)细胞在HAT培养基中都不能存活”可知,HAT培养基属于选择培养基。(2)将存活下来的杂种细胞进行的培养,是让单个细胞进行有丝分裂产生后代的过程,这一培养称为单克隆培养,观察染色体需用碱性染料染色后再用显微镜观察;通过试题信息可知,能存活的杂种细胞既要含有HPRT基因,也要含有TK基因,其中,TK基因由人的细胞提供,因此,各细胞株都含有的染色体很可能就是TK基因所在的染色体,即17号染色体。(3)因为要确定人的鸟苷酸(UMP)激酶基因所在染色体,所以,要选择UMP激酶缺陷的鼠与具有鸟苷酸(UMP)激酶基因的人细胞杂交,能在选择培养基中存活并分裂的细胞,一定含有携带人鸟苷酸(UMP)激酶基因的染色体;这样的方法只能确定人的基因所在的染色体,而不能对小鼠的基因进行定位。
答案:(1)PEG(或灭活病毒) 选择 (2)单克隆 碱性染料(或龙胆紫溶液或醋酸洋红液) TK 17号 (3)鼠 不能
8.有性生殖的生物产生后代需进行受精作用,植物体细胞杂交要进行原生质体的融合,单克隆抗体的制备需进行动物细胞融合,可见细胞的融合技术有着广泛的应用。下列为细胞融合的简略过程,据图回答相关问题:
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