（北京专用）2020届高考生物一轮复习专题27克隆技术与胚胎工程课件.pptx

专题二十七 克隆技术与胚胎工程,高考生物 (北京市选考专用),A组 自主命题北京卷题组 (2014北京理综,5,6分)在25 的实验条件下可顺利完成的是 ( ) A.光合色素的提取与分离 B.用斐林(本尼迪特)试剂鉴定还原糖 C.大鼠神经细胞的培养 D.制备用于植物组织培养的固体培养基,五年高考,答案 A 用斐林(本尼迪特)试剂鉴定还原糖时需水浴加热,B错误;大鼠神经细胞的培养时, 温度需要保持在大鼠的正常体温3739 范围内,C错误;制备用于植物组织培养的固体培养 基需高温灭菌,D错误;光合色素的提取与分离在室温下即可完成,A正确。,B组 统一命题、省(区、市)卷题组 考点1 植物细胞工程,1.(2019江苏单科,20,2分)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力,某研究小组的实 验过程如下图。下列叙述正确的是 ( ) A.过程获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中 B.过程需提高生长素的比例以促进芽的分化 C.过程需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生 D.原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性,答案 D 本题通过植物组织培养的相关知识,考查考生实验探究和获取信息的能力;借助植物组织培养的过程图示,体现了对科学探究素养中的实验方案探讨要素的考查。 过程将植物细胞的细胞壁去除后获得原生质体,若将其悬浮在30%蔗糖溶液中,原生质体会因溶液浓度过高而失水皱缩,A错误;过程需提高细胞分裂素的比例以促进芽的分化,若提高生长素的比例,则会促进根的分化,而使芽的分化受到抑制,B错误;秋水仙素具有诱导细胞染色体数目加倍的作用,没有诱导细胞壁再生的作用,C错误;细胞的全能性依赖于细胞内遗传物质的完整性,原生质体虽无细胞壁但其遗传物质是完整的,因此原生质体保持细胞的全能性,D正确。,易错辨析 在植物组织培养过程中,生长素和细胞分裂素是关键激素。当同时使用这两种植物激素时,两者的比例会影响植物细胞分化发育的方向。一般来说,当生长素用量与细胞分裂素用量比值高时,有利于根的分化而对芽的形成有抑制作用;当生长素用量与细胞分裂素用量比值低时,有利于芽的分化而对根的形成有抑制作用;当生长素用量与细胞分裂素用量比值适中时,则能促进愈伤组织的形成。,2.(2018江苏单科,8,2分)花药离体培养是重要的育种手段。如图是某二倍体植物花药育种过 程的示意图,下列叙述正确的是 ( ) A.为了防止微生物污染,过程所用的花药需在70%乙醇中浸泡30 min B.过程的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化 C.过程逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体 D.过程应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上,答案 C 本题主要考查花药离体培养的相关知识。为了防止微生物污染,过程所用的花 药需在70%乙醇中浸泡30 s,A错误;过程的培养基中生长素与细胞分裂素的比值适中,且生 长素含量高于细胞分裂素时,有利于根的分化,B错误;进行过程的愈伤组织经过了秋水仙素 的处理,故其分化后的植株中可筛选获得纯合的二倍体,C正确;经炼苗后的幼苗是能进行光合 作用且能独立进行代谢的植株,故幼苗的生长基质中不用添加蔗糖和多种植物激素,D错误。,规律总结 激素杠杆 生长素与细胞分裂素的协同调控作用在植物组织培养中非常重要,人们常把它们称为“激素 杠杆”。例如,当生长素的含量高于细胞分裂素时,主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成; 而当细胞分裂素的含量高于生长素时,则主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。,3.(2016江苏单科,9,2分)下列有关细胞工程的叙述,正确的是 ( ) A.PEG是促细胞融合剂,可直接诱导植物细胞融合 B.用原生质体制备人工种子,要防止细胞破裂 C.骨髓瘤细胞经免疫处理,可直接获得单克隆抗体 D.核移植克隆的动物,其线粒体DNA来自供卵母体,答案 D 植物细胞融合前需先用酶解法去掉细胞壁,形成原生质体,再用PEG促进原生质体 融合,A错误;人工种子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,不用原生质体为材料,B错误;骨髓瘤细胞需与经免疫过的B淋巴细 胞融合,再经筛选培养才能获得单克隆抗体,C错误;动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核 取出,移入已经去掉细胞核的卵母细胞中,核移植克隆动物的线粒体DNA来自供卵母体。,解题关键 解答本题的关键是熟知题中所述的知识。植物细胞融合时需要先去掉细胞壁; 原生质体与植物细胞的区别在于有无细胞壁;能产生抗体的细胞是浆细胞,而不是骨髓瘤 细胞。,4.(2019课标全国,38,15分)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应 用。回答下列问题。 (1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比,这种微型繁殖技术的 特点有 (答出2点即可)。 (2)通过组织培养技术,可把植物组织细胞培养成胚状体,再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到 人工种子(如图所示),这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用 是 。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质,因此应含有 植物激素、 和 等几类物质。 (3)用脱毒苗进行繁殖,可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗,可以选取植物的 进,行组织培养。 (4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培 养成一个完整植株的基本程序是 (用流程图表示)。,答案 (1)能保持植物原有的遗传特性,繁殖速度快 (2)有利于胚状体进行呼吸作用 矿质元 素 糖 (3)茎尖 (4)含目的基因的细胞 愈伤组织 小植株,解析 本题借助植物细胞工程实际应用的相关知识,考查综合运用能力。试题通过对比获得植物新个体的不同途径,体现了对科学探究素养中的结果分析要素的考查。 (1)植物微型繁殖可以保持优良品种的遗传特性,还可以高效、快速、大量繁殖。(2)人工种皮具备透气性,可以保证胚状体进行有氧呼吸时对氧的需求;人工胚乳应该含有植物激素、矿质元素和糖等物质,保证胚状体的正常生长。(3)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少,可以切取茎尖进行组织培养,获得脱毒苗。(4)获得转基因植株,首先要通过细胞的脱分化过程,培养出愈伤组织,对愈伤组织继续培养,诱导分化形成小植株。,知能拓展 人工种皮中应该具有哪些有效成分? 针对植物种类、土壤等条件,在人工种皮中可加入适量的养分、无机盐、农药、抗生素、有益菌等,为了促进胚状体、不定芽等的生长发育,还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。,5.(2019课标全国,38,15分)培养胡萝卜根组织可获得试管苗,获得试管苗的过程如图所示。 回答下列问题。 (1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植 株,这是因为植物细胞具有 。 (2)步骤切取的组织块中要带有形成层,原因是 。 (3)从步骤到步骤需要更换新的培养基,其原因是 。在新的培养基上愈伤组织通过 细胞的 过程,最终可形成试管苗。 (4)步骤要进行照光培养,其作用是 。 (5)经组织培养得到的植株,一般可保持原品种的 ,这种繁殖方式属于 繁殖。,答案 (1)全能性(或答:形成完整植株所需的全部基因) (2)形成层容易诱导形成愈伤组织 (3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不 同 分化(或答:再分化) (4)诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用 (5)遗传特性 无性,解析 本题借助胡萝卜根组织块的组织培养的相关知识,考查考生理论联系实际,综合运用所学知识解决生物学问题的能力;试题通过对组织培养流程的分析考查了科学思维素养。 (1)植物细胞具有全能性,利用已分化的植物细胞通过植物组织培养可以培养成完整植株。(2)形成层细胞分化程度低,全能性较高,更容易诱导形成愈伤组织,进而获得完整植株。(3)愈伤组织的形成和试管苗的分化需要不同的生长素与细胞分裂素比例,因此诱导愈伤组织的形成阶段到分化阶段需要不同的培养基。愈伤组织通过再分化过程,最终可形成试管苗。(4)叶绿素的形成需要光,试管苗的发育也需要光,因此试管苗的诱导阶段需要光照。(5)通过植物组织培养获得植株,属于无性繁殖的一种,可以保持原品种的遗传特性。,知识拓展 组织培养得到植株的两种常见途径 愈伤组织形成后经诱导发芽形成丛状苗,再生根形成植株;愈伤组织形成后经液体悬浮培 养得到单个细胞,诱导形成胚状体再形成植株。,6.(2015四川理综,9,11分)将苏云金杆菌Bt蛋白的基因导入棉花细胞中,可获得抗棉铃虫的转基 因棉,其过程如图所示(注:农杆菌中Ti质粒上只有T-DNA片段能转移到植物细胞中)。 质粒中“Bt”代表“Bt基因”,“KmR”代表“卡那霉素抗性基因” (1)过程需用同种 酶对含Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切。为将过程 获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来,应使用 培养基。 (2)过程中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让 进入棉花细胞;除尽农杆菌 后,还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养,目的是 。 (3)若过程仅获得大量的根,则应在培养基中增加 以获得芽;部分接种在无 激素培养基上的芽也能长根,原因是 。,(4)检验转基因棉的抗虫性状,常用方法是 。种植转基因抗虫棉能减少 的使用,以减轻环境污染。,答案 (1)限制性核酸内切(1分) 选择(1分) (2)T-DNA(1分) 筛选获得T-DNA片段的植物细胞(2分) (3)细胞分裂素浓度(1分) 芽顶端合成的生长素向基部运输,促进根的分化(2分) (4)投放棉铃虫(2分) 农药(1分),解析 本题考查基因工程与植物细胞工程的相关知识。(1)同种限制酶切割质粒和含目的基 因的DNA,可获得相同的末端,以构建基因表达载体。重组质粒含完整的卡那霉素抗性基因, 故应使用含卡那霉素的选择培养基筛选含重组质粒的农杆菌。(2)实验过程中将棉花细胞与 农杆菌混合后共同培养,其目的是利用含重组质粒的农杆菌将T-DNA导入棉花细胞中。除去 农杆菌后在含卡那霉素的培养基上培养,其目的是筛选出含有目的基因的棉花细胞。(3)培养 基中生长素用量与细胞分裂素用量比值高时,利于根的分化,抑制芽的形成,反之,有利于芽的 分化,抑制根的形成。因芽顶端可合成生长素,故接种在无激素的培养基上的芽也能长根。(4) 可用投放棉铃虫的方法检测抗虫棉的抗虫效果。转基因抗虫棉的种植可减少农药使用量,从 而减轻环境污染。,7.(2015浙江自选,18,10分)下面是关于植物克隆和生态工程的问题。请回答: (1)为培育能高效吸收和富集重金属镉的转基因植物,将野外采得的某植物幼叶消毒后,用酶混 合液处理,获得了原生质体。酶混合液中含有适宜浓度的甘露醇,其作用是 。 (2)将目的基因导入原生质体,经培养形成愈伤组织,再通过 得到分散的胚性 细胞,发育成 ,生长发育后获得转基因植株。 (3)愈伤组织继代次数过多会丧失细胞全能性的表达能力,下列原因错误的是 。 A.愈伤组织发生遗传变异 B.愈伤组织不能分散成单细胞 C.愈伤组织中激素平衡发生改变 D.愈伤组织对外源激素敏感性发生改变 (4)某农业生态工程基地按照生态和 规律,对种植业和养殖业进行了优化设计。通 过套种、间种和 等技术的应用,使种植的农作物为该生态系统组成成分中的 提供更多的食物。在农业生产中尽量不施用农药,其目的是 。,A.减少水土流失 B.减少土壤肥力 C.减少环境污染 D.减少生物多样性,答案 (1)维持渗透压 (2)液体悬浮培养 胚状体 (3)B (4)经济 轮种 消费者 C,解析 (1)酶混合液中含有适宜浓度的甘露醇,可以维持一定的渗透压,保持去壁后的原生质体 的正常形态。(2)导入目的基因的原生质体经诱导形成愈伤组织后,采用液体悬浮培养获得分 散的胚性细胞,胚性细胞可发育成胚状体,进而发育成植株个体。(3)愈伤组织细胞继代培养次 数过多会失去细胞全能性的表达能力,其原因不包括愈伤组织不能分散成单细胞。愈伤组织 分化形成胚状体不需要分散成单个细胞。(4)构建农业生态工程基地需遵循生态和经济规律, 对种植业和养殖业进行优化设计。如种植业中采用套种、间种和轮种等技术,可使农作物为 消费者提供更多的食物。另外,为减少环境污染,农业生产中尽量不施用农药。,考点2 动物细胞工程,1.(2019江苏单科,23,3分)如图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸 核糖转移酶(HGPRT-),在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA,无法生长。下列叙述正确的 是(多选) ( ) A.可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合 B.两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长 C.杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产 D.细胞膜的流动性是细胞融合的基础,答案 ACD 本题通过动物细胞融合的知识,考查考生获取信息和实验探究的能力;试题借助 基础判断的形式,体现了对科学探究素养中的实验方案探讨要素的考查。 灭活的仙台病毒具有诱导细胞融合的作用,A正确;两两融合的细胞包括免疫B细胞免疫B细 胞、骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞、免疫B细胞骨髓瘤细胞三种,只有免疫B细胞与骨髓瘤细胞 的融合细胞能在HAT培养液中生长,B错误;与骨髓瘤细胞结合的免疫B细胞的种类不同,形成 的杂交瘤细胞产生的单克隆抗体不同,因此需要进一步筛选才能用于生产,C正确;细胞融合的 基础是细胞膜具有一定的流动性,D正确。,思路梳理 认真读题和看图回忆单克隆抗体制备的过程结合选项选出答案。,2.(2018江苏单科,22,3分)如图为细胞融合的示意图,下列叙述正确的是(多选) ( ) A.若a细胞和b细胞是植物细胞,需先去分化再诱导融合 B.a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现 C.c细胞的形成与a、b细胞膜的流动性都有关 D.c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因,答案 BC 植物细胞壁会阻碍细胞融合,故植物细胞融合前需先用酶解法除去细胞壁,A错 误;细胞间的融合需在相应的诱导处理下才能完成(如离心、聚乙二醇等,动物细胞还可用灭 活病毒诱导融合),B正确;细胞融合过程出现了膜的变形,故细胞融合过程与细胞膜流动性有 关,C正确;c细胞中具有a、b细胞的全部基因,但这些基因不一定能全部表达,D错误。,3.(2015天津理综,6,6分)2015年2月3日,英国议会下院通过一项历史性法案,允许以医学手段培 育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。 据图分析,下列叙述错误的是 ( ) A.该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代 B.捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿 C.三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核 D.三亲婴儿的培育还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术,答案 C 分析图示可知:母亲只提供细胞核,因而可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后 代,A正确;红绿色盲基因属于核基因,而捐献者提供的是去核卵母细胞,其红绿色盲基因不能遗 传给三亲婴儿,B正确;三亲婴儿的染色体一半来自母亲提供的细胞核,一半来自精子,C错误;体 外受精形成的受精卵需培养形成早期胚胎,而后经胚胎移植进入受体子宫内,D正确。,疑难突破 真核生物的有性生殖过程,遗传物质大部分来母方,小部分来自父方;染色体一半来 自母方,一半来自父方。,考点3 胚胎工程,1.(2018课标全国,38,15分)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光,这一 特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在 GFP基因的5末端,获得了L1-GFP融合基因(简称为甲),并将其插入质粒P0,构建了真核表达载 体P1,其部分结构和酶切位点的示意图如下,图中E1E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。,回答下列问题: (1)据图推断,该团队在将甲插入质粒P0时,使用了两种限制酶,这两种酶是 。使用这 两种酶进行酶切是为了保证 ,也是为了保证 。 (2)将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后,若在该细胞中观察到了绿色荧光,则说明L1基因在牛的 皮肤细胞中完成了 和 过程。 (3)为了获得含有甲的牛,该团队需要做的工作包括:将能够产生绿色荧光细胞的 移入牛的 中、体外培养、胚胎移植等。 (4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中,某同学用PCR方法进行鉴定,在鉴定时应分 别以该牛不同组织细胞中的 (填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR模板。,答案 (1)E1和E4 甲的完整 甲与载体正确连接 (2)转录 翻译 (3)细胞核 去核卵母细 胞 (4)核DNA,解析 (1)构建基因表达载体时,使用的限制酶不能破坏融合基因。选用产生不同黏性末端的 两种限制酶,可以防止自身环化,并且保证融合基因和质粒正确连接。(2)在牛的皮肤细胞中观 察到绿色荧光,说明L1基因已经表达,即在该皮肤细胞中完成了转录和翻译过程。(3)培育转基 因的克隆牛需将含目的基因的细胞的细胞核移入牛的去核卵母细胞中。(4)为检测克隆牛的 不同组织细胞中是否含有融合基因,需提取不同组织细胞的核DNA作为PCR模板,用PCR方法 进行鉴定。,2.(2017课标全国,38,15分)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。,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pH C,解析 本题主要考查基因工程技术和动物细胞培养技术的原理。(1)分析编码蛋白乙的DNA 序列可知,起始端无ATG,转录出的mRNA不含起始密码子,所以直接利用该DNA片段构建的 表达载体在宿主细胞中不能翻译出蛋白乙。(2)进行PCR扩增时,需要在反应体系中加入热稳 定DNA聚合酶、引物、模板DNA、原料dNTP(dCTP、dATP、dGTP、dTTP)等。(3)因为 动物细胞培养具有细胞贴壁和接触抑制的现象,当细胞浓度达到a时,若要使T淋巴细胞继续增 殖,则需分瓶进行细胞传代培养;在培养箱中培养细胞时需提供一定的气体环境,其中CO2的作 用是维持培养液的pH。由图2可知,加入蛋白丙刺激T淋巴细胞增殖的效果明显比蛋白甲、 乙低;结合图1中蛋白丙与蛋白甲、乙的DNA序列可知,缺少C片段所编码的肽段,会降低蛋白 刺激T淋巴细胞增殖的效果。,知识拓展 认识dNTP dNTP是脱氧核糖核苷三磷酸的缩写,是dCTP、dATP、dGTP、dTTP的统称。“d”代表脱氧, “N”代表变量A、T、C、G中的一种。dNTP可作为生物DNA合成以及PCR过程的原料。,3.(2016课标全国,40,15分)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。 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 。,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,解析 (1)因供体的性别不确定,故其细胞核内的性染色体组成为XX或XY;一般将卵母细胞培 养到M中期,用显微操作法将其细胞核去除;代表的过程是胚胎移植。(2)传代培养10代以 内的细胞可以保持正常的二倍体核型,超过10代以后,供体细胞中遗传物质的稳定性会降低。 (3)克隆动物细胞质中的遗传物质来自卵母细胞的细胞质,细胞质中的遗传物质对克隆动物的 性状会产生影响。(4)克隆动物的成功可以证明动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性。,4.(2015山东理综,36,12分)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有 重要意义。流程如下: (1)过程采用的是细胞工程中的 技术,过程采用的是胚胎工程中的 技术。 (2)体细胞进行体外培养时,所需气体主要有O2和CO2,其中CO2的作用是维持培养液(基)的 。 (3)如果克隆过程中需进行基因改造,在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用 和 两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外,还需有 基因,以便选出成功导入基因表达载体的细胞。 (4)胚胎干细胞可以来自囊胚中的 。在一定条件下,胚胎干细胞可以分化形成不同的 组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体 (填“A”或“B”),则不会发生免 疫排斥反应。,答案 (1)(体细胞)核移植 (早期)胚胎培养 (2)pH(或:酸碱度) (3)限制性(核酸)内切酶(或:限制酶) DNA连接酶(注:两空可颠倒) 标记 (4)内细胞团 B,解析 (1)图中过程采用体细胞核移植技术;过程为重组细胞经胚胎培养发育至早期胚胎 的过程,利用了(早期)胚胎培养技术。(2)动物细胞培养时,气体环境为95%的空气和5%的CO2, CO2作用是维持培养液的pH。(3)构建基因表达载体时,需用的工具酶为限制酶和DNA连接 酶。基因表达载体上除目的基因外,还需要有标记基因、启动子、终止子等。标记基因的作 用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)囊胚中的 内细胞团具有发育的全能性,可以作为胚胎干细胞的来源。通过核移植技术获得的组织器官 若移植给核供体,则不会发生免疫排斥反应。,解题关键 识别题图中胚胎工程各步骤的名称是解答本题的关键。,5.(2015重庆理综,8,20分)某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题,引进了含高产奶基因但 对本地适应性差的纯种公牛。 (1)拟进行如下杂交: A(具高产奶基因的纯种)B(具适宜本地生长基因的纯种)C 选择B作为母本,原因之一是胚胎能在母体内正常 。若C中的母牛 表现为适宜本地生长,但产奶量并未提高,说明高产奶是 性状。为获得产奶量高且适 宜本地生长的母牛,根据现有类型,最佳杂交组合是 ,后代中出现这种母牛的概率 是 (假设两对基因分别位于不同对常染色体上)。 (2)用以上最佳组合,按以下流程可加速获得优良个体。 精子要具有受精能力,需对其进行 处理;卵子的成熟在过程 中完 成。在过程的培养基中含有葡萄糖,其作用是 。为筛选出具有优良性状的母牛,过,程前应鉴定胚胎的 。子代母牛的优良性状与过程 的 基因重组有关。 (3)为了提高已有胚胎的利用率,可采用 技术。,答案 (20分)(1)生长发育或胚胎发育 隐性 AC 1/8 (2)获能或增强活力 供 能 性别、高产奶和适应生长的基因 (3)胚胎分割,解析 (1)由于B是具有适宜本地生长基因的纯合子,故选择B作为母本,可使胚胎在母体内正 常生长发育。让B与纯合的具有高产奶基因的A杂交得到C,C牛的产奶量并未提高,可推知高 产奶是隐性性状,而C为杂合子。因引进的是含高产奶基因的纯种公牛,故可选用AC杂 交组合,后代中高产奶且适宜本地生长的母牛的概率为1/41/2=1/8。(2)精子需进行获能处理, 才能具有受精能力。卵子的成熟在受精过程中完成。胚胎培养中,葡萄糖的作用是提供能 量。为筛选出具有优良性状的母牛,在胚胎移植前应鉴定胚胎的性别、高产奶和适应生长的 基因。经过过程的基因重组产生同时含有高产奶基因和适应本地生长基因的卵细胞,是后 代出现高产奶且适宜本地生长母牛的前提。(3)可通过胚胎分割技术提高已有胚胎的利用率。,C组 教师专用题组,1.(2014浙江理综,3,6分)下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是 ( ) A.连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型 B.某些癌细胞在合适条件下能逆转为正常细胞 C.由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆 D.未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状,答案 B 连续细胞系是发生转化了的细胞系,大多数具有异倍体核型,A错误;癌细胞在合适 条件下可以发生不定向的基因突变而逆转为正常细胞,B正确;由一个单细胞培养形成的细胞 群为一个克隆,C错误;未经克隆化培养的细胞系具有异质性,D错误。,2.(2018课标全国,38,15分)2018年细胞期刊报道,中国科学家率先成功地应用体细胞对 非人灵长类动物进行克隆,获得两只克隆猴“中中”和“华华”。回答下列问题: (1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程,核移植是指 。通过核移植方法获 得的克隆猴,与核供体相比,克隆猴体细胞的染色体数目 (填“减半”“加倍”或 “不变”)。 (2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,胚胎细胞核移植获得克隆动 物的难度 (填“大于”或“小于”)体细胞核移植,其原因是 。 (3)在哺乳动物核移植的过程中,若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体,通常,所 得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目 (填“相同”或“不同”),性染色体组 合 (填“相同”或“不同”)。,答案 (1)将动物的一个细胞核,移入一个已去掉细胞核的卵母细胞 不变 (2)小于 胚胎细 胞分化程度低,恢复全能性相对容易 (3)相同 不同,解析 (1)核移植是指将动物的一个细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组 并发育成一个新的胚胎,并最终发育为动物个体。克隆猴体细胞的染色体数等于重组细胞中 的染色体数,等于供核细胞中的染色体数。(2)哺乳动物胚胎细胞分化程度低,恢复全能性相对 容易,而哺乳动物体细胞分化程度高,恢复全能性十分困难,因此,动物体细胞核移植获得克隆 猴的难度也就明显高于胚胎细胞核移植。(3)哺乳动物雌性个体和雄性个体的体细胞中常染 色体数目相同,雌性性染色体组合为XX,雄性性染色体组合为XY,因此题中所得的两个克隆动 物体细胞常染色体数目相同,性染色体组合不同。,3.(2014广东理综,29,16分)铁皮石斛是我国名贵中药,生物碱是其有效成分之一。应用组织培 养技术培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs,类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程如下: 在固体培养基上,PLBs的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如图所示,请回答下列问题:,(1)选用新生营养芽为外植体的原因是 ,诱导外植体形成 PLBs的过程称 。 (2)与黑暗条件下相比,PLBs在光照条件下生长的优势体现在 , , 。 (3)脱落酸(ABA)能提高生物碱含量,但会抑制PLBs的生长。若采用液体培养,推测添加适量的 ABA可提高生物碱产量。同学们拟开展探究实验验证该推测,在设计实验方案时探讨了以下 问题: ABA的浓度梯度设置和添加方式:设4个ABA处理组,1个空白对照组,3次重复。因ABA受热 易分解,故一定浓度的无菌ABA母液应在各组液体培养基 后按比 例加入。 实验进程和取样:实验50天完成,每10天取样,将样品(PLBs)称重(g/瓶)后再测定生物碱含 量。如初始(第0天)数据已知,实验过程中还需测定的样品数为 。 依所测定数据确定适宜的ABA浓度和培养时间:当某3个样品(重复样)的 时,其对应,的ABA浓度为适宜浓度,对应的培养时间是适宜培养时间。,答案 (1)细胞分化程度低,容易诱导形成PLBs(2分) 细胞的脱分化(2分) (2)生长起始较快(2分) 快速生长时间较长(2分) PLBs产量较高(2分) (3)灭菌、冷却(2分) 75(1分) PLBs重量和生物碱含量乘积的平均值最大(3分),解析 本题主要考查植物组织培养相关知识,并以植物组织培养实验为背景考查实验探究能 力。(1)植物组织培养中外植体常选用茎尖、芽尖,原因是茎尖和芽尖分裂能力强,易诱导其脱 分化,而且一般不含病毒。(2)从图中比较光照和黑暗条件下PLBs重量曲线可知,光照条件下 PLBs生长优势主要体现在开始生长时间,快速生长的时间及达到生长稳定时重量的大小等方 面。(3)因ABA受热易分解,所以必须在培养基灭菌并冷却至常温时才能加入无菌ABA。 依题干信息可知,本实验有5组,每组3个样品,需分别在第0天、10天、20天、30天、40天、50 天测定PLBs重量和生物碱含量,而初始数据(第0天)已知,因此还需测定的样品数是535=7 5。根据实验探究目的,当3个样品(重复样)的PLBs重量和生物碱含量乘积的平均值最大时, 其对应的ABA浓度为适宜浓度,对应的培养时间为适宜培养时间。,4.(2014课标全国,40,15分,0.4871)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z),每只 小鼠免疫5次,每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最 大稀释倍数),结果如图所示。 若要制备杂交瘤细胞,需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目40条),并将该细胞与体外培 养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目60条)按一定比例加入试管中,再加入聚乙二醇诱导细胞融 合,经筛选培养及抗体检测,得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。,回答下列问题: (1)制备融合所需的B淋巴细胞时,所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16 000以上,则小鼠最 少需要经过 次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中, 最适合用于制备B淋巴细胞的是 小鼠,理由是 。 (2)细胞融合实验完成后,融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外,可能还有 ,体系中 出现多种类型细胞的原因是 。 (3)杂交瘤细胞中有 个细胞核,染色体数目最多是 条。 (4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活,原因是 。,答案 (1)4 Y Y小鼠的血清抗体效价最高 (2)B淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞 细胞融合是随机的, 且融合率达不到100% (3)1 100 (4)不能无限增殖,解析 (1)分析题图可知,经4次免疫后,小鼠Y的血清抗体效价就可达到16 000以上。由于4次免疫后的Y小鼠的血清抗体效价最高,故最适合用于制备B淋巴细胞。(2)细胞融合实验中,由于细胞融合是随机的,而且诱导融合率不可能达到100%,所以会有未融合的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞、融合的具有同种核的细胞和杂交瘤细胞三种类型。(3)杂交瘤细胞同时具有B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的核物质,但细胞核只有一个。由于杂交瘤细胞在分裂过程中染色体会丢失,故细胞核中染色体数目最多是40+60=100(条)。(4)B淋巴细胞已经分化,没有无限增殖的潜能。,解后反思 本题考查单克隆抗体制备的相关知识,难度较大。理解细胞融合的原理与操作过程是解题关键。,5.(2008北京理综,29,18分)白菜、甘蓝均为二倍体,体细胞染色体数目分别为20、18。以白菜 为母本、甘蓝为父本,经人工授粉后,将雌蕊离体培养,可得到“白菜甘蓝”杂种幼苗。 请回答问题: (1)白菜和甘蓝是两个不同的物种,存在 隔离。自然条件下,这两个物种间不能通过 的方式产生后代。雌蕊离体培养获得“白菜甘蓝”杂种幼苗,所依据的理论基础是 植物细胞具有 。 (2)为观察“白菜甘蓝”染色体的数目和形态,通常取幼苗的 做临时装片,用 染料染色。观察、计数染色体的最佳时期是 。 (3)二倍体“白菜甘蓝”的染色体数为 。这种植株通常不育,原因是减数分裂过程 中 。为使其可育,可通过人工诱导产生四倍体“白菜甘蓝”,这 种变异属于 。,答案 (1)生殖 杂交(有性生殖) 全能性 (2)根尖(茎尖) 醋酸洋红(龙胆紫、碱性) 有丝 分裂中期 (3)19 没有同源染色体配对的现象 染色体变异,解析 将经人工授粉后得到的雌蕊进行离体培养,这样得到的雌蕊主要利用的是融合的受精 卵,它是由白菜的卵细胞(n=10)和甘蓝的精子(n=9)结合而来的。这样培育得到的“白菜甘 蓝”是异源二倍体,染色体数是2n=10+9=19。由于在杂种体内没有同源染色体,在减数分裂时 联会紊乱,不能形成正常的配子,所以通常是不育的,可用秋水仙素处理使染色体数目加倍得到 可育的四倍体“白菜甘蓝”。幼苗中细胞分裂活动最旺盛的是根尖的分生区,在有丝分裂 的中期染色体形态固定、数目清晰可数,是对染色体进行观察和计数的最佳时期。,A组 20172019年高考模拟考点基础题组 考点1 植物细胞工程,三年模拟,1.(2019北京海淀期中,14)以二倍体兰花花药为外植体,经植物组织培养过程获得兰花植株,下 列相关叙述不正确的是 ( ) A.为防止杂菌污染,过程要进行严格的无菌操作 B.过程需在培养基中添加多种植物激素以利于再分化 C.该育种过程体现了细胞的全能性 D.经过程形成的植株中可筛选获得纯合的二倍体,答案 B 过程需在培养基中添加植物激素以利于脱分化形成愈伤组织,B选项错误;因为 用秋水仙素处理了花药的愈伤组织,使染色体加倍,故经过程形成的植株中可筛选获得纯合 的二倍体,体现了细胞的全能性,C、D选项正确;为防止杂菌污染,过程要进行严格的无 菌操作,A选项正确。,能力解读 以植物组织培养为载体,考查辨认、比较、解读的理解能力。,2.(2019北京丰台期末,23)为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术支持,科研人员利用植物组织 培养技术研究甘薯茎尖(外植体)大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响,结果如表所示,下列相关 叙述错误的是 ( ),A.不同培养阶段培养基中激素种类和比例应适时调整 B.脱分化过程中应给予充足光照使其进行光合作用 C.可利用病毒cDNA制作探针对甘薯苗进行病毒检测 D.0.30.5 mm 大小的茎尖有利于脱毒甘薯苗的培养,答案 B 脱分化的结果是产生愈伤组织,还未分化出光合作用器官,这个过程不需要光照使 其进行光合作用,B选项错误;不同培养阶段培养基中激素种类和比例应适时调整,可利用病毒 cDNA制作探针对甘薯苗进行病毒检测,A、C选项正确;据表中数据可知0.30.5 mm大小的茎 尖有利于脱毒甘薯苗的培养,D选项正确。,能力解读 以植物组织培养、繁殖脱毒甘薯苗为载体,考查辨认、比较、解读的理解能力。,错因分析 依据结构与功能相适应,脱分化时,植物未分化出光合作用器官,无法进行光合作 用,有无光照,不影响实验结果。,3.(2019北京东城期末,29)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒 素的获得途径如图。以下叙述不正确的是 ( ) A.组织培养的培养基中需要加入有机营养和植物激素 B.用高压蒸汽灭菌法处理外植体和培养基 C.和分别表示脱分化和再分化过程 D.果实细胞的基因型与外植体基因型相同,答案 B 外植体无法进行高压蒸汽灭菌,只能进行消毒处理,培养基需要进行高压蒸汽灭菌, B选项错误;植物组织培养是无性繁殖,果实细胞是由子房发育而来的,是体细胞,与外植体基因 型相同,D选项正确。,能力解读 以植物组织培养为载体,考查辨认、比较、解读的理解能力。,4.(2018北京海淀期中,16)以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料,利用植物组织培养技术 繁殖该植物。下列相关叙述不正确的是 ( ) A.以绿色叶片和白色花瓣作为外植体,进行组织培养均能获得试管苗 B.外植体脱分化培养成愈伤组织的过程,需要植物生长调节剂的处理 C.若用某一细胞进行组织培养,该细胞必须有完整的细胞核和叶绿体 D.选用花粉粒进行组织培养,不能获得与原植株基因型相同的植物体,答案 C 绿色叶片和白色花瓣的细胞含有该物种全套的遗传物质,具有全能性,能通过植物 组织培养获得试管苗,A选项正确;外植体脱分化过程需要一定比例的生长素和细胞分裂素,B 选项正确;外植体不一定需要有叶绿体,C选项错误;花药离体培养获得单倍体植株,其与原植株 基因型不同,D选项正确。,易混易错 花粉粒作为外植体进行植物组织培养,获得的是单倍体植株。,5.(2018北京朝阳期末,14)下列有关植物组织培养的叙述中,正确的是 ( ) A.愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞 B.二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株 C.植物组织培养过程中要注意保持材料用具等无菌 D.同一株绿色开花植株不同部位的细胞得到的组培苗基因型一定相同,答案 C 愈伤组织是脱分化得到的具有分生能力的薄壁细胞,没有特定的结构和功能,A选 项错误;二倍体植物的花粉组织培养得到的是高度不育的单倍体植株,同一个体的体细胞经植 物组织培养得到的是与供体基因型相同的植株,但若选择花药离体培养得到的是单倍体植株, B、D选项错误。,易混易错 细胞分化的结果是形成具有特定结构和功能的组织细胞,脱分化得到的愈伤组织 分化程度低,没有固定形态的薄壁细胞。,6.(2018北京朝阳期末,29)科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的 影响,结果如图。相关叙述错误的是 ( ) A.培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性 B.培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段 C.实验结果表明茎尖越小脱毒率越高,成苗率越低 D.根据本实验,培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm,答案 A 培育脱毒苗所依据的原理是细胞全能性,A选项错误;培育培毒苗的过程涉及脱分 化和再分化两个阶段,B选项正确;据图信息知,茎尖越小,脱毒率越高,成苗率越低,C选项正确; 培养脱毒苗时需要综合考虑成苗率和脱毒率两个因素,根据本实验,培养脱毒苗时茎尖的适宜 大小为0.27 mm,D选项正确。,考点2 动物细胞工程,1.(2019北京东城期末,17)6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6PD)有F和S两种类型,分别由一对等位基因 XF和XS编码。将基因型为XFXS的女性皮肤组织用胰蛋白酶处理,进行原代培养,然后用不同的 单个细胞分别进行单克隆培养。分别从原代培养和各单克隆培养中取样,对提取到的G-6PD 蛋白进行电泳检测,结果如图所示。以下叙述不正确的是 ( ) A.原代培养的细胞中都含有XF和XS B.原代培养细胞电泳图有2个条带是因为同时检测了多个细胞的产物 C.单克隆培养的细胞1、2、4、5、8、9与3、6、7所含基因不同 D.实验结果可能是女性细胞中一条X染色体随机失活导致的,答案 C 据图可知,原代培养细胞电泳图有2个条带,单克隆培养的细胞只有1个条带,可能的 原因是尽管女性细胞中都含有XF和XS,但女性细胞中一条X染色体可能随机失活,原代培养细 胞电泳图之所以有2个条带是因为同时检测了多个细胞的产物的综合结果,故C选项错误。,能力解读 以动物细胞培养为载体,考查辨认、比较、解读的理解能力,推理、归因的应用能力。,2.(2018北京东城期末,25)若用a表示骨髓瘤细胞,b表示B淋巴细胞,则单克隆抗体制备过程中的 两次筛选可表示为 ( ),答案 D 单克隆抗体制备过程中的第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞,第二次筛选是要 获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞,D选项正确。,3.(2018北京海淀期中,20)科研工作者利用禽流感病毒蛋白制备单克隆抗体,下列步骤中叙述 正确的是 ( ) A.用动物细胞培养液培养禽流感病毒,通过离心获得抗原蛋白 B.多次注射适宜浓度的抗原免疫小鼠,以获得更多的浆细胞 C.用灭活的病毒诱导浆细胞与禽流感病毒融合得到杂交瘤细胞 D.将单个杂交瘤细胞接种到小鼠腹腔培养可获得多种单克隆抗体,答案 B 病毒没有细胞结构,不能独立进行新陈代谢,需要寄生在活细胞中,“动物细胞培养 液”是指用于培养动物细胞的培养液,不是含有动物细胞的培养液,因此其不能用来培养病毒, A选项错误;多次用特定抗原免疫小鼠,可以获得更多的能产生目的抗体的浆细胞,B选项正确; 应诱导浆细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,而非与病毒融合,C选项错误;将单个杂交瘤 细胞进行体内培养,只可获得一种单克隆抗体,D选项错误。,4.(2018北京石景山期末,37)女性怀孕后会分泌一种糖蛋白绒毛膜促性腺激素(HCG),尿液 中会检出HCG的存在。用抗HCG单克隆抗体制备的试纸可以测试女性是否怀孕。如图是抗 HCG单克隆抗体制备流程示意图,请分析回答: (1)制备单克隆抗体利用的生物学技术有 和 。给小鼠注射 的HCG相当于 ,注射后小鼠体内发生的特异性免疫反应类型是 。 (2)促进动物细胞融合得到乙,常采用的方法有 。 (3)用特定的选择培养基对乙筛选,得到的细胞丙的特点是 。 (4)对丙检测筛选得到丁,采用的方法是 。生