高考生物大二轮新突破通用版讲义第1部分专题12考点2细胞工程

细胞工程1．植物组织培养(1)植物组织培养的两个关键(2)植物激素的使用细胞分裂素比例较高时，促进芽分化，抑制根形成；生长素比例较高时，促进根分化，抑制芽形成。(3)光照的使用脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的合成。2．植物体细胞杂交技术(1)图中过程①用纤维素酶和果胶酶处理除去细胞壁，得到的原生质体包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分。(2)图中过程②的原理是细胞膜的流动性，其诱导方法有PEG、电激、离心、振动等。(3)原生质体融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁。3．动物细胞培养的特殊条件(1)营养条件：加入动物血清、血浆等；通入氧气以满足代谢的需要；通入二氧化碳以维持培养液的pH。(2)胰蛋白酶的两次使用：首先用胰蛋白酶处理动物的器官或组织，以制备单细胞悬液；培养过程中发生接触抑制时，同样要用胰蛋白酶使细胞分散开。(3)避免杂菌污染的措施：培养液及培养用具灭菌处理，加入一定量的抗生素，定期更换培养液。4．克隆动物培育的流程(1)①～⑤的过程名称：①去核；②取核；③核移植；④早期胚胎培养；⑤胚胎移植。(2)D新个体的性别与B动物相同。(3)D新个体的绝大多数性状与B动物相同。其原因是①D新个体的大部分性状受来自B动物的细胞核控制，而D个体细胞质遗传物质来自A受体卵母细胞的细胞质。②生物性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。5．单克隆抗体制备的过程1．(2019·全国卷Ⅱ)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有___________________________________________________(答出2点即可)。(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是__________________。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、________和________等几类物质。(3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的________进行组织培养。(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是____________________(用流程图表示)。解析：(1)与常规的种子繁殖方法相比，植物微型繁殖技术具有能保持植物原有的遗传特性、繁殖速度快等特点。(2)人工种皮具有透气性，有利于胚状体进行呼吸作用；人工胚乳能够为胚状体生长提供植物激素、矿质元素和糖等物质。(3)植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。为获得脱毒苗，可以选取植物的茎尖进行组织培养。(4)将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是含目的基因的细胞eq\o(→,\s\up10(培养))愈伤组织eq\o(→,\s\up10(诱导分化))小植株。答案：(1)能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快(2)有利于胚状体进行呼吸作用矿质元素糖(3)茎尖(4)含目的基因的细胞eq\o(→,\s\up10(培养))愈伤组织eq\o(→,\s\up10(诱导分化))小植株2．(2018·全国卷Ⅲ)2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题：(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指________________________________________________________。通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目________(填“减半”“加倍”或“不变”)。(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度__________(填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其原因是_______________。(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目________(填“相同”或“不同”)，性染色体组合________(填“相同”或“不同”)。解析：(1)动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物，与核供体相比，其细胞的染色体数目不变。(2)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，所以，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度明显低于体细胞核移植。(3)哺乳动物雌性和雄性个体的体细胞中常染色体数目相同，所以分别以雌性和雄性个体的体细胞为供体，克隆动物体细胞的常染色体数目相同，但其性染色体组合不同。答案：(1)将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中不变(2)小于胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易(3)相同不同植物细胞工程及应用1．(2019·全国卷Ⅲ)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。eq\x(\a\al(切取洁净的,胡萝卜根段))→eq\x(\a\al(对根段进,行消毒))→eq\x(\a\al(切取1cm3左右带有,形成层的组织块))→①②③eq\x(\a\al(接种组,织块))→eq\x(\a\al(诱导组织块形,成愈伤组织))→eq\x(\a\al(诱导愈伤组织,形成试管苗))④⑤⑥回答下列问题。(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有__________________。巩固提升见P195第7题(1)(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是__________________。(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是__________________。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的________过程，最终可形成试管苗。(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是___________________。(5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的__________，这种繁殖方式属于________繁殖。解析：(1)分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有全能性。(2)在本实验中，切取胡萝卜块时要切取含有形成层的部分，原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。(3)决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，步骤⑤(诱导愈伤组织形成)和步骤⑥(诱导愈伤组织分化形成试管苗)所需的生长素和细胞分裂素的比例不同，故从步骤⑤到步骤⑥需更换培养基。愈伤组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。(4)步骤⑥需要光照培养，其作用是诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。(5)组织培养没有经过两性生殖细胞的结合，因此属于无性繁殖，组织培养得到的植株保持了原品种的遗传特性。答案：(1)全能性(或形成完整植株所需的全部基因)(2)形成层容易诱导形成愈伤组织(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同分化(或再分化)(4)诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用(5)遗传特性无性2．(2019·淄博市高三一模)马铃薯是重要的经济作物，植物细胞工程在马铃薯的脱毒及育种等方面有重要应用。请回答下列问题：(1)培育脱毒马铃薯时，外植体宜选用________(填“茎尖”或“叶片”)，不选另一个的理由是__________________________。(2)植物组织培养常用到愈伤组织培养基、生芽培养基和生根培养基。在愈伤组织培养基上，外植体经脱分化形成愈伤组织，愈伤组织是一团__________________________。在再分化阶段，生长素和细胞分裂素参与了细胞分化方向的调节，与生根培养基相比，一般情况下生芽培养基中________________________。(3)马铃薯栽培种的抗病性和抗逆性较差，野生马铃薯种的抗病性和抗逆性较好，但二者存在杂交不亲和性。利用野生马铃薯种，通过细胞工程改进马铃薯栽培种种质的思路是________________。(4)避免微生物污染、优化培养条件可提高植物组织培养的成功率。在植物组织培养时，应从________________________________等方面制定措施，减少污染(至少答出2点)；在培养室中培养时，注意优化培养环境，控制________________等培养条件(至少答出3点)。解析：(1)培育脱毒马铃薯时，一般选择茎尖作为外植体，而叶肉细胞带病毒(病毒量大)、细胞的全能性低，一般不能作为外植体。(2)植物组织培养过程中，外植体经过脱分化形成的愈伤组织是一团具有分生能力(高度液泡化的)薄壁细胞。再分化形成芽和根的过程中，生长素和细胞分裂素的比例是有一定的要求的，与生根培养基相比，一般情况下生芽培养基中生长素含量低、细胞分裂素含量高。(3)由题意可知，两种马铃薯之间存在生殖隔离，但是各有其优点，则可以通过体细胞杂交技术将两者的优点在同一后代中得以体现，即将野生马铃薯种细胞与马铃薯栽培种细胞融合，经植物组织培养培养成植株。(4)在植物组织培养时，为了减少污染，应该从外植体消毒、培养基及器械灭菌、实验人员无菌操作等方面制定措施；在培养室中培养时，注意优化培养环境，控制温度、光照、湿度、气体环境(O2、CO2)等培养条件。答案：(1)茎尖叶肉细胞带病毒(病毒量大)、细胞的全能性低(2)具有分生能力的(高度液泡化的)薄壁细胞生长素含量低、细胞分裂素含量高(3)将野生马铃薯种细胞与马铃薯栽培种细胞融合，经植物组织培养培养成植株(4)外植体消毒、培养基及器械灭菌、实验人员无菌操作温度、光照、湿度、气体环境(O2、CO2)有关植物细胞工程的几个关键问题(1)植物细胞A和植物细胞B杂交获得的杂种细胞的类型有三种：AA型、BB型、AB型，符合要求的只有AB型，需要进行筛选。(2)杂种细胞形成的标志：新细胞壁的生成。(3)杂种植株遗传物质的变化：杂种植株的变异类型属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体。(4)植物组织培养时植物激素和光照的使用①植物激素的使用脱分化阶段细胞分裂素与生长素的比例适中，以促进细胞的分裂和脱分化；再分化阶段细胞分裂素与生长素比例较高时，以促进芽形成，比例较低时，促进根的形成。②光照的使用脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成。(5)利用植物组织培养生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。动物细胞工程及应用1．(2016·全国卷Ⅱ)下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。回答下列问题：(1)图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为________。过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用________的方法。②代表的过程是________。(2)经过多次传代后，供体细胞中________的稳定性会降低。因此，选材时必须关注传代次数。(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是______________________________________。(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了__________________________________________。解析：(1)哺乳动物的正常细胞核中性染色体的组成为XX(雌性)或XY(雄性)。卵母细胞在培养至减数第二次分裂的中期时，常采用显微操作法去除细胞核。②过程是将早期胚胎移植到代孕个体的子宫中，即代表的是胚胎移植。(2)一般来说，动物细胞在传代培养到10～50代时，部分细胞的细胞核型可能会发生变化，即遗传物质的稳定性会降低。因此，选材时一般选10代以内的细胞，以保证细胞正常的二倍体核型。(3)获得的克隆动物性状与供体动物基本相同，但不完全相同，从遗传物质的角度分析，性状不完全相同的原因是克隆动物细胞质中的遗传物质来自去核卵母细胞的细胞质，细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响。(4)高度分化的动物体细胞的全能性受到限制，但其细胞核的全能性在卵母细胞细胞质中的物质的作用下仍能得以表达。故克隆羊“多莉(利)”以及其他克隆动物的培育成功，证明了高度分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。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2．(2019·辽阳市高三模拟)下图表示通过现代生物技术制备单克隆抗体的两种途径，其中①～⑥表示相关过程。请分析并回答下列问题：(1)细胞A的名称是________。与通过传统方法获得的抗体相比，通过上述两种途径得到的单克隆抗体具有的显着优点是__________________。(2)通过过程④________可获得V1基因。用________技术可以获得更多的V1基因。(3)抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同，两者的生物活性________(填“相同”或“不相同”)，原因是_______________。(4)除通过上述途径获得的单克隆抗体外，请再写出一种目前应用动物细胞工程技术生产的生物制品：________。解析：(1)依题意并分析图示可知：从免疫的小鼠体内分离出的细胞A是浆细胞。单克隆抗体具有的显着优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备。(2)过程④是以mRNA为模板获得V1基因的逆转录过程。欲获得更多的