高中生物蘇教版選擇性必修3生物技術(shù)與工程第二章微專(zhuān)題植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程的綜合考查（38張）

微專(zhuān)題

植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)

胞工程的綜合考查一、植物細(xì)胞工程的綜合考查1.細(xì)胞的全能性(1)概念：細(xì)胞的全能性是指細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能和特性。(2)原因：構(gòu)成生物體的所有體細(xì)胞都是由受精卵通過(guò)有絲分裂發(fā)育而來(lái)的，含有相同的遺傳物質(zhì)，都含有本物種的所有遺傳信息，因此每個(gè)體細(xì)胞都有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。生物的生殖細(xì)胞在一定條件下也具有全能性，是因?yàn)樯臣?xì)胞中含有本物種生長(zhǎng)發(fā)育的全套遺傳信息，盡管其遺傳物質(zhì)是體細(xì)胞的一半。(3)表達(dá)的條件：由于基因的選擇性表達(dá)，細(xì)胞的全能性在植株上受到限制不能表達(dá)，只有在離體條件下，在營(yíng)養(yǎng)、激素和其他條件適宜的情況下，細(xì)胞才能表達(dá)其全能性。動(dòng)物細(xì)胞難以表達(dá)其全能性，但是通過(guò)核移植后，細(xì)胞核仍可表達(dá)其全能性。(4)表達(dá)的難易程度：植物細(xì)胞全能性易表達(dá)，而動(dòng)物細(xì)胞的全能性不易表達(dá)，但動(dòng)物細(xì)胞核的全能性可以表達(dá)。在所有細(xì)胞中，受精卵可直接發(fā)育為個(gè)體，有的生殖細(xì)胞也可在一定條件下表達(dá)其全能性。(5)意義：細(xì)胞全能性是植物組織培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交的理論基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代動(dòng)物體細(xì)胞克隆技術(shù)的理論基礎(chǔ)。2.植物激素在組織培養(yǎng)過(guò)程中的重要作用生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素，其作用及特點(diǎn)如下表：激素使用實(shí)驗(yàn)結(jié)果使用順序先使用生長(zhǎng)素，后使用細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長(zhǎng)素細(xì)胞既分裂也分化生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素同時(shí)使用分化頻率提高生長(zhǎng)素濃度/細(xì)胞分裂素濃度的比值該比值高時(shí)有利于根的形成，抑制芽的形成該比值低時(shí)有利于芽的形成，抑制根的形成該比值適中時(shí)促進(jìn)愈傷組織的生長(zhǎng)例1鐵皮石斛是我國(guó)名貴中藥，生物堿是其有效成分之一。應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)鐵皮石斛擬原球莖(簡(jiǎn)稱(chēng)PLBs，類(lèi)似愈傷組織)生產(chǎn)生物堿的實(shí)驗(yàn)流程如下：在固體培養(yǎng)基上，PLBs的重量、生物堿含量隨增殖培養(yǎng)時(shí)間的變化如圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)選用新生營(yíng)養(yǎng)芽為外植體的原因是______________________________________；誘導(dǎo)外植體形成PLBs的過(guò)程稱(chēng)為

。(2)與黑暗條件下相比，PLBs在光照條件下生長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在_________________，

，

。營(yíng)養(yǎng)芽細(xì)胞分裂能力強(qiáng)，幾乎不脫分化含病毒開(kāi)始增重的時(shí)間早增重持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)PLBs增重的量更多例2

請(qǐng)回答下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的問(wèn)題：(1)用于植物組織培養(yǎng)的植物材料稱(chēng)為

。(2)組織培養(yǎng)中的細(xì)胞，從分化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只癄顟B(tài)的過(guò)程稱(chēng)為

。外植體脫分化(3)在再分化階段所用的培養(yǎng)基中，含有植物激素X和植物激素Y。逐漸改變培養(yǎng)基中這兩種植物激素的濃度比，未分化細(xì)胞群的變化情況如圖所示。據(jù)圖指出兩種激素的不同濃度比與形成芽、根、愈傷組織的關(guān)系。①當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比等于1時(shí)，________________________________。②當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比大于1時(shí)，________________________。未分化細(xì)胞群經(jīng)分裂形成愈傷組織未分化細(xì)胞群分化形成芽③當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比小于1時(shí)，_________________________。(4)生產(chǎn)上用試管苗保存植物的優(yōu)良性狀，其原因是___________________________________________________________。未分化細(xì)胞群分化形成根苗的過(guò)程屬于無(wú)性繁殖，后代不發(fā)生性狀分離組織培養(yǎng)形成試管二、動(dòng)物細(xì)胞工程的綜合考查1.解答動(dòng)物體細(xì)胞核移植類(lèi)試題時(shí)需注意的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)形成的重組胚胎能夠發(fā)育成一個(gè)新個(gè)體，體現(xiàn)了動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核的全能性而非動(dòng)物細(xì)胞的全能性。(2)利用核移植技術(shù)得到克隆動(dòng)物的過(guò)程屬于無(wú)性生殖。(3)動(dòng)物體細(xì)胞核移植產(chǎn)生的新個(gè)體，其親本有三個(gè)：體細(xì)胞核供體、卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)供體、代孕母體。①核移植過(guò)程中細(xì)胞核只來(lái)源于一個(gè)個(gè)體(體細(xì)胞核供體)，故新個(gè)體的細(xì)胞核基因、基因型與體細(xì)胞核供體的完全一樣(不考慮基因突變)。②卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中也有少量的DNA，因此新個(gè)體的性狀與卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)供體有一些地方相同。③代孕母體沒(méi)有為新個(gè)體提供遺傳物質(zhì)，新個(gè)體的性狀與代孕母體基本沒(méi)有關(guān)系。(4)克隆動(dòng)物所用的受體細(xì)胞是去核的成熟卵母細(xì)胞，這是因?yàn)槁涯讣?xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中含有促進(jìn)細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)，且體積大，易于操作。(5)克隆動(dòng)物的過(guò)程所利用的生物技術(shù)：體細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)等。(6)核移植時(shí)，一般先通過(guò)電脈沖方法使供體細(xì)胞和受體細(xì)胞融合，形成重組細(xì)胞，再用物理或化學(xué)方法激活重組細(xì)胞，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程，形成早期胚胎。2.單克隆抗體制備的關(guān)鍵思路及操作依據(jù)(1)關(guān)鍵思路①克隆單一的漿細(xì)胞，形成細(xì)胞群。②將漿細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合，獲得雜交細(xì)胞。(2)用漿細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的原因①每一個(gè)漿細(xì)胞只能分泌一種特異性抗體；不同種類(lèi)的漿細(xì)胞分泌的抗體不同。②漿細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)不能無(wú)限增殖；骨髓瘤細(xì)胞能夠無(wú)限增殖。3.單克隆抗體制備過(guò)程中的篩選及原因(1)第一次篩選是在漿細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合之后，因?yàn)橛腥N融合情況(只考慮細(xì)胞兩兩融合)：漿細(xì)胞與漿細(xì)胞融合、骨髓瘤細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合、漿細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合，而只有漿細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞的融合細(xì)胞才是需要的雜交細(xì)胞。(2)第二次篩選需先在多孔培養(yǎng)板(如96孔板)上培養(yǎng)，在每個(gè)孔只有一個(gè)雜交細(xì)胞的情況下開(kāi)始培養(yǎng)，然后再篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群。由于該細(xì)胞群是由單個(gè)雜交細(xì)胞克隆來(lái)的，所以產(chǎn)生的抗體一定是化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的單克隆抗體。例3

在單克隆抗體制備過(guò)程中，篩選出雜交細(xì)胞是關(guān)鍵步驟之一。已知細(xì)胞合成DNA有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基蝶呤阻斷。人漿細(xì)胞中有這兩種合成途徑，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤細(xì)胞中盡管沒(méi)有S途徑，但能不斷分裂增殖。將這兩種細(xì)胞在培養(yǎng)皿中混合，加促融劑促進(jìn)細(xì)胞融合，獲得雜交細(xì)胞并產(chǎn)生單克隆抗體。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)人漿細(xì)胞能與鼠骨髓瘤細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞，兩種細(xì)胞質(zhì)膜也能“融合”在一起，這說(shuō)明細(xì)胞質(zhì)膜具有一定的

。除了雜交細(xì)胞(可產(chǎn)生單克隆抗體)，還有

種兩兩融合的細(xì)胞。流動(dòng)性2(2)為了從培養(yǎng)液中分離出雜交細(xì)胞，在③過(guò)程中需向培養(yǎng)液中加入____

，原因是在這種培養(yǎng)液中，雜交細(xì)胞只有可以利用______________途徑合成DNA，可能實(shí)現(xiàn)增殖。(3)雜交瘤細(xì)胞增殖時(shí)進(jìn)行的是

分裂。氨基蝶呤人漿細(xì)胞中的S有絲例4

2017年11月7日，中科院神經(jīng)科學(xué)研究所研究團(tuán)隊(duì)利用體細(xì)胞克隆技術(shù)克隆出了獼猴“中中”和“華華”，該成果標(biāo)志著中國(guó)率先開(kāi)啟了以體細(xì)胞克隆猴作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的新時(shí)代。如圖是體細(xì)胞克隆猴的技術(shù)流程，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：(1)圖中選擇獼猴胚胎期而非成年期的成纖維細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，其原因是______________________________________。剛放入培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞沉降到瓶底部后首先會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞貼壁現(xiàn)象。傳代培養(yǎng)時(shí)，常利用

酶消化處理，制成細(xì)胞懸液后轉(zhuǎn)入新的培養(yǎng)瓶中。成纖維細(xì)胞分化程度低，更易于培養(yǎng)胚胎胰蛋白(2)圖示過(guò)程涉及的主要技術(shù)有______________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。以體細(xì)胞克隆猴作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的顯著優(yōu)勢(shì)之一是同一批克隆猴的遺傳背景相同，圖中克隆猴的遺傳物質(zhì)主要來(lái)自________

。胎成纖維細(xì)胞的細(xì)胞核動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)(或動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù))、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)獼猴胚(3)體細(xì)胞克隆猴的另外一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)是猴的體細(xì)胞克隆胚胎發(fā)育差?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，胚胎發(fā)育障礙與克隆胚胎基因組上大量組蛋白的甲基化密切相關(guān)。由此推測(cè)，圖中KDM4dmRNA翻譯產(chǎn)生的酶的作用是________________________。催化組蛋白的去甲基化跟蹤訓(xùn)練1.科學(xué)家將分離得到的成熟的胡蘿卜根韌皮部細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，由單個(gè)細(xì)胞發(fā)育成了完整的新植株。過(guò)程圖解如圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：123456(1)科學(xué)家所用的這種生物技術(shù)稱(chēng)為

。②過(guò)程稱(chēng)為_(kāi)_________，C經(jīng)

形成D。植物組織培養(yǎng)技術(shù)脫分化再分化(細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化)123456(2)在培養(yǎng)過(guò)程中，除了提供水分、無(wú)機(jī)鹽、糖類(lèi)、維生素、氨基酸和瓊脂以外，還需要在培養(yǎng)基中加入

。(3)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的關(guān)鍵是獲取有活力的原生質(zhì)體和_________________，經(jīng)過(guò)再生出新的細(xì)胞壁得到雜種細(xì)胞，進(jìn)行組織培養(yǎng)培育成新的植物體。(4)從育種的角度來(lái)看，與有性生殖相比，植物組織培養(yǎng)的優(yōu)勢(shì)主要有

(列舉兩條)。植物激素(或植物激素類(lèi)似物)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合能保持親本的優(yōu)良性狀；培養(yǎng)周期短，繁殖效率高2.甲、乙兩名同學(xué)分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料，利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁殖該植物。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在一定條件下進(jìn)行組織培養(yǎng)，均能獲得試管苗，其原理是___________________________________________________________________。123456綠色葉片和白色花瓣的細(xì)胞具有全能性，在一定條件下能發(fā)育成完整的植株解析植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞具有全能性。(2)圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結(jié)果，該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由于培養(yǎng)基中兩種激素用量的不同造成的，這兩種激素是_____________________。A中的愈傷組織是葉肉細(xì)胞經(jīng)

形成的。123456細(xì)胞分裂素、脫分化解析影響植物組織培養(yǎng)的兩種主要激素是細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素。愈傷組織是葉肉細(xì)胞經(jīng)脫分化形成的。生長(zhǎng)素(3)若該種植物是一種雜合子的名貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表型都相同的該種花卉，可用組織培養(yǎng)方法繁殖，在培養(yǎng)時(shí)，

(填“能”或“不能”)采用經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體，原因是_____________________________________________________________________________________________。123456解析由于花粉粒的基因型與體細(xì)胞的基因型不同，組織培養(yǎng)得到的花卉基因型不同于原植株，導(dǎo)致不能保持親本的優(yōu)良性狀。不能雜合子經(jīng)減數(shù)分裂形成不同基因型的花粉粒，用花粉粒進(jìn)行組織培養(yǎng)得到的花卉基因型不同于原植株3.據(jù)下面植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖，回答相關(guān)問(wèn)題：123456解析番茄和馬鈴薯屬于兩種植物，存在生殖隔離，不能通過(guò)有性雜交產(chǎn)生后代。(1)若運(yùn)用傳統(tǒng)有性雜交(即用番茄、馬鈴薯雜交)能否得到雜種植株？為什么？

_____________________________________。不能，不同種的植物之間存在生殖隔離(2)在利用雜種細(xì)胞培育雜種植株的過(guò)程中，運(yùn)用的技術(shù)手段是___________________，依據(jù)的原理是___________________，其中過(guò)程②稱(chēng)為_(kāi)______________技術(shù)，該過(guò)程的原理是____________________。與過(guò)程③密切相關(guān)的具有單層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器為

，過(guò)程④相當(dāng)于

。123456解析過(guò)程②是把a(bǔ)、b兩個(gè)原生質(zhì)體融合在一起，所以稱(chēng)為原生質(zhì)體融合，融合成功依賴(lài)于細(xì)胞質(zhì)膜的流動(dòng)性，過(guò)程③是再生細(xì)胞壁的過(guò)程，而細(xì)胞壁的形成與高爾基體有關(guān)。過(guò)程④的結(jié)果是形成了愈傷組織，所以④為脫分化。脫分化植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物細(xì)胞的原生質(zhì)體細(xì)胞全能性融合質(zhì)膜的流動(dòng)性高爾基體4.華南虎是原產(chǎn)中國(guó)的老虎品種，野生華南虎被一些專(zhuān)家認(rèn)為已經(jīng)瀕臨滅絕?？茖W(xué)工作者嘗試用普通老虎完成體細(xì)胞克隆華南虎的研究，下圖是其培育過(guò)程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：123456解析由克隆華南虎的過(guò)程可知，華南虎A提供細(xì)胞核，普通虎B提供細(xì)胞質(zhì)，所以克隆華南虎D的遺傳性狀與供核的A虎更接近，即相當(dāng)于克隆了A虎。(1)克隆華南虎的遺傳性狀與___(填字母)虎基本一致。A(2)A、B、C3只虎哪一只沒(méi)有提供遺傳物質(zhì)？

。123456解析老虎C只提供胚胎發(fā)育的場(chǎng)所，沒(méi)有提供遺傳物質(zhì)。老虎C__________________________________________________________________________________。(3)克隆華南虎的過(guò)程是否遵循孟德?tīng)柕倪z傳規(guī)律？為什么？123456解析核移植過(guò)程沒(méi)有經(jīng)過(guò)兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合，屬于無(wú)性繁殖，沒(méi)有減數(shù)分裂方式的出現(xiàn)，不遵循孟德?tīng)柕倪z傳規(guī)律。不遵循；克隆屬于無(wú)性繁殖，而孟德?tīng)柕倪z傳規(guī)律僅在有性生殖的減數(shù)分裂過(guò)程中起作用(4)有人設(shè)想將虎的體細(xì)胞與牛的體細(xì)胞進(jìn)行融合，以獲得新物種“虎—123456?！?，你認(rèn)為依據(jù)目前的生物技術(shù)和理論能否實(shí)現(xiàn)這一愿望？

。原因是__________________________________________________________________________________________________。不能

高度分化的動(dòng)物細(xì)胞全能性受到限制，虎和牛體細(xì)胞雜交后得到的雜交細(xì)胞不能正常發(fā)育成完整個(gè)體123456解析高度分化的動(dòng)物細(xì)胞全能性受到限制，因此無(wú)論是高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞，還是不同種動(dòng)物體細(xì)胞融合后的雜交細(xì)胞，經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)只會(huì)發(fā)生細(xì)胞增殖，不會(huì)發(fā)生細(xì)胞分化，形成不了個(gè)體，動(dòng)物體細(xì)胞的全能性無(wú)法體現(xiàn)。5.肺臟是人體的呼吸器官，對(duì)氣體交換和抵御病原體入侵至關(guān)重要。肺臟一旦受損，人體正常生命活動(dòng)也將受到影響。中國(guó)科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所周斌、季紅斌研究團(tuán)隊(duì)和廣州生物醫(yī)藥與健康研究院彭廣敦研究團(tuán)隊(duì)合作證實(shí)在人體中存在一種參與肺臟再生的肺多能干細(xì)胞，它可以“按需分化”，完成肺臟內(nèi)部的“跨界維修”。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)在人體內(nèi)，肺多能干細(xì)胞“按需分化”是人體細(xì)胞中基因__________的結(jié)果。123456選擇性表達(dá)(2)在體外培養(yǎng)肺多能干細(xì)胞時(shí)，除提供無(wú)菌、無(wú)毒、營(yíng)養(yǎng)齊全等條件，還需要

作為氣體環(huán)境。此外還需定期更換培養(yǎng)液，其目的是

。(3)肺多能干細(xì)胞能在體外培養(yǎng)成功，在醫(yī)學(xué)上的意義是__________________________________________(答出一點(diǎn)即可)。123456O2和CO2防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害細(xì)胞、治療肺部疾病、再生肺修復(fù)損傷的肺6.(2021·遼寧大連質(zhì)檢)人乳頭狀瘤病毒(HPV)與宮頸癌的發(fā)生密切相關(guān)，抗HPV的單克隆抗體可以準(zhǔn)確檢測(cè)出HPV，從而及時(shí)監(jiān)控宮頸癌的發(fā)生。如圖是以HPV衣殼蛋白為抗