2025屆高考生物一輪復(fù)習(xí)課后限時集訓(xùn)40細(xì)胞工程含解析新人教版

PAGE8-細(xì)胞工程(建議用時：40分鐘)1．開放式光自養(yǎng)微繁技術(shù)是無糖與開放相結(jié)合的組培方法，即在無糖組培的容器中，在開放培育環(huán)境下，向培育基中加入廣譜抑菌劑，省去嚴(yán)格的無菌操作，在提高組培效率的同時降低了生產(chǎn)成本，使更多植物實現(xiàn)組培產(chǎn)業(yè)化成為可能?；卮鹣铝袉栴}：(1)植物離體的細(xì)胞可通過脫分化形成__________________，其在肯定培育條件下可再分化出____________________，進(jìn)而形成完整的植株，該過程實現(xiàn)的原理是____________________。(2)與傳統(tǒng)植物組織培育相比，開放式光自養(yǎng)微繁技術(shù)變更培育基成分，培育基中不再含有糖，而是以__________________作為碳源。(3)自養(yǎng)微繁技術(shù)中也須要植物激素的作用，當(dāng)生長素含量高于細(xì)胞分裂素時，利于________的分化；當(dāng)細(xì)胞分裂素含量高于生長素時，利于________的分化。(4)與常規(guī)的種子繁殖方法相比，植物微型繁殖技術(shù)的特點有____________________________________________________________________(答出兩點即可)。[解析](1)依據(jù)植物組織培育過程可知，植物細(xì)胞在離體條件下可通過脫分化形成愈傷組織，然后經(jīng)過再分化過程分化成幼根和芽，進(jìn)而發(fā)育成完整個體。該過程主要依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性。(2)由于開放式光自養(yǎng)微繁技術(shù)是在開放培育環(huán)境下進(jìn)行植物組織培育，植物可以進(jìn)行光合作用，可以利用空氣中的CO2作為碳源合成糖類等能源物質(zhì)供植株利用，所以不須要在培育基中加入糖類等碳源。(3)植物組織培育技術(shù)在進(jìn)行再分化培育時，培育基中生長素含量高于細(xì)胞分裂素時，利于植物根的分化；當(dāng)細(xì)胞分裂素含量高于生長素時，利于植物芽的分化。利用培育基中激素比例的不同對細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)分化，從而實現(xiàn)愈傷組織發(fā)育成完整植株的目的。(4)植物組織培育優(yōu)點有許多，比如占用空間小，不受地區(qū)、季節(jié)限制；可以用來培育脫毒作物；培育周期短，可以加快育種過程；可短時間大量繁殖，用于挽救瀕危植物；變異幾率低，可保持原母本的一切遺傳特性。[答案](1)愈傷組織幼根和芽植物細(xì)胞的全能性(2)CO2(3)根芽(4)能保持植物原有的遺傳特性、繁殖速度快2．下表表示高等動植物親代個體產(chǎn)生新個體的3種不同途徑，請據(jù)表分析并回答問題：生物途徑主要流程動植物甲親代個體→受精卵→胚→新個體植物乙親代個體→體細(xì)胞→胚狀體→新個體動物丙親代個體→核移植細(xì)胞→早期胚胎→新個體(1)甲、乙、丙途徑中屬于有性生殖的是________，三種途徑中由胚(胚狀體或早期胚胎)發(fā)育成新個體都須要經(jīng)過細(xì)胞的________________。(2)相比于甲，乙、丙途徑在應(yīng)用上的優(yōu)點是__________________。乙途徑依據(jù)的原理是____________________________，動物一般采納丙途徑而不采納乙途徑繁殖新個體的緣由是________________________________________。(3)丙途徑中，從早期胚胎→新個體的流程中還須要進(jìn)行的生物工程技術(shù)是____________________。該途徑獲得的新個體與供核的親代個體性狀不完全相同的緣由是______________________________。(4)若從乙、丙途徑獲得的新個體中各取一小塊組織進(jìn)行體外培育。下列敘述錯誤的有________(填字母)。a．前者需先用鹽酸解離，后者需先用胰蛋白酶處理b．前者培育基中一般加入蔗糖，后者一般加入葡萄糖c．前者培育過程須要持續(xù)光照，后者可在暗處培育d．兩者培育過程中均須要保證無菌條件防止雜菌污染[解析](1)甲表示動植物正常有性生殖的過程；乙表示植物組織培育產(chǎn)生新個體的過程，為無性繁殖；丙表示通過核移植產(chǎn)生新個體的方式，生殖方式為無性繁殖。三種途徑中由胚(胚狀體或早期胚胎)發(fā)育成新個體都須要經(jīng)過細(xì)胞的分裂、分化才能完成新個體的發(fā)育過程。(2)相比于甲，乙、丙途徑在應(yīng)用上的優(yōu)點是快速繁殖優(yōu)良品種。乙途徑為植物組織培育，該過程的原理是植物體細(xì)胞的全能性，由于高度分化的動物體細(xì)胞的全能性受到限制，分化潛能弱，故動物繁殖新個體一般采納丙途徑。(3)丙途徑中，從早期胚胎→新個體的流程中還須要進(jìn)行的生物工程技術(shù)是胚胎移植。胚胎移植是動物細(xì)胞工程產(chǎn)生新個體的最終一步，該途徑獲得的新個體的遺傳物質(zhì)由供核的親代的核基因和供質(zhì)親代的質(zhì)基因共同組成，進(jìn)而卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響，故新個體性狀與供核親本不完全相同。(4)植物組織離體后干脆進(jìn)行組織培育操作時，不需先用鹽酸解離。后者為動物細(xì)胞需先用胰蛋白酶處理，分散成單個細(xì)胞再進(jìn)行培育，a錯誤；前者培育過程為植物組織培育，培育基中一般加入蔗糖，后者為動物細(xì)胞培育，培育液中一般加入葡萄糖，b正確；前者為植物組織培育，前期不須要光，后期須要持續(xù)光照，后者為動物細(xì)胞培育可在相宜條件下培育，c錯誤；兩者培育過程中均須要保證無菌條件，這是試驗勝利的關(guān)鍵，d正確。[答案](1)甲分裂和分化(或分裂、分化、蒼老、凋亡等過程)(2)快速繁殖優(yōu)良品種植物體細(xì)胞的全能性高度分化的動物體細(xì)胞的全能性受到限制，分化潛能弱(3)胚胎移植卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響(4)ac3．(2024·河北省石家莊市高三質(zhì)檢)隨著動物細(xì)胞工程技術(shù)的不斷成熟，使通過核移植技術(shù)誘導(dǎo)重組體細(xì)胞增殖分化獲得健康的組織器官成為了可能，這為等待器官移植的非遺傳病患者帶來了希望。如圖為通過該技術(shù)獲得相應(yīng)組織器官并進(jìn)行移植的過程，請回答下列問題：(1)圖中的供體二為________(填“患者”或“健康者”)，細(xì)胞①應(yīng)為________細(xì)胞。(2)②為重組細(xì)胞，其經(jīng)過A________(技術(shù)手段)形成囊胚，其中④細(xì)胞在形態(tài)上具有________特征。(3)B過程須要在培育基中加入________才能獲得相應(yīng)的組織器官。圖中B→C過程________(填“能”或“不能”)體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，其理由是__________________________________________________。(4)探討表明：已痊愈的新型肺炎患者體內(nèi)會出現(xiàn)相應(yīng)抗體，一般抗體的作用會持續(xù)半年或者更長時間。若現(xiàn)已從某位志愿者體內(nèi)獲得肯定量的B淋巴細(xì)胞，試驗室有保存的小鼠骨髓瘤細(xì)胞，為獲得產(chǎn)生相應(yīng)抗體的雜交瘤細(xì)胞，請寫出關(guān)鍵過程_________________________________________________________。[解析](1)由分析可知，圖中的供體二為患者，細(xì)胞①應(yīng)為健康者供應(yīng)的(正常的)卵母細(xì)胞。(2)②為重組細(xì)胞，其經(jīng)過A早期胚胎培育形成囊胚，其中④胚胎干細(xì)胞在形態(tài)上表現(xiàn)為細(xì)胞體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯的特征。(3)由于胚胎干細(xì)胞需經(jīng)誘導(dǎo)分化形成相應(yīng)的組織器官，所以B過程須要在培育基中加入分化誘導(dǎo)因子才能獲得相應(yīng)的組織器官。圖中B→C過程不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，其理由是該過程僅形成組織器官，沒有形成完整個體。(4)若現(xiàn)已從某位志愿者體內(nèi)獲得肯定量的B淋巴細(xì)胞，試驗室有保存的小鼠骨髓瘤細(xì)胞，為獲得產(chǎn)生相應(yīng)抗體的雜交瘤細(xì)胞的關(guān)鍵過程為將獲得的B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合，從融合的產(chǎn)物中分別篩選雜交瘤細(xì)胞，從雜交瘤細(xì)胞中篩選出產(chǎn)生相應(yīng)抗體的雜交瘤細(xì)胞[答案](1)患者(正常的)卵母細(xì)胞(2)早期胚胎培育細(xì)胞體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯(3)分化誘導(dǎo)因子不能該過程僅形成組織器官，沒有形成完整個體(4)將獲得的B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合，從融合的產(chǎn)物中分別篩選雜交瘤細(xì)胞，從雜交瘤細(xì)胞中篩選出產(chǎn)生相應(yīng)抗體的雜交瘤細(xì)胞4．近期，5只生物鐘紊亂的體細(xì)胞克隆猴登上中國綜合英文期刊《國家科學(xué)評論》封面，標(biāo)記著中國體細(xì)胞克隆技術(shù)走向成熟。如圖為克隆猴的步驟，請回答下列問題：(1)在各級神經(jīng)中樞中，與猴子生物節(jié)律限制有關(guān)的中樞位于________。除了腦部主生物鐘外，在肝臟、胰臟等器官中還存在局部生物鐘，敲除猴子肝臟細(xì)胞中的生物鐘基因后，出現(xiàn)低血糖癥狀，其緣由可能是________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)核移植前需將A猴卵母細(xì)胞培育至______________期，并進(jìn)行去核操作，其目的是____________________________________________。從細(xì)胞水平分析，與取B猴體細(xì)胞的細(xì)胞核進(jìn)行移植相比，干脆將B猴體細(xì)胞注入去核A猴卵母細(xì)胞的優(yōu)勢是__________________________________。(3)重組細(xì)胞進(jìn)行體外培育，須要氣體環(huán)境和無菌、無毒的環(huán)境，其中前者須要的氣體主要是________；后者的詳細(xì)操作有_____________________(答三點)。[解析](1)與生物節(jié)律限制有關(guān)的中樞位于下丘腦。在肝臟、胰臟等器官中還存在局部生物鐘，敲除猴子肝臟細(xì)胞中的生物鐘基因后，出現(xiàn)低血糖癥狀，其緣由可能是肝臟細(xì)胞中的肝糖原分解產(chǎn)生葡萄糖并進(jìn)入血液中，受生物鐘基因調(diào)控。(2)核移植前需將A猴卵母細(xì)胞培育至減數(shù)其次次分裂中期，并進(jìn)行去核操作，其目的是保證克隆猴的遺傳物質(zhì)主要來自B猴。從細(xì)胞水平分析，與取B猴體細(xì)胞的細(xì)胞核進(jìn)行移植相比，干脆將B猴體細(xì)胞注入去核A猴卵母細(xì)胞可以避開取核過程對核造成損傷。(3)重組細(xì)胞進(jìn)行體外培育，須要的氣體環(huán)境主要是O2和CO2；保證無菌無毒環(huán)境的詳細(xì)操作有對培育皿和全部培育用具進(jìn)行無菌處理；在培育液中添加肯定量的抗生素；定期更換培育液。[答案](1)下丘腦肝臟細(xì)胞中的肝糖原分解產(chǎn)生葡萄糖并進(jìn)入血液中，受生物鐘基因調(diào)控(2)減數(shù)其次次分裂中保證克隆猴的遺傳物質(zhì)主要來自B猴避開取核過程對核造成損傷(3)O2和CO2對培育皿和全部培育用具進(jìn)行無菌處理；在培育液中添加肯定量的抗生素；定期更換培育液5．(2024·濰坊市一中高三模擬)科研人員在雜交瘤細(xì)胞的基礎(chǔ)上，獲得了雙雜交瘤細(xì)胞，能夠產(chǎn)生雙特異性抗體，該抗體可以同時結(jié)合兩種抗原。(1)科研人員將抗原α、β分別注射到小鼠體內(nèi)，引起機(jī)體的________免疫，________分泌相應(yīng)抗體。(2)科研人員獲得上述小鼠的脾臟細(xì)胞，制備兩種雜交瘤細(xì)胞。每種雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生的抗體結(jié)構(gòu)、與抗原結(jié)合的狀況如圖1所示。圖1圖2①制備雜交瘤細(xì)胞時，需將上述小鼠的脾臟組織，用________處理獲得單細(xì)胞后，再與小鼠的骨髓瘤細(xì)胞融合，篩選得到兩種雜交瘤細(xì)胞。將兩種雜交瘤細(xì)胞用________試劑處理促進(jìn)其融合，在培育基中加入________(自然成分)培育。假如兩種細(xì)胞勝利融合，則會同時表達(dá)出抗體的重鏈A、B和輕鏈a、b，這種細(xì)胞稱作雙雜交瘤細(xì)胞。②抗體由兩條重鏈和兩條輕鏈組成，重鏈和輕鏈均分為恒定區(qū)和可變區(qū)，兩條重鏈依靠于A1或B1進(jìn)行組裝(A1與B1相同)，重鏈與輕鏈的組裝依靠于恒定區(qū)A2、a或B2、b(a與b相同)。因此，雙雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生的抗體種類較多，其中有一種抗體能同時與抗原α、β結(jié)合稱為雙特異性抗體，如圖2。請將A1、A2、B1、B2、a、b、α、β等字符填入下面的表格中。123456A2B2α③為使雙雜交瘤細(xì)胞只產(chǎn)生圖2所示雙特異性抗體，降低純化分別成本，科研人員對重鏈、輕鏈的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。改造思路是在A、B、a、b的恒定區(qū)通過變更________，進(jìn)而變更蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)“榫卯”式互補(bǔ)組裝的唯一性，這種改造屬于現(xiàn)代生物技術(shù)中的________工程。(3)結(jié)合雙特異性抗體特點，請分析其在腫瘤治療方面的應(yīng)用前景：__________________________________________________________________。[解析](1)抗原進(jìn)入小鼠體內(nèi)能夠引起機(jī)體的體液免疫，使?jié){細(xì)胞分泌抗體。(2)①制備雜交瘤細(xì)胞，將小鼠的脾臟組織用胰蛋白酶處理獲得單細(xì)胞。動物細(xì)胞的融合須要運用PEG進(jìn)行誘導(dǎo)，再加入動物血清進(jìn)行培育。②雙抗體是同時含有與抗原α、β結(jié)合的抗體。由于1是A2，依據(jù)圖1的結(jié)構(gòu)3為a,2是B2,4是b,5是α，6是β。即答案為：123456A2B2abαβ③蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)是由氨基酸的種類和排列依次確定，所以可以通過變更氨基酸的種類和排列依次變更蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，屬于蛋白質(zhì)工程。(3)雙抗體可以和兩種抗原結(jié)合，所以可以研制與腫瘤細(xì)胞和抗腫瘤藥物結(jié)合的雙特異性抗體，特異性殺死腫瘤細(xì)胞。[答案](1)體液漿細(xì)胞(2)①胰蛋白酶PEG(或“聚乙二醇”)動物血清②123456A2B2abαβ③氨基酸種類(或“序列”)蛋白質(zhì)(3)研制與腫瘤細(xì)胞和抗腫瘤藥物結(jié)合的雙特異性抗體，特異性殺死腫瘤細(xì)胞6．(2024·廣東省六校聯(lián)盟高三聯(lián)考)2024年中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)探討所利用CRISPR—Cas9基因編輯技術(shù)，勝利構(gòu)建了世界首例核心節(jié)律基因BMAL1敲除獼猴模型，并勝利用基因敲除猴的體細(xì)胞通過克隆技術(shù)培育了5只克隆疾病猴，為節(jié)律紊亂相關(guān)疾病機(jī)理的探討供應(yīng)了比較志向的動物模型。CRISPR—Cas9基因編輯系統(tǒng)由單鏈向?qū)NA(sgRNA)和Cas9蛋白組成?；卮鹣铝袉栴}：(1)科學(xué)家常用________法將CRISPR—Cas9基因編輯系統(tǒng)導(dǎo)入獼猴細(xì)胞，編輯系統(tǒng)利用sgRNA來識別靶基因DNA，并引導(dǎo)Cas9蛋白剪切DNA，使靶基因發(fā)生變更，實現(xiàn)基因敲除。sgRNA能識別靶基因DNA的緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在體外培育獼猴體細(xì)胞時，須要肯定比例的O2和CO2，故通常采納________或____________________________(填試驗器材)，將其置于CO2培育箱中進(jìn)行培育。所運用的培育基屬于________(填“合成”或“自然”)培育基，培育基除了滅菌外，還須要通過______________________________來保證無菌無毒環(huán)境。(3)進(jìn)行體細(xì)胞克隆選擇去核卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞，可能緣由是___________________________________________________________________(答出兩點)。(4)克隆猴被用于人類疾病探討與治療中所具有的突出優(yōu)點是__________________________。[解析](1)將目的基因注入動物細(xì)胞常用顯微注射，sgRNA本質(zhì)是RNA，基因DNA本質(zhì)是DNA分子，都是由核苷酸組成的長鏈，遵循堿基互補(bǔ)配對原則，所以二者能夠識別的緣由是sgRNA的堿基序列能與靶DNA的堿基序列發(fā)生互補(bǔ)結(jié)合。(2)動物細(xì)胞培育可以在培育皿和松蓋培育瓶中進(jìn)行，將其置于CO2培育箱中進(jìn)行培育。所運用的培育基須要明確各種化學(xué)成分，所以是合成培育基，培育基須要添加肯定量的抗生素(可以殺菌)并定期更換培育液來保證無菌無毒環(huán)境。(3)去核卵母細(xì)胞的體積較大，易于進(jìn)行試驗操作；含有較多的養(yǎng)分物質(zhì)，可以滿意早期胚胎發(fā)育的須要；含有使已經(jīng)分化的細(xì)胞核復(fù)原分裂實力的物質(zhì)，因此進(jìn)行體細(xì)胞克隆時，可以作為受體細(xì)胞。(4)猴子與人的親緣關(guān)系近；克隆動物能削減個體差異的影響，所以克隆猴被用于人類疾病探討與治療。[答案](1)顯微注射sgRNA的堿基序列能與靶DNA的堿基序列發(fā)生互補(bǔ)結(jié)合(2)培育皿松蓋培育瓶合成添加肯定量的抗生素并定期更換培育液(3)去核卵母細(xì)胞的體積較大，易于進(jìn)行試驗操作；含有較多的養(yǎng)分物質(zhì)，可以滿意早期胚胎發(fā)育的須要；含有使已經(jīng)分化的細(xì)胞核復(fù)原分裂實力的物質(zhì)(4)親緣關(guān)系近；克隆動物能削減個體差異的影響7．科研人員采納轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因綿羊，以便通過乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)人凝血因子IX醫(yī)用蛋白，其技術(shù)路途如圖。(1)要想目的基因只在乳腺組織中表達(dá)，在構(gòu)建基因表達(dá)載體A時，須要將________基因和________________等調(diào)控組件重組在一起。(2)將A導(dǎo)入綿羊胎兒成纖維細(xì)胞中常用的方法是____________。將A導(dǎo)入受精卵能否獲得轉(zhuǎn)基因綿羊？________，推斷依據(jù)是___________________________________________________________。(3)核移植的受體應(yīng)選用________期卵母細(xì)胞。(4)移植應(yīng)選擇胚胎發(fā)育到________階段時進(jìn)行；轉(zhuǎn)基因綿羊的性狀基本上與代孕母羊無關(guān)的緣由是___________________________________________。[解析](1)①過程構(gòu)建的A是含目的基因的(基因)表達(dá)載體。它必需將目的基因人凝血因子IX與乳(腺)蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，才能通過分泌乳汁來生產(chǎn)人凝血因子IX醫(yī)用蛋白。(2)將A導(dǎo)入綿羊胎兒成纖維細(xì)胞中常用的方法是顯微注射法。因為受精卵具有發(fā)育的全能性，將受精卵體外培育成早期胚胎再胚胎移植就可獲得轉(zhuǎn)基因綿羊。(3)在核移植之前，必需先去掉受體卵細(xì)胞的核，目的是保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細(xì)胞，核移植的受體應(yīng)選用處于MⅡ中期的卵母細(xì)胞。(4)移植應(yīng)選擇胚胎發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段時進(jìn)行；轉(zhuǎn)基因綿羊的細(xì)胞核來源于供核母羊，因此轉(zhuǎn)基因綿羊的性狀與供核母羊最相像，基本上與代孕母羊無關(guān)。[答案](1)人凝血因子IX乳腺組織特異性表達(dá)的啟動子(2)顯微注射法能因為受精卵具有發(fā)育的全能性，將受精卵體外培育成早期胚胎再胚胎移植就可獲得轉(zhuǎn)基因綿羊(3)MⅡ中(4)桑椹胚或囊胚胚胎的遺傳性狀基本不受受體的任何影響8．EV71是引發(fā)手足口病的一種人腸道病毒。為制備抗EV71的單克隆抗體，科研人員用小鼠進(jìn)行試驗。(1)將EV71滅活病毒、EV71外殼蛋白VP1和VP2作為________分別注射到3組小鼠體內(nèi)，引發(fā)小鼠機(jī)體的________免疫，產(chǎn)生相應(yīng)的抗體。(2)多次免疫后，分別取上述3組小鼠的血清和未免疫小鼠血清，測定抗體與抗原的結(jié)合強(qiáng)度，結(jié)果如圖所示?？乖N類①EV71免疫的小鼠血清抗體________(填“是”或“不是”)單一抗體，推斷依據(jù)是________________________________________________。②測定各組小鼠血清與非EV71蛋白結(jié)合強(qiáng)度，目的是解除______________________的影響。③制備抗EV71單克隆抗體時，