1、专题二十六细胞工程考点1植物细胞工程1.2019江苏,20,2分为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力,某研究小组的实验过程如图。下列叙述正确的是()A.过程获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中B.过程需提高生长素的比例以促进芽的分化C.过程需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生D.原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性本题结合示意图考查原生质体的培养,意在考查考生的科学思维这一核心素养。有关生长素与细胞分裂素用量的比例对原生质体分化方向的影响是一个易混点,牢记“生高根、生低芽”(即生长素/细胞分裂素比值高,利于根的分化;生长素/细胞分裂素比值低,利于芽的分化)可快速突破该类试题。2.2019
2、全国卷,38,15分培养胡萝卜根组织可获得试管苗,获得试管苗的过程如图所示。回答下列问题。(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株,这是因为植物细胞具有 。(2)步骤切取的组织块中要带有形成层,原因是 。(3)从步骤到步骤需要更换新的培养基,其原因是 。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的 过程,最终可形成试管苗。(4)步骤要进行照光培养,其作用是 。(5)经组织培养得到的植株,一般可保持原品种的 ,这种繁殖方式属于 繁殖。本题考查植物组织培养的相关知识,意在考查考生的理解能力。解答本题的关键是掌握植物组织培养的详细过程及其原理,明确离体的组织需要经过脱
3、分化和再分化过程才能发育为完整的植株,并能够对不同过程进行合理分析。考点2动物细胞工程3.2018全国卷,38,15分2018年细胞期刊报道,中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆,获得两只克隆猴“中中”和“华华”。回答下列问题:(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程,核移植是指。通过核移植方法获得的克隆猴,与核供体相比,克隆猴体细胞的染色体数目(填“减半”“加倍”或“不变”)。(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度(填“大于”或“小于”)体细胞核移植,其原因是。(3)在哺乳动物核移植的过程中,若分别以雌性个体和雄性个
4、体的体细胞作为核供体,通常,所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目(填“相同”或“不同”),性染色体组合(填“相同”或“不同”)。结合新信息、新技术考查考生将生物学知识应用到实践中的能力是高考的常见命题形式,预计今后还可能出现类似的题型。本题结合克隆猴的培育过程,考查核移植的过程。本题第(1)小题涉及核心概念的考查,这也提醒考生在复习过程中时刻关注教材。4.2016北京理综,29节选,14分人感染埃博拉病毒(EV)会引起致命的出血热。为了寻找治疗EV病的有效方法,中外科学家进行了系列研究。(1)EV表面的糖蛋白(EV-GP)作为刺激机体产生性免疫反应。(3)将制备的多种单抗分别与病毒混合,然
5、后检测病毒对宿主细胞的感染率。据图1,抑制效果最好的两种单抗是。图1(4)EV-GP具有多个与抗体结合的位点。为了研究上述两种单抗(分别称为A、B)与EV-GP结合的位点是否相同,可按图2所示简要流程进行实验。图2请将图2中应使用的抗体填入下表i、ii、iii、iv处(填“A”或“B”或“无关抗体”),完成实验方案(一种即可)。抗体 组别未标记抗体荧光标记抗体实验组iii对照组1iiiiv对照组2同ii同ii若A、B与EV-GP结合的位点不同,与对照组1、2分别比较,实验组的荧光值应。(5)中国科学家用分子结构成像技术证实了A、B与EV-GP结合的位点不同。基于上述系列研究,请你为治疗EV病提
6、供两种思路: 。本题考查单克隆抗体制备的迁移应用,主要考查考生的分析能力和综合运用能力,落实科学思维和科学探究等核心素养的考查。第(5)小题具有开放性,需要考生根据前面几个小题分析得出可能的思路,这种题型的难度相对较大,对考生的能力要求较高,是高考选拔功能的最好体现,预计高考还可能以这种形式命题。 考点1植物细胞工程 考法1 植物细胞工程及其应用分析 命题角度1植物组织培养过程分析和应用1 2017海南,31,15分甲、乙两同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料,利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题:(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体,在一定条件下进行组织培养,均能获得
7、试管苗,其原理是。(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中,均加入了一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得到。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件是(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。(3)图中A、B、C所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是。A中的愈伤组织是叶肉细胞经形成的。 A BC(4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉,要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,可用组织培养方法来繁殖,在培养时,(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体,原因是。(1)植物组织培养的原理是
8、植物细胞具有全能性。(2)蔗糖是一种二糖,可水解生成葡萄糖和果糖。具有完整的细胞核的细胞才能作为材料进行组织培养获得幼苗。(3)植物组织培养过程中,生长素/细胞分裂素的值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成;比例适中时,可促进愈伤组织的形成。A中的组织是愈伤组织,是经脱分化形成的。(4)要用组织培养方法获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,培养时不能采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体,因为对杂合体的植株来说,其体细胞的基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同,用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株。(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有
9、全能性,在一定条件下能发育成完整的植株(2)葡萄糖、果糖具有完整的细胞核(3)细胞分裂素、生长素脱分化(4)不能对杂合体的植株来说,其体细胞的基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株1.2018江苏,8,2分花药离体培养是重要的育种手段。如图是某二倍体植物花药育种过程的示意图,下列叙述正确的是（ ）A.为了防止微生物污染,过程所用的花药需在70%乙醇中浸泡30 minB.过程的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化C.过程逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体D.过程应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上命题角度
10、2植物体细胞杂交及其应用2 2015天津理综,7,15分DHA对脑神经发育至关重要。以A、B两种单细胞真核藻为亲本,利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻。两种藻特性如下表。亲本藻优势代谢类型生长速率g/(L天)固体培养基上藻落直径DHA含量()A藻自养0.06小0.7B藻异养0.14大无据表回答:(1)选育的融合藻应具有A藻与B藻的优点。(2)诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻,其目的是获得。(3)通过以下三步筛选融合藻,步骤可淘汰B藻,步骤可淘汰生长速率较慢的藻落,再通过步骤获取生产所需的融合藻。步骤a:观察藻落的大小步骤b:用不含有机碳源(碳源生物生长的碳素来源)的培养基进行光照培养步骤c:
11、测定DHA含量(4)以获得的融合藻为材料进行甲、乙、丙三组试验,结果如下图。甲组条件下,融合藻产生H的细胞器是;丙组条件下产生ATP的细胞器是 。与甲、丙两组相比,乙组融合藻生长速率较快,原因是在该培养条件下。甲、乙两组DHA产量均较高,但实际生产中往往采用甲组的培养条件,其原因是 。本题主要考查植物体细胞杂交技术、光合作用和呼吸作用等知识,意在考查考生的理解能力、分析能力以及数据处理能力。(1)要利用细胞融合技术选育出高产DHA融合藻,根据表格中信息可知,融合藻应具有A藻的产生DHA且自养特性和B藻生长速率快的优点。(2)用纤维素酶处理去除细胞壁后可获得原生质体。(3)融合藻和B藻在固体培养
12、基上藻落直径大,融合藻和A藻具有自养特性,即在不含有机碳源的培养基上能生长。通过用不含有机碳源的培养基进行光照培养可淘汰B藻,通过观察藻落的大小可淘汰生长速率较慢的藻落,再通过测定DHA含量获取生产所需的融合藻。(4)融合藻具有自养特性,给予光照和无机物碳源,融合藻能通过光合作用产生H,也可以通过细胞呼吸产生H,因此甲组融合藻产生H的细胞器是线粒体和叶绿体。在黑暗条件下为丙组融合藻提供葡萄糖,融合藻不能进行光合作用,只能通过细胞呼吸产生ATP,所以在丙组条件下产生ATP的细胞器是线粒体。因为融合藻既能光能自养又能异养,因此乙组融合藻生长速率比甲、丙两组快。由于融合藻利用光能和简单的无机物即能生
13、长,甲组条件不添加葡萄糖,可降低成本,也可防止杂菌生长,所以在实际生产中往往采用甲组的培养条件。(1)产生DHA,自养特性快速生长(2)原生质体(3)bac(4)线粒体、叶绿体线粒体融合藻既能光能自养又能异养融合藻利用光能和简单的无机物即能生长,不需添加葡萄糖,可降低成本,也可防止杂菌生长2.8分如图是利用基因型为AaBb的某二倍体植物作为实验材料所做的一些实验的示意图,请分析回答问题:(1)途径1、2、3中、过程所采用的生物技术是 。(2)由途径1形成的植株B的基因型有,植株B成熟时不可育的原因是。使植株B可育的常用方法是 。(3)从植株A到植株C的培育过程中,需要发挥调控作用的植物激素至少
14、有和。(4)一般情况下,相同发育程度的植株C与植株D的性状表现 (填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。(5)在相同条件和相同发育程度的情况下,植株D的表现型与植株A相同的可能性为 。 考点2动物细胞工程 考法2 动物细胞工程及其应用分析命题角度3动物细胞培养与核移植的过程及应用3 2016全国卷,40,15分如图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。回答下列问题:(1)图中A表示正常细胞核,染色体数为2n,则其性染色体的组成可为。过程表示去除细胞核,该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行,去核时常采用的方法。代表的过程是。(2)经过多次传代后,供体细胞中的稳定性会降
15、低。因此,选材时必须关注传代次数。(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同,从遗传物质的角度分析其原因是。(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样,其他克隆动物的成功获得也证明了。(1)核移植过程中,供体的体细胞中性染色体组成可为XX或XY;去核时常采用显微操作的方法;图示过程表示胚胎移植。(2)细胞培养过程中,经过多次传代培养,细胞中遗传物质的稳定性会降低。(3)由于卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响,所以克隆动物与供体动物性状不完全相同。(4)克隆动物的成功获得证明了已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。(1)XX或XY显微操作胚胎移植(2)遗传物质(3)卵母细胞
16、的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性核心素养解读本题主要考查的核心素养是科学思维,具体表现在两个角度:核心素养角度具体表现模型构建借助流程图分析克隆问题分析与综合(2)中对选材时必须关注传代次数原因的考查;(3)中对若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同,从遗传物质的角度分析其原因的考查;(4)中对与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样,其他克隆动物的成功获得证明的问题的考查等命题角度4动物细胞融合和单克隆抗体的制备4 2019江苏,23,3分多选如图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶( HGPRT-),在HAT筛选
17、培养液中不能正常合成DNA,无法生长。下列叙述正确的是A.可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合B.两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长C.杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产D.细胞膜的流动性是细胞融合的基础本题考查单克隆抗体的制备。动物细胞融合可以用灭活的仙台病毒进行诱导,或用PEG、电激等进行诱导,A正确;免疫B细胞与骨髓瘤细胞进行融合产生的融合细胞有免疫B细胞自身融合细胞、骨髓瘤细胞自身融合细胞、杂交瘤细胞,据题干信息可知,骨髓瘤细胞在HAT培养液中无法生长,因此骨髓瘤细胞自身融合细胞在HAT培养液中无法生长,而免疫B细胞自身融合细胞和杂交瘤细胞可以在HAT培养液中生长,B错误;融合后产生的杂
18、交瘤细胞并不是都能表达产生所需的单克隆抗体,需要进一步筛选,C正确;动物细胞融合依据的原理是细胞膜的流动性,D正确。ACD3.2020贵州贵阳模拟,10分以下是用生物学技术制备抗体的模式简图。(1)图中甲细胞的名称是 。通常使用灭活病毒促进甲细胞与骨髓瘤细胞融合,灭活病毒诱导细胞融合的原理是 。(2)该过程产生的物质A称为 ,它的最主要优点在于 。(3)物质A主要用于癌症治疗。如果把抗癌细胞的物质A跟和相结合,制成“生物导弹”注入体内,能在原位杀死癌细胞,而不损伤正常细胞。考法3 细胞工程的综合分析命题角度5结合实例综合考查细胞工程5 细胞融合技术有着广泛应用。如图表示细胞融合的简略过程,据图
19、回答相关问题。(1)若a、b分别是基因型为yyRr和YYrr两个玉米品种的花粉,且这两对基因分别位于两对同源染色体上。科学家分别将它们的花粉除去细胞壁,然后诱导其融合,再把这些融合细胞进行培养,培育出了玉米新品种。这两个品种的花粉可用化学诱导剂诱导融合,共可产生种基因型的融合细胞(仅考虑两两融合),这些融合细胞经过脱分化形成,再经培养可以得到种不同于亲本基因型的玉米新品种。若想培育出基因型为yyRR的玉米植株,也可直接用基因型为yyRr植株的花粉培养,再经过处理并筛选获得,这种方法叫。(2)若a、b表示番茄和马铃薯两种植物的体细胞,请据图回答问题。 在“番茄马铃薯”杂种植株的培育过程中,运用了
20、植物细胞工程中的技术,植物体细胞融合完成的标志是。由d细胞形成杂种植株的原理是。这种育种方法与植物杂交育种相比,优点是。(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和已免疫的B淋巴细胞,请据图回答问题。为了能充分发挥上述两种细胞各自的特点,经特殊处理,在促细胞融合因子的作用下,两种细胞发生融合,形成图中的d细胞,d细胞的特点是。由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较,具有等特点。如图为单克隆抗体制备过程的各阶段图解,请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来。(1)聚乙二醇是诱导细胞融合的常用化学物质。细胞融合过程中会产生自身融合细胞和异种融合细胞。基因型为yyRr和YYrr的玉米产生的花
21、粉的基因型分别为yR、yr和Yr,两两融合细胞的基因型有yyRr、YyRr、Yyrr、yyRR、yyrr、YYrr 6种。其中基因型为YyRr、Yyrr、yyRR、yyrr的愈伤组织培养成的玉米新品种的基因型不同于亲本。用基因型为yyRr的植株的花粉离体培养,经染色体加倍处理,可获得基因型为yyRR的植株,这种方法叫单倍体育种。(2)植物体细胞杂交包括植物体细胞融合和植物组织培养。植物体细胞再生出细胞壁标志着细胞融合完成。利用植物体细胞的全能性可使d细胞形成杂种植株,这种育种方法与杂交育种相比,优点是克服了远缘杂交不亲和的障碍。(3)d细胞具有两种亲本的遗传物质,既能无限增殖,又能产生特异性抗
22、体。(1)聚乙二醇(PEG)6愈伤组织4染色体加倍(秋水仙素)单倍体育种(2)植物体细胞杂交再生出细胞壁植物体细胞具有全能性克服了远缘杂交不亲和的障碍(3)既能无限增殖,又能产生特定的抗体特异性强、灵敏度高、可大量制备1.D本题考查原生质体的培养等知识,过程获得的原生质体不能悬浮在30%的蔗糖溶液中,30%的蔗糖溶液可导致原生质体失水皱缩甚至死亡,A项错误;过程为再分化过程,需提高细胞分裂素的比例以促进芽的分化,B项错误;过程不需用秋水仙素处理,愈伤组织细胞就已经有了细胞壁,C项错误;原生质体虽无细胞壁,但含有细胞核等结构,即含有全部的遗传信息,原生质体仍保持细胞的全能性,D项正确。2.(除标
23、明外,每空2分)(1)全能性(或答:形成完整植株所需的全部基因)(2)形成层容易诱导形成愈伤组织(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同(3分)分化(或答:再分化)(4)诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用(5)遗传特性无性【解析】(1)分化的植物细胞可以培养成完整的植株,这是因为植物细胞具有全能性。(2)在本实验中,切取胡萝卜块时要切取含有形成层的部分,原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。(3)决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,步骤(诱导愈伤组织形成)和步骤(诱导愈伤组织分化形成试管苗)所需的生长素和细胞分裂素的比例不
24、同,故步骤到步骤需更换培养基。愈伤组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。(4)步骤需要光照培养,其作用是诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用。(5)组织培养没有经过两性生殖细胞的结合,因此属于无性繁殖,组织培养得到的植株保持了原品种的遗传特性。3.(除标明外,每空2分)(1)将动物的一个细胞核,移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中(3分)不变(2)小于胚胎细胞分化程度低,恢复全能性相对容易(3分)(3)相同不同(3分)【解析】本题考查动物细胞工程的相关知识。(1)动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个
25、体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,与核供体相比,其细胞的染色体数目不变。(2)由于动物胚胎细胞分化程度低,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,所以,胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度明显小于体细胞核移植。(3)哺乳动物雌性和雄性个体的体细胞中常染色体数目相同,所以分别以雌性和雄性个体的体细胞为供体,所得到的克隆动物体细胞的常染色体数目相同,但其性染色体组合不同。4.(除标明外,每空2分)(1)抗原特异(3)和(4)方案一:i B,ii A,iii无关抗体,iv A方案二:i A,ii B,iii无关抗体,iv B(4分)与对照组1基本相同,且明显高于对照组
26、2(5)思路一:单独或共同使用A、B进行治疗思路二:利用单抗制成靶向药物思路三:针对EV-GP与抗体结合位点的结构研制新型药物(答出两种思路即可)【解析】(1)病毒表面的糖蛋白可作为抗原刺激机体产生特异性免疫反应。(3)图1中纵坐标为病毒对宿主细胞的感染率,感染率越低,说明单抗抑制效果越好。(4)要确定单抗A、B与EV-GP的结合位点是否相同,实际就是确定两种单抗是否能同时与EV-GP结合。由图2可知需要先后加入未标记的抗体和荧光标记的抗体,结合题干提示选填A、B和无关抗体,可确定实验组i和ii分别为A和B(或B和A,原理及结果相同,只讨论一种),则对照组2中荧光标记和未标记的都是B抗体,存在
27、相同的结合位点,对照组1中iii和iv分别为无关抗体和B抗体,不存在相同的结合位点。根据题意,若单抗A、B与EV-GP的结合位点不同,则预期结果是实验组荧光值与对照组1无明显差别,且明显高于对照组2。(5)该小题为半开放性试题,要求结合系列研究提供治疗EV病的思路,只要答案合理即可,有两个是比较容易想到的,一个是题干直接给出的单抗A、B可抑制病毒对宿主细胞的感染,另一个是教材中讲到的应用单抗制备靶向药物。1.C本题考查植物组织培养的过程。通常将花药用体积分数为70%的酒精浸泡30 s,立即取出,在无菌水中清洗,A项错误;过程为脱分化形成愈伤组织的过程,所用培养基中细胞分裂素和生长素的比例应适中
28、,B项错误;过程为再分化,因用秋水仙素处理了由花药形成的愈伤组织细胞,故能筛选获得纯合的二倍体,C项正确;过程应将炼苗后的植株移栽到土壤中,D项错误。2.(每空1分)(1)植物组织培养(2)AB、Ab、aB、ab减数分裂时染色体联会异常,不能形成正常的生殖细胞幼苗期用秋水仙素处理,使染色体数目加倍(3)细胞分裂素生长素(4)相同(5)100%【解析】(1)实验中选用花药或植物体细胞离体培养后获得新植株,该项技术称为植物组织培养。(2)植株A的基因型为AaBb,经减数分裂形成的花粉粒基因型有AB、Ab、aB、ab四种,花粉粒经植物组织培养形成的植株B也有AB、Ab、aB、ab四种基因型,均为单倍
29、体植株,由于不能形成正常的生殖细胞而不育,要使植株B可育,常在幼苗期用秋水仙素处理使染色体数目加倍。(3)植物组织培养中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。(4)植株C、D具有相同的基因型,在相同条件和相同发育程度的情况下,它们的性状表现相同。(5)植株D由植株A的花药壁细胞(属于体细胞)经植物组织培养发育而成,属于无性生殖,在相同条件和相同发育程度的情况下,二者表现型应完全相同。3.(除标明外,每空2分)(1)(已免疫的)B淋巴细胞(1分)病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞互相凝聚,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,
30、细胞发生融合(答案合理即可)(2)单克隆抗体(1分)特异性强、灵敏度高,并可能大量制备(3)放射性同位素化学药物或细胞毒素【解析】(1)单克隆抗体的制备需将骨髓瘤细胞和已免疫的B淋巴细胞融合,图中甲细胞为已免疫的B淋巴细胞。灭活的病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞相互凝聚,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,骨髓瘤细胞和B淋巴细胞发生融合。(2)物质A是杂交瘤细胞合成并分泌的单克隆抗体,其优点在于特异性强、灵敏度高,并可能大量制备。(3)将单克隆抗体与放射性同位素和化学药物或细胞毒素相结合,制成“生物导弹”注入体内,能定向作用于癌细胞,而不损伤正常细胞。