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隨堂真題演練36 細(xì)胞工程 (高考新課標(biāo)標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時(shí)含有A和B的新型藥用植物。 回答下列問(wèn)題： (1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先用________酶和________酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的________，再用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)二者融合。形成的融合細(xì)胞進(jìn)一步培養(yǎng)形成________組織，然后經(jīng)過(guò)________形成完整的雜種植株。這種培育技術(shù)稱(chēng)為_(kāi)_______________________________________________________________________。 (2)上述雜種植株屬于多倍體，多倍體是指____________________________________。假設(shè)甲和乙有性雜交的后代是不育的，而上述雜種植株是可育的，造成這種差異的原因是________________________________________________________________________ ____________________。 (3)這種雜種植株可通過(guò)制作人工種子的方法來(lái)大量繁殖。經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的____________________等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。 解析：(1)植物體細(xì)胞雜交的過(guò)程包括植物細(xì)胞融合和植物組織培養(yǎng)，其過(guò)程依次為酶解法去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁、用物理或化學(xué)法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合、雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁、雜種細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)(脫分化形成愈傷組織，再分化形成幼根和芽進(jìn)而形成完整植株)培育成完整植株。其中，酶解法去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁利用了酶的專(zhuān)一性，選擇纖維素酶和果膠酶，水解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁的主要成分——纖維素和果膠，暴露出有活力的原生質(zhì)體。 (2)多倍體是指體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上的染色體組的個(gè)體。甲和乙均為二倍體植物，假設(shè)二者有性雜交的后代不可育，其原因是該后代在進(jìn)行減數(shù)第一次分裂過(guò)程中，由于沒(méi)有同源染色體，聯(lián)會(huì)出現(xiàn)紊亂，不能產(chǎn)生可育的配子。而植物體細(xì)胞雜交產(chǎn)生的雜種植物，細(xì)胞內(nèi)含有原物種體細(xì)胞內(nèi)的染色體，在減數(shù)第一次分裂過(guò)程中能夠進(jìn)行同源染色體配對(duì)，產(chǎn)生可育的配子。(3)經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等，用人工薄膜包裝后可得到人工種子。 答案：(1)纖維素　果膠　原生質(zhì)體　愈傷　再分化(或分化)　植物體細(xì)胞雜交技術(shù)　(2)體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體(其他合理答案也可)　在減數(shù)分裂過(guò)程中，前者染色體聯(lián)會(huì)異常，而后者染色體聯(lián)會(huì)正常(其他合理答案也可)　(3)胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽(答對(duì)其中一個(gè)即可) (2016高考全國(guó)卷Ⅱ)如圖表示通過(guò)核移植等技術(shù)獲得某種克隆哺乳動(dòng)物(二倍體)的流程。 回答下列問(wèn)題： (1)圖中A表示正常細(xì)胞核，染色體數(shù)為2n，則其性染色體的組成可為_(kāi)___________。過(guò)程①表示去除細(xì)胞核，該過(guò)程一般要在卵母細(xì)胞培養(yǎng)至適當(dāng)時(shí)期再進(jìn)行，去核時(shí)常采用________的方法。②代表的過(guò)程是__________。 (2)經(jīng)過(guò)多次傳代后，供體細(xì)胞中__________________的穩(wěn)定性會(huì)降低。因此，選材時(shí)必須關(guān)注傳代次數(shù)。 (3)若獲得的克隆動(dòng)物與供體動(dòng)物性狀不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)與克隆羊“多莉(利)”培育成功一樣，其他克隆動(dòng)物的成功獲得也證明了________________________________________________________________________。 解析：(1)核移植過(guò)程中，供體的體細(xì)胞中性染色體組成可為XX或XY；去核時(shí)常采用顯微操作的方法；圖示②過(guò)程表示胚胎移植。(2)細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)多次傳代培養(yǎng)，細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性會(huì)降低。(3)由于卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會(huì)對(duì)克隆動(dòng)物的性狀產(chǎn)生影響，所以克隆動(dòng)物與供體性狀不完全相同。(4)克隆動(dòng)物的成功獲得證明了已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。 答案：(1)XX或XY　顯微操作　胚胎移植 (2)遺傳物質(zhì)　(3)卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會(huì)對(duì)克隆動(dòng)物的性狀產(chǎn)生影響　(4)動(dòng)物已分化體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性 (高考新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測(cè)定各小鼠血清抗體的效價(jià)(能檢測(cè)出抗原抗體反應(yīng)的血清最大稀釋倍數(shù))，結(jié)果如下圖所示。 若要制備雜交瘤細(xì)胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細(xì)胞(染色體數(shù)目40條)，并將該細(xì)胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細(xì)胞(染色體數(shù)目60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導(dǎo)細(xì)胞融合，經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測(cè)，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細(xì)胞。 回答下列問(wèn)題： (1)制備融合所需的B淋巴細(xì)胞時(shí)，所用免疫小鼠的血清抗體效價(jià)需達(dá)到16 000以上，則小鼠最少需要經(jīng)過(guò)________次免疫后才能有符合要求的。達(dá)到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細(xì)胞的是________小鼠，理由是________________________________________________________________________。 (2)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)完成后，融合體系中除含有未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞外，可能還有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 體系中出現(xiàn)多種類(lèi)型細(xì)胞的原因是_______________________________________________。 (3)雜交瘤細(xì)胞中有________個(gè)細(xì)胞核，染色體數(shù)目最多是________條。 (4)未融合的B淋巴細(xì)胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是____________。 解析：(1)據(jù)圖分析可知，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗體效價(jià)幾乎都達(dá)到16 000以上，小鼠Y的血清抗體的效價(jià)最高，最適合用于制備單克隆抗體。(2)融合體系中除了未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞之外，還有骨髓瘤細(xì)胞的自身融合細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的自身融合細(xì)胞。細(xì)胞的融合是隨機(jī)的，并且不可能所有細(xì)胞都融合，故體系中會(huì)出現(xiàn)多種類(lèi)型的細(xì)胞。(3)動(dòng)物細(xì)胞融合后形成的是具有原來(lái)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞。雜交瘤細(xì)胞的細(xì)胞核中的染色體數(shù)目為40＋60＝100條。(4)正常細(xì)胞的分裂次數(shù)是有限的，且經(jīng)過(guò)免疫的B淋巴細(xì)胞高度分化，不能無(wú)限增殖，而是經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后逐漸衰老死亡。 答案：(1)4　Y　Y小鼠的血清抗體效價(jià)最高　(2)B淋巴細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞　細(xì)胞融合是隨機(jī)的，且融合率達(dá)不到100% (3)1　100　(4)不能無(wú)限增殖 [課時(shí)作業(yè)] 1．傳統(tǒng)的人工繁殖蘭花的方法是分株繁殖和種子繁殖，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們開(kāi)始采用“組織培養(yǎng)繁殖蘭花”，如圖所示，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)圖中①過(guò)程為_(kāi)_______，②的名稱(chēng)為_(kāi)_______，其細(xì)胞與葉肉細(xì)胞相比，不含有的細(xì)胞器是________。 (2)蘭花的葉肉細(xì)胞之所以能培養(yǎng)為新個(gè)體，是因?yàn)榧?xì)胞中含有__________________，具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。 (3)圖中③過(guò)程為_(kāi)_______。與①過(guò)程相比較，培養(yǎng)基中各種激素的種類(lèi)________(填“相同”或“不同”，下同)，各種激素的含量________。 (4)有人想利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)解決蘭花生根速度慢、幼苗生存能力弱的問(wèn)題，但操作后得到的“韭菜—蘭花”，并沒(méi)有預(yù)想中的“繁殖容易，香氣濃郁”，可能的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)脫分化　愈傷組織　葉綠體　(2)本物種的全部遺傳信息　(3)再分化　相同　不同　(4)兩個(gè)物種之間的基因相互影響，導(dǎo)致某些基因無(wú)法正常表達(dá) 2．已知番茄的紅果(Y)對(duì)黃果(y)為顯性，二室(M)對(duì)多室(m)為顯性，控制兩對(duì)相對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。育種工作者利用紅果多室(Yymm)番茄植株，采用不同的方法進(jìn)行了四組實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題： (1)以上四種育種實(shí)驗(yàn)都主要應(yīng)用了______________________________________的原理，培育中發(fā)生了脫分化的過(guò)程有________。 (2)用番茄植株的花粉隨機(jī)進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)，得到幼苗B直接移栽，發(fā)育成的番茄植株的基因型和表現(xiàn)型分別是________、________，如果植物體C僅是花粉兩兩隨機(jī)融合得到的，則植物體C的基因型及其比例是______________。 (3)圖中______________大部分細(xì)胞中染色體數(shù)量最少，要保證植物體B可以用于生產(chǎn)，培育中④過(guò)程可使用____________________處理幼苗。 (4)圖中植物體________少數(shù)細(xì)胞中染色體數(shù)量最多，培育該植物體的過(guò)程稱(chēng)為_(kāi)_______________________________________________________________________， 植物體D能表現(xiàn)出兩個(gè)親本的一些性狀，根本原因是__________________________________。 (5)植物體A只表現(xiàn)紅果多室，原因是___________________________________。 答案：(1)植物細(xì)胞全能性?、佗邰茛? (2)Ym或ym　無(wú)果　YYmm∶Yymm∶yymm＝1∶2∶1 (3)花粉和幼苗B　一定濃度的秋水仙素或適當(dāng)?shù)蜏? (4)D　植物體細(xì)胞雜交　具有兩個(gè)親本的遺傳物質(zhì) (5)該培育過(guò)程中只進(jìn)行了有絲分裂，且沒(méi)發(fā)生基因突變，完全保持了親本的遺傳性狀 3．(2015高考安徽卷)科研人員采用轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因綿羊，以便通過(guò)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)路線(xiàn)如下圖。 (1)由過(guò)程①獲得的A為_(kāi)______________________________。 (2)在核移植之前，必須先去掉受體卵母細(xì)胞的核，目的是___________________________。 受體應(yīng)選用________期卵母細(xì)胞。 (3)進(jìn)行胚胎移植時(shí)，代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的重組胚胎基本上不發(fā)生_______________， 這為重組胚胎在代孕母羊體內(nèi)的存活提供了可能。 (4)采用胎兒成纖維細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆，理論上可獲得無(wú)限個(gè)轉(zhuǎn)基因綿羊，這是因?yàn)開(kāi)_______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)分析圖示可知，過(guò)程①構(gòu)建的A為含目的基因的表達(dá)載體。 (2)核移植以前，必須去掉受體卵母細(xì)胞的核，目的是保證核遺傳物質(zhì)來(lái)自含目的基因的成纖維細(xì)胞。受體應(yīng)該選用處于減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞。 (3)在進(jìn)行胚胎移植時(shí)，代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的外來(lái)胚胎基本上不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 (4)轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆產(chǎn)生的重組細(xì)胞具有全能性，培養(yǎng)產(chǎn)生的含目的基因的成纖維細(xì)胞可進(jìn)行傳代培養(yǎng)，因此理論上可獲得無(wú)限個(gè)轉(zhuǎn)基因綿羊。 答案：(1)含目的基因的表達(dá)載體 (2)保證核遺傳物質(zhì)來(lái)自含目的基因的成纖維細(xì)胞 MⅡ中 (3)免疫排斥反應(yīng) (4)整合有目的基因的成纖維細(xì)胞可進(jìn)行傳代培養(yǎng) 4．(2018重慶萬(wàn)州二中月考)單克隆抗體的特點(diǎn)是特異性強(qiáng)、靈敏度高、可以大量制備，已被廣泛應(yīng)用于疾病的診斷和治療。用H7N9病毒制備單克隆抗體的流程如圖所示： (1)過(guò)程③常用的方法是__________________________________________。 (2)向小鼠體內(nèi)注射抗原蛋白，使小鼠產(chǎn)生________免疫。從小鼠體內(nèi)分離的細(xì)胞Ⅰ是________________，細(xì)胞Ⅱ應(yīng)具有的特點(diǎn)是________________________________。 (3)體外培養(yǎng)細(xì)胞Ⅱ，首先應(yīng)保證其處于_________________的環(huán)境中，其次需要提供充足的營(yíng)養(yǎng)和適宜的溫度。培養(yǎng)箱充入二氧化碳的作用是________________。 (4)對(duì)于轉(zhuǎn)基因成功的細(xì)胞Ⅱ還要進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和________________檢測(cè)。 (5)若要預(yù)防H7N9禽流感，可用圖中的________作為疫苗。 解析：(1)③將重組DNA導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞，常用顯微注射法。(2)向小鼠體內(nèi)注射抗原蛋白，使小鼠產(chǎn)生相應(yīng)的漿細(xì)胞，這是體液免疫，從小鼠體內(nèi)分離的細(xì)胞 Ⅰ 是B淋巴細(xì)胞(漿細(xì)胞或已免疫的B淋巴細(xì)胞)，將無(wú)限增殖的基因?qū)霛{細(xì)胞，得到的細(xì)胞 Ⅱ 應(yīng)具有的特點(diǎn)是既能無(wú)限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。(3)體外培養(yǎng)細(xì)胞 Ⅱ ，首先應(yīng)保證其處于無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境中，其次需要提供充足的營(yíng)養(yǎng)和適宜的溫度。培養(yǎng)箱充入二氧化碳的作用是維持培養(yǎng)液的pH。(4)對(duì)于轉(zhuǎn)基因成功的細(xì)胞 Ⅱ 還要進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和檢測(cè)(專(zhuān)一)抗體。(5)疫苗為毒性弱的抗原，因此要預(yù)防H7N9禽流感，可以用圖中的抗原蛋白作為疫苗。 答案：(1)顯微注射法　(2)體液(只答特異性不可)　B淋巴細(xì)胞(漿細(xì)胞或已免疫的B淋巴細(xì)胞)　既能無(wú)限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體　(3)無(wú)菌、無(wú)毒(缺一不可) 維持培養(yǎng)液的pH　(4)(專(zhuān)一)抗體　(5)抗原蛋白 5．(2018湖南長(zhǎng)郡中學(xué)模擬)動(dòng)植物細(xì)胞工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域有著廣泛的用途?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)在將兩種植物細(xì)胞進(jìn)行雜交之前，需要用____________________酶進(jìn)行處理，若將處理后的細(xì)胞放入較高濃度的蔗糖溶液中，會(huì)發(fā)生________。誘導(dǎo)兩種植物細(xì)胞融合可以采用物理或化學(xué)的方法進(jìn)行，常用的物理方法有______________________________ (寫(xiě)2種即可)。 (2)融合的細(xì)胞形成愈傷組織，在愈傷組織的培養(yǎng)過(guò)程中，當(dāng)生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比值________(填“高”或“低”)時(shí)，有利于叢芽的分化；通過(guò)上述過(guò)程獲得雜種植株依據(jù)的原理是________________________________________________________________________。 (3)在制備單克隆抗體的過(guò)程中，融合的結(jié)果是出現(xiàn)多種不同的雜交細(xì)胞，需要在特定的培養(yǎng)基上進(jìn)行篩選，從而得到________細(xì)胞。單克隆抗體與傳統(tǒng)方法獲得的抗體相比，具有________________________________________________________________________ 的特點(diǎn)，因此廣泛用于疾病的診斷等方面。 解析：(1)植物體細(xì)胞雜交過(guò)程有兩個(gè)關(guān)鍵，一個(gè)是在將植物細(xì)胞進(jìn)行雜交之前，必須去除細(xì)胞壁，該過(guò)程需要用到纖維素酶和果膠酶；另外一個(gè)是誘導(dǎo)原生質(zhì)體的融合，方法包括物理法(離心、振動(dòng)、電刺激)和化學(xué)法(聚乙二醇)。將處理后的細(xì)胞放入較高濃度的蔗糖溶液中，會(huì)發(fā)生滲透作用。(2)在愈傷組織的培養(yǎng)過(guò)程中，當(dāng)生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比值低時(shí)，有利于叢芽的分化；通過(guò)題述過(guò)程獲得雜種植株依據(jù)的原理是細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性和植物細(xì)胞具有全能性。(3)用特定的選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞，該雜種細(xì)胞既能夠大量增殖又能產(chǎn)生特異性抗體。與傳統(tǒng)方法獲得的抗體相比，單克隆抗體具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、可大量制備的特點(diǎn)。 答案：(1)纖維素酶和果膠　滲透作用　離心、振動(dòng)、電激 (2)低　細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞具有全能性 (3)雜交瘤　 特異性強(qiáng)、靈敏度高、可大量制備