2025届高考生物一轮复习课后限时集训40细胞工程含解析新人教版

PAGE8-细胞工程(建议用时：40分钟)1．开放式光自养微繁技术是无糖与开放相结合的组培方法，即在无糖组培的容器中，在开放培育环境下，向培育基中加入广谱抑菌剂，省去严格的无菌操作，在提高组培效率的同时降低了生产成本，使更多植物实现组培产业化成为可能。回答下列问题：(1)植物离体的细胞可通过脱分化形成__________________，其在肯定培育条件下可再分化出____________________，进而形成完整的植株，该过程实现的原理是____________________。(2)与传统植物组织培育相比，开放式光自养微繁技术变更培育基成分，培育基中不再含有糖，而是以__________________作为碳源。(3)自养微繁技术中也须要植物激素的作用，当生长素含量高于细胞分裂素时，利于________的分化；当细胞分裂素含量高于生长素时，利于________的分化。(4)与常规的种子繁殖方法相比，植物微型繁殖技术的特点有____________________________________________________________________(答出两点即可)。[解析](1)依据植物组织培育过程可知，植物细胞在离体条件下可通过脱分化形成愈伤组织，然后经过再分化过程分化成幼根和芽，进而发育成完整个体。该过程主要依据的原理是植物细胞的全能性。(2)由于开放式光自养微繁技术是在开放培育环境下进行植物组织培育，植物可以进行光合作用，可以利用空气中的CO2作为碳源合成糖类等能源物质供植株利用，所以不须要在培育基中加入糖类等碳源。(3)植物组织培育技术在进行再分化培育时，培育基中生长素含量高于细胞分裂素时，利于植物根的分化；当细胞分裂素含量高于生长素时，利于植物芽的分化。利用培育基中激素比例的不同对细胞进行诱导分化，从而实现愈伤组织发育成完整植株的目的。(4)植物组织培育优点有许多，比如占用空间小，不受地区、季节限制；可以用来培育脱毒作物；培育周期短，可以加快育种过程；可短时间大量繁殖，用于挽救濒危植物；变异几率低，可保持原母本的一切遗传特性。[答案](1)愈伤组织幼根和芽植物细胞的全能性(2)CO2(3)根芽(4)能保持植物原有的遗传特性、繁殖速度快2．下表表示高等动植物亲代个体产生新个体的3种不同途径，请据表分析并回答问题：生物途径主要流程动植物甲亲代个体→受精卵→胚→新个体植物乙亲代个体→体细胞→胚状体→新个体动物丙亲代个体→核移植细胞→早期胚胎→新个体(1)甲、乙、丙途径中属于有性生殖的是________，三种途径中由胚(胚状体或早期胚胎)发育成新个体都须要经过细胞的________________。(2)相比于甲，乙、丙途径在应用上的优点是__________________。乙途径依据的原理是____________________________，动物一般采纳丙途径而不采纳乙途径繁殖新个体的缘由是________________________________________。(3)丙途径中，从早期胚胎→新个体的流程中还须要进行的生物工程技术是____________________。该途径获得的新个体与供核的亲代个体性状不完全相同的缘由是______________________________。(4)若从乙、丙途径获得的新个体中各取一小块组织进行体外培育。下列叙述错误的有________(填字母)。a．前者需先用盐酸解离，后者需先用胰蛋白酶处理b．前者培育基中一般加入蔗糖，后者一般加入葡萄糖c．前者培育过程须要持续光照，后者可在暗处培育d．两者培育过程中均须要保证无菌条件防止杂菌污染[解析](1)甲表示动植物正常有性生殖的过程；乙表示植物组织培育产生新个体的过程，为无性繁殖；丙表示通过核移植产生新个体的方式，生殖方式为无性繁殖。三种途径中由胚(胚状体或早期胚胎)发育成新个体都须要经过细胞的分裂、分化才能完成新个体的发育过程。(2)相比于甲，乙、丙途径在应用上的优点是快速繁殖优良品种。乙途径为植物组织培育，该过程的原理是植物体细胞的全能性，由于高度分化的动物体细胞的全能性受到限制，分化潜能弱，故动物繁殖新个体一般采纳丙途径。(3)丙途径中，从早期胚胎→新个体的流程中还须要进行的生物工程技术是胚胎移植。胚胎移植是动物细胞工程产生新个体的最终一步，该途径获得的新个体的遗传物质由供核的亲代的核基因和供质亲代的质基因共同组成，进而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，故新个体性状与供核亲本不完全相同。(4)植物组织离体后干脆进行组织培育操作时，不需先用盐酸解离。后者为动物细胞需先用胰蛋白酶处理，分散成单个细胞再进行培育，a错误；前者培育过程为植物组织培育，培育基中一般加入蔗糖，后者为动物细胞培育，培育液中一般加入葡萄糖，b正确；前者为植物组织培育，前期不须要光，后期须要持续光照，后者为动物细胞培育可在相宜条件下培育，c错误；两者培育过程中均须要保证无菌条件，这是试验胜利的关键，d正确。[答案](1)甲分裂和分化(或分裂、分化、苍老、凋亡等过程)(2)快速繁殖优良品种植物体细胞的全能性高度分化的动物体细胞的全能性受到限制，分化潜能弱(3)胚胎移植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)ac3．(2024·河北省石家庄市高三质检)随着动物细胞工程技术的不断成熟，使通过核移植技术诱导重组体细胞增殖分化获得健康的组织器官成为了可能，这为等待器官移植的非遗传病患者带来了希望。如图为通过该技术获得相应组织器官并进行移植的过程，请回答下列问题：(1)图中的供体二为________(填“患者”或“健康者”)，细胞①应为________细胞。(2)②为重组细胞，其经过A________(技术手段)形成囊胚，其中④细胞在形态上具有________特征。(3)B过程须要在培育基中加入________才能获得相应的组织器官。图中B→C过程________(填“能”或“不能”)体现细胞的全能性，其理由是__________________________________________________。(4)探讨表明：已痊愈的新型肺炎患者体内会出现相应抗体，一般抗体的作用会持续半年或者更长时间。若现已从某位志愿者体内获得肯定量的B淋巴细胞，试验室有保存的小鼠骨髓瘤细胞，为获得产生相应抗体的杂交瘤细胞，请写出关键过程_________________________________________________________。[解析](1)由分析可知，图中的供体二为患者，细胞①应为健康者供应的(正常的)卵母细胞。(2)②为重组细胞，其经过A早期胚胎培育形成囊胚，其中④胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小、细胞核大、核仁明显的特征。(3)由于胚胎干细胞需经诱导分化形成相应的组织器官，所以B过程须要在培育基中加入分化诱导因子才能获得相应的组织器官。图中B→C过程不能体现细胞的全能性，其理由是该过程仅形成组织器官，没有形成完整个体。(4)若现已从某位志愿者体内获得肯定量的B淋巴细胞，试验室有保存的小鼠骨髓瘤细胞，为获得产生相应抗体的杂交瘤细胞的关键过程为将获得的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞进行融合，从融合的产物中分别筛选杂交瘤细胞，从杂交瘤细胞中筛选出产生相应抗体的杂交瘤细胞[答案](1)患者(正常的)卵母细胞(2)早期胚胎培育细胞体积小、细胞核大、核仁明显(3)分化诱导因子不能该过程仅形成组织器官，没有形成完整个体(4)将获得的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞进行融合，从融合的产物中分别筛选杂交瘤细胞，从杂交瘤细胞中筛选出产生相应抗体的杂交瘤细胞4．近期，5只生物钟紊乱的体细胞克隆猴登上中国综合英文期刊《国家科学评论》封面，标记着中国体细胞克隆技术走向成熟。如图为克隆猴的步骤，请回答下列问题：(1)在各级神经中枢中，与猴子生物节律限制有关的中枢位于________。除了脑部主生物钟外，在肝脏、胰脏等器官中还存在局部生物钟，敲除猴子肝脏细胞中的生物钟基因后，出现低血糖症状，其缘由可能是________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)核移植前需将A猴卵母细胞培育至______________期，并进行去核操作，其目的是____________________________________________。从细胞水平分析，与取B猴体细胞的细胞核进行移植相比，干脆将B猴体细胞注入去核A猴卵母细胞的优势是__________________________________。(3)重组细胞进行体外培育，须要气体环境和无菌、无毒的环境，其中前者须要的气体主要是________；后者的详细操作有_____________________(答三点)。[解析](1)与生物节律限制有关的中枢位于下丘脑。在肝脏、胰脏等器官中还存在局部生物钟，敲除猴子肝脏细胞中的生物钟基因后，出现低血糖症状，其缘由可能是肝脏细胞中的肝糖原分解产生葡萄糖并进入血液中，受生物钟基因调控。(2)核移植前需将A猴卵母细胞培育至减数其次次分裂中期，并进行去核操作，其目的是保证克隆猴的遗传物质主要来自B猴。从细胞水平分析，与取B猴体细胞的细胞核进行移植相比，干脆将B猴体细胞注入去核A猴卵母细胞可以避开取核过程对核造成损伤。(3)重组细胞进行体外培育，须要的气体环境主要是O2和CO2；保证无菌无毒环境的详细操作有对培育皿和全部培育用具进行无菌处理；在培育液中添加肯定量的抗生素；定期更换培育液。[答案](1)下丘脑肝脏细胞中的肝糖原分解产生葡萄糖并进入血液中，受生物钟基因调控(2)减数其次次分裂中保证克隆猴的遗传物质主要来自B猴避开取核过程对核造成损伤(3)O2和CO2对培育皿和全部培育用具进行无菌处理；在培育液中添加肯定量的抗生素；定期更换培育液5．(2024·潍坊市一中高三模拟)科研人员在杂交瘤细胞的基础上，获得了双杂交瘤细胞，能够产生双特异性抗体，该抗体可以同时结合两种抗原。(1)科研人员将抗原α、β分别注射到小鼠体内，引起机体的________免疫，________分泌相应抗体。(2)科研人员获得上述小鼠的脾脏细胞，制备两种杂交瘤细胞。每种杂交瘤细胞产生的抗体结构、与抗原结合的状况如图1所示。图1图2①制备杂交瘤细胞时，需将上述小鼠的脾脏组织，用________处理获得单细胞后，再与小鼠的骨髓瘤细胞融合，筛选得到两种杂交瘤细胞。将两种杂交瘤细胞用________试剂处理促进其融合，在培育基中加入________(自然成分)培育。假如两种细胞胜利融合，则会同时表达出抗体的重链A、B和轻链a、b，这种细胞称作双杂交瘤细胞。②抗体由两条重链和两条轻链组成，重链和轻链均分为恒定区和可变区，两条重链依靠于A1或B1进行组装(A1与B1相同)，重链与轻链的组装依靠于恒定区A2、a或B2、b(a与b相同)。因此，双杂交瘤细胞产生的抗体种类较多，其中有一种抗体能同时与抗原α、β结合称为双特异性抗体，如图2。请将A1、A2、B1、B2、a、b、α、β等字符填入下面的表格中。123456A2B2α③为使双杂交瘤细胞只产生图2所示双特异性抗体，降低纯化分别成本，科研人员对重链、轻链的结构进行改造。改造思路是在A、B、a、b的恒定区通过变更________，进而变更蛋白质的空间结构，实现“榫卯”式互补组装的唯一性，这种改造属于现代生物技术中的________工程。(3)结合双特异性抗体特点，请分析其在肿瘤治疗方面的应用前景：__________________________________________________________________。[解析](1)抗原进入小鼠体内能够引起机体的体液免疫，使浆细胞分泌抗体。(2)①制备杂交瘤细胞，将小鼠的脾脏组织用胰蛋白酶处理获得单细胞。动物细胞的融合须要运用PEG进行诱导，再加入动物血清进行培育。②双抗体是同时含有与抗原α、β结合的抗体。由于1是A2，依据图1的结构3为a,2是B2,4是b,5是α，6是β。即答案为：123456A2B2abαβ③蛋白质的空间结构是由氨基酸的种类和排列依次确定，所以可以通过变更氨基酸的种类和排列依次变更蛋白质的空间结构，属于蛋白质工程。(3)双抗体可以和两种抗原结合，所以可以研制与肿瘤细胞和抗肿瘤药物结合的双特异性抗体，特异性杀死肿瘤细胞。[答案](1)体液浆细胞(2)①胰蛋白酶PEG(或“聚乙二醇”)动物血清②123456A2B2abαβ③氨基酸种类(或“序列”)蛋白质(3)研制与肿瘤细胞和抗肿瘤药物结合的双特异性抗体，特异性杀死肿瘤细胞6．(2024·广东省六校联盟高三联考)2024年中国科学院神经科学探讨所利用CRISPR—Cas9基因编辑技术，胜利构建了世界首例核心节律基因BMAL1敲除猕猴模型，并胜利用基因敲除猴的体细胞通过克隆技术培育了5只克隆疾病猴，为节律紊乱相关疾病机理的探讨供应了比较志向的动物模型。CRISPR—Cas9基因编辑系统由单链向导RNA(sgRNA)和Cas9蛋白组成。回答下列问题：(1)科学家常用________法将CRISPR—Cas9基因编辑系统导入猕猴细胞，编辑系统利用sgRNA来识别靶基因DNA，并引导Cas9蛋白剪切DNA，使靶基因发生变更，实现基因敲除。sgRNA能识别靶基因DNA的缘由是________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在体外培育猕猴体细胞时，须要肯定比例的O2和CO2，故通常采纳________或____________________________(填试验器材)，将其置于CO2培育箱中进行培育。所运用的培育基属于________(填“合成”或“自然”)培育基，培育基除了灭菌外，还须要通过______________________________来保证无菌无毒环境。(3)进行体细胞克隆选择去核卵母细胞作为受体细胞，可能缘由是___________________________________________________________________(答出两点)。(4)克隆猴被用于人类疾病探讨与治疗中所具有的突出优点是__________________________。[解析](1)将目的基因注入动物细胞常用显微注射，sgRNA本质是RNA，基因DNA本质是DNA分子，都是由核苷酸组成的长链，遵循碱基互补配对原则，所以二者能够识别的缘由是sgRNA的碱基序列能与靶DNA的碱基序列发生互补结合。(2)动物细胞培育可以在培育皿和松盖培育瓶中进行，将其置于CO2培育箱中进行培育。所运用的培育基须要明确各种化学成分，所以是合成培育基，培育基须要添加肯定量的抗生素(可以杀菌)并定期更换培育液来保证无菌无毒环境。(3)去核卵母细胞的体积较大，易于进行试验操作；含有较多的养分物质，可以满意早期胚胎发育的须要；含有使已经分化的细胞核复原分裂实力的物质，因此进行体细胞克隆时，可以作为受体细胞。(4)猴子与人的亲缘关系近；克隆动物能削减个体差异的影响，所以克隆猴被用于人类疾病探讨与治疗。[答案](1)显微注射sgRNA的碱基序列能与靶DNA的碱基序列发生互补结合(2)培育皿松盖培育瓶合成添加肯定量的抗生素并定期更换培育液(3)去核卵母细胞的体积较大，易于进行试验操作；含有较多的养分物质，可以满意早期胚胎发育的须要；含有使已经分化的细胞核复原分裂实力的物质(4)亲缘关系近；克隆动物能削减个体差异的影响7．科研人员采纳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，其技术路途如图。(1)要想目的基因只在乳腺组织中表达，在构建基因表达载体A时，须要将________基因和________________等调控组件重组在一起。(2)将A导入绵羊胎儿成纤维细胞中常用的方法是____________。将A导入受精卵能否获得转基因绵羊？________，推断依据是___________________________________________________________。(3)核移植的受体应选用________期卵母细胞。(4)移植应选择胚胎发育到________阶段时进行；转基因绵羊的性状基本上与代孕母羊无关的缘由是___________________________________________。[解析](1)①过程构建的A是含目的基因的(基因)表达载体。它必需将目的基因人凝血因子IX与乳(腺)蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，才能通过分泌乳汁来生产人凝血因子IX医用蛋白。(2)将A导入绵羊胎儿成纤维细胞中常用的方法是显微注射法。因为受精卵具有发育的全能性，将受精卵体外培育成早期胚胎再胚胎移植就可获得转基因绵羊。(3)在核移植之前，必需先去掉受体卵细胞的核，目的是保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞，核移植的受体应选用处于MⅡ中期的卵母细胞。(4)移植应选择胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段时进行；转基因绵羊的细胞核来源于供核母羊，因此转基因绵羊的性状与供核母羊最相像，基本上与代孕母羊无关。[答案](1)人凝血因子IX乳腺组织特异性表达的启动子(2)显微注射法能因为受精卵具有发育的全能性，将受精卵体外培育成早期胚胎再胚胎移植就可获得转基因绵羊(3)MⅡ中(4)桑椹胚或囊胚胚胎的遗传性状基本不受受体的任何影响8．EV71是引发手足口病的一种人肠道病毒。为制备抗EV71的单克隆抗体，科研人员用小鼠进行试验。(1)将EV71灭活病毒、EV71外壳蛋白VP1和VP2作为________分别注射到3组小鼠体内，引发小鼠机体的________免疫，产生相应的抗体。(2)多次免疫后，分别取上述3组小鼠的血清和未免疫小鼠血清，测定抗体与抗原的结合强度，结果如图所示。抗原种类①EV71免疫的小鼠血清抗体________(填“是”或“不是”)单一抗体，推断依据是________________________________________________。②测定各组小鼠血清与非EV71蛋白结合强度，目的是解除______________________的影响。③制备抗EV71单克隆抗体时，