安徽省安丰中学2016高考生物一轮规范训练 1038细胞工程及克隆技术(含解析)

1、10.38细胞工程及克隆技术1（2015湖州月考）人工种子的培育过程如图所示，请回答下列问题：(1)制作人工种子依据的原理是_，是经过_技术培育而成的。(2)包埋胚状体的胶质可以看作是种子的哪部分结构？_。(3)某二倍体植物基因型为DdTt，利用这种生物技术采用花药离体培养的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工种子，这种种子萌发形成的个体为_，基因型为_。(4)如果外植体为植物的茎尖，通过的处理可使细胞彼此分离，可加入下列哪种试剂。()A15%的盐酸 B淀粉酶C果胶酶 D胰蛋白酶(5)表示脱分化过程，其实质是_；表示再分化的过程，其实质是_。(6)从上面所述胚状体的类型分析，人工种子萌发长成

2、的植株是否可育？_ _。【答案】(1)植物细胞的全能性植物组织培养(2)种皮及提供营养的胚乳或子叶(3)单倍体DT、Dt、dT、dt(4)C(5)使细胞恢复分裂基因的选择性表达(6)若是由花粉(或三倍体植物的营养器官)发育而来的则不可育，若是由茎尖、根尖等营养器官发育而来的则可育【解析】(1)人工种子能发育成完整的植株，说明其细胞内含有个体发育的全部基因，因此原理是细胞的全能性，经过植物组织培养得以表达。(2)包埋胚状体的胶质有保护胚状体的作用，同时又可以给胚状体提供营养物质，所以可以视作是种皮及胚乳。(3)由花药(或花粉)等配子发育成的个体称为单倍体，其基因型为配子基因型，即DT、Dt、dT

3、、dt四种。(4)使植物细胞彼此分离可以使用果胶酶，因为植物细胞壁的主要成分是果胶。(5)脱分化实质上是恢复分裂能力，而再分化就是分化，即基因选择性表达。(6)由题目信息可知，人工种子的胚状体可来自茎尖、芽尖、子房、花粉等，如果来自花粉，得到的个体是单倍体，单倍体一般高度不育。2（2015兰州模拟）某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研究，请回答下列问题：(1)2,4D常用于籼稻愈伤组织的诱导，对形态的发生有一定的抑制作用。为促进愈伤组织再分化，在配制分化培养基时需_(填“升高”“保持”或“降低”)2,4D的浓度。(2)当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时，出现具有分生能力的绿色芽点

4、，但不能继续出芽，通常在培养基中添加_，以促进幼苗形成。(3)研究中用显微镜可以观察到的现象是_(填下列序号)。绿色芽点细胞排列松散刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离胚状体细胞中有叶绿体分化的愈伤组织内各细胞的形态大小一致(4)经组织培养筛选获得的籼稻叶绿素突变体，其叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照组，叶绿素总量不变。某同学用_(填序号：绿色红色蓝紫色黄色)光照射突变体和对照叶片，检测到两者光合放氧速率差异不大。若取等量色素提取液进行层析，会发现突变体第_条色素带(自上而下)窄于对照组。(5)胚乳(3n)由一个精子与两个极核受精发育而成。若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织培育三倍体，需适时

5、剔除胚，以免胚的存在影响愈伤组织细胞的_，还可避免再生苗中混有_。【答案】(1)降低(2)适量的生长素(3)(4)4(5)增殖与分化二倍体幼苗【解析】(1)因为2,4D对形态的发生有一定的抑制作用，常用于诱导形成愈伤组织，故在愈伤组织的再分化培养基中要降低2,4D的浓度。(2)愈伤组织再分化产生幼苗时，需要细胞分裂素和生长素的共同作用。(3)愈伤组织的细胞排列松散，而绿色芽点的细胞是具有分生能力的细胞，排列紧密；刚融合的籼稻和稗草杂交细胞还未形成新的细胞壁和大的液泡，因此不会发生质壁分离；胚状体的细胞是已经分化的具有生根发芽能力的细胞，其中有的细胞含有叶绿体；分化后的细胞在形态、结构和生理功能

6、上会发生稳定性的变化。(4)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，故在绿光和黄光的照射下，突变体和对照组的叶片光合作用无明显差异。突变体的叶绿素a与叶绿素b的比值大于对照组，而叶绿素的总量不变，则叶绿素a的含量增多、叶绿素b的含量减少，故色素分离的结果是滤纸条自上而下的第4条色素带窄于对照组。(5)胚乳细胞中含3个染色体组，胚细胞中含2个染色体组，胚具有分裂和分化的能力，其存在可能会影响胚乳细胞诱导形成的愈伤组织细胞的增殖与分化，故需剔除，这样还可避免愈伤组织再分化形成的三倍体幼苗中混有二倍体幼苗。3细胞工程是按照人们的意愿通过某种工程手段改变细胞内遗传物质或获得细胞产品的综合科学技术。(1)科学家从红

7、豆杉的体细胞中分离出具有独特抗肿瘤的物质紫杉醇。由于全世界每年紫杉醇的需求量是4 000 kg，但全世界紫杉醇的产量是250 kg，供求严重失衡，导致一些地区红豆杉资源遭到严重破坏。现在可以采用植物组织培养技术解决这一问题。植物组织培养依据的原理是_。在得到红豆杉的_后，经过消毒就可以在培养基上进行培养。人工合成的培养基中除水、蔗糖、维生素、有机添加物外，_是其生长必需的，_是植物细胞脱分化及再分化不能缺少的调节物质。从该生产的目的看，得到_就可以提取紫杉醇。(2)德国科学家豪森是2008年诺贝尔生理学或医学奖获奖者之一。他的研究证实宫颈癌和人乳头状瘤病毒(HPV)之间存在联系，为宫颈癌疫苗的

8、研制奠定了基础。现在宫颈癌疫苗已经开发出来，使宫颈癌成为人类可以预防和根除的第一种恶性肿瘤。理论上讲，将纯化的HPV在_中培养、增殖，收获病毒后用灭活剂杀死，但要确保灭活HPV的_不被破坏，并且能被人的免疫细胞识别。这样就能得到预防宫颈癌的疫苗了。HPV疫苗的作用是使一部分淋巴细胞在反应阶段形成_，当_病毒再次入侵时，机体能产生更强的特异性免疫反应，包括_ _。【答案】(1)植物细胞的全能性离体组织、细胞(或外植体)矿质元素(或无机盐)植物激素愈伤组织(2)哺乳动物或人的活细胞抗原决定簇记忆细胞HPV体液免疫和细胞免疫【解析】植物组织培养的原理是细胞的全能性；其过程是：离体组织、细胞愈伤组织根

9、、芽植株。若要获得细胞产物，只需得到愈伤组织即可。病毒必须在宿主细胞内才能增殖，HPV的宿主细胞为哺乳动物或人的活细胞。HPV疫苗可以引起机体发生免疫反应，产生相应的记忆细胞和抗体，保持对该抗原的记忆。4现有甲、乙两种可能有一定致畸、致癌作用的化学物质，利用动物细胞培养的方法能够鉴定它们是否有毒性，并比较二者毒性的强弱。请完成下列实验报告。.实验材料：小白鼠胚胎。.药品用具：胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、细胞培养箱、载玻片、盖玻片、光学显微镜、小白鼠正常体细胞有丝分裂高倍显微镜照片。.实验原理：_，根据这些变异细胞占全部培养细胞的

10、百分数(以下称Q值)，可判断该化学物质的毒性。.实验步骤：(1)制备细胞悬液把小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎，转入锥形瓶中，加入胰蛋白酶液处理，使胚胎组织离散成单个细胞，再加入动物细胞培养液，制成细胞悬液。(2)进行细胞培养取A、B、C三个洁净的培养瓶，_ _。_。_。(3)制作临时装片当细胞繁殖到第8代左右时，同时从细胞培养箱中取出三个培养瓶，用胰蛋白酶液处理，使培养的细胞从瓶壁上脱落，再加入动物细胞固定液迅速杀死细胞，并将细胞固定在不同的分裂时期。静置一段时间后，分别从各培养瓶底部吸取适量的细胞悬液。滴在与培养瓶有相同编号的载玻片中央，加12滴适宜浓度的_染色，35 min后，盖上盖玻片，制成

11、临时装片。(4)镜检和统计把临时装片放在显微镜下，按照_的顺序观察，寻找处于_期的细胞，并与_对比以确认发生上述变异的细胞，同时统计该期变异的细胞占细胞总数的百分数(Q值)。.实验结果：培养瓶ABCQ值1.3%12.5%0.1%.实验结论：_。【答案】.将有毒物质加入细胞培养液后，培养的动物细胞会发生染色体数量和结构变异(答出有毒物质使细胞发生变异即可).(2)分别加入等量的细胞悬液向A、B两个培养瓶中分别加入等量的化学物质甲、乙，并将培养瓶摇匀；C瓶不作处理，作为对照把3个培养瓶放在37(或适宜温度)的细胞培养箱中培养(3)龙胆紫溶液(4)先用低倍镜后用高倍镜有丝分裂中小白鼠正常体细胞有丝分

12、裂中期的高倍显微镜照片.甲、乙两种化学物质均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大5(2015·湖北八校联考)下图是某实验室做的通过动物纤维母细胞等获得单抗的实验研究。据图回答相关问题。(1)X、Y、Z细胞的名称分别是_、_、_。(2)过程类似于植物组织培养技术中的_过程。与成纤维细胞相比，诱导干细胞的全能性较_。过程的实质是_。(3)过程中需用到的生物诱导剂是_。(4)处需要筛选，其目的是_。(5)若用含放射性32P标记的核苷酸的培养基培养Z细胞，能检测到放射性32P的细胞器是_、_。【答案】(1)骨髓瘤细胞抗原刺激过的B淋巴细胞杂交瘤细胞(2)脱分化高基因的选择性表达(3)灭活的病毒(4

13、)筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞(5)核糖体线粒体【解析】(1)由于单抗是由杂交瘤细胞产生的，根据示意图可知，Z是杂交瘤细胞，X细胞是由诱导干细胞形成的，因此为骨髓瘤细胞，Y细胞是由病毒刺激产生的浆细胞。(2)过程是将高度分化的纤维母细胞诱导形成诱导干细胞，类似于植物组织培养技术中的脱分化过程，与纤维母细胞相比，诱导干细胞的全能性较高。过程的实质是基因的选择性表达。(3)过程中的诱导方法有物理法、化学法和生物法，需用到的生物诱导剂是灭活的病毒。62007年诺贝尔生理学或医学奖分别授予美国人马里奥·卡佩基、奥利弗·史密斯和英国人马丁·埃文斯。三位科学家的获奖原因

14、是其研究为“基因靶向”技术的发展奠定了基础。所谓“基因靶向”技术(人们大都称之为基因“敲除”技术)是指利用细胞脱氧核糖核酸(DNA)可与外源性DNA同源序列发生同源重组的性质，定向改造生物某一基因的技术。借助这一从20世纪80年代发展起来的技术，人们得以按照预先设计的方式对生物遗传信息进行精细改造。有了“基因靶向”这一高精度瞄准镜，科学家就可以精确瞄准任何一个基因，使其失去活性，进而研究该基因的功能。请回答下列问题：(1)“敲除”一种基因需要分两步来完成：第一步是利用化学“剪刀”，例如用某种酶切除哺乳动物染色体中有某种功能的基因。第二步是用修改过的基因取代原有基因。这里的“某种酶”应该是_酶。

15、用修改过的基因取代原有基因时还需要_酶。(2)假如要“敲除”小鼠的胰岛素基因，请设计出实验步骤：_。给出一种检验胰岛素基因是否被“敲除”的方法：_ _。(3)利用细胞工程也可获得可供老鼠移植之用的“敲除排斥基因”的老鼠，其过程大致如下图所示：促进卵细胞融合最常用的试剂是_。重组细胞培养成胚胎的过程所用的培养基，从物理性质上看属于_，培养基中至少要加入水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、促生长因子、微量元素和_等物质，同时要创造适宜温度、pH和无菌条件，其中需要无菌环境的原因是_。【答案】(1)限制性核酸内切DNA连接(2)用限制性核酸内切酶切除小鼠胚胎干细胞中的胰岛素基因，用修改过的基因取代胰

16、岛素基因用胰岛素基因探针检验胰岛素基因是否被“敲除”(3)灭活的病毒和聚乙二醇液体培养基动物血清细菌等微生物生长繁殖快，消耗营养物质多，同时产生有害代谢产物，毒害动物细胞【解析】(1)限制性核酸内切酶是基因“剪刀”，DNA连接酶是基因“针线”。(2)“敲除”一种基因需要分两步来完成：第一步是利用限制性核酸内切酶切除哺乳动物染色体中有某种功能的基因，第二步是用修改过的基因取代原有基因。基因探针可检验目的基因。(3)灭活的病毒和聚乙二醇是动物细胞融合最常用的试剂。动物细胞培养基的成分有水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、动物血清等，需在无菌条件下进行。7(2015·聊城模拟)克隆羊的成功轰动世界，它不仅奠定了克隆性治疗疾病的基础，又解决了器官移植中供体不足的问题，同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用，请据图回答：(1)图中所涉及的现代生物技术有_、_和_等。若让动物1能够产生出