【生物】2021届 一轮复习 人教版 细胞工程 作业 7页

第30讲　细胞工程 ‎1.不同属的农作物甲、乙,甲作物高产不耐盐,乙作物低产但耐盐。欲培育出既高产又耐盐的植株,以适应于盐碱地栽培。请回答下面的问题:‎ ‎(1)采用　　　　(填“杂交”“嫁接”或“转基因”)方法可以达到上述目的,这种育种方法的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)采用细胞工程育种的方法如下:‎ ‎①以胚状体为材料,经过人工薄膜包装得到的人工种子,在适宜条件下同样能够萌发成幼苗,与天然种子相比,人工种子具有哪些显著的优点? ‎ ‎ ‎ ‎　(请举出1项)。 ‎ ‎②动物细胞工程应用较广泛的是单克隆抗体的制备,单克隆抗体最主要的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　。单克隆抗体的应用主要有两个方面,一个是作为　　　　　试剂,能准确地识别各种抗原物质的细微差别,并与一定抗原发生　　　　　。另一方面可以用于　　　　　和运载药物。 ‎ ‎【答案】(1)转基因　不仅能打破生殖隔离,而且能定向地改变生物的性状　(2)①生产不受季节限制、能保持优良品种的遗传特性、方便贮存和运输(写出其中1项即可)　②特异性强、灵敏度高,并可大量制备　诊断　特异性反应　治疗疾病 ‎2.人类在预防与诊疗传染性疾病过程中,经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒。该病毒表面的A蛋白为主要抗原,疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图:‎ 请回答下列问题。‎ ‎(1)过程①代表的是　　　　。 ‎ ‎(2)过程②构建A基因表达载体时,必须使用　　　　和　　　　两种工具酶。 ‎ ‎(3)过程③采用的实验技术是　　　　　　　,经筛选后获得的X是　　　　　　。 ‎ ‎(4)对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中基因工程生产的　　　　制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可从疑似患者体内分离病毒,与已知病毒进行　　　　比较;或用图中的　　　　　　进行特异性结合检测。 ‎ ‎【解析】本题以流程图形式展示了疫苗的生产和单克隆抗体的制备过程,考查了中心法则、基因工程、动物细胞工程等现代生物科技。(1)中心法则中,对于少数以RNA为遗传物质的病毒,其遗传信息的传递过程需要补充的过程有RNA的逆转录和RNA的复制的过程,图中过程①代表的是逆转录过程。(2)基因工程的步骤是:目的基因的提取——构建基因表达载体——检测目的基因导入受体细胞——目的基因的检测和鉴定,其中构建基因表达载体中需要限制酶来切割以获取目的基因,同时需要相同的限制酶切割载体以获取与目的基因相同的黏性末端,再通过DNA连接酶连接目的基因和载体。(3)过程③是将瘤细胞与B淋巴细胞融合的过程,获得杂交瘤细胞,其具备骨髓瘤细胞的无限增殖特性和B淋巴细胞产生抗体的特性,从而制备单克隆抗体。(4)本题考查了免疫预防的操作过程,以及欲确诊疑似患者而采取的方法。本题中提示该RNA病毒表面的A蛋白为主要的抗原,故而可选用通过基因工程生产的A蛋白制备疫苗;确诊时为判断该病毒是否为题目中的RNA病毒,可以进行核酸序列的比对,也可以利用单克隆抗体具备特异性,利用抗A蛋白的特异性单克隆抗体通过能否特异性结合判断病毒表面是否有A蛋白的存在,进一步进行检测是否为目的RNA病毒。‎ ‎【答案】(1)逆转录　(2)限制性核酸内切酶(限制酶)　DNA连接酶　(3)细胞融合　杂交瘤细胞　(4)A蛋白　核酸(基因)序列　抗A蛋白的单克隆抗体 ‎3.下图1是培养小鼠胚胎成纤维细胞(MEF细胞)的示意图,图2是在用MEF细胞制成的饲养层上培养胚胎干细胞(ES细胞)的示意图。请回答下列问题:‎ ‎(1)图1所示,制备细胞悬液时,常用　　　　酶来消化剪碎的组织块。配制培养液时,通常需要在合成培养基的基础上添加　　　　等一些天然成分。当MEF细胞分裂生长到细胞表面相互接触时就停止分裂,这种现象称为细胞的　　　　。 ‎ ‎(2)ES细胞是由　　　　　　中分离出来的一类细胞,ES细胞在功能上具有发育的　　　　　。 ‎ ‎(3)MEF细胞能够分泌某些蛋白质,其合成到分泌至细胞外的过程是:核糖体→　　　　→囊泡→　　　　→囊泡,再通过　　　　　方式分泌到细胞外。在培养液中单独培养ES细胞时,ES细胞容易发生分化,结合图2可推知MEF细胞的作用是　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)在治疗性克隆过程中,细胞核取自患者细胞,这是为了避免向患者移入组织细胞后体内发生　　　　　　　反应。 ‎ ‎【答案】(1)胰蛋白酶或胶原蛋白　血清、血浆　接触抑制　(2)早期胚胎或原始性腺　全能性　(3)内质网　高尔基体　胞吐　抑制ES细胞分化　(4)免疫排斥 ‎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　　　　　(填“脱落酸”或“2,4-D”)。 ‎ ‎(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　　　　(填“能”或“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　　　　(填“降低”或“增加”)培养基中蔗糖浓度,以便提高试管苗的自养能力。 ‎ ‎【解析】(1)叶肉细胞具有该植物的全部遗传信息,因此可经组织培养成为完整个体。(2)在组织培养过程及将试管苗转接到新培养基上时,要无菌操作,防止微生物污染 。(3)在微型繁殖中,不同阶段要使用不同的激素。生长素可诱导生根,与细胞分裂素混合使用,在一定浓度配比下可促进生芽。2,4-D可促进愈伤组织生长。(4)从题图可看出,随蔗糖浓度增大,光合作用强度在下降,而单株鲜重是先增后降,培养基中不含蔗糖时,试管苗制造的有机物不能满足自身最佳生长需要。(5)要提高试管苗光合作用能力,应适量降低蔗糖浓度。‎ ‎【答案】(1)遗传性　快　遗传信息　(2)微生物　(3)生根　细胞分裂素　2,4-D　(4)逐渐减小　先增加后下降　不能　(5)降低 ‎5.某研究小组进行药物试验时,以动物肝细胞为材料,测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种,甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题。‎ ‎(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养,培养液及其他培养条件均相同。一段时间后,观察到甲细胞数量比乙细胞数量　　　　。 ‎ ‎(2)在动物细胞培养时,通常在合成培养基中加入适量血清,‎ 其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。细胞培养应在含5%的CO2的恒温培养箱中进行,CO2的主要作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)在两种细胞生长过程中,当乙细胞铺满瓶壁时,其　　　　生长。药物试验需要大量细胞,两种细胞频繁传代,甲细胞比乙细胞可以传代的次数更　　　　。 ‎ ‎(4)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　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关,要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响,可将甲细胞分为A、B两组,A组细胞培养液中加入　　　　,B组细胞培养液中加入无菌生理盐水,经培养后,从A、B两组收集等量细胞,通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的　　　　或合成　　　　水平的差异,确定药物Y的药效。 ‎ ‎【解析】(1)甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。肿瘤细胞为无限增殖的细胞,细胞周期短。在相同条件下,培养相同的时间,甲细胞的数量多于乙细胞。(2)动物细胞培养液中通常加入适量动物血清、血浆等天然成分,血清中含有血清蛋白、生长因子、激素等合成培养基中缺乏的物质。细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的主要作用是维持培养液pH。(3)甲为肝肿瘤细胞,能无限增殖,传代的次数要比乙细胞多,乙细胞(正常肝细胞)在培养瓶中贴壁生长,当铺满瓶壁时,生长停止。(4)可向培养液中加入抗生素来抑制和杀灭细菌。(5)设计一组加入抗癌药物的实验组,一组不加药物的对照组,通过检测药物影响X基因的表达过程,即转录形成mRNA、翻译形成蛋白质的量来检验药效。‎ ‎【答案】(1)多　(2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质　维持培养液pH　(3)停止　多　(4)抗生素　(5)药物Y　mRNA　蛋白质 ‎6.研究人员以某农作物为材料,研究温度对其光合作用的影响,探索育种生理指标,旨在为筛选高产量、耐高温优良品种提供理论依据。实验中HA、HB、HD三个株系是由同一植株通过单细胞克隆获得的。下表为不同温度对不同株系光合作用的影响,据此完成下列问题。‎ 温度对不同株系光合作用的影响 株系 光合速率(μmol·g-1·h-1)‎ ‎20℃‎ ‎30℃‎ ‎35℃‎ HA ‎20.32±1.83‎ ‎18.32±1.60‎ ‎-‎ HB ‎13.78±2.95‎ ‎15.56±4.48‎ ‎16.77±3.98‎ HD ‎8.32±0.85‎ ‎9.36±0.52‎ ‎9.07±2.74‎ ‎(1)实验中HA、HB、HD三个株系是同一植株通过单细胞克隆获得的,获取三个株系的过程一定经过　　　　和　　　　。 ‎ ‎(2)由表可知,　　　　株系在35 ℃条件下保持较平稳状态且光合速率较高,说明其抗高温性最好。这就提示我们可用　　　　　　　　　　　,这一生理指标快速初步筛选抗高温品系。 ‎ ‎(3)研究人员发现筛选出的抗高温品系的抗虫性较差,欲通过基因工程对品种进一步改良,下面是改良过程示意图。‎ a.在获得①的过程中涉及的工具酶有　　　　和DNA连接酶。已知BamHⅠ酶的识别序列如图甲所示,请在图乙的相应位置上,画出外源DNA两侧的黏性末端。 ‎ b.影响②过程发生的一个重要因素是　　　　,愈伤组织是一些分化的细胞经脱分化成为具有　　　　　　　　能力的薄壁细胞。 ‎ ‎【解析】植物组织培养需经过脱分化和再分化过程。由表可知,HB株系在35 ℃条件下光合速率较高。获取重组DNA分子应用限制酶和DNA连接酶。图中过程②是脱分化,影响脱分化的重要因素是植物激素。‎ ‎【答案】(1)脱分化　再分化　(2)HB　光合速率对不同温度的反应　 (3)a.限制酶　‎ b.植物激素　分生 ‎7.通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等。据图甲、表乙回答问题。‎ 离体的植物器官、 组织或细胞愈伤组织胚状体植物体 甲　植物组织培养过程 乙:植物的花芽分别在含有不同比例的生长素和细胞分裂素的培养基中的生长状况 项目 A组 B组 C组 D组 E组 生长素 ‎0‎ ‎3×‎ ‎10-6‎ ‎3×‎ ‎10-6‎ ‎0.03‎ ‎×10-6‎ ‎0‎ 细胞 分裂素 ‎0‎ ‎0.2×‎ ‎10-6‎ ‎0.002×‎ ‎10-6‎ ‎1.0×‎ ‎10-6‎ ‎0.2×‎ ‎10-6‎ 花芽生 长状况 仍是组 织切块 形成愈 伤组织 愈伤组织 分化出根 愈伤组 织分化 出嫩芽 稍生长 ‎(1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的原理是　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)用植物组织培养的方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构,将其包裹上人造种皮,制成人工种子,可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。胚状体来源于离体的植物体细胞,其形成过程中要经过的生理变化大体上是图甲中　　　　和　　　　过程,在此过程中被培养的细胞始终受　　　　　　的调节。 ‎ ‎(3)应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株,其原因是　。 ‎ ‎(4)从表乙的实验结果可看出:生长素和细胞分裂素是实验中的两种重要物质。其中,新芽形成必需的条件是　　　　　　　　　　　　　　　　;而在培养形成完整新个体的过程中,对它们的调控关键是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎【答案】(1)植物细胞的全能性　(2)脱分化　再分化　植物激素　(3)植物的茎尖或根尖很少被病毒感染,甚至无病毒 ‎(4)细胞分裂素的浓度大于生长素的浓度　调控好不同培养期的培养基中细胞分裂素与生长素的浓度和它们的比例