人教版生物高中選修3單元素養(yǎng)評(píng)價(jià)專題2細(xì)胞工程

單元素養(yǎng)評(píng)價(jià)(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(yán)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(shí)抗甲、乙的植物新品種。以下對(duì)相關(guān)操作及結(jié)果的敘述,錯(cuò)誤的是()A.將含有目的基因和標(biāo)記基因的載體導(dǎo)入受體細(xì)胞B.通過接種病原體對(duì)轉(zhuǎn)基因的植株進(jìn)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(dǎo)入受體細(xì)胞的基因表達(dá)載體應(yīng)含有目的基因和標(biāo)記基因等,A項(xiàng)正確;對(duì)轉(zhuǎn)基因植株可以用接種病原體的方法進(jìn)行個(gè)體水平鑒定,B項(xiàng)正確;脫分化和再分化過程所用生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的濃度比例不同,C項(xiàng)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(dǎo)處理,使染色體數(shù)加倍,才能獲得二倍體,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.如圖所示為人類“治療性克隆”的大概過程。下列說法中,不正確的一項(xiàng)是 ()A.過程A表示細(xì)胞核移植,是目前實(shí)現(xiàn)體細(xì)胞克隆的關(guān)鍵技術(shù)B.經(jīng)過程B得到的結(jié)構(gòu)中,④是未分化的細(xì)胞,因而這些細(xì)胞被認(rèn)為是胚胎干細(xì)胞C.相同的胚胎干細(xì)胞,“克隆”的結(jié)果各種各樣,這為揭示細(xì)胞凋亡和細(xì)胞分化機(jī)理提供了有效手段D.一小男孩患有白血病,不能利用造血干細(xì)胞(設(shè)計(jì)試管嬰兒)來進(jìn)行有效治療【解析】選D。過程A表示細(xì)胞核移植,是目前實(shí)現(xiàn)體細(xì)胞克隆的關(guān)鍵技術(shù)。④是未分化的細(xì)胞,因而這些細(xì)胞被認(rèn)為是胚胎干細(xì)胞。相同的胚胎干細(xì)胞經(jīng)過“克隆”會(huì)形成各種細(xì)胞,這就為揭示細(xì)胞凋亡和細(xì)胞分化機(jī)理提供了有效手段。若一小男孩患有白血病,可利用其出生時(shí)保留的臍帶血進(jìn)行治療,如果沒有保留臍帶血,則可利用造血干細(xì)胞(設(shè)計(jì)試管嬰兒)來進(jìn)行有效治療。3.下列育種過程不能體現(xiàn)細(xì)胞或細(xì)胞核全能性的是 ()A.將懸鈴木無菌苗葉片細(xì)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(dǎo)的小鼠B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合,培養(yǎng)獲得抗甲流抗體C.將大熊貓的細(xì)胞核植入去核的兔子卵母細(xì)胞中,培養(yǎng)出大熊貓?jiān)缙谂咛.將中華獼猴桃葉肉細(xì)胞與狗棗獼猴桃葉肉細(xì)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(xì)胞制成原生質(zhì)體,培養(yǎng)得到再生植株,體現(xiàn)了細(xì)胞具有全能性,選項(xiàng)A正確;將甲流病毒外殼蛋白誘導(dǎo)的小鼠B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合,培養(yǎng)獲得抗甲流抗體,沒有形成完整的個(gè)體,不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;將大熊貓的細(xì)胞核植入去核的兔子卵母細(xì)胞中,培養(yǎng)出大熊貓?jiān)缙谂咛?體現(xiàn)了細(xì)胞核的全能性,選項(xiàng)C正確;將中華獼猴桃葉肉細(xì)胞與狗棗獼猴桃葉肉細(xì)胞融合,獲得耐寒性提高的新品種,體現(xiàn)了細(xì)胞具有全能性,選項(xiàng)D正確?！菊`區(qū)警示】(1)全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。(2)細(xì)胞的全能性的體現(xiàn)以產(chǎn)生個(gè)體為標(biāo)志,若無個(gè)體產(chǎn)生,則不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】對(duì)細(xì)胞全能性的表述正確的是 ()A.沒有離體的植物細(xì)胞也能表現(xiàn)出全能性B.動(dòng)物細(xì)胞融合標(biāo)志著動(dòng)物細(xì)胞全能性的實(shí)現(xiàn)C.單克隆抗體的制備體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性D.花粉可培育成單倍體植株,是細(xì)胞全能性的體現(xiàn)【解題關(guān)鍵】解題時(shí)要明確:細(xì)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?！窘馕觥窟xD。理論上講,只要細(xì)胞含有該物種全套的遺傳信息,它就具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能,即具有全能性,但細(xì)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(gè)體,即實(shí)現(xiàn)由“細(xì)胞→個(gè)體”,A項(xiàng)錯(cuò)誤;動(dòng)物細(xì)胞融合以及單克隆抗體制備過程中,只有雜交細(xì)胞的出現(xiàn),動(dòng)物細(xì)胞并沒有體現(xiàn)出全能性,B、C項(xiàng)均錯(cuò)誤;花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到單倍體植株,體現(xiàn)了花粉細(xì)胞的全能性,D項(xiàng)正確。4.有一種“生物活性繃帶”,其原理是先采集一些細(xì)胞標(biāo)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(huì)將細(xì)胞逐漸“釋放”到傷口處,并促進(jìn)新生皮膚細(xì)胞生長(zhǎng),達(dá)到愈合傷口的目的。下列有關(guān)敘述中,錯(cuò)誤的是 ()A.采用異體皮膚移植會(huì)導(dǎo)致排異反應(yīng),主要是因?yàn)榭贵w對(duì)移植皮膚細(xì)胞有殺傷作用B.培養(yǎng)在膜片上的細(xì)胞樣本最好選擇來自本人的干細(xì)胞C.膜片“釋放”的細(xì)胞能與患者自身皮膚愈合,與兩者細(xì)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(jī)能受損所致【解析】選A。采用異體皮膚移植會(huì)導(dǎo)致排異反應(yīng),主要是因?yàn)樾?yīng)T細(xì)胞對(duì)移植的異體皮膚細(xì)胞有免疫殺傷作用,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;培養(yǎng)在膜片上的細(xì)胞樣本最好選擇來自本人的干細(xì)胞,這樣不會(huì)發(fā)生排異反應(yīng),選項(xiàng)B正確;膜片“釋放”的細(xì)胞能與患者自身皮膚愈合,與兩者細(xì)胞膜上的糖蛋白的識(shí)別功能有關(guān),選項(xiàng)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?yàn)榉翘禺愋悦庖邫C(jī)能受損所致,選項(xiàng)D正確。5.下列有關(guān)細(xì)胞工程的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.選擇高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)不利于獲得大量細(xì)胞B.選擇胚胎細(xì)胞作為核供體進(jìn)行核移植可提高克隆動(dòng)物的成功率C.植物愈傷組織經(jīng)液體懸浮培養(yǎng)可以得到具有胚性細(xì)胞特征的單細(xì)胞D.用纖維素酶和果膠酶水解法獲得的植物細(xì)胞原生質(zhì)體失去了全能性【解析】選D。高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞分裂能力弱,甚至喪失分裂能力,因此選擇高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)不利于獲得大量細(xì)胞,A項(xiàng)正確;胚胎細(xì)胞較體細(xì)胞全能性高,因此選擇胚胎細(xì)胞作為核供體進(jìn)行核移植可提高克隆動(dòng)物的成功率,B項(xiàng)正確;植物愈傷組織經(jīng)過脫分化過程形成,而脫分化的實(shí)質(zhì)是恢復(fù)全能性的過程,因此植物愈傷組織經(jīng)液體懸浮培養(yǎng)可以得到具有胚性細(xì)胞特征的單細(xì)胞,C項(xiàng)正確;用纖維素酶和果膠酶水解法獲得的植物細(xì)胞原生質(zhì)體仍含有該生物全部的遺傳物質(zhì),因此仍然具有全能性,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.應(yīng)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(jì)效益。下圖表示培育生物新品種的過程,請(qǐng)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(jī)營(yíng)養(yǎng)和植物激素C.將prG導(dǎo)入細(xì)胞Ⅰ,則Ⅰ是漿細(xì)胞D.要檢測(cè)抗蟲棉的抗蟲特性,不需要做抗蟲的接種實(shí)驗(yàn),檢測(cè)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(yīng)該是限制酶、DNA連接酶,A項(xiàng)錯(cuò)誤;⑤過程是植物組織培養(yǎng),在脫分化階段,由于細(xì)胞內(nèi)沒有葉綠體還不能進(jìn)行光合作用,培養(yǎng)基中還需要加入有機(jī)營(yíng)養(yǎng),如蔗糖、氨基酸等,B項(xiàng)錯(cuò)誤;產(chǎn)生抗體的是漿細(xì)胞,無限增殖調(diào)控基因的受體細(xì)胞就應(yīng)該是漿細(xì)胞,C項(xiàng)正確;抗蟲特性針對(duì)的是蟲害,需要做抗蟲的接種實(shí)驗(yàn),D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.某科技活動(dòng)小組將二倍體番茄植株的花粉按如圖所示的程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。根據(jù)圖示實(shí)驗(yàn),分析錯(cuò)誤的是 ()A.由花粉培養(yǎng)到植株A,體現(xiàn)了植物的生殖細(xì)胞具有全能性B.植株A一定為單倍體植株,其特點(diǎn)之一是高度不育C.在植株B細(xì)胞中,每對(duì)同源染色體上的等位基因都是相同的D.由花粉培養(yǎng)到植株B,必須在無菌條件下培養(yǎng)【解析】選D。由花粉培養(yǎng)到單倍體植株A是花藥離體培養(yǎng)的過程,作為植物生殖細(xì)胞的花粉可以發(fā)育成完整的植株,體現(xiàn)了其具有全能性,即具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)植物細(xì)胞,都具有發(fā)育成完整生物體的潛能,選項(xiàng)A正確;由題干信息可知,植株A是由二倍體番茄的花藥離體培養(yǎng)而來的,因此一定是單倍體植株,因該植株細(xì)胞中只含一個(gè)染色體組,所以高度不育,此外相比普通植株較為矮小,選項(xiàng)B正確;單倍體通過秋水仙素處理后,染色體加倍,獲得的二倍體是純合子,因此每對(duì)同源染色體上的等位基因都是相同的,選項(xiàng)C正確;由花粉培養(yǎng)到植株B過程中,植株在生長(zhǎng)到一定程度后就可以移栽到土壤中培育,此后無須再要求處于無菌條件下,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8.由單克隆抗體研制而成的“生物導(dǎo)彈”由兩部分組成,一是“瞄準(zhǔn)裝置”,二是殺傷性“彈頭”,下列對(duì)此敘述不正確的是 ()A.“瞄準(zhǔn)裝置”是指識(shí)別腫瘤的單克隆抗體B.“彈頭”由放射性同位素、化學(xué)藥物等物質(zhì)構(gòu)成C.“彈頭”具有選擇性殺傷腫瘤細(xì)胞的功能D.“生物導(dǎo)彈”的制備利用了細(xì)胞工程技術(shù)【解析】選C?！吧飳?dǎo)彈”是由單克隆抗體和化學(xué)藥物結(jié)合而制成的專治(殺死)癌細(xì)胞的藥物。其原理是抗體能特異性地與癌細(xì)胞膜表面抗原(癌細(xì)胞特有)結(jié)合,故抗體即為“瞄準(zhǔn)裝置”。藥物可殺死一切細(xì)胞,無特異性與選擇性,但由于這種藥物是結(jié)合在特定抗體上,當(dāng)該抗體與癌細(xì)胞特異性結(jié)合時(shí),藥物只能殺死癌細(xì)胞,故“生物導(dǎo)彈”的選擇性功能是抗體決定的,與藥物無關(guān)。二、非選擇題(共9小題,共84分)9.(8分)青蒿素被譽(yù)為“世界上唯一有效的瘧疾治療藥物”,幾乎不溶于水,且對(duì)熱不穩(wěn)定,所以提取工藝一直難以突破。中國(guó)科學(xué)家屠呦呦因在抗瘧疾藥物青蒿素的提取方面做出了突出貢獻(xiàn)而獲得2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。如圖為組織培養(yǎng)獲得含青蒿素較高的黃花蒿的基本流程。試回答下列問題:(1)青蒿素通過使瘧原蟲的線粒體內(nèi)膜脫落,導(dǎo)致其過程受阻,使細(xì)胞缺乏而不能正常增殖。

(2)組織培養(yǎng)過程中外植體通常選取黃花蒿的分生區(qū)組織的原因是。愈傷組織中提取不到青蒿素的原因是。過程②和過程③使用的培養(yǎng)基中,細(xì)胞分裂素比例較高的是。

(3)某小組得到的黃花蒿幼苗葉片顏色為黃色,可能的原因是培養(yǎng)基中沒有添加元素,也可能是。

(4)圖中①②代表的生理過程分別是,培養(yǎng)過程除營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外,還必須向培養(yǎng)基中添加。植物組織培養(yǎng)的主要原理是。

【解析】(1)線粒體內(nèi)膜是有氧呼吸第三階段反應(yīng)的場(chǎng)所,所以青蒿素通過使瘧原蟲的線粒體內(nèi)膜脫落,會(huì)導(dǎo)致有氧呼吸第三階段過程受阻,使細(xì)胞缺乏ATP而不能正常增殖。(2)分生區(qū)組織的細(xì)胞分裂能力強(qiáng),容易得到愈傷組織,因此常作為組織培養(yǎng)過程中外植體的材料,愈傷組織中提取不到青蒿素的原因是相關(guān)基因沒有在愈傷組織表達(dá)。②表示再分化誘導(dǎo)生芽,③表示誘導(dǎo)生根,細(xì)胞分裂素有利于生芽,生長(zhǎng)素有利于生根,所以細(xì)胞分裂素比例較高的是②。(3)某小組得到的黃花蒿幼苗葉片顏色為黃色,即為類胡蘿卜素的顏色,缺少葉綠素,可能的原因是培養(yǎng)基中沒有添加鎂元素,也可能是培育過程中沒有給予光照。(4)分析圖示,①表示脫分化,②表示再分化誘導(dǎo)生芽。培養(yǎng)基中需添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和植物激素(生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素)。植物組織培養(yǎng)的主要原理是植物細(xì)胞的全能性。答案:(1)有氧呼吸第三階段ATP(2)生長(zhǎng)較為旺盛,容易得到愈傷組織相關(guān)基因沒有在愈傷組織表達(dá)②(3)鎂培育過程中沒有給予光照(4)脫分化、再分化植物激素(生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素)植物細(xì)胞的全能性【補(bǔ)償訓(xùn)練】馬鈴薯是種植廣泛的農(nóng)作物,病毒侵染后會(huì)導(dǎo)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(qǐng)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(dǎo)離體細(xì)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(cè)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(duì)幼苗的成苗率和脫毒率的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)素和細(xì)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(cè)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(dāng)莖尖大小為0.27答案:(1)生長(zhǎng)素和細(xì)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)(2020·北京高二檢測(cè))神經(jīng)纖毛蛋白1(NRP1)是血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的新型受體,通過參與多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)來促進(jìn)腫瘤血管的生成。本研究將為NRP1單克隆抗體靶向治療乳腺癌提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。(1)取乳腺癌(MCF7)組織塊,運(yùn)用技術(shù)獲得MCF7細(xì)胞用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。用重組的人蛋白對(duì)小鼠進(jìn)行注射,使小鼠產(chǎn)生免疫反應(yīng),制備雜交瘤細(xì)胞,將雜交瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)到多孔培養(yǎng)板上培養(yǎng),吸取培養(yǎng)孔中的(填“上清液”或“沉淀細(xì)胞”),應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行抗體陽(yáng)性檢測(cè)。經(jīng)多次篩選和細(xì)胞培養(yǎng),獲得NRP1單克隆抗體(NRP1MAb)。

(2)提取正常組織細(xì)胞和MCF7細(xì)胞的總蛋白,設(shè)置空白對(duì)照,加入NRP1MAb進(jìn)行蛋白質(zhì)免疫印跡,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明了。

(3)將MCF7細(xì)胞制成單細(xì)胞懸液,等量注入4組裸鼠右前腋下,接種后3天開始給藥,共給藥7次。每隔5天測(cè)算一次腫瘤的體積,如圖所示:對(duì)照組注射,從圖中可以看出。

(4)結(jié)合題干信息,綜合以上研究請(qǐng)你推測(cè)NRP1MAb抑制腫瘤的作用機(jī)理是。

【解析】(1)取乳腺癌(MCF7)組織塊,需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶進(jìn)行分散處理后,運(yùn)用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)獲得MCF7細(xì)胞。要制備NRP1單克隆抗體,需要用重組的人NRP1蛋白對(duì)小鼠進(jìn)行注射,使小鼠產(chǎn)生免疫反應(yīng),產(chǎn)生相應(yīng)的漿細(xì)胞,該漿細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合處理,制備雜交瘤細(xì)胞。將雜交瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)到多孔培養(yǎng)板上培養(yǎng),可以從培養(yǎng)液即上清液中提取到單克隆抗體,可以用抗原抗體雜交技術(shù)進(jìn)行抗體陽(yáng)性檢測(cè)。經(jīng)多次篩選和細(xì)胞培養(yǎng),獲得NRP1單克隆抗體(NRP1MAb)。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,只有MCF7細(xì)胞中蛋白可以與NRP1MAb發(fā)生免疫反應(yīng),說明NRP1在MCF7細(xì)胞中高表達(dá)。(3)實(shí)驗(yàn)的自變量是給藥的劑量和時(shí)間,因變量是腫瘤的體積,對(duì)照組應(yīng)該注射等量的生理鹽水,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,NRP1MAb能夠有效地降低腫瘤的體積,中、高劑量抗體的降低效果比低劑量的效果更顯著。(4)根據(jù)“神經(jīng)纖毛蛋白1(NRP1)是血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的新型受體,通過參與多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)來促進(jìn)腫瘤血管的生成”及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)NRP1MAb能夠有效地降低腫瘤的體積可知,NRP1在MCF7細(xì)胞中高表達(dá),NRP1MAb與NRP1特異性結(jié)合,阻斷了血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子與NRP1的結(jié)合,抑制了腫瘤血管生成,進(jìn)而降低了腫瘤的體積。答案:(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)神經(jīng)纖毛蛋白1(NRP1)上清液抗原—抗體雜交(2)NRP1在MCF7細(xì)胞中高表達(dá)(3)等量的生理鹽水NRP1MAb能夠有效地降低腫瘤的體積,中、高劑量抗體的降低效果比低劑量的效果更顯著(4)NRP1在MCF7細(xì)胞中高表達(dá),NRP1MAb與NRP1特異性結(jié)合,阻斷了血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子與NRP1的結(jié)合,抑制了腫瘤血管生成,進(jìn)而降低了腫瘤的體積11.(10分)不同類型的細(xì)胞表達(dá)不同的基因組合。那么不同類型的動(dòng)物細(xì)胞都具有全套基因嗎?科學(xué)家進(jìn)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(gè)體。(1)a細(xì)胞的名稱是。選用該細(xì)胞作為核移植受體細(xì)胞的原因是

。

(2)對(duì)b的操作方法通常是。若g是能產(chǎn)生人生長(zhǎng)激素的羊,則培育g時(shí),應(yīng)將人生長(zhǎng)激素基因?qū)?為了盡快獲得大量的生長(zhǎng)激素,但讓g進(jìn)行有性生殖會(huì)丟失目的基因,你將通過技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

(3)從d中取出細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)時(shí),一般不超過代,原因是。

此培養(yǎng)過程中與植物細(xì)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(xì)胞均是人體細(xì)胞,則獲得的h細(xì)胞或器官可用于供體本人組織器官的移植,其優(yōu)點(diǎn)是。

(5)上述過程中用到的生物技術(shù)有(列舉兩項(xiàng))。

【解析】本題主要考查體細(xì)胞核移植技術(shù)的過程和應(yīng)用前景。(1)圖中a細(xì)胞是去核卵母細(xì)胞。選用去核卵母細(xì)胞作為核移植受體細(xì)胞的原因一方面是體積大、易操作,且含豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),另一方面是去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中含有促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)。(2)將供體細(xì)胞核注入去核的卵母細(xì)胞通常用顯微注射法。若g是能產(chǎn)生人生長(zhǎng)激素的羊,則培育g時(shí),應(yīng)將人生長(zhǎng)激素基因?qū)胍浦驳墓w細(xì)胞核中。為了克服有性生殖會(huì)丟失目的基因的缺點(diǎn),可通過核移植技術(shù)來實(shí)現(xiàn),即將g羊的體細(xì)胞核或胚胎細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞,經(jīng)過圖示過程,再形成轉(zhuǎn)入人生長(zhǎng)激素基因的克隆羊。(3)動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)時(shí),如果不是為了獲取不死細(xì)胞,一般不超過10代,原因是10代以內(nèi)的細(xì)胞,其細(xì)胞核型不會(huì)發(fā)生變化。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物細(xì)胞(組織)培養(yǎng)所用培養(yǎng)基不同。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基,通常要加入動(dòng)物血清,植物細(xì)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(xì)胞均是人體細(xì)胞,則獲得的h細(xì)胞或器官可用于供體本人組織器官的移植,由于是自身細(xì)胞克隆培養(yǎng)形成的器官,所以不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。(5)上述過程中用到的生物技術(shù)有動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植等。答案:(1)(去核)卵母細(xì)胞體積大、易操作,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富,含有促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)(2)顯微注射法移植的供體細(xì)胞核克隆(或核移植)(3)1010代以內(nèi)的細(xì)胞,其細(xì)胞核型不會(huì)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(dòng)物血清(4)不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)(5)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植等12.(10分)如圖1是某實(shí)驗(yàn)室通過動(dòng)物纖維母細(xì)胞獲得單克隆抗體的實(shí)驗(yàn)研究,據(jù)圖回答相關(guān)問題。(1)圖1中Y細(xì)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(shí)質(zhì)是。

(3)③過程中需用到的生物誘導(dǎo)劑是。

(4)④處需要篩選,其目的是。

(5)若用含放射性32P標(biāo)記的核苷酸的培養(yǎng)基培養(yǎng)Z細(xì)胞,能測(cè)到放射性32P的細(xì)胞器是。

(6)研究表明,HER2/neu是一種原癌基因,它表達(dá)的H蛋白在多種惡性腫瘤特別是乳腺癌細(xì)胞中過量表達(dá);抗H蛋白單克隆抗體能抑制過量表達(dá)H蛋白的乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng),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(diǎn),是因?yàn)镠蛋白在成年個(gè)體的正常組織中(填“低表達(dá)”或“高表達(dá)”)。H蛋白是一個(gè)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(shí),應(yīng)構(gòu)建區(qū)基因,轉(zhuǎn)入原核細(xì)胞表達(dá)并提純。

【解析】(1)由題圖可以知道,Y細(xì)胞表示受抗原刺激過的B淋巴細(xì)胞,能夠產(chǎn)生特異性抗體。(2)①過程是將已經(jīng)分化的細(xì)胞培養(yǎng)成分化程度低的細(xì)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(xì)胞分化過程,其實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。(3)③表示動(dòng)物細(xì)胞融合過程,常用滅活的病毒作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合。(4)④處需要進(jìn)行篩選,目的是篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。(5)放射性32P標(biāo)記的核苷酸是合成DNA或RNA的原料,Z細(xì)胞中含有DNA的細(xì)胞器只有線粒體,含有RNA的細(xì)胞器有線粒體和核糖體,所以能測(cè)到放射性32P的細(xì)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(xì)胞中過量表達(dá),因此H蛋白在正常組織中低表達(dá);因?yàn)榭贵w主要存在于細(xì)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(shí),應(yīng)構(gòu)建胞外區(qū)基因,轉(zhuǎn)入原核細(xì)胞表現(xiàn)并提供。答案:(1)抗原刺激過的B淋巴細(xì)胞(或已免疫的B淋巴細(xì)胞)(2)脫分化基因的選擇性表達(dá)(3)滅活的病毒(4)篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞(5)核糖體、線粒體(6)低表達(dá)胞外【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖表示用生物工程制備人抗A抗體的過程。請(qǐng)回答下列問題:(1)人的紅細(xì)胞膜表面有具有識(shí)別作用的凝集原,其化學(xué)本質(zhì)是;從免疫學(xué)角度看,這種凝集原是

。(2)圖中細(xì)胞1是小鼠體內(nèi)注入人A型血的紅細(xì)胞后獲得的細(xì)胞,這種細(xì)胞具有的特點(diǎn),但難以在體外培養(yǎng)。甲培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的細(xì)胞2是從患骨髓瘤的小鼠體內(nèi)獲取的骨髓瘤細(xì)胞,這種細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)能,但不會(huì)產(chǎn)生抗體。(3)為了能充分發(fā)揮上述兩種細(xì)胞各自的特點(diǎn),經(jīng)特殊處理,在促細(xì)胞融合因子的作用下,使兩種細(xì)胞發(fā)生融合,形成圖中的細(xì)胞3,這種細(xì)胞稱為。把它放在乙培養(yǎng)皿中進(jìn)行培養(yǎng),則能產(chǎn)生大量的細(xì)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(diǎn):(1)單克隆抗體的制備所用兩種細(xì)胞的特點(diǎn)。(2)誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合后需要經(jīng)過兩次篩選?！窘馕觥?1)人紅細(xì)胞膜表面的凝集原具有特異性,化學(xué)本質(zhì)是糖蛋白,從免疫學(xué)角度看,它是抗原。(2)(3)免疫后的B淋巴細(xì)胞能分泌特異性抗體,小鼠骨髓瘤細(xì)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(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合產(chǎn)生的雜交瘤細(xì)胞(細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞抗A單克隆

13.(10分)癌胚抗原(CEA)是某些癌細(xì)胞表面產(chǎn)生的一種糖蛋白,臨床上通過制備CEA的單克隆抗體來診斷癌癥?；卮鹣铝袉栴}:(1)一般不直接用單個(gè)的B淋巴細(xì)胞培養(yǎng)形成細(xì)胞群的辦法來生產(chǎn)單克隆抗體,原因是。

(2)制備CEA的單克隆抗體時(shí),給小鼠注射的CEA相當(dāng)于,能使小鼠產(chǎn)生免疫反應(yīng)。

(3)雜交瘤細(xì)胞的擴(kuò)大培養(yǎng),既可在體外培養(yǎng),也可注射到小鼠內(nèi)培養(yǎng);體內(nèi)培養(yǎng)與體外培養(yǎng)相比,其優(yōu)點(diǎn)是。

(4)已知細(xì)胞合成DNA有D和S兩條途徑,其中D途徑能被氨基嘌呤阻斷,B淋巴細(xì)胞中有這兩種DNA的合成途徑,但一般不分裂增殖。小鼠骨髓瘤細(xì)胞中盡管沒有S途徑,但能不斷分裂增殖,將這兩種細(xì)胞在試管中混合,加聚乙二醇促融,獲得融合細(xì)胞(一般只考慮細(xì)胞兩兩融合),并制備單克隆抗體。請(qǐng)回答:①試管中除融合的雜種細(xì)胞外,還有種融合細(xì)胞。

②設(shè)計(jì)一種方法(不考慮機(jī)械方法),從培養(yǎng)液中分離出雜種細(xì)胞,并說明原理。方法:用的培養(yǎng)液培養(yǎng)經(jīng)融合誘導(dǎo)后的細(xì)胞,收集能增殖的細(xì)胞。

原理:

。

【解析】(1)因?yàn)锽淋巴細(xì)胞不能無限增殖,因此一般不直接用單個(gè)的B淋巴細(xì)胞培養(yǎng)形成細(xì)胞群。(2)制備CEA的單克隆抗體時(shí),給小鼠注射的CEA相當(dāng)于抗原,能使小鼠產(chǎn)生免疫反應(yīng),產(chǎn)生具有免疫能力的B淋巴細(xì)胞。(3)雜交瘤細(xì)胞的擴(kuò)大培養(yǎng),既可在體外培養(yǎng),也可在體內(nèi)培養(yǎng),即注射到小鼠腹腔內(nèi)培養(yǎng)。體內(nèi)培養(yǎng)與體外培養(yǎng)相比,其優(yōu)點(diǎn)是無須提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及無菌環(huán)境,操作簡(jiǎn)便。(4)①骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞融合形成3種融合細(xì)胞,即B淋巴細(xì)胞自身融合的細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞自身融合的細(xì)胞、雜交瘤細(xì)胞。②方法:在培養(yǎng)液中添加氨基嘌呤再收集增殖的細(xì)胞。原理:加入該物質(zhì)后,使D合成途徑被阻斷,僅有該合成途徑的骨髓瘤細(xì)胞及其彼此融合的骨髓瘤細(xì)胞就不能增殖,但人體淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合后的雜種細(xì)胞可以利用淋巴細(xì)胞中的S途徑合成DNA而增殖。答案:(1)B淋巴細(xì)胞不能無限增殖(2)抗原(3)腹腔無須提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及無菌環(huán)境,操作簡(jiǎn)便(4)①2②方法:添加氨基嘌呤原理:加入氨基嘌呤后,使D合成途徑被阻斷,僅有D合成途徑的骨髓瘤細(xì)胞及彼此融合的骨髓瘤細(xì)胞就不能增殖(B淋巴細(xì)胞及彼此融合的B淋巴細(xì)胞也不能增殖),但人體淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合后的雜種細(xì)胞中可以利用淋巴細(xì)胞中的S途徑合成DNA而增殖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(yīng)用。如圖為水稻的幾種不同的育種方法示意圖。請(qǐng)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(gè)親本的基因型分別為AAbb和aaBB,這兩對(duì)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(jiǎn)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(gè)親本的基因型分別為AAbb和aaBB,這兩對(duì)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(gè)親本雜交得到F1,F1自交得到F2,再?gòu)腇2中選出基因型為aabb的品種即可,即最簡(jiǎn)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(xì)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(xì)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.(8分)(2020·廣州高二檢測(cè))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(jìn)展。如圖是將擬南芥果糖1,6二磷酸醛縮酶基因(簡(jiǎn)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(qǐng)據(jù)圖回答下列問題:(1)圖1中,利用PCR技術(shù)擴(kuò)增擬南芥醛縮酶基因時(shí),應(yīng)選用的引物是。圖2重組質(zhì)粒中未標(biāo)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(shí),一般將含有目的基因的質(zhì)粒包裹在金粉上,通過轟擊進(jìn)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(yīng)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(cè)目的基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法是,該項(xiàng)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(biāo)記。

(4)若擬南芥醛縮酶基因在煙草葉綠體中成功表達(dá),其活性是野生型煙草的1.4～1.9倍,在高CO2濃度下可達(dá)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?zhǔn)欠聪蚱叫械?故利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí),選引物時(shí)應(yīng)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(yīng)包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因和復(fù)制原點(diǎn)等,圖2重組質(zhì)粒中未標(biāo)注出的必需元件還有復(fù)制原點(diǎn),由圖2可知,BamHⅠ會(huì)破壞標(biāo)記基因,結(jié)合圖1目的基因兩端的限制酶切位點(diǎn)可判斷構(gòu)建該重組質(zhì)粒用的限制性核酸內(nèi)切酶應(yīng)選擇HindⅢ和BclⅠ。(2)將目的基因?qū)霟煵萑~綠體基因組時(shí),一般將含有目的基因的質(zhì)粒包裹在金粉上,通過轟擊進(jìn)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(duì)葉綠體自身的基因組的表達(dá)造成影響,應(yīng)將目的基因?qū)肴~綠體基因組中的基因間隔區(qū)。(3)檢測(cè)目的基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法是DNA分子雜交技術(shù),該項(xiàng)技術(shù)用放射性同位素等做標(biāo)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(dá),其活性是野生型煙草的1.4～1.9倍,在高CO2濃度下可達(dá)2.2倍,說明擬南芥醛縮酶通過促進(jìn)暗反應(yīng)中CO2的固定來提高光合效率。答案:(1)引物甲、引物丙復(fù)制原點(diǎn)HindⅢ和BclⅠ(2)基因槍法避免對(duì)葉綠體自身的基因組的表達(dá)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(jìn)暗反應(yīng)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(qǐng)回答下列問題:(1)獲得重組細(xì)胞A利用了技術(shù)。去掉卵母細(xì)胞核的目的是。將重組細(xì)胞A在體外培養(yǎng)至囊胚,獲得胚胎干細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞在細(xì)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(xì)胞時(shí),應(yīng)定期,防止代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成傷害。傳代培養(yǎng)時(shí)需要用處理貼滿瓶