【生物】2020届一轮复习人教版第十单元第2讲细胞工程作业

【生物】2020届一轮复习人教版第十单元第2讲细胞工程作业

课时跟踪练(三十六)‎ ‎1．(10分)下面是培育柑橘耐盐植株的实验流程，请据此作答：‎ 茎段―→愈伤组织―→耐盐植株 ‎(1)此项技术叫________________，其优点是：_______________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(2)由茎段到愈伤组织这一过程叫________，由挑选生长的愈伤组织到耐盐植株这一过程叫________。‎ ‎(3)对愈伤组织进行了两次处理，处理1中γ射线照射的目的是___________________，用γ射线不直接处理茎段而是处理愈伤组织，原因是______________________；处理2中添加的物质X为________，其目的是___________________________________。‎ ‎(4)该技术也被广泛应用于其他作物的育种中，在培育白菜－甘蓝，三倍体无子西瓜、农杆菌转化法获得抗虫棉中，需用到植物组织培养技术的是_____________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 解析：(1)分析图示可知：此项技术叫植物组织培养，其优点是：可以防止植物病毒的危害；保持亲本的优良性状；短时间内大量快速进行繁殖等。 (2)由茎段到愈伤组织这一过程叫脱分化，由挑选生长的愈伤组织到耐盐植株这一过程叫再分化。(3)处理1中γ射线照射愈伤组织的目的是诱导基因突变，用γ射线不直接处理茎段而是处理愈伤组织的原因是：愈伤组织细胞处于不断地分裂状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。处理2中，在培养液中添加物质X后，挑选出的愈伤组织具有耐盐性，由此推知添加的物质X 为氯化钠，其目的是挑选出耐盐的愈伤组织。(4)在培育白菜－甘蓝、农杆菌转化法获得抗虫棉的过程中均采用了植物组织培养技术。‎ 答案：(1)植物组织培养　可以防止植物病毒的危害；保持亲本的优良性状；短时间内大量快速进行繁殖等 ‎(2)脱分化　再分化　(3)诱导基因突变　愈伤组织细胞处于不断地分裂状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变　氯化钠　挑选出耐盐的愈伤组织 ‎(4)培育白菜－甘蓝、农杆菌转化法获得抗虫棉 ‎2．(12分)细胞杂交可以培养杂种植物，下列是某科研小组的操作。请回答相关问题。‎ ‎(1)将甲、乙两个不同品种的植株进行杂交，首先要去掉植物细胞的细胞壁，采用的酶是________________，得到原生质体甲和原生质体乙，然后进行人工诱导形成细胞团，通常采用的促融剂是________。‎ ‎(2)甲细胞的基因型为Gg，乙细胞的基因型为Hh(两对基因位于不同对的同源染色体上)两两融合后所形成细胞的基因型为________________________。‎ ‎(3)经研究发现，在光照强度大于800 Lux时，只有同时存在G和H基因的细胞才能分化形成丛芽，可据此筛选出杂种细胞。丛芽进一步培养长大为植株，该植株自交后代中，继续在大于800 Lux的光照下培养，能长成植株个体的基因型为____________________。‎ ‎(4)在进行分化培养时需要换瓶操作，换瓶的主要目的是 ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(5)植物体细胞杂交的优点是____________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 解析：(1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此用酶解法去除植物细胞的细胞壁所需的酶为纤维素酶和果胶酶。人工诱导原生质体融合的过程，常用的化学试剂是聚乙二醇。(2)甲、乙两细胞融合时，可以发生甲、乙细胞的自身融合，也可以发生甲和乙之间的融合，由此可知两两融合后所形成细胞的基因型为GGgg，HHhh，GgHh。(3)由信息“只有同时存在G和H基因的细胞才能分化形成丛芽”，则其自交后代中能长成植株个体的基因型中必须同时含有G和H基因，由此可知符合题意的基因型为GGHH，GgHh，GGHh，GgHH。(4)在进行分化培养时需要换瓶操作，换瓶的主要目的是更换营养物质，改变激素的浓度比例。(5)与传统的有性杂交相比，植物体细胞杂交的最大优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍，能够打破物种生殖隔离的限制。‎ 答案：(1)纤维素酶和果胶酶　聚乙二醇 ‎(2)GGgg，HHhh，GgHh ‎(3)GGHH，GgHh，GGHh，GgHH　(4)改变培养基中的激素浓度配比　(5)可以打破不同物种之间的生殖隔离(或答“克服了远缘杂交不亲和的障碍”)‎ ‎3．(10分)(2019·武汉调研)为探究某种植物愈伤组织的培养条件，某研究小组配制了含有两种浓度2，4D的培养基，然后接种初始重量相同的幼苗子叶切块并分别培养在光照及黑暗条件下，一段时间后，测量愈伤组织的生长量，结果如下图。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)在该实验中，自变量是________________。进行植物组织培养的实验，要严格控制杂菌污染的原因是_______________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(2)由图中实验数据分析，在培养基中添加2，4D的作用是 ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(3)幼苗子叶切块转变成愈伤组织的过程称________________。为大量获得该植物的愈伤组织适宜采取__________(填“黑暗”或“光照”)培养。‎ ‎(4)光照在培养过程中不作为愈伤组织的能量来源，原因是 ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：(1)根据题意，某研究小组配制了含有两种浓度2，4D的培养基，并且对幼苗子叶块进行光照及黑暗条件下的培养，由此可知该实验中的自变量是光照的有无、2，4D的浓度。杂菌可以在培养基上争夺营养，杂菌产生的物质影响植物组织的生长，因此进行植物组织培养的实验，要严格控制杂菌污染。(2)在黑暗和光照条件下，在培养基中添加不同浓度的2，4D后，愈伤组织生长量均增加，说明2，4D可促进愈伤组织的生长。(3)幼苗子叶切块转变成愈伤组织的过程称脱分化。在有光时，往往容易形成维管组织， 而不易形成愈伤组织。并且黑暗条件下愈伤组织的生长量明显多于光照条件下。(4)在脱分化形成愈伤组织及愈伤组织的增殖阶段，细胞中均不含叶绿体，无法利用光能进行光合作用，光照在培养过程中不作为愈伤组织的能量来源。‎ 答案：(1)光照的有无、2，4D的浓度(“培养的时间”不作要求)‎ ‎　杂菌可以在培养基上生长争夺营养，杂菌产生的物质影响植物组织的生长　(2)促进愈伤组织的生长　(3)脱分化　黑暗　(4)脱分化形成愈伤组织及愈伤组织的增殖阶段，细胞中均不含叶绿体，无法利用光能进行光合作用 ‎4．(10分)(2019·西安交大附中模拟)随着科学发展，现代生物技术已经广泛应用于社会生产的各个方面。请回答下列相关问题：‎ ‎(1)植物组织培养技术就是________________条件下，将离体植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。‎ ‎(2)一般无性繁殖的植物感染病毒很容易传播给后代。病毒在植物体内逐年积累，就会导致作物产量降低，品质变差。若想获得脱毒苗，可以切取植物的____________附近的病毒极少甚至无病毒的组织细胞进行培养。脱毒草莓与四倍体草莓形态都大，在细胞水平上可通过观察__________________加以区别。‎ ‎(3)在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的____________状态，容易受到培养条件和外界压力的影响而产生______________。从这些个体中可以筛选出对人有用的个体。‎ ‎(4)在植物育种方面一定用到植物组织培养技术的有：‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎_______________________________________ (至少答两种)。‎ ‎(5)正常情况下白菜与甘蓝不能通过有性杂交产生后代，但通过体细胞融合可以打破生殖隔离获得“白菜—甘蓝”杂种植株，若“白菜—甘蓝”杂种植株与白菜杂交无后代，与甘蓝杂交有后代。能否确定“白菜—甘蓝”杂种植株与甘蓝不存在生殖隔离？____________，为什么？‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎____________________________________________________。　　　　　　　　　‎ 解析：(1)植物组织培养是利用无性生殖原理，使植物组织在人工控制的条件下，将离体的植物的组织(茎尖、叶片等)等在无菌条件下，放在人工配制的培养基上，短期内就能诱导出大量植株。(2)脱毒植物苗的取材一般是分生组织部位，如幼嫩的芽或茎，主要是这些部位病毒极少甚至无病毒。脱毒草莓是通过植物组织培养技术获得，为二倍体，四倍体草莓通过染色体变异获得，因此在细胞水平上可通过观察染色体数目加以区别。(3)在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，容易受到培养条件和外界压力的影响，在DNA复制的过程中发生突变，易获得突变体。(4)在植物育种方面一定用到植物组织培养技术的有： 基因工程育种、单倍体育种、体细胞杂交育种等。(5)“白菜—甘蓝”杂种植株与甘蓝杂交有后代，但是无法确定二者是否存在生殖隔离，因为未知其后代是否可育。‎ 答案：(1)无菌和人工控制　(2)分生组织　染色体数目 ‎(3)分生　突变　(4)基因工程育种、单倍体育种、体细胞杂交育种　(5)不能　尽管有后代，但不能确定后代是否可育 ‎5．(8分)下图为某种哺乳动物体细胞核移植过程图。回答下列问题。‎ ‎(1)①处需要用________________等处理，然后分瓶继续培养；细胞培养需要O2和CO2，CO2的主要作用是______________。‎ ‎(2)卵母细胞在体外培养到____________时进行去核。与去核卵母细胞融合的供体细胞培养一般不会超过10代，原因是____________________________。激活受体细胞除了用电刺激的方法外，还可以用______________(写一种实际方法)。‎ ‎(3)动物细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植的原因是 ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：(1)贴满瓶壁的细胞需要用胰蛋白酶等处理，然后分瓶培养，让细胞继续增殖。细胞培养需要CO2的主要作用是维持培养液的pH。(2)由于减数第二次分裂中期的卵母细胞核的位置靠近第一极体，用微型吸管可一并吸出细胞核与第一极体；细胞一般传至10代后就不易传下去，一般来说，细胞在传至10～50代左右，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的细胞核型可能会发生变化，与去核卵母细胞融合的供体细胞培养一般不会超过10代，原因是保持细胞正常的二倍体核型 。用物理或化学方法可以激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程，具体的方法有电脉冲、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等。(3)动物胚胎的细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，因此，动物细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植。‎ 答案：(1)胰蛋白酶　维持培养液的pH　(2)减数第二次分裂中期　保持细胞正常的二倍体核型　钙离子载体(或乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)　(3)动物胚胎的细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难 ‎6．(12分)(2019·濮阳二模)如图是制备乙肝病毒表面抗体的示意图，请回答下列问题：‎ ‎(1)图中细胞Ⅰ的名称为__________，其与骨髓瘤细胞融合所依据的基本原理是__________________________________________。‎ ‎(2)‎ 在图示流程中至少需要进行两次筛选，其中第一次筛选的目的是_______；第二次筛选的目的是____________________________。‎ ‎(3)制备得到的单克隆抗体可用于乙肝的免疫治疗，其所利用的免疫学原理是___________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(4)干扰素属于淋巴因子，由效应T细胞产生，并以________的方式释放到细胞外。某同学联想到单克隆抗体的制备过程，提出用效应T细胞代替细胞Ⅰ，从而获得单克隆干扰素的设想，你认为该方法是否可行？并说明理由。‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________‎ 解析：(1)细胞Ⅰ为已免疫的B淋巴细胞(或浆细胞)，动物细胞融合的原理为细胞膜具有一定的流动性。(2)单克隆抗体制备过程中第一次筛选的目的是为了获得杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。(3)制备的乙肝病毒表面抗体可与侵入机体的乙肝病毒发生特异性结合，即用于乙肝的免疫治疗。(4)淋巴因子的化学本质为蛋白质，由效应T细胞产生，以胞吐的方式释放到细胞外。效应T细胞可攻击骨髓瘤细胞，使其裂解，因此不能用效应T细胞代替已免疫的B细胞。‎ 答案：(1)B淋巴细胞(或浆细胞)　细胞膜(具有一定)的流动性　(2)获得杂交瘤细胞　获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞　(3)抗原和抗体的特异性结合(或单克隆抗体与抗原结合的特异性强)　(4)胞吐　不可行，因为效应T细胞能与骨髓瘤细胞结合，使骨髓瘤细胞裂解 ‎7．(14分)(2019·茂名联考)科研人员利用基因工程、细胞工程、胚胎工程等培育出了乳汁中含有人凝血因子Ⅸ医用蛋白的二倍体转基因绵羊，简易流程如图所示。请回答下列问题：‎ ‎(1)图中①过程为基因工程的核心步骤，该步骤用到的工具有________________。该步骤得到的“A”中应具有一些特殊的DNA片段，其中____________用于②过程。‎ ‎(2)进行图中③过程前，卵母细胞要进行去核处理的原因是 ‎_______________________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(3)为了获得绵羊胎儿的单个成纤维细胞，__________(填“能”或“不能”)使用胃蛋白酶处理绵羊组织块，理由是______________。‎ ‎(4)图中④过程所用培养液的成分比较复杂，除一些无机盐和有机盐，还需添加__________________________(答出三种即可)。‎ ‎(5)在进行图中⑤过程前________(填“需要”或“不需要”)进行性别鉴定，理由是___________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：(1)图中①过程为基因表达载体的构建，涉及对载体的切割和目的基因与载体的连接，所以该步骤用到的工具有限制酶、DNA连接酶、载体。该步骤得到的“A”即构建的基因表达载体，为了便于鉴定并筛选受体细胞(成纤维细胞)是否含有目的基因，需要在构建的重组载体中含有标记基因。(2)为了保证③过程得到的重组细胞中含有的核遗传物质全部来自二倍体转基因绵羊，所以对核移植用的卵母细胞要进行去核处理。(3)为了获得绵羊胎儿的单个成纤维细胞，应该用胰蛋白酶或胶原蛋白酶对绵羊组织块进行处理，而不能使用胃蛋白酶处理，因为胃蛋白酶的最适pH为2.0左右，它在接近中性的环境中胃蛋白酶基本没有活性；如果将处理环境的pH变为2.0，则获得的成纤维细胞的生理活性又会受到严重影响。(4)图中④‎ 过程是早期胚胎的培养过程，除一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸和动物血淸等。(5)根据子代个体的性别由重组细胞核内性染色体决定，由于该重组细胞的细胞核来自于雌性绵羊的体细胞，所以细胞内含有XX性染色体组成，最终发育的转基因绵羊一定是雌性，所以在进行图中⑤胚胎移植前不需要进行性别鉴定。 ‎ 答案：(1)限制酶、DNA连接酶、载体　标记基因　(2)保证二倍体转基因绵羊的核遗传物质全部来自含有目的基因的成纤维细胞 ‎(3)不能　胃蛋白酶的最适pH为2.0左右，在接近中性的环境中胃蛋白酶基本没有活性　(4)维生素、激素、氨基酸、核苷酸、动物血淸　(5)不需要　胎儿成纤维细胞来自雌绵羊，最终获得的转基因绵羊均为雌性 ‎8．(12分) (2019·贵阳月考)艾滋病病毒(HIV)外壳的包膜上有多种蛋白质，其中包膜糖蛋白(env)基因编码、加工成gp120蛋白具有较强的抗原性。制备抗HIVgp120的单克隆抗体，为艾滋病的治疗带来希望。请回答下列问题：‎ ‎(1)利用动物细胞工程制备抗HIV gp120的单克隆抗体，涉及动物细胞融合技术。融合得到的细胞需要用特定的选择性培养基筛选，只有融合的______________才能生长，这种细胞的特点是_________‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(2)将筛选出来的细胞进行体外培养，需要在培养液中通入一定浓度的O2和CO2，CO2的主要作用是__________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(3)科研人员设想用基因工程制备能表达抗HIV gp120抗体的重组细胞，将env基因的表达载体导入到动物细胞中，为了检测env基因是否成功表达，可用相应的________与提取的gp120蛋白杂交。‎ ‎(4)以gp120蛋白作为疫苗预防接种比较安全，其原因是gp120蛋白自身没有感染力，但保留有__________________，gp120蛋白进入人体将引起人体特异性免疫中的____________________免疫。‎ ‎(5)采用转基因重组细胞进行体细胞的克隆，理论上可获得无限个转基因体细胞，这是因为___________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 解析： (1) 制备抗HIV gp120单克隆抗体时，融合得到的细胞需要用特定的选择性培养基筛选，只有融合的杂种细胞才能生长，这种细胞的特点是既能大量繁殖，又能产生抗HIV gp120抗体。(2)将筛选出来的细胞进行体外培养，采用的是动物细胞培养技术，需要在培养液中通入一定浓度的O2和CO2，其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。(3)env基因属于目的基因，检测目的基因是否成功表达相应的蛋白质，可采用抗原—抗体杂交技术，即用相应的抗体与提取的gp120蛋白(抗原)杂交。(4) gp120蛋白自身没有感染力，但保留有刺激机体发挥免疫功能的能力，因此以gp120蛋白作为疫苗预防接种比较安全。gp120蛋白作为抗原进入人体，将引起人体特异性免疫中的体液免疫。(5)采用转基因重组细胞进行体细胞的克隆，理论上可获得无限个转基因体细胞，这是因为整合含有目的基因的体细胞可进行传代培养。‎ 答案：(1)杂种细胞　既能大量繁殖，又能产生抗HIV gp120抗体 ‎(2)维持培养液的pH　(3)抗体　 (4)刺激机体发挥免疫功能的能力　体液　(5)整合含有目的基因的体细胞可进行传代培养 ‎9．(12分)下图表示植物组织培养过程，请据图回答下列问题：‎ ‎(1)图中①过程获得的细胞是正常植物体经________形成的，在这一过程中染色体的变化是___________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(2)要顺利完成③过程，除了需要各种无机营养物质外，还需要在培养基中加入________、________(两类不同功能的物质)。该过程形成的细胞与正常体细胞相比，具有________________的特点。‎ ‎(3)从过程④的结果看，它的实质是________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(4)某人在探究细胞脱分化和再分化的实验中，得到了如下结果：‎ ‎①只有细胞分裂素时，组织块产生愈伤组织 ‎②细胞分裂素＝生长素时，愈伤组织不分化 ‎③细胞分裂素＞生长素时，愈伤组织分化出芽 ‎④细胞分裂素＜生长素时，愈伤组织分化出根 由实验结果，你能得出什么结论？_________________________‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：(1)单倍体性细胞是减数分裂的结果，该过程中染色体复制一次，细胞分裂两次，从而导致染色体数目减半。(2)愈伤组织培养基成分除无机物、有机物外还需加入植物激素。(3)过程④为再分化，其实质是基因的选择性表达。(4)该实验结果显示，植物激素的种类及浓度配比对愈伤组织的形成和分化具有重要影响。‎ 答案：(1)减数分裂　 染色体复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染色体数目是亲代细胞中的一半　(2)有机营养物质　植物激素　排列疏松、高度液泡化、细胞壁薄　(3)‎ 基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果 ‎(4)植物激素的种类和含量不同，对愈伤组织的形成和分化的影响不同