2024高考生物大一轮复习第十一单元第2讲细胞工程练习含解析新人教版

PAGEPAGE7第2讲细胞工程1．植物细胞工程在苗木生产、作物育种等方面得到普遍应用。请回答下列问题：(1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其缘由是_______________________________________。(2)在“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程中，运用的工程技术有_______；为获得杂种细胞，先除去细胞壁以获得__________，再用PEG诱导其融合；融合胜利的标记是杂种细胞出现__________。这项探讨最大的突破是__________________________。(3)将植物组织培育得到的__________(答出两项即可)等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子，在制备人工种子时可依据须要添加防霉药物，它应加在人工种子结构的________中。(4)科学家以成熟的水稻胚作为外植体，在基础培育基上探讨人工合成的生长调整剂对诱导愈伤组织的影响，结果如表所示。培育基代号2,4­D(mg·L－1)6­BA(mg·L－1)愈伤组织诱导率(%)A1.0065.41B2.0068.76C3.0091.01D3.00.254.48E3.00.557.35F3.01.051.71注：愈伤组织诱导率(%)＝(产生愈伤组织的数目/接种外植体数目)×100%。从表中可以看出，在基础培育基中添加________不利于愈伤组织的形成。解析：(1)因为花芽、叶芽等处的分生组织中病毒很少或几乎没有病毒，所以可利用其进行植物组织培育获得脱毒植株。(2)在“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程中，运用的工程技术有植物体细胞杂交技术、植物组织培育技术；为获得杂种细胞，先除去细胞壁以获得原生质体，再用PEG诱导其融合；融合胜利的标记是杂种细胞出现(新的)细胞壁(或“再生壁”)。这项探讨最大的突破是克服了不同种生物远缘杂交不亲和的障碍。(3)将植物组织培育得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。在制备人工种子时可依据须要添加防霉药物，它应加在人工种子结构的人工种皮中。(4)2,4­D浓度为1.0～3.0mg·L－1时，随着2,4­D浓度的上升，愈伤组织诱导率渐渐增大，但是添加6­BA后愈伤组织诱导率明显下降，可见6­BA不利于愈伤组织的形成，2,4­D有利于愈伤组织的形成。答案：(1)这些部位病毒极少(或不含病毒)(2)植物体细胞杂交技术、植物组织培育技术原生质体新的细胞壁克服了不同种生物远缘杂交不亲和的障碍(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽人工种皮(4)6­BA2．1971年，美国化学家从红豆杉树皮中分别出高抗癌活性的紫杉醇，从今，国家重点爱护珍稀植物——红豆杉遭遇了掠夺式的砍伐。为挽救红豆杉，同时获得紫杉醇，科研小组设计了如图所示的试验流程：(1)选用茎尖分生组织进行组织培育的目的是________，诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫________。以植物组织培育得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装后就可得到________。(2)茎尖分生组织细胞具有全能性的缘由是____________________。在生物生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，缘由是______________________。(3)现有植物甲中提取的物质X，能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小组欲获得既能产生紫杉醇又能产生物质X的植株，可利用______________技术获得杂种植株。该方法首先要利用________________除去细胞壁获得具有活力的原生质体，再经______________(试剂)诱导融合形成杂种细胞。解析：(1)茎尖分生组织含有的病毒较少，进行组织培育可以获得脱毒苗；分生组织经过脱分化过程可以形成愈伤组织；以植物组织培育得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装后可得到人工种子。(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息，因此具有发育的全能性。在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官，所以在生物生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性。(3)植物甲可以产生物质X，红豆杉可以产生紫杉醇，则利用植物体细胞杂交技术将两种植物细胞融合，获得的杂种植株的细胞既能产生紫杉醇又能产生物质X。植物体细胞杂交过程中，首先要利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得具有活力的原生质体，再经聚乙二醇诱导融合形成杂种细胞。答案：(1)获得脱毒苗脱分化人工种子(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官(3)植物体细胞杂交纤维素酶和果胶酶聚乙二醇3．依据下面植物体细胞杂交技术流程图，回答相关问题。(1)运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)自然状态下不能得到杂种植株，缘由是________________________________________________。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是__________，其中过程②称为__________，植物体细胞融合完成的标记是__________。(3)已知番茄为二倍体，马铃薯为四倍体，则“番茄—马铃薯”属于__________倍体植株。(4)已知柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培育来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培育进行到__________过程即可(填字母编号)。(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵，然后进行组织培育，该过程相当于________________________________________(填字母编号)。(6)人工种子是由发育到__________过程(填字母编号)的结构包袱上人工种皮制备的。解析：(1)番茄和马铃薯属于两个物种，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是细胞的全能性，其中过程②称为原生质体融合，植物体细胞融合完成的标记是产生新的细胞壁。(3)由于番茄为二倍体、马铃薯为四倍体，因此“番茄—马铃薯”属异源六倍体。(4)柴油是植物细胞的代谢产物，将柴油树细胞培育进行到愈伤组织即可提取，愈伤组织为图中的e时期。(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵，然后进行组织培育，包括脱分化和再分化两个阶段，即图中的④⑤。(6)人工种子是用胚状体包上人工种皮制成的，其中图中f阶段为胚状体阶段。答案：(1)不同种的植物存在生殖隔离(2)细胞的全能性原生质体融合产生新的细胞壁(3)六(4)e(5)④⑤(6)f4．(2024·广西钦州模拟)回答下列关于现代生物科技的问题：(1)动物细胞培育时为了将组织分散成单个细胞，常用________处理剪碎的组织块，并用培育液将细胞稀释制成________。(2)动物细胞培育时须要通入5%的CO2，其目的是__________________，为了防止杂菌污染，通常要在培育基中添加________。(3)动物细胞核移植时普遍运用的去核方法是________；常选用处于________(时期)的卵母细胞作为受体细胞，主要是因为卵细胞大，易操作，含有促进________表达的相关物质。解析：(1)动物组织培育需用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)将组织分散成单个细胞，并用培育液将细胞稀释制成细胞悬液。(2)动物细胞培育时须要通入5%的CO2，其目的是维持培育基的pH；通常在培育基中添加抗生素以防止杂菌污染。(3)体细胞核移植的过程中，去除卵母细胞中的细胞核可采纳显微操作去核法。因为卵细胞大，易操作，含有促进细胞全能性表达的相关物质，因此常选用处于MⅡ中期的卵母细胞作为受体细胞。答案：(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)细胞悬液(2)维持培育基的pH抗生素(3)显微操作去核法MⅡ中期(减数其次次分裂中期)细胞全能性5．(2024·河北三市联考)胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是一种全能性干细胞，具有自我更新和多向分化的潜能，在临床移植医学、细胞治疗、细胞工程、生物学基础探讨等领域具有重要的科学意义和巨大的应用前景。请回答下列问题。(1)ES细胞从________和________获得，对它可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。(2)人类在根治糖尿病时，可通过ES细胞定向分化出________(填写细胞名称)再进行移植。此过程中，若定向诱导培育出相应的器官进行移植除能解决目前临床上存在的供体器官不足的问题外，还有一大优点是____________________。(3)若将ES细胞体外培育，在培育基中通常需加入________等一些自然成分，还须要供应5%的CO2，其作用是________。(4)与体细胞核移植相比，用ES细胞诱导的方法更简单发育成克隆动物，缘由在于ES细胞的分化程度________，全能性高。解析：(1)胚胎干细胞来源于早期胚胎或原始性腺。(2)糖尿病可由胰岛B细胞受损所致。用自身的胚胎干细胞诱导培育获得的器官移入自身体内，由于遗传物质相同，不会产生免疫排斥反应。(3)动物细胞培育的培育基中须要加入血清、血浆等自然物质。动物细胞培育过程中供应5%的CO2的作用是维持培育液的pH。(4)ES细胞的分化程度低，细胞全能性高。答案：(1)早期胚胎原始性腺(2)胰岛B细胞避开产生免疫排斥(3)血清、血浆维持培育液的pH(4)低6．胃癌是我国发生率很高的一种恶性疾病，制备抑制胃癌细胞增殖的单克隆抗体对治疗胃癌具有重要意义。抗胃癌单克隆抗体制备过程如下图。(1)抗胃癌单克隆抗体制备过程中要用到___________________________和__________技术。(2)甲代表__________细胞。(3)诱导骨髓瘤细胞与甲融合，可用的诱导因素有________________等(写出两种)。(4)通过检测细胞是否产生所需的专一抗体，筛选出丙，该过程中所选用的抗原是_______________________________________________________。(5)在甲、丙及骨髓瘤细胞中，只有丙经培育后，可获得大量的抗胃癌单克隆抗体，缘由是___________________________________________________。解析：(1)单克隆抗体制备过程中用到了动物细胞培育和动物细胞融合技术。(2)杂交瘤细胞乙是由甲B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的。(3)诱导动物细胞融合时，常采纳物理方法(离心、振动、电激)、化学方法(聚乙二醇)或生物方法(灭活的病毒)。(4)制备的抗胃癌单克隆抗体针对的抗原是胃癌细胞，所以应当用胃癌细胞作为抗原检测丙细胞是否产生所需抗体。(5)因杂交瘤细胞既可以无限增殖又可以产生抗体，所以可以通过对杂交瘤细胞培育，使其产生单克隆抗体。答案：(1)动物细胞培育动物细胞融合(2)(效应)B淋巴(3)聚乙二醇、灭活的病毒、离心、振动、电激等(写出其中两种即可)(4)人的胃癌细胞(5)只有细胞丙既能无限增殖又能产生抗体7．下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解。请据图回答：(1)图中①、②所示的结构分别是________、________。(2)图中③、④所示的生物工程技术分别是________________、________________。(3)过程③通常用去核卵细胞作受体细胞的缘由除了它体积大、易操作，养分物质丰富外，还因为它____________________________________________。(4)过程④通常采纳的方法是_________________________________________。(5)过程④的完成须要用到的非酶基因操作工具为________________________________________________________。(6)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是______________________________________________________。解析：(1)体细胞核移植利用体细胞核和去核卵细胞。内细胞团细胞具有发育的全能性，此时导入健康胰岛B细胞基因，可以形成能正常分泌胰岛素的胰岛B细胞群。(2)③将体细胞核和去核卵细胞重组为一个细胞，为体细胞核移植技术。④将健康胰岛B细胞基因移植入受体细胞，为基因工程技术。(3)过程③通常用去核卵细胞作为受体细胞，除了因为它体积大，易操作，养分物质丰富外，还因为其含有能够激活细胞核全能性表达的物质。(4)目的基因导入动物细胞通常用显微注射法。(5)基因工程基本工具为限制酶、DNA连接酶、载体，载体为非酶基因操作工具，通常为质粒。(6)图示方法与一般的异体移植相比可避开免疫排斥。答案：(1)细胞核内细胞团(2)(体细胞)核移植技术基因工程(转基因技术或重组DNA技术)(3)含有促进(或激活)细胞核全能性表达的物质(4)显微注射法(5)载体(6)不发生免疫排斥反应8．人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大，通常从血液中提取。但由于HIV等的威逼与日俱增，使人们对血液制品的运用顾虑重重。假如应用现代生物学技术，将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中，那么利用奶牛乳汁生产的血清白蛋白就会平安、高效地满意人类需求。如图所示为利用奶牛乳汁生产人血清白蛋白的过程，请据图回答下列问题：(1)以上过程涉及的现代生物学技术中，属于细胞工程的有________________。(2)在基因工程中，我们称①为目的基因，获得①的途径主要有____________(答出两项即可)。在①进入③之前要构建基因表达载体，这是基因工程的核心，除目的基因外，基因表达载体还必需含有__________，将①导入③的常用方法是______________。(3)图中②一般经过________处理可以得到③。从③到④的过程中一般利用未受精的卵母细胞去核后作为受体细胞，对卵母细胞的去核处理一般选择在__________期进行。(4)在动物细胞培育过程中，为了达到无菌、无毒的环境条件，除了要对培育液和培育器具进行消毒，还要在细胞培育液中添加肯定量的__________，以防培育过程中的污染。此外，应__________，以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。(5)重组细胞④发育到囊胚期时，须要取囊胚的________细胞做DNA分析，进行性别鉴定，选择雌性胚胎进行移植。解析：(1)动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培育、动物细胞核移植、动物细胞融合等。图中形成④的过程为核移植，由重组细胞发育成⑤需经动物细胞培育。(2)获得目的基因的方法主要有PCR技术、人工合成和从基因文库中提取，将获得的目的基因导入动物细胞常用显微注射法。一个基因表达载体的组成，除目的基因外，还必需有启动子、终止子以及标记基因等。(3)动物组织分散成单个细胞常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。对卵母细胞的去核处理一般选择在减数其次次分裂中期进行。(4)在动物细胞培育过程中，为了达到无菌、无毒的环境条件，除了要对培育液和培育器具进行消毒，还要在细胞培育液中添加肯定量的抗生素，以防培育过程中的污染。此外，应定期更换培育液，以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。(5)进行性别鉴定时，要选囊胚的滋养层细胞做DNA分析，选择雌性胚胎进行移植。答案：(1)核移植技术、动物细胞培育(2)基因文库中提取、PCR技术扩增、人工合成(答案合理即可)启动子、终止子、标记基因显微注射法(3)胰蛋白酶或胶原蛋白酶减数其次次分裂中(4)抗生素定期更换培育液(5)滋养层9．动物细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。现在已经广泛应用于多种探讨工作中，特殊是新发展起来的杂交瘤技术，为制备单克隆抗体开拓了新途径。探讨表明DNA合成有两条途径：“S途径”和“D途径”，淋巴细胞(B淋巴细胞)有“S途径”和“D途径”；骨髓瘤细胞只有“D途径”；HAT培育液中氨基蝶呤可以阻断