1、专题十五 基因工程与细胞工程 课堂考点 突破 限时规范训练 考点2 细胞工程真题重做1(2013高考全国卷)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分 A，乙含有效成分 B。某研究小组拟培育同时含有 A 和 B 的新型药用植物。回答下列问题：(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用_酶和_酶去除细胞壁，获得具有活力的_，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成_组织，然后经过_形成完整的杂种植株。这种培育技术称为_。(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指_。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是_。(3)这种杂
2、种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的_等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。解析：(1)植物体细胞杂交的过程包括植物细胞融合和植物组织培养，其过程依次为酶解法去除植物细胞的细胞壁、用物理或化学法诱导原生质体融合、杂种细胞再生出细胞壁、杂种细胞经植物组织培养(脱分化形成愈伤组织，再分化形成幼根和芽进而形成完整植株)培育成完整植株。其中，酶解法去除植物细胞的细胞壁利用了酶的专一性，选择纤维素酶和果胶酶，水解植物细胞的细胞壁的主要成分纤维素和果胶，暴露出有活力的原生质体。(2)多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。甲和乙均为二倍体植物，假设二者有性杂交的后代
3、不可育，其原因是该后代在进行减数第一次分裂过程中，由于没有同源染色体，联会出现紊乱，不能产生可育的配子。而植物体细胞杂交产生的杂种植株，细胞内含有原物种体细胞内的染色体，在减数第一次分裂过程中能够进行同源染色体配对，产生可育的配子。(3)经植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等，用人工薄膜包装后可得到人工种子。答案：(1)纤维素 果胶 原生质体 愈伤 再分化(或分化)植物体细胞杂交技术(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽2(2017高考全国卷)编码蛋白甲的 DNA 序列(序列甲)由 A
4、、B、C、D、E 五个片段组成，编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成，如图 1 所示。回答下列问题：现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白，要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用，某同学做了如下实验：将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组，其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一组作为对照，培养并定期检测T淋巴细胞浓度，结果如图2。由图2可知：当细胞浓度达到a时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，此时若要使T淋巴细胞继续增殖，可采用的方法是_。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的CO2浓度，CO2的作用是_。仅根据图1、图2可知，上述甲、乙、丙三种蛋白中
5、，若缺少_(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所编码的肽段，则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。解析：当细胞浓度达到a时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，可能是由于发生了接触抑制，可用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞，制成细胞悬液分瓶继续传代培养。动物细胞培养中，CO2的作用是维持培养液的pH。对照分析图1和图2可知，能刺激T淋巴细胞增殖的甲和乙中都含有C片段，而对T淋巴细胞增殖促进作用很弱的丙中没有C片段，据此可知，若缺少C片段所编码的肽段，则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。答案：进行细胞传代培养 维持培养液的pH C3(2014高考全国卷)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种
6、小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数)，结果如下图所示。若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目40条)，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目60条)按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。回答下列问题：(1)制备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16 000以上，则小鼠最少需要经过_次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是_小鼠，理由是_。(2
7、)细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有_，体系中出现多种类型细胞的原因是_。(3)杂交瘤细胞中有_个细胞核，染色体数目最多是_条。(4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是_。解析：(1)据图分析可知，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗体效价几乎都达到16 000以上，小鼠Y的血清抗体的效价最高，最适合用于制备单克隆抗体。(2)融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞之外，还有骨髓瘤细胞的自身融合细胞和B淋巴细胞的自身融合细胞。细胞的融合是随机的，并且不可能所有细胞都融合，故体系中会出现多种类型的细胞。(3)动物细胞融合后形成的是具有原来两个或
8、多个细胞遗传信息的单核细胞。杂交瘤细胞的细胞核中的染色体数目为4060100条。(4)正常细胞的分裂次数是有限的，且经过免疫的B淋巴细胞高度分化，不能无限增殖，而是经多次传代培养后逐渐衰老死亡。答案：(1)4 Y Y小鼠的血清抗体效价最高(2)B淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞 细胞融合是随机的，且融合率达不到100%(3)1 100(4)不能无限增殖核心提炼1比较记忆植物组织培养与动物细胞培养项目植物组织培养动物细胞培养取材植物幼嫩部分动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织过程结果 获得植株个体，可以体现全能性新的细胞，不形成个体，不体现全能性条件无菌营养适宜条件无
9、菌、无毒营养，血清等温度和pH气体环境：O2、CO2应用植株快速繁殖脱毒植株的培养人工种子生产药物、杀虫剂等转基因植物的培育蛋白质生物制品的生产皮肤移植材料的培育检测有毒物质生理、病理、药理学的研究2.理清克隆动物培育流程项目植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性过程3比较记忆植物体细胞杂交与动物细胞融合相关酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶融合方法物理法：离心、电激、振动；化学法：聚乙二醇等试剂诱导除物理法和化学法外还可以用灭活的病毒诱导结果杂种植株杂交细胞意义克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能4.准确记忆
10、单克隆抗体的一过程两特点(1)制备过程：(2)单克隆抗体的特点：特异性强、灵敏度高。1原代培养与传代培养的区别：是否进行了分瓶培养。2动植物的体细胞进行离体培养都需要在无菌条件下进行。3核移植技术获得的动物与供核动物的性状并不完全相同。4正确认识 3 类细胞的来源：(1)杂种细胞：植物体细胞杂交。(2)重组细胞：核移植。(3)杂交细胞：动物细胞融合。5关注制备单克隆抗体的3种细胞2次筛选(1)3种细胞特点不同。免疫后的B淋巴细胞：能分泌抗体，不能大量增殖。骨髓瘤细胞：能大量增殖，不能分泌抗体。杂交瘤细胞：既能分泌抗体，又能大量增殖。(2)2次筛选目的不同。第1次：获得杂种细胞。第2次：获得能分
11、泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞。题型突破1(2017广州市二模)研究人员利用植物组织培养技术，通过图一所示的流程进行育种实验，培育出具有耐盐性的植株。回答下列问题：(1)图一所示的实验流程中，再分化发生在_(填“”、“”、“”或“”)过程；用射线照射愈伤组织的目的是_。实验过程应注意无菌操作，对所用的培养基要进行_处理，对外植体进行_处理。(2)将经射线照射和不经照射处理的愈伤组织，分别转移到含不同浓度NaCl的分化培养基中培养，愈伤组织再分化出幼苗的比例如图二所示，据图分析：本实验的两个自变量分别是_。用剂量为10Gy的射线照射愈伤组织后，获得耐盐性幼苗的比例_(填“升高”、“不变”或“降低”
12、)。通过本实验_(填“能”或“不能”)确定在分化培养基中NaCl浓度大于1.0%时，不经射线照射愈伤组织不能分化出幼苗。判断的理由是_。解析：植物组织培养过程为：离体的植物组织，器官或细胞(外植体)脱分化形成愈伤组织再分化胚状体植株(新植体)。图一中表示脱分化形成愈伤组织，表示细胞增殖，诱导基因突变，表示再分化形成胚状体，并发育成植物体。(1)根据以上分析，再分化发生在过程中；射线照射属于物理诱变因子，可以诱发愈伤组织基因突变。植物组织培养的培养基应该用高压蒸汽灭菌法灭菌，而外植体只能消毒。(2)根据图二分析，实验的自变量为氯化钠的浓度，因变量是再分化幼苗的比例。用剂量为10Gy的射线照射愈伤
13、组织后，获得耐盐性幼苗的比例将升高。未获取NaCl浓度为1.0%1.5%的实验数据，因此不能确定在分化培养基中NaCl浓度大于1.0%时，不经射线照射愈伤组织不能分化出幼苗。答案：(1)诱发其基因突变(提高突变率)灭菌 消毒(2)NaCl浓度、是否照射射线 升高 不能 未获取NaCl浓度为1.0%1.5%的实验数据，因此不能确定2(2017钦州二模)回答下列关于现代生物科技的问题：(1)动物细胞培养时为了将组织分散成单个细胞，常用_处理剪碎的组织块，并用培养液将细胞稀释制成_。(2)动物细胞培养时需要通入5%的CO2，其目的是_，为了防止杂菌污染，通常要在培养基中添加_。(3)动物细胞核移植时
14、普遍使用的去核方法是_；常选用处于_(时期)的卵母细胞作为受体细胞，主要是因为卵细胞大，易操作，含有促进_表达的相关物质。解析：(1)动物细胞培养过程中，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶可以将组织分散成单个细胞，并用培养液将细胞稀释制成细胞悬液。(2)动物细胞培养时需要通入5%的CO2，其目的是为了维持培养基的pH；培养基中加入抗生素的目的是防止杂菌污染。(3)动物细胞核移植时常用显微操作去核法去除细胞核，并选用处于M中期的卵母细胞作为受体细胞，主要是因为卵细胞大，易操作，且含有促进细胞全能性表达的相关物质。答案：(1)胰蛋白酶(胶原蛋白酶)细胞悬液(2)维持培养基的pH 抗生素(3)显微操作去核法 M
15、中期(减数第二次分裂中期)细胞全能性3(2017揭阳市二模)癌胚抗原(CEA)是某些癌细胞表面产生的一种糖蛋白，临床上通过制备CEA的单克隆抗体来诊断癌症。回答下列问题。(1)一般不直接用单个的B淋巴细胞培养形成细胞群的办法来生产单克隆抗体。原因是_。(2)制备CEA的单克隆抗体时，给小鼠注射的CEA相当于_，能使小鼠产生免疫反应。(3)杂交瘤细胞的扩大培养，既可在体外培养，也可注射到小鼠_内培养。体内培养与体外培养相比，其优点是_。(4)已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断
16、分裂增殖，将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇促融，获得融合细胞(一般只考虑细胞两两融合)，并生产单克隆抗体。请回答：试管中除融合的杂种细胞外，还有_种融合细胞。设计一方法(不考虑机械方法)，从培养液中分离出杂种细胞，并说原理。方法：用_的培养液培养经融合诱导后的细胞，收集能增殖的细胞。原理：_。解析：熟记并理解生产单克隆抗体的过程等相关的基础知识、形成清晰的知识网络。在此基础上从题意中提取有效信息对各问题情境作答(1)由于B淋巴细胞不能无限增殖，因此一般不直接用单个的B淋巴细胞培养形成细胞群的办法来生产单克隆抗体。(2)制备CEA的单克隆抗体时，给小鼠注射的CEA相当于抗原，能使小鼠产生免疫
17、反应。(3)杂交瘤细胞的扩大培养，既可在体外培养，也可注射到小鼠腹腔内培养。与体外培养相比，体内培养的优点是无需提供营养物质以及无菌环境，操作简便。(4)试管中除融合的杂种细胞外，还有2种融合细胞，即骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合、淋巴细胞与淋巴细胞融合。依题意可知：加入氨基嘌呤后，使合成DNA的D途径被阻断，仅有D合成途径的骨髓瘤细胞及其彼此融合的骨髓瘤细胞就不能增殖，(B淋巴细胞及彼此融合的B淋巴细胞也不能增殖，)但在人淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞中可以利用淋巴细胞中的S途径合成DNA而进行增殖。依据上述原理，欲从培养液中分离出杂种细胞，其方法为：用添加氨基嘌呤的培养液培养经融合诱导后的细胞，收集能增殖的细胞。答案：(1)B淋巴细胞不能无限增殖(2)抗原(3)腹腔 无需提供营养物质以及无菌环境，操作简便(4)2 方法：添加氨基嘌呤 原理：加入氨基嘌呤后，使D合成途径阻断，仅有D合成途径的骨髓瘤细胞及彼此融合的骨髓瘤细胞就不能增殖，(B淋巴细胞及彼此融合的B淋巴细胞也不能增殖，)但人淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞中可以利用淋巴细胞中的S途径合成DNA而增殖。点击进入word版：限时规范训练把握高考微点，实现素能提升