高考生物二轮复习（全国版） 第1篇 专题突破 专题9 考点2　细胞工程

现代生物科技专题专题九细胞工程考点二内容索引主干整合真题研究题组集训主干整合1.植物组织培养的过程——原理：植物细胞的全能性(1)植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。(2)脱分化阶段不需要光，再分化阶段需要光。(3)生长素与细胞分裂素的比值高时，促进根的分化、抑制芽的形成；比值低时，促进芽的分化、抑制根的形成。(4)体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。2.植物体细胞杂交技术——原理：植物细胞的全能性、细胞膜的流动性3.针对三类目标(试管苗、人工种子、细胞产物)的培养流程4.动物细胞培养——原理：细胞增殖(1)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同：第一次：处理剪碎的组织，使其分散成单个细胞；第二次：使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来。(2)使用或冷冻保存的是10代以内的细胞，原因是保持细胞正常的二倍体核型。(3)避免杂菌污染的措施：培养液及培养用具灭菌处理，加入一定量的抗生素，定期更换培养液。(4)区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。5.动物体细胞克隆技术(核移植技术)——原理：动物细胞核的全能性(1)核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状可能不同的三个原因：①克隆动物遗传物质来自两个亲本。②发育过程中可能发生基因突变或染色体变异。③外界环境可能引起不可遗传的变异。(2)克隆动物的产生是无性繁殖，而试管动物则是在体外受精形成受精卵，由受精卵发育成的个体，因此属于有性繁殖。6.单克隆抗体的制备——原理：细胞膜的流动性、细胞的增殖2次筛选目的不同：①第1次：获得杂交瘤细胞。②第2次：获得能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞。真题研究1.(2019·全国Ⅱ，38)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)。能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快(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。有利于胚状体进行呼吸作用矿质元素糖(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)。茎尖含目的基因的细胞(1)(2019·全国Ⅲ，38节选)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，步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是___________________________；从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是______________________________________________填充________________________________。而步骤⑥要进行照光培养，其作用是______________________________________________。形成层容易诱导形成愈伤组织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诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用(2)(2020·天津，15节选)在诱导形成愈伤组织阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是______________________________________。填充细胞分化程度低，容易诱导产生愈伤组织注射病毒A，该处理的目的是________________________________________________。2.(2020·全国Ⅰ，38)为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了如图实验流程。回答下列问题：(1)题述实验前必须给小鼠甲诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞利用小鼠甲制备单克隆抗体时，先要给小鼠甲注射相应的抗原，目的是获得经免疫的、能产生相应抗体的B淋巴细胞。(2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：____________________________________________________________________________________。取小鼠甲脾脏剪碎；②用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞；③加入培养液制成单细胞悬液利用小鼠甲的脾脏制备单细胞悬液的主要步骤是①取小鼠甲的脾脏并剪碎；②用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞；③利用培养液将分散的细胞制成细胞悬液。(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于____________，使用该培养基进行细胞培养的结果是_______________________。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是_____________________________。选择培养基只有杂交瘤细胞能够生存抗原与抗体的反应具有特异性为了得到所需要的杂交瘤细胞，在细胞培养过程中要进行筛选。筛选1是利用选择培养基进行筛选，在选择培养基上只有融合的杂种细胞才能生长，未融合的、同种细胞融合的细胞都不能存活。筛选2利用抗原与抗体的反应具有特异性的原理进行多次筛选，目的是得到能产生所需要的抗体并能无限增殖的杂交瘤细胞。(4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有_____________________________________________________________(答出2点即可)。将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外培养若要将得到的杂交瘤细胞进行大量培养，可以在体外条件下进行大规模培养或将其注射到小鼠腹腔内增殖。(1)在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是________________________，这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的___________断开。3.(2021·湖南，22节选)M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题：限制性核酸内切酶(限制酶)磷酸二酯键基因工程中切割DNA的工具酶是限制性核酸内切酶(限制酶)，限制性核酸内切酶作用于其所识别序列中两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是_______________________________________________________________________________。清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，同时给细胞提供足够的营养(3)与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是_____________________________________________________________________________________。动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难(4)鉴定转基因动物：以免疫小鼠的____淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路：_____________________________________________________________________。B取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞，然后与骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。如果M基因已经失活，则克隆动物A中无法产生M蛋白的单克隆抗体，因此可利用M蛋白的单克隆抗体分别与动物A和克隆动物A进行抗原—抗体杂交检测M基因是否失活。(1)动物细胞培养时剪碎动物组织的操作不需要在无菌环境中进行(2021·浙江1月选考，18)(

)(2)单克隆抗体制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合(2021·山东，15)(

)(3)(2019·江苏，29节选)采集猪的组织块，用______________________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是________________。判断与填充胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)维持培养液的pH××题组集训题组一植物细胞工程1.(2022·黑龙江齐齐哈尔高三测试)人工种子是由体细胞胚、人工种皮以及提供胚发育的营养(人工胚乳)三部分组成。人工种子在农业、林业生产中具有重要的作用。某研究人员利用体细胞胚作为材料制作人工种子，体细胞胚选用的是胚状体。回答下列问题：(1)胚状体是由植物茎、叶等外植体经过_____________技术获得的一种类似于自然胚的结构。该技术的原理是_________________，包括的两个重要过程是_______________。除胚状体之外，人工种子还可选用_____________________________(答两种)等作为材料。1234植物组织培养植物细胞的全能性脱分化和再分化不定芽、顶芽和腋芽(任答两种)胚状体是通过植物组织培养技术获得的。植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性，该技术包括脱分化和再分化两大过程。人工种子可选用胚状体、不定芽、顶芽和腋芽作为材料。1234(2)制备体细胞胚常出现细胞不能同步发育的现象，同一外植体上常出现不同发育时期的体细胞胚，给制作人工种子带来麻烦。为使体细胞胚达到同步化，研究人员在细胞培养时常采用一定低温处理外植体一段时间，再将温度提升到正常培养温度。这种做法的原理是___________________________________________________________________________________________________________________________。1234在一定的低温条件下，细胞分裂速度减慢，细胞周期延长，相应地延长了分裂期的时间，从而使这些细胞能在适宜温度条件下进行同步分裂在一定的低温条件下，细胞分裂速度减慢，导致细胞周期延长，相应地延长了分裂期的时间，从而使这些细胞能在适宜温度条件下进行同步分裂，达到同步化，因此为使体细胞胚达到同步化，在细胞培养时常采用一定低温处理外植体一段时间。1234(3)植物激素是调节体细胞胚发育的重要因素，培养体细胞胚的培养基中需要加入的两种关键植物激素是____________________。1234生长素和细胞分裂素培养体细胞胚的培养基中需要加入生长素和细胞分裂素这两种关键激素。(4)目前常选用一些胶质化合物薄膜制作人工种皮，理想的人工种皮应该具备一定封闭性和良好的透气性，原因是_________________________________________________________________________________________________。1234封闭性保证人工胚乳的营养成分不易流失；透气性有利于体细胞胚进行呼吸作用，维持体细胞胚的生理活性人工种子的胚状体在进行细胞呼吸时，需要从外界环境吸收O2，并将产生的CO2释放到外界环境中，因此人工种皮具备透气性的作用是有利于体细胞胚进行呼吸作用，以维持体细胞胚的生理活性；为保证人工胚乳的营养成分不易流失，以维持体细胞胚的正常生长发育，人工种皮应该具备一定的封闭性。12342.(2022·江西宜春高三三模)非对称细胞融合技术常指利用某种外界因素(如射线)照射某一细胞原生质体，选择性地破坏其细胞核，使其染色体片段化并丧失再生能力；再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与另一原生质体融合，从而实现有限基因的转移，在保留亲本之一全部优良性状的同时，改良其某个不良性状。用这种方法可以将胡萝卜的抗黑腐病性状转移到烟草中，获得抗黑腐病(由真菌引起)烟草杂种植株，流程如图所示。回答下列问题：1234(1)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是_______________________________。与诱导动物细胞融合相比，②过程不宜采用的诱导方法是_____________；③④过程中需添加的两种关键性植物激素是___________________，④过程的实质是___________________。1234保持原生质体的完整性(正常形态)灭活病毒诱导生长素和细胞分裂素基因的选择性表达原生质体无细胞壁，原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是维持细胞的形态和功能，从而保持原生质体的完整性。诱导动物细胞融合与诱导植物细胞融合相同的方法是化学方法和物理方法，此外动物细胞融合还可用灭活的病毒作为诱导剂，因此与诱导动物细胞融合相比，②过程不宜采用的诱导方法是灭活病毒诱导；1234③④过程分别表示脱分化和再分化，③④过程中需添加的两种关键性植物激素是生长素和细胞分裂素。④过程为再分化，分化的实质是基因的选择性表达。1234(2)紫外线作用于根细胞原生质体，使染色体片段化，说明非对称细胞融合技术的原理之一是___________________________________________。1234染色体变异(染色体数目变异和染色体结构变异)1234非对称细胞融合技术常指利用某种外界因素(如射线)照射某一细胞原生质体，选择性地破坏其细胞核，使其染色体片段化并丧失再生能力，再进行与另一原生质体融合，紫外线作用于根细胞原生质体，使染色体片段化，发生了染色体变异，说明非对称细胞融合技术的原理之一是染色体变异(染色体数目变异和染色体结构变异)。(3)非对称细胞融合过程中，染色体丢失的程度在同一组合不同的杂种中是不一致的，导致融合后再生后代中的________数量变化很大。影响细胞融合染色体丢失程度的因素，除了紫外线还可能与_________________________________________________(答两点)等有关。1234染色体不同物种融合细胞的亲缘关系、细胞所处的分裂时期1234非对称细胞融合过程中，染色体丢失的程度在同一组合不同的杂种中是不一致的，导致融合后再生后代中的染色体数量变化很大。非对称细胞融合技术利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与另一原生质体融合，从而实现有限基因的转移，在保留亲本之一全部优良性状的同时，改良其某个不良性状，因此影响细胞融合染色体丢失程度的因素，还可能与不同物种融合细胞的亲缘关系有关；1234由于紫外线使染色体发生变异，分裂的细胞更容易发生染色体变异，因此影响细胞融合染色体丢失程度的因素，还可能与细胞所处的分裂时期等有关。(4)对杂种植株进行__________接种实验，可筛选出对黑腐病具有高抗性的杂种植株。1234黑腐病菌对杂种植物进行鉴定最简单的方法是从个体水平上进行检测，即接种黑腐病菌实验，可筛选出对黑腐病具有高抗性的杂种植株。题组二动物细胞工程3.我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA，经体细胞核移植技术培育出第一批灵长类动物——食蟹猴，流程如图所示，①～⑥表示过程，该动物可作为研究癌症等人类疾病的动物模型。请分析回答：1234(1)进行过程①时，为了防止_____________________对细胞自身造成危害，应定期更换培养液；培养液通常加入抗生素其目的是______________________。1234细胞代谢产物的积累防止培养过程中的污染图中①是培养成纤维细胞的过程，该过程采用的是动物细胞培养技术，在培养动物细胞时，要定期更换培养液，目的是防止细胞自身的代谢产物积累对细胞自身造成危害；除了对培养液进行无菌操作，一般情况下，通常在培养液中加入一定量的抗生素，其目的是防止培养液被污染。1234_________________________________________________。(2)据图分析，过程③是利用________技术，将成纤维细胞注入猴去核的MⅡ中期卵母细胞。用于过程③的细胞通常是10代以内的细胞，其原因是______________________________________。一般利用未受精的去核卵母细胞作为受体细胞，而不用精子，其原因是_____________________________1234显微注射10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型卵母细胞中含有的细胞质成分更能促进细胞核全能性的表达；卵母细胞体积大，易操作(3)2001年，美国科学家已经培育出胚胎细胞核移植猴，核移植是指_____________________________________________________________________________________________________________________________。获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是__________________，恢复其全能性较难。通过核移植方法获得的食蟹猴，与核供体相比，食蟹猴体细胞的染色体数目______(填“减半”“加倍”或“不变”)。1234将动体细胞分物的一个细胞的细胞核，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，这个新的胚胎最终发育为动物个体不变化程度高通过核移植方法获得的食蟹猴的细胞核由供体提供，所以与核供体相比，食蟹猴体细胞的染色体数目不变。12344.(2022·黑龙江哈尔滨九中高三二模)2021年12月8日，中国国家药监局应急批准腾盛华创医药技术(北京)有限公司新冠病毒中和抗体联合治疗药物安巴韦单抗注射液(BRⅡ－196)及罗米司韦单抗注射液(BRⅡ－198)注册申请，是中国全自主研发的单抗，联合用于治疗新冠病毒感染患者，效果显著。结合所学生物知识，回答下列问题：1234(1)制备新冠单克隆抗体时，可以将新冠抗原注入不同人体内，下表表示免疫次数和抗体效价(每分子抗体能结合抗原的数量)之间的关系，若血清抗体效价需达到1∶4000以上，则人体要至少经过_____次免疫才能符合要求，第一次免疫和第二次免疫时，人体内能产生新冠抗体的细胞分别是由_________________________增殖分化形成的。1234

人体编号抗体效价

免疫次数ABCDE第一次1∶10001∶10001∶10001∶10001∶1000第二次1∶20001∶25001∶36001∶22001∶3000第三次1∶40001∶46001∶80001∶50001∶45003B细胞、B细胞和记忆细胞1234表格中表示免疫次数和抗体效价(每分子抗体能结合抗原的数量)之间的关系，从表格可以看出血清抗体效价需达到1∶4000以上，至少要经过3次免疫才能符合要求。在第一次免疫时，人体内能产生抗新冠抗体的细胞即浆细胞，是由B细胞增殖分化形成的，而第二次免疫时能产生新冠抗体的浆细胞是由B细胞和记忆细胞增殖分化形成的。(2)制备新冠单克隆抗体过程中，涉及的技术原理是__________________________，专一抗体检测阳性和克隆化培养的目的是________________________________________，培养动物细胞的四个基本条件有适宜的温度和pH、营养