高考生物大一轮复习 现代生物科技专题 第2讲 细胞工程课后提能演练 新人教版选修3

1、第2讲 细胞工程1如图为利用胡萝卜韧皮部组织细胞在一定的条件下培育形成胡萝卜幼苗的过程示意图，其中字母代表过程或结构。请据图回答：(1)该技术过程的原理是_，a、b分别代表_；采用的胡萝卜韧皮部细胞必须处于_状态，培养基中除加入一定的营养成分外，还需要加入_。(2)c代表_，其优点是_。(3)利用该项技术可以生产脱毒苗，原因是_。【答案】(1)植物细胞具有全能性脱分化、再分化离体植物激素(生长素和细胞分裂素)(2)人工种子可以保持优良品种的遗传特性，生产上也不受季节的限制(3)植物的茎尖、根尖还没有来得及被病毒侵染，利用植物的茎尖和根尖进行植物组织培养可以培育无病毒植株【解析】(1)植物组织培

2、养技术的原理是植物细胞具有全能性，植物组织培养技术主要包括两个步骤，分别是脱分化和再分化，所采用的材料必须处于离体状态，而且需要提供一定的营养和植物激素。(2)人工种子的优点是可以保持优良品种的遗传特性，生产上也不受季节的限制。(3)利用植物组织培养技术生产脱毒苗的原因是植物的茎尖和根尖属于刚刚产生的组织，没有被病毒侵染，可以利用这部分组织培育无病毒植株。2人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体，它能像天然种子一样萌发生长。人工种子的核心部分是胚状体，其培育过程如图所示。请回答下列有关问题。(1)制作人工种子依据的原理是_；制作过程的关键是确保无菌操作，其原因是_。(2)表示脱分

3、化的过程，其实质是_；表示再分化的过程，其实质是_。培养基中生长素和细胞分裂素的浓度、_、_影响过程的进行。(3)从保证人工种子正常的生命力以及生态系统的物质循环上来看，人造种皮应具有半透性(透水、透气性)和_的特点。(4)某二倍体植物的基因型为ddtt，利用花药离体培养的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工种子，这种种子萌发形成的个体称为_，从生殖方式看属于_生殖。【答案】(1)植物细胞的全能性细菌等微生物代谢旺盛，在消耗营养物质的同时，产生大量有害产物，毒害组织细胞(2)使不分裂的细胞恢复分裂能力基因的选择性表达比例使用顺序(3)易被微生物降解(4)单倍体有性【解析】理解种子的结构、植物

4、组织培养、生物的生殖以及单倍体育种等知识是解题的关键。培育人工种子的原理是植物细胞的全能性。脱分化的实质是使不分裂的细胞恢复分裂能力；再分化的实质是使分裂的细胞在形态、结构和功能上再次发生变化，这种变化是基因选择性表达的结果。培养基中生长素和细胞分裂素的浓度、比例和使用顺序将影响脱分化和再分化过程。种子萌发的过程中，需要从外界吸收大量的水分和氧气进行有氧呼吸，因此，人工种皮应该具有透水、透气性；从物质循环的角度来看，人工种皮应该能被微生物降解。通过花药离体培养获得的植株属于单倍体，基因型为ddtt的植物能产生基因组成为dt、dt、dt和dt的四种花粉，这种通过有性生殖细胞产生后代的生殖方式，属

5、于有性生殖。3科学家用植物体细胞杂交方法，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了“番茄马铃薯”杂种植株(如图所示)，其中表示过程，字母表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题：(1)过程需要使用_酶处理细胞以除去细胞壁。(2)在将杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，依据的原理是_，其中过程相当于_过程，过程涉及的分裂方式为_。(3)若番茄细胞含m条染色体，马铃薯细胞含n条染色体，则“番茄马铃薯”细胞含_条染色体；若杂种细胞培育成的“番茄马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株属于_倍体植株。【答案】(1)纤维素酶和果胶(2)细胞的全能性脱分化有丝分裂(3)mn单

6、【解析】(1)植物体细胞杂交过程中应该用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。(2)将杂种细胞培育成为杂种植株依据的原理是细胞的全能性，杂种细胞的组织培养过程要经过脱分化和再分化过程，在植物组织培养过程中只涉及有丝分裂。(3)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n条染色体，则产生的“番茄马铃薯”细胞所含的染色体为(mn)条，属于异源四倍体。该杂种植株的花粉经离体培养得到的植株无论含几个染色体组，均为单倍体。4下图所示为培育农作物新品种的过程示意图。请据图回答有关问题：(1)图示育种过程涉及的生物工程技术有_、_、_等。(2)图中表示一个已插入外源dna片段的重组ti质粒，该重组ti质粒还必须有_、_

7、和_。(3)图中从愈伤组织到形成完整的新品种植株的途径有两条，具体通过哪条途径主要取决于培养基中的_的种类及其浓度配比。(4)若仅用二倍体植物甲的未成熟花粉培养完整植株，称为_植株，说明未成熟花粉具有_；这些植株只有通过_才能结实。(5)若要从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素，则_条件是不需要的。a消毒灭菌b充足光照c适宜温度d适宜养料和激素(6)图示育种方法与传统杂交育种相比，主要优点是_。【答案】(1)植物体细胞杂交基因工程植物组织培养(2)启动子终止子标记基因(3)植物激素(4)单倍体全能性染色体数目加倍(5)b(6)克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍【解析】(1)据题中示意图可知，该育

8、种过程涉及了基因工程、植物组织培养、植物体细胞杂交等技术。(2)重组ti质粒中插入了目的基因，还应含有启动子、终止子和标记基因。(3)培养基中植物激素的种类和比例不同，愈伤组织的分化途径不同，生长素比例高易分化出根，细胞分裂素比例高易分化出芽。(4)若外植体是花粉粒，利用植物细胞的全能性，经花药离体培养后得到的是单倍体植株。单倍体高度不育，若要结实需用秋水仙素处理使之染色体数目加倍。(5)愈伤组织的培养不需要光照。(6)植物体细胞杂交的优点是克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍，基因工程的运用定向地改变了生物的遗传性状。5如图所示为动物细胞培养过程中，动物细胞增殖情况的变化曲线(图中b、d两点表示

9、经筛选后继续培养)，请据图回答下面的问题：(1)oa段的培养称为_培养，ab段可能发生了_现象，需要用_酶处理，以使组织细胞分散开来。(2)动物细胞培养和植物组织培养过程中，就细胞增殖、分化来说，动植物细胞都要进行_，不同的是植物细胞还要进行_。(3)为制备单克隆抗体，需将_注射到小鼠体内，以此获取_细胞，同时可选取图中_点的细胞与该细胞融合形成杂交细胞，所选取细胞的细胞膜上的_比正常细胞显著减少。为筛选出能够产生单克隆抗体的杂交细胞，可用_培养基达到目的。【答案】(1)原代接触抑制胰蛋白(2)增殖或分裂脱分化和再分化(3)抗原浆d糖蛋白选择【解析】据图中不同阶段细胞的增殖代数可知，ab段细胞

10、不再增殖，但此时细胞仍有增殖能力，因此此时可能发生了接触抑制，故oa段为原代培养；d点细胞增殖代数达到了60次以上，故此时细胞发生了癌变，获得了无限增殖的能力。6下面是科学家利用现代生物技术研制用于癌症治疗的鼠人嵌合抗体的流程图。请回答：(1)利用蛋白质工程技术对鼠源嵌合抗体进行改造时，首先必须根据预期_，设计_，进一步推测应有的氨基酸序列，最终通过基因拼接，将鼠源抗体基因改造成鼠人嵌合抗体基因，然后导入鼠淋巴细胞中使其表达。在ig基因表达载体构建的过程中，人和鼠的基因要用同一种限制酶切割核苷酸之间的_。(2)图中嵌合载体启动子位于基因的首端，它是_识别和结合的部位，终止子是_的终点；嵌合载体

11、中还应含有_，以便重组dna的鉴定和筛选。(3)图中的“抗体分泌细胞”名称是_，检测目的基因在淋巴细胞中是否得到表达可用_技术。(4)在制备单克隆嵌合抗体过程中要进行两次筛选，第一次筛选的目的是_；第二次筛选的目的是_。【答案】(1)嵌合抗体的功能嵌合抗体的结构磷酸二酯键(2)rna聚合酶转录标记基因(3)浆细胞(效应b细胞)抗原抗体杂交(4)获得杂交瘤细胞获得能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞【解析】(1)蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的核糖核苷酸序列(rna)找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列(dna)；限制酶能切割核苷酸之间的磷酸

12、二酯键。(2)启动子是rna聚合酶识别和结合的部位；终止子是转录终止的信号；基因表达载体中含有启动子、终止子、目的基因和标记基因，其中标记基因用于重组dna的鉴定和筛选。(3)图中的“抗体分泌细胞”的名称是浆细胞；检测目的基因是否在受体细胞中表达，由于表达产物是蛋白质，因此常采用抗原抗体杂交技术。(4)制备单克隆抗体时要经过两次筛选，第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是获得能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞。7(2018年广东广州毕业班检测)如图1是培养小鼠胚胎成纤维细胞(mef细胞)的示意图，图2是在用mef细胞制成的饲养层上培养胚胎干细胞(es细胞)的示意图。(1)图1所示，制

13、备细胞悬液时，常用_酶来消化剪碎的组织块。配制培养液时，通常需要在合成培养基的基础上添加_等一些天然成分。当mef细胞分裂生长到细胞表面相互接触时就停止分裂，这种现象称为细胞的_。(2)es细胞是由_中分离出来的一类细胞，es细胞在功能上具有发育的_。(3)mef细胞能够分泌某些蛋白质，其合成到分泌至细胞外的过程是：核糖体_囊泡_囊泡，再通过_方式分泌到细胞外。在培养液中单独培养es细胞时，es细胞容易发生分化，结合图2可推知mef细胞的作用是_。(4)在治疗性克隆过程中，细胞核取自患者细胞，这是为了避免向患者移入组织细胞后体内发生_反应。【答案】(1)胰蛋白血清、血浆接触抑制(2)早期胚胎(

14、或原始性腺)全能性(3)内质网高尔基体胞吐抑制es细胞分化(4)免疫排斥【解析】(1)图1所示，制备细胞悬液时，常用胰蛋白酶来消化剪碎的组织块。由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，故在使用合成培养基时，通常需加入血清、血浆等天然成分。在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。(2)哺乳动物的胚胎干细胞简称es或ek细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来，具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖

15、而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。(3)分泌蛋白合成与分泌过程为：内质网上的核糖体合成蛋白质内质网进行粗加工内质网“出芽”形成囊泡高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质高尔基体“出芽”形成囊泡细胞膜，整个过程需要线粒体提供能量。在培养液中单独培养es细胞时，es细胞容易发生分化，结合图2可推知mef细胞的作用是抑制es细胞分化。(4)在治疗性克隆过程中，细胞核取自患者细胞，这是为了避免向患者移入组织细胞后体内发生免疫排斥反应。8下面为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图，据图回答下列问题：(1)图中向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后，所获得的免疫抗血清实际上是含有_(填写抗体的名称)

16、的混合物，这种方法制备的多克隆抗体不仅产量低，而且纯度低。与多克隆抗体相比，单克隆抗体突出的优点在于它的_，并能大量制备。(2)图中选用b细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，说明细胞膜具有_；如果仅考虑细胞的两两融合，其融合细胞有_种类型。(3)图中两次筛选的目的不同，其中筛选的目的是筛选出_，筛选的目的是筛选出_。筛选时所用的培养基是特定的_培养基。(4)科学工作者正在研究的用于治疗癌症的“生物导弹”就是_，用“生物导弹”治疗癌症的方法优于化疗的原因是_。(5)由图中可看出，单克隆抗体的制备过程中，运用了动物细胞工程中的_和_两大技术。【答案】(1)ab1、ab2、ab3、ab4特异性强、灵敏

17、度高(2)流动性3(3)杂交瘤细胞能产生所需抗体的杂交瘤细胞选择性(4)单克隆抗体上连接抗癌药物不损伤正常细胞，且用药剂量少，毒副作用小(5)动物细胞融合动物细胞培养【解析】(1)结合题图可看出，向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后，获得的免疫抗血清实际上是含有ab1、ab2、ab3、ab4多种抗体的混合物。(2)动物细胞融合的过程体现了细胞膜的流动性；仅考虑两个细胞的融合，可得到b细胞b细胞、骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞及b细胞骨髓瘤细胞3种类型的融合细胞。(3)在单克隆抗体的制备过程中，第1次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞，第2次筛选的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。筛选时所用的培养基是特定的

18、选择性培养基。(4)把单克隆抗体跟抗癌药物相结合制成“生物导弹”，注入体内，借助单克隆抗体的导向作用，能将药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞。这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量。(5)单克隆抗体的制备运用了动物细胞融合与动物细胞培养两大技术。9人们发现小型猪的器官可用来替代人体器官进行移植，但小型猪器官表面抗原仍可引起免疫排斥反应。如图为科学家将小型猪器官表面抗原基因(anti)“反向处理”(anti基因的模板链和reanti基因的模板链碱基序列互补)，并人工合成reanti基因，转入猪成纤维细胞，做成转基因克隆猪的培育过程示意图。请回答下列问题：(1)若使reanti基因和an

19、ti基因在转基因克隆猪的同一细胞内转录，应在人工合成的reanti基因的首端连接_。(2)图中转基因克隆猪不含有猪抗原的实质是reanti基因抑制了anti基因的_(填“转录”或“翻译”)。(3)图中过程涉及的现代生物技术中，核心步骤是_。(4)从猪中取出胎儿成纤维细胞，用_处理，然后进行分散培养。培养时，将培养瓶置于含95%空气加_的混合气体培养箱中进行培养。(5)过程的细胞分裂方式为_。(6)上图中过程涉及的现代生物技术依次为_、_和_。【答案】(1)(anti基因的)启动子(2)翻译(3)基因表达载体的构建(4)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)5%co2(5)有丝分裂(6)动物体细胞核移植技术早

20、期胚胎培养技术(或动物细胞培养技术)胚胎移植技术【解析】(1)启动子和终止子在目的基因的两侧，控制着转录的开始和停止。(2)由题意可知，reanti基因产生的mrna能与anti基因转录的mrna碱基互补配对，使其不能与核糖体结合，从而抑制了anti基因的翻译过程。(3)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。(4)用胰蛋白酶处理的目的是使组织细胞分散成单个细胞。动物细胞培养必须有适宜的气体环境，需要o2和co2，o2是细胞正常代谢所必需的，co2能够维持细胞培养液的ph。(5)培养的动物细胞的分裂方式为有丝分裂。(6)由图可知，代表核移植，代表早期胚胎培养，代表胚胎移植。10克隆技术是人类医学科学史上的一个里程碑，在于其为人类认识自身奥秘和纷繁复杂的生物界提供了锐利武器并展示了广阔前景。“治疗性克隆”指把患者体细胞移植到去核卵母细胞中形成重组胚，把重组胚体外培养到囊胚，然后从囊胚内分离出es细胞，获得的es细胞使之定向分化为所需的特定细胞类型(如神经细胞、肌肉细胞和血细胞)，用于替代疗法。如图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图