高考生物一轮复习方案练习：第11单元 随堂真题演练36细胞工程 （含详解）

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(高考新课标标全国卷Ⅱ)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。
回答下列问题：
(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用________酶和________酶去除细胞壁，获得具有活力的________，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成________组织，然后经过________形成完整的杂种植株。这种培育技术称为________________________________________________________________________。
(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指____________________________________。假设甲和乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是________________________________________________________________________
____________________。
(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的____________________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。
解析：(1)植物体细胞杂交的过程包括植物细胞融合和植物组织培养，其过程依次为酶解法去除植物细胞的细胞壁、用物理或化学法诱导原生质体融合、杂种细胞再生出细胞壁、杂种细胞经植物组织培养(脱分化形成愈伤组织，再分化形成幼根和芽进而形成完整植株)培育成完整植株。其中，酶解法去除植物细胞的细胞壁利用了酶的专一性，选择纤维素酶和果胶酶，水解植物细胞的细胞壁的主要成分——纤维素和果胶，暴露出有活力的原生质体。
(2)多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。甲和乙均为二倍体植物，假设二者有性杂交的后代不可育，其原因是该后代在进行减数第一次分裂过程中，由于没有同源染色体，联会出现紊乱，不能产生可育的配子。而植物体细胞杂交产生的杂种植物，细胞内含有原物种体细胞内的染色体，在减数第一次分裂过程中能够进行同源染色体配对，产生可育的配子。(3)经植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等，用人工薄膜包装后可得到人工种子。
答案：(1)纤维素 果胶 原生质体 愈伤 再分化(或分化) 植物体细胞杂交技术 (2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体(其他合理答案也可) 在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常(其他合理答案也可) (3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽(答对其中一个即可)
(2016·高考全国卷Ⅱ)如图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。
回答下列问题：
(1)图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为____________。过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用________的方法。②代表的过程是__________。
(2)经过多次传代后，供体细胞中__________________的稳定性会降低。因此，选材时必须关注传代次数。
(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了________________________________________________________________________。
解析：(1)核移植过程中，供体的体细胞中性染色体组成可为XX或XY；去核时常采用显微操作的方法；图示②过程表示胚胎移植。(2)细胞培养过程中，经过多次传代培养，细胞中遗传物质的稳定性会降低。(3)由于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，所以克隆动物与供体性状不完全相同。(4)克隆动物的成功获得证明了已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
答案：(1)XX或XY 显微操作 胚胎移植
(2)遗传物质 (3)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)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性
(高考新课标全国卷Ⅰ)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数)，结果如下图所示。
若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目40条)，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目60条)按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。
回答下列问题：
(1)制备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16 000以上，则小鼠最少需要经过________次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是________小鼠，理由是________________________________________________________________________。
(2)细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
体系中出现多种类型细胞的原因是_______________________________________________。
(3)杂交瘤细胞中有________个细胞核，染色体数目最多是________条。
(4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是____________。
解析：(1)据图分析可知，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗体效价几乎都达到16 000以上，小鼠Y的血清抗体的效价最高，最适合用于制备单克隆抗体。(2)融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞之外，还有骨髓瘤细胞的自身融合细胞和B淋巴细胞的自身融合细胞。细胞的融合是随机的，并且不可能所有细胞都融合，故体系中会出现多种类型的细胞。(3)动物细胞融合后形成的是具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞。杂交瘤细胞的细胞核中的染色体数目为40＋60＝100条。(4)正常细胞的分裂次数是有限的，且经过免疫的B淋巴细胞高度分化，不能无限增殖，而是经多次传代培养后逐渐衰老死亡。
答案：(1)4 Y Y小鼠的血清抗体效价最高 (2)B淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞 细胞融合是随机的，且融合率达不到100%
(3)1 100 (4)不能无限增殖
[课时作业]
1．传统的人工繁殖兰花的方法是分株繁殖和种子繁殖，随着科学技术的进步，人们开始采用“组织培养繁殖兰花”，如图所示，请据图回答下列问题：
(1)图中①过程为________，②的名称为________，其细胞与叶肉细胞相比，不含有的细胞器是________。
(2)兰花的叶肉细胞之所以能培养为新个体，是因为细胞中含有__________________，具有发育成完整个体的潜能。
(3)图中③过程为________。与①过程相比较，培养基中各种激素的种类________(填“相同”或“不同”，下同)，各种激素的含量________。
(4)有人想利用植物体细胞杂交技术解决兰花生根速度慢、幼苗生存能力弱的问题，但操作后得到的“韭菜—兰花”，并没有预想中的“繁殖容易，香气浓郁”，可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)脱分化 愈伤组织 叶绿体 (2)本物种的全部遗传信息 (3)再分化 相同 不同 (4)两个物种之间的基因相互影响，导致某些基因无法正常表达
2．已知番茄的红果(Y)对黄果(y)为显性，二室(M)对多室(m)为显性，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。育种工作者利用红果多室(Yymm)番茄植株，采用不同的方法进行了四组实验。请据图回答问题：
(1)以上四种育种实验都主要应用了______________________________________的原理，培育中发生了脱分化的过程有________。
(2)用番茄植株的花粉随机进行有关实验，得到幼苗B直接移栽，发育成的番茄植株的基因型和表现型分别是________、________，如果植物体C仅是花粉两两随机融合得到的，则植物体C的基因型及其比例是______________。
(3)图中______________大部分细胞中染色体数量最少，要保证植物体B可以用于生产，培育中④过程可使用____________________处理幼苗。
(4)图中植物体________少数细胞中染色体数量最多，培育该植物体的过程称为________________________________________________________________________，
植物体D能表现出两个亲本的一些性状，根本原因是__________________________________。
(5)植物体A只表现红果多室，原因是___________________________________。
答案：(1)植物细胞全能性 ①③⑤⑥
(2)Ym或ym 无果 YYmm∶Yymm∶yymm＝1∶2∶1
(3)花粉和幼苗B 一定浓度的秋水仙素或适当低温
(4)D 植物体细胞杂交 具有两个亲本的遗传物质
(5)该培育过程中只进行了有丝分裂，且没发生基因突变，完全保持了亲本的遗传性状
3．(2015·高考安徽卷)科研人员采用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，其技术路线如下图。
(1)由过程①获得的A为_______________________________。
(2)在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核，目的是___________________________。
受体应选用________期卵母细胞。
(3)进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生_______________，
这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。
(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)分析图示可知，过程①构建的A为含目的基因的表达载体。
(2)核移植以前，必须去掉受体卵母细胞的核，目的是保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞。受体应该选用处于减数第二次分裂中期的卵母细胞。
(3)在进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生免疫排斥反应。
(4)转基因体细胞克隆产生的重组细胞具有全能性，培养产生的含目的基因的成纤维细胞可进行传代培养，因此理论上可获得无限个转基因绵羊。
答案：(1)含目的基因的表达载体
(2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞
MⅡ中
(3)免疫排斥反应
(4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养
4．(重庆万州二中月考)单克隆抗体的特点是特异性强、灵敏度高、可以大量制备，已被广泛应用于疾病的诊断和治疗。用H7N9病毒制备单克隆抗体的流程如图所示：
(1)过程③常用的方法是__________________________________________。
(2)向小鼠体内注射抗原蛋白，使小鼠产生________免疫。从小鼠体内分离的细胞Ⅰ是________________，细胞Ⅱ应具有的特点是________________________________。
(3)体外培养细胞Ⅱ，首先应保证其处于_________________的环境中，其次需要提供充足的营养和适宜的温度。培养箱充入二氧化碳的作用是________________。
(4)对于转基因成功的细胞Ⅱ还要进行克隆化培养和________________检测。
(5)若要预防H7N9禽流感，可用图中的________作为疫苗。
解析：(1)③将重组DNA导入动物细胞，常用显微注射法。(2)向小鼠体内注射抗原蛋白，使小鼠产生相应的浆细胞，这是体液免疫，从小鼠体内分离的细胞 Ⅰ 是B淋巴细胞(浆细胞或已免疫的B淋巴细胞)，将无限增殖的基因导入浆细胞，得到的细胞 Ⅱ 应具有的特点是既能无限增殖，又能产生特异性抗体。(3)体外培养细胞 Ⅱ ，首先应保证其处于无菌、无毒的环境中，其次需要提供充足的营养和适宜的温度。培养箱充入二氧化碳的作用是维持培养液的pH。(4)对于转基因成功的细胞 Ⅱ 还要进行克隆化培养和检测(专一)抗体。(5)疫苗为毒性弱的抗原，因此要预防H7N9禽流感，可以用图中的抗原蛋白作为疫苗。
答案：(1)显微注射法 (2)体液(只答特异性不可) B淋巴细胞(浆细胞或已免疫的B淋巴细胞) 既能无限增殖，又能产生特异性抗体 (3)无菌、无毒(缺一不可)
维持培养液的pH (4)(专一)抗体 (5)抗原蛋白
5．(湖南长郡中学模拟)动植物细胞工程在农业生产、医药卫生等领域有着广泛的用途。回答下列问题：
(1)在将两种植物细胞进行杂交之前，需要用____________________酶进行处理，若将处理后的细胞放入较高浓度的蔗糖溶液中，会发生________。诱导两种植物细胞融合可以采用物理或化学的方法进行，常用的物理方法有______________________________ (写2种即可)。
(2)融合的细胞形成愈伤组织，在愈伤组织的培养过程中，当生长素和细胞分裂素的比值________(填“高”或“低”)时，有利于丛芽的分化；通过上述过程获得杂种植株依据的原理是________________________________________________________________________。
(3)在制备单克隆抗体的过程中，融合的结果是出现多种不同的杂交细胞，需要在特定的培养基上进行筛选，从而得到________细胞。单克隆抗体与传统方法获得的抗体相比，具有________________________________________________________________________
的特点，因此广泛用于疾病的诊断等方面。
解析：(1)植物体细胞杂交过程有两个关键，一个是在将植物细胞进行杂交之前，必须去除细胞壁，该过程需要用到纤维素酶和果胶酶；另外一个是诱导原生质体的融合，方法包括物理法(离心、振动、电刺激)和化学法(聚乙二醇)。将处理后的细胞放入较高浓度的蔗糖溶液中，会发生渗透作用。(2)在愈伤组织的培养过程中，当生长素和细胞分裂素的比值低时，有利于丛芽的分化；通过题述过程获得杂种植株依据的原理是细胞膜具有一定流动性和植物细胞具有全能性。(3)用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，该杂种细胞既能够大量增殖又能产生特异性抗体。与传统方法获得的抗体相比，单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、可大量制备的特点。
答案：(1)纤维素酶和果胶 渗透作用 离心、振动、电激
(2)低 细胞膜的流动性、植物细胞具有全能性
(3)杂交瘤 特异性强、灵敏度高、可大量制备