2019版高考生物一轮复习 专题26 细胞工程讲学案

1、专题26细胞工程考纲解读主题考点内容要求高考示例常考题型预测热度细胞工程1植物细胞工程植物的组织培养2017海南单科,31,15分2013课标全国,40,15分非选择题2动物细胞工程动物的细胞培养与体细胞克隆2016江苏单科,9,2分2016课标全国,40,15分2015安徽理综,31,9分选择题非选择题细胞融合与单克隆抗体分析解读 细胞工程是现代生物工程技术的重要内容,可分为“植物细胞工程”和“动物细胞工程”两个考点。近几年高考多涉及单克隆抗体及其制备、动物细胞培养、细胞核移植、细胞融合等内容,常与基因工程和必修模块的相关知识相联系,以信息材料的形式综合考查考生对克隆技术基础知识的识记和理解

2、以及考生获取信息、分析问题的能力。本专题的复习应注重教材基础知识的掌握和理解,在此基础上通过类比的方法辨析细胞工程各技术手段之间的区别和联系,加强知识间的横向和纵向联系,构建知识网络。命题探究答案(1)XX或XY显微操作胚胎移植(2)遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性命题技巧本题以动物细胞核移植技术为背景,几个设问围绕着这一技术展开,考查的知识点比较基础,与考纲要求难度吻合。主要考查动物细胞核移植的步骤、要求、注意事项以及学生的理解能力知识储备1.动物体细胞克隆技术的流程2.动物细胞培养的条件3.基因控制生物的性状易混易

3、错1.误认为克隆动物能表现细胞的全能性2.误认为克隆动物的性状只受细胞核基因控制思路分析(1)因供体的性别不确定,故其细胞核内的性染色体组成为XX或XY;一般将卵母细胞培养到M中期,用显微操作法将其细胞核去除;代表的过程是胚胎移植(2)传代培养10代以内的细胞可以保持正常的二倍体核型,超过10代以后,供体细胞中遗传物质的稳定性会降低(3)克隆动物细胞质中的遗传物质来自卵母细胞的细胞质,细胞质中的遗传物质对克隆动物的性状会产生影响(4)克隆动物的成功可以证明动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性核心素养1.理性思维:比较克隆动物和供体动物遗传物质的差异,解释性状不同的原因;分析克隆动物的操作过程,

4、判断其性染色体组成2.社会责任:关注生物技术的伦理问题,科学客观对待和评价克隆动物(人)五年高考考点一植物细胞工程1.(2013江苏单科,11,2分)某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植,可应用多种技术获得大量优质苗,下列技术中不能选用的是()A.利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗B.采用花粉粒组织培养获得单倍体苗C.采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上D.采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养答案B2.(2017海南单科,31,15分)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料,利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题:(1)以该植物的绿色叶片和白色花

5、瓣作为外植体,在一定条件下进行组织培养,均能获得试管苗,其原理是 。(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中,均加入一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得到。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件是(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。(3)图中A、B、C所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是。A中的愈伤组织是叶肉细胞经形成的。(4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉,要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,可用组织培养方法繁殖,在培养时,(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植

6、体,原因是 。答案(15分)(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性,在一定条件下能发育成完整的植株(2)葡萄糖、果糖具有完整的细胞核(3)细胞分裂素、生长素脱分化(4)不能对杂合体的植株来说,其体细胞的基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同,用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株。3.(2013课标全国,40,15分)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物,甲含有效成分A,乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题:(1)为了培育该新型药用植物,可取甲和乙的叶片,先用酶和酶去除细胞壁,获得具有活力的 ,再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融

7、合细胞进一步培养形成组织,然后经过形成完整的杂种植株。这种培育技术称为。(2)上述杂种植株属于多倍体,多倍体是指。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的,而上述杂种植株是可育的,造成这种差异的原因是。(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。答案(15分)(1)纤维素(1分)果胶(1分)原生质体(2分)愈伤(2分)再分化(或分化)(2分)植物体细胞杂交技术(1分)(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体(2分,其他合理答案也给分)在减数分裂过程中,前者染色体联会异常,而后者染色体联会正常(3分,其他合理答案也给分)(3)胚状

8、体、不定芽、顶芽、腋芽(1分,答对其中一个即给分)教师用书专用(47)4.(2013重庆理综,5,6分)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉,其技术路线为“取材消毒愈伤组织培养出芽生根移栽”。下列有关叙述,错误的是()A.消毒的原则是既杀死材料表面的微生物,又减少消毒剂对细胞的伤害B.在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂,可获得染色体加倍的细胞C.出芽是细胞再分化的结果,受基因选择性表达的调控D.生根时,培养基通常应含-萘乙酸等生长素类调节剂答案B5.(2015浙江自选,18节选,5分)下面是关于植物克隆和生态工程的问题。请回答:(1)为培育能高效吸收和富集重金属镉的转基因植物,将野外采得的

9、某植物幼叶消毒后,用酶混合液处理,获得了原生质体。酶混合液中含有适宜浓度的甘露醇,其作用是。(2)将目的基因导入到原生质体,经培养形成愈伤组织,再通过得到分散的胚性细胞,发育成,生长发育后获得转基因植株。(3)愈伤组织继代次数过多会丧失细胞全能性的表达能力,下列原因错误的是。A.愈伤组织发生遗传变异B.愈伤组织不能分散成单细胞C.愈伤组织中激素平衡发生改变D.愈伤组织对外源激素敏感性发生改变答案(1)维持渗透压(2)液体悬浮培养胚状体(3)B6.(2014广东理综,29,16分)铁皮石斛是我国名贵中药,生物碱是其有效成分之一。应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs,类似愈伤组织)生

10、产生物碱的实验流程如下:新生营养芽PLBsPLBs实验结果在固体培养基上,PLBs的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如图所示,请回答下列问题:(1)选用新生营养芽为外植体的原因是,诱导外植体形成PLBs的过程称。(2)与黑暗条件下相比,PLBs在光照条件下生长的优势体现在,。(3)脱落酸(ABA)能提高生物碱含量,但会抑制PLBs的生长。若采用液体培养,推测添加适量的ABA可提高生物碱产量。同学们拟开展探究实验验证该推测,在设计实验方案时探讨了以下问题:ABA的浓度梯度设置和添加方式:设4个ABA处理组,1个空白对照组,3次重复。因ABA受热易分解,故一定浓度的无菌ABA母液应在各组液体培

11、养基后按比例加入。实验进程和取样:实验50天完成,每10天取样,将样品(PLBs)称重(g/瓶)后再测定生物碱含量。如初始(第0天)数据已知,实验过程中还需测定的样品数为。依所测定数据确定适宜的ABA浓度和培养时间:当某3个样品(重复样)的时,其对应的ABA浓度为适宜浓度,对应的培养时间是适宜培养时间。答案(16分)(1)细胞分化程度低,容易诱导形成PLBs(2分)细胞的脱分化(2分)(2)生长起始较快(2分)快速生长时间较长(2分)PLBs产量较高(2分)(3)灭菌、冷却(2分)75(1分)PLBs重量和生物碱含量乘积的平均值最大(3分)7.(2013天津理综,9,15分)花椰菜易受黑腐病菌

12、的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图。据图回答下列问题:(1)过程所需的酶是。(2)过程后,在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的存在,这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是。原生质体经过再生,进而分裂和脱分化形成愈伤组织。(4)若分析再生植株的染色体变异类型,应剪取再生植株和植株的根尖,通过、染色和制片等过程制成装片,然后在显微镜下观察比较染

13、色体的形态和数目。(5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增,得到两亲本的差异性条带,可用于杂种植株的鉴定。下图是用该引物对双亲及再生植株14进行PCR扩增的结果。据图判断,再生植株14中一定是杂种植株的有。(6)对杂种植株进行接种实验,可筛选出具有高抗性的杂种植株。答案(15分)(1)纤维素酶和果胶酶(2)叶绿体(3)保持原生质体完整性细胞壁(4)双亲(或花椰菜和黑芥)解离漂洗(5)1、2、4(6)黑腐病菌考点二动物细胞工程1.(2016江苏单科,9,2分)下列有关细胞工程的叙述,正确的是()A.PEG是促细胞融合剂,可直接诱导植物细胞融合B.用原生质体制备人工种子,要防止

14、细胞破裂C.骨髓瘤细胞经免疫处理,可直接获得单克隆抗体D.核移植克隆的动物,其线粒体DNA来自供卵母体答案D2.(2013重庆理综,2,6分)如图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。下列有关叙述,正确的是()A.是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞B.中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成C.同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性D.是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群答案D3.(2015安徽理综,31,9分)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊,以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白,其技术路线如图。(1)由过程获得的A为。(2)在核移植之前,必须先去掉受体卵母细胞

15、的核,目的是。受体应选用期卵母细胞。(3)进行胚胎移植时,代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生,这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆,理论上可获得无限个转基因绵羊,这是因为。答案(1)含目的基因的表达载体(2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞M(3)免疫排斥反应(4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养4.(2014课标全国,40,15分)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z),每只小鼠免疫5次,每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数),结果如下图所示。若要制备杂交瘤细胞

16、,需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目40条),并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目60条)按一定比例加入试管中,再加入聚乙二醇诱导细胞融合,经筛选培养及抗体检测,得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。回答下列问题:(1)制备融合所需的B淋巴细胞时,所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16 000以上,则小鼠最少需要经过次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中,最适合用于制备B淋巴细胞的是小鼠,理由是。(2)细胞融合实验完成后,融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外,可能还有,体系中出现多种类型细胞的原因是。(3)杂交瘤细胞中有个细胞核,染色体数目最多是条。(

17、4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活,原因是。答案(1)4YY小鼠的血清抗体效价最高(2)B淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞细胞融合是随机的,且融合率达不到100%(3)1100(4)不能无限增殖教师用书专用(58)5.(2014浙江理综,3,6分)下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是()A.连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型B.某些癌细胞在合适条件下能逆转为正常细胞C.由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆D.未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状答案B6.(2014北京理综,5,6分)在25 的实验条件下可顺利完成的是()A.光合色素的提取与分离B.用

18、斐林(本尼迪特)试剂鉴定还原糖C.大鼠神经细胞的培养D.制备用于植物组织培养的固体培养基答案A7.(2013浙江理综,6,6分)实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是()实验小鼠皮肤组织皮肤细胞培养细胞1培养细胞2A.甲过程需要对实验小鼠进行消毒B.乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化C.丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型D.丁过程得到的细胞具有异质性答案C8.(2014福建理综,33,10分)Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图:(1)步骤中,在核移植前应去除卵母细胞的。(

19、2)步骤中,重组胚胎培养到期时,可从其内细胞团分离出ES细胞。(3)步骤中,需要构建含有Rag2基因的表达载体。可以根据Rag2基因的设计引物,利用PCR技术扩增Rag2基因片段。用Hind和Pst限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体,所选择的表达载体上应具有酶的酶切位点。(4)为检测Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的,用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。答案(10分)(1)细胞核(2)囊胚(3)核苷酸序列Hind和Pst(4)蛋白质三年模拟A组20162018年模拟基础题组考点一植物细胞工程1.(2017北京朝阳高三第一学期期中,26

20、)1958年,美国科学家斯图尔德应用植物组织培养技术,将二倍体胡萝卜韧皮部的一些细胞进行离体培养,最终发育成完整的新植株 (如下图)。关于这一科学事实,下列叙述中错误的是()A.该实验证明了植物细胞具有全能性B.此过程的整个阶段必须给予光照C.此过程中细胞只能进行有丝分裂D.利用该技术获得的后代能保持亲本性状答案B2.(2018云南师大附中月考,12)1971年,美国化学家从红豆杉树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇,从此,国家重点保护珍稀植物红豆杉遭受了掠夺式的砍伐。为拯救红豆杉,同时获得紫杉醇,科研小组设计了如图所示的实验流程:(1)选用茎尖分生组织进行组织培养的目的是,诱导茎尖分生组织形成愈伤

21、组织的过程叫。以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经人工薄膜包装后就可得到。(2)茎尖分生组织细胞具有全能性的原因是。在生物生长发育过程中,细胞并不会表现出全能性,原因是 。(3)现有植物甲中提取的物质X,能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小组欲获得既能产生紫杉醇又能产生物质X的植株,可利用技术获得杂种植株。该方法首先要利用除去细胞壁获得具有活力的原生质体,再经(试剂)诱导融合形成杂种细胞。答案(1)获得脱毒苗脱分化人工种子(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息(2)在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会选择性地表达出各种蛋白质,从而构成生物体的不同组织和器官(3)植

22、物体细胞杂交纤维素酶和果胶酶聚乙二醇3.(2018北京密云测试,34)如图是植物细胞杂交过程示意图,请据图回答:(1)植物体细胞杂交的第步是去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体。目前此步骤最常用的方法是酶解法,也就是在温和的条件下用等分解植物的细胞壁。(2)过程的发生,必须进行人工诱导。人工诱导原生质体融合常用的化学方法是用试剂作为诱导剂诱导融合。动物细胞融合还常用到作为诱导剂。(3)与过程密切相关的具有单层膜结构的细胞器为。(4)过程称为,过程称为。若利用此技术生产治疗癌症的抗癌药物紫杉醇,培养将进行到(填字母编号)即可。(5)植物体细胞杂交在育种工作中具有广泛的应用价值,其突出的优点是可以

23、。答案(1)纤维素酶、果胶酶(2)聚乙二醇灭活的病毒(3)高尔基体(4)脱分化再分化e(5)克服远缘杂交不亲和的障碍考点二动物细胞工程4.(2018广西钦州二模,12)回答下列关于现代生物科技的问题:(1)动物细胞培养时为了将组织分散成单个细胞,常用处理剪碎的组织块,并用培养液将细胞稀释制成。(2)动物细胞培养时需要通入5%的CO2,其目的是,为了防止杂菌污染,通常要在培养基中添加。(3)动物细胞核移植时普遍使用的去核方法是;常选用处于(时期)的卵母细胞作为受体细胞,主要是因为卵细胞大,易操作,含有促进表达的相关物质。答案(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)细胞悬液(2)维持培养基的pH抗生素(3)

24、显微操作去核法M中期(减数第二次分裂中期)细胞全能性5.(2017四川绵阳一诊,38)下图为单克隆抗体制备流程示意图。(1)图中过程是。对动物细胞来说,过程独有的方法是用作诱导剂。过程的目的是。过程的目的是获得。(2)在培养过程中为防止杂菌感染,应向培养液中添加;其体外培养需用CO2培养箱,其中CO2的主要作用是。(3)若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体,可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的中使其增殖。(4)单克隆抗体与传统抗体相比,其优点是。答案(1)向老鼠中注射特定抗原灭活的病毒筛选杂交瘤细胞能产生特异性抗体的杂交瘤细胞(2)抗生素维持培养液的pH(3)腹腔(4)特异性强,灵敏度高,可大量制备B组2

25、0162018年模拟提升题组 (满分：20分时间：20分钟)非选择题(共20分)1.(2018贵州贵阳一中月考二,38)艾滋病病毒(HIV)外壳的包膜上有多种蛋白质,其中包膜糖蛋白(env)基因编码、加工成的gpl20蛋白具有较强的抗原性。制备抗HIV gpl20的单克隆抗体,为艾滋病的治疗带来希望。请回答下列问题:(10分)(1)利用动物细胞工程制备抗HIV gpl20的单克隆抗体,涉及动物细胞融合技术。融合得到的细胞需要用特定的选择性培养基筛选,只有融合的才能生长,这种细胞的特点是。(2)将筛选出来的细胞进行体外培养,需要在培养液中通入一定浓度的O2和CO2,CO2的主要作用是 。(3)科研人员设想用基因工程制备能表达抗HIV gpl20抗体的重