高考生物大一輪復(fù)習(xí) 現(xiàn)代生物科技專題 第2講 細胞工程課后提能演練 新人教版選修3

1、第2講 細胞工程1如圖為利用胡蘿卜韌皮部組織細胞在一定的條件下培育形成胡蘿卜幼苗的過程示意圖，其中字母代表過程或結(jié)構(gòu)。請據(jù)圖回答：(1)該技術(shù)過程的原理是_，a、b分別代表_；采用的胡蘿卜韌皮部細胞必須處于_狀態(tài)，培養(yǎng)基中除加入一定的營養(yǎng)成分外，還需要加入_。(2)c代表_，其優(yōu)點是_。(3)利用該項技術(shù)可以生產(chǎn)脫毒苗，原因是_?！敬鸢浮?1)植物細胞具有全能性脫分化、再分化離體植物激素(生長素和細胞分裂素)(2)人工種子可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性，生產(chǎn)上也不受季節(jié)的限制(3)植物的莖尖、根尖還沒有來得及被病毒侵染，利用植物的莖尖和根尖進行植物組織培養(yǎng)可以培育無病毒植株【解析】(1)植物組織培

2、養(yǎng)技術(shù)的原理是植物細胞具有全能性，植物組織培養(yǎng)技術(shù)主要包括兩個步驟，分別是脫分化和再分化，所采用的材料必須處于離體狀態(tài)，而且需要提供一定的營養(yǎng)和植物激素。(2)人工種子的優(yōu)點是可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性，生產(chǎn)上也不受季節(jié)的限制。(3)利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)脫毒苗的原因是植物的莖尖和根尖屬于剛剛產(chǎn)生的組織，沒有被病毒侵染，可以利用這部分組織培育無病毒植株。2人工種子是人們模仿天然種子的結(jié)構(gòu)制造出來的生命有機體，它能像天然種子一樣萌發(fā)生長。人工種子的核心部分是胚狀體，其培育過程如圖所示。請回答下列有關(guān)問題。(1)制作人工種子依據(jù)的原理是_；制作過程的關(guān)鍵是確保無菌操作，其原因是_。(2)表示脫分

3、化的過程，其實質(zhì)是_；表示再分化的過程，其實質(zhì)是_。培養(yǎng)基中生長素和細胞分裂素的濃度、_、_影響過程的進行。(3)從保證人工種子正常的生命力以及生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)上來看，人造種皮應(yīng)具有半透性(透水、透氣性)和_的特點。(4)某二倍體植物的基因型為ddtt，利用花藥離體培養(yǎng)的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工種子，這種種子萌發(fā)形成的個體稱為_，從生殖方式看屬于_生殖?！敬鸢浮?1)植物細胞的全能性細菌等微生物代謝旺盛，在消耗營養(yǎng)物質(zhì)的同時，產(chǎn)生大量有害產(chǎn)物，毒害組織細胞(2)使不分裂的細胞恢復(fù)分裂能力基因的選擇性表達比例使用順序(3)易被微生物降解(4)單倍體有性【解析】理解種子的結(jié)構(gòu)、植物

4、組織培養(yǎng)、生物的生殖以及單倍體育種等知識是解題的關(guān)鍵。培育人工種子的原理是植物細胞的全能性。脫分化的實質(zhì)是使不分裂的細胞恢復(fù)分裂能力；再分化的實質(zhì)是使分裂的細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上再次發(fā)生變化，這種變化是基因選擇性表達的結(jié)果。培養(yǎng)基中生長素和細胞分裂素的濃度、比例和使用順序?qū)⒂绊懨摲只驮俜只^程。種子萌發(fā)的過程中，需要從外界吸收大量的水分和氧氣進行有氧呼吸，因此，人工種皮應(yīng)該具有透水、透氣性；從物質(zhì)循環(huán)的角度來看，人工種皮應(yīng)該能被微生物降解。通過花藥離體培養(yǎng)獲得的植株屬于單倍體，基因型為ddtt的植物能產(chǎn)生基因組成為dt、dt、dt和dt的四種花粉，這種通過有性生殖細胞產(chǎn)生后代的生殖方式，屬

5、于有性生殖。3科學(xué)家用植物體細胞雜交方法，將番茄的原生質(zhì)體和馬鈴薯的原生質(zhì)體融合，成功地培育出了“番茄馬鈴薯”雜種植株(如圖所示)，其中表示過程，字母表示細胞、組織或植株。據(jù)圖回答下列問題：(1)過程需要使用_酶處理細胞以除去細胞壁。(2)在將雜種細胞培育成為雜種植株的過程中，依據(jù)的原理是_，其中過程相當(dāng)于_過程，過程涉及的分裂方式為_。(3)若番茄細胞含m條染色體，馬鈴薯細胞含n條染色體，則“番茄馬鈴薯”細胞含_條染色體；若雜種細胞培育成的“番茄馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到的植株屬于_倍體植株?！敬鸢浮?1)纖維素酶和果膠(2)細胞的全能性脫分化有絲分裂(3)mn單

6、【解析】(1)植物體細胞雜交過程中應(yīng)該用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁。(2)將雜種細胞培育成為雜種植株依據(jù)的原理是細胞的全能性，雜種細胞的組織培養(yǎng)過程要經(jīng)過脫分化和再分化過程，在植物組織培養(yǎng)過程中只涉及有絲分裂。(3)若番茄細胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯細胞內(nèi)有n條染色體，則產(chǎn)生的“番茄馬鈴薯”細胞所含的染色體為(mn)條，屬于異源四倍體。該雜種植株的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到的植株無論含幾個染色體組，均為單倍體。4下圖所示為培育農(nóng)作物新品種的過程示意圖。請據(jù)圖回答有關(guān)問題：(1)圖示育種過程涉及的生物工程技術(shù)有_、_、_等。(2)圖中表示一個已插入外源dna片段的重組ti質(zhì)粒，該重組ti質(zhì)粒還必須有_、_

7、和_。(3)圖中從愈傷組織到形成完整的新品種植株的途徑有兩條，具體通過哪條途徑主要取決于培養(yǎng)基中的_的種類及其濃度配比。(4)若僅用二倍體植物甲的未成熟花粉培養(yǎng)完整植株，稱為_植株，說明未成熟花粉具有_；這些植株只有通過_才能結(jié)實。(5)若要從大量培養(yǎng)的紫草愈傷組織中提取紫草素，則_條件是不需要的。a消毒滅菌b充足光照c適宜溫度d適宜養(yǎng)料和激素(6)圖示育種方法與傳統(tǒng)雜交育種相比，主要優(yōu)點是_?！敬鸢浮?1)植物體細胞雜交基因工程植物組織培養(yǎng)(2)啟動子終止子標(biāo)記基因(3)植物激素(4)單倍體全能性染色體數(shù)目加倍(5)b(6)克服不同生物遠緣雜交不親和的障礙【解析】(1)據(jù)題中示意圖可知，該育

8、種過程涉及了基因工程、植物組織培養(yǎng)、植物體細胞雜交等技術(shù)。(2)重組ti質(zhì)粒中插入了目的基因，還應(yīng)含有啟動子、終止子和標(biāo)記基因。(3)培養(yǎng)基中植物激素的種類和比例不同，愈傷組織的分化途徑不同，生長素比例高易分化出根，細胞分裂素比例高易分化出芽。(4)若外植體是花粉粒，利用植物細胞的全能性，經(jīng)花藥離體培養(yǎng)后得到的是單倍體植株。單倍體高度不育，若要結(jié)實需用秋水仙素處理使之染色體數(shù)目加倍。(5)愈傷組織的培養(yǎng)不需要光照。(6)植物體細胞雜交的優(yōu)點是克服不同生物遠緣雜交不親和的障礙，基因工程的運用定向地改變了生物的遺傳性狀。5如圖所示為動物細胞培養(yǎng)過程中，動物細胞增殖情況的變化曲線(圖中b、d兩點表示

9、經(jīng)篩選后繼續(xù)培養(yǎng))，請據(jù)圖回答下面的問題：(1)oa段的培養(yǎng)稱為_培養(yǎng)，ab段可能發(fā)生了_現(xiàn)象，需要用_酶處理，以使組織細胞分散開來。(2)動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)過程中，就細胞增殖、分化來說，動植物細胞都要進行_，不同的是植物細胞還要進行_。(3)為制備單克隆抗體，需將_注射到小鼠體內(nèi)，以此獲取_細胞，同時可選取圖中_點的細胞與該細胞融合形成雜交細胞，所選取細胞的細胞膜上的_比正常細胞顯著減少。為篩選出能夠產(chǎn)生單克隆抗體的雜交細胞，可用_培養(yǎng)基達到目的。【答案】(1)原代接觸抑制胰蛋白(2)增殖或分裂脫分化和再分化(3)抗原漿d糖蛋白選擇【解析】據(jù)圖中不同階段細胞的增殖代數(shù)可知，ab段細胞

10、不再增殖，但此時細胞仍有增殖能力，因此此時可能發(fā)生了接觸抑制，故oa段為原代培養(yǎng)；d點細胞增殖代數(shù)達到了60次以上，故此時細胞發(fā)生了癌變，獲得了無限增殖的能力。6下面是科學(xué)家利用現(xiàn)代生物技術(shù)研制用于癌癥治療的鼠人嵌合抗體的流程圖。請回答：(1)利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)對鼠源嵌合抗體進行改造時，首先必須根據(jù)預(yù)期_，設(shè)計_，進一步推測應(yīng)有的氨基酸序列，最終通過基因拼接，將鼠源抗體基因改造成鼠人嵌合抗體基因，然后導(dǎo)入鼠淋巴細胞中使其表達。在ig基因表達載體構(gòu)建的過程中，人和鼠的基因要用同一種限制酶切割核苷酸之間的_。(2)圖中嵌合載體啟動子位于基因的首端，它是_識別和結(jié)合的部位，終止子是_的終點；嵌合載體

11、中還應(yīng)含有_，以便重組dna的鑒定和篩選。(3)圖中的“抗體分泌細胞”名稱是_，檢測目的基因在淋巴細胞中是否得到表達可用_技術(shù)。(4)在制備單克隆嵌合抗體過程中要進行兩次篩選，第一次篩選的目的是_；第二次篩選的目的是_?！敬鸢浮?1)嵌合抗體的功能嵌合抗體的結(jié)構(gòu)磷酸二酯鍵(2)rna聚合酶轉(zhuǎn)錄標(biāo)記基因(3)漿細胞(效應(yīng)b細胞)抗原抗體雜交(4)獲得雜交瘤細胞獲得能夠產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞【解析】(1)蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列找到相對應(yīng)的核糖核苷酸序列(rna)找到相對應(yīng)的脫氧核糖核苷酸序列(dna)；限制酶能切割核苷酸之間的磷酸

12、二酯鍵。(2)啟動子是rna聚合酶識別和結(jié)合的部位；終止子是轉(zhuǎn)錄終止的信號；基因表達載體中含有啟動子、終止子、目的基因和標(biāo)記基因，其中標(biāo)記基因用于重組dna的鑒定和篩選。(3)圖中的“抗體分泌細胞”的名稱是漿細胞；檢測目的基因是否在受體細胞中表達，由于表達產(chǎn)物是蛋白質(zhì)，因此常采用抗原抗體雜交技術(shù)。(4)制備單克隆抗體時要經(jīng)過兩次篩選，第一次篩選的目的是獲得雜交瘤細胞，第二次篩選的目的是獲得能夠產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞。7(2018年廣東廣州畢業(yè)班檢測)如圖1是培養(yǎng)小鼠胚胎成纖維細胞(mef細胞)的示意圖，圖2是在用mef細胞制成的飼養(yǎng)層上培養(yǎng)胚胎干細胞(es細胞)的示意圖。(1)圖1所示，制

13、備細胞懸液時，常用_酶來消化剪碎的組織塊。配制培養(yǎng)液時，通常需要在合成培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上添加_等一些天然成分。當(dāng)mef細胞分裂生長到細胞表面相互接觸時就停止分裂，這種現(xiàn)象稱為細胞的_。(2)es細胞是由_中分離出來的一類細胞，es細胞在功能上具有發(fā)育的_。(3)mef細胞能夠分泌某些蛋白質(zhì)，其合成到分泌至細胞外的過程是：核糖體_囊泡_囊泡，再通過_方式分泌到細胞外。在培養(yǎng)液中單獨培養(yǎng)es細胞時，es細胞容易發(fā)生分化，結(jié)合圖2可推知mef細胞的作用是_。(4)在治療性克隆過程中，細胞核取自患者細胞，這是為了避免向患者移入組織細胞后體內(nèi)發(fā)生_反應(yīng)?！敬鸢浮?1)胰蛋白血清、血漿接觸抑制(2)早期胚胎(

14、或原始性腺)全能性(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體胞吐抑制es細胞分化(4)免疫排斥【解析】(1)圖1所示，制備細胞懸液時，常用胰蛋白酶來消化剪碎的組織塊。由于人們對細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全搞清楚，故在使用合成培養(yǎng)基時，通常需加入血清、血漿等天然成分。在動物細胞培養(yǎng)過程中，當(dāng)貼壁細胞分裂生長到細胞表面相互接觸時，細胞會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。(2)哺乳動物的胚胎干細胞簡稱es或ek細胞，來源于早期胚胎或從原始性腺中分離出來，具有胚胎細胞的特性，在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞。另外，在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖

15、而不發(fā)生分化，可進行冷凍保存，也可進行遺傳改造。(3)分泌蛋白合成與分泌過程為：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進行粗加工內(nèi)質(zhì)網(wǎng)“出芽”形成囊泡高爾基體進行再加工形成成熟的蛋白質(zhì)高爾基體“出芽”形成囊泡細胞膜，整個過程需要線粒體提供能量。在培養(yǎng)液中單獨培養(yǎng)es細胞時，es細胞容易發(fā)生分化，結(jié)合圖2可推知mef細胞的作用是抑制es細胞分化。(4)在治療性克隆過程中，細胞核取自患者細胞，這是為了避免向患者移入組織細胞后體內(nèi)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。8下面為制備單克隆抗體和多克隆抗體的示意圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)圖中向小鼠注射包含多種抗原決定簇的抗原后，所獲得的免疫抗血清實際上是含有_(填寫抗體的名稱)

16、的混合物，這種方法制備的多克隆抗體不僅產(chǎn)量低，而且純度低。與多克隆抗體相比，單克隆抗體突出的優(yōu)點在于它的_，并能大量制備。(2)圖中選用b細胞和骨髓瘤細胞融合成雜交瘤細胞，說明細胞膜具有_；如果僅考慮細胞的兩兩融合，其融合細胞有_種類型。(3)圖中兩次篩選的目的不同，其中篩選的目的是篩選出_，篩選的目的是篩選出_。篩選時所用的培養(yǎng)基是特定的_培養(yǎng)基。(4)科學(xué)工作者正在研究的用于治療癌癥的“生物導(dǎo)彈”就是_，用“生物導(dǎo)彈”治療癌癥的方法優(yōu)于化療的原因是_。(5)由圖中可看出，單克隆抗體的制備過程中，運用了動物細胞工程中的_和_兩大技術(shù)?！敬鸢浮?1)ab1、ab2、ab3、ab4特異性強、靈敏

17、度高(2)流動性3(3)雜交瘤細胞能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細胞選擇性(4)單克隆抗體上連接抗癌藥物不損傷正常細胞，且用藥劑量少，毒副作用小(5)動物細胞融合動物細胞培養(yǎng)【解析】(1)結(jié)合題圖可看出，向小鼠注射包含多種抗原決定簇的抗原后，獲得的免疫抗血清實際上是含有ab1、ab2、ab3、ab4多種抗體的混合物。(2)動物細胞融合的過程體現(xiàn)了細胞膜的流動性；僅考慮兩個細胞的融合，可得到b細胞b細胞、骨髓瘤細胞骨髓瘤細胞及b細胞骨髓瘤細胞3種類型的融合細胞。(3)在單克隆抗體的制備過程中，第1次篩選的目的是篩選出雜交瘤細胞，第2次篩選的目的是獲得能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細胞。篩選時所用的培養(yǎng)基是特定的

18、選擇性培養(yǎng)基。(4)把單克隆抗體跟抗癌藥物相結(jié)合制成“生物導(dǎo)彈”，注入體內(nèi)，借助單克隆抗體的導(dǎo)向作用，能將藥物定向帶到癌細胞所在位置，在原位殺死癌細胞。這樣既不損傷正常細胞，又減少了用藥劑量。(5)單克隆抗體的制備運用了動物細胞融合與動物細胞培養(yǎng)兩大技術(shù)。9人們發(fā)現(xiàn)小型豬的器官可用來替代人體器官進行移植，但小型豬器官表面抗原仍可引起免疫排斥反應(yīng)。如圖為科學(xué)家將小型豬器官表面抗原基因(anti)“反向處理”(anti基因的模板鏈和reanti基因的模板鏈堿基序列互補)，并人工合成reanti基因，轉(zhuǎn)入豬成纖維細胞，做成轉(zhuǎn)基因克隆豬的培育過程示意圖。請回答下列問題：(1)若使reanti基因和an

19、ti基因在轉(zhuǎn)基因克隆豬的同一細胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄，應(yīng)在人工合成的reanti基因的首端連接_。(2)圖中轉(zhuǎn)基因克隆豬不含有豬抗原的實質(zhì)是reanti基因抑制了anti基因的_(填“轉(zhuǎn)錄”或“翻譯”)。(3)圖中過程涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)中，核心步驟是_。(4)從豬中取出胎兒成纖維細胞，用_處理，然后進行分散培養(yǎng)。培養(yǎng)時，將培養(yǎng)瓶置于含95%空氣加_的混合氣體培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。(5)過程的細胞分裂方式為_。(6)上圖中過程涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)依次為_、_和_?！敬鸢浮?1)(anti基因的)啟動子(2)翻譯(3)基因表達載體的構(gòu)建(4)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)5%co2(5)有絲分裂(6)動物體細胞核移植技術(shù)早

20、期胚胎培養(yǎng)技術(shù)(或動物細胞培養(yǎng)技術(shù))胚胎移植技術(shù)【解析】(1)啟動子和終止子在目的基因的兩側(cè)，控制著轉(zhuǎn)錄的開始和停止。(2)由題意可知，reanti基因產(chǎn)生的mrna能與anti基因轉(zhuǎn)錄的mrna堿基互補配對，使其不能與核糖體結(jié)合，從而抑制了anti基因的翻譯過程。(3)基因工程的核心步驟是基因表達載體的構(gòu)建。(4)用胰蛋白酶處理的目的是使組織細胞分散成單個細胞。動物細胞培養(yǎng)必須有適宜的氣體環(huán)境，需要o2和co2，o2是細胞正常代謝所必需的，co2能夠維持細胞培養(yǎng)液的ph。(5)培養(yǎng)的動物細胞的分裂方式為有絲分裂。(6)由圖可知，代表核移植，代表早期胚胎培養(yǎng)，代表胚胎移植。10克隆技術(shù)是人類醫(yī)學(xué)科學(xué)史上的一個里程碑，在于其為人類認識自身奧秘和紛繁復(fù)雜的生物界提供了銳利武器并展示了廣闊前景?！爸委熜钥寺　敝赴鸦颊唧w細胞移植到去核卵母細胞中形成重組胚，把重組胚體外培養(yǎng)到囊胚，然后從囊胚內(nèi)分離出es細胞，獲得的es細胞使之定向分化為所需的特定細胞類型(如神經(jīng)細胞、肌肉細胞和血細胞)，用于替代療法。如圖所示為人類“治療性克隆”的大概過程，請據(jù)圖