2019-2020年高考生物 第十單元 現(xiàn)代生物科技專題 第38講 細(xì)胞工程課時(shí)訓(xùn)練 (時(shí)間:40分鐘分值:90分)測(cè)控導(dǎo)航表知識(shí)點(diǎn)題號(hào)及難易度1.植物組織培養(yǎng)及植物體細(xì)胞雜交2,3,6(中),7(中),8(中)2.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植及單克隆抗體的制備1,4,5,9(中),10(中),11一、選擇題:本大題共6小題,每小題5分,共30分。1.生物技術(shù)的發(fā)展速度很快,已滅絕生物的“復(fù)生”將不再是神話。如果世界上最后一只野驢剛死亡,以下較易成功“復(fù)生”野驢的方法是(C)A.將野驢的體細(xì)胞取出,利用組織培養(yǎng)培育成新個(gè)體B.將野驢的體細(xì)胞兩兩融合,再經(jīng)組織培養(yǎng)技術(shù)經(jīng)脫分化、再分化培育成新個(gè)體C.取出野驢的體細(xì)胞核移植到母家驢的去核卵細(xì)胞中,經(jīng)孕育培育成新個(gè)體D.將野驢的基因?qū)爰殷H的受精卵中,培育成新個(gè)體解析:用體細(xì)胞進(jìn)行動(dòng)物克隆,目前只能通過核移植技術(shù)實(shí)現(xiàn),該技術(shù)要將體細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到去核卵細(xì)胞中,形成重組細(xì)胞,再經(jīng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎移植,最終培育成新個(gè)體。2.(xx黃山模擬)下圖表示四倍體蘭花葉片通過植物組織培養(yǎng)形成植株的過程,相關(guān)敘述中正確的是(C)四倍體蘭花葉片愈傷組織胚狀體植株A.階段和階段會(huì)發(fā)生減數(shù)分裂B.階段需生長(zhǎng)素而階段需細(xì)胞分裂素C.階段有細(xì)胞增殖但無細(xì)胞分化D.此蘭花的花藥離體培養(yǎng)所得植株為二倍體解析:階段和階段會(huì)發(fā)生有絲分裂。階段和階段都需生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素,只是二者比例不同。此蘭花的花藥離體培養(yǎng)所得植株為單倍體。3.為了培育菊花新品種,科學(xué)家利用二倍體野生夏菊和六倍體栽培秋菊進(jìn)行雜交,培育過程如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(D)A.野生夏菊和栽培秋菊自然雜交后是四倍體,屬于同一物種B.過程常選擇酶解法去壁,一般在低滲溶液中進(jìn)行C.過程有關(guān)的細(xì)胞器只有高爾基體比較活躍D.d植株含有夏菊和秋菊的遺傳物質(zhì)解析:夏菊和秋菊兩者存在生殖隔離,兩者屬于不同物種。酶解后原生質(zhì)體沒有細(xì)胞壁,在低滲溶液中會(huì)出現(xiàn)吸水破裂的現(xiàn)象。過程屬于形成新細(xì)胞壁的過程,細(xì)胞中線粒體和高爾基體都比較活躍。d植株屬于雜種植株,含有親本夏菊和秋菊的遺傳物質(zhì)。4.(xx浙江理綜)實(shí)驗(yàn)小鼠皮膚細(xì)胞培養(yǎng)(非克隆培養(yǎng))的基本過程如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(C)實(shí)驗(yàn)小鼠皮膚組織皮膚細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞1培養(yǎng)細(xì)胞2A.甲過程需要對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠進(jìn)行消毒B.乙過程對(duì)皮膚組織可用胰蛋白酶消化C.丙過程得到的細(xì)胞大多具有異倍體核型D.丁過程得到的細(xì)胞具有異質(zhì)性解析:動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要無毒無菌的環(huán)境,甲過程指從實(shí)驗(yàn)小鼠身上取下皮膚組織,該過程需要對(duì)小鼠進(jìn)行消毒處理,A項(xiàng)正確;乙過程表示將得到的皮膚組織分散成單個(gè)細(xì)胞制備成細(xì)胞懸液,可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶進(jìn)行處理,B項(xiàng)正確;丙過程表示原代培養(yǎng),此時(shí)的細(xì)胞仍能保持正常的二倍體核型,C項(xiàng)錯(cuò)誤;丁過程表示傳代培養(yǎng),克隆培養(yǎng)法培養(yǎng)出來的是純系,非克隆培養(yǎng)得到的是不純的細(xì)胞群,D項(xiàng)正確。5.(xx重慶理綜)下圖是單克隆抗體制備流程的簡(jiǎn)明示意圖。下列有關(guān)敘述,正確的是(D)A.是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應(yīng)T淋巴細(xì)胞B.中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細(xì)胞的形成C.同時(shí)具有脾臟細(xì)胞和鼠骨髓瘤細(xì)胞的特性D.是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細(xì)胞群解析:是獲得已經(jīng)免疫的B淋巴細(xì)胞,A項(xiàng)錯(cuò)誤;胰蛋白酶使得組織塊分散為單個(gè)細(xì)胞,B項(xiàng)錯(cuò)誤;同時(shí)具有B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的特性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;經(jīng)篩選后獲得能夠分泌特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞,D項(xiàng)正確。6.(xx天津十二區(qū)重點(diǎn)學(xué)校聯(lián)考)下圖表示由二倍體植株甲(自花受粉)和植株乙培育植株A、B、C、D、E的過程,其中植株甲的基因型為AaBb,兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。下列說法正確的是(A)A.培育出的植株中不屬于二倍體的是植株A和植株EB.需要通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得的植株是A、B、D、EC.植株B、C、D與植株甲基因型相同的概率分別是1/4、1/4、1D.原生質(zhì)體甲與原生質(zhì)體乙融合的過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜的選擇透過性解析:A為花粉發(fā)育而來的單倍體,E是由原生質(zhì)體融合得到的雜種植株。由A到B的過程不需要植物組培養(yǎng),故只是A、D、E;植株B、C、D與植株甲基因型相同的概率分別是0(B為純合子)、1/4(自交概率)、1(體細(xì)胞發(fā)育而來如無突變基因型完全相同);原生質(zhì)體甲與原生質(zhì)體乙融合的過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性。二、非選擇題:本大題共5小題,共60分。7.(10分)如圖表示花藥離體培養(yǎng)及單倍體育種的大致過程,據(jù)圖回答下列問題:(1)過程是把幼小的花藥分離出來,在無菌條件下放在人工培養(yǎng)基上進(jìn)行離體培養(yǎng),該培養(yǎng)基中加入的物質(zhì)應(yīng)該有 (至少答三種)。(2)過程是花藥在培養(yǎng)基所提供的特定條件下發(fā)生多次細(xì)胞分裂,形成愈傷組織,此過程叫,細(xì)胞分裂的方式是。(3)過程是誘導(dǎo)愈傷組織分化出芽和根,最后長(zhǎng)成植株。這一過程叫。該植株是植株,其特點(diǎn)是,在生產(chǎn)上沒有推廣應(yīng)用的價(jià)值。(4)花藥離體培養(yǎng)應(yīng)用的技術(shù)是 ,其理論基礎(chǔ)是。解析:植物組織培養(yǎng)的條件是離體、無菌、一定營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、植物激素及適宜溫度等。植物組織培養(yǎng)過程中脫分化的結(jié)果是產(chǎn)生愈傷組織,愈傷組織經(jīng)再分化過程形成根和芽等器官。植物組織培養(yǎng)的細(xì)胞若是花粉,得到的個(gè)體為單倍體,單倍體植株弱小,高度不育。答案:(1)水、礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素、有機(jī)添加物(任答三種即可)(2)脫分化有絲分裂(3)再分化單倍體植株弱小,高度不育(4)植物組織培養(yǎng)細(xì)胞的全能性8.(14分)科學(xué)家從懸浮培養(yǎng)的單細(xì)胞、離體花粉或胚囊中,通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得胚狀結(jié)構(gòu)(胚狀體),胚狀體不同于一般的種子胚,是由非合子細(xì)胞分化形成的類似于胚的結(jié)構(gòu)物,所以,又稱“體細(xì)胞胚”或“花粉胚”。胚狀體在一定的條件下,可以通過個(gè)體發(fā)育過程形成植株。將其包埋在一個(gè)能提供營(yíng)養(yǎng)的膠質(zhì)中,外包裹上人造種皮,便制成了“人工種子”。人工種子的概念是1978年在加拿大舉行的第四屆國(guó)際植物組織、細(xì)胞培養(yǎng)會(huì)議上首次提出來的。目前,我國(guó)科學(xué)家利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)已在煙草、水稻、小麥和玉米等植物上成功誘導(dǎo)出胚狀體,而美、日、法等各國(guó)正著手將人工種子市場(chǎng)化、商品化。(1)簡(jiǎn)要?dú)w納“離體的細(xì)胞”進(jìn)行植物組織培養(yǎng)獲得胚狀體的過程 。(2)“人工種子”大體由胚狀體、包埋胚狀體的膠質(zhì)以及人造種皮等3部分組成。包埋胚狀體的膠質(zhì)中富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),這是因?yàn)?。(3)由“人工種子”萌發(fā)出的植株是否可育? 。(4)寫出“人工種子”商品化的意義(兩項(xiàng)) 。(5)培育胚狀體利用了這一項(xiàng)生物技術(shù)。在該過程中培養(yǎng)基中需要添加和兩種激素,還需要對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行嚴(yán)格的。(6)利用人工種子繁殖后代屬于 。(7)該項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用,反映了細(xì)胞的性。解析:組織培養(yǎng)的過程包括脫分化和再分化兩個(gè)階段。胚狀體在萌發(fā)初期不能進(jìn)行光合作用,因此需要給其提供營(yíng)養(yǎng)。培育胚狀體利用的是組織培養(yǎng)的技術(shù),培養(yǎng)基中需要添加生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素,同時(shí)要保證無菌的條件。答案:(1)離體的細(xì)胞愈傷組織胚狀體(2)胚狀體在萌發(fā)初期不能進(jìn)行光合作用(3)由花粉培養(yǎng)發(fā)育的植株一般不可育;由體細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育的植株則是可育的(4)可用于苗木的快速繁育,無病毒植株培養(yǎng),解決有些作物繁殖力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題(回答其中的兩項(xiàng))(5)植物組織培養(yǎng)生長(zhǎng)素細(xì)胞分裂素滅菌(6)無性生殖(7)全能9.(xx江西省重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)(10分)英國(guó)紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)約翰伯恩教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組2008年4月1日宣布,他們已從人的皮膚細(xì)胞中提取出細(xì)胞核,然后將其植入幾乎被完全剔除了遺傳信息的牛卵細(xì)胞或兔卵細(xì)胞中,從而培育出混合胚胎(如圖所示)。該胚胎發(fā)育到第三天時(shí)已含有32個(gè)細(xì)胞,研究人員希望它能繼續(xù)生長(zhǎng)到六天,再?gòu)呐咛ブ腥〕龈杉?xì)胞供醫(yī)學(xué)研究使用。(1)有人擔(dān)心此項(xiàng)研究會(huì)培育出“牛頭人身”式的怪物,而生物學(xué)家認(rèn)為不可能,支持生物學(xué)家的理由是 。(2)混合胚胎的基因組成有99%以上都是人類的,只有不到1%是牛的,這1%的牛基因位于 。(3)核移植過程中用物理或化學(xué)方法如電脈沖激活受體細(xì)胞,其目的是 。(4)從早期胚胎或原始性腺中分離出來的細(xì)胞,稱為ES或EK細(xì)胞,這類細(xì)胞的形態(tài)特征有 ;ES細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞上,或添加的培養(yǎng)液中,能夠維持不分化的狀態(tài),在培養(yǎng)液中加入 則可誘導(dǎo)ES細(xì)胞分化。(5)此技術(shù)所得到的個(gè)體其繁殖方式是 。解析:(1)此克隆技術(shù)因?qū)嵤┝藢?duì)卵細(xì)胞的遺傳信息幾乎全部剔除技術(shù),因此重組細(xì)胞的遺傳物質(zhì)幾乎來自人的細(xì)胞核,因此,克隆出的后代不會(huì)出現(xiàn)“牛頭人身”式的怪物。(2)重組細(xì)胞中的基因99%以上來自人體細(xì)胞的細(xì)胞核,不到1%的基因來自牛的卵細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的線粒體,因此混合胚胎的基因組成有99%以上都是人類的,只有不到1%來自牛。(3)核移植過程中用物理或化學(xué)方法如電脈沖激活受體細(xì)胞,其目的是使其(受體細(xì)胞)完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。(4)胚胎干細(xì)胞(簡(jiǎn)稱ES或EK細(xì)胞)的特點(diǎn)是體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯。ES或EK細(xì)胞在添加相應(yīng)的抑制因子的培養(yǎng)基上培養(yǎng)將抑制細(xì)胞的分化,如加入分化誘導(dǎo)因子則促進(jìn)其分化。(5)克隆獲得的動(dòng)物子代與提供細(xì)胞核的親本絕大多數(shù)性狀相似,克隆技術(shù)屬于無性繁殖技術(shù)。答案:(1)重組細(xì)胞的遺傳物質(zhì)主要來自人的細(xì)胞核(2)卵細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的線粒體(3)使其(受體細(xì)胞)完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程(4) 體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯抑制因子 分化誘導(dǎo)因子(答“誘導(dǎo)因子”不得分)(5)無性繁殖10.(xx?？谀M)(12分)為治療某種遺傳性糖尿病,研究人員完成如下工作。(1)圖1中是取自患者體細(xì)胞的,過程表示技術(shù)。(2)圖1中過程表示技術(shù),需要用到的兩類酶是。常用方法將目的基因?qū)胫亟M細(xì)胞。(3)重組細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí),培養(yǎng)液中除了加入誘導(dǎo)物外,還應(yīng)加入水、無機(jī)鹽、維生素、葡萄糖、氨基酸、等必需的營(yíng)養(yǎng)成分,并在含5%CO2的無菌、恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。(4)定向誘導(dǎo)使重組細(xì)胞B發(fā)生,從而形成功能專一的胰島樣細(xì)胞。為檢測(cè)胰島樣細(xì)胞是否具有胰島B細(xì)胞的正常生理功能,研究人員分別控制甲、乙兩組培養(yǎng)液中的濃度,將胰島樣細(xì)胞先后放在甲、乙兩組培養(yǎng)液中,保溫相同時(shí)間后檢測(cè)胰島素的分泌量。若誘導(dǎo)成功,則圖2中甲組應(yīng)為情況下測(cè)得的胰島素分泌量,理由是 。解析:本題主要考查細(xì)胞工程、基因工程、血糖平衡調(diào)節(jié)的相關(guān)知識(shí),同時(shí)考查學(xué)生的識(shí)圖、獲取利用信息、綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。(1)是來自患者體細(xì)胞的細(xì)胞核,過程為細(xì)胞核移植。(2)是將目的基因和運(yùn)載體連接起來后將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,該過程用限制酶切割目的基因和運(yùn)載體,用DNA連接酶連接目的基因與運(yùn)載體。將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞的方法一般用顯微注射法。(3)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與體內(nèi)基本相同,需要有糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無機(jī)鹽、微量元素以及血清、血漿等天然成分;早期胚胎培養(yǎng)的培養(yǎng)液成分一般都比較復(fù)雜,除了一些無機(jī)鹽和有機(jī)鹽類外,還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸以及血清等。 (4)定向誘導(dǎo)重組細(xì)胞B的目的是讓該細(xì)胞定向進(jìn)行細(xì)胞分化,產(chǎn)生胰島樣細(xì)胞。檢測(cè)胰島樣細(xì)胞是否具有胰島B細(xì)胞的降低血糖濃度的作用,可將胰島樣細(xì)胞放在葡萄糖濃度較高的培養(yǎng)基中,檢測(cè)培養(yǎng)液中葡萄糖濃度是否降低,或胰島素分泌量是否增多。答案:(1)細(xì)胞核核移植(2)轉(zhuǎn)基因(或:基因工程)限制酶和DNA連接酶顯微注射(3)動(dòng)物血清(4)細(xì)胞分化(基因選擇性表達(dá))葡萄糖葡萄糖濃度較高胰島素有降低血糖的功能,血糖濃度高時(shí)分泌量增多11.(xx安慶第三次模擬)(14分)2013年4月16日國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)公布,全國(guó)共報(bào)告人感染H7N9禽流感確診病例77例,其中16人已死亡,禽流感再度備受關(guān)注。醫(yī)學(xué)界正在致力于研究預(yù)防H7N9禽流感病毒的疫苗和單克隆抗體。由于來源于小鼠體內(nèi)的單克隆抗體治療效果不很理想,科學(xué)家決定采用基因敲除術(shù)將小鼠的 Ig 基因敲除,代之以人的 Ig 基因,然后用去活H7N9病毒去免疫小鼠,再經(jīng)雜交瘤技術(shù)即可產(chǎn)生大量完全人源化抗體。下圖是某科研機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方案。請(qǐng)回答:(1)此處基因敲除技術(shù)的受體細(xì)胞不是小鼠的受精卵,而是小鼠的細(xì)胞,經(jīng)技術(shù)處理后的該細(xì)胞再重新植入小鼠脾臟中增殖。(2)小鼠B淋巴細(xì)胞用B表示,小鼠骨髓瘤細(xì)胞用A表示,在培養(yǎng)液中,用滅活的動(dòng)物病毒作促融劑,培養(yǎng)液中共有種類型的融合細(xì)胞(只考慮兩兩融合)。(3)第一次篩選是選出型的細(xì)胞(用字母組合表示),篩選具體方法是在培養(yǎng)基中加入某種物質(zhì),抑制骨髓瘤細(xì)胞DNA的復(fù)制,而B細(xì)胞DNA復(fù)制雖不受影響,但增殖能力很有限,只有雜交瘤細(xì)胞可以借助B細(xì)胞DNA復(fù)制的途徑,繼續(xù)增殖。此種培養(yǎng)基稱為培養(yǎng)基。(4)將能產(chǎn)生抗H7N9病毒的雜交瘤細(xì)胞在動(dòng)物培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng),其培養(yǎng)液與植物組織培養(yǎng)的MS培養(yǎng)基相比,特有成分是。(5)利用上述技術(shù)生產(chǎn)的單克隆抗體可制作成診斷盒,用于準(zhǔn)確、快速診斷H7N9禽流感病毒的感染者,這種診斷運(yùn)用了雜交技術(shù)。(6)有人設(shè)想,能否利用經(jīng)H7N9病毒免疫后小鼠效應(yīng)T細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合,形成雜交瘤細(xì)胞,大量生產(chǎn)單克隆抗體,用于H7N9禽流感患者的有效治療。你覺得該方法(填“可行”或“不可行”),因?yàn)?。解析:(1)基因敲除實(shí)質(zhì)上就是基因治療,由于是讓小鼠產(chǎn)生人源化的抗體,而抗體產(chǎn)生的細(xì)胞是由B淋巴細(xì)胞增殖分化而成的漿細(xì)胞合成分泌的,所以受體細(xì)胞是B淋巴細(xì)胞。(2)兩種細(xì)胞融合通過有兩種自身細(xì)胞融合,還有不同種細(xì)胞融合,所以為3種融合細(xì)胞。(3)單克隆抗體制備過程中的篩選第一次篩選出雜種細(xì)胞,第二次篩選出能產(chǎn)生所需單一抗體的雜種細(xì)胞。(4)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中需加入動(dòng)物血漿或血清,這是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液中特有的成分。(5)病毒作為抗原,與產(chǎn)生的抗體起反應(yīng),稱抗原抗體雜交技術(shù)。(6)不能利用經(jīng)H7N9病毒免疫后小鼠效應(yīng)T細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合,形成雜交瘤細(xì)胞,大量生產(chǎn)單克隆抗體,用于H7N9禽流感患者的有效治療,原因是效應(yīng)T細(xì)胞是骨髓瘤細(xì)胞要攻擊殺死的靶細(xì)胞,兩者不可能融合成雜交瘤細(xì)胞。答案:(1)B淋巴(2)3(3)AB選擇(4)動(dòng)物血清或血漿(5) 抗原抗體(6)不可行骨髓瘤細(xì)胞是效應(yīng)T細(xì)胞要攻擊殺死的靶細(xì)胞,兩者不可能融合成雜交瘤細(xì)胞