版高考生物一輪復習 第38講 細胞工程跟蹤檢測（含解析）（選修3）試題

第38講細胞工程‖A級·基礎(chǔ)練‖一、選擇題1．下列關(guān)于動物細胞工程的敘述，正確的是()A．PEG誘導動物細胞融合形成的雜種細胞，經(jīng)動物細胞培養(yǎng)能得到優(yōu)良動物個體B．使用冷凍保存的正常細胞通常在10代以內(nèi)，以保持細胞正常的二倍體核型C．在高倍顯微鏡下觀察發(fā)生基因突變的細胞比例可推知某化學藥品的毒性D．用胰蛋白酶處理動物組織后，可用無菌水稀釋制成細胞懸浮液解析：選B由于動物細胞的全能性受到限制，動物細胞融合形成的雜種細胞不能培育成動物個體；目前使用的或冷凍保存的正常細胞通常在10代以內(nèi)，以保持細胞正常的二倍體核型；基因突變是點突變，在光學顯微鏡下無法觀察到；進行動物細胞培養(yǎng)時用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理一段時間，這樣組織就會分散成單個細胞，再用培養(yǎng)液將分散的細胞稀釋制成細胞懸液。2．(2019屆徐州質(zhì)檢)研究人員將猴胚胎細胞(a)中的細胞核取出，移植入一雌猴的去核卵母細胞(b)中，得到重組細胞(c)，經(jīng)培養(yǎng)獲得胚胎并移植到另一雌猴(d)體內(nèi)進一步發(fā)育，獲得克隆猴(e)。下列敘述正確的是()A．e的細胞內(nèi)的全部基因都來自a，b不提供基因B．c經(jīng)一系列增殖和分化形成e的過程中，細胞核起控制作用C．d為胚胎發(fā)育提供遺傳物質(zhì)和其他適宜條件D．e的形成過程中沒經(jīng)過受精作用，其體細胞中無同源染色體解析：選B根據(jù)題意可知，e的細胞內(nèi)的細胞核基因來自a，細胞質(zhì)基因來自b；遺傳物質(zhì)主要存在于細胞核中，重組細胞c經(jīng)一系列增殖和分化形成e的過程中，細胞核起控制作用；d為胚胎發(fā)育提供適宜條件，但不提供遺傳物質(zhì)；e的細胞核來源于a猴胚胎細胞，胚胎細胞含有同源染色體。3．如圖為煙草植物組織培養(yǎng)過程的流程圖。下列有關(guān)敘述正確的是()A．對過程①獲取的根組織塊應做較徹底的滅菌處理B．過程②應根據(jù)要求使用適宜的培養(yǎng)基，在避光的環(huán)境中進行C．過程③發(fā)生脫分化，其實質(zhì)是基因的選擇性表達D．用人工種皮包裹X細胞可獲得煙草人工種子解析：選B對過程①獲取的根組織塊應進行消毒處理，如果采用滅菌技術(shù)，會使根組織塊失去活力，無法進行組織培養(yǎng)；過程②是脫分化形成愈傷組織的過程，需要在避光的環(huán)境中進行；過程③發(fā)生再分化，其實質(zhì)是基因的選擇性表達；用人工種皮包裹胚狀體可獲得煙草人工種子。4．如圖表示抗人體胃癌的單克隆抗體的制備過程。下列敘述錯誤的是()A．反復給小鼠注射甲的目的是讓小鼠體內(nèi)產(chǎn)生更多的抗體B．人工誘導細胞融合獲得乙的常用方法是用滅活的病毒C．丁細胞既能無限增殖又能產(chǎn)生抗甲抗原的抗體D．制備的單克隆抗體可以早期診斷人體胃癌的發(fā)生情況解析：選A甲為抗原，反復給小鼠注射甲的目的是對小鼠進行免疫，以便產(chǎn)生更多的能分泌相應抗體的漿(B淋巴)細胞；人工誘導動物細胞融合的常用方法是用滅活的病毒，還可以用聚乙二醇、電激；丁細胞為篩選出來的雜交瘤細胞，雜交瘤細胞既能無限增殖又能產(chǎn)生抗甲抗原的特異性抗體；單克隆抗體特異性強、靈敏度高，可以在早期檢測出人體胃癌的發(fā)生情況。二、非選擇題5．紫杉醇是一種具有抗癌活性的化合物，為了迅速高效地分離、純化紫杉醇，實驗小組以紫杉醇為抗原免疫小鼠，取免疫小鼠的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合，并經(jīng)過篩選獲得能穩(wěn)定分泌紫杉醇單克隆抗體的雜交瘤細胞，回答下列問題：(1)紫杉醇單克隆抗體的獲得所涉及的生物技術(shù)手段有____________________________________，該實例說明單克隆抗體具有________________的優(yōu)點。(2)免疫小鼠和骨髓瘤細胞融合后產(chǎn)生多種雜交細胞，為了獲得雜交瘤細胞應用特定的________________進行篩選，然后通過專一抗體檢測陽性和克隆化培養(yǎng)獲得__________________________________的雜交瘤細胞。(3)若要體內(nèi)培養(yǎng)雜交瘤細胞，可將雜交瘤細胞注入小鼠的________，若要在體外培養(yǎng)液中培養(yǎng)雜交瘤細胞，需要將培養(yǎng)液放置在95%的空氣和5%的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，其中CO2的作用是____________________________________________________________。(4)紫杉醇是紅豆杉產(chǎn)生的一種代謝產(chǎn)物，欲利用植物組織培養(yǎng)獲得大量的紫杉醇，應將紅豆杉的外植體培育到________________階段，原因是________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)取免疫小鼠的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞進行融合，采用的是動物細胞融合技術(shù)，在融合前和篩選雜交瘤細胞的過程中均需要采用動物細胞培養(yǎng)技術(shù)來培養(yǎng)相應的細胞。單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高的特點。(2)制備單克隆抗體的過程中至少需要兩次對細胞進行篩選：第一次是在特定的選擇培養(yǎng)基上，將雜交瘤細胞篩選出來；由于篩選出的雜交瘤細胞有很多種，因此第二次篩選的目的是通過專一抗體檢測陽性和克隆化培養(yǎng)，從很多種雜交瘤細胞中將既能大量增殖、又能產(chǎn)生抗紫杉醇的抗體的雜交瘤細胞篩選出來。(3)最終篩選出來的雜交瘤細胞，可以將其注射到小鼠腹腔內(nèi)進行體內(nèi)培養(yǎng)，也可以在體外培養(yǎng)液中進行大規(guī)模培養(yǎng)。后者需要將培養(yǎng)液放置在95%的空氣和5%的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，其中CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH。(4)紫杉醇是紅豆杉產(chǎn)生的一種代謝產(chǎn)物。由于愈傷組織的細胞分裂快、代謝旺盛，所以欲利用植物組織培養(yǎng)獲得大量的紫杉醇，應將紅豆杉的外植體培育到愈傷組織階段。答案：(1)動物細胞培養(yǎng)和動物細胞融合特異性強、靈敏度高(2)選擇培養(yǎng)基既能大量增殖，又能產(chǎn)生抗紫杉醇的抗體(3)腹腔維持培養(yǎng)液的pH(4)愈傷組織愈傷組織的細胞分裂快、代謝旺盛6．下面為菊花植株繁殖的示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：(1)菊花的培養(yǎng)過程證實了植物細胞具有________，這個特性是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)，該過程需要在________條件下進行，并需控制溫度、pH和光照等條件。(2)培養(yǎng)過程中，為誘導愈傷組織形成根或芽等器官，培養(yǎng)基中要添加植物激素，主要是________________等，主要調(diào)節(jié)細胞的________________。(3)從單個細胞到愈傷組織的過程中，細胞進行了________。(4)假設(shè)A試管內(nèi)是某植物的花粉，則培育出的植株稱為單倍體植株，這些植株高度不育，所以必須用______________處理才能獲得理想的可育植株。解析：(1)圖示菊花的繁殖過程屬于植物組織培養(yǎng)，原理是植物細胞的全能性；該過程需在無菌條件下進行，并需控制溫度、pH和光照條件。(2)在植物組織培養(yǎng)過程中，植物激素中的生長素與細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。(3)菊花組織培養(yǎng)過程中，外植體的單個細胞經(jīng)過脫分化形成愈傷組織。(4)花粉經(jīng)過組織培養(yǎng)形成的植株為單倍體植株，用秋水仙素處理使染色體加倍才能獲得理想的可育植株。答案：(1)全能性無菌(2)生長素、細胞分裂素分裂和分化(3)脫分化(4)秋水仙素7．如圖是科學家利用小鼠成纖維細胞獲得單克隆抗體的示意圖。請據(jù)圖回答：(1)獲取轉(zhuǎn)錄因子基因需要的工具酶是____________，因成纖維細胞較小，過程①將目的基因?qū)胄∈蟪衫w維細胞時常用的運載體是____________。(2)過程②稱為____________，在此過程中，成纖維細胞在轉(zhuǎn)錄因子基因的作用下，轉(zhuǎn)化為iPS胚性細胞，在體外培養(yǎng)條件下，iPS胚性細胞能不斷進行________________。(3)過程③為動物細胞融合，此過程常用________、滅活病毒、電激等誘導細胞融合，融合后的Y細胞具有____________________________的特性。(4)對雜種細胞Y進行________________和________________后，才能篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜種細胞。解析：(1)獲取轉(zhuǎn)錄因子基因需要的工具酶是限制酶，因成纖維細胞較小，過程①將目的基因?qū)胄∈蟪衫w維細胞時常用的運載體是動物病毒。(2)過程②稱為動物細胞培養(yǎng)，在體外培養(yǎng)條件下，iPS胚性細胞能不斷進行細胞分裂。(3)過程③為動物細胞融合，此過程常用聚乙二醇(PEG)、滅活病毒、電激等誘導細胞融合，融合后的Y細胞具有既能大量增殖，又能產(chǎn)生單一抗體的特性。(4)雜種細胞經(jīng)過克隆化培養(yǎng)，并經(jīng)抗原—抗體檢測后，培養(yǎng)能產(chǎn)生特定抗體的雜種細胞即可制備單克隆抗體。答案：(1)限制酶動物病毒(2)動物細胞培養(yǎng)細胞增殖(細胞分裂)(3)聚乙二醇(PEG)既能大量增殖，又能產(chǎn)生單一抗體(4)克隆化培養(yǎng)抗原—抗體檢測‖B級·提升練‖一、選擇題1．如圖是“番茄—馬鈴薯”雜種植株的培育過程，其中①～⑤表示過程，字母表示細胞、組織或植株。下列相關(guān)敘述正確的是()A．過程①表示在低滲溶液中用酶解法處理植物細胞獲得原生質(zhì)體B．過程②誘導原生質(zhì)體融合，主要依據(jù)細胞膜具有選擇透過性的原理C．可以根據(jù)質(zhì)壁分離現(xiàn)象鑒別雜種細胞的細胞壁是否再生D．植物有性雜交和體細胞雜交都能克服遠緣雜交不親和的障礙解析：選C獲得植物的原生質(zhì)體，操作一般在等滲溶液中進行，若在低滲溶液中進行，則去掉細胞壁的原生質(zhì)體會因吸水而漲破；過程②誘導原生質(zhì)體融合，主要依據(jù)細胞膜具有流動性的原理；可根據(jù)質(zhì)壁分離現(xiàn)象鑒別雜種細胞的細胞壁是否再生；植物有性雜交不能克服遠緣雜交不親和的障礙。2．(2019屆南京、鹽城調(diào)研)為研究培養(yǎng)基成分對馬鈴薯葉肉原生質(zhì)體培養(yǎng)的影響，科學家配制了如下表所示的2種培養(yǎng)基，開展了有關(guān)實驗，其他培養(yǎng)條件相同且適宜，實驗結(jié)果如下圖所示，下列有關(guān)敘述錯誤的是()組別培養(yǎng)基培養(yǎng)天數(shù)甲MS培養(yǎng)基(含蔗糖、有機酸、無機鹽、瓊脂)7天乙纖維二糖＋MS培養(yǎng)基(同上)7天注：“細胞出芽”表明愈傷組織中部分細胞再分化。A．本實驗的材料可取自馬鈴薯試管苗的幼嫩葉片B．培養(yǎng)基中還需要添加適當比例的生長素和細胞分裂素C．制備原生質(zhì)體前需用濕熱滅菌法對酶解液進行處理D．添加纖維二糖的作用可能是促進細胞壁再生和細胞持續(xù)分裂生長解析：選C本實驗的材料可取自馬鈴薯試管苗的幼嫩葉片；在植物組織培養(yǎng)過程需要加入植物激素，生長素和細胞分裂素用量的比值低時，有利于芽的分化，反之則利于根的分化；用濕熱滅菌法對酶解液進行處理，會導致酶喪失活性，使實驗失??；據(jù)圖分析可知，如果在培養(yǎng)基中加入纖維二糖后細胞的出芽率明顯降低，細胞的分裂率明顯升高，所以添加纖維二糖的作用可能是促進細胞壁再生和細胞持續(xù)分裂生長。3．實驗人員利用矮牽牛(二倍體，2n＝14)的紅色花瓣細胞(液泡呈紅色)與枸杞(四倍體，4n＝48)葉肉細胞，制備了相應的原生質(zhì)體，并誘導其融合，經(jīng)篩選、培養(yǎng)獲得雜種植株。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．獲得該雜種植株時不用考慮兩種高等植物間的生殖隔離問題B．可利用聚乙二醇、離心等方法誘導原生質(zhì)體融合C．可利用光學顯微鏡觀察，篩選出雜種原生質(zhì)體D．若原生質(zhì)體均為兩兩融合，則融合后的細胞中染色體數(shù)目均為62條解析：選D植物體細胞雜交可以克服遠緣雜交不親和的障礙，不用考慮兩種高等植物間的生殖隔離問題，A正確；誘導原生質(zhì)體融合可采用促融劑聚乙二醇處理，也可以采用離心、振動等物理方法，B正確；雜種細胞應具有紅色液泡和綠色的葉綠體，可利用光學顯微鏡觀察、篩選出雜種原生質(zhì)體，C正確；若原生質(zhì)體均為兩兩融合，可能是同種細胞融合，也可能是不同細胞融合，融合后的細胞中染色體數(shù)目可能為28、96或62條，D錯誤。4．下圖表示抗人體胃癌的單克隆抗體制備過程，有關(guān)敘述不正確的是()A．圖中給實驗小鼠注射的甲是能與抗人體胃癌的單克隆抗體特異性結(jié)合的抗原B．用特定的選擇培養(yǎng)基對乙進行篩選，融合細胞均能生長，未融合細胞均不能生長C．對丙需進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選后可獲得大量能分泌所需抗體的丁D．單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高，并可以大量制備的優(yōu)點，所以可以制成“生物導彈”解析：選B制備抗人體胃癌的單克隆抗體，首先應給小鼠注射抗原，使小鼠產(chǎn)生能分泌特定抗體的B淋巴細胞，A正確；用特定的選擇培養(yǎng)基對乙進行篩選，應使B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合產(chǎn)生的雜交瘤細胞可以生長，其他細胞不能生長，B錯誤；對篩選出的雜交瘤細胞進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，多次篩選后可獲得既能無限增殖又能產(chǎn)生單一抗體的雜交瘤細胞，C正確；利用單克隆抗體特異性強、靈敏度高的特點，可以把單克隆抗體與相應藥物結(jié)合制成“生物導彈”，定向殺滅腫瘤細胞，D正確。二、非選擇題5．轉(zhuǎn)錄因子OrERF是一類蛋白質(zhì)，參與基因的轉(zhuǎn)錄過程，在植物抵抗逆境時發(fā)揮重要作用?？蒲腥藛T欲將水稻OrERF基因?qū)霐M南芥體內(nèi)，獲得抗逆性強的植株，設(shè)計的實驗方案如圖：(1)可利用________技術(shù)獲得并擴增此基因。利用限制酶和________酶將此基因與__________重組后導入農(nóng)桿菌體內(nèi)，通過農(nóng)桿菌侵染將上述基因?qū)霐M南芥的染色體上。(2)為獲得抗高鹽的擬南芥植株，上圖中d階段需要應用________技術(shù)，其培養(yǎng)基中除必須的營養(yǎng)物質(zhì)和瓊脂外，還需添加________、______等物質(zhì)。(3)實驗檢測OrERF基因在高鹽條件下的表達水平結(jié)果如下圖。轉(zhuǎn)錄因子OrERF作用的場所是________。實驗結(jié)果表明，自然條件下擬南芥中OrERF基因的表達水平________，高鹽處理后________小時OrERF基因的表達顯著增加。解析：(1)PCR技術(shù)可在體外大量擴增目的基因；基因工程中所用工具酶是限制酶和DNA連接酶；據(jù)圖可知，目的基因與Ti質(zhì)粒結(jié)合后導入了農(nóng)桿菌體內(nèi)，并通過農(nóng)桿菌侵染將上述基因?qū)霐M南芥的染色體上。(2)上圖中d階段是將轉(zhuǎn)基因細胞培養(yǎng)成轉(zhuǎn)基因植株過程，所用技術(shù)是植物組織培養(yǎng)。植物組織培養(yǎng)所需的培養(yǎng)基中除必須的營養(yǎng)物質(zhì)和瓊脂外，還需添加激素(生長素和細胞分裂素)以促進脫分化和再分化過程，添加高濃度的NaCl溶液，作用是從個體水平上進行鑒定，篩選出抗高鹽的擬南芥植株。(3)轉(zhuǎn)錄因子OrERF作用于轉(zhuǎn)錄過程，而轉(zhuǎn)錄的主要場所是細胞核，因此轉(zhuǎn)錄因子OrERF作用的場所是細胞核；分析坐標圖中實驗數(shù)據(jù)表明，自然條件下(鹽濃度為0時)擬南芥中OrERF基因的表達較低，高鹽處理后12小時OrERF基因的表達顯著增加。答案：(1)PCRDNA連接Ti質(zhì)粒(2)植物組織培養(yǎng)植物激素高鹽(高濃度的NaCl)(3)細胞核較低126．中國科學家成功突破了克隆猴這個世界生物學前沿的難題，率先建立起可有效模擬人類疾病的動物模型，實現(xiàn)了我國在非人靈長類研究領(lǐng)域由國際“并跑”到“領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變。據(jù)此回答下列問題：(1)克隆猴的誕生，體現(xiàn)了動物細胞的____________具有全能性。相對于植物組織培養(yǎng)而言，動物尤其是高等動物的克隆比較困難的原因是______________________________________?？寺∵^程中一般利用未受精的去核卵細胞作為受體細胞，原因是________________________________________________________________________________________________________________________。(2)克隆猴培養(yǎng)過程中需要用________________________酶處理使細胞從瓶壁上分離下來。為了提高動物細胞克隆形成率，可以選擇適宜的培養(yǎng)基、添加____________等天然成分，以滋養(yǎng)細胞支持生長。培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度，CO2的作用是____________?？寺『锍擞玫絼游锛毎こ痰南嚓P(guān)生物技術(shù)手段外，還必須用到________________________________________________________________________________________________________________________(答出兩種技術(shù))。解析：(1)克隆猴的誕生，體現(xiàn)了動物細胞的細胞核具有全能性。由于動物細胞難以脫分化，體細胞核內(nèi)雖然有全套基因，但大部分基因在分化后就不再表達，很難被激活，因此相對于植物組織培養(yǎng)而言，動物尤其是高等動物的克隆比較困難?？寺∵^程(核移植)中一般利用未受精的去核卵細胞作為受體細胞，原因是卵細胞體積大，易操作，營養(yǎng)豐富，未受精的卵細胞的細胞質(zhì)中含有激活體細胞的細胞核全能性的物質(zhì)(或未受精的卵細胞的細胞質(zhì)易激發(fā)體細胞的細胞核全能性表達)。(2)克隆猴培養(yǎng)過程(動物細胞培養(yǎng))中需要用胰蛋白(或膠原蛋白)酶處理使細胞從瓶壁上分離下來。為了提高動物細胞克隆形成率，可以選擇適宜的培養(yǎng)基、添加動物血清等天然成分，以滋養(yǎng)細胞支持生長。動物細胞培養(yǎng)中添加CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH?？寺『?核移植)除了用到動物細胞工程的相關(guān)生物技術(shù)手段外，還必須用到胚胎工程中的早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù)。答案：(1)細胞核細胞難以脫分化，體細胞核內(nèi)雖然有全套基因，但大部分基因在分化后就不再表達，很難被激活卵細胞體積大，易操作，營養(yǎng)豐富，未受精的卵細胞的細胞質(zhì)中含有激活體細胞的細胞核全能性的物質(zhì)(或未受精的卵細胞的細胞質(zhì)易激發(fā)體細胞的細胞核全能性表達)(2)胰蛋白(或膠原蛋白)動物血清維持培養(yǎng)液的pH早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植技術(shù)7．研究表明，HER2/neu是一種原癌基因，它表達的H蛋白在多種惡性腫瘤特別是乳腺癌細胞中過量表達?？笻蛋白單克隆抗體能抑制過量表達H蛋白的乳腺癌細胞的生長，目前已成為有效的生物治療手段。(1)選擇H蛋白作為單克隆抗體的作用靶點，是因為H蛋白在成年個體的正常組織中________(填“低表達”