艺考生高考生物复习专题八细胞工程和基因工程第1讲细胞工程课件

艺考生生物专题八细胞工程和基因工程

专题突破第1讲细胞工程【思维导图】【考点梳理】考点1植物细胞工程1.理论基础——植物细胞具有全能性

细胞的全能性:细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。2.植物组织培养技术(1)概念植物组织培养:将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。(2)过程外植体愈伤组织根、芽等→试管苗完整植株

主要包括脱分化和再分化。

脱分化:已经分化的细胞失去其特有的结构和功能,转变成未分化的细胞,进而形成不定形的薄壁组织团块(愈伤组织)。

再分化:愈伤组织能重新分化成根、芽等器官的过程。

生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素,二者的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。3.植物体细胞杂交技术(1)概念:将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。(2)过程

意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍,获得杂种植株。4.植物细胞工程的应用(1)植物繁殖的新途径

快速繁殖:快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,也叫微型繁殖。高效、快速、保持优良品种的遗传特性。

作物脱毒:茎尖等病毒极少,甚至无病毒。茎尖组织培养获得脱毒苗。

考点2动物细胞工程1.动物细胞培养——动物细胞工程的基础(1)条件

充足营养:需加血清。

无菌、无毒环境。

适宜温度、pH和渗透压。

适宜的气体环境:主要有O2和CO2。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。(2)过程取动物组织剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理→分瓶进行传代培养→收集。

细胞贴壁:细胞贴附在瓶壁上生长增殖的现象。

接触抑制:当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖的现象。(3)干细胞培养

干细胞包括胚胎干细胞(简称ES细胞)和成体干细胞。

胚胎干细胞:来源于早期胚胎。具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。

成体干细胞:只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力。

诱导多能干细胞(简称iPS细胞):通过体外诱导成纤维细胞,获得类似胚胎干细胞的一种细胞。iPS细胞可分化成各种细胞、组织等,可解决器官移植中器官来源和免疫排斥两大难题。2.动物细胞融合技术与单克隆抗体(1)动物细胞融合技术的概念:使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。

融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞遗传信息。

意义:主要用来制备单克隆抗体。(2)诱导融合方法:PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。(3)单克隆抗体的制备——杂交瘤技术

杂交瘤细胞的特点:既能大量繁殖,又能产生抗体。

单克隆抗体的优点:特异性强、灵敏度高,并能大量制备。(4)单克隆抗体的应用①作为诊断试剂——单克隆抗体最广泛的用途

准确识别各种抗原物质的细微差异,与特定抗原发生特异性结合作为诊断试剂。如早早孕试剂盒,用同位素或荧光标记的单克隆抗体可定位诊断肿瘤、心脑血管疾病等。②用于治疗疾病和运载药物

抗体-药物偶联物(ADC):通常由抗体、接头和药物三部分组成。如将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞选择性杀伤。单克隆抗体:起靶向运载药物的作用。

单克隆抗体药物用于治疗疾病。3.核移植技术和克隆动物(1)动物细胞核移植技术:将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。(2)克隆动物:用核移植的方法得到的动物。(3)原理:动物细胞核的全能性。(4)种类:胚胎细胞核移植(比较容易)和体细胞核移植(比较难)。(5)过程(6)应用

畜牧业:加速家畜遗传改良进程,促进良畜群繁育等。

医药卫生:转基因克隆动物作为生物反应器生产医用蛋白等。

其他领域:了解胚胎发育及衰老过程、保护濒危物种等。考点3胚胎工程1.理论基础(1)受精①包括准备阶段(精子获能、卵子准备)和受精阶段。

精子必须在雌性动物生殖道内发生相应生理变化后,才能获得受精的能力。

刚排出的卵子需要在输卵管内进一步成熟,到减数第二次分裂(MⅡ)中期才具备与精子受精的能力。②受精阶段:精子穿越卵细胞膜外的结构(透明带)→精子接触卵细胞膜→精子进入卵细胞→雌、雄原核形成→雌、雄原核融合(实质阶段)→受精卵。

精子接触卵细胞膜瞬间,透明带迅速发生生理反应,会阻止后来的精子继续穿过透明带。

精子进入卵细胞后,卵细胞膜立即发生生理反应,防止其他精子进入卵内。

完成受精的标志:卵细胞膜和透明带之间出现2个极体。(2)胚胎早期发育受精卵→2细胞→4细胞→8细胞→桑椹胚→囊胚

受精卵早期分裂在透明带内进行,细胞数量增加,但胚胎总体积不增加,这称为卵裂。

囊胚出现了内细胞团、滋养层和囊胚腔。内细胞团将来发育成胎儿各种组织;滋养层将来发育成胎膜和胎盘。

孵化:囊胚进一步扩大,导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来。2.胚胎工程技术及其应用(1)体外受精

主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精等步骤。(2)胚胎移植①概念:将通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之发育为新个体的技术。供体:提供胚胎的个体。受体:接受胚胎的个体。②过程

供体和受体的生理环境条件要保持一致。③实质:早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。(3)胚胎分割①概念:指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。

选择发育良好的,形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割。分割囊胚要将内细胞团均等分割。②特点:后代具有相同的遗传物质。典型示范一细胞融合技术有着广泛应用。下图为细胞融合的简略过程,据图回答相关问题:

(1)若a、b分别是基因型为yyRr和YYrr两个玉米品种的花粉,且这两对基因分别位于两对同源染色体上。科学家分别将它们的花粉除去细胞壁,然后诱导其融合,再把这些融合细胞进行培养,培育出了玉米新品种。①这两个品种的花粉可用化学诱导剂

诱导融合,这些融合细胞经过脱分化形成

。

②若想培育出基因型为yyRR的玉米植株,也可直接用yyRr植株的花粉培养,再经过

处理并筛选获得,这种育种方法叫作

。

【答案】(1)①聚乙二醇(PEG)愈伤组织②秋水仙素单倍体育种【详解】(1)①原生质体可以用聚乙二醇诱导融合,这些融合细胞经过脱分化形成愈伤组织。②直接用yyRr植株的花粉(yR、yr)经过秋水仙素处理得到yyRR、yyrr,筛选获得yyRR,这种育种方法叫作单倍体育种。细胞融合技术有着广泛应用。下图为细胞融合的简略过程,据图回答相关问题:

(2)若a、b表示番茄和马铃薯两种植物的体细胞,请据图回答:在“番茄—马铃薯”的培育过程中,运用了植物细胞工程中的

技术,植物体细胞融合完成的标志为

。a、b细胞融合之前,要用到的酶是

。【答案】(2)植物体细胞杂交杂种细胞再生出新的细胞壁纤维素酶和果胶酶【详解】(2)在“番茄—马铃薯”的培育过程中,运用了植物细胞工程中的植物体细胞杂交技术;植物体细胞融合完成的标志为杂种细胞再生出新的细胞壁;a、b细胞融合之前,要用到的酶是纤维素酶和果胶酶,用于去除细胞壁。【重点归纳】植物组织培养技术:将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的营养条件,诱导其形成完整植株的技术。植物体细胞杂交过程:先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得原生质体,借助物理或化学方法诱导原生质体融合,得到的杂种细胞再经过诱导形成愈伤组织,并进一步发育成完整植株。变式训练一某研究所在“神舟四号”飞船进入太空后为一对“新人”——黄花烟草(二倍体)的原生质体和革新一号烟草(二倍体)的原生质体举办了特殊的“婚礼”。将两个“新人”放入融合器中,当充满液体的融合器加上直流电场,两个原本相互游离的细胞一下子贴到一起,开始了“窃窃私语”。紧接着,在瞬间高压脉冲的作用下,两股细胞质展开了“心灵沟通”。渐渐地,细胞核也扭摆着“亲热”起来,20min后,一个新生命就这样诞生了。地面实验结果显示:这种“太空烟草”比普通烟草个子矮、株秆粗、烟叶多,是我国太空育种试验的一项重大成果。据此回答下列问题:(1)由于细胞的密度不同,因此在地面上进行细胞融合非常困难。从理论上讲,在太空中细胞更容易融合,可能的原因是

。在显微镜下观察,两个“新人”的细胞膜融合在一起,使细胞呈圆球状,这是因为膜具有

。

【答案】

(1)太空中重力作用很弱一定的流动性【详解】(1)由于细胞的密度不同,在地面上受重力影响,因此在地面上进行细胞融合非常困难。从理论上讲,在太空中细胞更容易融合,可能的原因是与地面相比,太空中重力作用很弱,细胞融合率大大提高。两个细胞的细胞膜能融合一起,是因为两者细胞膜的组分和结构相似,均具有一定的流动性。(2)两种烟草原生质体融合时(只考虑两个细胞融合),可能出现

种融合结果,其中

类型是我们需要的,融合完成的标志是

。此细胞经组织培养后得到的植株属

倍体。

【答案】

(2)3黄花烟草与革新一号烟草原生质体融合融合细胞再生细胞壁四(异源四倍体)【详解】(2)植物原生质体融合过程常利用化学试剂聚乙二醇(或PEG),若只考虑两个细胞融合,则融合后有3种不同类型的原生质体,即黄花烟草—革新一号烟草原生质体融合、黄花烟草—黄花烟草原生质体融合、革新一号烟草—革新一号烟草原生质体融合,其中杂种原生质体黄花烟草—革新一号烟草原生质体融合是我们所需的。融合细胞再生细胞壁是原生质体融合完成的标志,该杂种细胞经植物组织培养之后得到的植株同时含有黄花烟草和革新一号烟草的染色体,即异源四倍体。(3)这种“太空烟草”的培育过程是植物细胞工程的

技术,该技术与传统的有性杂交相比,其突出的优点是:

。【答案】

(3)植物体细胞杂交在打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等方面有优势【详解】(3)“太空烟草”的培育是利用相关技术将黄花烟草和革新一号烟草这两个物种的优良性状集中到一个个体,采用的是植物细胞工程的植物体细胞杂交技术。与传统的有性杂交相比,能进行有性生殖的生物之间不存在生殖隔离,而黄花烟草和革新一号烟草属于两个物种,可见植物体细胞杂交能在打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等方面有优势。(4)“太空烟草”不一定能稳定遗传,原因是:

。【答案】

(4)如果“太空烟草”为纯合子,无性繁殖和有性繁殖都能稳定遗传;如果为杂合子,无性繁殖能稳定遗传,有性繁殖会出现性状分离;培养过程中也可能会发生基因突变,则“太空烟草”不能稳定遗传【详解】(4)通过无性繁殖技术能使性状稳定遗传,而能通过有性生殖稳定遗传的品种一般都是纯合子。“太空烟草”不一定能稳定遗传,如果“太空烟草”为纯合子,无性繁殖和有性繁殖都能稳定遗传;如果为杂合子,无性繁殖能稳定遗传,有性繁殖会出现性状分离;培养过程中也可能会发生基因突变,则“太空烟草”不能稳定遗传。典型示范二下图为细胞融合的简略过程,请据图回答:

(1)植物细胞工程常用的基础技术是

;动物细胞工程各技术手段的基础是

。

【答案】(1)植物组织培养动物细胞培养【详解】(1)植物细胞工程常用的技术手段有植物组织培养、植物体细胞杂交,其中植物组织培养是基础技术,动物细胞工程包含的技术手段有动物细胞培养、动物细胞融合等,其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。下图为细胞融合的简略过程,请据图回答:

(2)若图中甲、乙是植物细胞,在细胞融合之前应用

处理,除去

;甲细胞、乙细胞到丙细胞的过程中,常用的化学试剂是

;融合成功的标志是

。

【答案】(2)纤维素酶和果胶酶细胞壁聚乙二醇(或PEG)再生出新的细胞壁【详解】(2)植物体细胞杂交前,先采用酶解法去除细胞壁,因此,若图中甲、乙是植物细胞,在细胞融合之前先采用纤维素酶、果胶酶处理除去细胞壁,获得原生质体;诱导甲细胞、乙细胞融合常用的化学方法是PEG诱导,此外还可通过物理的方法进行诱导;再生出细胞壁是原生质体融合完成的标志。下图为细胞融合的简略过程,请据图回答:

(3)与植物细胞相比,动物细胞融合特有的方法是

。【答案】(3)灭活病毒诱导法【详解】(3)诱导植物原生质体融合的方法有:物理方法(电融合法、离心法等);化学方法(聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法等)。诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。显然灭活病毒诱导法是动物细胞融合特有的方法。因此,与植物细胞相比,动物细胞融合特有的诱导融合的方法是灭活病毒诱导法。下图为细胞融合的简略过程,请据图回答:

(4)若利用动物细胞融合技术来生产单克隆抗体,应将

和

进行融合,融合后需经多次筛选,以得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞,第一次筛选一般利用

进行,第二次筛选需对细胞进行反复的克隆化培养和抗体检测,以筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。

【答案】(4)B淋巴细胞骨髓瘤细胞选择培养基【详解】(4)若利用动物细胞融合技术来生产单克隆抗体,应将经免疫的B细胞(效应B细胞)和骨髓瘤细胞融合,融合后需经多次筛选,以得到能产特异抗体的杂交瘤细胞,第一次筛选一般利用选择培养基(HAT培养基)进行,第二次筛选需对细胞进行反复的克隆化培养和抗体阳性检测,以筛选出能产特定抗体的杂交瘤细胞,然后在体外条件下大量制备单克隆抗体。【重点归纳】植物体细胞杂交实验的原理是细胞膜的流动性,操作流程为去除细胞壁后诱导原生质体融合,诱导细胞融合的方法有离心、电融合、聚乙二醇融合等,该方法的优点是克服远缘杂交不亲和,从而获得杂交植株。

单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。变式训练二2006年中国首例带有抗疯牛病转基因体细胞的克隆牛顺利降生。作为克隆牛,其培育过程如下图所示:

(1)细胞A是

,细胞B是

。

【答案】(1)高度分化的体细胞卵母细胞【详解】(1)细胞A是甲牛体内已高度分化的体细胞,细胞B是乙牛体内的卵母细胞。去核的卵母细胞可作为受体细胞。2006年中国首例带有抗疯牛病转基因体细胞的克隆牛顺利降生。作为克隆牛,其培育过程如下图所示:

(2)一个重组细胞D发育成丁牛生出,涉及的细胞增殖方式是

。

【答案】(2)有丝分裂【详解】(2)一个重组细胞D发育成丁牛生出,属于个体发育,其涉及的细胞增殖方式只有有丝分裂。2006年中国首例带有抗疯牛病转基因体细胞的克隆牛顺利降生。作为克隆牛,其培育过程如下图所示:

(3)丁牛的性别和

牛的性别相同,原因是

。

【答案】(3)甲牛的性别由细胞内的性染色体决定,丁牛的性染色体与甲牛相同【详解】(3)由于牛的性别由细胞内的性染色体决定,而丁牛的性染色体与甲相同,所以丁牛的性别和甲牛的性别相同。2006年中国首例带有抗疯牛病转基因体细胞的克隆牛顺利降生。作为克隆牛,其培育过程如下图所示:

(4)培育抗疯牛病克隆牛所使用的技术手段是

。【答案】(4)动物细胞培养、核移植和胚胎移植、转基因技术【详解】(4)据图可知,培育抗疯牛病克隆牛所使用的技术手段是动物细胞培养、核移植和胚胎移植、转基因技术。2006年中国首例带有抗疯牛病转基因体细胞的克隆牛顺利降生。作为克隆牛,其培育过程如下图所示:

(5)上述方法培育出克隆动物,与植物组织培养技术培育出完整的植株相比,获得的后代在遗传物质方面有什么不同?

。【答案】(5)在遗传物质上(不考虑发育过程中的变异),植物组织培养形成的植株与提供体细胞的植株完全相同,克隆动物体内有卵母细胞细胞质的基因,所以克隆动物的遗传物质与提供体细胞核的动物不完全相同【详解】(5)上述方法培育出克隆动物,与植物组织培养技术培育出完整的植株相比,获得的后代在遗传物质上有区别。植物组织培养形成的植株与提供体细胞的植株完全相同,克隆动物体内有卵母细胞细胞质的基因,所以克隆动物的遗传物质,与提供体细胞核的动物不完全相同。典型示范三“试管婴儿”技术是指用人工的技术,将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精,并在试管中培养发育到一定时期,再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。该技术实现了不孕夫妇当爸爸妈妈的愿望。目前,我国每年试管婴儿数量逾20万例次。试管婴儿的培育过程如图所示。回答下列问题。(1)“试管婴儿”技术中体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。首先给不孕妻子注射

,使其超数排卵,并将冲出的卵子培养到

期,然后与获能的精子完成体外受精。

【答案】(1)促性腺激素减数第二次分裂中【详解】(1)促性腺激素能促进母体超数排卵。卵细胞则要培养到减数分裂第二次分裂中期(或MII中)才能与精子结合。(2)受精卵早期发育有一段时间是在透明带内进行,这一时期称为

。当早期胚胎发育到桑椹胚期时,移植到妻子的

中继续完成胚胎发育。在植入前,通常取

阶段的滋养层进行基因检测等测试。

【答案】(2)卵裂子宫囊胚【详解】(2)胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的,这一时期称为卵裂期,其特点是细胞分裂方式为有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,甚至略有缩小。

当早期胚胎发育到桑椹胚期时,移植到妻子的子宫中继续完成胚胎发育。目前,对胚胎的性别进行鉴定的最有效最准确的方法是SRY-PCR法,即从被测的囊胚中取出几个滋养层细胞,提取DNA进行检测。(3)胚胎在植入前还要进行染色体检查,该项技术对人口优生的益处与对性别比例的潜在影响:①对优生的益处是及时发现染色体异常遗传病,有效规避该类遗传病;②对性别比例的潜在影响是

。

【答案】(3)非法进行胎儿性别鉴定,容易导致人口性别比例失衡【详解】(3)胚胎在植入母体前可以进行染色体检查,该项操作对人口优生的益处是规避染色体遗传病;对性别比例的潜在影响是可能用于选择胎儿性别,非法进行胎儿性别鉴定,容易导致人口性别比例失衡。(4)要得到“同卵双胞胎”,采用的技术是

,同卵双胞胎性别

(填“相同”或“不相同”)

【答案】(4)胚胎分割相同【详解】(4)来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,因此采用胚胎分割移植技术可获得“同卵双胞胎”。用这种方式诞生的双胞胎,其性别相同。【重点归纳】试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发育为早期胚胎后,再经移植后产生后代的技术。胚胎分割时,一般采用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。对囊胚期的胚胎进行分割时,要特别注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后的胚胎恢复和进一步发育。来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质,因此,胚胎分割可以看作动物无性繁殖(或克隆)的方法之一。

【答案】

(1)促性腺同期发情生理状态【详解】(1)图中①过程常用促性腺激素促进布朗瑞士奶牛超数排卵。在胚胎移植过程中为了使供、受体具有相同的生理状态,需要用激素对供、受体进行同期发情处理。

【答案】

(2)囊胚滋养层【详解】(2)早期胚胎发育到囊胚期时出现内细胞团和滋养层细胞的分化,内细胞团将来发育为胎儿的各种组织,滋养层的细胞将来发育为胎膜和胎盘,因此在图中④胚胎移植前可以取囊胚期的滋养层的细胞进行性别鉴定,这样不影响胚胎的继续发育。

【答案】

(3)桑椹胚囊胚内细胞团二【详解】(3)进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚,选择囊胚对其进行分割时要注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。到目前为止,仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高。真题回顾1.(2020·天津卷)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时,参照品种B的最佳激素配比(见下表)进行预实验。

据表回答:(1)Ⅰ阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体,原因是

。品种B组织培养阶段细胞分裂素浓度(μmol/L)生长素浓度(μmol/L)Ⅰ诱导形成愈伤组织m1n1Ⅱ诱导形成幼芽m2n2Ⅲ诱导生根m3n3【答案】

(1)细胞分化程度低,容易诱导产生愈伤组织【详解】(1)在诱导愈伤组织形成时,通常采用茎尖、幼叶做外植体,因为这些部位的细胞分裂能力强、分化程度低,全能性容易表达,容易诱导产生愈伤组织。1.(2020·天津卷)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时,参照品种B的最佳激素配比(见下表)进行预实验。

据表回答:(2)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是

阶段。

品种B组织培养阶段细胞分裂素浓度(μmol/L)生长素浓度(μmol/L)Ⅰ诱导形成愈伤组织m1n1Ⅱ诱导形成幼芽m2n2Ⅲ诱导生根m3n3【答案】

(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ【详解】(2)Ⅰ过程愈伤组织形成是离体的植物细胞脱分化的结果,脱分化过程中细胞的结构和功能发生的明显改变,成为未分化状态;Ⅱ、Ⅲ过程形成幼芽、根的过程存在细胞的分化,分化和脱分化都存在基因的选择性表达,故Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段都存在基因的选择性表达。1.(2020·天津卷)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时,参照品种B的最佳激素配比(见下表)进行预实验。

据表回答:(3)为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度,参照品种B的激素配比(m1>2.0),以0.5μmol/L为梯度,设计5个浓度水平的实验,细胞分裂素最高浓度应设为

μmol/L。

品种B组织培养阶段细胞分裂素浓度(μmol/L)生长素浓度(μmol/L)Ⅰ诱导形成愈伤组织m1n1Ⅱ诱导形成幼芽m2n2Ⅲ诱导生根m3n3【答案】

(3)m1+1.0【详解】(3)根据题意,表中数据为品种B的最佳激素配比,若要确定品种A的Ⅰ阶段最佳细胞分裂素浓度,以0.5μmol/L为梯度,可参考m1为中间值,故实验中细胞分裂素最高浓度可设为m1+1.0μmol/L。1.(2020·天津卷)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时,参照品种B的最佳激素配比(见下表)进行预实验。

据表回答:

(4)Ⅲ阶段时,科研人员分别选用浓度低于或高于n3μmol/L的生长素处理品种A幼芽都能达到最佳生根效果,原因是处理幼芽时,选用低浓度生长素时的处理方法为

,选用高浓度生长素时的处理方法为

。品种B组织培养阶段细胞分裂素浓度(μmol/L)生长素浓度(μmol/L)Ⅰ诱导形成愈伤组织m1n1Ⅱ诱导形成幼芽m2n2Ⅲ诱导生根m3n3【答案】

(4)浸泡法(长时间处理)沾蘸法(短时间处理)【详解】(4)实验中用生长素处理插条的方法可选用浸泡法或沾蘸法,浸泡法时间长、所需浓度低,而沾蘸法处理时间短、所需浓度高;因此Ⅲ过程中分别选用浓度低于或高于n3μmol/L的生长素处理品种A的幼苗芽,选用低浓度生长素时的处理方法为浸泡法,时间长,而选用高浓度生长素时处理方法为沾蘸法,时间短,都能达到比较适宜的浓度,达到最佳生根效果。1.(2020·天津卷)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时,参照品种B的最佳激素配比(见下表)进行预实验。

据表回答:

(5)在

阶段用秋水仙素对材料进行处理,最易获得由单个细胞形成的多倍体。

品种B组织培养阶段细胞分裂素浓度(μmol/L)生长素浓度(μmol/L)Ⅰ诱导形成愈伤组织m1n1Ⅱ诱导形成幼芽m2n2Ⅲ诱导生根m3n3【答案】

(5)Ⅰ【详解】(5)秋水仙素可抑制纺锤体形成,导致染色体加倍形成多倍体,愈伤组织分裂旺盛,故在Ⅰ阶段用秋水仙素处理,最易获得由单个细胞形成的多倍体。2.(2020·全国Ⅰ卷)为研制抗病毒A的单克隆抗体,某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。

回答下列问题:(1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A,该处理的目的是

。【答案】(1)诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞【详解】(1)实验前给小鼠甲注射病毒A,是为了诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。2.(2020·全国Ⅰ卷)为研制抗病毒A的单克隆抗体,某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。

回答下列问题:

(2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤:

。

【答案】

(2)取小鼠甲脾脏剪碎,用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞,加入培养液制成单细胞悬液【详解】(2)取小鼠的脾脏,剪碎组织,用胰蛋白酶处理获得单个细胞,加入培养液可以制成单细胞悬液。2.(2020·全国Ⅰ卷)为研制抗病毒A的单克隆抗体,某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。

回答下列问题:(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞,需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于

,使用该培养基进行细胞培养的结果是

。图中筛选2含多次筛选,筛选所依据的基本原理是

。【答案】

(3)选择培养基只有杂交瘤细胞能够生存抗原与抗体的反应具有特异性【详解】(3)图中筛选1需要用到选择培养基,只有杂交瘤细胞可以存活。筛选2是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞,该过程要用到抗原抗体杂交,故筛选所依据的原理是抗原—抗体反应具有特异性。2.(2020·全国Ⅰ卷)为研制抗病毒A的单克隆抗体,某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。

回答下列问题:(4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖,可采用的方法有

。(答出2点即可)。【答案】

(4)将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖;将杂交瘤细胞在体外培养【详解】(4)获得能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞后,可以在体外培养液中进行培养,或在小鼠的腹腔中进行培养,使杂交瘤细胞大量增殖。3.(2020·全国Ⅲ卷)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路,制备一种膀胱生物反应器来获得W,基本过程如图所示。

(1)步骤①中需要使用的工具酶有

。步骤②和③所代表的操作分别是

和

。步骤④称为

。

【答案】

(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶显微注射早期胚胎培养胚胎移植【详解】(1)由分析可知,步骤①为构建基因表达载体,需使用同种限制酶切割目的基因和运载体,再由DNA连接酶连接黏性末端,形成重组表达载体;步骤②为显微注射;步骤③为早期胚胎培养;步骤④为胚胎移植。3.(2020·全国Ⅲ卷)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路,制备一种膀胱生物反应器来获得W,基本过程如图所示。

(2)与乳腺生物反应器相比,用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的

(答出2点即可)的限制。【答案】

(2)性别、年龄【详解】(2)与乳腺生物反应器相比,用膀胱生物反应器生产W,可从动物一出生就收集产物,不受动物的性别和年龄的限制。3.(2020·全国Ⅲ卷)W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路,制备一种膀胱生物反应器来获得W,基本过程如图所示。

(3)一般来说,在同一动物个体中,乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息

(填相同或不同),原因是

。

【答案】

(3)相同两种上皮细胞都是体细胞,且来源于同一个受精卵【详解】(3)在同