高中生物浙科版现代生物科技专题第五章生态工程专题归纳提升2

动物细胞培养与植物组织培养的比较比较项目植物组织培养动物细胞培养原理植物细胞的全能性细胞的增殖培养基的物理性质固体液体培养基的成分营养物质、激素营养物质、动物血清等培养结果培育成新的植株或组织培育成细胞系或细胞株培养的目的快速繁殖无病毒植株等获得细胞产物或细胞等取材植物幼嫩部位或花药等动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织其他条件均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件乳腺生物反应器、人工种子和克隆动物均属于生物工程的成果，下列叙述正确的是()A．三者都涉及基因工程技术B．三者都是在细胞或细胞器水平上的操作C．克隆动物属于无性生殖范畴D．人工种子的胚状体是由受精卵发育而成的【解析】乳腺生物反应器采用了基因工程技术，人工种子和克隆动物都采用了细胞工程技术，克隆动物是由重组细胞发育成完整的个体，该个体并非由受精卵发育而来，因此克隆动物属于无性生殖的范畴，人工种子的胚状体是由植物组织培养获得的，并非由受精卵发育而来。【答案】C关于哺乳动物细胞体外培养的难易程度，下列表述正确的是()A．乳腺癌细胞易于乳腺细胞；胚胎细胞易于脂肪细胞B．乳腺细胞易于乳腺癌细胞；胚胎细胞易于脂肪细胞C．乳腺细胞易于乳腺癌细胞；脂肪细胞易于胚胎细胞D．乳腺癌细胞易于乳腺细胞；脂肪细胞易于胚胎细胞【解析】哺乳动物的乳腺细胞和脂肪细胞都是高度分化的细胞，体外培养难度大，乳腺癌细胞能够恶性增殖，容易进行体外培养，胚胎细胞具有很强的分裂增殖能力，容易进行体外培养，A正确。【答案】A细胞工程与基因工程的比较1.相同点(1)均能打破物种之间的生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍。(2)均能按照人的意愿定向改良生物性状。2．不同点(1)原理不同：细胞工程是细胞(或细胞核)的全能性，细胞膜的流动性及细胞增殖；基因工程是DNA分子组成、结构和遗传密码的统一性。(2)操作水平不同：细胞工程是细胞或细胞器水平；基因工程是分子水平。(3)工具酶不同：细胞工程用到纤维素酶和果胶酶(植物体细胞杂交)或胰蛋白酶(动物细胞培养)；基因工程用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶。(4)目的不同：细胞工程是为了改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品；基因工程是创造出人们需要的新的生物类型和生物产品。3．联系(1)转基因植物的获得离不开植物组织培养。(2)转基因动物的培育离不开动物细胞培养。(2023·台州高二检测)下列生物工程技术中，不属于细胞工程的是()A．通过试管动物大量繁殖优良动物B．利用含有人胰岛素基因的大肠杆菌生产胰岛素C．通过体细胞克隆技术培养出克隆羊D．将某人的肝癌细胞在实验室中繁殖成一个细胞系【解析】A、C、D三项操作水平为细胞或细胞器水平，属于细胞工程；B项操作水平为DNA分子水平，属于基因工程。【答案】B(2023·天津高考)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，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①所需的酶是____________________。(2)过程②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1～4进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株1～4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。【解析】熟记植物体细胞杂交过程，准确解读信息是解题关键。(1)获取植物细胞的原生质体可用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞。(2)根据题干信息可知，供体使用的是叶肉细胞的原生质体，所以可将融合的细胞是否含叶绿体作为初步筛选杂种细胞的标志。(3)原生质体因没有了细胞壁，在低渗溶液中容易吸水涨破，加入甘露醇可保持一定的渗透压，以保持原生质体的完整性。原生质体需再生出细胞壁形成杂种细胞，然后经分裂、脱分化形成愈伤组织。(4)若要分析再生植株的染色体变异类型，需对再生植株细胞和双亲细胞的染色体形态与数目进行比较。植物细胞有丝分裂装片的制作包括解离、漂洗、染色和制片四个步骤。(5)由图可知，植株1、2、4的条带中除了具有花椰菜的DNA片段外，还有来自黑芥的DNA片段，所以是杂种植株。(6)对杂种植株进行病原体(黑腐病菌)接种实验，若不患黑腐病，即为高抗性杂种植株。【答案】(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1．在多莉羊的克隆过程中，没有运用的技术手段是()A．细胞培养 B．体细胞核移植C．胚胎移植 D．基因工程【解析】考查克隆羊产生的过程。多莉羊的培育过程是：将一只母羊(A羊)卵细胞的细胞核吸出，获得去核卵细胞。将另一只母羊(B羊)的乳腺上皮细胞的细胞核注入到去核卵细胞中并进行电刺激，形成一个同时含有B羊核遗传物质和A羊细胞质的重组卵细胞。融合后的细胞经过体外细胞培养形成早期胚胎，然后移植到第三只羊(C羊)的子宫中继续发育。该过程既涉及到体细胞核移植，又涉及胚胎移植，这两项技术操作都需细胞培养作为手段。【答案】D2．(2023·温州测试)植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不相符的是()A．纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理——酶的专一性B．植物组织培养和动物细胞培养——细胞的全能性C．原生质体融合和动物细胞融合——生物膜的流动性D．紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞分裂【解析】B项中动物细胞培养利用的是细胞增殖原理，其余各项均是相符的。【答案】B3．如图列举了几种植物的育种方式，据图分析下列说法中正确的是()A．丁过程证明已经分化的植物细胞具有全能性B．经乙过程处理，愈伤组织发生定向的变异C．甲、丙两种育种方式与传统杂交育种相比，其优点是能克服不同物种间远缘杂交的不亲和性D．丙方式将外源目的基因导入植物细胞，只能以受精卵作为受体，因为受精卵大，容易操作【解析】离体的植物细胞经脱分化后可表现出全能性，已经分化的细胞全能性并不能表达；经乙处理的细胞发生了基因突变，但突变是不定向的；甲、丙过程分别采用了细胞工程技术和基因工程技术，都克服了远缘杂交不亲和的障碍；将目的基因导入植物细胞时，常采用卵细胞和体细胞作为受体细胞。【答案】C4．关于番茄—马铃薯杂种植株，下列叙述不正确的是()A．若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞含n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞内含(m＋n)条染色体B．过程②结束后需要淘汰自身融合的细胞C．过程③不存在细胞分裂D．这项技术已经广泛应用到杂种植物的培育中【解析】番茄与马铃薯的体细胞融合后染色体数目不会减少，应为m＋n。由于杂种植株没有像人们想象的那样达到预期效果，所以还未被广泛应用，细胞融合后会产生如“马铃薯—马铃薯”“番茄—番茄”细胞，需进行自身融合淘汰，③为杂交细胞再生细胞壁，不进行细胞分裂。【答案】D5．(多选)下列事实能体现细胞全能性的是()A．棉花根尖细胞经诱导形成幼苗B．单细胞的DNA在体外大量扩增C．动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体D．小鼠体细胞经诱导培育成小鼠【解析】细胞全能性是指已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，所以判断是否体现细胞全能性的依据是看其能否发育成完整个体，选项中只有A、D项符合。B项DNA的扩增和C项杂交瘤细胞的培养分别属于分子和细胞水平上的克隆，不能体现细胞全能性。【答案】AD6．(多选)(2023·江苏高考)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是()A．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B．用PCR技术扩增目的基因时不必知道基因的全部序列C．PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶D．一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞【解析】设计引物时应当考虑需扩增的目的基因与载体两端的序列进行互补配对，A项错误；利用PCR技术扩增目的基因只需要知道基因两端的序列，据此设计合适的引物即可，不必知道基因的全部序列，B项正确；PCR体系中应该用耐高温的DNA聚合酶，而不是从受体细胞中提取的普通DNA聚合酶，C项错误；需根据目的基因的编码产物的特性来选择合适的受体细胞，如果是分泌蛋白，则最好选用真核细胞作为受体细胞，D项正确。【答案】BD7．(2023·丽水高二检测)有性生殖的生物产生后代需进行受精作用，植物体细胞杂交要进行原生质体的融合，单克隆抗体的制备需进行动物细胞融合，可见细胞的融合技术有着广泛的应用。下列为细胞融合的简略过程，据图回答相关问题：细胞融合(1)若a、b分别是基因型为Hhrr、hhRr两个烟草品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。由于一对隐性纯合基因(rr或hh)的作用，在光照强度大于800lx时都不能生长，要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr的杂种细胞，较为简便的筛选方法是________________________________________________________________________________________________________________。(2)若a、b表示两种植物体细胞，则由d细胞形成杂种植株的原理是______________________________________________________________。这种育种方法的优点是______________________________________。(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和效应B细胞，则d细胞特点是________________________。由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有______________________的特点。一般不能通过直接培养效应B细胞的方法生产单克隆抗体的主要原因是______________________________________________________________________________________________________。(4)下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来，顺序是______________________________________________________________。【解析】(1)基因型为Hhrr的烟草可产生Hr及hr花粉，基因型为hhRr烟草可产生hR及hr花粉，故融合细胞的基因型可存在HhRr、Hhrr、hhRr及hhrr和各类型花粉自身融合类型，在这些所有的融合类型中，在光照大于800lx下能生长的只有HhRr，故可用该光照作为选择条件。(2)d细胞形成杂种植株的原理在于植物细胞的全能性。(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和效应B细胞，则二者融合后产生的杂交瘤细胞既可无限增殖又可产单一抗体。(4)欲制备单克隆抗体需先向小鼠注射抗原获得产单一抗体的效应B细胞之后将其与骨髓瘤细胞融合。【答案】(1)用光照强度大于800lx的光光照(2)植物细胞的全能性克服了远缘杂交不亲和的障碍(3)既能无限繁殖，又能产生特定的抗体特异性强、灵敏度高、化学性质单一效应B细胞高度分化，不能增殖(4)如图8．(2023·金华高二检测)华南虎作为唯一原产中国的老虎品种，已有近30年没有野生华南虎出现的报告，野生华南虎也被一些专家认为已经濒临灭绝，其珍贵程度比大熊猫有过之而无不及。科学工作者尝试用普通老虎完成体细胞克隆华南虎的研究，如图是其培育过程，请据图回答：(1)克隆华南虎的遗传性状与________虎基本一致。(2)A、B、C三只虎哪一只没有提供遗传物质？______________________。(3)克隆华南虎的过程是否遵循孟德尔的遗传定律？为什么？_________________________________________________________________________________________________________________________。(4)有人设想将虎的体细胞与牛的体细胞进行融合，以期获得新物种“虎—牛”，你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一愿望？_____________________________________。原因是___________________________________________________________________________________。【解析】由克隆华南虎的过程可知A虎提供细胞核，B虎提供细胞质，C虎只提供胚胎发育的场所，即D虎的遗传性状与A虎基本一致。克隆过程没出现两性生殖细胞的融合过程，因此属于无性生殖，不遵循孟德尔的遗传定律。【答案】(1)A(2)C虎(3)否，克隆属于无性生殖，而孟德尔的遗传定律仅在有性生殖的减数分裂过程中起作用(4)不能高度分化的动物细胞的全能性受到限制，由虎的体细胞与牛的体细胞融合后得到的杂交细胞不能正常发育成完整的个体，即使得到一个个体，也不能成为一个新物种，因为它不能正常生殖章末综合测评(二)第二章克隆技术时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题5分，共60分)1．(2023·临沂高二检测)克隆可以在分子、细胞和个体水平上进行，下列属于个体水平上克隆的是()A．DNA分子的大量复制B．植物组织培养C．动物细胞培养D．杂交瘤细胞的形成【解析】DNA分子复制是分子水平的克隆；动物细胞培养只能得到相同的细胞，属于细胞水平的克隆；杂交瘤细胞的形成不属于克隆；植物组织培养是将植物体的组成部分培养成一个个体，属于个体水平上的克隆。【答案】B2．动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。下图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。从该图提供的信息获得的不正确结论是()A．正常细胞与癌细胞的增殖速率相同B．有无血清对正常细胞培养的影响不同C．培养基中补充血清有助于正常细胞的培养D．培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大【解析】动物细胞培养时通常要在培养基中加入血清等物质，从图示中可看出癌细胞与正常细胞的增殖速率不同。有血清时正常细胞增殖快，而有无血清对癌细胞的培养影响不大。【答案】A3．(2023·浙江高考)实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如下图所示。下列叙述错误的是()eq\x(实验小鼠)eq\o(→,\s\up7(甲))eq\x(皮肤组织)eq\o(→,\s\up7(乙))eq\x(皮肤细胞)eq\o(→,\s\up7(丙))eq\x(细胞培养1)eq\o(→,\s\up7(丁))eq\x(细胞培养2)A．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【解析】A甲过程进行细胞培养前需要对小鼠进行消毒，A正确；B乙过程进行培养的组织细胞用胰蛋白酶消化分散成单个细胞，B正确；C丙过程属于原代培养，细胞的核型稳定，C错误；D丁过程属于传代培养，期间部分细胞会出现异质性，D正确。【答案】C4．植物细胞工程通常采用的技术手段有植物组织培养和植物体细胞杂交等。这些技术的理论基础是()A．植物细胞能进行有丝分裂B．植物细胞的结构是完整的C．植物体的生命活动受激素调节D．植物细胞具有全能性【解析】植物组织培养和体细胞杂交技术的主要目的是获得完整的植株。它利用的是生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全部遗传物质，具有形成完整个体的潜能，即细胞的全能性。【答案】D5．如图是科学家新研发的制备单克隆抗体的过程，相关叙述错误的是()A．该过程涉及基因工程和动物细胞融合技术B．经酶A处理后的Ⅰ与质粒具有相同的粘性末端C．若供体DNA提供了prC基因(无限增殖调控基因)，则该过程中的Ⅱ是已免疫的B细胞D．通过检测和筛选得到的Ⅲ细胞既能无限增殖又能分泌特异性抗体【解析】该过程涉及基因工程，但没有动物细胞融合过程。【答案】A6．(2023·湖州高二检测)离体的植物组织或细胞在适当培养条件下可以发育成完整的植株，离体的动物体细胞却没有发育成动物的成熟个体，原因是()A．动物细胞内没有成套的遗传物质B．动物细胞的全能性随分化程度提高而受到抑制C．动物细胞的细胞核太小D．动物细胞的全能性低于植物细胞【解析】动物细胞的全能性随分化而变弱，只能通过核移植实现克隆的目的。【答案】B7．(2023·哈尔滨三中月考)如图是利用三倍体香蕉的茎尖培养脱毒香蕉植株的过程示意图。下列叙述正确的是()eq\x(茎尖组织)eq\o(→,\s\up7(①))eq\x(X)eq\o(→,\s\up7(②))eq\x(胚状体)eq\o(→,\s\up7(③))eq\x(幼苗)eq\o(→,\s\up7(④))eq\x(脱毒植株)A．①～③过程中发生了有丝分裂和减数分裂B．对香蕉进行花药离体培养可获得单倍体C．②阶段为脱分化过程D．X代表愈伤组织【解析】X代表愈伤组织，①代表脱分化过程，②代表再分化过程，③、④代表个体发育过程，图中所示是细胞有丝分裂和分化过程，没有发生减数分裂，香蕉不能产生配子，所以D选项正确。【答案】D8．利用克隆技术可快速培育具有优良品质的奶牛，其原因是()A．可以保持优良奶牛的性状B．方法简单C．产生的后代变异性大D．产生的后代的产奶量越来越多【解析】此题考查克隆繁殖的特点。克隆为无性繁殖，能保持亲本的优良性状。【答案】A9．将甲绵羊体细胞的细胞核移入乙绵羊的去核卵细胞中，再将此重组细胞植入丙绵羊的子宫内发育，生出的小绵羊即“多莉”，下列有关克隆绵羊“多莉”的说法正确的是()①“多莉”的诞生属无性繁殖②“多莉”的诞生采用了核移植技术③“多莉”的诞生采用了胚胎移植技术④“多莉”的诞生采用了细胞融合技术⑤动物细胞培养是整个技术的基础⑥“多莉”的基因型与甲相同，性别不一定与甲相同A．①②④⑤ B．①②③④C．①②③⑤ D．①②③④⑤【解析】由配子结合形成合子发育成个体为有性繁殖，由一个母本产生子代或不由合子发育成子代的方式为无性繁殖。“多莉”的出生是细胞核和细胞质的重组，没有配子结合发生，属于无性繁殖；主要技术为核移植、动物细胞培养、胚胎移植等；主要遗传物质来自甲绵羊体细胞的细胞核，所以基因型(细胞核)和甲相同，性别和甲一定相同。【答案】C10．(2023·舟山测试)基因型为AaBb的水稻(含24条染色体)的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，下列说法中，不正确的是()A．要促进花粉细胞分裂、生长，培养基中应有一定浓度的生长素等植物激素B．该试管苗的培育经过了脱分化和再分化，没有经过减数分裂，所以是无性繁殖C．花药离体培养出试管苗的原理之一是植物细胞的全能性D．培育成的试管苗可能出现的基因型有AB、Ab、aB、ab，是单倍体【解析】花药离体培养成试管苗的过程属于植物组织培养，培养基中需有生长素、细胞分裂素等植物激素，其原理是植物细胞的全能性。花药离体培养是有性生殖的一种特殊类型。基因型为AaBb的水稻的花粉基因型有AB、Ab、aB、ab，为单倍体。【答案】B11．如图是“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是()A．图示“白菜—甘蓝”植株不能结籽B．愈伤组织的代谢是自养需氧型C．上述过程中包含着有丝分裂、细胞分化和减数分裂等过程D．“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果【解析】“白菜—甘蓝”杂种植株的获得是通过植物体细胞杂交，此过程用到的技术是原生质体融合、植物组织培养。“白菜—甘蓝”植株有同源染色体，并且能两两配对，能产生子代(结籽)，具有的性状是基因选择性表达的结果。【答案】D12．在下列选项中，没用到植物组织培养技术的是()A．利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，得到多倍体植株B．利用花药离体培养得到单倍体植株C．利用基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株D．利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株【解析】组织培养是将离体细胞、组织或器官培养成完整植株的过程，秋水仙素处理萌发的种子或幼苗不需要组织培养就可形成完整的个体。【答案】A二、非选择题(共40分)13．(14分)(2023·新课标全国卷Ⅱ)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)为了培养该新型药用植物，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。【解析】本题考查植物体细胞杂交。(1)为了培养新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用纤维素酶和果胶酶处理，获得具有活力的原生质体A、B，再用化学诱导剂聚乙二醇诱导融合形成杂种细胞，进一步培养形成愈伤组织，经过再分化形成根、芽，长成完整植株，以上获得杂种植株的方法叫植物体细胞杂交，能克服远缘杂交不亲和的障碍。(2)植物A、B体细胞杂交形成的杂种植株是四倍体，且该杂种植株减数分裂能形成正常配子，理论上是可育的；但如果将甲和乙有性杂交形成的二倍体，减数分裂由于不存在同源染色体无法联会，无法形成正常配子，不可育。(3)在植物组织培养至胚状体阶段，可包裹上人工种皮制备人工种子。【答案】(1)纤维素酶果胶酶原生质体愈伤再分化(或分化)植物体细胞杂交(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽14．(14分)(2023·宁波高二测试)下图为种间植物细胞融合形成再生植物示意图。请据图回答下列问题。(1)步骤①是使植物细胞形成________阶段，其关键技术是______________________________________________________________