2024高考生物大一輪復(fù)習(xí)第十一單元第2講細(xì)胞工程練習(xí)含解析新人教版

PAGEPAGE7第2講細(xì)胞工程1．植物細(xì)胞工程在苗木生產(chǎn)、作物育種等方面得到普遍應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)為了獲得脫毒植株，外植體往往取自植物的花芽、葉芽等處的分生組織，其緣由是_______________________________________。(2)在“番茄—馬鈴薯”雜種植株的培育過(guò)程中，運(yùn)用的工程技術(shù)有_______；為獲得雜種細(xì)胞，先除去細(xì)胞壁以獲得__________，再用PEG誘導(dǎo)其融合；融合勝利的標(biāo)記是雜種細(xì)胞出現(xiàn)__________。這項(xiàng)探討最大的突破是__________________________。(3)將植物組織培育得到的__________(答出兩項(xiàng)即可)等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子，在制備人工種子時(shí)可依據(jù)須要添加防霉藥物，它應(yīng)加在人工種子結(jié)構(gòu)的________中。(4)科學(xué)家以成熟的水稻胚作為外植體，在基礎(chǔ)培育基上探討人工合成的生長(zhǎng)調(diào)整劑對(duì)誘導(dǎo)愈傷組織的影響，結(jié)果如表所示。培育基代號(hào)2,4-D(mg·L－1)6-BA(mg·L－1)愈傷組織誘導(dǎo)率(%)A1.0065.41B2.0068.76C3.0091.01D3.00.254.48E3.00.557.35F3.01.051.71注：愈傷組織誘導(dǎo)率(%)＝(產(chǎn)生愈傷組織的數(shù)目/接種外植體數(shù)目)×100%。從表中可以看出，在基礎(chǔ)培育基中添加________不利于愈傷組織的形成。解析：(1)因?yàn)榛ㄑ?、葉芽等處的分生組織中病毒很少或幾乎沒(méi)有病毒，所以可利用其進(jìn)行植物組織培育獲得脫毒植株。(2)在“番茄—馬鈴薯”雜種植株的培育過(guò)程中，運(yùn)用的工程技術(shù)有植物體細(xì)胞雜交技術(shù)、植物組織培育技術(shù)；為獲得雜種細(xì)胞，先除去細(xì)胞壁以獲得原生質(zhì)體，再用PEG誘導(dǎo)其融合；融合勝利的標(biāo)記是雜種細(xì)胞出現(xiàn)(新的)細(xì)胞壁(或“再生壁”)。這項(xiàng)探討最大的突破是克服了不同種生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。(3)將植物組織培育得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。在制備人工種子時(shí)可依據(jù)須要添加防霉藥物，它應(yīng)加在人工種子結(jié)構(gòu)的人工種皮中。(4)2,4-D濃度為1.0～3.0mg·L－1時(shí)，隨著2,4-D濃度的上升，愈傷組織誘導(dǎo)率漸漸增大，但是添加6-BA后愈傷組織誘導(dǎo)率明顯下降，可見6-BA不利于愈傷組織的形成，2,4-D有利于愈傷組織的形成。答案：(1)這些部位病毒極少(或不含病毒)(2)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)、植物組織培育技術(shù)原生質(zhì)體新的細(xì)胞壁克服了不同種生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙(3)胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽人工種皮(4)6-BA2．1971年，美國(guó)化學(xué)家從紅豆杉樹皮中分別出高抗癌活性的紫杉醇，從今，國(guó)家重點(diǎn)愛(ài)護(hù)珍稀植物——紅豆杉遭遇了掠奪式的砍伐。為挽救紅豆杉，同時(shí)獲得紫杉醇，科研小組設(shè)計(jì)了如圖所示的試驗(yàn)流程：(1)選用莖尖分生組織進(jìn)行組織培育的目的是________，誘導(dǎo)莖尖分生組織形成愈傷組織的過(guò)程叫________。以植物組織培育得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)人工薄膜包裝后就可得到________。(2)莖尖分生組織細(xì)胞具有全能性的緣由是____________________。在生物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞并不會(huì)表現(xiàn)出全能性，緣由是______________________。(3)現(xiàn)有植物甲中提取的物質(zhì)X，能提高紫杉醇的抗癌效果?？蒲行〗M欲獲得既能產(chǎn)生紫杉醇又能產(chǎn)生物質(zhì)X的植株，可利用______________技術(shù)獲得雜種植株。該方法首先要利用________________除去細(xì)胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體，再經(jīng)______________(試劑)誘導(dǎo)融合形成雜種細(xì)胞。解析：(1)莖尖分生組織含有的病毒較少，進(jìn)行組織培育可以獲得脫毒苗；分生組織經(jīng)過(guò)脫分化過(guò)程可以形成愈傷組織；以植物組織培育得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)人工薄膜包裝后可得到人工種子。(2)莖尖分生組織細(xì)胞含有該種生物的全部遺傳信息，因此具有發(fā)育的全能性。在特定的時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性地表達(dá)出各種蛋白質(zhì)，從而構(gòu)成生物體的不同組織和器官，所以在生物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞并不會(huì)表現(xiàn)出全能性。(3)植物甲可以產(chǎn)生物質(zhì)X，紅豆杉可以產(chǎn)生紫杉醇，則利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)將兩種植物細(xì)胞融合，獲得的雜種植株的細(xì)胞既能產(chǎn)生紫杉醇又能產(chǎn)生物質(zhì)X。植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中，首先要利用纖維素酶和果膠酶除去細(xì)胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體，再經(jīng)聚乙二醇誘導(dǎo)融合形成雜種細(xì)胞。答案：(1)獲得脫毒苗脫分化人工種子(2)莖尖分生組織細(xì)胞含有該種生物的全部遺傳信息在特定的時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性地表達(dá)出各種蛋白質(zhì)，從而構(gòu)成生物體的不同組織和器官(3)植物體細(xì)胞雜交纖維素酶和果膠酶聚乙二醇3．依據(jù)下面植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖，回答相關(guān)問(wèn)題。(1)運(yùn)用傳統(tǒng)有性雜交(即用番茄、馬鈴薯雜交)自然狀態(tài)下不能得到雜種植株，緣由是________________________________________________。(2)在利用雜種細(xì)胞培育雜種植株的過(guò)程中，依據(jù)的原理是__________，其中過(guò)程②稱為__________，植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)記是__________。(3)已知番茄為二倍體，馬鈴薯為四倍體，則“番茄—馬鈴薯”屬于__________倍體植株。(4)已知柴油樹種子含有的柴油是植物細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，可用植物組織培育來(lái)實(shí)現(xiàn)柴油的工業(yè)化生產(chǎn)。若利用此技術(shù)，將柴油樹細(xì)胞培育進(jìn)行到__________過(guò)程即可(填字母編號(hào))。(5)若培育抗蟲棉，將抗蟲基因通過(guò)適當(dāng)?shù)耐緩綄?dǎo)入棉花受精卵，然后進(jìn)行組織培育，該過(guò)程相當(dāng)于________________________________________(填字母編號(hào))。(6)人工種子是由發(fā)育到__________過(guò)程(填字母編號(hào))的結(jié)構(gòu)包袱上人工種皮制備的。解析：(1)番茄和馬鈴薯屬于兩個(gè)物種，存在生殖隔離，不能通過(guò)有性雜交產(chǎn)生后代。(2)在利用雜種細(xì)胞培育雜種植株的過(guò)程中，依據(jù)的原理是細(xì)胞的全能性，其中過(guò)程②稱為原生質(zhì)體融合，植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)記是產(chǎn)生新的細(xì)胞壁。(3)由于番茄為二倍體、馬鈴薯為四倍體，因此“番茄—馬鈴薯”屬異源六倍體。(4)柴油是植物細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，將柴油樹細(xì)胞培育進(jìn)行到愈傷組織即可提取，愈傷組織為圖中的e時(shí)期。(5)若培育抗蟲棉，將抗蟲基因通過(guò)適當(dāng)?shù)耐緩綄?dǎo)入棉花受精卵，然后進(jìn)行組織培育，包括脫分化和再分化兩個(gè)階段，即圖中的④⑤。(6)人工種子是用胚狀體包上人工種皮制成的，其中圖中f階段為胚狀體階段。答案：(1)不同種的植物存在生殖隔離(2)細(xì)胞的全能性原生質(zhì)體融合產(chǎn)生新的細(xì)胞壁(3)六(4)e(5)④⑤(6)f4．(2024·廣西欽州模擬)回答下列關(guān)于現(xiàn)代生物科技的問(wèn)題：(1)動(dòng)物細(xì)胞培育時(shí)為了將組織分散成單個(gè)細(xì)胞，常用________處理剪碎的組織塊，并用培育液將細(xì)胞稀釋制成________。(2)動(dòng)物細(xì)胞培育時(shí)須要通入5%的CO2，其目的是__________________，為了防止雜菌污染，通常要在培育基中添加________。(3)動(dòng)物細(xì)胞核移植時(shí)普遍運(yùn)用的去核方法是________；常選用處于________(時(shí)期)的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞，主要是因?yàn)槁鸭?xì)胞大，易操作，含有促進(jìn)________表達(dá)的相關(guān)物質(zhì)。解析：(1)動(dòng)物組織培育需用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)將組織分散成單個(gè)細(xì)胞，并用培育液將細(xì)胞稀釋制成細(xì)胞懸液。(2)動(dòng)物細(xì)胞培育時(shí)須要通入5%的CO2，其目的是維持培育基的pH；通常在培育基中添加抗生素以防止雜菌污染。(3)體細(xì)胞核移植的過(guò)程中，去除卵母細(xì)胞中的細(xì)胞核可采納顯微操作去核法。因?yàn)槁鸭?xì)胞大，易操作，含有促進(jìn)細(xì)胞全能性表達(dá)的相關(guān)物質(zhì)，因此常選用處于MⅡ中期的卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞。答案：(1)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)細(xì)胞懸液(2)維持培育基的pH抗生素(3)顯微操作去核法MⅡ中期(減數(shù)其次次分裂中期)細(xì)胞全能性5．(2024·河北三市聯(lián)考)胚胎干細(xì)胞簡(jiǎn)稱ES或EK細(xì)胞，是一種全能性干細(xì)胞，具有自我更新和多向分化的潛能，在臨床移植醫(yī)學(xué)、細(xì)胞治療、細(xì)胞工程、生物學(xué)基礎(chǔ)探討等領(lǐng)域具有重要的科學(xué)意義和巨大的應(yīng)用前景。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)ES細(xì)胞從________和________獲得，對(duì)它可進(jìn)行冷凍保存，也可進(jìn)行遺傳改造。(2)人類在根治糖尿病時(shí)，可通過(guò)ES細(xì)胞定向分化出________(填寫細(xì)胞名稱)再進(jìn)行移植。此過(guò)程中，若定向誘導(dǎo)培育出相應(yīng)的器官進(jìn)行移植除能解決目前臨床上存在的供體器官不足的問(wèn)題外，還有一大優(yōu)點(diǎn)是____________________。(3)若將ES細(xì)胞體外培育，在培育基中通常需加入________等一些自然成分，還須要供應(yīng)5%的CO2，其作用是________。(4)與體細(xì)胞核移植相比，用ES細(xì)胞誘導(dǎo)的方法更簡(jiǎn)單發(fā)育成克隆動(dòng)物，緣由在于ES細(xì)胞的分化程度________，全能性高。解析：(1)胚胎干細(xì)胞來(lái)源于早期胚胎或原始性腺。(2)糖尿病可由胰島B細(xì)胞受損所致。用自身的胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)培育獲得的器官移入自身體內(nèi)，由于遺傳物質(zhì)相同，不會(huì)產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。(3)動(dòng)物細(xì)胞培育的培育基中須要加入血清、血漿等自然物質(zhì)。動(dòng)物細(xì)胞培育過(guò)程中供應(yīng)5%的CO2的作用是維持培育液的pH。(4)ES細(xì)胞的分化程度低，細(xì)胞全能性高。答案：(1)早期胚胎原始性腺(2)胰島B細(xì)胞避開產(chǎn)生免疫排斥(3)血清、血漿維持培育液的pH(4)低6．胃癌是我國(guó)發(fā)生率很高的一種惡性疾病，制備抑制胃癌細(xì)胞增殖的單克隆抗體對(duì)治療胃癌具有重要意義?？刮赴﹩慰寺】贵w制備過(guò)程如下圖。(1)抗胃癌單克隆抗體制備過(guò)程中要用到___________________________和__________技術(shù)。(2)甲代表__________細(xì)胞。(3)誘導(dǎo)骨髓瘤細(xì)胞與甲融合，可用的誘導(dǎo)因素有________________等(寫出兩種)。(4)通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞是否產(chǎn)生所需的專一抗體，篩選出丙，該過(guò)程中所選用的抗原是_______________________________________________________。(5)在甲、丙及骨髓瘤細(xì)胞中，只有丙經(jīng)培育后，可獲得大量的抗胃癌單克隆抗體，緣由是___________________________________________________。解析：(1)單克隆抗體制備過(guò)程中用到了動(dòng)物細(xì)胞培育和動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)。(2)雜交瘤細(xì)胞乙是由甲B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合形成的。(3)誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合時(shí)，常采納物理方法(離心、振動(dòng)、電激)、化學(xué)方法(聚乙二醇)或生物方法(滅活的病毒)。(4)制備的抗胃癌單克隆抗體針對(duì)的抗原是胃癌細(xì)胞，所以應(yīng)當(dāng)用胃癌細(xì)胞作為抗原檢測(cè)丙細(xì)胞是否產(chǎn)生所需抗體。(5)因雜交瘤細(xì)胞既可以無(wú)限增殖又可以產(chǎn)生抗體，所以可以通過(guò)對(duì)雜交瘤細(xì)胞培育，使其產(chǎn)生單克隆抗體。答案：(1)動(dòng)物細(xì)胞培育動(dòng)物細(xì)胞融合(2)(效應(yīng))B淋巴(3)聚乙二醇、滅活的病毒、離心、振動(dòng)、電激等(寫出其中兩種即可)(4)人的胃癌細(xì)胞(5)只有細(xì)胞丙既能無(wú)限增殖又能產(chǎn)生抗體7．下圖是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿病(基因缺陷導(dǎo)致胰島B細(xì)胞不能正常合成胰島素)的過(guò)程設(shè)計(jì)圖解。請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)圖中①、②所示的結(jié)構(gòu)分別是________、________。(2)圖中③、④所示的生物工程技術(shù)分別是________________、________________。(3)過(guò)程③通常用去核卵細(xì)胞作受體細(xì)胞的緣由除了它體積大、易操作，養(yǎng)分物質(zhì)豐富外，還因?yàn)樗黖___________________________________________。(4)過(guò)程④通常采納的方法是_________________________________________。(5)過(guò)程④的完成須要用到的非酶基因操作工具為________________________________________________________。(6)圖示方法與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點(diǎn)是______________________________________________________。解析：(1)體細(xì)胞核移植利用體細(xì)胞核和去核卵細(xì)胞。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，此時(shí)導(dǎo)入健康胰島B細(xì)胞基因，可以形成能正常分泌胰島素的胰島B細(xì)胞群。(2)③將體細(xì)胞核和去核卵細(xì)胞重組為一個(gè)細(xì)胞，為體細(xì)胞核移植技術(shù)。④將健康胰島B細(xì)胞基因移植入受體細(xì)胞，為基因工程技術(shù)。(3)過(guò)程③通常用去核卵細(xì)胞作為受體細(xì)胞，除了因?yàn)樗w積大，易操作，養(yǎng)分物質(zhì)豐富外，還因?yàn)槠浜心軌蚣せ罴?xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。(4)目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞通常用顯微注射法。(5)基因工程基本工具為限制酶、DNA連接酶、載體，載體為非酶基因操作工具，通常為質(zhì)粒。(6)圖示方法與一般的異體移植相比可避開免疫排斥。答案：(1)細(xì)胞核內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(2)(體細(xì)胞)核移植技術(shù)基因工程(轉(zhuǎn)基因技術(shù)或重組DNA技術(shù))(3)含有促進(jìn)(或激活)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)(4)顯微注射法(5)載體(6)不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)8．人的血清白蛋白(HAS)在臨床上需求量很大，通常從血液中提取。但由于HIV等的威逼與日俱增，使人們對(duì)血液制品的運(yùn)用顧慮重重。假如應(yīng)用現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)，將人的血清白蛋白基因?qū)肽膛＜?xì)胞中，那么利用奶牛乳汁生產(chǎn)的血清白蛋白就會(huì)平安、高效地滿意人類需求。如圖所示為利用奶牛乳汁生產(chǎn)人血清白蛋白的過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)以上過(guò)程涉及的現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)中，屬于細(xì)胞工程的有________________。(2)在基因工程中，我們稱①為目的基因，獲得①的途徑主要有____________(答出兩項(xiàng)即可)。在①進(jìn)入③之前要構(gòu)建基因表達(dá)載體，這是基因工程的核心，除目的基因外，基因表達(dá)載體還必需含有__________，將①導(dǎo)入③的常用方法是______________。(3)圖中②一般經(jīng)過(guò)________處理可以得到③。從③到④的過(guò)程中一般利用未受精的卵母細(xì)胞去核后作為受體細(xì)胞，對(duì)卵母細(xì)胞的去核處理一般選擇在__________期進(jìn)行。(4)在動(dòng)物細(xì)胞培育過(guò)程中，為了達(dá)到無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境條件，除了要對(duì)培育液和培育器具進(jìn)行消毒，還要在細(xì)胞培育液中添加肯定量的__________，以防培育過(guò)程中的污染。此外，應(yīng)__________，以便清除代謝產(chǎn)物，防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。(5)重組細(xì)胞④發(fā)育到囊胚期時(shí)，須要取囊胚的________細(xì)胞做DNA分析，進(jìn)行性別鑒定，選擇雌性胚胎進(jìn)行移植。解析：(1)動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有動(dòng)物細(xì)胞培育、動(dòng)物細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞融合等。圖中形成④的過(guò)程為核移植，由重組細(xì)胞發(fā)育成⑤需經(jīng)動(dòng)物細(xì)胞培育。(2)獲得目的基因的方法主要有PCR技術(shù)、人工合成和從基因文庫(kù)中提取，將獲得的目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞常用顯微注射法。一個(gè)基因表達(dá)載體的組成，除目的基因外，還必需有啟動(dòng)子、終止子以及標(biāo)記基因等。(3)動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞常用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理。對(duì)卵母細(xì)胞的去核處理一般選擇在減數(shù)其次次分裂中期進(jìn)行。(4)在動(dòng)物細(xì)胞培育過(guò)程中，為了達(dá)到無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境條件，除了要對(duì)培育液和培育器具進(jìn)行消毒，還要在細(xì)胞培育液中添加肯定量的抗生素，以防培育過(guò)程中的污染。此外，應(yīng)定期更換培育液，以便清除代謝產(chǎn)物，防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。(5)進(jìn)行性別鑒定時(shí)，要選囊胚的滋養(yǎng)層細(xì)胞做DNA分析，選擇雌性胚胎進(jìn)行移植。答案：(1)核移植技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞培育(2)基因文庫(kù)中提取、PCR技術(shù)擴(kuò)增、人工合成(答案合理即可)啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因顯微注射法(3)胰蛋白酶或膠原蛋白酶減數(shù)其次次分裂中(4)抗生素定期更換培育液(5)滋養(yǎng)層9．動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于多種探討工作中，特殊是新發(fā)展起來(lái)的雜交瘤技術(shù)，為制備單克隆抗體開拓了新途徑。探討表明DNA合成有兩條途徑：“S途徑”和“D途徑”，淋巴細(xì)胞(B淋巴細(xì)胞)有“S途徑”和“D途徑”；骨髓瘤細(xì)胞只有“D途徑”；HAT培育液中氨基蝶呤可以阻斷