1、高届高中生物一轮复习资料课时强化训练第40讲 细胞工程第40讲细胞工程测控导航表知识点题号1.植物细胞工程1,2,3,42.动物细胞工程5,63.综合考查7,81.(2018陕西西安模拟)随着科学发展,现代生物技术已经广泛应用于社会生产的各个方面。请回答下列相关问题:(1)植物组织培养技术就是条件下,将离体植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。(2)一般无性繁殖的植物感染病毒很容易传播给后代。病毒在植物体内逐年积累,就会导致作物产量降低,品种变差。若想获得脱毒苗,可以切取植物的附近的病毒极少甚至无病毒的组织细胞进行培养
2、。脱毒草莓与四倍体草莓形态都大,在细胞水平上可通过观察加以区别。(3)在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断的状态,容易受到培养条件和外界压力的影响而产生。从这些个体中可以筛选出对人有用的个体。(4)在植物育种方面一定用到植物组织培养技术的有:(至少答两种)。(5)正常情况下白菜与甘蓝不能通过有性杂交产生后代,但通过体细胞融合可以打破生殖隔离获得“白菜甘蓝”杂种植株,若“白菜甘蓝”杂种植株与白菜杂交无后代,与甘蓝杂交有后代。能否确定“白菜甘蓝”杂种植株与甘蓝不存在生殖隔离? ,为什么?。解析:(1)植物组织培养是利用无性生殖原理,使植物组织在人工控制的条件下,将离体的植物的组织(茎尖
3、、叶片等)在无菌条件下,放在人工配制的培养基上,短期内就能诱导出大量植株。(2)脱毒植物苗的取材一般是分生区部位,如幼嫩的芽或茎,主要是这些部位病毒极少甚至无病毒。脱毒草莓是通过植物组织培养技术获得,为二倍体,四倍体草莓通过染色体变异获得,因此在细胞水平上可通过观察染色体数目加以区别。(3)在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断的分生状态,容易受到培养条件和外界压力的影响,在DNA复制的过程中发生突变,易获得突变体。(4)在植物育种方面一定用到植物组织培养技术的有基因工程育种、单倍体育种、体细胞杂交育种等。(5)“白菜甘蓝”杂种植株与甘蓝杂交有后代,但是无法确定二者是否存在生殖隔离,
4、因为未知其后代是否可育。答案:(1)无菌和人工控制(2)分生区染色体数目(3)分生突变(4)基因工程育种、单倍体育种、体细胞杂交育种(5)不能尽管有后代,但不能确定后代是否可育2.(2018湖北武汉调研)为探究某种植物愈伤组织的培养条件,某研究小组配制了含有两种浓度2,4-D的培养基,然后接种初始质量相同的幼苗子叶切块并分别培养在光照及黑暗条件下,一段时间后,测量愈伤组织的生长量,结果如下图。回答下列问题:(1)在该实验中,自变量是。进行植物组织培养的实验,要严格控制杂菌污染的原因是 。(2)由图中实验数据分析,在培养基中添加2,4-D的作用是 。(3)幼苗子叶切块转变成愈伤组织的过程称。为大
5、量获得该植物的愈伤组织适宜采取(填“黑暗”或“光照”)培养。(4)光照在培养过程中不作为愈伤组织的能量来源,原因是 。解析:(1)某研究小组配制了含有两种浓度2,4-D的培养基,并且对幼苗子叶块进行光照及黑暗条件下的培养,由此可知该实验中的自变量是光照的有无、2,4-D的浓度。杂菌可以在培养基上争夺营养,杂菌产生的物质影响植物组织的生长,因此进行植物组织培养的实验,要严格控制杂菌污染。(2)在黑暗和光照条件下,在培养基中添加不同浓度的2,4-D 后,愈伤组织生长量均增加,说明2,4-D可促进愈伤组织的生长。(3)幼苗子叶切块转变成愈伤组织的过程称脱分化。在有光时,往往容易形成维管组织,而不易形
6、成愈伤组织,并且图中黑暗条件下愈伤组织的生长量明显多于光照条件下。(4)在脱分化形成愈伤组织及愈伤组织的增殖阶段,细胞中均不含叶绿体,无法利用光能进行光合作用,光照在培养过程中不作为愈伤组织的能量来源。答案:(1)光照的有无、2,4D的浓度(“培养的时间”不作要求)杂菌可以在培养基上生长争夺营养,杂菌产生的物质影响植物组织的生长(2)促进愈伤组织的生长(3)脱分化黑暗(4)在脱分化形成愈伤组织及愈伤组织的增殖阶段,细胞中均不含叶绿体,无法利用光能进行光合作用3.下面是培育柑橘耐盐植株的实验流程,请据此作答:茎段愈伤组织挑选生长的愈伤组织耐盐植株(1)此项技术叫,其优点是 。(2)由茎段到愈伤组
7、织这一过程叫,由挑选生长的愈伤组织到耐盐植株这一过程叫。(3)对愈伤组织进行了两次处理,处理1中射线照射的目的是,用射线不直接处理茎段而是处理愈伤组织,原因是 ;处理2中添加的物质X为,其目的是。(4)该技术也被广泛应用于其他作物的育种中,在培育白菜甘蓝、三倍体无子西瓜、农杆菌转化法获得抗虫棉中,需用到植物组织培养技术的是。解析:(1)此项技术叫植物组织培养,其优点是可以防止植物病毒的危害;保持亲本的优良性状;短时间内大量快速进行繁殖等。(2)由茎段到愈伤组织这一过程叫脱分化,由挑选生长的愈伤组织到耐盐植株这一过程叫再分化。(3)处理1中射线照射愈伤组织的目的是诱导基因突变,用射线不直接处理茎
8、段而是处理愈伤组织的原因是愈伤组织细胞处于不断地分裂状态,易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。处理2中,在培养液中添加物质X后,挑选出的愈伤组织具有耐盐性,由此推知添加的物质X为氯化钠,其目的是挑选出耐盐的愈伤组织。(4)在培育白菜甘蓝、农杆菌转化法获得抗虫棉的过程中均采用了植物组织培养技术。答案:(1)植物组织培养可以防止植物病毒的危害;保持亲本的优良性状;短时间内大量快速进行繁殖等(2)脱分化再分化(3)诱导基因突变愈伤组织细胞处于不断地分裂状态,易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变氯化钠挑选出耐盐的愈伤组织(4)培育白菜甘蓝、农杆菌转化法获得抗虫棉4.(2018山东淄博模拟)水
9、稻是我国重要的粮食作物,植物组织培养技术在水稻育种和繁殖中有重要作用。请回答:(1)以水稻的花药作外植体,经脱分化后可形成愈伤组织。与外植体相比,愈伤组织细胞的特点是。比较脱分化培养基和再分化培养基,二者的基本成分相同,但用于诱导细胞分化的 不完全相同。(2)水稻的单倍体育种过程包括 和,与杂交育种相比,单倍体育种的优点是。(3)杂种优良水稻所结籽粒不宜做种子,故人们常用人工种子解决此类水稻的繁殖问题:以植物组织培养得到的为材料,外面包上人工种皮。人工种皮的成分中除有机碳、无机盐外,还可添加等物质,用以促进人工种子的生长发育、提高抵抗病菌的能力。与天然种子相比,人工种子的优点是。解析:(1)愈
10、伤组织是由外植体脱分化而来,由一团具有分裂能力的细胞组成,愈伤组织细胞的特点是分裂旺盛、高度液泡化的薄壁细胞。决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,由于植物激素的种类和比例不同,诱导分化的结果也不同。(2)水稻的单倍体育种过程包括花药的离体培养和秋水仙素诱导染色体加倍。与杂交育种相比,单倍体育种的优点是明显缩短育种时间(后代基因纯合)。(3)人工种子就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子。为促进人工种子的生长发育、提高抵抗病菌的能力,在人工种皮的成分中应添加植物生长调节剂(植物激素)、农药等物质。与天然种子相比,人工种子的优点有
11、保持亲本的优良性状,防止性状分离,克服季节、气候、地域的限制,大量快速生产,节约时间、土地等。答案:(1)细胞壁薄、具有分裂能力激素的种类和比例(2)花药的离体培养秋水仙素诱导染色体加倍明显缩短育种时间(后代基因纯合)(3)胚状体(不定芽、顶芽和腋芽)植物生长调节剂(植物激素)、农药保持亲本的优良性状、不受季节限制、大量快速生产(其他合理答案也可)5.(2016全国卷)如图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。回答下列问题:(1)图中A表示正常细胞核,染色体数为2n,则其性染色体的组成可为。过程表示去除细胞核,该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行,去核时常采用的方法。
12、代表的过程是。(2)经过多次传代后,供体细胞中的稳定性会降低。因此,选材时必须关注传代次数。(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同,从遗传物质的角度分析其原因是 。(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样,其他克隆动物的成功获得也证明了 。解析:(1)哺乳动物的性别决定方式为XY型,A的性染色体组成为XX或XY。常用显微操作的方法去除卵母细胞的细胞核。是通过胚胎移植将早期胚胎移入代孕个体子宫内。(2)动物细胞培养时,多次传代后,细胞中遗传物质稳定性会降低。(3)受体卵母细胞的细胞质中也有遗传物质,会影响克隆动物的性状。(4)克隆羊“多莉(利)”的培育成功证明已分化的动物体细胞的细胞核具
13、有全能性。答案:(1)XX或XY显微操作胚胎移植(2)遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性6.(2018河南濮阳高三二模)如图是制备乙肝病毒表面抗体的示意图,请回答下列问题:(1)图中细胞的名称为,其与骨髓瘤细胞融合所依据的基本原理是。(2)在图示流程中至少需要进行两次筛选,其中第一次筛选的目的是 ;第二次筛选的目的是。(3)制备得到的单克隆抗体可用于乙肝的免疫治疗,其所利用的免疫学原理是 。(4)干扰素属于淋巴因子,由效应T细胞产生,并以的方式释放到细胞外。某同学联想到单克隆抗体的制备过程,提出用效应T细胞代替细胞,从而
14、获得单克隆干扰素的设想,你认为该方法是否可行?并说明理由。 。解析:(1)细胞为已免疫的B淋巴细胞(或浆细胞),动物细胞融合的原理为细胞膜具有一定的流动性。(2)单克隆抗体制备过程中第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞,第二次筛选的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。(3)制备的乙肝病毒表面抗体可与侵入机体的乙肝病毒发生特异性结合,即用于乙肝的免疫治疗。(4)淋巴因子的化学本质为蛋白质,由效应T细胞产生,以胞吐的方式释放到细胞外。效应T细胞可攻击骨髓瘤细胞,使其裂解,因此不能用效应T细胞代替已免疫的B细胞。答案:(1)B淋巴细胞(或浆细胞)细胞膜(具有一定)的流动性(2)获得杂交瘤细胞获得能产生
15、所需抗体的杂交瘤细胞(3)抗原和抗体的特异性结合(或单克隆抗体与抗原结合的特异性强)(4)胞吐不可行,因为效应T细胞能与骨髓瘤细胞结合,使骨髓瘤细胞裂解7.(2019广东茂名月考)科研人员利用基因工程、细胞工程、胚胎工程等培育出了乳汁中含有人凝血因子医用蛋白的二倍体转基因绵羊,简易流程如图所示。请回答下列问题:(1)图中过程为基因工程的核心步骤,该步骤用到的工具有。该步骤得到的“A”中应具有一些特殊的DNA片段,其中用于过程。(2)进行图中过程前,卵母细胞要进行去核处理的原因是 。(3)为了获得绵羊胎儿的单个成纤维细胞,(填“能”或“不能”)使用胃蛋白酶处理绵羊组织块,理由是 。(4)图中过程
16、所用培养液的成分比较复杂,除一些无机盐和有机盐,还需添加 (答出三种即可)。(5)在进行图中过程前(填“需要”或“不需要”)进行性别鉴定,理由是 。解析:(1)图中过程为基因表达载体的构建,涉及对载体的切割和目的基因与载体的连接,所以该步骤用到的工具有限制酶、DNA连接酶、载体。该步骤得到的“A”即构建的基因表达载体,为了便于鉴定并筛选受体细胞(成纤维细胞)是否含有目的基因,需要在构建的重组载体中含有标记基因。(2)为了保证过程得到的重组细胞中含有的核遗传物质全部来自二倍体转基因绵羊,所以对移植用的卵母细胞要进行去核处理。(3)为了获得绵羊胎儿的单个成纤维细胞,应该用胰蛋白酶或胶原蛋白酶对绵羊
17、组织块进行处理,而不能使用胃蛋白酶处理,因为胃蛋白酶的最适pH为2.0左右,在接近中性的环境中胃蛋白酶基本没有活性;如果将处理环境的pH变为2.0,则获得的成纤维细胞的生理活性又会受到严重影响。(4)图中过程是早期胚胎的培养过程,除一些无机盐和有机盐外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸和动物血清等。(5)根据子代个体的性别由重组细胞核内性染色体决定,由于该重组细胞的细胞核来自雌性绵羊的体细胞,所以细胞内含有XX性染色体组成,最终发育的转基因绵羊一定是雌性,所以在进行图中胚胎移植前不需要进行性别鉴定。答案:(1)限制酶、DNA连接酶、载体标记基因(2)保证二倍体转基因绵羊的核遗传物质全部来自
18、含有目的基因的成纤维细胞(3)不能胃蛋白酶的最适pH为2.0左右,在接近中性的环境中胃蛋白酶基本没有活性(4)维生素、激素、氨基酸、核苷酸、动物血清(5)不需要胎儿成纤维细胞来自雌绵羊,最终获得的转基因绵羊均为雌性8.(2017全国卷)编码蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五个片段组成,编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成,如图1所示。回答下列问题:(1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙,若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCTCAGGAAGGA),则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙,原因是 。(2)某同学在用PCR技术获取DNA片段
19、B或D的过程中,在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等,还加入了序列甲作为,加入了作为合成DNA的原料。(3)现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白,要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用,某同学做了如下实验:将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组,其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙,另一组作为对照,培养并定期检测T淋巴细胞浓度,结果如图2。由图2 可知:当细胞浓度达到a时,添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加,此时若要使T淋巴细胞继续增殖,可采用的方法是。细胞培养过程中,培养箱中通常要维持一定的CO2浓度,CO2的作用是。仅根据图1、图2可知,上述甲、乙、丙三
20、种蛋白中,若缺少(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所编码的肽段,则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。解析:(1)翻译时mRNA首端需有起始密码子,由题意可知编码蛋白乙的DNA序列,转录出的mRNA,无起始密码子,故无法翻译出蛋白乙。(2)要利用PCR技术获取DNA片段B或D,应以序列甲、乙、丙中的一个为模板,合成DNA的原料是dCTP、dATP、dGTP、dTTP(即dNTP)。(3)当细胞浓度达到a时,添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加,表明发生了接触抑制,因此若要使T淋巴细胞继续增殖,应分瓶后进行传代培养。动物细胞培养液中要维持一定的CO2浓度以维持培养液的pH。由图2可知,甲、乙都能有效刺激T细胞增殖,而丙不能;据图1可判断是因为丙中缺少片段C。答案:(1)编码乙的DNA序列起始端无ATG,转录出的mRNA无起始密码子(2)模板dNTP(3)进行细胞传代培养维持培养液的pHC
