2016-2017学年高中生物专题2细胞工程题评估检测新人教版选修

专题2 细胞工程题评估检测 (时间：60分钟满分：100分)1(14分)某二倍体植物是杂合体，如图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答。(1)图中表示的是该花粉培养过程中的_过程，表示的是_过程，X代表的是_，表示的是_过程，表示的是诱导_过程。(2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中_的种类及其浓度配比，由花粉发育成的完整植株均为_植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有_。(3)植株甲进行_处理，才能结实，产生后代(乙)，否则植株甲只有通过_的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是_植株。解析：(1)图中表示的是该花粉培养过程中的脱分化过程，表示的是再分化过程，X代表的是胚状体，表示的是分化(或发育)过程，表示的是诱导生根过程。(2)在植物组织培养时，通过调节生长素和细胞分裂素的比值能影响愈伤组织分化出根或芽。因此图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中激素的种类及其浓度配比；由花粉离体培养得到的是植株是单倍体植株，这也说明成熟花粉细胞具有全能性。(3)要使植株甲可育，需要对其进行染色体加倍处理，即用秋水仙素或低温处理，这样才能产生可育花粉，进而结实产生后代(乙)。植株甲是单倍体植株，而单倍体高度不育，因此植株甲只能通过无性生殖产生后代(丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是乙。答案：(1)脱分化 再分化 胚状体 分化(或发育)生根(2)植物激素单倍体细胞的全能性(3)秋水仙素或低温无性生殖乙2(14分)“白菜甘蓝”是科学家用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和易储存等优点。如图是“白菜甘蓝”培育过程示意图，请完成下列问题。(1)由杂种细胞D培育成白菜甘蓝植株，采用的技术手段是_，该过程说明植物细胞具有_。(2)在d过程培养中，培养基的成分通常包括水、_、有机营养和_等，同时，在培养过程中，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程中必须保证_。 (3)要获得图中白菜和甘蓝的原生质体，首先需要分别除去白菜和甘蓝细胞的细胞壁。现提供以下材料和用具：紫色洋葱鳞片叶、适宜浓度的蔗糖溶液、纤维素酶和果胶酶、蒸馏水、镊子、显微镜、载玻片等。请你从中选择合适的材料，完成下面检验是否已除去细胞壁实验的方法步骤，并预测和解释实验结果。主要实验步骤：选取适宜浓度的蔗糖溶液，加入适量纤维素酶和果胶酶配制成的细胞壁分解液。其中选取适宜浓度的蔗糖溶液而不用蒸馏水的理由是：适宜浓度的蔗糖溶液_。检验细胞壁分解液除去细胞壁的方法。第一步：用镊子撕取一小块紫色洋葱鳞片叶放在载玻片中央，滴加适量细胞壁分解液，制成临时装片，得到实验组装片。第二步：_。 第三步：_。 结果预测和分析：_。 解析：(1)由杂种细胞培养成杂种植株用的方法是植物组织培养技术，依据的原理是细胞的全能性。(2)植物组织培养的培养基的成分有水、无机营养、有机营养、植物激素等，在操作过程中一定要保证无菌。(3)在实验过程中，要注意单一变量原则和对照原则，对于结果的观察要考虑到细胞壁的作用。答案：(1)植物组织培养全能性(2)无机营养植物激素无菌(3)可防止原生质体过度吸水涨破(保持原生质体正常的形态)第二步：用适宜浓度的蔗糖溶液代替细胞壁分解液，其他操作同第一步，得到对照组装片第三步：在显微镜下观察比较实验组和对照组装片洋葱细胞的形态结果预测和分析：实验组装片的洋葱细胞呈分散的紫色球形，表明细胞壁已被分解；对照组装片的洋葱细胞呈相互连接的紫色多边形，表明细胞壁未被分解3(14分)野生黑芥(染色体数为2A)具有黑腐病的抗性基因，而花椰菜(染色体数为2B)易感染黑腐病菌而患病，用生物工程技术获得抗黑腐病杂种黑芥花椰菜植株，操作流程如图。回答下列问题。(1)图中涉及的生物工程技术有_。过程PEG的作用是_，此时培养液需要保持一定渗透压的目的是_。(2)经过操作后，筛选出融合的杂种细胞，进而脱分化形成_，经过_形成杂种植株。(3)若要分析杂种植株的染色体变异类型，应剪取该植株根尖和双亲植株的根尖，制成临时装片，然后在显微镜下观察比较有丝分裂中期染色体的_。(4)用上述方法培养的该杂种植株含有的染色体数目是_；用黑腐病菌感染杂种植株，筛选出具有_的杂种植株。解析：(1)图中涉及到的生物工程技术有植物体细胞杂交(原生质体融合与植物组织培养)，过程PEG的作用是诱导原生质体融合。此时培养液需要保持一定渗透压的目的是维持原生质体的形态。(2)经过操作后，筛选出融合的杂种细胞，进而脱分化形成愈伤组织，经过再分化形成杂种植株。(3)观察染色体的形态最好是观察分生组织有丝分裂中期的临时装片，此时期染色体的形态和数目最清晰。(4)用上述方法培养的该杂种植株含有的染色体数目是2A2B，用黑腐病菌感染杂种植株，筛选出具有抗黑腐病杂种黑芥花椰菜的杂种植株。答案：(1)植物体细胞杂交诱导原生质体融合维持原生质体的形态(2)愈伤组织再分化(3)形态和数目(4)2A2B抗黑腐病杂种黑芥花椰菜4(14分)玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家做了大量的研究工作。如图是关于玉米培养的过程，请据图回答。(1)取玉米幼苗的茎尖进行_，如图AC，发育成植株D，取D的花药进行离体培养成幼苗，属于_，如图EF，经秋水仙素处理后发育成植株G；从生殖方式上分析，AD属于_生殖，从细胞分裂方式上分析，EF过程中进行了_分裂。 (2)取茎尖进行培养的原因是_。 (3)AC的过程要严格控制_。 (4)经AD过程获得的植株D，称为_。 若用D进行繁殖，种植的植株就_或_感染病毒。 (5)用EG途径育种的优点是_。(6)若想培育出一种新的玉米品种，可以采用_育种方式；若想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采用_育种；若想培育出一种地上结玉米，地下结马铃薯的植株，可以利用_技术。 解析：取玉米的茎尖，经过组织培养获得的植株称为脱毒苗，用脱毒苗进行培养，得到的植株不会或极少感染病毒。在组织培养的过程中，要严格控制无菌环境，单倍体育种能直接得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短育种年限。若想获取新的品种，可采取诱变育种、基因工程育种和体细胞杂交技术等。答案：(1)组织培养单倍体育种无性有丝(2)植物茎尖病毒极少，甚至无病毒(3)无菌环境(4)脱毒苗不会极少(5)直接得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限(6)诱变基因工程植物体细胞杂交5(14分)科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆(如下图所示)，请结合图示回答下列问题。(1)在进行细胞培养时，要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分离，形成单个细胞，这个过程中需要利用_酶处理。 (2)如果重组细胞为贴附性细胞，则在进行原代培养时，会表现出_和_等特点。 (3)图中犊牛并非是对体细胞核供体母牛100%的复制，其原因主要有_、 _。 (4)上图中所示的生物技术整体被称为_， 其包括的具体生物技术有_、_等。转基因奶牛的克隆成功，说明了动物_具有全能性。 解析：图中所示技术为动物体细胞核移植技术，其中应用到的生物技术包括动物细胞培养、细胞核移植、胚胎移植等。转基因奶牛的克隆成功，说明了动物体细胞的细胞核具有全能性。在动物细胞培养过程中，一般用胰蛋白酶将细胞分散开，获得细胞悬液。如果重组细胞为贴附性细胞，在进行原代培养时，会表现出贴壁生长和接触抑制等特点。在细胞核移植形成重组细胞的过程中一般选用处于减数第二次分裂中期的卵母细胞，去除其细胞核是为了保证克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。克隆出的个体细胞质中的遗传物质来自卵母细胞，并且生物性状的表达还受到环境因素的影响，所以图中犊牛并非是对体细胞核供体母牛100%的复制。答案： (1)胰蛋白(或胶原蛋白)(2)贴壁生长(或细胞贴壁)接触抑制(3)生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制生物的性状受环境因素的影响(两空顺序可以颠倒)(4)核移植(或体细胞核移植)动物细胞培养胚胎移植体细胞的细胞核6(15分)有性生殖的生物产生后代需进行受精作用，植物体细胞杂交要进行原生质体的融合，单克隆抗体的制备需进行动物细胞融合，可见细胞的融合技术有着广泛的应用。下列为细胞融合的简略过程，据图回答相关问题。(1)若a、b分别是基因型为Hhrr、hhRr两个烟草品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。由于一对隐性纯合基因(rr或hh)的作用，在光照强度大于800 lx时都不能生长。要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr的杂种细胞，较为简便的筛选方法是_。 (2)若a、b表示两种植物体细胞，则由d细胞形成杂种植株的过程叫_，这种育种方法的优点是_。 (3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞，则获取B淋巴细胞之前需对动物进行的操作是_，d细胞的特点是_。由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有_的特点。一般不通过直接培养B淋巴细胞生产单克隆抗体的主要原因是_。 解析：(1)a是基因型为Hhrr的烟草的花粉，基因型为Hr、hr；b是基因型为hhRr的烟草的花粉，基因型为hR、hr，经细胞融合可能形成的融合细胞有：HHrr、hhrr、hhRR、Hhrr、hhRr、HhRr 6种，这6种细胞除HhRr之外均有隐性纯合基因(rr或hh)，即在光照强度大于800 lx时都不能生长，因此获取基因型为HhRr的杂种细胞，较为简便的筛选方法是给予大于800 lx的光照。(2)a、b表示两种植物体细胞，则通过融合形成d细胞是杂交细胞，再通过植物组织培养才能形成杂种植株，此育种方法的最大优点是克服了远缘杂交不亲和的障碍。(3)a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞，则d为杂交瘤细胞，特点是既能无限增殖，又能产生特定的抗体。单克隆抗体同血清抗体相比，特异性强、灵敏度高、可大量制备。因为B淋巴细胞高度分化，不能增殖，一般不能通过直接培养B淋巴细胞来制备单克隆抗体。答案：(1)给予大于800 lx的光照(2)植物组织培养克服了远缘杂交不亲和的障碍(3)注射抗原既能无限增殖，又能产生特定的抗体特异性强、灵敏度高、可大量制备B淋巴细胞高度分化，不能增殖7(15分)如图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计生产破伤风杆菌抗体的实验方案。请据图回答问题。(1)该方案能达到预期效果吗？_。原因是_。(2)图中为_过程，常用_作为诱导剂。该细胞继承了_，因此，不仅能_，还有_的本领。(3)图中进行细胞培养的目的是_。(4)在制备破伤风杆菌抗体的过程中，进行了两次筛选，其目的不同，是通过筛选获得_，是通过筛选获得_。(5)图中的培养能获得_细胞，便于大规模培养。(6)破伤风杆菌的抗体最终可从_和_中提取。(7)该方案的目的是_。解析：(1)B淋巴细胞有以下特点：在体外不能无限增殖；只有受到抗原刺激后才能形成B淋巴细胞，产生相应抗体；与骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞后既可无限增殖，又能产生大量所需抗体。所以单克隆抗体制备过程首先需要注射与生产单克隆抗体发生特异性免疫反应的抗原，否则小鼠体内不会发生特异性免疫反应，产生合成所需抗体的B淋巴细胞。(2)获得B淋巴细胞后，因为B淋巴细胞不能大量增殖，虽能产生抗体，但数量有限，因此需要与骨髓瘤细胞融合，融合必须在诱导剂的诱导下才能发生，常用的是灭活病毒。两细胞融合是自由的，有三种类型：B淋巴细胞B淋巴细胞，骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞，B淋巴细胞骨髓瘤细胞，我们需要的是杂种细胞，它结合了双亲的遗传物质，具备大量增殖和产生抗体的能力，所以需培养筛选。(3)单克隆抗体生产中，获得的杂交瘤细胞需要体外培养获得大量的克隆细胞。(4)第一次筛选是选择需要的杂交瘤细胞，第二次筛选是在杂交瘤细胞中选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。(5)图中的培养能获得足量的杂交瘤细胞。(6)获得的杂交瘤细胞需转移到体外培养液中或小鼠腹腔中生产大量的单克隆抗体。(7)由图示的程序图可知，该方案的目的是制备单克隆抗体。答案：(1)不能没有将抗原注入小鼠体内，无法获得产生单一抗体的B淋巴细胞(2)细胞融合和筛选灭活的病毒双亲细胞的遗传物质大量繁殖产生特异性抗体(3)在体外条件下使杂交瘤细胞大量增殖(4)杂交瘤细胞产生特定抗体的杂交瘤细胞(5)足够量杂交瘤(6)细胞培养液小鼠腹水(7)制备单克隆抗体7