高考生物大题冲关—核心知识点专练14　细胞工程(含解析）

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高考生物大题冲关—核心知识点专练
14　细胞工程
1.(2021·安徽合肥质检)转基因植物是将某些抗性基因导入植物细胞中，使其表达并稳定遗传。回答下列关于植物转基因相关的问题：
(1)农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的最常用的方法，其优点是农杆菌的Ti质粒上有一段________，能携带目的基因整合到植物基因组中，该方法适用于________________________。
(2)用________处理植物细胞后，可获得原生质体，将原生质体与农杆菌一同培养，可使目的基因转化到原生质体中，用_______________________________(至少写出两种方法)处理，能使导入目的基因的原生质体与其他生物的原生质体相融合。
(3)对导入目的基因的植物细胞进行________________________________可得到完整植株，当培养基中的生长素高于细胞分裂素时，细胞先分化长出_____________________________________________________________________。
(4)为了避免转基因植物的花粉传播到自然环境中，影响生态平衡，可使目的基因整合到________________________。
答案　(1)T－DNA　双子叶植物和裸子植物
(2)纤维素酶和果胶酶　电融合法、离心法、PEG、高Ca2＋—高pH融合法
(3)植物组织培养　胚根
(4)细胞质基因组中
解析　(1)农杆菌的Ti质粒上有一段T－DNA，能携带目的基因整合到植物基因组中，该方法适用于双子叶植物和裸子植物。(2)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞可获得原生质体，促进植物原生质体融合的方法有电融合法、离心法、PEG、高Ca2＋—高pH融合法等。(3)对导入目的基因的植物细胞进行植物组织培养可得到完整植株，当培养基中的生长素高于细胞分裂素时，细胞先分化长出胚根，反之先分化长出胚芽。(4)为了避免转基因植物的花粉传播到自然环境中，影响生态平衡，可使目的基因整合到细胞质基因组中，因为花粉无细胞质基因。
2.(2021·昆明市诊断)请阅读以下资料：
资料1　某科研团队筛选出了抗寒柑橘的抗寒相关基因，并研究了抗寒相关基因的表达情况，为实施柑橘抗寒基因工程并培育抗寒转基因柑橘奠定了基础。
资料2　拟南芥(2n＝10)是生物学研究中常用的模式生物，具有生长周期短、繁殖力旺盛、抗逆性强等优点。千禧果(樱桃小番茄)(2n＝24)是近年来从樱桃番茄品种中优选培育出来的一个新品种，也可以说是“升级版”西红柿。现以上述两种植物为材料，利用植物体细胞杂交技术培育出新型植物。
回答下列问题：
(1)将资料1中抗寒基因作为目的基因，构建基因表达载体，为了能将外源基因插入质粒中，质粒应具备的基本条件是________________________________。在培育某些转基因植物时，常用到农杆菌转化法，其中农杆菌的作用是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)在资料2中，可取拟南芥和千禧果的叶片，先用____________________酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。酶解过程应在与植物细胞_________________的溶液中进行，否则在失去了细胞壁之后，原生质体会因______________________而死亡。若不考虑可能的染色体变异，获得的新型植物的根尖细胞在有丝分裂后期时染色体数目为________。
(3)资料1中利用抗寒基因获得转基因植物和资料2中培育出的新型植物，都需用到________________技术，其依据的基本原理是____________________。
答案　(1)具有一个至多个限制酶切割位点　感染植物细胞并将目的基因转移到植物细胞中　(2)纤维素酶和果胶　渗透压相等　在低浓度溶液中吸水涨破或在过高浓度溶液中过度失水　68　(3)植物组织培养　植物细胞具有全能性
解析　(1)题中的关键信息是“为了能将外源基因插入质粒中”，所以该质粒应具备的基本条件是具有一个至多个限制酶切割位点。农杆菌可感染植物细胞并将目的基因转移到植物细胞中。(2)植物体细胞杂交之前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁，且酶解过程应在与植物细胞等渗透压的溶液中进行，否则原生质体会在低浓度溶液中吸水涨破或在高浓度溶液中过度失水而死亡。不考虑可能发生的染色体变异，新型植物体细胞中的染色体数目等于拟南芥体细胞中的染色体数目和千禧果体细胞中的染色体数目之和，即为34，在新型植物根尖细胞有丝分裂后期，染色体数目加倍，即为68。(3)二者共用的技术为植物组织培养，植物组织培养技术依据的原理是植物细胞具有全能性。
3.(2021·绵阳市诊断)在治疗大面积烧伤病人时，通常是取患者自身细胞，在体外培养获得大量的自体健康皮肤，再移植给患者进行恢复性治疗。回答下列问题：
(1)通常要取皮肤的成纤维细胞或皮肤干细胞进行体外培养，推测其原因是_____________________________________________________________________。
(2)一般可取患者腹部2～3 cm2的皮肤，用________酶来处理，可使组织分散成单个细胞，将组织分散成单个细胞的好处是__________________________________。
(3)培养细胞的过程中会出现接触抑制现象，该现象是指_____________________
_____________________________________________________________________。
(4)在动物细胞的体外培养过程中，需要提供无菌、无毒环境，可通过添加一定量的抗生素来抑制细菌的生长。据研究发现，抗生素可抑制细菌细胞中蛋白质的合成过程，抗生素的作用机理可能有______________________________________
______________________________________________________________________(写出1点即可)。
(5)在动物细胞培养过程中，需要的气体主要有O2和CO2。O2的主要作用是_____________________________________________________________________，
CO2的主要作用是_____________________________________________________。
答案　(1)皮肤成纤维细胞或皮肤干细胞分裂能力强，易于培养
(2)胰蛋白(或胶原蛋白)　使细胞和培养液充分接触
(3)当贴壁细胞分裂生长到表面互相接触时，细胞就会停止分裂增殖
(4)干扰核糖体的形成(或阻止tRNA和mRNA的结合或干扰RNA聚合酶与DNA的结合或阻止核糖体与mRNA的结合等)
(5)细胞代谢所必需的　维持培养液的pH
解析　(1)皮肤成纤维细胞或皮肤干细胞分裂能力强，易于培养，因此，通常取皮肤成纤维细胞或皮肤干细胞进行体外培养。(2)用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理皮肤组织，可使组织分散成单个细胞，将组织分散成单个细胞的好处是使细胞与培养液充分接触，利于细胞增殖。(3)当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，该现象叫细胞的接触抑制。(4)抗生素可能通过干扰核糖体的形成(或阻止核糖体与mRNA的结合或干扰RNA聚合酶与DNA的结合或阻止tRNA与mRNA的结合等)，来抑制细菌细胞中蛋白质的合成。(5)在动物细胞培养过程中，O2的作用是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。
4.(2021·中原名校质量考评)研制有效的单克隆抗体是各国抗击新冠病毒的有效手段。与传统的鼠杂交瘤单克隆抗体技术相比，单个B细胞抗体制备技术是一种体外克隆和表达单个抗原特异性B细胞抗体基因技术，具有基因多样性好、效率高、需要的细胞量少等优势，制作过程如下图示，回答有关问题：
(1)从免疫小鼠体内获取单个B淋巴细胞________(填“是”或“否”)利用胰蛋白酶处理，这是因为________________。为获取较多的B细胞抗体基因，需要用到________技术。
(2)构建表达载体的目的是____________________，表达载体必须有标记基因，是因为标记基因具有________________________作用。除了标记基因、目的基因外，表达载体还必须包含________。
(3)图示中需要筛选的过程有____________________抗体亲和力检测的方法是_____________________________________________________________________。
答案　(1)否　B淋巴细胞是单个存在的，不紧密结合在一起　PCR
(2)使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用　鉴别和筛选含有目的基因的细胞　启动子和终止子
(3)获取单个B细胞，小规模表达与鉴定、抗体亲和力检测　抗原—抗体杂交
解析　(1)由于B淋巴细胞位于血液、淋巴液和淋巴结中，单个存在，不紧密结合在一起，不需要胰蛋白酶处理成单个细胞，但需要纯化。扩增目的基因的方法是PCR技术。(2)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。基因表达载体必须包含有目的基因、标记基因、启动子和终止子。(3)从免疫后的小鼠体内需要筛选能产生特异性抗体的B淋巴细胞，目的基因是否导入受体细胞并表达需要进行筛选，表达产物也需要筛选能与新冠病毒特异性结合并发挥作用。检测表达出的单克隆抗体需要用抗原－抗体杂交。