2020年天津高考生物复习练习课件专题26　细胞工程(含胚胎工程、生物技术安全性与伦理问题).pptx

1、A组 自主命题天津卷题组,五年高考,1.(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

2、 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卵细胞细胞核,一半来自父亲提 供的精子,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。,素养解读 本题以三亲婴儿的培育过程为信息载体,考查学生理解及应用能力,体现了对生命 观念、科学思维、社会责任的考查。,2.(2015天津理综,7,15分)DHA对脑神经发育至关重要。以A、B两种单细胞真核藻为亲本,利 用细胞融合技术选育高产DHA融合藻。两种藻特性如下表。,据表回答: (1)选育的融合藻应具有A藻 与B藻 的优点。 (2)诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻,其目的是获得 。 (3)通过以下三步筛

3、选融合藻,步骤 可淘汰B藻,步骤 可淘汰生长速率较慢的 藻落,再通过步骤 获取生产所需的融合藻。 步骤a:观察藻落的大小 步骤b:用不含有机碳源(碳源生物生长的碳素来源)的培养基进行光照培养 步骤c:测定DHA含量 (4)以获得的融合藻为材料进行甲、乙、丙三组实验,结果如图。,甲组条件下,融合藻产生H的细胞器是 ;丙组条件下产生ATP的细胞器是 。 与甲、丙两组相比,乙组融合藻生长速率较快,原因是在该培养条件下 。 甲、乙两组DHA产量均较高,但实际生产中往往采用甲组的培养条件,其原因是 。,答案 (1)产生DHA、自养特性 快速生长 (2)原生质体 (3)b a c (4)线粒体、叶绿 体

4、线粒体 融合藻既能光能自养又能异养 融合藻利用光能和简单的无机物即能生长, 不需添加葡萄糖,可降低成本,也可防止杂菌生长,解析 (1)根据题干信息,“利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻”及表中信息可推断融合 藻应既具有A藻的“自养”和产“DHA”的特点,又具有B藻快速生长的优点。(2)诱导融合 前需利用纤维素酶去掉两种藻的细胞壁,从而获得原生质体。(3)由于B藻是异养生物,只能利 用有机碳源,故通过步骤b可以淘汰B藻。由于A藻生长慢、藻落小而B藻生长快、藻落大,因 此,可以依据藻落大小淘汰生长速率较慢的藻落。最后能在不含有机碳源的培养基生长并且 DHA含量较高的藻落即为生产所需的融合藻。(4

5、)分析坐标图可知,甲组的融合藻既能进行 光合作用又能进行呼吸作用,因此,产生H的细胞器有叶绿体和线粒体。丙组融合藻在黑暗 中产生ATP的细胞器是线粒体。乙组融合藻既能利用光能又能利用葡萄糖,属于既能光能 自养又能异养的生物,因此乙组培养条件下融合藻较甲、丙两组生长快。实际生产中采用甲 组的培养条件而不采用乙组培养条件的原因是:甲组融合藻在不添加葡萄糖的情况下就能利 用光能和简单的无机物生长,因此降低了成本,也可防止杂菌生长。,素养解读 本题主要考查细胞融合技术及细胞代谢的特点,考察学生对实验结果和现象的分 析能力,体现了对生命观念、科学探究、科学思维的考查。,3.(2013天津理综,9,15分

6、)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗 性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,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完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂 种植株。流程如下图。 据图回答下列问题: (1)过程所需的酶是 。 (2)过程后,在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的 存在,这一特征可作为初步筛 选杂种细胞的标志。,(3)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 。原生质体经过 再生,进而分裂和脱分化形成愈伤组织。 (4)若分析再生植株的染色体变异类型,应剪取再生植株和 植株的根尖,通过 、

7、 、染色和制片等过程制成装片,然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数 目。 (5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增,得到两亲本的差异性条带,可用 于杂种植株的鉴定。如图是用该引物对双亲及再生植株14进行PCR扩增的结果。据图判断, 再生植株14中一定是杂种植株的有 。,(6)对杂种植株进行 接种实验,可筛选出具有高抗性的杂种植株。,答案 (1)纤维素酶和果胶酶 (2)叶绿体 (3)保持原生质体完整性 细胞壁 (4)双亲(或花椰菜和黑芥) 解离 漂洗 (5)1、2、4 (6)黑腐病菌,解析 本题考查植物细胞工程,染色体变异的实验鉴定以及高抗性的杂种植株的筛选等相关 知识。(

8、1)去除细胞壁获得原生质体需要用纤维素酶和果胶酶处理。(2)叶肉细胞含有叶绿体, 因此通过PEG诱导融合的杂种细胞应含有叶绿体,以此作为初步筛选杂种细胞的标志。(3)原 生质体失去了细胞壁的保护作用,因此原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇,使原生 质体处于等渗溶液中,以维持原生质体正常形态。原生质体经过细胞壁再生,进而分裂和脱分 化形成愈伤组织。(4)要判断染色体变异的类型,应剪取再生植株、花椰菜和黑芥植株的根尖, 通过解离、漂洗、染色、制片等过程制成装片,然后进行显微观察比较染色体的形态和数 目。(5)根据两亲本的差异性条带,可知再生植株1、2和4既有花椰菜的条带,又有黑芥的条带, 因

9、此再生植株1、2和4一定为杂种植株。(6)要筛选出高抗性的杂种植株,应进行相应的病原 体接种实验,即接种黑腐病菌。,素养解读 本题主要考查植物细胞工程及染色体变异,意在培养学生所用所学知识解决问题 的能力,体现了对生命观念、科学探究、科学思维的考查。,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

10、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,

11、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。下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(多选) ( ) 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

12、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 蕾需在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

13、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,当生长素与细胞分裂素的比例适中,且生长素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;而当细胞分裂素的效应高于生长素时,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

14、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细胞工程的相关知识。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

15、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

16、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

17、(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

18、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

19、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

20、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.(2017海南单科,31,15分)甲、乙两名同学分别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。回答下列问题: (1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体,在一定条件下进行组织培养,均能获得试管 苗,其原理是 。 (2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中,均加入一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得到 。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件是 (填“具有完整的细胞

21、核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。 (3)图中A、B、C所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由培养基中两种激素用 量的不同造成的,这两种激素是 。A中的愈伤组织是叶肉细胞经 形成的。,(4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉,要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种 花卉,可用组织培养方法繁殖,在培养时, (填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到 的花粉粒作为外植体,原因是 。,答案 (1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性,在一定条件下能发育成完整的植株 (2)葡 萄糖、果糖 具有完整的细胞核 (3)细胞分裂素、生长素 脱分化 (4)不能 对杂合体的 植株来说,其体细胞的

22、基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行 组织培养得到的花卉的基因型不同于原植株,解析 (1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。(2)蔗糖水解后可得到葡萄糖、果 糖。用细胞作为材料进行培养获得幼苗,细胞必须具有完整细胞核,才具有发育为完整个体的 一整套完整遗传信息。(3)影响植物组织培养的两种激素是细胞分裂素和生长素。愈伤组织 是细胞经脱分化形成的。(4)花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同,花粉粒经组织培养得到 的花卉的基因型不同于原植株,导致不能保留亲本性状。,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

23、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

24、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

25、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.(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

26、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

27、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。,易混易错 体细胞核移植和胚胎细胞核移植的区别 胚胎细胞核移植是将早期胚胎细胞的细胞核移植到去核卵母细

28、胞中构建重组细胞;而体细胞 核移植是将体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞中构建重组细胞。,4.(2016课标全国,40,15分)下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

29、动物的成功获得也证明了 。,答案 (15分) (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

30、已分化的体细胞的细胞核具有全能性。,知识拓展 克隆动物与试管动物的区别,考点3 胚胎工程,A组 20172019年高考模拟考点基础题组,三年模拟,考点1 植物细胞工程,1.(2019安徽安庆五校期初摸底,31)如图是植物组织培养的简略示意图: A B C D (1)A表示离体的植物器官、组织或细胞,它能被培养成D的根本原因是 。 (2)在A脱分化形成B的过程中,除需要提供营养外,还需要 的诱导。B表示 组 织。构成B的是具有分生(分裂)能力的薄壁细胞。 (3)要制造人工种子,应该选用 (填编号)作材料。 (4)从A到B的整个过程,细胞进行分裂的方式是 。,答案 (1)植物细胞具有全能性 (2)

31、激素 愈伤 (3)C (4)有丝分裂,解析 (1)图中的A表示外植体(离体的植物器官、组织或细胞),B表示愈伤组织,C可表示胚状 体(或不定芽、顶芽和腋芽等),D表示完整植株。外植体经植物组织培养形成完整的植株,其 根本原因是植物细胞具有全能性。(2)外植体通过脱分化形成愈伤组织过程中,除需要提供营 养外,还需要激素的诱导。 (3)人工种子是指以通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶 芽和腋芽等为材料,通过人工薄膜包装得到的种子。(4)植物组织培养属于无性生殖范畴,因此 从A到B的整个过程,细胞是通过有丝分裂的方式进行增殖的。,题后悟道 植物组织培养的过程 外植体(离体的植物器官、组织、细胞

32、) 愈伤组织 胚状体或丛芽等 完整植株,2.(2019福建三明一中第一次月考,53)三七富含三七皂苷、三七多糖、三七素、黄酮等有效成 分,具有止血、活血化瘀、消肿止痛、滋补强壮、抗疲劳、耐缺氧、抗衰老、降血脂、降血 糖、提高机体免疫功能等众多作用。为了获取上述有效成分,某制药公司利用植物组织培养 技术,从培养的愈伤组织中提取这些有效成分。请回答下列问题: (1)培养时,通常选择新生营养芽作为外植体,其主要原因是 。 外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为 ,此过程需要使用的生长调节剂是 (填“脱落酸”或“2,4-D”)。 (2)多倍体的愈伤组织细胞产生的有效成分量常高于二倍体。为了获得更多的有效

33、成分,科研 人员利用 处理二倍体愈伤组织细胞,使其细胞中的染色体数目加倍。欲确定愈 伤组织细胞中的染色体数目,通常需制成装片,进行显微镜观察,此过程中需要对染色体染色, 常用的染色剂是 。 (3)为获得多倍体的愈伤组织细胞,也可以先用 酶去除细胞壁,获得具有活 力的 。再用化学诱导剂诱导细胞两两融合,形成的融合细胞进一步培养形成 愈伤组织。若要得到多倍体植株,可在上述的基础上,再经 形成。,答案 (1)细胞分化程度低,容易诱导形成愈伤组织 脱分化 2,4-D (2)秋水仙素或低温 醋酸洋红液(或“龙胆紫溶液”) (3)纤维素酶和果胶 原生质体 再分化,解析 (1)新生营养芽细胞的分化程度低,容

34、易诱导形成愈伤组织,所以进行植物组织培养时, 通常选择新生营养芽作为外植体。外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为脱分化。2,4-D 为生长素类似物,能够促进愈伤组织形成。(2)生产上常用秋水仙素或低温诱导染色体数目加 倍而获得多倍体。染色体可被醋酸洋红液或龙胆紫溶液等碱性染料染成深色,观察计数染色 体数目时,常用醋酸洋红液或龙胆紫溶液对染色体染色。(3)植物细胞壁的主要成分是纤维素 和果胶,可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体。愈伤组织细胞经过再 分化可发育成植物体。,考点2 动物细胞工程,1.(2019江西师大附中期末,37)美国科学家已经在实验室中成功培育出膀胱,并顺利移

35、植到7名 患者体内。这种技术为那些急需器官移植的患者带来福音。回答下列问题: (1)科学家从患者的膀胱上取下一小块活细胞样本,将其中的肌肉细胞和膀胱上皮细胞分别置 于不同的培养皿中培养。在培养之前,需用 处理以分散细胞,分散的细胞 在培养皿中的培养过程属于 培养,此时细胞保持了 。 (2)约一周后将培养皿中培养的细胞放在由胶原质制成的“支架”上继续培养,再过7周左右, 原先的数万个细胞已经繁殖到15亿个左右,布满“支架”,膀胱上皮在内肌肉在外,形成“新膀 胱”。在无菌无毒、一定的营养以及适宜的 条件下,细胞数 目大量增加;由这些细胞再形成肌肉和膀胱上皮的过程中要经过 。 (3)医生将“新膀胱”

36、移植到患者膀胱的上面,这样新器官会继续生长并与老器官“重组”取 代老器官中丧失功能的部分。“新膀胱”移植后, (填“会”或“不会”)引起免疫 排斥反应。,答案 (1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 原代 正常的二倍体核型 (2)温度和pH、气体环境 细胞分化 (3)不会,解析 (1)在动物细胞培养之前,需用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理以分散细胞,使细胞变成单 层,细胞在培养皿中的培养过程属于原代培养。原代培养的细胞为10代以内的细胞,保持了正 常的二倍体核型。(2)动物细胞培养的条件需要培养基中具备无菌无毒、一定的营养以及适 宜的温度和pH、气体环境等条件。由这些细胞在形成具有一定结构和功能的肌肉和

37、膀胱上 皮的过程中要经过细胞分化。(3)“新膀胱”是由患者自身细胞分裂、分化形成的,移植后,不 会引起免疫排斥反应。,2.(2019湖南长望浏宁一模,38)2018年1月中国科学家宣布,克隆猕猴“中中”和“华华”诞生, 并已经分别健康生活了数周。这是世界上第一次采用和克隆羊多利相同技术手段获得的灵 长类动物,将推动中国发展出基于非人灵长类疾病动物模型的医药研发,加速新药研发进程。 请回答: (1)克隆猕猴“中中”和“华华”采用的核心技术是 和胚胎移植。 (2)由于猕猴是单胎动物,卵细胞的数量也限制了这项技术的成功。为了获得代孕猕猴和多个 卵母细胞,需要对雌性猕猴进行的共同处理是 。 (3)克隆

38、猕猴采用的供体细胞是猕猴胎儿成纤维细胞,而不是成年个体成纤维细胞的原因是猕 猴胎儿成纤维细胞分裂次数少,传代在10代以内,能保持正常的 。当卵母细胞培 养至 期时,可以用微型吸管同时吸出卵母细胞中的 。 (4)为了选择雌性胚胎进行移植,需要对体外培养的胚胎进行性别鉴定,采用的方法是取囊胚期 胚胎的 (滋养层细胞/内细胞团细胞)做DNA分析性别鉴定。 (5)在培养“中中”和“华华”的供体细胞时,观察到成纤维细胞由扁平梭形变成球形时,表明 细胞正在发生 。,答案 (1)体细胞核移植 (2)同期发情处理 (3)二倍体核型 M中(减数第二次分裂中) 细胞核和第一极体 (4)滋养层细胞 (5)癌变,解析

39、 (1)体细胞核移植得到的动物又称为克隆动物,如中中和华华,培育的过程中用到了体细 胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。(2)体细胞核移植后经过早期胚胎培养获得的 早期胚胎需要经过胚胎移植到代孕母体中,供体和代孕母体需要经过同期发情处理,使它们处 于相同的生理状态,便于进行胚胎移植。(3)动物细胞培养的代数增多,会导致遗传物质发生改 变,故常选择传代10代以内的细胞,可以保证正常的二倍体核型。体细胞核移植时需要选择处 于减数第二次分裂中期的卵母细胞,可以用微型吸管同时吸出卵母细胞中的细胞核和第一极 体,获得去核的卵母细胞。(4)内细胞团细胞将会发育成胎儿的各种组织,滋养层会发育成胎膜 和胎

40、盘,进行性别鉴定应该选择滋养层的细胞。(5)若细胞发生癌变,其形态会发生改变,如成 纤维细胞由扁平梭形变成球形。,考点3 胚胎工程,1.(2019天津部分区县一模,3)2018年中国科学院神经科学研究所宣布,该院科学家攻克了无法 克隆灵长类动物这一世界难题,成功以体细胞克隆出了两只猕猴“中中”和“华华”,流 程如图。对于该过程的分析错误的是 ( ) A.过程表示胚胎移植 B.克隆猴的性状与核供体性状不完全相同 C.克隆猴的成功说明动物体细胞的细胞核具有全能性 D.与核供体相比,克隆猴体细胞的染色体数目减半,答案 D 过程是早期胚胎移植技术,A正确;克隆猴的核遗传物质来自供体细胞,细胞质中 的少

41、量DNA来自去核卵母细胞,因此克隆猴的性状与核供体不完全相同,B正确;克隆猴应用了 核移植技术,体现了动物体细胞核具有全能性,C正确;克隆猴体细胞的染色体数与供体相同,D 错误。,2.(2019天津南开二模,6)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,简要流程如图。下列有关叙述正确的是 ( ) A.过程、分别应用了核移植技术和胚胎移植技术 B.细胞培养中需提供CO2,其作用是调节细胞外液的渗透压 C.胚胎干细胞可来源于囊胚中的内细胞团,具有发育的全能性 D.将图中获得的组织器官移植给个体A,不会发生免疫排斥反应,答案 C 本题主要考查治疗性克隆的操作过程、基因工程的

42、原理及技术、动物细胞与组织 培养过程、胚胎干细胞的研究与应用。过程采用的是细胞工程中的核移植技术,过程采 用的是胚胎工程中的(早期)胚胎培养技术,A错误;体细胞进行外体培养时,所需气体主要有O2 和CO2,后者的作用是维持培养液(基)的pH,B错误;胚胎干细胞可以来自囊胚中的内细胞团,C 正确;若将图中获得的组织器官移植给个体B则不会发生免疫排斥反应,因为B是供核的一方, 克隆的组织和器官的绝大多数遗传物质和个体B相同,D错误。,3.(2019河北唐山期末,38)2018年11月一对基因编辑先天免疫艾滋病的双胞胎婴儿在中国诞 生。其基因编辑免疫艾滋病的原理:CCR5基因是HIV入侵机体细胞的主

43、要辅助受体之一,通过 基因敲除技术让CCR5基因失效,从而产生对艾滋病的免疫作用。该成果有望让那些感染艾滋 病毒的夫妇有机会生一个能免于感染艾滋病病毒的孩子。请回答: (1)CCR5基因在 (“T细胞”“B细胞”“T细胞和B细胞”)中能表达。 (2)医学专家首先要卵子捐献者注射 ,以获得足够数量的卵子。在体外受精前,需要对 精子进行 处理。 (3)基因敲除是把Cas9蛋白和特定的引导序列通过 技术导入到还处于单细胞的受精 卵里,使CCR5基因失效。 (4)早期胚胎发育的过程大致为:受精卵 囊胚原肠胚,囊胚中的 细胞将 发育成胎膜和胎盘。 (5)中国政府对设计试管婴儿的态度是 。,答案 (1)T

44、细胞 (2)促性腺激素 获能 (3)显微注射 (4)桑椹胚 滋养层 (5)禁止生殖性克隆人,不反对治疗性克隆(或四不原则:不赞成、不允许、不支持、不接受任 何生殖性克隆人的实验。),解析 (1)病毒的入侵具有特异性,HIV入侵T细胞,CCR5基因所表达的蛋白是HIV入侵机体细 胞的主要辅助受体之一,因此CCR5基因在T细胞中能表达。(2)对雌性个体注射促性腺激素,可 以起到超数排卵的作用,以获得足够数量的卵子(卵母细胞)。在体外受精前,需要对精子进行 获能处理。(3)基因敲除是把Cas9蛋白和特定的引导序列通过显微注射技术导入到还处于单 细胞的受精卵里,使CCR5基因失效。(4)早期胚胎发育的

45、过程大致为:受精卵桑椹胚囊胚 原肠胚,囊胚中的滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘。(5)中国政府对设计试管婴儿的态度是 禁止生殖性克隆人,不反对治疗性克隆。(或四不原则:不赞成、不允许、不支持、不接受任 何生殖性克隆人的实验。),知识拓展 试管动物 试管动物是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期 胚胎后,再经移植后产生后代的技术。试管动物技术包括体外受精、早期胚胎的培养和胚胎 移植等技术。这项技术成功于20世纪50年代,在最近20年发展迅速,现已日趋成熟而成为一项 重要而常规的动物繁殖生物技术。,4.(2019江西南昌二中模拟,38)回答下列胚胎工程的相关问题: (

46、1)1890年,英国剑桥大学的生物学家将纯种的安哥拉兔的两个4细胞胚胎移入一只纯种的比 利时兔的输卵管内,成功地得到两只纯种的安哥拉子兔。这个实验首次证实了 的可能性。 (2)哺乳动物卵子发生过程中,减数第二次分裂是在 过程中完成的,哺乳动 物卵子和精子在发生上的重要区别是 。在实施体外 受精时,获能的精子与培养成熟的卵子,通常都可以在 中完成受精 作用,在体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养,以检查 。 (3)胚胎移植需收集胚胎,收集胚胎时冲卵的生理学基础是 。胚胎分割时用分割针取样的滋养层的用途是 。 (4)ES细胞是研究细胞分化的理想材料,ES细胞在饲养层细胞上,或在 的 培养

47、液中,能够维持不分化的状态。,答案 (1)同种动物的胚胎在异体动物体内发育 (2)精子和卵子结合 卵泡的形成和在卵巢内储备,是在出生前完成的 获能溶液或专用的受 精溶液 受精状况和受精卵的发育能力 (3)早期胚胎形成后处于游离状态,未与母体子宫建立联系 做DNA分析性别鉴定 (4)添加抑制因子,解析 (1)将纯种的安哥拉兔胚胎移入一只纯种的比利时兔的输卵管内,成功地得到了两只纯 种的安哥拉子兔。由于安哥拉兔和比利时兔为两个不同的品种,故这个实验可证实同种动物 的胚胎在异体动物体内发育的可能性。(2)哺乳动物卵子发生过程中,减数第一次分裂是在雌 性动物排卵前后完成的,其结果产生一个次级卵母细胞和第一极体,进入输卵管,准备与精子受 精。减数第二次分裂是在精子和卵子结合过程中完成的,哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内储 备,是在出生前(即胎儿时期)完成的,这是卵子和精子在发生上的重要区别。在实施体外受精 时,获能的精子与培养成熟的卵子,一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受 精作用,在体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发 育能力。(3)哺乳动物的早期胚胎形成后,在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系,而 是处于游离状态,这就为胚胎的收集提供了可能。胚胎分割后,可取滋养层细胞做D