高中生物新教材知识对点专练：24 细胞工程(含解析）

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高中生物新教材知识对点专练
第九单元 生物技术与工程
专题二十四　细胞工程
考点1　植物细胞工程
1.[2019江苏,20,2分]为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力,某研究小组的实验过程如图。下列叙述正确的是 (　　)
A.过程①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中
B.过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化
C.过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D.原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性
2.[2020浙江7月选考,29节选,9分]回答与基因工程和植物克隆有关的问题:
(1)天然农杆菌的Ti质粒上存在着一段DNA片段(T-DNA),该片段可转移并整合到植物细胞染色体上。为便于转基因植物在组织培养阶段的筛选,设计重组Ti质粒时,应考虑T-DNA中要有可表达的目的基因,还需要有可表达的　　。
(2)结合植物克隆技术进行转基因实验,为获得转基因植株,农杆菌侵染的宿主一般要选用具有优良性状、较高的遗传稳定性、　　　　　　　　　　　　　及易被农杆菌侵染等特点的植物材料。若植物材料对农杆菌不敏感,则可用　　　　的转基因方法。
(3)利用带侧芽的茎段获得丛状苗的过程与利用茎段诱导产生愈伤组织再获得丛状苗的过程相比,前者总培养时间　　　　,且不经历　　　　过程,因而其遗传性状稳定,是大多数植物快速繁殖的常用方法。
(4)与发芽培养基相比,配制转基因丛状苗生根培养基时,可根据实际情况适当添加　　　　　,促进丛状苗基部细胞分裂形成愈伤组织并进一步分化形成　　　　　,最终形成根。还可通过改变MS培养基促进生根,如　　　　　　(A.提高蔗糖浓度　B.降低培养基浓度　C.提高大量元素浓度　D.不添加琼脂)。
3.[2019全国卷Ⅲ,38,15分]培养胡萝卜根组织可获得试管苗,获得试管苗的过程如图所示。
回答下列问题。
(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株,这是因为植物细胞具有　　　　。
(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层,原因是　　　 　。
(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基,其原因是　　　　　　　　　　　　　。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的　　　　过程,最终可形成试管苗。
(4)步骤⑥要进行照光培养,其作用是　　　　　　　　　　　　。
(5)经组织培养得到的植株,一般可保持原品种的　　　　,这种繁殖方式属于　　　　繁殖。
考点2　动物细胞工程
4.[2020全国卷Ⅰ,38,15分]为研制抗病毒A的单克隆抗体,某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。
回答下列问题:
(1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A,该处理的目的是　　　　　。
(2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤:　　　　　　　　　　　　　。
(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞,需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于　　　　,使用该培养基进行细胞培养的结果是　　　　　　　　　　　。图中筛选2含多次筛选,筛选所依据的基本原理是　　 。
(4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖,可采用的方法有　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。
5.[2018全国卷Ⅲ,38,15分]2018年《细胞》期刊报道,中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆,获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题:
(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程,核移植是指　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。通过核移植方法获得的克隆猴,与核供体相比,克隆猴体细胞的染色体数目　　　　(填“减半”“加倍”或“不变”)。
(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度　　　　(填“大于”或“小于”)体细胞核移植,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)在哺乳动物核移植的过程中,若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体,通常,所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目　　　　(填“相同”或“不同”),性染色体组合　　　　(填“相同”或“不同”)。
拓展变式
[2018江苏,8,2分]花药离体培养是重要的育种手段。如图是某二倍体植物花药育种过程的示意图,下列叙述正确的是
A.为了防止微生物污染,过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡30 min
B.过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化
C.过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体
D.过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质
答案
专题二十四　细胞工程
1.D　本题考查原生质体的培养等知识,过程①获得的原生质体不能悬浮在30%的蔗糖溶液中,30%的蔗糖溶液可导致原生质体失水皱缩甚至死亡,A项错误;过程②为再分化过程,需提高细胞分裂素的比例以促进芽的分化,B项错误;过程③不需用秋水仙素处理,愈伤组织细胞就已经有了细胞壁,C项错误;原生质体虽无细胞壁,但含有细胞核等结构,即含有全部的遗传信息,原生质体仍保持细胞的全能性,D项正确。
2.(除标明外,每空1分)(1)抗性基因　(2)全能性表达充分(2分)　显微注射　(3)短　脱分化　(4)生长素　根的分生组织　B
【解析】　(1)重组Ti质粒中必须含有目的基因和用于筛选的标记基因,利用农杆菌转化法进行转基因操作时,标记基因一般选择抗性基因。(2)要获得植物克隆的成功,选择的植物材料应具备的条件包括具有优良性状、较高的遗传稳定性、全能性表达充分、易被农杆菌侵染等。若植物材料对农杆菌不敏感,可采用显微注射法。(3)带有侧芽(含芽的顶端分生组织)的茎段可直接发育成丛状苗,无需经历脱分化的阶段,培养时间较短。(4)利用发芽培养基培养出丛状苗后,可转移至含有较多生长素的培养基(生根培养基)中,使其生根。配制生根培养基时,相同体积条件下生根培养基中加入的MS培养基的量比发芽培养基少。
3.(除标明外,每空2分)(1)全能性(或答:形成完整植株所需的全部基因)　(2)形成层容易诱导形成愈伤组织　(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同(3分)　分化(或答:再分化)　(4)诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用　(5)遗传特性　无性
【解析】　(1)分化的植物细胞可以培养成完整的植株,这是因为植物细胞具有全能性。(2)在本实验中,切取胡萝卜块时要切取含有形成层的部分,原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。(3)决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,步骤⑤(诱导愈伤组织形成)和步骤⑥(诱导愈伤组织分化形成试管苗)所需的生长素和细胞分裂素的比例不同,故步骤⑤到步骤⑥需更换培养基。愈伤组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。(4)步骤⑥需要光照培养,其作用是诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用。(5)组织培养没有经过两性生殖细胞的结合,因此属于无性繁殖,组织培养得到的植株保持了原品种的遗传特性。
4.(除标明外,每空2分)(1)诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞　(2)取小鼠甲脾脏剪碎,用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞,加入培养液制成单细胞悬液(3分)　(3)选择培养基　只有杂交瘤细胞能够生存　抗原与抗体的反应具有特异性　(4)将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖;将杂交瘤细胞在体外培养(4分)
【解析】　(1)实验前给小鼠甲注射病毒A,其目的是刺激机体发生免疫反应,从而产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。(2)制备单细胞悬液的主要实验步骤:从健康动物体内取出组织块,剪碎,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间,这样组织就会分散成单个细胞,然后用培养液将分散的细胞稀释制成单细胞悬液。(3)图中筛选1采用特定的选择培养基,在该培养基上,未融合的细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞)才能生存。图中筛选2含多次筛选,利用抗原与抗体特异性结合的原理,就可获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。(4)要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖,可将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖。
5.(除标明外,每空2分)(1)将动物的一个细胞核,移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中(3分)　不变　(2)小于　胚胎细胞分化程度低,恢复全能性相对容易(3分)　(3)相同　不同(3分)
【解析】　本题考查动物细胞工程的相关知识。(1)动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,与核供体相比,其细胞的染色体数目不变。(2)由于动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,而动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难,所以,胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度明显小于体细胞核移植。(3)哺乳动物雌性和雄性个体的体细胞中常染色体数目相同,所以分别以雌性和雄性个体的体细胞为供体,所得到的克隆动物体细胞的常染色体数目相同,但其性染色体组合不同。
C　本题考查植物组织培养的过程。通常将花药用体积分数为70%的酒精浸泡30 s,立即取出,在无菌水中清洗,A项错误;过程②为脱分化形成愈伤组织的过程,所用培养基中细胞分裂素和生长素的比例应适中,B项错误;过程③为再分化,因用秋水仙素处理了由花药形成的愈伤组织细胞,故能筛选获得纯合的二倍体,C项正确;过程④应将炼苗后的植株移栽到土壤中,D项错误。