2014屆高考生物 第2講 細胞工程解題高效訓練 新人教版選修3

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1、 第二講細_胞_工_程 [課堂考點集訓] 考點一　植物細胞工程 1．下列有關植物組織培養(yǎng)的說法錯誤的是(　　) A．可用于保護生物的多樣性，特別是保護珍稀、瀕危物種 B．其理論基礎為細胞的全能性 C．離體條件、激素刺激、無菌操作、有機營養(yǎng)供應，四者缺一不可 D．再分化過程中有細胞形態(tài)、結構的變化，而脫分化過程中沒有 解析：選D　離體的、已分化的組織細胞經脫分化形成愈傷組織，細胞的形態(tài)結構發(fā)生了變化。 2．(2010·江蘇高考)(多選)明黨參是我國珍稀藥用植物，對其進行保護性開發(fā)利用的方法有(　　) A．設計細胞培養(yǎng)反應器，實現藥用成分的工廠化生產 B．大量培養(yǎng)愈傷組

2、織，直接提取藥用成分 C．大規(guī)模栽培組織培養(yǎng)苗，獲取藥用成分 D．利用組織培養(yǎng)獲得胚狀體，制成人工種子 解析：選ABCD　設計細胞培養(yǎng)反應器，可以實現細胞產物的工廠化生產。有些藥用成分可以從愈傷組織中直接提取。微型繁殖和人工種子都可以促進植物大量繁殖。 考點二　動物細胞融合和單克隆抗體 3．(2013·南京二模)下列是應用動物細胞工程獲取單克隆抗X抗體的具體操作步驟，其中對單克隆抗體制備的相關敘述錯誤的是(　　) ①從患骨髓瘤的小鼠體內獲取骨髓瘤細胞　②將X抗原注入小鼠體內，獲得能產生抗X抗體的B淋巴細胞?、蹖㈦s交瘤細胞注入小鼠腹腔內培養(yǎng)?、芎Y選出能產生抗X抗體的雜交瘤細胞?、堇?/p>

3、選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞⑥從小鼠腹水中提取抗體?、呃么偌毎诤弦蜃哟偈辜毎诤? A．實驗順序應該是①②⑦⑤④③⑥ B．③過程產生多個雜交瘤細胞的過程稱為克隆 C．⑦過程獲得的細胞均可無限增殖 D．利用細胞融合生產單克隆抗體過程中通常要經過兩次篩選 解析：選C　在細胞融合過程中，如果只考慮兩兩細胞的融合，有骨髓瘤細胞和骨髓瘤細胞的融合，骨髓瘤細胞和B淋巴細胞的融合，B淋巴細胞和B淋巴細胞的融合，其中B淋巴細胞和B淋巴細胞的融合不能無限增殖。 4．(2013·浙江四校調研)植物體細胞雜交與動物細胞工程中所用技術與原理不相符的是(　　) A．纖維素酶、果膠酶處理和胰蛋白酶處理——酶

4、的專一性 B．植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)——細胞的全能性 C．原生質體融合和動物細胞融合——生物膜的流動性 D．紫草細胞培養(yǎng)和雜交瘤細胞的培養(yǎng)——細胞分裂 解析：選B　植物組織培養(yǎng)的原理是細胞的全能性，而動物細胞培養(yǎng)的原理是細胞的增殖。 考點三　動物細胞培養(yǎng)與核移植 5．下列關于動物體細胞核移植技術和克隆動物的敘述，正確的是(　　) A．目前在實驗中，科學家可以用類似植物組織培養(yǎng)的方法獲得完整的動物個體 B．體細胞的細胞核移植到受體細胞之前，要先去掉受體卵母細胞的核 C．用于核移植的供體細胞一般都選用傳代50代以內的細胞 D．用體細胞核移植方法生產的克隆動物是對體細胞供體動

5、物進行100%的復制 解析：選B　目前在實驗中，科學家還不能直接把動物細胞培養(yǎng)成完整的動物個體。用于核移植的供體細胞一般都選用傳代10代內的細胞，因為10代內的細胞能保持正常的核型。體細胞核移植方法生產的克隆動物，并沒有對體細胞供體動物進行100%的復制，因為還有部分遺傳物質來自受體卵母細胞的線粒體。 6(2013·東北三省四市聯考)科學家通過轉基因技術獲得了含有人生長激素基因的奶牛，如果要加速轉基因奶牛的繁育，可以對此轉基因奶牛進行克隆(如下圖所示)，請結合圖示回答下列問題： (1)在進行細胞培養(yǎng)時，要對取自轉基因奶牛的組織細胞進行分離，形成單個細胞，這個過程中需要利用______

6、__酶處理。 (2)形成重組細胞時應選用________期的卵母細胞，并去掉其細胞核的原因是________。 (3)如果重組細胞為貼附性細胞，則在進行原代培養(yǎng)時，會表現出________和________等特點。 (4)圖中犢牛并非是對體細胞核供體母牛100%的復制，其原因主要有________________、________________。 (5)上圖中所示的生物技術整體被稱為________，其包括的具體生物技術有________、________等。轉基因奶牛的克隆成功，說明了動物________具有全能性。 解析：圖中所示技術為動物體細胞核移植技術，其中應用到的生物技術

7、包括動物細胞培養(yǎng)、細胞核移植、胚胎移植等。轉基因奶牛的克隆成功，說明了動物體細胞的細胞核具有全能性。在動物細胞培養(yǎng)過程中，一般用胰蛋白酶將細胞分散開，獲得細胞懸液。如果重組細胞為貼附性細胞，在進行原代培養(yǎng)時，會表現出貼壁生長和接觸抑制等特點。在細胞核移植形成重組細胞的過程中一般選用處于減數第二次分裂中期的卵母細胞，去除其細胞核是為了保證克隆出的動物個體的遺傳物質幾乎全部來自供體細胞。克隆出的個體細胞質中的遺傳物質來自卵母細胞，并且生物性狀的表達還受到環(huán)境因素的影響，所以圖中犢牛并非是對體細胞核供體母牛100%的復制。 答案： (1)胰蛋白(或膠原蛋白) 　(2)MⅡ中(或減Ⅱ中) 使克隆出

8、的動物個體的遺傳物質幾乎全部來自供體細胞(或避免卵細胞中的遺傳物質對后代造成干擾)　 (3)貼壁生長(或細胞貼壁) 　接觸抑制　 (4)生物的性狀受細胞核基因和細胞質基因共同控制 　 生物的性狀受環(huán)境因素的影響(兩空順序可以顛倒)　 (5)核移植(或體細胞核移植) 　動物細胞培養(yǎng)　 胚胎移植　體細胞的細胞核 [課下綜合檢測] 一、選擇題 1．(2012·上海高考)相對細菌和植物細胞而言，動物細胞離體培養(yǎng)更需關注培養(yǎng)基的滲透壓，這是因為動物細胞(　　) A．沒有細胞壁，對培養(yǎng)基的滲透壓更敏感 B．滲透壓遠高于細菌或植物細胞的滲透壓 C．沒有成熟大液泡，滲透壓調節(jié)能力差 D．生長緩

9、慢，各生長階段對環(huán)境的滲透壓要求不同 解析：選A　動物細胞無細胞壁，對培養(yǎng)基的滲透壓比細菌和植物細胞更敏感，會因吸水或失水過多而導致細胞死亡。 2．下列四個選項中，肯定沒有采用植物組織培養(yǎng)技術的一項是(　　) A．花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株 B．秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗得到多倍體植株 C．基因工程培育的抗棉鈴蟲的棉花植株 D．細胞工程培育“番茄——馬鈴薯”雜種植株 解析：選B　花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株運用了植物組織培養(yǎng)技術，基因工程培育抗棉鈴蟲的棉花植株、細胞工程培育“番茄——馬鈴薯”雜種植株都運用了植物組織培養(yǎng)技術；秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗得到多倍體植株未用到植物組織

10、培養(yǎng)技術。 3．下列關于克隆技術的敘述中，錯誤的是(　　) A．可利用原生質體進行植物組織培養(yǎng) B．原生質體可作為轉基因的受體細胞 C．植物克隆的技術基礎是植物組織培養(yǎng) D．動物克隆的技術基礎是核移植 解析：選D　在植物細胞工程中，原生質體可以作為基因工程的受體細胞，經培養(yǎng)可再生出新的植株；動物克隆的技術基礎是動物細胞培養(yǎng)。 4．下列有關現代生物科技的敘述中，錯誤的是(　　) A．植物體細胞雜交技術克服了不同生物遠緣雜交不親和的障礙 B．動物細胞融合技術開辟了制備單克隆抗體的新途徑 C．利用基因工程技術可以使哺乳動物生產人類所需的藥品 D．胚胎移植技術的優(yōu)勢是可以充分發(fā)揮

11、雄性優(yōu)良個體的繁殖潛力 解析：選D　胚胎移植技術的優(yōu)勢是可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。 5．下列有關動植物細胞工程的敘述，不正確的是(　　) A．動物細胞融合過程中，常用的誘導因素有滅活的病毒、PEG等 B．動物細胞培養(yǎng)過程中，常用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理組織塊 C．植物組織培養(yǎng)過程中，需要用纖維素酶、果膠酶去除細胞壁 D．植物體細胞雜交過程中，需要用不同濃度的細胞分裂素和生長素培養(yǎng)雜種細胞 解析：選C　植物組織培養(yǎng)時不需要去掉細胞壁，植物體細胞雜交才需要先去掉細胞壁。 6.(2013·紹興二模)右圖是科學家新研發(fā)的制備單克隆抗體的過程，相關敘述錯

12、誤的是(　　) A．該過程涉及基因工程和動物細胞融合技術 B．經酶A處理后的Ⅰ與質粒具有相同的黏性末端 C．若供體DNA提供了prG基因(無限增殖調控基因)，則該過程中的Ⅱ是已免疫的B淋巴細胞 D．通過檢測和篩選得到的Ⅲ細胞既能無限增殖又能分泌特異性抗體 解析：選A　由圖可知，該過程涉及基因工程，但未涉及動物細胞融合技術。 7．為了培育菊花新品種，科學家利用二倍體野生夏菊和六倍體栽培秋菊進行雜交，培育過程如圖所示。下列有關敘述正確的是(　　) A．野生夏菊和栽培秋菊自然雜交后是四倍體，屬于同一物種 B．①過程常選擇酶解法去壁，一般在低滲溶液中進行 C．②過程有關的細胞器只

13、有高爾基體比較活躍 D．d植株含有夏菊和秋菊的遺傳物質 解析：選D　夏菊和秋菊二者存在生殖隔離，二者屬于不同物種。酶解后原生質體沒有細胞壁，在低滲溶液中會出現吸水脹破的現象。②過程屬于形成新細胞壁的過程，細胞中線粒體和高爾基體都比較活躍。d植株屬于雜種植株，含有親本夏菊和秋菊的遺傳物質。 8．(2013·南京二模)正常細胞合成DNA有兩條途徑：a通路(主通路)和b通路(旁路)。用于進行單克隆抗體制備的骨髓瘤細胞是DNA合成的b通路缺陷型細胞株，讓B淋巴細胞與這種缺陷型細胞融合，再在加入DNA合成的a通路阻斷劑(氨基嘌呤)的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，這種培養(yǎng)會產生哪些效果(　　) ①促進細胞融合　

14、②淘汰B淋巴細胞　 ③淘汰骨髓瘤細胞　 ④選擇雜交瘤細胞　 ⑤淘汰骨髓瘤細胞相互融合的細胞 ?、尢蕴瑽淋巴細胞相互融合的細胞 A．①②③④⑤⑥ 　　　　　 B．②③④⑤⑥ C．②③④ D．④⑤⑥ 解析：選B　 B淋巴細胞和B淋巴細胞——B淋巴細胞由于不能無限增殖會被淘汰；由于所用的骨髓瘤細胞的DNA合成的b通路缺陷，培養(yǎng)液中再加入DNA合成的a通路阻斷劑，則骨髓瘤細胞及骨髓瘤細胞——骨髓瘤細胞不能合成DNA會被淘汰，只有雜交瘤細胞可被選擇。 二、非選擇題 9．(2013·西安名校三檢)如圖為種間植物細胞融合再生植物示意圖。請據圖回答： (1)步驟①是使植物細胞形

15、成________階段，其關鍵技術是________。 (2)步驟②一般要用______________________________________________________。 (3)③為________過程之后，兩者最終融合為一體成為一個新的雜種細胞。 (4)在形成再生植株的過程中，與組織培養(yǎng)相似的步驟是 ________________________________________________________________________。 (5)培養(yǎng)的雜種植株在形態(tài)上表現為________，其根本原因是___________________。 (6)親本A細

16、胞與親本B細胞兩兩融合后的細胞有________種，具體為_____________。 解析：植物細胞首先要用纖維素酶和果膠酶去掉細胞壁，然后用聚乙二醇誘導劑誘導融合，形成雜種細胞。A細胞和B細胞融合后形成AA、BB和AB三種融合細胞。 答案：原生質體　使用纖維素酶和果膠酶去掉細胞壁 (2)聚乙二醇(PEG)等誘導劑誘導融合 (3)原生質體融合　(4)⑤　(5)雜種特性　具有雙親的全部遺傳物質　(6)3　AA、BB、AB 10．運用動物體細胞雜交技術可實現基因定位。研究發(fā)現：用人體細胞與小鼠體細胞進行雜交得到的雜種細胞含有雙方的染色體。雜種細胞在持續(xù)分裂過程中僅保留小鼠的染色體而人的

17、染色體則逐漸丟失，最后只剩一條或幾條染色體。如圖是人的缺乏 HGPRT 酶的突變細胞株(HGPRT－)和小鼠的缺乏 TK 酶的細胞株(TK－)融合后在 HAT 培養(yǎng)液中培養(yǎng)的過程，結果表明，最終人的染色體在融合細胞中僅存有3號染色體或17號染色體或兩者都有。已知只有同時具有HGPRT酶和TK酶的融合細胞才可在HAT培養(yǎng)液中長期存活與繁殖。 (1)體細胞雜交克服了________的障礙，過程①常用的生物方法是________________________________________________________________________。 (2)過程②中，為了防止細菌的污染

18、，所用培養(yǎng)液應該添加一定量的________，此外，還要定期用________處理細胞，使貼壁生長的細胞脫落，形成細胞懸液。 (3)從培養(yǎng)過程看，HAT培養(yǎng)液不僅能提供養(yǎng)料，還起_____________________作用。 (4)從圖示結果看，可以確定人的________基因位于________號染色體上。 解析：將不同種生物的體細胞進行融合，可以打破生殖隔離，克服遠緣雜交不親和的障礙。動物體細胞融合過程中可以用滅活的病毒作促融劑。在動物細胞培養(yǎng)過程中，可以在培養(yǎng)液中添加抗生素，防止細菌的污染。動物細胞培養(yǎng)過程中，細胞貼壁生長，需用胰蛋白酶定期處理使細胞從瓶壁上脫落下來，制成細胞懸液

19、，繼續(xù)培養(yǎng)。由題干“只有同時具有HGPRT酶和TK酶的融合細胞才可在HAT培養(yǎng)液中長期存活與繁殖”可知HAT培養(yǎng)液是一種特殊的選擇培養(yǎng)基。由圖示結果可知，只要含有人的17號染色體的細胞就能夠正常存活，說明人的TK酶基因位于17號染色體上。 答案：(1)遠緣雜交不親和(或生殖隔離)　用滅活的(仙臺)病毒誘導融合 (2)抗生素　胰蛋白酶 (3)選擇(篩選) (4)TK酶　17 11．人絨毛膜促性腺激素(HCG)是女性懷孕后胎盤滋養(yǎng)層細胞分泌的一種糖蛋白，制備抗HCG單克隆抗體可用于早孕的診斷。下圖是抗HCG單克隆抗體制備流程示意圖，請分析回答問題。 (1)制備單克隆抗體過程中要用到

20、________和________技術。 (2)制備單克隆抗體過程中，給小鼠注射的HCG相當于________，使小鼠產生分泌相應________的淋巴細胞，此過程屬于特異性免疫中的________免疫。 (3)在細胞內DNA的合成一般有兩條途徑，主途徑是在細胞內由糖和氨基酸合成核苷酸，進而合成DNA，而氨基嘌呤可以阻斷此途徑。另一輔助途徑是在次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情況下，經酶催化作用合成DNA，而骨髓瘤細胞的DNA合成沒有此輔助途徑。 ①利用DNA合成途徑不同的特點配制的HAT培養(yǎng)基含有多種成分，其中添加的________成分具有篩選雜交瘤細胞的作用。 ②最終篩選獲得的雜交瘤細

21、胞的特點是____________________________________。 (4)此過程生產的單克隆抗體可以與____________特異性結合，從而診斷早孕。 解析：(1)制備單克隆抗體過程中要用到動物細胞培養(yǎng)和動物細胞融合。(2)給小鼠注射HCG，使小鼠進行體液免疫，生成產生抗體的B淋巴細胞。(3)骨髓瘤細胞的DNA合成只有一條途徑，在培養(yǎng)基中加入氨基嘌呤，阻斷了骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞融合體的增殖。雜交瘤細胞有兩種合成DNA的途徑，因此在選擇培養(yǎng)基上雜交瘤細胞能生存并無限增殖。經免疫的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合后的雜交瘤細胞既能無限增殖，又能產生單一抗體。(4)此單克隆抗體是

22、針對人絨毛膜促性腺激素(HCG)作抗原產生的，可以與人絨毛膜促性腺激素(或“HCG”)特異性結合。 答案：(1)動物細胞培養(yǎng)　動物細胞融合　(2)抗原　抗體 體液　(3)①氨基嘌呤　②能無限增殖并分泌特異性抗體 (4)人絨毛膜促性腺激素(或“HCG”) [教師備選題庫] 1．(2011·江蘇高考)關于現代生物技術應用的敘述，錯誤的是(　　) A．蛋白質工程可合成自然界中不存在的蛋白質 B．體細胞雜交技術可用于克隆動物和制備單克隆抗體 C．植物組織培養(yǎng)技術可用于植物莖尖脫毒 D．動物細胞培養(yǎng)技術可用于轉基因動物的培育 解析：選B　克隆動物是核移植工程的應用；莖尖分生能力強，沒

23、有病毒侵染，以莖尖為外植體，通過植物組織培養(yǎng)可獲得無病毒植株；導入目的基因的受體細胞，需通過動物細胞培養(yǎng)技術獲得早期胚胎，才能進一步培育成轉基因動物。 2．(2010·浙江高考)下列關于動物細胞培養(yǎng)的敘述，正確的是(　　) A．培養(yǎng)保留接觸抑制的細胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細胞 B．克隆培養(yǎng)法培養(yǎng)過程中多數細胞的基因型會發(fā)生改變 C．二倍體細胞的傳代培養(yǎng)次數通常是無限的 D．惡性細胞系的細胞可進行傳代培養(yǎng) 解析：選D　由于接觸抑制，動物細胞培養(yǎng)時只能形成單層細胞；克隆培養(yǎng)法在培養(yǎng)時，由于所有子代細胞來自于一個親代細胞，所以基因型一般都相同；二倍體細胞的傳代培養(yǎng)次數通常是有限的，只有少

24、數細胞遺傳物質發(fā)生改變，才能無限增殖；惡性細胞系的細胞具有癌變的特點，可進行傳代培養(yǎng)。 3．(2010·廣東高考)(雙選)新技術的建立和應用對生物學發(fā)展至關重要。下列技術(或儀器)與應用匹配正確的是(　　) A．PCR技術——擴增蛋白質 B．雜交瘤技術——制備單克隆抗體 C．光學顯微鏡——觀察葉綠體的基粒 D．花粉離體培養(yǎng)——培育單倍體植物 解析：選BD　A項，PCR技術的應用是擴增基因，而不是蛋白質；B項，雜交瘤技術的應用是制備單克隆抗體，雜交瘤細胞既能無限增殖，又能產生特異性抗體；C項，葉綠體屬于顯微結構，可用光學顯微鏡觀察，葉綠體中的基粒屬于亞顯微結構，則需用電子顯微鏡才能觀

25、察；D項，培育單倍體植物主要包括花粉離體培養(yǎng)和用秋水仙素處理兩大步驟。 4．(2011·天津高考)絮凝性細菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物，能與石油污水中的懸浮顆粒和有機物等形成絮狀沉淀，起到凈化污水的作用。為進一步提高對石油污水的凈化效果，將絮凝性細菌和石油降解菌融合，構建目的菌株。其流程圖如下。 據圖回答： (1)溶菌酶的作用是______________________。 (2)PEG 的作用是_________________________________________________________。 (3)經處理后，在再生培養(yǎng)基上，未融合的 A、B 難以生長。圖

26、中AB 融合菌能生長和繁殖的原因是________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)目的菌株的篩選：篩選既能分泌具有絮凝活性的化合物，又能在含有__________的培養(yǎng)基上生長的 AB 融合菌，選擇效果最好的作為目的菌株。 (5)為探究目的菌株不同發(fā)酵時間發(fā)酵液的絮凝效果，將目的菌株進行發(fā)酵培養(yǎng)，定時取發(fā)酵液，加入石油污水中；同時設置___________

27、_____為對照組。經攪拌、靜置各 3 分鐘后，分別測定上層水樣的石油濃度和 COD 值(COD 值越高表示有機物污染程度越高)，計算石油去除率和 COD 去除率，結果如下圖。 (6)目的菌的種群增長曲線呈________型。在 40～44 小時，發(fā)酵液對石油污水的凈化效果最好，其原因是_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)絮凝性細菌與石油降

28、解菌融合時，首先需要溶菌酶分解細胞壁獲得原生質體。(2)原生質體融合時，常用PEG誘導融合。(3)兩種原生質體A、B分別經過熱處理和紫外線處理失活難以生長，但兩者失活部位不同，A、B融合后活性部位互補，故仍可在再生培養(yǎng)基上生長。(4)我們需要的目的菌株是既能分泌具有絮凝活性的化合物，又能在含有石油的培養(yǎng)基上生長。(5)設計實驗探究目的菌株不同發(fā)酵時間發(fā)酵液的絮凝效果時，實驗變量是發(fā)酵液的有無，對照組是不加發(fā)酵液的石油污水，實驗組是添加發(fā)酵液的石油污水。(6)據圖知，目的菌株呈“S”型增長。40～44小時，目的菌株及其產生的絮凝性高分子化合物的含量較高，發(fā)酵液對石油污水的凈化效果最好。 答案：(1)分解細胞壁　(2)誘導原生質體融合　(3)兩親本失活部位不同，融合后活性部位互補　(4)石油　(5)不加發(fā)酵液的石油污水　(6)S　此期間，目的菌及其產生的絮凝活性高分子化合物的含量高 9