2019-2020年高考生物一輪規(guī)范訓練 10.38細胞工程及克隆技術（含解析）.doc

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2019-2020年高考生物一輪規(guī)范訓練 10.38細胞工程及克隆技術（含解析） 1．（xx湖州月考）人工種子的培育過程如圖所示，請回答下列問題： (1)制作人工種子依據(jù)的原理是____________________，是經過__________________技術培育而成的。 (2)包埋胚狀體的膠質可以看作是種子的哪部分結構？ ________________________________________________________________________。 (3)某二倍體植物基因型為DdTt，利用這種生物技術采用花藥離體培養(yǎng)的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工種子，這種種子萌發(fā)形成的個體為________________，基因型為______________________。 (4)如果外植體為植物的莖尖，通過①的處理可使細胞彼此分離，可加入下列哪種試劑。(　　) A．15%的鹽酸 B．淀粉酶 C．果膠酶 D．胰蛋白酶 (5)②表示脫分化過程，其實質是_____________________________________________； ③表示再分化的過程，其實質是______________________________________________。 (6)從上面所述胚狀體的類型分析，人工種子萌發(fā)長成的植株是否可育？_____________ ___________________________________________________________。 【答案】(1)植物細胞的全能性　植物組織培養(yǎng) (2)種皮及提供營養(yǎng)的胚乳或子葉 (3)單倍體　DT、Dt、dT、dt　(4)C (5)使細胞恢復分裂　基因的選擇性表達 (6)若是由花粉(或三倍體植物的營養(yǎng)器官)發(fā)育而來的則不可育，若是由莖尖、根尖等營養(yǎng)器官發(fā)育而來的則可育 【解析】(1)人工種子能發(fā)育成完整的植株，說明其細胞內含有個體發(fā)育的全部基因，因此原理是細胞的全能性，經過植物組織培養(yǎng)得以表達。(2)包埋胚狀體的膠質有保護胚狀體的作用，同時又可以給胚狀體提供營養(yǎng)物質，所以可以視作是種皮及胚乳。(3)由花藥(或花粉)等配子發(fā)育成的個體稱為單倍體，其基因型為配子基因型，即DT、Dt、dT、dt四種。(4)使植物細胞彼此分離可以使用果膠酶，因為植物細胞壁的主要成分是果膠。(5)脫分化實質上是恢復分裂能力，而再分化就是分化，即基因選擇性表達。(6)由題目信息可知，人工種子的胚狀體可來自莖尖、芽尖、子房、花粉等，如果來自花粉，得到的個體是單倍體，單倍體一般高度不育。 2．（xx蘭州模擬）某研究組對秈稻開展了組織培養(yǎng)及相關研究，請回答下列問題： (1)2,4D常用于秈稻愈傷組織的誘導，對形態(tài)的發(fā)生有一定的抑制作用。為促進愈傷組織再分化，在配制分化培養(yǎng)基時需________(填“升高”“保持”或“降低”)2,4D的濃度。 (2)當秈稻愈傷組織在只含有細胞分裂素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)時，出現(xiàn)具有分生能力的綠色芽點，但不能繼續(xù)出芽，通常在培養(yǎng)基中添加____________________，以促進幼苗形成。 (3)研究中用顯微鏡可以觀察到的現(xiàn)象是__________(填下列序號)。 ①綠色芽點細胞排列松散?、趧側诤系亩i稻和稗草雜交細胞發(fā)生質壁分離?、叟郀铙w細胞中有葉綠體?、芊只挠鷤M織內各細胞的形態(tài)大小一致 (4)經組織培養(yǎng)篩選獲得的秈稻葉綠素突變體，其葉綠素a與葉綠素b的比值顯著大于對照組，葉綠素總量不變。某同學用________(填序號：①綠色?、诩t色　③藍紫色?、茳S色)光照射突變體和對照葉片，檢測到兩者光合放氧速率差異不大。若取等量色素提取液進行層析，會發(fā)現(xiàn)突變體第________條色素帶(自上而下)窄于對照組。 (5)胚乳(3n)由一個精子與兩個極核受精發(fā)育而成。若用秈稻種子的胚乳誘導愈傷組織培育三倍體，需適時剔除胚，以免胚的存在影響愈傷組織細胞的__________，還可避免再生苗中混有__________________。 【答案】(1)降低　(2)適量的生長素　(3)③　(4)①④　4 (5)增殖與分化　二倍體幼苗 【解析】(1)因為2,4－D對形態(tài)的發(fā)生有一定的抑制作用，常用于誘導形成愈傷組織，故在愈傷組織的再分化培養(yǎng)基中要降低2,4－D的濃度。(2)愈傷組織再分化產生幼苗時，需要細胞分裂素和生長素的共同作用。(3)愈傷組織的細胞排列松散，而綠色芽點的細胞是具有分生能力的細胞，排列緊密；剛融合的秈稻和稗草雜交細胞還未形成新的細胞壁和大的液泡，因此不會發(fā)生質壁分離；胚狀體的細胞是已經分化的具有生根發(fā)芽能力的細胞，其中有的細胞含有葉綠體；分化后的細胞在形態(tài)、結構和生理功能上會發(fā)生穩(wěn)定性的變化。(4)葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，故在綠光和黃光的照射下，突變體和對照組的葉片光合作用無明顯差異。突變體的葉綠素a與葉綠素b的比值大于對照組，而葉綠素的總量不變，則葉綠素a的含量增多、葉綠素b的含量減少，故色素分離的結果是濾紙條自上而下的第4條色素帶窄于對照組。(5)胚乳細胞中含3個染色體組，胚細胞中含2個染色體組，胚具有分裂和分化的能力，其存在可能會影響胚乳細胞誘導形成的愈傷組織細胞的增殖與分化，故需剔除，這樣還可避免愈傷組織再分化形成的三倍體幼苗中混有二倍體幼苗。 3．細胞工程是按照人們的意愿通過某種工程手段改變細胞內遺傳物質或獲得細胞產品的綜合科學技術。 (1)科學家從紅豆杉的體細胞中分離出具有獨特抗腫瘤的物質——紫杉醇。由于全世界每年紫杉醇的需求量是4 000 kg，但全世界紫杉醇的產量是250 kg，供求嚴重失衡，導致一些地區(qū)紅豆杉資源遭到嚴重破壞。現(xiàn)在可以采用植物組織培養(yǎng)技術解決這一問題。 ①植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理是___________________________________________。 ②在得到紅豆杉的______________后，經過消毒就可以在培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)。人工合成的培養(yǎng)基中除水、蔗糖、維生素、有機添加物外，______________是其生長必需的，________是植物細胞脫分化及再分化不能缺少的調節(jié)物質。從該生產的目的看，得到________就可以提取紫杉醇。 (2)德國科學家豪森是xx年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲獎者之一。他的研究證實宮頸癌和人乳頭狀瘤病毒(HPV)之間存在聯(lián)系，為宮頸癌疫苗的研制奠定了基礎?，F(xiàn)在宮頸癌疫苗已經開發(fā)出來，使宮頸癌成為人類可以預防和根除的第一種惡性腫瘤。 ①理論上講，將純化的HPV在________________中培養(yǎng)、增殖，收獲病毒后用滅活劑殺死，但要確保滅活HPV的________不被破壞，并且能被人的免疫細胞識別。這樣就能得到預防宮頸癌的疫苗了。 ②HPV疫苗的作用是使一部分淋巴細胞在反應階段形成________，當________病毒再次入侵時，機體能產生更強的特異性免疫反應，包括___________________________ _____________________________________________。 【答案】(1)①植物細胞的全能性?、陔x體組織、細胞(或外植體)礦質元素(或無機鹽)　植物激素　愈傷組織 (2)①哺乳動物或人的活細胞　抗原決定簇 ②記憶細胞　HPV　體液免疫和細胞免疫 【解析】植物組織培養(yǎng)的原理是細胞的全能性；其過程是：離體組織、細胞愈傷組織根、芽―→植株。若要獲得細胞產物，只需得到愈傷組織即可。病毒必須在宿主細胞內才能增殖，HPV的宿主細胞為哺乳動物或人的活細胞。HPV疫苗可以引起機體發(fā)生免疫反應，產生相應的記憶細胞和抗體，保持對該抗原的記憶。 4．現(xiàn)有甲、乙兩種可能有一定致畸、致癌作用的化學物質，利用動物細胞培養(yǎng)的方法能夠鑒定它們是否有毒性，并比較二者毒性的強弱。請完成下列實驗報告。 Ⅰ.實驗材料：小白鼠胚胎。 Ⅱ.藥品用具：胰蛋白酶液、動物細胞培養(yǎng)液、動物細胞固定液、適宜濃度的龍膽紫溶液、滴管、培養(yǎng)皿、剪刀、錐形瓶、細胞培養(yǎng)箱、載玻片、蓋玻片、光學顯微鏡、小白鼠正常體細胞有絲分裂高倍顯微鏡照片。 Ⅲ.實驗原理：___________________________________________________， 根據(jù)這些變異細胞占全部培養(yǎng)細胞的百分數(shù)(以下稱Q值)，可判斷該化學物質的毒性。 Ⅳ.實驗步驟： (1)制備細胞懸液 把小白鼠胚胎放在培養(yǎng)皿中剪碎，轉入錐形瓶中，加入胰蛋白酶液處理，使胚胎組織離散成單個細胞，再加入動物細胞培養(yǎng)液，制成細胞懸液。 (2)進行細胞培養(yǎng) ①取A、B、C三個潔凈的培養(yǎng)瓶，_____________________________ ___________________________________________________________________________。 ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)制作臨時裝片 ①當細胞繁殖到第8代左右時，同時從細胞培養(yǎng)箱中取出三個培養(yǎng)瓶，用胰蛋白酶液處理，使培養(yǎng)的細胞從瓶壁上脫落，再加入動物細胞固定液迅速殺死細胞，并將細胞固定在不同的分裂時期。 ②靜置一段時間后，分別從各培養(yǎng)瓶底部吸取適量的細胞懸液。滴在與培養(yǎng)瓶有相同編號的載玻片中央，加1～2滴適宜濃度的____________染色，3～5 min后，蓋上蓋玻片，制成臨時裝片。 (4)鏡檢和統(tǒng)計 把臨時裝片放在顯微鏡下，按照____________________的順序觀察，尋找處于__________________期的細胞，并與________________________________________對比以確認發(fā)生上述變異的細胞，同時統(tǒng)計該期變異的細胞占細胞總數(shù)的百分數(shù)(Q值)。 Ⅴ.實驗結果： 培養(yǎng)瓶 A B C Q值 1.3% 12.5% 0.1% Ⅵ.實驗結論：_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】Ⅲ.將有毒物質加入細胞培養(yǎng)液后，培養(yǎng)的動物細胞會發(fā)生染色體數(shù)量和結構變異(答出有毒物質使細胞發(fā)生變異即可) Ⅳ.(2)①分別加入等量的細胞懸液?、谙駻、B兩個培養(yǎng)瓶中分別加入等量的化學物質甲、乙，并將培養(yǎng)瓶搖勻；C瓶不作處理，作為對照?、郯?個培養(yǎng)瓶放在37℃(或適宜溫度)的細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng) (3)②龍膽紫溶液 (4)先用低倍鏡后用高倍鏡　有絲分裂中　小白鼠正常體細胞有絲分裂中期的高倍顯微鏡照片 Ⅵ.甲、乙兩種化學物質均有毒性，且乙的毒性比甲的毒性大 5．(xx湖北八校聯(lián)考)下圖是某實驗室做的通過動物纖維母細胞等獲得單抗的實驗研究。據(jù)圖回答相關問題。 (1)X、Y、Z細胞的名稱分別是__________、__________、__________。 (2)①過程類似于植物組織培養(yǎng)技術中的__________過程。與成纖維細胞相比，誘導干細胞的全能性較______。②過程的實質是______________________。 (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，能檢測到放射性32P的細胞器是________、________。 【答案】(1)骨髓瘤細胞　抗原刺激過的B淋巴細胞 雜交瘤細胞 (2)脫分化　高　基因的選擇性表達 (3)滅活的病毒 (4)篩選出能產生特異性抗體的雜交瘤細胞 (5)核糖體　線粒體 【解析】(1)由于單抗是由雜交瘤細胞產生的，根據(jù)示意圖可知，Z是雜交瘤細胞，X細胞是由誘導干細胞形成的，因此為骨髓瘤細胞，Y細胞是由病毒刺激產生的漿細胞。(2)①過程是將高度分化的纖維母細胞誘導形成誘導干細胞，類似于植物組織培養(yǎng)技術中的脫分化過程，與纖維母細胞相比，誘導干細胞的全能性較高。②過程的實質是基因的選擇性表達。(3)③過程中的誘導方法有物理法、化學法和生物法，需用到的生物誘導劑是滅活的病毒。 6．xx年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎分別授予美國人馬里奧卡佩基、奧利弗史密斯和英國人馬丁埃文斯。三位科學家的獲獎原因是其研究為“基因靶向”技術的發(fā)展奠定了基礎。所謂“基因靶向”技術(人們大都稱之為基因“敲除”技術)是指利用細胞脫氧核糖核酸(DNA)可與外源性DNA同源序列發(fā)生同源重組的性質，定向改造生物某一基因的技術。借助這一從20世紀80年代發(fā)展起來的技術，人們得以按照預先設計的方式對生物遺傳信息進行精細改造。有了“基因靶向”這一高精度瞄準鏡，科學家就可以精確瞄準任何一個基因，使其失去活性，進而研究該基因的功能。請回答下列問題： (1)“敲除”一種基因需要分兩步來完成：第一步是利用化學“剪刀”，例如用某種酶切除哺乳動物染色體中有某種功能的基因。第二步是用修改過的基因取代原有基因。這里的“某種酶”應該是________________酶。用修改過的基因取代原有基因時還需要________酶。 (2)假如要“敲除”小鼠的胰島素基因，請設計出實驗步驟： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 給出一種檢驗胰島素基因是否被“敲除”的方法：_______________________ _________________________________________________________________________。 (3)利用細胞工程也可獲得可供老鼠移植之用的“敲除排斥基因”的老鼠，其過程大致如下圖所示： ①促進卵細胞融合最常用的試劑是_____________________________________。 ②重組細胞培養(yǎng)成胚胎的過程所用的培養(yǎng)基，從物理性質上看屬于__________________，培養(yǎng)基中至少要加入水、無機鹽、葡萄糖、氨基酸、維生素、促生長因子、微量元素和________等物質，同時要創(chuàng)造適宜溫度、pH和無菌條件，其中需要無菌環(huán)境的原因是_______________________________________________________。 【答案】(1)限制性核酸內切　DNA連接 (2)用限制性核酸內切酶切除小鼠胚胎干細胞中的胰島素基因，用修改過的基因取代胰島素基因　用胰島素基因探針檢驗胰島素基因是否被“敲除” (3)①滅活的病毒和聚乙二醇?、谝后w培養(yǎng)基　動物血清　細菌等微生物生長繁殖快，消耗營養(yǎng)物質多，同時產生有害代謝產物，毒害動物細胞 【解析】(1)限制性核酸內切酶是基因“剪刀”，DNA連接酶是基因“針線”。(2)“敲除”一種基因需要分兩步來完成：第一步是利用限制性核酸內切酶切除哺乳動物染色體中有某種功能的基因，第二步是用修改過的基因取代原有基因?；蛱结樋蓹z驗目的基因。(3)滅活的病毒和聚乙二醇是動物細胞融合最常用的試劑。動物細胞培養(yǎng)基的成分有水、無機鹽、葡萄糖、氨基酸、維生素、動物血清等，需在無菌條件下進行。 7．(xx聊城模擬)克隆羊的成功轟動世界，它不僅奠定了克隆性治療疾病的基礎，又解決了器官移植中供體不足的問題，同時也給人類帶來了一些過去尚未遇到的問題。下圖為人類對克隆羊技術的拓展和應用，請據(jù)圖回答： (1)圖中所涉及的現(xiàn)代生物技術有________、________和________等。若讓動物1能夠產生出人體胰島素，還需要的技術是________。 (2)圖中兩個克隆動物長大后，各方面特征與原型動物相同，這說明______________具有全能性，早期胚胎發(fā)育在______階段以前的細胞是全能細胞。 (3)使用培養(yǎng)基進行胚胎干細胞培養(yǎng)時，通常要加入______________等天然成分，除了保證被培養(yǎng)細胞處于無菌、無毒及充足氧氣的環(huán)境中，還需要保證細胞生活所需的________________。 (4)圖中從“內細胞團到胚胎干細胞”的培養(yǎng)過程中，一般用____________處理內細胞團，使之分散成單個細胞。 【答案】(1)動物核移植　胚胎移植　動物細胞培養(yǎng)　基因工程(或DNA重組技術)　(2)體細胞核　桑椹胚　(3)血清、血漿　溫度和pH　(4)胰蛋白酶