高中 | 二 动物细胞融合技术与单克隆抗体 题目答案及解析

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选择性必修三 生物技术与工程

第二章 细胞工程

第2节 动物细胞工程

二 动物细胞融合技术与单克隆抗体

不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。红豆杉的次生产物紫杉醇是一种高效抗癌药物,但由于红豆杉野生资源匮乏,且红豆杉植株紫杉醇含量极低,导致了紫杉醇的供应严重不足。因此,研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉($\rm 2n=24$)与柴胡($\rm 2n=12$)进行了融合,培育能产生紫杉醇的柴胡,过程如下图所示。请回答下列问题。

  

注:$\rm X$射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,使细胞不再持续分裂;碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。

过程①中将植物组织接种于$\rm MS$培养基上,经过                 过程,产生愈伤组织。

[["脱分化"]]

离体的植物组织经过脱分化形成愈伤组织。

过程②中将愈伤组织加入含有                                  的溶液去壁,离心后弃去上清液,加入洗液多次洗涤后获得原生质体。原生质体培养液中需加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是                                                                  

[["

纤维素酶和果胶酶;维持原生质体正常形态(防止原生质体吸水涨破)

"]]

由于植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性,可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁;原生质体失去了细胞壁的保护,容易吸水涨破,因此原生质体培养液中需加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是维持原生质体正常形态(防止原生质体吸水涨破)。

为测定原生质体活力,可采用二乙酸荧光素($\rm FAD$)法,已知$\rm FAD$本身无荧光,当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质,该荧光物质不能透过细胞膜,会留在细胞内发出荧光。据此应选择                的原生质体用于融合。获得的原生质体经诱导融合后,只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团,原因是                                                                  。

[["

发出荧光;杂种细胞由于融合后在细胞核和细胞质的功能上实现互补,使细胞恢复正常分裂

"]]

分析题意,$\rm FAD$本身无荧光,当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质会留在细胞内发出荧光,故应选择发出荧光的原生质体用于融合。杂种细胞由于融合后在细胞核和细胞质的功能上实现互补,使细胞恢复正常分裂,故只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团。

科研人员对获得的部分植株细胞进行染色体观察、计数和$\rm DNA$分子标记鉴定,结果如下:

后代植株类型染色体数目、形态$\rm DNA$分子标记鉴定
$\rm 12$,形态与柴胡染色体相似含双亲$\rm DNA$片段
$\rm 12$,形态与柴胡染色体相似无红豆杉$\rm DNA$片段
$\rm 12$,形态与柴胡染色体相似含双亲$\rm DNA$片段和新的$\rm DNA$片段

由表可知,后代植株中                类型一定不是所需植株。科研人员推测杂种植株的染色体主要来源于亲本柴胡的染色体,另一方亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中,而是以$\rm DNA$片段的方式整合进柴胡的基因组,作出以上推测的依据是                                                                  。

[["

乙;甲、丙类型植株细胞的染色体与柴胡细胞中的染色体数目相同、形态相似,且含有双亲的$\\rm DNA$片段

"]]

根据表格信息可知,植株后代乙无红豆杉$\rm DNA$片段,说明其不是杂种植株;甲、丙类型植株与柴胡细胞中的染色体数目相同、形态相似,且含有双亲的$\rm DNA$片段,说明甲、丙植株属于杂种植株,它们的染色体主要由柴胡亲本来源的染色体组成,红豆杉亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中,而是以遗传物质重组的方式整合进柴胡的基因组。

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