1、专题二十六细胞工程考点1 植物细胞工程1.2021广东新高考适应性测试,15分植物细胞工程技术在作物育种上具有广泛的应用。回答下列问题: (1)植物组织培养技术:在无菌和人工控制的条件下,将离体的组织和细胞在特定培养基上先经得到愈伤组织,再经再分化得到胚状体等,进而得到新植株。该过程的原理是 。(2)植物原生质体培养技术:首先用酶去除植物细胞的细胞壁得到原生质体,然后向原生质体中导入抗病基因或含有抗病基因的染色体片段,转移至合适的环境中,在(填细胞器)的作用下再生细胞壁、形成愈伤组织、得到胚状体,最终发育成完整的植株。(3)植物体细胞杂交技术:该技术是先用酶解法将两种不同植物的细胞壁去除,再添
2、加 (填诱导剂)诱导两种原生质体相融合,再生出细胞壁后形成杂种细胞,经组织培养技术得到杂种植株。该项技术的优点是 ,该技术可能不会使杂种植株按照人们的意愿表达出双亲的优良性状,其原因可能是 。2.2020广东惠州二调,15分草莓浓郁芳香,营养丰富。回答下列与草莓栽培有关的问题。(1)野生草莓往往是二倍体,而人工栽培的草莓往往是通过特殊技术育成的多倍体,这利用了多倍体植株的特点;但多倍体草莓的繁殖往往采用无性繁殖,即使外植体细胞经历与过程成为试管苗。该技术证明了已分化的植物细胞仍具有。(2)草莓植株感染病毒后会出现结果减少,品质变劣现象。若要恢复其品质,可选取植物的进行植物组织培养,获得脱毒苗。
3、此外,也可将抗病毒基因导入受体细胞细胞核中并培养出转基因抗病毒草莓植株。为了检测抗病毒基因是否存在于该转基因植物的所有不同组织细胞中,则需分别提取该转基因植物的所有不同组织细胞中的(填“蛋白质”“总RNA”或“核DNA”)与基因探针杂交;从个体生物学水平鉴定抗病毒基因是否赋予该植物抗病特性的操作是。(3)在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于状态,可以对植物的愈伤组织进行诱变处理,促使其发生突变,再进一步培养筛选获得草莓新品种。(4)若想利用植物体细胞杂交技术培养出马铃薯草莓杂种植物以提高土地的利用率,(填“能”或“不能”)把两物种细胞直接融合,理由是 。考点2 动物细胞工程3.2021四
4、川绵阳一诊,15分在治疗大面积烧伤病人时,通常是取患者自身细胞,在体外培养获得大量的自体健康皮肤,再移植给患者进行恢复性治疗。回答下列问题:(1)通常要取皮肤的成纤维细胞或皮肤干细胞进行体外培养,推测其原因是 。(2)一般可取患者腹部23 cm2的皮肤,用酶来处理,可使组织分散成单个细胞,将组织分散成单个细胞的好处是 。(3)培养细胞的过程中会出现接触抑制现象,该现象是指 。(4)在动物细胞的体外培养过程中,需要提供无菌、无毒环境,可通过添加一定量的抗生素来抑制细菌的生长。据研究发现,抗生素可抑制细菌细胞中蛋白质的合成过程,抗生素的作用机理可能有 (写出1点即可)。(5)在动物细胞培养过程中,
5、需要的气体主要有O2和CO2。O2的主要作用是 ,CO2的主要作用是 。4.2020山东威海部分学校模拟,12分人绒毛膜促性腺激素(HCG)是妊娠后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,制备抗HCG单克隆抗体可用于检测早孕。图甲是抗HCG单克隆抗体的制备流程示意图,其中X、Y表示细胞,af表示过程。图乙是医学上定量检测抗原的双抗体夹心法原理示意图,单克隆抗体可以增强该方法的效果。回答下列问题。(1)a过程中培养的Y细胞是, b过程中常用的诱导细胞融合的因素有 ,d过程的目的是 。 (2)f过程表示将杂交瘤细胞注射到小鼠。e过程表示体外培养杂交瘤细胞,常向培养基中加入动物血清、血浆等,原因是 。(3)
6、结合图示分析,用双抗体夹心法检测抗原数量时,酶标抗体的作用是 ,该方法中抗原至少需要含有个抗体结合位点。现有多种抗HCG的单克隆抗体,欲筛选出两种适用于双抗体夹心法的单克隆抗体,可通过检测并比较来确定。1.2021吉林长春质量监测,15分如图为研发治疗乳腺癌的某种单克隆抗体的实验流程。请分析回答:(1)A组鼠应注射。(2)过程经诱导融合后需用特定的培养基进行筛选,获得杂交瘤细胞,还需进行和,经多次筛选后可获得既能,又能的杂交瘤细胞。(3)若C组鼠为已注射乳腺癌肿块的实验模型鼠,用于检测物质甲的治疗效果。为了保证实验结果的可靠性,C组鼠应该切除(填器官名称)。 进行检测疗效的实验时,需将C组鼠随
7、机分成两组,一组的处理如图,另一组的处理为。2.2021黑龙江哈尔滨调研,15分如图表示细胞工程的流程图(a、b表示过程),请据图回答下列问题:(1)若图示为动物细胞融合的过程,则a特有的诱导剂是。以动物细胞融合为基础发展起来的杂交瘤技术为制造单克隆抗体开辟了新途径,通过把小鼠体内获得的B淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞进行融合,经筛选后得到细胞,该细胞的特点是。(2)若图示为植物体细胞杂交过程,则在甲、乙融合之前,需要用酶去除细胞壁,制备,这项工程的意义是。(3)由甲、乙融合得到丙细胞的基本原理是。3.2020湖北部分重点中学模拟,15分如下两图是制备单克隆抗体的示意图,请据图回答下列
8、问题:(1)图1和图2所示单克隆抗体的制备过程中,都必须用到的动物细胞工程技术是。与植物细胞相比,动物体细胞难以发育为完整个体,原因是。(2)过程与植物原生质体融合的不同之处是可用诱导。杂交瘤细胞中发生的遗传信息流动是 。(3)培养杂交瘤细胞时,应保证被培养的细胞处于的环境中。过程和过程均涉及注射操作,其目的分别是 。4.2020山东济南模拟,10分SARS冠状病毒(SARS-CoV)的N蛋白是一种重要的结构蛋白,位于病毒颗粒的核心部分,并与病毒RNA结合,在病毒的包装等过程中起重要作用,因此制备抗SARS-CoV N蛋白的单克隆抗体(mAb),对于诊断和治疗疾病具有重要意义。用SARS-Co
9、V制备单克隆抗体的流程如图:(1)为了获得大量的SARS冠状病毒N蛋白目的基因,可以采用PCR技术在体外扩增,该技术还需要dNTP、酶以及引物等,扩增三轮需要的引物数量为个。(2)双链DNA几乎具有等量的净电荷,且在高于等电点的pH溶液中带负电荷。利用琼脂糖凝胶电泳进行分离和纯化DNA分子主要依据不同,采用外加电场使其分开。在电泳槽中还需要加入作为参照物进行鉴定。(3)小鼠被抗原蛋白免疫后,可以从中获取细胞。细胞中可能包含多种能产生抗体的细胞,原因是。(4)为了分离出只能产生mAb的细胞,需要用技术对杂交瘤细胞进行筛选。目前可将图中的作为疫苗,预防SARS冠状病毒引发的疾病。5.2020山西太
10、原名校模拟,15分草莓营养价值很高,被誉为“水果皇后”,但却容易受病毒的感染。科学家常采用两种方法培育新品种:其一,培育无病毒组培苗;其二,将草莓轻型黄边病毒的外壳蛋白基因(SMYELV-CP)导入草莓基因组中培育出转基因抗病毒草莓。(1)若培育无病毒组培苗,通常采用植株进行组织培养。草莓外植体需经过过程才能长成完整植株。从遗传学角度看,它能形成完整草莓植株的根本原因是 。(2)可利用PCR技术扩增目的基因SMYELV-CP,其前提是,以便根据这一序列合成引物。为保证目的基因的表达,重组载体上应含有特定的(填“复制原点”“启动子”或“标记基因”),它能被受体细胞的所识别,便于催化转录过程。(3
11、)获得转基因草莓后,不仅要进行分子检测,有时还需要从个体生物学水平鉴定SMYELV-CP是否发挥作用,方法是 。答 案专题二十六细胞工程1.(除标明外,每空2分)(1)脱分化植物细胞的全能性(2)纤维素酶和果胶高尔基体(3)聚乙二醇克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍(或克服生殖隔离)不同物种的基因在表达时相互干扰,从而不能有序表达(3分)2.(1)果实比较大、营养物质含量丰富(1分,答出一点即可)脱分化(1分)再分化(1分)(一定的)全能性(或形成完整植株所需的全部基因,1分)(2)分生区组织(2分)核DNA(2分)进行抗病毒草莓的接种实验(或用病毒来感染该草莓,观察其抗病性,2分)(3)分生(
12、或分裂,2分)(4)不能(1分)植物细胞有一层细胞壁,阻碍了细胞间的融合(2分)【解析】(1)与二倍体植株相比,多倍体植株常常是茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加,因此人工栽培的草莓往往是通过特殊技术育成的多倍体;多倍体草莓的繁殖往往采用无性繁殖,首先通过细胞的脱分化过程,培养出愈伤组织,然后愈伤组织通过再分化形成试管苗,该技术充分证明了已分化的植物细胞仍具有全能性。(2)想获得脱毒苗,可以选取植物的分生区组织(如茎尖)(该区域的病毒极少,甚至无病毒)进行植物组织培养;若利用基因工程将抗病毒基因导入受体细胞细胞核中并培养出转基因抗病毒草莓植株,为了检测抗
13、病毒基因是否存在于该转基因植物的所有不同组织细胞中,则需分别提取该转基因植物的所有不同组织细胞中的核DNA与基因探针杂交;欲从个体生物学水平来鉴定抗病毒基因是否赋予该植物抗病特性,应进行抗病毒草莓的接种实验。(3)在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于分裂状态,可以对植物的愈伤组织进行诱变处理,促使其发生突变,再进一步培养筛选获得草莓新品种。(4)不能把马铃薯和草莓细胞直接融合,因为植物细胞有一层细胞壁,阻碍了细胞间的融合。3.(除标明外,每空2分)(1)皮肤成纤维细胞或皮肤干细胞分裂能力强,易于培养(2)胰蛋白(或胶原蛋白)使细胞和培养液充分接触(3)当贴壁细胞分裂生长到表面互相接触时,
14、细胞就会停止分裂增殖(4)干扰核糖体的形成(或阻止tRNA和mRNA的结合,或干扰RNA聚合酶与DNA的结合,或阻止核糖体与mRNA的结合,写出1点即可,3分)(5)维持细胞的有氧呼吸维持培养液的pH4.(1)骨髓瘤细胞(1分)灭活的病毒、聚乙二醇、电激等(缺一不可,1分)获得只分泌所需专一抗体的杂交瘤细胞群(2分)(2)腹腔(1分)人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚,向培养基中加入动物血清、血浆可以补充动物细胞所需的未知因子(合理即可,2分)(3)与待测抗原结合,并催化检测底物生成产物(2分)2(1分)产物量(2分)【解析】(1)X是已免疫的B细胞,Y是骨髓瘤细胞,b过程为诱导动物细胞
15、融合,常用的诱导因素为聚乙二醇、灭活的病毒、电激等,d过程为对杂交瘤细胞进行筛选,目的是筛选出只分泌所需专一抗体的杂交瘤细胞。(2)图中f过程表示将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔,最终可从腹水中收集大量单克隆抗体;e为体外培养杂交瘤细胞的过程,最终可从培养液中获得大量单克隆抗体;培养动物细胞时,常向培养基中加入动物血清、血浆等一些天然成分,是因为人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚,加入动物血清、血浆可以补充动物细胞所需的未知因子,进而与体内环境保持一致。(3)双抗体夹心法中,酶标抗体的作用是与待测抗原结合,并催化检测底物生成产物;图中抗原需要与两种抗体结合,因而抗原至少需含有2个抗体结合位点。该
16、检测方法涉及酶的催化反应,因而,欲筛选适用于该方法的单克隆抗体,可通过检测并比较产物的量来确定。1.(除标明外,每空2分)(1)特定(乳腺癌细胞)的抗原蛋白(1分)(2)选择克隆化培养抗体检测迅速大量繁殖分泌所需抗体(3)胸腺注射2 mL(等量)溶解物质甲的溶剂(只答出溶解甲的溶剂给1分)【解析】(1)A组鼠应注射乳腺癌细胞的抗原蛋白,以刺激小鼠免疫系统产生相应的B淋巴细胞。(2)过程经诱导融合后需用特定的选择培养基进行筛选,以获得杂交瘤细胞,还需将得到的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,从而筛选出既能迅速大量繁殖,又能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。(3)为了保证实验结果的可靠性,C组鼠应切除胸
17、腺,以排除自身免疫系统(T细胞)对乳腺癌细胞的清除作用。进行检测疗效的实验时,需将C组鼠随机分成两组,一组注射2 mL物质甲溶液,另一组作为对照组,需要排除溶剂对实验结果的影响,故另一组应注射等量的溶解物质甲的溶剂。2.(除标明外,每空2分)(1)灭活的病毒杂交瘤既能迅速大量繁殖又能产生特异性抗体(2)纤维素酶和果胶原生质体克服远缘杂交不亲和的障碍(3分)(3)细胞膜的流动性3.(除标明外,每空2分)(1)动物细胞培养高度分化的动物细胞发育潜能变窄,很难发育成完整个体(3分)(2)灭活的病毒RNA蛋白质(3)无菌、无毒使小鼠产生免疫反应;使杂交瘤细胞在小鼠腹腔内增殖(4分)【解析】(1)图1和
18、图2过程中都需要用到动物细胞培养技术。与植物细胞相比,高度分化的动物细胞发育潜能变窄,很难发育成完整个体。(2)过程是诱导动物细胞融合,可以采用物理法、化学法和灭活的病毒进行诱导融合,但植物原生质体融合不采用灭活的病毒诱导。杂交瘤细胞可以无限增殖,有DNA复制、转录和翻译过程。(3)动物细胞培养应在无菌、无毒的环境中进行。过程是给小鼠注射特异性的抗原,使小鼠产生免疫反应,从而获得相应的B淋巴细胞。过程的目的是使杂交瘤细胞在小鼠腹腔内增殖,以获得大量的杂交瘤细胞并产生大量的单克隆抗体。4.(除标明外,每空1分)(1)耐高温DNA聚合(或Taq)14(2分)(2)相对分子质量(大小)标准DNA(3
19、)脾脏小鼠曾经接触过其他抗原(2分)(4)抗体检测(或抗原抗体杂交)SARS冠状病毒的N蛋白【解析】(1)PCR技术需要模板DNA、dNTP、耐高温DNA聚合酶(Taq酶)以及引物等。扩增三轮后的脱氧核苷酸链数为232=16(条),其中有两条链不含引物,故扩增三轮需要的引物数量为16-2=14(个)。(2)电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同,使带电分子产生不同的迁移速度,从而实现样品中各种分子的分离。若双链DNA几乎具有等量的净电荷,又都是双螺旋结构,则利用琼脂糖凝胶电泳进行分离和纯化DNA分子主要依据相对分子质量(大小)不同使其分开。在电泳槽中还需要加
20、入标准DNA作为参照物进行鉴定。(3)小鼠被抗原蛋白免疫后,可以从脾脏中获取相应的B淋巴细胞(细胞)。得到的B淋巴细胞中可能包含多种能产生抗体的细胞,这与小鼠曾经接触过其他抗原有关。(4)为了分离出只能产生mAb的杂交瘤细胞,需要用抗体检测技术进行多次筛选。N蛋白是SARS冠状病毒的一种重要的结构蛋白,位于病毒颗粒的核心部分,可将SARS冠状病毒的N蛋白作为疫苗,预防SARS冠状病毒引发的疾病。5.(除标明外,每空2分)(1)茎尖或根尖脱分化、再分化根尖或茎尖细胞含有发育成完整个体所需的全部遗传信息(2)要有一段已知目的基因的核苷酸序列启动子RNA聚合酶(3)将培育的转基因植株用草莓轻型黄边病
21、毒感染,并与未进行转基因的植株对比(3分)【解析】(1)用植物组织培养技术培育无病毒组培苗,通常采用植株病毒少或不含病毒的茎尖或根尖进行组织培养。草莓外植体需先经过脱分化形成愈伤组织,再经再分化过程才能长成完整植株。该过程体现了植物细胞的全能性,即从遗传学角度看,它能形成完整草莓植株的根本原因是根尖或茎尖细胞含有发育成完整个体所需的全部遗传信息。(2)利用PCR技术扩增目的基因SMYELV-CP时,首先要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成引物。为保证目的基因的表达,重组载体上应含有特定的启动子,它能被受体细胞的RNA聚合酶所识别,便于催化转录过程。(3)对转基因植株进行个体生物学水平检测的方法是将培育的转基因植株用草莓轻型黄边病毒感染,并与未进行转基因的植株对比,观察转基因个体有无抗病毒性状。
