高中生物專題2細胞工程單元練習課件新人教選修310251240

單元形成性評價(二)(專題2)(60分鐘100分)一、選擇題(共8小題,每小題2分,共16分)1.(2019·北京高考)甲、乙是嚴重危害某二倍體觀賞植物的病害。研究者先分別獲得抗甲、乙的轉(zhuǎn)基因植株,再將二者雜交后得到F1,結(jié)合單倍體育種技術(shù),培育出同時抗甲、乙的植物新品種。以下對相關(guān)操作及結(jié)果的敘述,錯誤的是 (

)A.將含有目的基因和標記基因的載體導入受體細胞B.通過接種病原體對轉(zhuǎn)基因的植株進行抗病性鑒定C.調(diào)整培養(yǎng)基中植物激素比例獲得F1花粉再生植株D.經(jīng)花粉離體培養(yǎng)獲得的若干再生植株均為二倍體【解析】選D。本題考查基因工程的操作步驟以及單倍體育種方法。導入受體細胞的基因表達載體應含有目的基因和標記基因等,A項正確;對轉(zhuǎn)基因植株可以用接種病原體的方法進行個體水平鑒定,B項正確;脫分化和再分化過程所用生長素和細胞分裂素的濃度比例不同,C項正確;經(jīng)過花粉離體培養(yǎng)獲得的幼苗是單倍體,需要經(jīng)過秋水仙素誘導處理,使染色體數(shù)加倍,才能獲得二倍體,D項錯誤。2.(2021·武漢高二檢測)通常選取皮膚燒傷患者的自身細胞(如具有分裂能力的成纖維細胞),經(jīng)體外培養(yǎng)獲得自體健康皮膚,再通過皮膚移植術(shù)對患者進行治療。下列說法錯誤的是

(

)A.通常選取皮膚中分裂能力強、易培養(yǎng)的成纖維細胞或皮膚干細胞進行體外培養(yǎng)B.用胰蛋白酶處理組織使其分散成單個細胞,有利于單個細胞與培養(yǎng)液充分接觸C.該細胞體外培養(yǎng)過程只需要提供O2,其呼吸產(chǎn)生的CO2足以維持培養(yǎng)液pHD.與體外培養(yǎng)癌細胞過程相比,該患者皮膚細胞培養(yǎng)過程中會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象【解析】選C。根據(jù)題意,為治療皮膚大面積燒傷的病人,皮膚中成纖維細胞或皮膚干細胞分裂能力強、易于體外培養(yǎng),通常選取這些細胞進行體外培養(yǎng)更容易成功,A正確;用胰蛋白酶處理組織使其分散成單個細胞,可以使單個細胞與培養(yǎng)液充分接觸,有利于細胞充分吸收培養(yǎng)液中的營養(yǎng)物質(zhì),B正確;動物細胞培養(yǎng)所需的氣體主要有O2和CO2,O2是細胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH,因細胞呼吸產(chǎn)生的不足以維持培養(yǎng)液的pH,才需要提供5%的CO2,C錯誤;癌細胞在營養(yǎng)充足的條件下具有無限增殖的能力,不會出現(xiàn)動物細胞培養(yǎng)過程中的接觸抑制現(xiàn)象,D正確。3.下列育種過程不能體現(xiàn)細胞或細胞核全能性的是

(

)A.將懸鈴木無菌苗葉片細胞制成原生質(zhì)體,培養(yǎng)得到再生植株B.將甲流病毒外殼蛋白誘導的小鼠B細胞與骨髓瘤細胞融合,培養(yǎng)獲得抗甲流抗體C.將大熊貓的細胞核植入去核的兔子卵母細胞中,培養(yǎng)出大熊貓早期胚胎D.將中華獼猴桃葉肉細胞與狗棗獼猴桃葉肉細胞融合,獲得耐寒性提高的新品種【解析】選B。將懸鈴木無菌苗葉片細胞制成原生質(zhì)體,培養(yǎng)得到再生植株,體現(xiàn)了細胞具有全能性,選項A正確;將甲流病毒外殼蛋白誘導的小鼠B細胞與骨髓瘤細胞融合,培養(yǎng)獲得抗甲流抗體,沒有形成完整的個體,不能體現(xiàn)細胞的全能性,選項B錯誤;將大熊貓的細胞核植入去核的兔子卵母細胞中,培養(yǎng)出大熊貓早期胚胎,體現(xiàn)了細胞核的全能性,選項C正確;將中華獼猴桃葉肉細胞與狗棗獼猴桃葉肉細胞融合,獲得耐寒性提高的新品種,體現(xiàn)了細胞具有全能性,選項D正確?！菊`區(qū)警示】(1)全能性是指已經(jīng)分化的細胞仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。(2)細胞的全能性的體現(xiàn)以產(chǎn)生個體為標志,若無個體產(chǎn)生,則不能體現(xiàn)細胞的全能性。

【補償訓練】對細胞全能性的表述正確的是

(

)A.沒有離體的植物細胞也能表現(xiàn)出全能性B.動物細胞融合標志著動物細胞全能性的實現(xiàn)

C.單克隆抗體的制備體現(xiàn)了細胞的全能性

D.花粉可培育成單倍體植株,是細胞全能性的體現(xiàn)【解題關(guān)鍵】解題時要明確:細胞“具有”和“體現(xiàn)”全能性是不同的,具有全能性不一定體現(xiàn)出來。【解析】選D。理論上講,只要細胞含有該物種全套的遺傳信息,它就具有發(fā)育成完整個體的潛能,即具有全能性,但細胞全能性要體現(xiàn)出來,必須經(jīng)“離體”和“培養(yǎng)”后發(fā)育成完整個體,即實現(xiàn)由“細胞→個體”,A項錯誤;動物細胞融合以及單克隆抗體制備過程中,只有雜交細胞的出現(xiàn),動物細胞并沒有體現(xiàn)出全能性,B、C項均錯誤;花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到單倍體植株,體現(xiàn)了花粉細胞的全能性,D項正確。4.有一種“生物活性繃帶”,其原理是先采集一些細胞標本,再讓其在特殊膜片上增殖,5～7天后,將膜片敷到患者傷口上,膜片會將細胞逐漸“釋放”到傷口處,并促進新生皮膚細胞生長,達到愈合傷口的目的。下列有關(guān)敘述中,錯誤的是

(

)A.采用異體皮膚移植會導致排異反應,主要是因為抗體對移植皮膚細胞有殺傷作用B.培養(yǎng)在膜片上的細胞樣本最好選擇來自本人的干細胞C.膜片“釋放”的細胞能與患者自身皮膚愈合,與兩者細胞膜上的糖蛋白有關(guān)D.人的皮膚燒傷后易引起感染,主要是由于非特異性免疫機能受損所致【解析】選A。采用異體皮膚移植會導致排異反應,主要是因為效應T細胞對移植的異體皮膚細胞有免疫殺傷作用,選項A錯誤;培養(yǎng)在膜片上的細胞樣本最好選擇來自本人的干細胞,這樣不會發(fā)生排異反應,選項B正確;膜片“釋放”的細胞能與患者自身皮膚愈合,與兩者細胞膜上的糖蛋白的識別功能有關(guān),選項C正確;皮膚是人體的第一道防線,屬于非特異性免疫,因此人的皮膚燒傷后易引起感染,主要是因為非特異性免疫機能受損所致,選項D正確。5.如圖為動物細胞培養(yǎng)過程中細胞增殖情況的變化曲線,圖中B、E兩點表示經(jīng)篩選、分裝后繼續(xù)培養(yǎng)。下列判斷錯誤的是

(

)A.B點之前的培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng),之后的培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng)B.接觸抑制現(xiàn)象主要發(fā)生在AB段和DE段C.分瓶后的每個培養(yǎng)瓶中的細胞群稱為一個克隆D.E點后的細胞大多數(shù)具有異倍體核型,可連續(xù)傳代【解析】選C。人們通常將動物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng),分瓶后的培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng);當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時,細胞就會停止分裂增殖,即會發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象如AB段;B點之后細胞繼續(xù)生長,可見B點之后進行了傳代培養(yǎng),A正確;在AB段和DE段細胞生長幾乎停滯,可能發(fā)生了接觸抑制,B正確;細胞克隆的最基本要求是必須保證分離出來的是一個細胞而不是多個細胞,C錯誤;已獲無限繁殖能力能持續(xù)生存的細胞系,稱連續(xù)細胞系或無限細胞系,無限細胞系大多已發(fā)生異倍化,具有異倍體核型,D正確。6.應用生物工程技術(shù)培育人們需要的生物新品種或新產(chǎn)品,提高了經(jīng)濟效益。下圖表示培育生物新品種的過程,請據(jù)圖判斷下列敘述中正確的是

(

)A.圖中①過程需要的工具酶是限制酶、DNA連接酶和載體B.圖中⑤過程需要的培養(yǎng)基中只需加入無機營養(yǎng)和植物激素C.將prG導入細胞Ⅰ,則Ⅰ是漿細胞D.要檢測抗蟲棉的抗蟲特性,不需要做抗蟲的接種實驗,檢測毒蛋白即可【解析】選C。①過程是基因工程技術(shù),用到的工具酶應該是限制酶、DNA連接酶,A項錯誤;⑤過程是植物組織培養(yǎng),在脫分化階段,由于細胞內(nèi)沒有葉綠體還不能進行光合作用,培養(yǎng)基中還需要加入有機營養(yǎng),如蔗糖、氨基酸等,B項錯誤;產(chǎn)生抗體的是漿細胞,無限增殖調(diào)控基因的受體細胞就應該是漿細胞,C項正確;抗蟲特性針對的是蟲害,需要做抗蟲的接種實驗,D項錯誤。7.(2021·石家莊高二檢測)“白菜—甘藍”是用細胞工程的方法培育出來的蔬菜新品種,它具有生長期短、耐熱性強和易于儲藏等優(yōu)點。如圖是“白菜—甘藍”的雜交過程示意圖。以下說法正確的是

(

)A.除去細胞壁獲得原生質(zhì)體,可運用的酶是纖維素酶、淀粉酶和果膠酶

B.通?？烧T導上述原生質(zhì)體相互融合的方法是使用PEG和滅活的病毒誘導C.雜種細胞形成的標志是誘導產(chǎn)生了新的細胞壁D.愈傷組織形成“白菜—甘藍”植物體必須經(jīng)過脫分化和再分化兩個過程【解析】選C。除去細胞壁的酶有纖維素酶和果膠酶,A錯誤;誘導原生質(zhì)體融合不能用滅活的病毒誘導,B錯誤;雜種細胞形成的標志是誘導產(chǎn)生了新的細胞壁,C正確;愈傷組織形成“白菜—甘藍”植物體屬于再分化過程,D錯誤。8.(2021·濟南高二檢測)如圖是一種“生物導彈”的作用原理示意圖,沒有與腫瘤細胞結(jié)合的“生物導彈”一段時間后會被機體清除。已知阿霉素是一種抗腫瘤藥,可抑制DNA和RNA的合成,對正常細胞也有一定毒性。下列說法不正確的是

(

)A.將相關(guān)抗原注射到小鼠體內(nèi),可從小鼠脾臟中獲得所需的單克隆抗體B.活化阿霉素能抑制細胞中的DNA復制和轉(zhuǎn)錄C.在治療中,應同時注射非活化磷酸阿霉素和“生物導彈”D.單克隆抗體特異性強,能減輕阿霉素對正常細胞的傷害【解析】選A。單克隆抗體是由雜交瘤細胞合成和分泌的,將相關(guān)抗原注射到小鼠體內(nèi),可從小鼠脾臟中獲得所需的已免疫的B淋巴細胞,A錯誤;由于阿霉素可抑制DNA和RNA的合成,說明活化阿霉素能抑制細胞中的DNA的復制和轉(zhuǎn)錄過程,B正確;在治療中,應將非活化磷酸阿霉素和“生物導彈”同時注射,單克隆抗體能與腫瘤細胞特異性結(jié)合,而堿性磷酸酶將非活化磷酸阿霉素轉(zhuǎn)化成活化阿霉素,進而治療癌癥,C正確;單克隆抗體特異性強,阿霉素能定位殺死癌細胞,而且能減輕阿霉素對正常細胞的傷害,D正確。二、非選擇題(共9小題,共84分)9.(8分)椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質(zhì)體可使其染色體片段化,并喪失再生能力。再利用此原生質(zhì)體作為部分遺傳物質(zhì)的供體與完整的花椰菜原生質(zhì)體融合,以獲得抗黑腐病雜種植株。流程如圖:據(jù)圖回答下列問題:(1)該過程雜種細胞的培養(yǎng)離不開植物組織培養(yǎng),避免微生物污染,優(yōu)化培養(yǎng)條件可提高植物組織培養(yǎng)的成功率,在植物組織培養(yǎng)時,應從__________________(至少答出2點)等方面制訂措施,減少污染;在培養(yǎng)室中培養(yǎng)時,注意優(yōu)化培養(yǎng)環(huán)境,控制______________________________(至少答出3點)等培養(yǎng)條件。

(2)過程②后,在顯微鏡下觀察融合的活細胞中有供體的____________存在,這一特征可作為初步篩選雜種細胞的標志。

(3)原生質(zhì)體培養(yǎng)液中需要加入適宜濃度的甘露醇以保持一定的滲透壓,其作用是____________________________。原生質(zhì)體經(jīng)過__________再生,進而分裂和脫分化形成愈傷組織。

(4)若分析再生植株的染色體變異類型,應剪取再生植株和__________植株的根尖制成裝片,然后在顯微鏡下觀察比較染色體的形態(tài)和數(shù)目。

(5)對雜種植株進行____________接種實驗,可篩選出具有高抗性的雜種植株。

【解析】(1)避免微生物污染、優(yōu)化培養(yǎng)條件可提高植物組織培養(yǎng)的成功率。在植物組織培養(yǎng)時,應從外植體消毒、培養(yǎng)基及器械滅菌、實驗人員無菌操作等方面制訂措施,減少污染;在培養(yǎng)室中培養(yǎng)時,注意優(yōu)化培養(yǎng)環(huán)境,控制溫度、光照、濕度、氣體環(huán)境(O2、CO2)等培養(yǎng)條件。(2)用于融合的兩個細胞,一個是黑芥苗的葉肉細胞,一個是花椰菜的根部細胞,其中供體細胞特有的結(jié)構(gòu)是葉綠體,因此可通過觀察葉綠體的有無作為初步篩選雜種細胞的標志。(3)原生質(zhì)體沒有細胞壁的保護,需要加入適宜濃度的甘露醇以保證滲透壓的穩(wěn)定,避免原生質(zhì)體吸水或失水破壞原生質(zhì)體的完整性;原生質(zhì)體通過再生細胞壁形成雜種細胞,進而形成愈傷組織。(4)染色體在顯微鏡下能觀察到,要觀察染色體變異類型可以與雙親的進行比較,染色體要經(jīng)過解離、漂洗、染色和制片后再使用顯微鏡進行觀察。(5)對雜種植株接種黑腐病菌,能正常生長的就是具有高抗性的雜種植株,從而可篩選出具有高抗性的雜種植株。答案:(1)外植體消毒、培養(yǎng)基及器械滅菌、實驗人員無菌操作溫度、光照、濕度、氣體環(huán)境(O2、CO2)(2)葉綠體(3)保持原生質(zhì)體完整性細胞壁(4)雙親(花椰菜和黑芥)(5)黑腐病菌

【補償訓練】馬鈴薯是種植廣泛的農(nóng)作物,病毒侵染后會導致產(chǎn)量大幅下降,培育脫毒的馬鈴薯品種是提高產(chǎn)量的有效方法。請分析并回答:(1)馬鈴薯莖尖病毒極少甚至無病毒,因此可將馬鈴薯莖尖接種在培養(yǎng)基中,經(jīng)過人工培養(yǎng)獲得脫毒苗。培養(yǎng)基中添加______________________(填激素名稱),誘導離體細胞經(jīng)過__________和____________完成組織培養(yǎng)過程,從而形成脫毒苗。為監(jiān)控脫毒苗的質(zhì)量,可采用____________的方法檢測是否存在病毒的蛋白質(zhì)。(2)研究人員研究了莖尖外植體大小對幼苗的成苗率和脫毒率的影響,實驗結(jié)果如圖。實驗結(jié)果表明,莖尖越小,__________,因此馬鈴薯脫毒培養(yǎng)中莖尖外植體的適宜大小為__________mm?！窘馕觥?1)離體的植物組織必須通過植物組織培養(yǎng)技術(shù),在生長素和細胞分裂素等植物激素的作用下,經(jīng)脫分化形成愈傷組織,然后經(jīng)再分化形成具有根、莖、葉的植物體。檢測病毒的蛋白質(zhì)要用抗原—抗體雜交法。(2)據(jù)圖可知,莖尖越小脫毒率越高,成苗率越低,當莖尖大小為0.27mm時脫毒率和成苗率相對都較高。答案:(1)生長素和細胞分裂素脫分化再分化抗原—抗體雜交(2)脫毒率越高,但成苗率越低0.27

10.(10分)(2021·石家莊高二檢測)埃博拉病毒(EBO)是一類RNA病毒,其中EBOV是一種烈性的、泛嗜性的病毒,它首先破壞吞噬細胞,其次是肝、脾等細胞,進而導致血管通透性增加,出現(xiàn)嚴重的出血熱現(xiàn)象。據(jù)此回答下列問題:(1)EBOV感染者的血清中很難形成高濃度的抗體,這是因為________細胞受損,抗原處理、呈遞過程受阻,嚴重影響了體液免疫的發(fā)生。

(2)如圖表示利用雜交瘤技術(shù)制備出抗EBO的單克隆抗體的過程。請回答下列問題:①在制備過程中,先向小鼠體內(nèi)注射適量的EBO,一段時間后,若小鼠血清中抗EBO的抗體檢測呈陽性,則通過過程①從小鼠的________(內(nèi)臟)中獲得的甲細胞是________細胞;將該細胞與小鼠的骨髓瘤細胞融合。實踐中常用____________作為促融劑,以提高過程②的成功率。

②在單克隆抗體制備過程中,進行骨髓瘤細胞和B淋巴細胞誘導融合的操作后要進行兩次篩選,第一次篩選用特定的________培養(yǎng)基篩選出________細胞,第二次篩選目的是獲得__________________細胞。如果用到多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng),在對該類細胞進行克隆化培養(yǎng)的過程中會用到______________技術(shù)。

③若要大量制備該單克隆抗體需要對所得雜交瘤細胞進行擴大培養(yǎng),常用的培養(yǎng)方法有________培養(yǎng)和________培養(yǎng)。

【解析】(1)根據(jù)題干信息“首先破壞吞噬細胞”可知,EBOV感染者的血清中很難形成高濃度的抗體的原因是病毒最先侵染并破壞吞噬細胞,影響抗原呈遞,阻斷了體液免疫的發(fā)生。(2)①在制備過程中,先向小鼠體內(nèi)注射適量的EBO,一段時間后,若小鼠血清中抗EBO的抗體檢測呈陽性,再通過過程①從小鼠的脾臟中獲得B淋巴細胞(或漿細胞);將該細胞與小鼠的骨髓瘤細胞融合,實踐中常用聚乙二醇作為促融劑,以提高過程②細胞融合的成功率。②在單克隆抗體制備篩選過程中,第一次篩選用特定的選擇性培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞,第二次篩選目的是獲得能產(chǎn)生專一抗體的雜交瘤細胞。如果用到多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng),在對該類細胞進行克隆化培養(yǎng)的過程中會用到動物細胞培養(yǎng)技術(shù)。③若要大量制備該單克隆抗體,對所得雜交瘤細胞常用的培養(yǎng)方法有體內(nèi)、體外培養(yǎng)。答案:(1)吞噬(2)①脾臟B淋巴(或漿)聚乙二醇②選擇性雜交瘤能產(chǎn)生專一抗體的雜交瘤動物細胞培養(yǎng)③體內(nèi)體外

11.(10分)不同類型的細胞表達不同的基因組合。那么不同類型的動物細胞都具有全套基因嗎?科學家進行了如下圖所示的克隆研究。Ⅰ～Ⅶ代表有關(guān)過程,a～h代表有關(guān)結(jié)構(gòu)或個體。(1)a細胞的名稱是____________。選用該細胞作為核移植受體細胞的原因是____。

(2)對b的操作方法通常是____________。若g是能產(chǎn)生人生長激素的羊,則培育g時,應將人生長激素基因?qū)隷___________,為了盡快獲得大量的生長激素,但讓g進行有性生殖會丟失目的基因,你將通過________________技術(shù)來實現(xiàn)。

(3)從d中取出細胞進行培養(yǎng)時,一般不超過______代,原因是_________。

此培養(yǎng)過程中與植物細胞培養(yǎng)過程中所用的培養(yǎng)基有何不同?_________。

(4)如果圖中的細胞均是人體細胞,則獲得的h細胞或器官可用于供體本人組織器官的移植,其優(yōu)點是____________________________。

(5)上述過程中用到的生物技術(shù)有__________________________________(列舉兩項)。

【解析】本題主要考查體細胞核移植技術(shù)的過程和應用前景。(1)圖中a細胞是去核卵母細胞。選用去核卵母細胞作為核移植受體細胞的原因一方面是體積大、易操作,且含豐富的營養(yǎng)物質(zhì),另一方面是去核卵母細胞的細胞質(zhì)中含有促使細胞核表達全能性的物質(zhì)。(2)將供體細胞核注入去核的卵母細胞通常用顯微注射法。若g是能產(chǎn)生人生長激素的羊,則培育g時,應將人生長激素基因?qū)胍浦驳墓w細胞核中。為了克服有性生殖會丟失目的基因的缺點,可通過核移植技術(shù)來實現(xiàn),即將g羊的體細胞核或胚胎細胞核移入去核的卵母細胞,經(jīng)過圖示過程,再形成轉(zhuǎn)入人生長激素基因的克隆羊。(3)動物細胞進行培養(yǎng)時,如果不是為了獲取不死細胞,一般不超過10代,原因是10代以內(nèi)的細胞,其細胞核型不會發(fā)生變化。動物細胞培養(yǎng)與植物細胞(組織)培養(yǎng)所用培養(yǎng)基不同。動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基,通常要加入動物血清,植物細胞(組織)培養(yǎng)所用培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基,不需加血清。(4)如果圖中的細胞均是人體細胞,則獲得的h細胞或器官可用于供體本人組織器官的移植,由于是自身細胞克隆培養(yǎng)形成的器官,所以不會發(fā)生免疫排斥反應。(5)上述過程中用到的生物技術(shù)有動物細胞培養(yǎng)、核移植等。答案:(1)(去核)卵母細胞體積大、易操作,營養(yǎng)物質(zhì)豐富,含有促使細胞核表達全能性的物質(zhì)(2)顯微注射法移植的供體細胞核克隆(或核移植)(3)10

10代以內(nèi)的細胞,其細胞核型不會發(fā)生變化此培養(yǎng)過程所用培養(yǎng)基一般是液體培養(yǎng)基,并加入動物血清(4)不會發(fā)生免疫排斥反應(5)動物細胞培養(yǎng)、核移植等12.(10分)如圖1是某實驗室通過動物纖維母細胞獲得單克隆抗體的實驗研究,據(jù)圖回答相關(guān)問題。(1)圖1中Y細胞的名稱是______________。

(2)①過程類似于植物組織培養(yǎng)技術(shù)中的__________過程;②過程的實質(zhì)是__。

(3)③過程中需用到的生物誘導劑是______________。

(4)④處需要篩選,其目的是__________________。

(5)若用含放射性32P標記的核苷酸的培養(yǎng)基培養(yǎng)Z細胞,能測到放射性32P的細胞器是____________。

(6)研究表明,HER2/neu是一種原癌基因,它表達的H蛋白在多種惡性腫瘤特別是乳腺癌細胞中過量表達;抗H蛋白單克隆抗體能抑制過量表達H蛋白的乳腺癌細胞的生長,目前已成為有效的生物治療手段。

選擇H蛋白作為單克隆抗體的作用靶點,是因為H蛋白在成年個體的正常組織中____________(填“低表達”或“高表達”)。H蛋白是一個跨膜蛋白,結(jié)構(gòu)如圖2所示,制備免疫小鼠所用的H蛋白(抗原)時,應構(gòu)建____________區(qū)基因,轉(zhuǎn)入原核細胞表達并提純。

【解析】(1)由題圖可以知道,Y細胞表示受抗原刺激過的B淋巴細胞,能夠產(chǎn)生特異性抗體。(2)①過程是將已經(jīng)分化的細胞培養(yǎng)成分化程度低的細胞,該過程類似于植物組織培養(yǎng)技術(shù)中的脫分化過程;②過程是細胞分化過程,其實質(zhì)是基因的選擇性表達。(3)③表示動物細胞融合過程,常用滅活的病毒作為誘導劑誘導動物細胞融合。(4)④處需要進行篩選,目的是篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞。(5)放射性32P標記的核苷酸是合成DNA或RNA的原料,Z細胞中含有DNA的細胞器只有線粒體,含有RNA的細胞器有線粒體和核糖體,所以能測到放射性32P的細胞器有核糖體、線粒體。(6)H蛋白在多種惡性腫瘤特別是乳腺癌細胞中過量表達,因此H蛋白在正常組織中低表達;因為抗體主要存在于細胞外液中,因此根據(jù)H蛋白的結(jié)構(gòu)圖可以知道,若用制備免疫小鼠所用的H蛋白(抗原)時,應構(gòu)建胞外區(qū)基因,轉(zhuǎn)入原核細胞表現(xiàn)并提供。答案:(1)抗原刺激過的B淋巴細胞(或已免疫的B淋巴細胞)(2)脫分化基因的選擇性表達

(3)滅活的病毒(4)篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞(5)核糖體、線粒體(6)低表達胞外【補償訓練】如圖表示用生物工程制備人抗A抗體的過程。請回答下列問題:(1)人的紅細胞膜表面有具有識別作用的凝集原,其化學本質(zhì)是____________;從免疫學角度看,這種凝集原是____________________。

(2)圖中細胞1是小鼠體內(nèi)注入人A型血的紅細胞后獲得的____細胞,這種細胞具有______________的特點,但難以在體外培養(yǎng)。甲培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的細胞2是從患骨髓瘤的小鼠體內(nèi)獲取的骨髓瘤細胞,這種細胞在體外培養(yǎng)時能____________,但不會產(chǎn)生抗體。

(3)為了能充分發(fā)揮上述兩種細胞各自的特點,經(jīng)特殊處理,在促細胞融合因子的作用下,使兩種細胞發(fā)生融合,形成圖中的細胞3,這種細胞稱為_________。把它放在乙培養(yǎng)皿中進行培養(yǎng),則能產(chǎn)生大量的細胞群,這種方法稱為___________。

(4)過程①的主要目的是______________________________________________。通過過程②或③的培養(yǎng)方法能產(chǎn)生大量________________抗體。

【解題關(guān)鍵】解答本題需注意兩點:(1)單克隆抗體的制備所用兩種細胞的特點。(2)誘導動物細胞融合后需要經(jīng)過兩次篩選。【解析】(1)人紅細胞膜表面的凝集原具有特異性,化學本質(zhì)是糖蛋白,從免疫學角度看,它是抗原。(2)(3)免疫后的B淋巴細胞能分泌特異性抗體,小鼠骨髓瘤細胞則可在體外培養(yǎng)條件下無限分裂、增殖,在選擇培養(yǎng)基中,只有免疫后的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合產(chǎn)生的雜交瘤細胞(細胞3)才可存活。(4)過程①的主要目的是篩選出能產(chǎn)生單一抗A抗體的雜交瘤細胞,過程②和③分別是體內(nèi)培養(yǎng)和體外培養(yǎng),以產(chǎn)生大量抗A單克隆抗體。答案:(1)糖蛋白抗原(2)B淋巴(或免疫后的B淋巴)產(chǎn)生單一的抗A抗體(或產(chǎn)生單一的特異性抗體)大量增殖(3)雜交瘤細胞克隆化培養(yǎng)(4)篩選出能產(chǎn)生單一抗A抗體的雜交瘤細胞抗A單克隆13.(8分)(2021·南京高二檢測)如圖為馬鈴薯—番茄植株的培育過程示意圖。請據(jù)圖回答:(1)步驟①②應使用________和果膠酶處理細胞,去除植物細胞的細胞壁,獲得________。

(2)步驟③常用的化學試劑是________,與步驟④的完成相關(guān)的細胞器有_____(寫出2種)。

(3)步驟⑤應用的技術(shù)名稱是________。該過程需要________兩種植物激素共同作用。

【解析】(1)步驟①②為去壁過程,植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠,根據(jù)酶的專一性原理,可采用纖維素酶和果膠酶處理細胞,去除植物細胞的細胞壁,獲得原生質(zhì)體。(2)步驟③表示人工誘導原生質(zhì)體融合過程,常用的化學試劑是PEG(聚乙二醇);步驟④表示再生出新細胞壁,植物細胞壁的形成與高爾基體有關(guān),且細胞壁的形成需要線粒體提供能量。(3)步驟⑤將雜種細胞培育成雜種植株需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù);植物組織培養(yǎng)過程需要生長素和細胞分裂素兩種植物激素共同作用。答案:(1)纖維素酶原生質(zhì)體(2)PEG(聚乙二醇)高爾基體和線粒體(2種需答全)

(3)植物組織培養(yǎng)生長素和細胞分裂素14.(8分)傳統(tǒng)農(nóng)作物往往是通過雜交獲得的,隨著生物工程技術(shù)的不斷發(fā)展,新品種的培育途徑逐漸被拓寬。目前至少有7種培育農(nóng)作物新品種的途徑被廣泛應用。如圖為水稻的幾種不同的育種方法示意圖。請據(jù)圖回答:(1)圖中A→D所示的途徑表示____________育種方式,A→B→C的途徑表示____________育種方式。這兩種育種方式相比較,后者優(yōu)越性主要表現(xiàn)在________________。

兩個親本的基因型分別為AAbb和aaBB,這兩對基因按自由組合定律遺傳,要培育出基因型為aabb的新品種,最簡捷的途徑是____________。

(2)B方法為____________________。

(3)E方法原理為__________。上述培育新品種的方法中原理相同的有______。

(4)G所示過程可以采用花粉管通道法,這是基因工程操作的____________環(huán)節(jié)。

(5)人工種子萌發(fā)出的植株與天然種子萌發(fā)出的植株有何區(qū)別?_____________。

【解析】(1)據(jù)圖分析可知:A→D屬于雜交育種,原理是基因重組;A→B→C的育種過程是單倍體育種,單倍體育種的原理是染色體數(shù)目變異;與雜交育種相比,單倍體育種能較快獲得純合子,明顯縮短育種年限。兩個親本的基因型分別為AAbb和aaBB,這兩對基因按自由組合定律遺傳,要培育出基因型為aabb的新品種,讓2個親本雜交得到F1,F1自交得到F2,再從F2中選出基因型為aabb的品種即可,即最簡捷的途徑是A→D。(2)B獲得單倍體的方法是花藥離體培養(yǎng)。(3)E育種過程產(chǎn)生新基因,因此屬于誘變育種,原理是基因突變。圖中培育新品種原理相同的有A、D和G都屬于基因重組;C和F都屬于染色體數(shù)目變異。(4)G所示過程是基因工程育種,花粉管通道法是將目的基因?qū)胧荏w細胞的方法之一。(5)人工種子萌發(fā)出的植株是無性生殖,能保持親本的優(yōu)良性狀,天然種子萌發(fā)出的植株是有性生殖,可能發(fā)生性狀分離而喪失其優(yōu)良性狀。答案:(1)雜交單倍體能較快獲得純合子,縮短育種年限

A→D

(2)花藥離體培養(yǎng)(3)基因突變A、D和G,C和F

(4)目的基因?qū)胧荏w細胞(5)人工種子萌發(fā)出的植株是無性生殖,能保持親本的優(yōu)良性狀,天然種子萌發(fā)出的植株是有性生殖,可能發(fā)生性狀分離而喪失其優(yōu)良性狀15.(10分)近年來煙草葉綠體基因工程在提高光合效率、抗性和品質(zhì)等方面取得了研究進展。如圖是將擬南芥果糖1,6-二磷酸醛縮酶基因(簡稱“醛縮酶基因”)轉(zhuǎn)入煙草葉綠體基因組的部分流程示意圖,請據(jù)圖回答下列問題:(1)圖1中,利用PCR技術(shù)擴增擬南芥醛縮酶基因時,應選用的引物是__________。圖2重組質(zhì)粒中未標注出的必需元件還有______________,構(gòu)建該重組質(zhì)粒用的限制性核酸內(nèi)切酶有______________。

(2)將擬南芥醛縮酶基因?qū)霟煵萑~綠體基因組時,一般將含有目的基因的質(zhì)粒包裹在金粉上,通過轟擊進入葉綠體中,這種方法稱為______________。葉綠體基因組中存在基因區(qū)和基因間隔區(qū),應將目的基因?qū)肴~綠體基因組中的基因間隔區(qū),其原因是____________________________________。

(3)檢測目的基因是否成功導入受體細胞的方法是______________,該項技術(shù)用到的基因探針的制作方法是:在____________________________________上用放射性同位素等做標記。

(4)若擬南芥醛縮酶基因在煙草葉綠體中成功表達,其活性是野生型煙草的1.4～1.9倍,在高CO2濃度下可達2.2倍,說明擬南芥醛縮酶通過______________來提高光合效率。

【解析】(1)圖1中,基因中兩條鏈是反向平行的,故利用PCR技術(shù)擴增目的基因時,選引物時應該選方向相反且把目的基因包含在里面,故所選的引物是引物甲、引物丙。重組質(zhì)粒應包括目的基因、啟動子、終止子、標記基因和復制原點等,圖2重組質(zhì)粒中未標注出的必需元件還有復制原點,由圖2可知,BamHⅠ會破壞標記基因,結(jié)合圖1目的基因兩端的限制酶切位點可判斷構(gòu)建該重組質(zhì)粒用的限制性核酸內(nèi)切酶應選擇HindⅢ和BclⅠ。(2)將目的基因?qū)霟煵萑~綠體基因組時,一般將含有目的基因的質(zhì)粒包裹在金粉上,通過轟擊進入葉綠體中,這種方法稱為基因槍法。葉綠體基因組中存在基因區(qū)和基因間隔區(qū),為避免對葉綠體自身的基因組的表達造成影響,應將目的基因?qū)肴~綠體基因組中的基因間隔區(qū)。

(3)檢測目的基因是否成功導入受體細胞的方法是DNA分子雜交技術(shù),該項技術(shù)用放射性同位素等做標記,含有目的基因的DNA單鏈片段作基因探針。(4)若擬南芥醛縮酶基因在煙草葉綠體中成功表達,其活性是野生型煙草的1.4～1.9倍,在高CO2濃度下可達2.2倍,說明擬南芥醛縮酶通過促進暗反應中CO2的固定來提高光合效率。答案:(1)引物甲、引物丙復制原點Hind

Ⅲ和Bcl

Ⅰ

(2)基因槍法避免對葉綠體自身的基因組的表達造成影響(3)DNA分子雜交技術(shù)含有目的基因的DNA單鏈片段(4)促進暗反應中CO2的固定16.(10分)如圖為利用現(xiàn)代生物技術(shù)治療遺傳性糖尿病的流程示意圖,請回答下列問題:(1)獲得重組細胞A利用了________技術(shù)。去掉卵母細胞核的目的是_________。將重組細胞A在體外培養(yǎng)至囊胚,獲得胚胎干細胞。胚胎干細胞在________細胞上,或添加抑制因子的培養(yǎng)液中,能夠維持不分化的狀態(tài)。

(2)體外培養(yǎng)重組細胞時,應定期________,防止代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成傷害。傳代培養(yǎng)時需要用________處理貼滿瓶壁的細胞,然后________繼續(xù)培養(yǎng)。

(3)將正常胰島素基因?qū)肱咛ジ杉毎ǔ２捎玫姆椒ㄊ莀_______________。定向誘導使重組細胞B分化成胰島樣細胞。檢測胰島樣細胞胰島素的分泌量,可將其放在較高濃度的____________培養(yǎng)液中,保溫一定時間后檢測。

【解析】(1)獲得重組細胞A利用了核移植技術(shù)。去掉卵母細胞核的目的是使重組細胞(胚胎)的性狀主要由供體細胞核決定。將重組細胞A在體外培養(yǎng)至囊胚,獲得胚胎干細胞。胚胎干細胞在飼養(yǎng)層細胞上,或添加抑制因子的培養(yǎng)液中,能夠維持不分化的狀態(tài)。(2)體外培養(yǎng)重組細胞時,應定期更換培養(yǎng)液,防止代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成傷害。傳代培養(yǎng)時需要用胰蛋白酶處理貼滿瓶壁的細胞,然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)。(3)將正常胰島素基因?qū)肱咛ジ杉毎ǔ２捎玫姆椒ㄊ秋@微注射法。胰島素具有降低血糖濃度的作用,因此檢