高考生物一轮复习专题作业34：克隆技术（含解析）

高中生物专题分层作业
第34讲　克隆技术
A组　基础题组
题组一　植物细胞工程
1.(2020北京朝阳期末)下列有关植物组织培养的叙述中,正确的是(　　)
A.愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
B.二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株
C.植物组织培养过程中要注意保持材料用具等无菌
D.同一株绿色开花植株不同部位的细胞得到的组培苗基因型一定相同
答案　C　愈伤组织是脱分化得到的,未分化的一团薄壁细胞,没有特定的结构和功能,A选项错误;二倍体植物的花粉组织培养得到的是高度不育的单倍体植株,同一个体的体细胞经植物组织培养得到的是基因型相同的植株,但若选择花药离体培养得到的是单倍体植株,B、D选项错误。
2.(2020北京朝阳期末)实验人员利用矮牵牛(二倍体,2n=14)的红色花瓣细胞(液泡呈红色)与枸杞(四倍体,4n=48)叶肉细胞,制备了相应的原生质体,并诱导其融合,经筛选、培养获得杂种植株。下列有关叙述错误的是(　　)
A.获得该杂种植株克服了远缘杂交不亲和的障碍
B.可利用电激、离心等方法诱导原生质体融合
C.可利用光学显微镜观察,筛选出杂种原生质体
D.若原生质体均为两两融合,则融合后的细胞中染色体数目均为62条
答案　D　原生质体均为两两融合的情况有三种,所以融合后的细胞染色体数目可能为28条、96条或62条,D选项错误;矮牵牛红色的花瓣细胞与枸杞绿色的叶肉细胞进行植物体细胞杂交,克服了远缘杂交不亲和的障碍,融合后的原生质体是可以通过显微镜观察鉴定的,A、C选项正确。可用电激、离心等方法诱导原生质体融合,B选项正确。
3.下图是两种二倍体植物细胞(甲、乙)融合并培育新植株过程的示意图。有关分析正确的是(　　)
A.过程①需用纤维素酶和果胶酶溶液处理,且溶液的渗透压略大于细胞液渗透压
B.过程②可用聚乙二醇诱导原生质体融合,主要依据细胞膜具有选择透过性原理
C.过程③表示细胞壁的再生,④⑤需要根据生长发育进程更换不同的液体培养基
D.最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异,因此不具有可育性
答案　A　过程①表示去除植物细胞的细胞壁获得有活力的原生质体,因植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此需用纤维素酶和果胶酶溶液处理,为使原生质体保持正常的形态,溶液的渗透压略大于细胞液渗透压,A正确;过程②是诱导原生质体融合,可用聚乙二醇作诱导剂,主要依据细胞膜具有一定的流动性原理,B错误;过程③表示杂种细胞再生出细胞壁,④⑤需要根据生长发育进程更换不同的固体培养基,C错误;最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异,但具有可育性,D错误。
题组二　动物细胞工程
4.(2020北京东城期末)下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述,正确的是(　　)
A.都需要无菌操作
B.都需要使用胰蛋白酶
C.都需要使用激素
D.都需要含5%CO2的气体环境
答案　A　动物细胞培养需要用胰蛋白酶离散组织细胞,并需要含95%空气加5%CO2的气体环境,植物组织培养不需要,B、D选项错误;植物组织培养通常需要植物生长调节剂,动物细胞培养不需要,C选项错误;二者均需要无菌操作,A选项正确。
5.下列关于动物细胞工程的叙述,正确的是(　　)
A.乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养
B.细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行
C.灭活病毒可使细胞相互凝聚并让细胞膜上的分子重新排布
D.培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质
答案　C　乳腺癌细胞的分裂能力比乳腺细胞强,所以乳腺癌细胞比乳腺细胞更容易进行离体培养,A错误。细胞核移植发生在同种或异种生物的细胞之间,B错误。灭活病毒诱导细胞融合的原理是:病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞相互凝聚,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合,C正确。培养早期胚胎的培养液中的维生素、激素起调节作用,不是能源物质,D错误。
6.对某种动物的肝肿瘤细胞进行动物细胞培养,下列说法错误的是　(　　)
A.在利用肝肿瘤组织块制备细胞悬液时,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B.细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是刺激细胞呼吸
C.为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素
D.在合成培养基中,通常需加入血清等天然成分
答案　B　在利用肝组织块制备细胞悬液时,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,以催化组织细胞间的蛋白质分解,得到单个细胞,A正确;细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是维持培养液的pH,B错误;为了防止细胞培养过程中细菌的污染,需对培养液进行无菌处理,也可向培养液中加入适量的抗生素,C正确;合成培养基的成分包括糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,通常还需加入血清、血浆等天然成分,D正确。
7.下图是单克隆抗体制备过程示意图。有关叙述不正确的是(　　)
A.①中B淋巴细胞是小鼠脾脏中已免疫的B淋巴细胞
B.②可利用胰蛋白酶促进细胞的融合
C.④筛选可通过抗原—抗体反应进行
D.⑥可获得单克隆抗体,但培养过程可能发生变异
答案　B　①表示提取B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,其中B淋巴细胞是小鼠脾脏中已免疫的B淋巴细胞,A正确;②可利用灭活的病毒或聚乙二醇促进细胞融合,B错误;④筛选是为了获得能产生单一抗体的杂交瘤细胞,因此可通过抗原—抗体反应进行,C正确;⑥是借助动物细胞培养技术在体外大规模培养,可获得单克隆抗体,但在培养过程中可能发生变异,D正确。
8.(2020北京东城期末)若用a表示骨髓瘤细胞,b表示B淋巴细胞,则单克隆抗体制备过程中的两次筛选可表示为(　　)
选项
筛选前
第一次筛选获得
第二次筛选获得
A
a、aa、ab、bb、b
a、aa、ab
ab
B
a、aa、ab、bb、b
ab、bb、b
ab
C
a、aa、ab、bb、b
ab
能无限增殖的ab
D
a、aa、ab、bb、b
ab
能产生特定抗体的ab
答案　D　单克隆抗体制备过程中的第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞,第二次筛选是要获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞,D选项正确。
B组　提升题组
一、选择题
1.(2020北京海淀期末)下列有关生物技术应用的叙述,不正确的是(　　)
A.利用植物组织培养技术培育花药获得单倍体植株
B.利用转基因技术把正常基因导入病人细胞进行基因治疗
C.将α-抗胰蛋白酶基因转入乳腺细胞培育乳汁中含有该酶的转基因羊
D.将愈伤组织细胞进行诱变处理并筛选得到抗盐碱的烟草新品种
答案　C　转基因动物是将目的基因转入受精卵细胞发育而来的动物,C选项错误。
2.下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径,研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述不正确的是(　　)
A.带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量相同
B.②过程的作用是使组织中的病毒在图中处理温度下部分或全部失活
C.过程③、④所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同
D.图中脱毒苗的培育过程体现了植物细胞的全能性
答案　A　带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量不同,A错误;②过程的作用是使组织中的病毒在图中处理温度下部分或全部失活,B正确;过程③、④所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同,C正确;图中脱毒苗的培育过程采用了植物组织培养技术,其体现了植物细胞的全能性,D正确。
3.(2020海淀期中)科研工作者利用禽流感病毒蛋白制备单克隆抗体,下列步骤中叙述正确的是(　　)
A.用动物细胞培养液培养禽流感病毒,通过离心获得抗原蛋白
B.多次注射适宜浓度的抗原免疫小鼠,以获得更多的浆细胞
C.用灭活的病毒诱导浆细胞与禽流感病毒融合得到杂交瘤细胞
D.将单个杂交瘤细胞接种到小鼠腹腔培养可获得多种单克隆抗体
答案　B　病毒没有细胞结构,不能独立进行新陈代谢,需要寄生在活细胞中,“动物细胞培养液”是指用于培养动物细胞的培养液,不是含有动物细胞的培养液,因此其不能用来培养病毒,A选项错误;多次用特定抗原免疫小鼠,可以获得更多的能产生目的抗体的浆细胞,B选项正确;应诱导浆细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,而非与病毒融合,C选项错误;将单个杂交瘤细胞进行体内培养,只可获得一种单克隆抗体,D选项错误。
4.某同学学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,你认为有几处是不正确的(　　)
植物细胞工程
动物细胞工程
技术手段
植物组织培养,植物体细胞杂交
动物细胞培养和融合,动物细胞核移植
特殊处理
机械法去除细胞壁
胰蛋白酶处理,制细胞悬浮液
融合方法
物理方法,化学方法
物理方法,化学方法,生物方法
典型应用
制备人工种子,培育杂种植株
单克隆抗体的制备
培养液
区别
蔗糖是离体组织赖以生长的成分
动物血清不可缺少
A.3处 B.2处 C.1处 D.0处
答案　C　植物细胞工程的技术手段有植物组织培养和植物体细胞杂交;动物细胞工程技术有动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植等技术,技术手段正确。植物体细胞杂交时,采用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁;动物细胞培养时,需要采用胰蛋白酶处理,制成细胞悬液,植物体细胞特殊处理错误。诱导植物细胞融合的方法有物理(离心、振动和电激等)和化学方法(聚乙二醇);诱导动物细胞融合的方法有物理、化学和生物方法(灭活的病毒),融合方法正确。植物细胞工程技术可用于制备人工种子、培育杂种植株;动物细胞工程中的动物细胞融合技术可以用于制备单克隆抗体,典型应用正确。植物细胞工程中的培养基中需要添加蔗糖;动物细胞工程的培养液中需要加入动物血清、血浆等天然成分,培养液区别正确。
5.下图是一种“生物导弹”的作用原理示意图,没有与肿瘤细胞结合的“生物导弹”一段时间后被机体清除。阿霉素是一种抗肿瘤药,可抑制DNA和RNA的合成,对正常细胞也有一定毒性。下列说法不正确的是(　　)
A.单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和分泌的
B.活化阿霉素能抑制细胞中的DNA复制和转录过程
C.在治疗中,应先注射非活化磷酸阿霉素再注射生物导弹
D.单克隆抗体特异性强,能减轻阿霉素对正常细胞的伤害
答案　C　单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和分泌的,A正确;阿霉素可抑制DNA和RNA的合成,即抑制细胞中的DNA复制和转录过程,B正确;据图可知,要先注射生物导弹,生物导弹可使非活化磷酸阿霉素转化成活化的阿霉素,能更好地杀死肿瘤细胞,C错误;单克隆抗体能将阿霉素定向带到肿瘤细胞所在的位置,能减轻阿霉素对正常细胞的伤害,D正确。
二、非选择题
6.中国仓鼠卵巢细胞(CHO细胞)能够高效表达外源基因。科学研究中常使用重组CHO细胞(导入了重组载体的CHO细胞)大量生产外源蛋白,一般步骤为:Ⅰ.长期传代培养,获得大量重组细胞;Ⅱ.批式培养,获得大量外源蛋白。
(1)体外培养动物细胞的基本培养液(BM)中除抗生素和一般营养物质外,还应含有　　　　　。为了获得能生产抗体A的重组CHO细胞,需要将含有抗体A基因的重组载体通过　　　　　　法导入CHO细胞,经筛选获得重组CHO细胞。?
(2)研究发现,酵母抽提物(YE)在动物细胞培养和促进蛋白质表达中具有重要作用。为确定YE在不同培养阶段的使用策略,研究人员进行了下列实验。
①图1所示实验探究了在长期传代培养阶段　　　　　　　对重组CHO细胞增殖以及抗体A表达量的影响。通过细胞计数和计算得出实验结果如图2所示,结果说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。此处理对后续批式培养中的细胞增殖及单个细胞的抗体产量基本无影响。?
图1
图2
②进一步探究YE对批式培养阶段的影响,应在阶段Ⅰ、Ⅱ分别使用　　　　　和　　　　　　　　　　进行培养。结果表明,抗体A的总产量随着YE浓度的提高而增加。?
③综上所述,为提高抗体A的总产量,整个培养过程中对YE的使用策略是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案　(1)动物血清　显微注射
(2)①不同浓度的YE　较低浓度YE促进细胞增殖,较高浓度YE抑制细胞增殖
②BM　添加不同浓度YE的BM
③传代培养过程中添加低浓度YE,批式培养过程中添加高浓度YE
解析　(1)体外培养动物细胞,培养基中除了添加抗生素和一般营养物质外,还应含有动物血清。因为要将重组载体导入动物细胞(仓鼠卵巢细胞),所以应采用显微注射法。(2)①图1实验中后四组分别加入了1、2、5、10 g/L 的YE,因此是探究了长期传代培养阶段不同浓度YE对重组CHO细胞增殖以及抗体A表达量的影响。从图2中可看出YE浓度为0 g/L时细胞数相对值(对照组)接近0.8,而YE浓度为1 g/L时细胞数相对值高于对照组,YE浓度为2、5、10 g/L时,细胞数相对值低于对照组,因此可得出结论:较低浓度YE促进细胞增殖,较高浓度YE抑制细胞增殖。②为了研究YE对批式培养阶段的影响,应在阶段Ⅰ加入BM,阶段Ⅱ加入含不同浓度YE的BM。③在整个培养过程中,长期传代培养应加入低浓度的YE,而批式培养应加入高浓度的YE,保证各时期均能产生较多抗体。
7.埃博拉出血热是一种由埃博拉病毒引起的急性传染病,建立良好特异性的检测方法非常重要。埃博拉病毒核蛋白NP具有很强的抗原性,是诊断研究的重要靶点。
(1)鼠源抗NP蛋白的单克隆抗体,由鼠杂交瘤细胞分泌,抗体结构如图1所示,抗体通过可变区与抗原特异性结合。从鼠杂交瘤细胞中提取　　　　　　,逆转录合成cDNA,利用　　　　技术扩增鼠源抗体可变区对应的DNA片段。使用　　　　　　　　将　　　　　源抗体可变区对应的DNA片段与能表达　　　　源抗体恒定区部分的载体重组,导入人胚肾上皮细胞,从细胞培养液中获取人—鼠嵌合抗体。临床使用人—鼠嵌合抗体的优点是　　　　　　　　。?
(2)提取埃博拉病毒的蛋白质进行电泳,并运用抗原—抗体杂交,检测人—鼠嵌合抗体的特异性。实验主要步骤如图2所示,其中一抗能与相应抗原特异性结合,二抗能与相应一抗特异性结合。
注:1、2为电泳泳道,其中1为蛋白质分子量标准,2为提取的埃博拉病毒蛋白质;标记二抗的AP能在显色液中显色。A、B、C为不同一抗、二抗处理后的三组实验结果。
组別
一抗来源
二抗来源
结果
①
人—鼠嵌合抗体
AP标记的抗人抗体
Ⅰ
②
鼠杂交瘤细胞上清液
AP标记的抗鼠抗体
Ⅱ
③
普通人胚肾上皮细胞培养液
AP标记的抗人抗体
Ⅲ
实验记录如上表,AP标记的抗人抗体能与嵌合抗体中的人源恒定区结合,AP标记的抗鼠抗体能与鼠源抗体结合。若表中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次对应结果分析中的　　　　　　、　　　　、　　　　 (一种方案即可),则表明该人—鼠嵌合抗体能用于埃博拉出血热的应急血清学检测。?
答案　(1)RNA　PCR　限制酶和DNA连接酶　鼠　人　降低免疫排斥反应
(2)A　B　C
解析　(1)逆转录是指以RNA为模板合成DNA,因此需要从鼠杂交瘤细胞中提取RNA。体外扩增鼠源抗体可变区对应的DNA片段利用PCR 技术。构建重组DNA分子(基因表达载体)需要用同一种限制酶切割运载体和目的基因,之后用DNA连接酶连接。在基因水平上对抗体进行重组,将鼠源抗体可变区对应的DNA片段与能表达人源抗体恒定区部分的载体重组,导入人胚肾上皮细胞,从细胞培养液中获取人恒定区—鼠可变区嵌合抗体,即人—鼠嵌合抗体。临床使用人—鼠嵌合抗体对人体的不良反应减少,即优点是降低免疫排斥反应。(2)根据题意和图示分析可知:不同一抗、二抗处理后的三组实验结果中,只有A、B中标记二抗的AP能在显色液中显色,说明含有相应抗原;而C中标记二抗的AP不能在显色液中显色,说明不含有相应抗原,即来源于普通人胚肾上皮细胞培养液。因此,表中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次对应结果分析中的A、B、C,则表明该人—鼠嵌合抗体能用于埃博拉出血热的应急血清学检测。