2019-2020年高考生物一轮复习第十单元第37讲细胞工程教学案苏教版.doc

2019-2020年高考生物一轮复习第十单元第37讲细胞工程教学案苏教版考纲要求1.植物的组织培养()。2.动物的细胞培养与体细胞克隆()。3.细胞融合与单克隆抗体()。4.生物技术中的伦理问题()。考点一植物细胞工程重要程度：1 植物组织培养与植物细胞培养(1)植物组织培养理论基础：细胞的全能性。(2)最常用的材料：茎尖、根尖、叶片和花药等。(3)过程(4)植物细胞培养细胞来源：组织培养过程中形成的愈伤组织或其他易分散的组织。培养方法：在液体培养基中进行悬浮培养。培养结果：通过继代培养获得大量细胞群体。培养目的：获得人类所需的细胞次生代谢产物。培养过程：筛选细胞获得次生代谢产物含量高、生长迅速的单细胞无性繁殖系扩大培养发酵生产次级代谢产物分离提纯。优点a可大量生产具有生理活性的次生代谢产物；b生产过程快速、高效，而且不受季节、外部环境等条件的限制。2 植物细胞工程与育种(1)利用植物体细胞杂交技术培育新品种植物体细胞杂交过程不同种植物细胞不同细胞原生质体原生质体融合融合细胞愈伤组织杂种植株。(2)单倍体诱导与利用过程：花粉单倍体胚或愈伤组织小苗纯合的二倍体植株。优点：缩短育种周期、获得纯系等。1植物组织培养和植物细胞培养的比较项目植物组织培养植物细胞培养原理植物细胞的全能性细胞增殖过程外植体愈伤组织根、芽或胚状体小植株愈伤组织或其他易分散组织 悬浮细胞细胞群体培养基固体液体2植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系名称植物组织培养植物体细胞杂交原理细胞的全能性细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性过程选材选取根尖、茎尖、叶片和花药等最容易诱导脱分化各种植物的叶片、根尖或愈伤组织技术操作脱分化、再分化等除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导原生质体融合关系植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂易错警示植物细胞工程的4个易错点(1)幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难。(2)植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成本高。(3)脱分化形成愈伤组织的过程不需要光，再分化过程需要光，因为愈伤组织利用有机营养成分，而试管苗需要进行光合作用以自养。(4)利用植物组织培养技术生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。1 (xx江苏卷，11)某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗。下列技术中不能选用的是()A利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗B采用花粉粒组织培养获得单倍体苗C采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上D采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养答案B解析本题采用直选法。通过花粉粒组织培养获得的是单倍体，不能保持原植株的优良特性，故B错误。2 “白菜甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长周期短、耐热性强和易于贮藏等优点。下图是“白菜甘蓝”的杂交过程示意图。以下说法正确的是()A除去细胞壁形成原生质体，可运用的酶是纤维素酶、淀粉酶和果胶酶B通常可诱导上述原生质体相互融合的方法是聚乙二醇和灭活的病毒诱导C杂种细胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁D愈伤组织形成“白菜甘蓝”植物体必须经过脱分化和再分化两个过程答案C解析除去细胞壁的酶有纤维素酶和果胶酶；诱导原生质体融合不能用灭活的病毒；杂种细胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁；愈伤组织形成“白菜甘蓝”植物体属于再分化过程。考点二动物细胞培养与体细胞克隆重要程度：1 动物细胞与组织培养(1)培养过程动物细胞培养动物组织用(胰蛋白酶)处理,分散成单个细胞细胞悬液培养皿中培养形成一层细胞转移到新培养液中继续培养动物组织培养动物组织培养瓶中贴壁培养主要区别：动物细胞培养过程需用胰蛋白酶等处理组织块，以使细胞离散，而动物组织培养过程中不需要使用胰蛋白酶等。(2)培养条件环境条件：无菌、温度适宜和营养充足、pH等。培养基种类a天然培养基：主要取自动物血清、动物组织提取液和鸡胚汁等，其特点是营养价值高、成分复杂。b合成培养基：人工配制的，其成分明确，便于控制实验条件，使用时需加入动物血清。(3)培养类型原代培养：从供体获取组织或细胞后的初次培养，培养代数一般在10代左右。传代培养：将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养，培养代数一般在1050代左右。2 细胞核移植与动物体细胞克隆(1)克隆：指遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体。(2)体细胞克隆：将供体体细胞的细胞核与受体去核卵细胞的细胞质进行人工组合，借助于卵细胞的发育能力，经过培养发育成胚胎进而形成个体的技术。其关键是细胞核移植技术。(3)细胞核移植：利用显微操作技术等将某种动物细胞的细胞核移入同种或异种动物的去除细胞核的成熟卵细胞内的技术。(4)克隆动物过程(5)克隆技术的意义在克服动物种间杂交繁殖障碍、创造新物种等方面具有重要的科学意义和潜在经济价值。探究动物细胞培养与动物体细胞核移植的不同点动物细胞培养动物体细胞核移植原理细胞增殖动物细胞核的全能性过程结果获得细胞群获得克隆动物应用生产生物制品用于基因工程检测有毒物质加速家畜遗传改良进程，促进良种繁育保护濒危物种生产医用蛋白提供克隆器官、组织等易错警示细胞工程的2个总结(1)植物组织培养和动物细胞培养过程都存在细胞的培养过程，但植物细胞可以先分裂再分化，而动物细胞不分化只分裂。(2)克隆动物的起点是经过核移植后形成的重组细胞，其遗传物质主要来自供体，因此形成的个体性状主要同供体，但也有部分性状同受体。1 (xx浙江卷，6)实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是()A甲过程需要对实验小鼠进行消毒B乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化C丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型D丁过程得到的细胞具有异质性答案C解析动物细胞培养需要无毒无菌的环境，甲过程指从实验小鼠身上取下皮肤组织，该过程需要对小鼠进行消毒处理，A项正确；乙过程表示将得到的皮肤组织分散成单个细胞制备成细胞悬液，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理，B项正确；丙过程表示原代培养，此时的细胞仍能保持正常的二倍体核型，C项错误；丁过程表示传代培养，此时得到的细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生突变，正在朝着等同于癌细胞的方向发展，D项正确。2 下列哪一项属于克隆()A将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中B将抗药基因引入草履虫的细胞内C将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞D将某种瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系答案D解析克隆就是“复制”的意思，将某种瘤细胞培养成一个细胞系属于克隆；A、B选项都属于转基因技术；C项属于细胞融合。3 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散处理，形成单个细胞，这个过程中需要利用_酶处理。(2)用于核移植的供体细胞，一般都选用传代10代以内的细胞，原因是_。(3)在进行原代培养时，细胞增殖的方式是_，此外，细胞增殖还表现出_和接触抑制等特点。(4)将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中，去除卵母细胞细胞核的目的是_。(5)将重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛后，该母牛就会生出与供体奶牛遗传物质相同的犊牛，但也不是100%的复制，原因最可能是_。(6)上述动物细胞工程中涉及的技术有_。转基因奶牛的克隆成功，说明了动物_具有全能性。答案(1)胰蛋白(2)该种细胞代谢旺盛、分裂能力强，且遗传物质没有发生改变(3)有丝分裂贴壁生长(4)使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞(5)生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制；生物的性状还受环境因素的影响(6)细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植技术体细胞的细胞核解析(1)实践中常用胰蛋白酶处理动物组织细胞使其分离开来。(2)传代10代以内的细胞代谢旺盛、分裂能力强，遗传物质没有发生改变，适于作核移植的供体细胞。(3)在进行原代培养时，细胞以有丝分裂的方式进行增殖，同时表现出贴壁生长和接触抑制的现象。(4)去除卵母细胞细胞核的目的是使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。(5)生物的性状是细胞核基因和细胞质基因共同作用的结果，同时，生物的性状还受环境因素的影响，因此，克隆动物不可能是供体奶牛100%的复制品。(6)该克隆动物的培育过程中涉及细胞核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术，说明了高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。考点三动物细胞融合与单克隆抗体的制备重要程度：1 细胞融合(1)含义：在一定的条件下将2个或多个细胞融合为一个细胞的过程。(2)融合方法(3)应用：制备单克隆抗体。2 单克隆抗体技术(1)制备过程杂交瘤细胞单克隆抗体(2)单克隆抗体的优点：特异性强，纯度高，灵敏度高，产量大，容易标准化生产等。(3)单克隆抗体的应用用于治疗肿瘤；治疗免疫系统紊乱引起的疾病；用于器官移植。1植物体细胞杂交与动物细胞融合的不同点植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性过程相关酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶融合方法物理法：离心、电激、振动；化学法：聚乙二醇等试剂诱导除物理法和化学法外，还可以用生物法即灭活的病毒诱导结果杂种植株杂交细胞意义不同物种之间杂交，获得新杂交物种突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能2 单克隆抗体的制备过程易错警示植物体细胞杂交与动物细胞融合的3个易错点(1)植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同，纤维素酶和果胶酶作用于细胞壁，而胰蛋白酶等作用于细胞间的蛋白质。(2)灭活的病毒保持了其抗原性，但毒性消失。(3)植物杂交细胞在激素诱导下能表达出全能性，但动物杂交细胞的全能性不能表达。1 下列关于单克隆抗体制备过程的叙述，正确的是()A制备过程中不需要动物细胞培养技术B杂交瘤细胞具有B淋巴细胞与癌细胞的所有特点C经选择培养基筛选出来的杂交瘤细胞可用于单克隆抗体的生产D单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂答案D解析单克隆抗体的制备是将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，经过选择培养基的筛选得到杂交瘤细胞并经专一抗体检测后，培养能产生特定抗体的杂交瘤细胞即可得单克隆抗体，杂交瘤细胞能无限繁殖但不具有癌细胞的转移能力。2 如图为制备单克隆抗体的流程图，据图回答下列问题：(1)制备单克隆抗体的原理是，克隆_细胞形成的细胞群，并产生_的抗体。(2)已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断，一般情况下，细胞中有D或S途径即能分裂繁殖。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，但能不断分裂增殖。将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇促融，获得杂种细胞。请设计一方法(不考虑机械方法)，从培养液中分离出杂种细胞，并说明原理。方法：_。原理：_。(3)杂交瘤细胞具备_的特点。(4)在单克隆抗体制备过程中，还应用了细胞工程中的_和_两大技术。答案(1)B淋巴大量、专一(2)在上述试管中加入氨基嘌呤后，收集能分裂增殖的细胞淋巴细胞不能分裂增殖，鼠骨髓瘤细胞的D途径被阻断，也不能分裂，而杂种细胞中有S途径，可分裂增殖(3)大量繁殖(或无限繁殖)、产生专一抗体(4)动物细胞融合动物细胞培养解析(1)经免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生专一抗体。(2)杂交瘤细胞有两种合成DNA的途径，因此在选择性培养基上只有杂交瘤细胞能生存并无限增殖。(3)由题图不难看出，生产单克隆抗体，应用到了两种细胞工程技术：动物细胞融合技术和动物细胞培养技术。高考模拟提能训练高考题组1 (xx重庆卷，5)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材消毒愈伤组织培养出芽生根移栽”。下列有关叙述，错误的是()A消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害B在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞C出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控D生根时，培养基通常应含萘乙酸等生长素类调节剂答案B解析消毒剂的使用既要杀死材料表面微生物，又要防止伤害组织细胞，影响组织培养，A项正确；植物细胞融合是指经纤维素酶和果胶酶处理后得到的原生质体的诱导融合，带有细胞壁的愈伤组织细胞不能诱导融合形成染色体加倍的细胞，B项错误；出芽和生根都是细胞再分化的结果，其实质是基因的选择性表达，C项正确；萘乙酸为生长素类似物，可诱导愈伤组织生根，D项正确。2 (xx重庆卷，2)如图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。下列有关叙述正确的是()A是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞B中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成C同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性D是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群答案D解析是获得已经免疫的B淋巴细胞，A项错误；胰蛋白酶使得组织块分散为单个细胞，B项错误；同时具有B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的特性，C项错误；经筛选后获得能够分泌特异性抗体的杂交瘤细胞，D项正确。3 (xx天津卷，9)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图：据图回答下列问题：(1)过程所需的酶是_。(2)过程后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的_存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是_。原生质体经过_再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和_植株的根尖，通过_、_、染色和制片等过程制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。(5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。下图是用该引物对双亲及再生植株14进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株14中一定是杂种植株的有_。(6)对杂种植株进行_接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。答案(1)纤维素酶和果胶酶(2)叶绿体(3)保持原生质体完整性细胞壁(4)双亲(或花椰菜和黑芥)解离漂洗(5)1、2、4(6)黑腐病菌解析(1)过程是利用纤维素酶和果胶酶去除幼叶细胞和根细胞的细胞壁，制备相应原生质体；(2)过程是在PEG的作用下两个原生质体融合在一起，形成杂种细胞，来自幼叶的原生质体中有叶绿体存在，可以作为显微镜下初步筛选杂种细胞的标志；(3)原生质体及刚形成的杂种细胞因为没有了细胞壁的束缚作用，必须浸泡在适宜浓度且无毒害作用的等渗溶液中，以保持原生质体的完整性，原生质体经过细胞壁的再生后，才能进而分裂和脱分化形成愈伤组织。(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和双亲植株的分生组织(如根尖)，通过解离、漂洗、染色和制片等过程制成装片，再在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。(5)根据两亲本的差异性条带，可知再生植株1、2和4既有花椰菜的条带，又有黑芥的条带，因此再生植株1、2和4一定为杂种植株。(6)要筛选出高抗性的杂种植株，应进行相应的病原体接种实验，即接种黑腐病菌。模拟题组4 动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。右图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图，请回答下列问题：(1)肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞_。(2)气室中充入5%CO2气体的主要作用是_。(3)培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长，但要注意选择抗生素的 _，以保证抗生素对肝脏无害。(4)有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用上图所示装置和提供的下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。材料用具：肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素(刺激淋巴细胞分裂)；显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨染液(使染色体着色)，有机物X溶液等。实验过程：在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份，备用。利用甲、乙、丙、丁4组上图所示装置，按下表步骤操作(“”表示已完成的步骤)。甲乙丙丁步骤一：加入肝脏培养液步骤二：加入有机物X溶液步骤三：放置肝脏小块上表中还需进行的操作是_。培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察_，并对比分析。若丙组淋巴细胞出现异常，而甲组的淋巴细胞正常，则说明 _。答案(1)吸收氧气和营养物质、排出代谢废物(2)维持培养液适宜的pH(3)种类和剂量(4)向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块染色体形态和数量肝脏小块对有机物X具有解毒作用解析(1)把肝脏切成小薄片，有利于肝脏细胞的呼吸代谢，即吸收氧气和营养物质、排出代谢废物。(2)气室中充入5%CO2的作用是形成碳酸来维持培养液中适宜的pH。(3)同时也要注意选择抗生素的种类和剂量来抑制细菌生长。(4)乙组或丁组没有处理，向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块作为对照实验。有机物X有毒性，可诱发染色体断裂，所以要观察淋巴细胞的染色体形态和数量是否变化。甲组添加肝脏小块淋巴细胞染色体正常；丙组没有添加出现染色体异常现象，说明肝脏小块对有机物X具有解毒作用。1 培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是()A组织培养 B细胞杂交C显微注射 D核移植答案A解析培育草莓脱毒苗是利用草莓的茎尖分生组织细胞几乎不带病毒的特点，进行植物组织培养形成无毒种苗的过程，A项正确；植物体细胞杂交是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术；显微注射是将目的基因导入动物细胞的方法；细胞核移植用于获得克隆动物，B、C、D项错误。2 下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是()A培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞B克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变C二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的D恶性细胞系的细胞可进行传代培养答案D解析动物细胞在培养过程中有接触抑制现象，细胞在培养瓶中会贴壁生长，形成一层细胞，相互接触后停止生长。克隆培养法培养过程中，仅有极少数细胞的基因型会发生改变。二倍体细胞的传代培养一般传至1050代后就不易传下去了。恶性细胞系的细胞具有不死性，可以进行传代培养。3 利用细胞工程方法，以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。下列相关叙述，正确的是()A用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆抗体B体外培养单个B淋巴细胞可以获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体C将等量B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，经聚乙二醇诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞D利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合答案D解析单克隆抗体制备是首先给实验小鼠注射抗原，提取得到已免疫的B淋巴细胞，再与骨髓瘤细胞融合，得到杂交瘤细胞，筛选并培养(体内或体外)得到单克隆抗体。单独的B淋巴细胞有产生抗体的能力，但没有无限增殖的本领，因此在体外培养的情况下是不可能得到大量的单克隆抗体的；而细胞的融合(只考虑细胞的两两融合)应该有三种类型：AA、BB、AB，只有AB型的细胞才既能产生单一的抗体，又有无限增殖的能力。4 请回答下列问题：(1)植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的_，繁殖种苗的速度_。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部_。(2)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免_的污染。(3)微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗_，而与_配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长，促使愈伤组织产生和生长，需要使用的生长调节剂是_(脱落酸、2,4D)。(4)将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋势是_，单株鲜重的变化趋势是_。据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量_(能、不能)满足自身最佳生长的需要。(5)据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应_(降低，增加)培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。答案(1)遗传特性快遗传信息(2)微生物(3)生根细胞分裂素2,4D(4)逐渐减小先增加后下降不能(5)降低解析(1)植物组织培养属于无性繁殖，后代能够保持亲本的遗传特性。植物微型繁殖技术能够实现快速繁殖。植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，即已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。(2)植物组织培养接种和试管苗转接过程中都需要无菌操作，以避免微生物(杂菌)污染。(3)微型繁殖培养基中使用的生长素与细胞分裂素比例不同，可以分别诱导根、芽的形成。使用高浓度的植物生长素类似物(如2,4D)可以抑制试管苗的生长，促使愈伤组织产生和生长。(4)(5)分析图中曲线可知：光合作用强度随着培养基中蔗糖浓度的增大而下降，但单株鲜重的变化趋势是先增加后下降。培养基中不含蔗糖时，光合作用强度最大，但由于该时期光合作用产生的有机物积累量较少，不能满足自身最佳生长的需要。在蔗糖浓度为1%左右时，单株鲜重达到最大，此时有机物的量能满足自身最佳生长需要。5 (xx新课标全国卷，40)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题：(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用_酶和_酶去除细胞壁，获得具有活力的_，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成_组织，然后经过_形成完整的杂种植株。这种培育技术称为_。(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指_。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是_。(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的_等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。答案(1)纤维素果胶原生质体愈伤再分化(分化)植物体细胞杂交技术(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽解析(1)该新型药用植物是通过植物体细胞杂交技术获得的。要获得有活力的原生质体才能进行体细胞杂交，因此首先用纤维素酶和果胶酶去掉植物的细胞壁，然后用聚乙二醇化学诱导剂(物理方法：离心、振动等)诱导二者的原生质体融合。然后采用植物组织培养技术获得杂种植株，植物组织培养的主要过程是：先脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成植物体，利用了植物细胞的全能性。(2)如果植物甲、乙是两个物种，二者不能通过有性杂交产生可育后代，原因是甲、乙有性杂交所产生的后代在减数分裂过程中同源染色体联会异常，也就是存在着生殖隔离。但植物甲、乙通过植物体细胞杂交技术产生的后代却是可育的，因为在减数分裂过程中同源染色体能完成正常的联会，产生正常的配子。由于甲、乙都是二倍体，因此，植物体细胞杂交得到的后代是异源多倍体(四倍体)。(3)人工种子生产不受气候、季节和地域等因素限制，而且可以避免后代发生性状分离等优点，因此，植物细胞工程重要的应用之一是制备人工种子，用到的核心技术是植物组织培养技术。将植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。6 (xx海南卷，31)单纯疱疹病毒型(HSV1)可引起水泡性口唇炎。利用杂交瘤技术制备出抗HSV1的单克隆抗体可快速检测HSV1。回答下列问题：(1)在制备抗HSV1的单克隆抗体的过程中，先给小鼠注射一种纯化的HSV1蛋白，一段时间后，若小鼠血清中抗_的抗体检测呈阳性，说明小鼠体内产生了_反应，再从小鼠的_中获取B淋巴细胞。将该B淋巴细胞与小鼠的_细胞融合，再经过筛选、检测，最终可获得所需的杂交瘤细胞，该细胞具有的特点是_。(2)若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体，可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的_中使其增殖，再从_中提取、纯化获得。(3)通过上述方法得到的单克隆抗体可准确地识别这种HSV1蛋白，其原因是该抗体具有_和_等特性。答案(1)HSV1蛋白体液免疫脾脏骨髓瘤无限增殖且产生专一抗体(2)腹腔腹水(3)纯度高特异性强解析(1)单克隆抗体制备的第一步是获得免疫动物。先给小鼠注射一种纯化的HSV1蛋白，这就得到了免疫小鼠。一段时间后，若小鼠血清中抗HSV1蛋白的抗体检测呈阳性，说明小鼠体内产生了体液免疫反应，小鼠体内已经有了该抗体，而抗体的产生就是通过体液免疫来产生的。第二步制备杂交瘤细胞。从小鼠的淋巴器官中(如脾、骨髓、扁桃体、胸腺等)获取B淋巴细胞，与小鼠的骨髓瘤细胞融合，再经过筛选、检测，最终可获得所需的杂交瘤细胞(只产生抗HSV1蛋白抗体的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合细胞)，杂交瘤细胞具有两个亲本细胞的特性(既能无限增殖，又能产生专一抗体)。(2)要想获得大量单克隆抗体，通常有两种方法：一是将杂交瘤细胞培养在动物细胞培养液中，然后从动物细胞培养液中分离出单克隆抗体；二是将杂交瘤细胞注射到小鼠的腹腔中使其增殖，然后从小鼠的腹水中提取纯化获得。(3)单克隆抗体具有：特异性强，灵敏度高等特点(特异性强：因为它只针对一种抗原如HSV1蛋白；灵敏度高：因为抗体的纯度高，浓度大，能迅速和抗原结合，发生抗原抗体反应)。7 我国目前临床使用的乙肝疫苗大多为基因工程疫苗，其有效成分是一种叫做乙肝表面抗原的蛋白质(S蛋白，对应的基因为S基因)，请回答下列问题。(1)在这项技术中，S基因属于_。(2)用_处理S基因和载体，并用_使之结合，这里的DNA片段两两结合的产物有_种，除了S基因，构建好的表达载体还应具有_等结构。(3)将表达载体导入哺乳动物细胞，筛选得到工程细胞。使用合成培养基培养工程细胞时，通常需要加入_等天然成分。工程细胞在生长过程中有_现象，需要定期使用_酶处理，以便于分瓶继续培养，在培养过程中，定期收集培养液，分离纯化即可得到所需产品。(4)由于哺乳动物细胞娇嫩挑剔，培养较难，成本较高，近些年科学家们又发明了“乳腺生物发生器”，从饲养的转基因动物分泌的乳汁中提取所需产品。在这种技术中，构建表达载体时需要将S基因与_等调控组件重组在一起，并将表达载体通过_的方式，导入哺乳动物的_(填细胞名称)。(5)人的肠道具有独立的黏膜免疫系统，这使得口服疫苗成为可能，但有效的口服疫苗必须要在到达肠道的过程中躲避胃酸和蛋白酶的降解，否则就会失效。如果要生产口服的乙肝疫苗，理想的受体是植物细胞，理由是_。可食的转基因的植物疫苗的优点有(至少答出两点)：_。答案(1)目的基因(2)同种限制性核酸内切酶DNA连接酶3启动子、终止子、标记基因(3)动物血清贴壁生长和接触抑制胰蛋白(4)乳腺蛋白基因的启动子显微注射受精卵(5)植物细胞有细胞壁，可以使细胞中的疫苗成分避开胃酸和蛋白酶的降解生产简单、成本低廉，容易大量生产制造；直接口服、使用简便，便于推广；运输方便，贮存简单(其他合理答案也可)解析(1)S基因为目的基因。(2)用同种限制性核酸内切酶切割S基因和载体会使它们产生相同的黏性末端，用DNA连接酶连接时会出现目的基因载体、目的基因目的基因、载体载体3种两两连接产物；基因表达载体应含有目的基因、标记基因、启动子和终止子等结构。(3)动物细胞培养液中需加入动物血清，动物细胞培养时，会出现贴壁生长和接触抑制现象，需要用胰蛋白酶定期处理。(4)为保证目的基因表达，需将目的基因和启动子、终止子等调控组件重组在一起，常用显微注射法把基因表达载体注射到动物受精卵中。(5)因植物细胞有细胞壁，可以使疫苗成分避开胃酸和蛋白酶的降解；可食的转基因植物疫苗具备可以直接口服、使用简便、便于推广，运输方便、贮存简单等优点。8 矮牵牛是观赏花卉，生产上常用组织培养繁殖，如表是在不同条件下矮牵牛不同部位组织培养的结果。请结合实验结果和有关知识回答下列问题。外植体浓度/mgL11月后6BANAA一周后丛芽不定根40天后叶20.2愈伤组织大量无大量无根试管苗0.50.2愈伤组织少量少量少量试管苗00.2愈伤组织无大量大量不定根00愈伤组织无无死亡茎尖20.2愈伤组织大量无大量无根试管苗茎段20.2外植体膨大愈伤组织大量丛芽(1)培养基接种前需要对外植体进行_处理，培养基进行_处理，以防止污染。(2)从表中结果可知，选择_作外植体，6BA浓度为_，NAA浓度为_时可以获得大量的无根试管苗。(3)培养基中，6BA属于_类生长调节剂，NAA属于_类生长调节剂。无根试管苗在移栽前需要诱导生根，诱导生根的培养基中一般不加入_(填“6BA”或“NAA”)，并且需要降低培养基中_浓度，以便提高试管苗的自养能力。答案(1)消毒灭菌(2)叶或茎尖2 mgL10.2 mgL1(3)细胞分裂素生长素6BA蔗糖解析为了防止在培养过程中杂菌的污染，需对外植体进行消毒处理，对培养基进行灭菌处理。由表中信息知，选择叶或茎尖作外植体，6BA浓度为2 mgL1，NAA浓度为0.2 mgL1时，可以获得大量无根试管苗，结合植物组织培养技术可知，6BA属于细胞分裂素类生长调节剂，NAA属于生长素类生长调节剂。诱导生根的培养基中一般不加入6BA，为提高试管苗的自养能力，需降低蔗糖浓度，降低试管苗对蔗糖的依赖性。9 xx年诺贝尔生理学或医学奖分别授予美国人马里奥卡佩基、奥利弗史密斯和英国人马丁埃文斯。3位科学家的获奖原因是其研究为“基因靶向”技术的发展奠定了基础。所谓“基因靶向”技术(人们大都称之为基因“敲除”技术)是指利用细胞脱氧核糖核酸(DNA)可与外源性DNA同源序列发生同源重组的性质，定向改造生物某一基因的技术。借助这一从上世纪80年代发展起来的技术，人们得以按照预先设计的方式对生物遗传信息进行精细改造。有了“基因靶向”这一高精度瞄准镜，科学家就可以精确瞄准任何一个基因，使其失去活性，进而研究该基因的功能。请回答下列问题：(1)“敲除”一种基因需要分两步来完成：第一步是利用化学“剪刀”，例如用某种酶切除哺乳动物染色体中有某种功能的基因。第二步是用修改过的基因取代原有基因。这里的“某种酶”应该是_酶。用修改过的基因取代原有基因时还需要_酶。(2)假如要“敲除”小鼠的胰岛素基因，请设计出实验步骤：_。给出一种检验胰岛素基因是否被“敲除”的方法：_。(3)利用细胞工程也可获得可供老鼠移植之用的“敲除排斥基因”的老鼠，其过程大致如下图所示：促进卵细胞融合最常用的试剂是_。重组细胞培养成胚胎的过程所用的培养基，从物理性质上看属于_，培养基中至少要加入水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、生长因子、微量元素和_等物质，同时要创造适宜温度、pH和无菌条件，其中需要无菌环境的原因是_。答案(1)限制性核酸内切DNA连接(2)用限制性核酸内切酶切除小鼠胚胎干细胞中的胰岛素基因，用修改过的基因取代胰岛素基因用胰岛素基因探针检验胰岛素基因是否被“敲除”(3)灭活的病毒或聚乙二醇液体培养基动物血清细菌等微生物生长繁殖快，消耗营养物质多，同时产生有害代谢产物，毒害动物细胞解析(1)限制性核酸内切酶是基因工程中的“分子手术刀”，DNA连接酶是基因工程中的“分子针线”。(2)“敲除”一种基因需要分两步来完成：第一步是利用限制性核酸内切酶切除哺乳动物染色体中有某种功能的基因。第二步是用修改过的基因取代原有基因。基因探针可检验目的基因。(3)灭活的病毒或聚乙二醇是动物细胞融合最常用的试剂。动物细胞培养基的成分有水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、动物血清等，需在无菌条件下进行。