1、考点考点1 1 植物细胞工程植物细胞工程 1.2020浙江7月选考,29(二),9分回答与基因工程和植物克隆有关的问题: (1)天然农杆菌的Ti质粒上存在着一段DNA片段(T-DNA),该片段可转移并整合到植物细胞染色体 上。为便于转基因植物在组织培养阶段的筛选,设计重组Ti质粒时,应考虑T-DNA中要有可表达的 目的基因,还需要有可表达的 。 (2)结合植物克隆技术进行转基因实验,为获得转基因植株,农杆菌侵染的宿主一般要选用具有优 良性状、较高的遗传稳定性、 及易被农杆菌侵染等特点的植物材料。若植物 材料对农杆菌不敏感,则可用 的转基因方法。 (3)利用带侧芽的茎段获得丛状苗的过程与利用茎段
2、诱导产生愈伤组织再获得丛状苗的过程相比,前者总培养时 间 ,且不经历 过程,因而其遗传性状稳定,是大多数植物快速繁殖的常用方法。 (4)与发芽培养基相比,配制转基因丛状苗生根培养基时,可根据实际情况适当添加 ,促进丛状苗基部细胞分 裂形成愈伤组织并进一步分化形成 ,最终形成根。还可通过改变MS培养基促进生根,如 (A.提高 蔗糖浓度 B.降低培养基浓度 C.提高大量元素浓度 D.不添加琼脂)。 答案答案 (1)抗性基因 (2)全能性表达充分 显微注射 (3)短 脱分化 (4)生长素 根的分生组 织 B 解析解析 (1)利用农杆菌转化法培育转基因植物时,为便于检测Ti质粒中的T-DNA片段是否成
3、功导入 植物细胞,T-DNA中既要有可表达的目的基因,也要有可表达的抗性基因。(2)为获得转基因植株, 农杆菌侵染的宿主一般要选用易被农杆菌侵染,同时性状优良、具有较高的遗传稳定性和全能性 表达充分的植物材料。转基因植株培育中,还可采用显微注射的方法导入目的基因。(3)利用带侧 芽的茎段获得丛状苗的过程不经历愈伤组织阶段,因此不经历脱分化的过程,其总培养时间较短。 (4)与发芽培养基相比,生根培养基中可适当添加生长素,从而促进丛状苗基部细胞分裂形成愈伤 组织并进一步分化形成根的分生组织,最终形成根。还可通过降低MS培养基的浓度促进生根,植 物通过根的生长从外界获取更多养分。 2.(2019课标
4、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
5、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,通过对比获得植物新个体 的不同途径,体现了对科学思维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
6、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,首先要通过含有目的基因的细胞的脱分化过程,培养出愈伤组织,再对愈伤组织继续培 养,诱导分化形成小植株。 3.(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。
7、 (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 解析解析 本题借助胡萝卜根组织块的组织培养相关知识,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
8、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的方式是无性繁殖的 一种,可以保持原品种的遗传特性。 4.2016浙江10月选考,32(二),7分某小组欲进行烟草原生质体分离与培养的研究。请回答: (1)原生质体的分离:在无菌条件下,取烟草无菌
9、苗的叶片,放入含有0.5 mol/L甘露醇(维持较高渗透 压)的 混合液处理,经过离心纯化后获得原生质体。 (2)原生质体的培养:将原生质体进行培养,重新长出细胞壁,形成胚性细胞。此时,应该 培 养基中甘露醇的浓度,以利于胚性细胞继续培养形成细胞团,然后经两条途径形成再生植株。途径 一:细胞团经球形胚、 和胚状体,最后发育成植株。途径二:细胞团增殖为愈伤组织,然后 在发芽培养基上诱导出芽,切割芽经过生根后形成完整植株。上述发芽培养基中含量相对较高的 激素是 ,胚性细胞的主要特点是: 。(A.液泡小、细胞核小 B.液泡大、细胞 核大 C.液泡大、细胞核小 D.液泡小、细胞核大) (3)为了对烟草
10、的某些性状进行改良,分离得到两种烟草的原生质体后,通过 方法将 它们的遗传物质组合在一起,经培养获得具有新性状的再生植株。提取再生植株的DNA,采用 扩增相关基因,来鉴定遗传物质是否成功重组。 以下为教师用书专用 答案答案 (1)果胶酶和纤维素酶 (2)降低 心形胚 细胞分裂素 D (3)原生质体融合 PCR 解析解析 (1)制备原生质体,需要用纤维素酶和果胶酶的混合溶液。(2)将原生质体进行培养,重新长 出细胞壁,形成胚性细胞,应该降低培养基中甘露醇的浓度。细胞团经球形胚、心形胚和胚状体, 最后发育成植株。发芽培养基中含量相对较高的激素是细胞分裂素。胚性细胞的主要特点是液 泡小、细胞核大。(
11、3)分离得到两种烟草的原生质体后,通过原生质体融合方法将它们的遗传物质 组合在一起。提取再生植株的DNA,采用PCR扩增相关基因,来鉴定遗传物质是否成功重组。 素养解读素养解读 本题通过原生质体的培养和分离,考查了生命观念和科学探究。 5.(2013课标,40,15分)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物,甲含有效成分A,乙含有 效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。 回答下列问题: (1)为了培育该新型药用植物,可取甲和乙的叶片,先用 酶和 酶去除细胞壁,获得 具有活力的 ,再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成 组织,然后经过 形成完整的杂种植株。
12、这种培育技术称为 。 (2)上述杂种植株属于多倍体,多倍体是指 。假设 甲与乙有性杂交的后代是不育的,而上述杂种植株是可育的,造成这种差异的原因是 。 (3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的 等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。 答案答案 (15分)(1)纤维素(1分) 果胶(1分) 原生质体(2分) 愈伤(2分) 再分化(或分化)(2分) 植 物体细胞杂交技术(1分) (2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体(2分,其他合理答案也 给分) 在减数分裂过程中,前者染色体联会异常,而后者染色体联会正常(3分,其他合理答案也给 分) (3)胚状体、不定芽
13、、顶芽、腋芽(1分,答对其中一个即给分) 解析解析 本题主要考查植物细胞工程的相关知识。(1)植物体细胞杂交技术的流程是先用纤维素酶 和果胶酶将植物细胞最外层的细胞壁去除,获得具有活力的原生质体,然后将甲、乙植物的原生质 体用化学诱导剂诱导融合,形成融合细胞,再将融合细胞诱导脱分化,进一步培养形成愈伤组织,最 后经过再分化形成完整的杂种植株。(2)在植物体细胞杂交过程中,甲、乙两种植物的二倍体体细 胞融合为四倍体细胞,四倍体细胞经组织培养形成四倍体植株,此植物体细胞由于含有三个或三个 以上的染色体组,因此属于多倍体。此四倍体由于含有2个甲植物的染色体组和2个乙植物的染色 体组,故减数分裂时联会
14、正常,可育;而甲、乙有性杂交的后代细胞中含1个甲植物的染色体组和1 个乙植物的染色体组,减数分裂时联会紊乱,不可育。(3)可将经植物组织培养得到的胚状体、不 定芽、顶芽、腋芽等材料用人工薄膜包装后制成人工种子,这种杂种植株可通过制作人工种子的 方法来大量繁殖。 考点考点2 2 动物细胞工程动物细胞工程 1.(2020天津,1,4分)在克隆哺乳动物过程中,通常作为核移植受体细胞的是去核的( ) A.卵原细胞 B.初级卵母细胞 C.次级卵母细胞 D.卵细胞 答案答案 C M时期的次级卵母细胞里含有促进细胞核全能性表达的物质,故克隆哺乳动物时常 选用去核的M时期的次级卵母细胞作为核移植的受体细胞,C
15、正确。 2.(2020课标全国,38,15分)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以 下实验流程。 回答下列问题: (1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A,该处理的目的是 。 (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: 。 (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 。 (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)。 答案答案 (1)诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体
16、的B淋巴细胞 (2)取小鼠甲脾脏剪碎,用胰蛋白 酶处理使其分散成单个细胞,加入培养液制成单细胞悬液 (3)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 (4)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 解析解析 (1)结合题干信息分析题图可推断,给小鼠甲注射病毒A的目的是让小鼠甲产生免疫反应,以 获得能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。(2)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,用剪刀剪碎,加入胰蛋白酶处理,使其分散成单个细胞,加入培养液制成单细 胞悬液。(3)分析题图可知,图中筛选1所采用的培养基属于选择培养基,使用该培养基进行细
17、胞培 养的结果是未融合的亲本细胞和融合的具有同种细胞核的细胞都会死亡,只有融合的杂种细胞才 能生存,即由B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞才能生存。图中筛选2所依据的基本原理 是抗原与抗体的反应具有特异性。(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,可将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖,也可以将杂交瘤细胞在体外培养。 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
18、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 解析解析 (1)核移植是指将动物的
19、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 性染色体组成为XX,雄性性染色体组成为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。 4.(2016课标全国,40,15分)如图表示通过核移植等技术获得某
20、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“多利(莉)”培育成功一样,其他克隆动物的成功获得也证明了 。 答案答案 (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
21、(4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性 解析解析 本题通过问题递进的命题方式考查动物克隆的原理与操作,属于对科学思维素养中分析与 综合、判断与推理等要素的考查。(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)通常传代培养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。 5.(
22、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 。 以下为教师用书专用 答案答案 (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中 (3)免疫排斥反应 (4)整
23、合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养 解析解析 (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 疫排斥反应,这为胚胎的存活提供了可能。(4)由于整合有目的基因的胎儿成纤维细胞具有增殖能 力,可进行传代培养,因此理论上可利用动物细胞培养技术和核移植技术,获得无限个转基因绵羊。 6.(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,
24、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,
25、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
26、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。 考点考点1 1 植物细胞工程植物细胞工程 A组 考点基础题组 1.(2020宁夏六盘山模拟,38)在草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代, 导致产 量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如
27、图, 请回答下列问题: 外植体愈伤组织芽、根植株 (1)微型繁殖培育无病毒草莓苗时, 一般选取 作为外植体, 其依据是 。 (2)与常规的种子繁殖方法相比,植物微型繁殖技术的特点有 (答出2点即可)。 (3)过程配制好的培养基中,常常需要添加 ,以利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组 织。接种后25 d,若发现外植体边缘局部有污染, 原因可能是 。 (4)过程要进行照光培养,其作用是 。 (5)离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养,最终能够形成完整的植株,说明该叶肉细胞具有该植物 全部的 。 (6)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 包装得到人 工种子,这种人工种子在适宜条件下可萌
28、发生长成幼苗。 答案答案 (1)茎尖(或根尖) 茎尖(或根尖)病毒少,甚至无病毒 (2) 繁殖速度快,后代性状稳定,不发 生性状分离 (3)植物激素 外植体消毒不彻底 (4)促进叶肉细胞中叶绿素的合成 (5)遗传信息 (6)人工种皮(人工薄膜) 解析解析 (1)由于茎尖(或根尖)病毒少,甚至无病毒,因此通常选择茎尖或根尖通过植物组织培养技术 获得脱毒苗。(2)与常规的种子繁殖方法相比,植物微型繁殖技术的特点有繁殖速度快,后代不发 生性状分离,保持品种的优良特性等。(3)过程脱分化配制好的培养基中,需要加入植物激素;在 植物组织培养时,若外植体消毒不彻底,将会在接种后的25 d发现外植体边缘局部
29、有污染。(4)过 程为再分化过程,再分化过程中芽发育成叶,叶肉细胞中的叶绿素的合成需要光照,故该过程需 要进行照光培养。(5)离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养,最终能够形成完整的植株,证明叶肉 细胞具有全能性,即该叶肉细胞具有该植物全部的遗传信息。(6)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,这种人工种子在适宜条件下 可萌发生长成幼苗。 2.(2020新疆适应检测,38)天山雪莲具有消炎镇痛、清除自由基等作用,其中具有药理活性的主要 物质是黄酮类物质。多年来盲目采挖天山雪莲导致天山雪莲濒临灭绝,研究人员运用植物组织培 养技术进行雪莲有效成分
30、的提取,如图为相关过程。请回答下列有关问题: 幼苗的叶或茎愈伤组织提取黄酮类物质 (1)进行组织培养时,将雪莲幼苗的叶或茎切成0.5 cm长的小段作为 ,用酒精溶液和次氯酸 钠溶液进行 ,然后立即用无菌水清洗并用 吸取材料表面的水分。 (2)图中过程表示植物组织培养的 过程。在植物组织培养的过程中,通常需要用植物生 长调节剂对植物组织的 进行诱导,使用时应严格控制用量,才能准确地发挥“激 素杠杆”的作用。 (3)利用转基因技术也可以实现雪莲有效成分的工厂化生产。若选择大肠杆菌作为工程菌,需用 处理大肠杆菌细胞,使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的状态,这种细胞称为 细胞。通常选择大肠杆菌作
31、为基因工程受体细胞的原因是 。 答案答案 (1)外植体 消毒 无菌滤纸 (2)脱分化 分裂和分化 (3)Ca2+ 感受态 大肠杆菌是原 核生物,具有繁殖快、遗传物质相对较少等特点。 解析解析 (1)进行组织培养时,离体的组织(雪莲幼苗的叶或茎切成0.5 cm长的小段)称为外植体。为 了防止感染杂菌,需用酒精溶液和次氯酸钠溶液进行消毒,然后立即用无菌水清洗并用无菌滤纸吸 取材料表面的水分。(2)外植体愈伤组织需要经过脱分化过程,如图中所示。在植物组织培养 的过程中,植物组织的分裂和分化需要用植物生长调节剂进行诱导。(3)若选择大肠杆菌作为工程 菌,需用Ca2+处理大肠杆菌细胞,使其处于一种能吸收
32、周围环境中DNA分子的状态,这种细胞称为 感受态细胞。大肠杆菌(原核生物)具有繁殖快、遗传物质相对较少等特点,因此通常选择大肠杆 菌作为基因工程受体细胞。 3.(2019沈阳东北育才学校模拟,38)如图为“番茄马铃薯”的培育过程示意图,请据图回答下列 问题: (1)若运用传统有性杂交(即番茄、马铃薯杂交)能否得到可育的杂种植株,为什么? 。 (2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,运用的技术手段是 ,依据的原理是 ,其中过程称为 技术,与过程密切相关的具有单层膜结构的细 胞器为 ,过程相当于 ,过程涉及的细胞分裂方式为 。 (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
33、体植株。 (4)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,将柴油树细胞培养进行到 (填字母编号)阶段即可。 答案答案 (1)不能,不同种的植物间存在生殖隔离 (2)植物组织培养 植物细胞的全能性 原生质体融合 高尔基体 脱分化 有丝分裂 (3)六 (4)e 解析解析 (1)番茄和马铃薯属于两种植物,存在生殖隔离,故不能通过有性杂交产生可育的杂种植 株。(2)将杂种细胞培育成杂种植株需要采用植物组织培养技术,其原理是细胞的全能性;过程 是把a、b两个原生质体融合在一起,所以称为原生质体融合技术;过程是在融合的原生质体外再 生出细胞壁,细胞壁
34、的形成与高尔基体有关;过程的结果是形成了愈伤组织,所以为脱分化;过 程为再分化过程,该过程涉及的分裂方式为有丝分裂。(3)“番茄马铃薯”属于异源多倍体中 的异源六倍体。(4)柴油是植物细胞的代谢产物,要实现其工业化生产需将柴油树细胞培养到愈伤 组织阶段,然后进行提取。 考点考点2 2 动物细胞工程动物细胞工程 1.(2020黑龙江海林高三期末,9)如图为动物细胞培养过程中细胞增殖曲线图(甲)及细胞变化图 (乙),请回答下列问题: (1)图甲中 点以后表示细胞的传代培养,AB段可能发生了如图乙 (填序号)所示的 现象,在进行B至C过程培养前,需要用 处理细胞。 (2)动物细胞培养,一般传至 代以
35、内的细胞能保持正常的二倍体核型。 (3)为制备单克隆抗体,需将 注射到小鼠体内,以此获取 ,同时将该细胞与图乙 (填序号)所示的细胞融合形成杂交瘤细胞,该杂交瘤细胞的特点是 。为 筛选能够产生单克隆抗体的杂交瘤细胞,可用 培养基来达到目的。 答案答案 (1)B 接触抑制 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) (2)10 (3)(特定的)抗原 抗原刺激过的 B淋巴细胞 既能无限增殖,又能产生专一抗体 选择 解析解析 (1)B点之前是初次培养,称为原代培养;AB段增殖速度缓慢,是因为发生了图乙中所示的 接触抑制现象,若要继续进行传代培养,需要用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理,使组织细胞分散开 来。(2)传代培养
36、10代以上时,细胞的二倍体核型可能会发生改变,一般10代以内的细胞能保持正 常的二倍体核型。(3)制备单克隆抗体时,需要将特定抗原刺激过的B淋巴细胞和能无限增殖的细 胞(如中发生癌变的瘤细胞)融合,二者融合后形成的杂交瘤细胞既能像瘤细胞那样无限增殖,又 能像浆细胞那样产生专一抗体。需要利用特定的选择培养基将能产生单一抗体的杂交瘤细胞筛 选出来。 2.(2020河北高三百千联考,12)克隆技术可应用于器官移植,能解决供体器官不足和排斥反应等问 题,如图为克隆组织器官的流程模式图,请回答下列问题: (1)动物细胞核移植过程中,通常采用卵(母)细胞作为受体细胞,原因是 。用于核移植的供体细胞一般选用
37、传至10代以内的细胞,原因是 。 (2)诱导动物细胞融合中特有的诱导因素是 。过程细胞培养时,培养液中除必需的 营养物质、抗生素外,还需要加入 。 (3)胚胎干细胞可由囊胚的 分离培养获得。为使体外培养的胚胎干细胞分化出不同 类型的组织细胞,需要向培养液中加入 。 (4)将获得的组织器官移植给个体B不会发生免疫排斥反应,原因是 。图中流程需要用到的生物学技术有 。 答案答案 (1)卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核发育的物质 传至10代内的细胞能保持正常的二 倍体核型,这样保证了供体细胞正常的遗传信息 (2)灭活的病毒 血清、血浆 (3)内细胞团 分化诱导因子 (4)克隆器官的遗传物质与供核亲本
38、的遗传物质高度一致 动物细胞培养、动物体细胞核移植和 早期胚胎培养 解析解析 分析题图,是核移植,是早期胚胎培养,图中还有胚胎干细胞培养等。(1)动物细胞核移 植过程中,通常采用卵母细胞作为受体细胞,原因是卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核发育的物 质。传至1050代的细胞,其核型可能发生变化,遗传物质可能发生突变,故用于核移植的供体细胞 一般选择传至10代以内的细胞,一般该类细胞能保持正常的二倍体核型,这样保证了供体细胞正常 的遗传信息。(2)诱导动物细胞融合中特有的诱导因素是灭活的病毒。过程核移植形成的重组 细胞继续进行细胞培养时,培养液中除必需的营养物质、抗生素外,还需要加入动物的血清、血
39、浆 等一些天然成分。(3)胚胎干细胞可由囊胚的内细胞团分离培养获得。为使体外培养的胚胎干细 胞分化出不同类型的组织细胞,需要向培养液中加入分化诱导因子。(4)将应用克隆技术获得的器 官移植给供核个体B不会发生免疫排斥反应,因为克隆器官的遗传物质与供核亲本的遗传物质高 度一致。题图中流程需要用到的生物学技术有动物细胞培养、动物体细胞核移植和早期胚胎培养。 3.(2020河南百校联盟联考,38)如图是单克隆抗体制备过程示意图。请回答下列有关问题: (1)动物细胞融合是依据 原理将两个或多个动物细胞融合形成一个细胞的过程。 (2)单克隆抗体制备需要利用动物细胞融合与动物细胞培养技术。在体外培养动物细
40、胞时,培养液 中除了要加入促生长因子、无机盐、微量元素、糖、氨基酸等必需的营养成分,往往还需要加入 等一些天然成分,同时在含 混合气体的无菌、 恒温培养箱中进行培养。 (3)图中操作的目的是 。过程常在化学诱导剂 的诱导下完成,假设仅考虑细胞的两两融合,则可形成 种类型的融合细胞。过 程中至少涉及两次筛选:第一次是利用 进行初步筛选,第二次是利用 的方法,最终筛选出既能无限增殖,又能产生专一性抗体的杂交瘤细胞。 答案答案 (1)细胞膜的流动性 (2)(动物)血清、血浆 95%空气和5% CO2 (3)刺激机体产生特异性 B淋巴细胞 聚乙二醇(或PEG) 3 选择性培养基 专一性抗体检测 解析解
41、析 (1)动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性。(2)动物细胞体外培养的培养液除无机盐、促 生长因子、糖、氨基酸等必需的营养成分外,还需要加入动物血清、血浆等天然成分;同时在含9 5%空气和5% CO2混合气体的无菌、恒温培养箱中进行培养。(3)图中操作是注射特定的抗原, 目的是刺激小鼠产生特异性B淋巴细胞。促进动物细胞融合过程常用的化学诱导剂是聚乙二醇, 仅考虑两个细胞的融合,则可形成2种自融细胞和1种互融细胞,共3种。过程至少涉及两次筛选, 第一次筛选利用的是选择性培养基,筛选出的是杂交瘤细胞,第二次筛选是利用专一性抗体检测的 方法,做专一性抗体阳性检测实验,最终筛选出既能无限增殖又能产生特
42、定抗体的杂交瘤细胞。 4.(2020江西九江十校联考,38)科学家们发现,在核移植过程中,卵母细胞通过表达一些特异因子 “修补”了体细胞核中缺失的端粒酶基因,最终成功地从端粒酶杂合缺失的小鼠体细胞中得到多 能干细胞,该多能干细胞的端粒长度被有效延长,功能得以恢复。通过核移植后形成的多能干细 胞,能分化发育成身体内多种细胞,可用于自身组织修复,并具有安全性。这一成果从实验和理论 层面都表明人类“返老还童”不再是梦想。请回答下列问题: (1)动物体细胞核移植所用的受体细胞通常是 ,选择该细胞的主要 原因是 。 (2)目前动物核移植技术中普遍使用的去核方法是 。哺乳动物的核移 植可以分为 和体细胞核
43、移植,其中移植成功率较高的是 。 (3)端粒学说认为,细胞衰老的原因是染色体上的端粒结构缩短,而端粒酶能够修复缩短的端粒,从 而延缓细胞衰老。由此分析,题干中核移植小鼠的端粒酶活性应较正常小鼠的 。 (4)早期胚胎最终要通过 技术才能发育成一个完整的个体。 答案答案 (1)(M期)去核的卵母细胞 卵细胞内含有激发体细胞核全能性表达的成分 (2)显微操 作法 胚胎细胞核移植 胚胎细胞核移植 (3)高 (4)胚胎移植 解析解析 (1)动物体细胞核移植所用的受体细胞通常是(M期)去核的卵母细胞,选择该细胞的主要 原因是M期的卵母细胞的细胞核、细胞质将发育成为成熟的卵细胞,且含有促进供体核表达全 能性
44、的物质。(2)去除受体细胞核方法普遍为显微操作法。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,由于胚胎细胞核的全能性高于体细胞核,因此胚胎细胞核移植的成功率较 高。(3)科学家通过核移植得到了端粒长度被有效延长的多能干细胞,因此通过核移植得到的小鼠 端粒酶活性比正常小鼠的要高。(4)早期胚胎在体外进行培育,但最终发育成为完整个体仍然需要 代孕母体的孕育,在这个过程中需要使用胚胎移植技术。 (时间:65分钟 分值:105分) B组 专题综合题组 非选择题(每小题15分,共105分) 1.(2020四川成都二诊,38)利用细胞工程技术可以生产单克隆抗体和“人鼠嵌合抗体”,在人类征 服疾
45、病方面展现出诱人的前景。回答下列问题: (1)将小鼠骨髓瘤细胞与经抗原免疫的B细胞融合,形成杂交瘤细胞,动物细胞融合的诱导因素有 、 、电激等。对融合的细胞需要进行筛选、克隆化培养和 ,进而获得可以产生单克隆抗体的细胞群体。 (2)临床发现,利用上述方法产生的抗体具有外源性,会被人体免疫系统清除。科学家通过分析抗 体的结构发现,抗体由“C区”和“V区”构成,引起人体免疫反应的主要是“C区”。科学家通 过“人鼠嵌合抗体”成功解决了这个问题,制备“人鼠嵌合抗体”时,先从小鼠杂交瘤细胞中提取 RNA,在 酶的作用下形成DNA,扩增筛选得到编码抗体 的基因,再与人的基因通 过DNA连接酶连接后,插入适当的表达载体,导入宿主细胞表达。与鼠源单克隆抗体相比,“人鼠 嵌合抗体”的优点是 。 答案答案 (1)聚乙二醇(PEG) 灭活的病毒 专一抗体检测 (2)逆转录 “C区” 降低人体对鼠 源单克隆抗体的免疫排斥反应,提高治疗效果 解析解析 (1)聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等可以诱导动物细胞融合。对融合的细胞需要进 行筛选、克隆化培养和专一抗体检测,进而获得可以产生单克隆抗体的细胞群体。(2)RNA通过 逆转录过程可以得到DNA,需要逆转录
