高考生物复习现代生物科技专题第37讲细胞工程夯基提能作业.docx

第37讲细胞工程A组基础题组考点一植物细胞工程1.下图为通过植物体细胞杂交培育“番茄马铃薯”植株的过程,请回答:(1)图中过程处理后可获得具有活力的。过程一般可用作为诱导剂来诱导细胞融合。(2)过程的细胞工程技术是,其培养时选用的材料通常是分生组织,原因是。(3)过程为,即让已经分化的细胞经过诱导后,失去其特有的而转变为未分化的状态。(4)过程表示通过形成不同的组织和器官,其根本原因是。(5)人们培育“番茄马铃薯”的目的是想获得地上结番茄,地下结马铃薯的植株,从理论上这种设想是可以实现的,原因是。但最后却未能如愿,其原因是。尽管如此,从整个过程来看,植物体细胞杂交的研究在 方面,取得了巨大突破。2.(2016陕西宝鸡一检,40)现有甲、乙两个番茄品种(染色体数2n=24),其基因型分别为AAbb和aaBB,这两对基因位于非同源染色体上,且在光照强度大于500勒克斯时,都不能生长,这是由于它们中的一对隐性纯合基因(aa或bb)作用的结果。取甲乙两品种的花粉分别培养成植株,将它们的叶肉细胞制成原生质体,并将两者相混,使之融合,诱导产生细胞团。然后,放到大于500勒克斯光照下培养,结果有的细胞团不能分化,有的能分化发育成植株。请回答下列问题:(1)甲、乙两番茄品种花粉经过花药离体培养技术而形成的植株是 倍体。(2)将叶肉细胞制成原生质体时,使用破除细胞壁。(3)在细胞融合技术中,常用的化学试剂是。融合后形成的细胞类型有种(这里仅考虑2个原生质体的相互融合)。(4)细胞融合成功的标志是。(5)细胞融合后诱导产生的细胞团叫。(6)在大于500勒克斯光照下培养,能分化的细胞团的基因型是(这里只考虑2个原生质体的相互融合)。由该细胞团分化发育成的植株,其染色体数是。考点二动物细胞工程3.(2014课标,40,15分)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),结果如下图所示。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。4.(2017福建漳州第一次月考,44)下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解。请据图回答:(1)图中、所示的结构分别是、。(2)图中、所示的生物工程技术分别是、。(3)过程通常用去核卵细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作,含有营养物质丰富外,还因为它。(4)过程通常采用的方法是。(5)过程的完成需要用到的非酶基因操作工具为。(6)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是。B组提升题组非选择题1.(2016宁夏六盘山高级中学一模,40)不同属的农作物,甲作物高产不耐盐,乙作物低产但耐盐。欲培育出既高产又耐盐的植株,以适应于盐碱地栽培。请回答下面的问题:(1)采用(填“杂交”、“嫁接”或“转基因”)方法可以达到上述目的,这种育种方法的优点是。(2)采用细胞工程育种的方法如下:甲、乙原生质体经诱导融合完成的标志是。以胚状体为材料,经过人工薄膜包装得到的人工种子,在适宜条件下同样能够萌发成幼苗,与天然种子相比,人工种子具有哪些显著的优点?(请举出1条)。动物细胞工程应用较广泛的是单克隆抗体的制备,单克隆抗体最主要的优点是。单克隆抗体的应用主要有两个方面,一个是作为试剂,能准确地识别各种抗原物质的细微差别,并跟一定抗原发生。另一方面可以用于和运载药物。2.(2016江西九江七校第一次联考,29节选)根据下面植物体细胞杂交技术流程图,回答相关问题。(1)运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)自然状态下不能得到杂种植株,原因是。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,依据的原理是,其中过程称为,植物体细胞融合完成的标志是。 (3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体,则“番茄马铃薯”属于倍体植株。(4)已知柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物,可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术,将柴油树细胞培养到阶段即可(填字母编号)。(5)若培育抗虫棉,将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵,然后进行组织培养,其过程相当于(填字母编号)。3.(2015安徽理综,31,9分)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊,以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白,其技术路线如图。(1)由过程获得的A为。(2)在核移植之前,必须先去掉受体卵母细胞的核,目的是。受体应选用期卵母细胞。(3)进行胚胎移植时,代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生,这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆,理论上可获得无限个转基因绵羊,这是因为。4.(2014福建理综,33,10分)Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图:(1)步骤中,在核移植前应去除卵母细胞的。(2)步骤中,重组胚胎培养到期时,可从其内细胞团分离出ES细胞。(3)步骤中,需要构建含有Rag2基因的表达载体。可以根据Rag2基因的设计引物,利用PCR技术扩增Rag2基因片段。用Hind和Pst限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体,所选择的表达载体上应具有酶的酶切位点。(4)为检测Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的,用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。答案全解全析A组基础题组考点一植物细胞工程1.答案(1)原生质体聚乙二醇(2)植物组织培养全能性高、易培养成愈伤组织(3)脱分化结构和功能(4)再分化基因选择性表达(5)该植株同时具有番茄和马铃薯的遗传信息基因的表达相互调控、相互影响克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍解析(1)图中为去壁处理获得具有活力的原生质体的过程。过程为诱导细胞融合过程,一般可用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂来进行。(2)图中为植物组织培养过程,其原理是植物细胞具有全能性;植物组织培养时选用的材料通常是分生组织,原因是分生组织的全能性高,易培养形成愈伤组织。(3)过程为脱分化,即让已经分化的细胞经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变为未分化的状态。(4)过程表示通过再分化形成不同的组织和器官,其根本原因是基因的选择性表达。(5)“番茄马铃薯”从理论上可以实现地上结番茄,地下结马铃薯,原因是该杂种植株同时具有番茄和马铃薯的遗传信息,但最后却未能实现的原因是基因的表达相互调控、相互影响。植物体细胞杂交的研究在克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍方面,取得了巨大突破。2.答案(1)单(2)纤维素酶和果胶酶(3)PEG3(4)再生出细胞壁(5)愈伤组织(6)AaBb24解析(1)由配子直接发育来的植株是单倍体。(2)叶肉细胞有细胞壁,因此要制成原生质体时,先要把细胞壁分解掉,细胞壁的成分主要为纤维素和果胶,因此要用纤维素酶和果胶酶破除细胞壁。(3)人工诱导植物细胞融合的方法有物理法和化学法,常用的化学试剂是聚乙二醇(PEG),可用的物理方法是离心、振动、电激。若只考虑两两结合的情况,会出现3种类型的融合细胞,即甲细胞自身融合形成的细胞,乙细胞自身融合形成的细胞及甲和乙细胞相融合形成的杂种细胞。(4)原生质体长出了新的细胞壁,说明细胞融合成功。(5)细胞融合后形成杂种细胞,杂种细胞经过脱分化形成愈伤组织。(6)大于500勒克斯光照下培养,隐性纯合基因(aa或bb)有致死作用,只有杂种细胞才能存活,即基因型为AaBb的细胞团存活。由杂种细胞发育成的植株,其染色体数是24。考点二动物细胞工程3.答案(1)4YY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)1100(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。(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。4.答案(1)细胞核内细胞团(2)(体细胞)核移植技术基因工程(转基因技术或重组DNA技术)(3)含有促进(或激活)细胞核全能性表达的物质(4)显微注射技术(5)载体(6)不发生免疫排斥反应解析(1)体细胞核移植利用体细胞核和去核卵细胞。内细胞团细胞具有发育的全能性,此时导入健康胰岛B细胞基因,可以形成能正常分泌胰岛素的胰岛B细胞群。(2)图中是将体细胞核和去核卵细胞重组为一个细胞,为体细胞核移植技术。图中是将健康胰岛B细胞基因导入受体细胞,为基因工程技术。(3)过程通常用去核卵细胞作为受体细胞,除了因为它体积大,易操作,含有营养物质丰富外,还因为其含有能够激活细胞核全能性表达的物质。(4)将目的基因导入动物细胞通常用显微注射法。(5)基因工程基本工具为限制酶、DNA连接酶、载体,载体为非酶基因操作工具,通常为质粒。(6)图示方法与一般的异体移植相比可避免免疫排斥。B组提升题组非选择题1.答案(1)转基因 能定向的改变生物的性状(2)形成新的细胞壁生产不受季节限制、不会出现性状分离、能保持优良品种的遗传特性、方便贮存和运输(写出任一合理答案均得分)特异性强,灵敏度高,并可大量制备诊断特异性反应 治疗疾病解析(1)由题意可知要想培育出既高产又耐盐的植株可用转基因的方法。杂交育种应是在同种生物中,而这两种农作物是不同的物种,嫁接能保持母本的性状,得到的还是原来的物种。基因工程育种的最大优点是能定向改变生物的性状。(2)原生质体诱导融合完成的标志是杂种细胞形成新的细胞壁。人工种子具有生产不受季节限制、方便储存和运输,不会出现性状分离且能保持优良品种的遗传特性等优点。单克隆抗体最主要的优点是特异性强,灵敏度高,并可大量制备。单克隆抗体可以作为诊断试剂,能准确地识别各种抗原物质的细微差别并和特定的抗原发生特异性反应,即抗原抗体反应。还可以用于治疗疾病和运载药物。2.答案(1)不同种的植物存在生殖隔离(2)细胞的全能性原生质体融合产生新的细胞壁(3)六(4)e(5)解析(1)番茄和马铃薯属于两个物种,存在生殖隔离,不能通过有性杂交产生后代。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,依据的原理是细胞的全能性,其中过程称为原生质体融合,植物体细胞融合完成的标志是产生新的细胞壁。(3)由于番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体,因此“番茄马铃薯”属异源六倍体。(4)柴油是植物细胞的代谢产物,将柴油树细胞培养到愈伤组织阶段即可提取,愈伤组织阶段为图中的e阶段。(5)若培育抗虫棉,将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵,然后进行组织培养,包括脱分化和再分化两个阶段,即图中的。3.答案(1)含目的基因的表达载体(2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞M(3)免疫排斥反应(4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养解析(1)在基因工程中,构建基因表达载体后才能将目的基因导入受体细胞。(2)核移植技术选用的成熟卵母细胞处于减数第二次分裂中期(M中期),需去掉细胞核以保证得到的克隆动物的核遗传物质来自于含目的基因的成纤维细胞。(3)胚胎移植时受体动物对移入的胚胎基本不发生免疫排