2019高考生物大一輪復習 現代生物科技專題 第2講 細胞工程真題演練 新人教版選修3.doc

第2講 細胞工程1(2017年江蘇卷)牛雄性胚胎中存在特異性HY抗原，可在牛早期胚胎培養(yǎng)液中添加HY單克隆抗體，篩選胚胎進行移植，以利用乳腺生物反應器進行制藥。下列相關敘述正確的是()AHY單克隆抗體由骨髓細胞分泌B應選用原腸胚做雌雄鑒別C鑒別后的雄性胚胎可直接做胚胎移植D用HY抗原免疫母牛可獲得相應抗體【答案】D【解析】單克隆抗體是雜交瘤細胞分泌的，A錯誤。通常選用囊胚的滋養(yǎng)層細胞進行胚胎性別鑒定，B錯誤。因為是利用乳腺生物反應器進行生物制藥，則鑒別后的雌性胚胎應進行篩選，選出形態(tài)正常、發(fā)育良好的雌性胚胎進行移植，C錯誤。用HY抗原免疫母牛，會刺激母牛的免疫系統(tǒng)，產生相應的抗體，D正確。2(2017年海南卷)甲、乙兩名同學分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料，利用植物組織培養(yǎng)技術繁殖該植物?；卮鹣铝袉栴}：(1)以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在一定條件下進行組織培養(yǎng)，均能獲得試管苗，其原理是_。(2)甲、乙同學在誘導愈傷組織所用的培養(yǎng)基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到_。若要用細胞作為材料進行培養(yǎng)獲得幼苗，該細胞應具備的條件是_(填“具有完整的細胞核”“具有葉綠體”或“已轉入抗性基因”)。(3)圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結果，該不同結果的出現主要是由于培養(yǎng)基中兩種激素用量的不同造成的，這兩種激素是_。A中的愈傷組織是葉肉細胞經_形成的。(4)若該種植物是一種雜合體的名貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表現型都相同的該種花卉，可用組織培養(yǎng)方法繁殖，在培養(yǎng)時，_(填“能”或“不能”)采用經減數分裂得到的花粉粒作為外植體，原因是_。【答案】(1)綠色葉片和白色花瓣的細胞具有全能性，在一定條件下能發(fā)育成完整的植株(2)葡萄糖、果糖具有完整的細胞核(3)細胞分裂素、生長素脫分化(4)不能對雜合體的植株來說，其體細胞的基因型相同，而花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同，用花粉粒進行組織培養(yǎng)得到的花卉基因型不同于原植株【解析】(1)綠色葉片和白色花瓣是細胞分化的結果，遺傳物質并沒有改變，所以以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在一定條件下進行組織培養(yǎng)，均能獲得試管苗，其原理是綠色葉片和白色花瓣的細胞具有全能性。(2)一分子蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖組成，所以蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。若要用細胞作為材料進行培養(yǎng)獲得幼苗，該細胞應具備的條件是具有完整的細胞核。(3)圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結果，該不同結果的出現主要是由于培養(yǎng)基中兩種激素用量的不同造成的，這兩種激素是細胞分裂素、生長素。A中的愈傷組織是葉肉細胞經脫分化形成的。(4)若該種植物是一種雜合體的名貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表現型都相同的該種花卉，可用組織培養(yǎng)方法繁殖；在培養(yǎng)時，不能采用經減數分裂得到的花粉粒作為外植體，原因是對雜合體的植株來說，其體細胞的基因型相同，通過減數分裂形成花粉粒，可以導致等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合等，花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同，后代會出現性狀分離，用花粉粒進行組織培養(yǎng)得到的花卉基因型不同于原植株。3(2017年全國新課標卷)編碼蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五個片段組成，編碼蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段組成，如圖1所示。回答下列問題：(1)現要通過基因工程的方法獲得蛋白乙，若在啟動子的下游直接接上編碼蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCTCAGGAAGGA)，則所構建的表達載體轉入宿主細胞后不能翻譯出蛋白乙，原因是_。(2)某同學在用PCR技術獲取DNA片段B或D的過程中，在PCR反應體系中加入了DNA聚合酶、引物等，還加入了序列甲作為_，加入了_作為合成DNA的原料。(3)現通過基因工程方法獲得了甲、乙、丙三種蛋白，要鑒定這三種蛋白是否具有刺激T淋巴細胞增殖的作用，某同學做了如下實驗：將一定量的含T淋巴細胞的培養(yǎng)液平均分成四組，其中三組分別加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一組作為對照，培養(yǎng)并定期檢測T淋巴細胞濃度，結果如圖2。由圖2 可知，當細胞濃度達到a時，添加蛋白乙的培養(yǎng)液中T淋巴細胞濃度不再增加，此時若要使T淋巴細胞繼續(xù)增殖，可采用的方法是_。細胞培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度，CO2的作用是_。僅根據圖1、圖2可知，上述甲、乙、丙三種蛋白中，若缺少_(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所編碼的肽段，則會降低其刺激T淋巴細胞增殖的效果。【答案】(1)編碼乙的DNA序列起始端無ATG，轉錄出的mRNA無起始密碼子(2)模板dNTP(3)進行細胞傳代培養(yǎng)維持培養(yǎng)液的pHC【解析】(1)由基因乙的堿基序列可知，由該序列轉錄出的mRNA無起始密碼子，所以在啟動子的下游直接接上編碼蛋白乙的DNA序列后，所構建的表達載體轉入宿主細胞后不能翻譯出蛋白乙。(2)PCR反應體系中除了加入了DNA聚合酶、引物等，還應加入序列甲作為模板，加入四種脫氧核苷酸(dNTP)作為合成DNA的原料。(3)當細胞濃度達到a時，T淋巴細胞的濃度不再增加，是因為出現了接觸抑制現象，所以可以進行細胞傳代培養(yǎng)，使T淋巴細胞繼續(xù)增殖；培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度，CO2的作用是維持培養(yǎng)液中的pH。根據圖2可知，甲、乙兩組的T淋巴細胞數量多，丙組的T淋巴經胞數量少，根據圖1比較可知，丙組T淋巴細胞少的原因是蛋白丙缺少C片段所編碼的肽段。4(2016年全國新課標卷)下圖表示通過核移植等技術獲得某種克隆哺乳動物(二倍體)的流程?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖中A表示正常細胞核，染色體數為2n，則其性染色體的組成可為_。過程表示去除細胞核，該過程一般要在卵母細胞培養(yǎng)至適當時期再進行，去核時常采用_的方法。代表的過程是_。(2)經過多次傳代后，供體細胞中_的穩(wěn)定性會降低。因此，選材時必須關注傳代次數。(3)若獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同，從遺傳物質的角度分析其原因是_。(4)與克隆羊“多莉(利)”培育成功一樣，其他克隆動物的成功獲得也證明了_?！敬鸢浮?1)XX或XY顯微操作(去核法)胚胎移植(2)遺傳物質(3)卵母細胞的細胞質中的遺傳物質會對克隆動物的性狀產生影響(4)已經分化的動物體細胞核具有全能性【解析】(1)提供體細胞的供體可能為雌性，也可能為雄性，因此圖中A(正常細胞核)的性染色體組成為XX或XY。常采用顯微操作去核法來去除卵母細胞的細胞核。過程表示將早期胚胎移入受體，其過程為胚胎移植。(2)取供體動物的體細胞培養(yǎng)，一般選用傳代10代以內的細胞，因為10代以內的細胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細胞正常的遺傳基礎。超過10代繼續(xù)培養(yǎng)，則其遺傳物質(或核型)的穩(wěn)定性會降低。(3)克隆動物的細胞核基因來自供體，因此大部分性狀與供體相同，但細胞質基因來源于受體(或提供卵母細胞的個體)，即卵母細胞的細胞質中的遺傳物質會對克隆動物的性狀產生影響，這就決定了克隆動物的性狀與供體不完全相同。(4)克隆動物的培育采用的是核移植技術，核移植技術的原理是已經分化的動物體細胞核具有全能性。5(2014年全國新課標卷)某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應的血清最大稀釋倍數)，結果如圖所示。若要制備雜交瘤細胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細胞(染色體數目40條)，并將該細胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細胞(染色體數目60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導細胞融合，經篩選培養(yǎng)及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞?；卮鹣铝袉栴}：(1)制備融合所需的B淋巴細胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到16 000以上，則小鼠最少需要經過_次免疫后才能有符合要求的。達到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細胞的是_小鼠，理由是_。(2)細胞融合實驗完成后，融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外，可能還有_，體系中出現多種類型細胞的原因是_。(3)雜交瘤細胞中有_個細胞核，染色體數目最多是_條。(4)未融合的B淋巴細胞經過多次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是_。【答案】(1)4YY小鼠的血清抗體效價最高(2)B淋巴細胞相互融合形成的細胞、骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞細胞融合是隨機的，且融合率達不到100%(3)1100(4)不能無限增殖【解析】(1)分析題圖可知，經4次免疫后，小鼠Y的血清抗體效價就可達到16 000以上。由于4次免疫后的Y小鼠的血清抗體效價最高，故最適合用于制備B淋巴細胞。(2)細胞融合實驗中，由于細胞融合是隨機的，而且誘導融合率不可能達到100%，所以會有未融合的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞、融合的具有同種核的細胞和雜交瘤細胞。(3)雜交瘤細胞同時具有B淋巴細胞和骨髓瘤細胞的核物質，但細胞核只有一個。由于雜交瘤細胞在分裂過程中染色體會丟失，故細胞核中染色體數目最多是4060100(條)。(4)B淋巴細胞已經分化，沒有無限增殖的潛能。6(2014年廣東卷)鐵皮石斛是我國名貴中藥，生物堿是其有效成分之一。應用組織培養(yǎng)技術培養(yǎng)鐵皮石斛擬原球莖(簡稱PLBs，類似愈傷組織)生產生物堿的實驗流程如下：在固體培養(yǎng)基上，PLBs的重量、生物堿含量隨增殖培養(yǎng)時間的變化如圖所示，請回答下列問題：(1)選用新生營養(yǎng)芽為外植體的原因是_，誘導外植體形成PLBs的過程稱_。(2)與黑暗條件下相比，PLBs在光照條件下生長的優(yōu)勢體現在_，_，_。(3)脫落酸(ABA)能提高生物堿含量，但會抑制PLBs的生長。若采用液體培養(yǎng)，推測添加適量的ABA可提高生物堿產量。同學們擬開展探究實驗驗證該推測，在設計實驗方案時探討了以下問題：ABA的濃度梯度設置和添加方式：設置4個ABA處理組，1個空白對照組，3次重復。因ABA受熱易分解，故一定濃度的無菌ABA母液應在各組液體培養(yǎng)基_后按比例加入。實驗進程和取樣：實驗50天完成，每10天取樣，將樣品(PLBs)稱重(g/瓶)后再測定生物堿含量。如初始(第0天)數據已知，實驗過程中還需測定的樣品數為_。依所測定數據確定適宜的ABA濃度和培養(yǎng)時間：當某3個樣品(重復樣)的_時，其對應的ABA濃度為適宜濃度，對應的培養(yǎng)時間是適宜培養(yǎng)時間?！敬鸢浮?1)細胞分化程度低，容易誘導形成PLBs(或含病毒極少，甚至無毒)細胞的脫分化(2)生長起始較快快速生長時間較長PLBs產量較高(3)滅菌、冷卻75PLBs重量和生物堿含量乘積的平均值最大【解析】本題主要考查植物組織培養(yǎng)相關知識，并以植物組織培養(yǎng)實驗為背景考查實驗探究能力。(1)植物組織培養(yǎng)中外植體常選用莖尖、芽尖，原因是莖尖和芽尖分裂能力強，易誘導其脫分化，而且一般不含病毒。(2)從圖中比較光照和黑暗條件下PLBs重量曲線可知，光照條件下PLBs生長優(yōu)勢主要體現在開始生長時間、快速生長的時間及達到生長穩(wěn)定時PLBs重量的大小等方面。(3)因ABA受熱易分解，所以必須在培養(yǎng)基滅菌并冷卻至常溫后才能加入無菌ABA。依題干信息可知，本實驗有5組，每組3個樣品，需分別在第0天、10天、20天、30天、40天、50天測定PLBs重量和生物堿含量，而初始數據(第0天)已知，因此還需測定的樣品數是53575。根據實驗探究目的，當3個樣品(重復樣)的PLBs重量和生物堿含量乘積的平均值最大時，其對應的ABA濃度為適宜濃度，對應的培養(yǎng)時間為適宜培養(yǎng)時間。7(2014年福建卷)Rag2基因缺失小鼠不能產生成熟的淋巴細胞?？蒲腥藛T利用胚胎干細胞(ES細胞)對Rag2基因缺失小鼠進行基因治療。其技術流程如下圖：(1)步驟中，在核移植前應去除卵母細胞的_。(2)步驟中，重組胚胎培養(yǎng)到_期時， 可從其內細胞團分離出ES細胞。(3)步驟中，需要構建含有Rag2基因的表達載體?？梢愿鶕ag2基因的_設計引物，利用PCR技術擴增Rag2基因片段。用Hind 和Pst限制酶分別在片段兩側進行酶切獲得Rag2基因片段。為將該片段直接連接到表達載體，所選擇的表達載體上應具有_酶的酶切位點。(4)為檢測Rag2基因的表達情況，可提取治療后小鼠骨髓細胞的_，用抗Rag2蛋白的抗體進行雜交實驗?！敬鸢浮?1)細胞核(2)囊胚(3)核苷酸序列Hind 和Pst限制(4)蛋白質【解析】(1)步驟為動物核移植，核移植是將動物一個體細胞(上皮細胞)的細胞核移入一個已經去掉細胞核的卵母細胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，最終發(fā)育為動物個體的過程。(2)步驟為動物細胞培養(yǎng)，當培養(yǎng)到囊胚期時，可從其內細胞團分離出胚胎干細胞(ES細胞)。(3)利用PCR技術獲取目的基因(Rag2基因)的前提是要有一段已知目的基因(Rag2基因)的核苷酸序列，以便根據這一序列合成引物。由于Rag2基因的兩側是用Hind 限制酶和Pst限制酶剪切的，為了將該片段直接連接到表達載體上，也應用Hind 限制酶和Pst限制酶剪切載體，以確保產生的末端一致，再利用DNA連接酶連接起來，故所選擇的表達載體上應具有Hind 限制酶和Pst限制酶的酶切位點。(4)為了檢測目的基因(Rag2基因)是否表達出蛋白質，可采用抗原抗體雜交技術，因此可用抗Rag2蛋白的抗體與治療后小鼠骨髓細胞的蛋白質(抗原)進行雜交實驗。8(2014年江蘇卷)為了獲得植物次生代謝產物，先用植物外植體獲得愈傷組織，然后在液體培養(yǎng)基中懸浮培養(yǎng)。請回答下列問題：(1)外植體經誘導后形成愈傷組織的過程稱為_。(2)在愈傷組織懸浮培養(yǎng)時，細胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如圖所示。細胞干重在12 d后下降的原因有_；培養(yǎng)液中蔗糖的作用是_、_。(3)多倍體愈傷組織細胞產生的次生代謝產物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細胞經_處理，會產生染色體數目加倍的細胞。為檢測愈傷組織細胞染色體數目，壓片前常用纖維素酶和_酶解離愈傷組織。若愈傷組織細胞(2n)經誘導處理后，觀察到染色體數為8n的細胞，合理的解釋是_、_。(4)為了更好地獲得次生代謝產物，生產中采用植物細胞的固定化技術，其原理與酵母細胞固定化類似。下列說法正確的有_(填序號)。選取旺盛生長的愈傷組織細胞包埋必須在光照條件下培養(yǎng)培養(yǎng)過程中需通空氣固定化后植物細胞生長會變慢【答案】(1)脫分化(2)蔗糖濃度下降，pH降低提供能源調節(jié)滲透壓(3)秋水仙素(低溫)果膠經加倍到4n的細胞處于有絲分裂后期經加倍到8n的細胞處于有絲分裂中期(4)【解析】(1)外植體經脫分化可形成愈傷組織。(2)分析坐標曲線圖可知，培養(yǎng)液中的蔗糖濃度已降至較低，pH也由6降為4，因此使得細胞生命活動受阻，細胞干重減小。培養(yǎng)液中的蔗糖可為培養(yǎng)的細胞提供能源，又可調節(jié)培養(yǎng)液的滲透壓。(3)二倍體愈傷組織經秋水仙素或低溫等人工誘導處理，可產生染色體數目加倍的細胞。植物細胞之間除纖維素外，還存在果膠層，因此可利用纖維素酶和果膠酶解離愈傷組織。愈傷組織細胞(2n)經人工誘導后，細胞中染色體數目加倍成4n，染色體數為4n的細胞進行有絲分裂，處于有絲分裂后期的細胞中含有8n條染色體；若加倍到4n的細胞經誘導后繼續(xù)加倍形成染色體數為8n的細胞，這樣的細胞再進行有絲分裂，在中期時會看到染色體數為8n的細胞。(4)通過愈傷組織獲得次生代謝產物時，需選擇生長旺盛的細胞，由于植物細胞進行有氧呼吸，培養(yǎng)過程需通入空氣。愈傷組織細胞沒有葉綠體，不進行光合作用，無需光照。植物細胞固定化后，與外界環(huán)境的物質交換能力降低，生長變慢。9(2013年新課標卷)甲、乙是染色體數目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時含有A和B的新型藥用植物?；卮鹣铝袉栴}：(1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先用_酶和_酶去除細胞壁，獲得具有活力的_，再用化學誘導劑誘導二者融合。形成的融合細胞進一步培養(yǎng)形成_組織，然后經過_形成完整的雜種植株。這種培育技術稱為_。(2)上述雜種植株屬于多倍體，多倍體是指_。假設甲與乙有性雜交的后代是不育的，而上述雜種植株是可育的，造成這種差異的原因是_。(3)這種雜種植株可通過制作人工種子的方法來大量繁殖。經植物組織培養(yǎng)得到的_等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子?！敬鸢浮?1)纖維素果膠原生質體愈傷再分化(或分化)植物體細胞雜交技術(2)體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體(其他合理答案也可)在減數分裂過程中，前者染色體聯會異常，而后者染色體聯會正常(3)胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽(答對其中一項即可)【解析】(1)纖維素和果膠是細胞壁的主要成分，所以去除細胞壁常用纖維素酶和果膠酶。去除細胞壁后，得到原生質體。誘導原生質體融合后，融合細胞需要經過脫分化過程形成愈傷組織，然后再經過再分化過程形成完整的雜種植株。(2)植株是否可育的關鍵是同源染色體能否正常聯會，甲與乙有性雜交后代含有兩個染色體組，但是沒有同源染色體，故進行減數分裂時聯會異常，而甲與乙體細胞雜交后代含有4個染色體組，含有同源染色體，能進行正常聯會。(3)制造人工種子一般采用經植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽或腋芽等。10(2013年海南卷)單純皰疹病毒型(HSV1)可引起水泡性口唇炎。利用雜交瘤技術制備出抗HSV1 的單克隆抗體可快速檢測HSV1?；卮鹣铝袉栴}：(1)在制備抗HSV1 的單克隆抗體的過程中，先給小鼠注射一種純化的HSV1 蛋白，一段時間后，若小鼠血清中抗_的抗體檢測呈陽性，說明小鼠體內產生了_反應，再從小鼠的_中獲取B 淋巴細胞。將該B 淋巴細胞與小鼠的_細胞融合，再經過篩選、檢測，最終可獲得所需的雜交瘤細胞，該細胞具有的特點是_。(2)若要大量制備抗該蛋白的單克隆抗體，可將該雜交瘤細胞注射到小鼠的_中使其增殖，再從_中提取、純化獲得。(3)通過上述方法得到的單克隆抗體可準確地識別這種HSV1 蛋白，其原因是該抗體具有_和_等特性。【答案】(1)HSV1蛋白體液免疫脾臟(其他合理答案也可)骨髓瘤能無限增殖且可產生專一性抗體(其他合理答案也可)(2)腹腔腹水(3)靈敏度高特異性強(其他合理答案也可)【解析】(1)單克隆抗體制備的第一步是免疫處理。先給小鼠注射一種純化的HSV1蛋白，一段時間后，若小鼠血清中抗HSV1蛋白的抗體檢測呈陽性，說明小鼠體內產生了體液免疫反應。第二步制備雜交瘤細胞。從小鼠的淋巴器官(如脾、骨髓、扁桃體、胸腺等)中獲取B淋巴細胞，與小鼠的骨髓瘤細胞融合，再經過篩選、檢測，最終可獲得所需的雜交瘤細胞。雜交瘤細胞既能無限增殖，又能產生專一性抗體。(2)若想獲得大量單克隆抗體，通常有兩種方法：一是將雜交瘤細胞培養(yǎng)在動物細胞培養(yǎng)液中，然后從動物細胞培養(yǎng)液中分離出單克隆抗體；二是將雜交瘤細胞注射到小鼠的腹腔中使其增殖，然后從小鼠的腹水中提取純化獲得。(3)單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高等特性。