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2019年高考生物總復習 第38講 細胞工程課時訓練 新人教版必修3 測控導航表 知識點 題號及難易度 1.植物組織培養(yǎng)及植物體細胞雜交 2,3,6(中),7(中),8(中) 2.動物細胞培養(yǎng)、核移植及單克隆抗體的制備 1,4,5,9(中),10(中),11 一、選擇題:本大題共6小題,每小題5分,共30分。 1.生物技術的發(fā)展速度很快,已滅絕生物的“復生”將不再是神話。如果世界上最后一只野驢剛死亡,以下較易成功“復生”野驢的方法是(　C　) A.將野驢的體細胞取出,利用組織培養(yǎng)培育成新個體 B.將野驢的體細胞兩兩融合,再經(jīng)組織培養(yǎng)技術經(jīng)脫分化、再分化培育成新個體 C.取出野驢的體細胞核移植到母家驢的去核卵細胞中,經(jīng)孕育培育成新個體 D.將野驢的基因導入家驢的受精卵中,培育成新個體 解析:用體細胞進行動物克隆,目前只能通過核移植技術實現(xiàn),該技術要將體細胞核轉移到去核卵細胞中,形成重組細胞,再經(jīng)動物細胞培養(yǎng)和胚胎移植,最終培育成新個體。 2.(xx黃山模擬)下圖表示四倍體蘭花葉片通過植物組織培養(yǎng)形成植株的過程,相關敘述中正確的是(　C　) 四倍體蘭花葉片愈傷組織胚狀體植株 A.②階段和③階段會發(fā)生減數(shù)分裂 B.①階段需生長素而③階段需細胞分裂素 C.①階段有細胞增殖但無細胞分化 D.此蘭花的花藥離體培養(yǎng)所得植株為二倍體 解析:②階段和③階段會發(fā)生有絲分裂。①階段和③階段都需生長素和細胞分裂素,只是二者比例不同。此蘭花的花藥離體培養(yǎng)所得植株為單倍體。 3.為了培育菊花新品種,科學家利用二倍體野生夏菊和六倍體栽培秋菊進行雜交,培育過程如圖所示。下列有關敘述正確的是(　D　) A.野生夏菊和栽培秋菊自然雜交后是四倍體,屬于同一物種 B.①過程常選擇酶解法去壁,一般在低滲溶液中進行 C.②過程有關的細胞器只有高爾基體比較活躍 D.d植株含有夏菊和秋菊的遺傳物質 解析:夏菊和秋菊兩者存在生殖隔離,兩者屬于不同物種。酶解后原生質體沒有細胞壁,在低滲溶液中會出現(xiàn)吸水破裂的現(xiàn)象。②過程屬于形成新細胞壁的過程,細胞中線粒體和高爾基體都比較活躍。d植株屬于雜種植株,含有親本夏菊和秋菊的遺傳物質。 4.(xx浙江理綜)實驗小鼠皮膚細胞培養(yǎng)(非克隆培養(yǎng))的基本過程如圖所示。下列敘述錯誤的是(　C　) 實驗小鼠皮膚組織皮膚細胞培養(yǎng)細胞1培養(yǎng)細胞2 A.甲過程需要對實驗小鼠進行消毒 B.乙過程對皮膚組織可用胰蛋白酶消化 C.丙過程得到的細胞大多具有異倍體核型 D.丁過程得到的細胞具有異質性 解析:動物細胞培養(yǎng)需要無毒無菌的環(huán)境,甲過程指從實驗小鼠身上取下皮膚組織,該過程需要對小鼠進行消毒處理,A項正確;乙過程表示將得到的皮膚組織分散成單個細胞制備成細胞懸液,可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶進行處理,B項正確;丙過程表示原代培養(yǎng),此時的細胞仍能保持正常的二倍體核型,C項錯誤;丁過程表示傳代培養(yǎng),克隆培養(yǎng)法培養(yǎng)出來的是純系,非克隆培養(yǎng)得到的是不純的細胞群,D項 正確。 5.(xx重慶理綜)下圖是單克隆抗體制備流程的簡明示意圖。下列有關敘述,正確的是(　D　) A.①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應T淋巴細胞 B.②中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細胞的形成 C.③同時具有脾臟細胞和鼠骨髓瘤細胞的特性 D.④是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細胞群 解析:①是獲得已經(jīng)免疫的B淋巴細胞,A項錯誤;胰蛋白酶使得組織塊分散為單個細胞,B項錯誤;③同時具有B淋巴細胞和骨髓瘤細胞的特性,C項錯誤;④經(jīng)篩選后獲得能夠分泌特異性抗體的雜交瘤細胞,D項正確。 6.(xx天津十二區(qū)重點學校聯(lián)考)下圖表示由二倍體植株甲(自花受粉)和植株乙培育植株A、B、C、D、E的過程,其中植株甲的基因型為AaBb,兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上。下列說法正確的是(　A　) A.培育出的植株中不屬于二倍體的是植株A和植株E B.需要通過植物組織培養(yǎng)技術獲得的植株是A、B、D、E C.植株B、C、D與植株甲基因型相同的概率分別是1/4、1/4、1 D.原生質體甲與原生質體乙融合的過程體現(xiàn)了細胞膜的選擇透過性 解析:A為花粉發(fā)育而來的單倍體,E是由原生質體融合得到的雜種植株。由A到B的過程不需要植物組培養(yǎng),故只是A、D、E;植株B、C、D與植株甲基因型相同的概率分別是0(B為純合子)、1/4(自交概率)、1(體細胞發(fā)育而來如無突變基因型完全相同);原生質體甲與原生質體乙融合的過程體現(xiàn)了細胞膜具有一定的流動性。 二、非選擇題:本大題共5小題,共60分。 7.(10分)如圖表示花藥離體培養(yǎng)及單倍體育種的大致過程,據(jù)圖回答下列問題: (1)過程①是把幼小的花藥分離出來,在無菌條件下放在人工培養(yǎng)基上進行離體培養(yǎng),該培養(yǎng)基中加入的物質應該有 　(至少答三種)。 (2)過程②是花藥在培養(yǎng)基所提供的特定條件下發(fā)生多次細胞分裂,形成愈傷組織,此過程叫　　　　,細胞分裂的方式是　　　　。 (3)過程③是誘導愈傷組織分化出芽和根,最后長成植株。這一過程叫　　　　。該植株是　　　　植株,其特點是　　　　　　　　,在生產(chǎn)上沒有推廣應用的價值。 (4)花藥離體培養(yǎng)應用的技術是　 , 其理論基礎是　　　　　　　。 解析:植物組織培養(yǎng)的條件是離體、無菌、一定營養(yǎng)物質、植物激素及適宜溫度等。植物組織培養(yǎng)過程中脫分化的結果是產(chǎn)生愈傷組織,愈傷組織經(jīng)再分化過程形成根和芽等器官。植物組織培養(yǎng)的細胞若是花粉,得到的個體為單倍體,單倍體植株弱小,高度不育。 答案:(1)水、礦質元素、蔗糖、維生素、植物激素、有機添加物(任答三種即可)　(2)脫分化　有絲分裂 (3)再分化　單倍體　植株弱小,高度不育 (4)植物組織培養(yǎng)　細胞的全能性 8.(14分)科學家從懸浮培養(yǎng)的單細胞、離體花粉或胚囊中,通過植物組織培養(yǎng)技術獲得胚狀結構(胚狀體),胚狀體不同于一般的種子胚,是由非合子細胞分化形成的類似于胚的結構物,所以,又稱“體細胞胚”或“花粉胚”。胚狀體在一定的條件下,可以通過個體發(fā)育過程形成植株。將其包埋在一個能提供營養(yǎng)的膠質中,外包裹上人造種皮,便制成了“人工種子”。人工種子的概念是1978年在加拿大舉行的第四屆國際植物組織、細胞培養(yǎng)會議上首次提出來的。目前,我國科學家利用植物組織培養(yǎng)技術已在煙草、水稻、小麥和玉米等植物上成功誘導出胚狀體,而美、日、法等各國正著手將人工種子市場化、商品化。 (1)簡要歸納“離體的細胞”進行植物組織培養(yǎng)獲得胚狀體的過程　 。 (2)“人工種子”大體由胚狀體、包埋胚狀體的膠質以及人造種皮等3部分組成。包埋胚狀體的膠質中富含營養(yǎng)物質,這是因為 　 。 (3)由“人工種子”萌發(fā)出的植株是否可育? 　。 (4)寫出“人工種子”商品化的意義(兩項) 　。 (5)培育胚狀體利用了　　　　　　這一項生物技術。在該過程中培養(yǎng)基中需要添加　　　　　　　　和　　　　兩種激素,還需要對培養(yǎng)基進行嚴格的　　　　。 (6)利用人工種子繁殖后代屬于　 。 (7)該項技術的成功應用,反映了細胞的　　　　性。 解析:組織培養(yǎng)的過程包括脫分化和再分化兩個階段。胚狀體在萌發(fā)初期不能進行光合作用,因此需要給其提供營養(yǎng)。培育胚狀體利用的是組織培養(yǎng)的技術,培養(yǎng)基中需要添加生長素和細胞分裂素,同時要保證無菌的條件。 答案:(1)離體的細胞愈傷組織胚狀體 (2)胚狀體在萌發(fā)初期不能進行光合作用 (3)由花粉培養(yǎng)發(fā)育的植株一般不可育;由體細胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育的植株則是可育的 (4)可用于苗木的快速繁育,無病毒植株培養(yǎng),解決有些作物繁殖力差、結子困難或發(fā)芽率低等問題(回答其中的兩項) (5)植物組織培養(yǎng)　生長素　細胞分裂素　滅菌 (6)無性生殖　(7)全能 9.(xx江西省重點中學聯(lián)考)(10分)英國紐卡斯爾大學約翰伯恩教授領導的研究小組2008年4月1日宣布,他們已從人的皮膚細胞中提取出細胞核,然后將其植入幾乎被完全剔除了遺傳信息的牛卵細胞或兔卵細胞中,從而培育出混合胚胎(如圖所示)。該胚胎發(fā)育到第三天時已含有32個細胞,研究人員希望它能繼續(xù)生長到六天,再從胚胎中取出干細胞供醫(yī)學研究使用。 (1)有人擔心此項研究會培育出“牛頭人身”式的怪物,而生物學家認為不可能,支持生物學家的理由是 　。 (2)混合胚胎的基因組成有99%以上都是人類的,只有不到1%是牛的,這1%的?；蛭挥凇? 。 (3)核移植過程中用物理或化學方法如電脈沖激活受體細胞,其目的是　 。 (4)從早期胚胎或原始性腺中分離出來的細胞,稱為ES或EK細胞,這類細胞的形態(tài)特征有　 ; ES細胞在飼養(yǎng)層細胞上,或添加　　　　　　　的培養(yǎng)液中,能夠維持不分化的狀態(tài),在培養(yǎng)液中加入　 則可誘導ES細胞分化。 (5)此技術所得到的個體其繁殖方式是　 。 解析:(1)此克隆技術因實施了對卵細胞的遺傳信息幾乎全部剔除技術,因此重組細胞的遺傳物質幾乎來自人的細胞核,因此,克隆出的后代不會出現(xiàn)“牛頭人身”式的怪物。(2)重組細胞中的基因99%以上來自人體細胞的細胞核,不到1%的基因來自牛的卵細胞細胞質中的線粒體,因此混合胚胎的基因組成有99%以上都是人類的,只有不到1%來自牛。(3)核移植過程中用物理或化學方法如電脈沖激活受體細胞,其目的是使其(受體細胞)完成細胞分裂和發(fā)育進程。(4)胚胎干細胞(簡稱ES或EK細胞)的特點是體積小、細胞核大、核仁明顯。ES或EK細胞在添加相應的抑制因子的培養(yǎng)基上培養(yǎng)將抑制細胞的分化,如加入分化誘導因子則促進其分化。(5)克隆獲得的動物子代與提供細胞核的親本絕大多數(shù)性狀相似,克隆技術屬于無性繁殖技術。 答案:(1)重組細胞的遺傳物質主要來自人的細胞核 (2)卵細胞細胞質中的線粒體 (3)使其(受體細胞)完成細胞分裂和發(fā)育進程 (4) 體積小、細胞核大、核仁明顯　抑制因子 分化誘導因子(答“誘導因子”不得分) (5)無性繁殖 10.(xx海口模擬)(12分)為治療某種遺傳性糖尿病,研究人員完成如下工作。 (1)圖1中①是取自患者體細胞的　　　　,過程②表示　　　　 技術。 (2)圖1中過程③表示　　　　　　　　　　　　　　技術,需要用到的兩類酶是　　　　　　　　　　。常用　　　　方法將目的基因導入重組細胞。 (3)重組細胞在體外培養(yǎng)時,培養(yǎng)液中除了加入誘導物外,還應加入水、無機鹽、維生素、葡萄糖、氨基酸、　　　　等必需的營養(yǎng)成分,并在含5%CO2的無菌、恒溫培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。 (4)定向誘導使重組細胞B發(fā)生　　　　,從而形成功能專一的胰島樣細胞。為檢測胰島樣細胞是否具有胰島B細胞的正常生理功能,研究人員分別控制甲、乙兩組培養(yǎng)液中　　　　的濃度,將胰島樣細胞先后放在甲、乙兩組培養(yǎng)液中,保溫相同時間后檢測胰島素的分泌量。若誘導成功,則圖2中甲組應為　　　　　　　　　　情況下測得的胰島素分泌量,理由是　　 。 解析:本題主要考查細胞工程、基因工程、血糖平衡調節(jié)的相關知識,同時考查學生的識圖、獲取利用信息、綜合運用知識的能力。(1)①是來自患者體細胞的細胞核,②過程為細胞核移植。(2)③是將目的基因和運載體連接起來后將目的基因導入受體細胞,該過程用限制酶切割目的基因和運載體,用DNA連接酶連接目的基因與運載體。將目的基因導入動物細胞的方法一般用顯微注射法。(3)動物細胞培養(yǎng)所需的營養(yǎng)物質與體內(nèi)基本相同,需要有糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素以及血清、血漿等天然成分;早期胚胎培養(yǎng)的培養(yǎng)液成分一般都比較復雜,除了一些無機鹽和有機鹽類外,還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及血清等。 (4)定向誘導重組細胞B的目的是讓該細胞定向進行細胞分化,產(chǎn)生胰島樣細胞。檢測胰島樣細胞是否具有胰島B細胞的降低血糖濃度的作用,可將胰島樣細胞放在葡萄糖濃度較高的培養(yǎng)基中,檢測培養(yǎng)液中葡萄糖濃度是否降低,或胰島素分泌量是否增多。 答案:(1)細胞核　核移植 (2)轉基因(或:基因工程)　限制酶和DNA連接酶　顯微注射 (3)動物血清 (4)細胞分化(基因選擇性表達)　葡萄糖　葡萄糖濃度較高　胰島素有降低血糖的功能,血糖濃度高時分泌量增多 11.(xx安慶第三次模擬)(14分)2013年4月16日國家衛(wèi)生和計劃生育委員會公布,全國共報告人感染H7N9禽流感確診病例77例,其中16人已死亡,禽流感再度備受關注。醫(yī)學界正在致力于研究預防H7N9禽流感病毒的疫苗和單克隆抗體。由于來源于小鼠體內(nèi)的單克隆抗體治療效果不很理想,科學家決定采用基因敲除術將小鼠的 Ig 基因敲除,代之以人的 Ig 基因,然后用去活H7N9病毒去免疫小鼠,再經(jīng)雜交瘤技術即可產(chǎn)生大量完全人源化抗體。下圖是某科研機構的實驗方案。請回答: (1)此處基因敲除技術的受體細胞不是小鼠的受精卵,而是小鼠的 　　　　細胞,經(jīng)技術處理后的該細胞再重新植入小鼠脾臟中增殖。 (2)小鼠B淋巴細胞用B表示,小鼠骨髓瘤細胞用A表示,在培養(yǎng)液中,用滅活的動物病毒作促融劑,培養(yǎng)液中共有　　　　種類型的融合細胞(只考慮兩兩融合)。 (3)第一次篩選是選出　　　　型的細胞(用字母組合表示),篩選具體方法是在培養(yǎng)基中加入某種物質,抑制骨髓瘤細胞DNA的復制,而B細胞DNA復制雖不受影響,但增殖能力很有限,只有雜交瘤細胞可以借助B細胞DNA復制的途徑,繼續(xù)增殖。此種培養(yǎng)基稱為　　　　培養(yǎng)基。 (4)將能產(chǎn)生抗H7N9病毒的雜交瘤細胞在動物培養(yǎng)液中進行培養(yǎng),其培養(yǎng)液與植物組織培養(yǎng)的MS培養(yǎng)基相比,特有成分是　　　　。 (5)利用上述技術生產(chǎn)的單克隆抗體可制作成診斷盒,用于準確、快速診斷H7N9禽流感病毒的感染者,這種診斷運用了　　　　雜交 技術。 (6)有人設想,能否利用經(jīng)H7N9病毒免疫后小鼠效應T細胞與小鼠骨髓瘤細胞融合,形成雜交瘤細胞,大量生產(chǎn)單克隆抗體,用于H7N9禽流感患者的有效治療。你覺得該方法　　　　(填“可行”或“不可行”),因為　　 。 解析:(1)基因敲除實質上就是基因治療,由于是讓小鼠產(chǎn)生人源化的抗體,而抗體產(chǎn)生的細胞是由B淋巴細胞增殖分化而成的漿細胞合成分泌的,所以受體細胞是B淋巴細胞。(2)兩種細胞融合通過有兩種自身細胞融合,還有不同種細胞融合,所以為3種融合細胞。(3)單克隆抗體制備過程中的篩選第一次篩選出雜種細胞,第二次篩選出能產(chǎn)生所需單一抗體的雜種細胞。(4)動物細胞培養(yǎng)過程中需加入動物血漿或血清,這是動物細胞培養(yǎng)液中特有的成分。(5)病毒作為抗原,與產(chǎn)生的抗體起反應,稱抗原—抗體雜交技術。(6)不能利用經(jīng)H7N9病毒免疫后小鼠效應T細胞與小鼠骨髓瘤細胞融合,形成雜交瘤細胞,大量生產(chǎn)單克隆抗體,用于H7N9禽流感患者的有效治療,原因是效應T細胞是骨髓瘤細胞要攻擊殺死的靶細胞,兩者不可能融合成雜交瘤 細胞。 答案:(1)B淋巴　(2)3 (3)AB　選擇 (4)動物血清或血漿　 (5) 抗原—抗體 (6)不可行　骨髓瘤細胞是效應T細胞要攻擊殺死的靶細胞,兩者不可能融合成雜交瘤細胞