1、专题二十六细胞工程考点1 植物细胞工程1.2020四川绵阳一诊,15分菊花组织培养的大致过程如图所示,回答下列问题:(1)菊花的组织培养需要用到的培养基叫作培养基,对培养基灭菌时应(填“先灭菌后分装”或“先分装后灭菌”)。(2)图中生理过程 (填写图中字母)是对细胞分化不可逆的否定。(3)启动细胞分裂,B过程和C过程的关键性激素是。(4)愈伤组织细胞的特点是 。(5)植物的微型繁殖技术常用于工厂化育苗,该项技术的主要特点是 (答出两点即可)。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
2、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,即通过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。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
3、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3.2020湖北部分重点中学联考,15分下面两图是制备单克隆抗体的示意图,请据图回答下列问题: 图1 图2(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有。(3)培养杂交瘤细胞时,应保
4、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。4.2019湖北武汉模拟,15分克隆猴是科学家用体细胞克隆出的灵长类动物,其步骤如下。(1)进行体细胞核移植前,从具有优良性状的B猴体中取体细胞进行培养,培养条件除营养、温度和pH适宜外,还应保证(答出3点)。核移植前还需对A猴卵母细胞进行去核操作,其目的是。(2)经核移植得到重组细胞后,一般还需要经过 和胚胎移植,才能得到克隆猴。为使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致,需要对供、受体母猴用激素进行 处理。(3)体细胞的细胞核必须被移植到去核卵母细胞后才能表现出全能性,原因主要是。根据这一启示,请提出一种恢复体细胞分裂分化能
5、力的新思路: 。 1.2020山西太原名校模拟,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
6、细胞的所识别,以便于催化转录过程。(3)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 。2.2020重庆一诊,15分2019年非洲猪瘟导致大量生猪死亡,通过克隆猪来给生猪养殖户提供猪仔是一条值得探索的途径。早期胚胎细胞异常凋亡是目前克隆猪成功概率较低的主要原因,Bcl-2基因是细胞凋亡抑制基因,用PCR技术可以检测该基因转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。请回答下列问题。(1)图中应选择减数第二次分裂中期的卵母细胞进行核移植,原因是 ,为了保证正常的二倍体核型,使用的良种猪
7、体细胞一般都选择代以内的细胞。 (2)图中X过程使用的酶是,用PCR扩增Bcl-2基因。该技术的前提是要有一段已知。根据这一序列设计合成引物,PCR扩增过程中使用的酶是。(3)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl-2 cDNA的分子数,进而计算总mRNA中Bcl-2的分子数,从而反映出。3.2019安徽芜湖调研,15分人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体,它能像天然种子一样萌发生长。人工种子的核心部分是胚状体,其培育过程如图所示。请回答下列有关问题。(1)制作人工种子依据的原理是;制作人工种子过程的关键是确保无菌操作,其原因是 。(2)表示脱分化的过程,其实质是;表示再分化的
8、过程,其实质是。培养基中生长素和细胞分裂素的浓度、会影响过程的进行。(3)从保证人工种子正常的生命力以及生态系统的物质循环上来看,人造种皮应具有半透性(透水、透气性)和等特点。(4)某二倍体植物的基因型为DdTt,利用花药离体培养的方法,可培育成“花粉胚”,也可制成人工种子,这种种子萌发形成的个体称为,从生殖方式看属于生殖。4.2019河南郑州二测,15分请回答下列有关核移植方面的问题:(1)目前,科学家通过细胞核移植实验,培育出多种哺乳动物新类型。在牛的核移植实验中,一般通过(物理方法)激活受体细胞,使其完成细胞分裂和发育进程;当胚胎发育到阶段时,将胚胎植入代孕牛体内。(2)在利用核移植技术
9、进行治疗性克隆时,需要取患者体细胞的细胞核,移入一个已经去核的卵母细胞中,构成重组细胞。这个过程中,所用的去核卵母细胞一般处于期;所用的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞,原因是;将患者的体细胞核植入去核的卵母细胞中构建重组细胞后进行细胞培养,而不是直接用体细胞进行细胞培养的原因是。(3)对经核移植获得的重组细胞进行体外培养时,培养液中通常要添加等一些天然成分,而气体环境中CO2的主要作用是。培养过程中,为了清除代谢产物,防止代谢产物积累对细胞造成危害,应定期。5.2019五省名校联考,15分狂犬病是由狂犬病毒引起的人畜共患的烈性传染病,制备鼠源性抗狂犬病毒单克隆抗体是检测狂犬病毒、治疗狂犬
10、病的有效措施之一。请回答下列问题:(1)用狂犬病毒的RRIG蛋白免疫小鼠,一段时间后,若小鼠血清中检出的抗体,则说明小鼠产生了免疫反应。再从小鼠脾细胞中获取,然后将其与骨髓瘤细胞融合。(2)在细胞融合完成后,需要用特定的选择培养基进行筛选,使都死亡,只有杂交瘤细胞才能生长。杂交瘤细胞的特点是 。(3)得到的单克隆抗体能准确地识别出RRIG蛋白,原因是单克隆抗体、。(4)在体外大量获取鼠源性抗狂犬病毒的单克隆抗体的途径是 。1.(1)MS(2分)先分装后灭菌(2分)(2)B(2分)(3)生长素和细胞分裂素(2分)(4)排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞(3分)(5)保持种
11、苗的优良遗传特性和高效快速地实现种苗的大量繁殖(合理即可,4分)【解析】(1)离体的植物组织和细胞,对营养、环境等条件的要求相对特殊,需要配制适宜的培养基,而常用的一种培养基是MS培养基。应先将培养基分装后再灭菌,防止分装时再次被污染。(2)图中B过程是高度分化的植物组织经脱分化产生具有分裂能力的愈伤组织的过程,是对细胞分化不可逆的否定。(3)植物激素中的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,当同时使用这两类激素时,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。(4)愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。(5)植物的微型繁殖技术,是用于快速繁
12、殖优良品种的植物组织培养技术,植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的遗传特性,还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。2.(1)果实比较大、营养物质含量增加(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(如茎尖)(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(分裂)(2分)(4)不能(1分)植物细胞外面有一层细胞壁,阻碍了细胞间的融合(2分)【解析】(1)与二倍体植株相比,多倍体的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,
13、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
14、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,因为植物细胞外面有一层细胞壁,阻碍了细胞间的融合。3.(除标明外,每空2分)(1)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
15、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复制和基因表达的转录和翻译过程。(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,从而获得特异性的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.(1)无菌、无毒、适宜的气体环境(3分)保证核移植的胚胎或动物的遗传物质主要来B猴(3分)(2)早期胚胎培养(2分)同期发情(2分)(3)卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质(2分)从卵母细胞中分离出能促进细胞核全能性表达的物质,
16、将其导入到体细胞中(3分)【解析】(1)进行体细胞核移植前,从具有优良性状的B猴体中取体细胞进行培养,培养条件除营养、温度和pH适宜外,还应保证无菌、无毒、适宜的气体环境。为了保证核移植的胚胎或动物的遗传物质主要来自供体,核移植前还需要对A猴卵母细胞进行去核操作。(2)经核移植得到重组细胞后,一般还需经过早期胚胎培养和胚胎移植,才能得到克隆猴。为使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致,需要对供、受体母猴用激素进行同期发情处理。(3)体细胞的细胞核必须被移植到去核卵母细胞后才能表现出全能性,原因主要是卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质;推测从卵母细胞中分离出能促进细胞核全能性表达的
17、物质,将其导入到体细胞中,可恢复体细胞分裂分化能力。1.(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的全部遗传信息。(2)
18、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,以便于催化转录过程。(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。2.(除标明外,每空2分)(1)减数第二次分裂中期的卵母细胞内含有动物生长发育的全部信息及营养,有助于动物细胞核全能性的表达(4分) 10(2)逆转录酶(反转录酶) 核苷酸序列 Taq酶(3)Bcl-2基因的转录水平(3分) 【解析
19、】(1)减数第二次分裂中期的卵母细胞内含有动物生长发育的全部信息及营养,有助于动物细胞核全能性的表达,所以选择该时期的卵母细胞进行核移植;由于10代以内的细胞可保证正常的二倍体核型,因此使用的良种猪体细胞一般都选择10代以内的细胞。(2)图中X表示以mRNA为模板逆转录形成cDNA 过程,需要逆转录酶;从基因组数据库中查询Bcl-2基因的核苷酸序列,以便根据这一序列设计合成引物用于PCR扩增;PCR扩增过程中由于是在高温环境中进行DNA的复制,所以需要Taq酶。(3)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl-2 cDNA的分子数,进而计算总mRNA中Bcl-2 mRNA的分子数,由于mRNA是通
20、过转录形成的,因此这能反映出Bcl-2基因的转录水平。3.(除标明外,每空2分)(1)植物细胞具有全能性细菌等微生物代谢旺盛,在消耗营养物质的同时,产生大量有害产物,毒害组织细胞(2)使不分裂的细胞恢复分裂能力基因的选择性表达比例(1分)使用顺序(3)易被微生物降解(4)单倍体(1分)有性(1分)【解析】(1)培育人工种子的原理是植物细胞具有全能性。(2)脱分化的实质是使不分裂的细胞恢复分裂能力;再分化的实质是使分裂的细胞在形态、结构和功能上再次发生变化,这种变化是基因选择性表达的结果。培养基中生长素和细胞分裂素的浓度、比例和使用顺序将影响脱分化和再分化过程。(3)种子萌发的过程中,需要从外界
21、吸收大量的水分和氧气进行有氧呼吸,因此,人工种皮应该具有透水、透气性;从物质循环的角度来看,人工种皮应该能被微生物降解。(4)通过花药离体培养获得的植株属于单倍体,基因型为DdTt的植物能产生基因组成为DT、Dt、dT和dt的四种花粉,这种通过有性生殖细胞产生后代的生殖方式,属于有性生殖。4.(1)电脉冲(或电刺激)(1分)桑椹胚或囊胚(2分)(2)M中(减数第二次分裂中)(2分)传代10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型(2分)体细胞核在体细胞中不能表现全能性,而卵母细胞的细胞质可以给它提供表达全能性的环境(2分)(3)血清、血浆(2分)维持培养液的pH(2分)更换培养液(2分)【解析】(1
22、)在核移植实验中,激活受体细胞使其完成细胞分裂和发育进程一般采用的物理方法是电脉冲(或电刺激)。当牛的胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段时,可将其向受体移植。(2)在核移植过程中,作为受体细胞的去核卵母细胞一般处于减数第二次分裂中期。用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞,原因是传代10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型。体细胞核在体细胞中不能表现全能性,而卵母细胞的细胞质可以给它提供表达全能性的环境。(3)动物细胞培养所用的培养基属于合成培养基,常需加入血清、血浆等一些天然成分。动物细胞培养过程中,为了清除代谢产物,防止代谢产物积累对细胞造成危害,应定期更换培养液。5.(除标明外,每空2
23、分)(1)抗RRIG蛋白B淋巴细胞(2)未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞能无限增殖且能产生专一性抗体(3)特异性强纯度高(两空顺序可调)(4)将获得的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,从培养液中提取单克隆抗体(3分)【解析】(1)用狂犬病毒的RRIG蛋白免疫小鼠,会引起小鼠产生免疫反应,产生相应抗体,一段时间后,若小鼠血清中检出抗RRIG蛋白的抗体,则说明小鼠产生了免疫反应。再从小鼠脾细胞中获取B淋巴细胞,然后将其与骨髓瘤细胞融合。(2)在细胞融合完成后,需要用特定的选择培养基进行筛选,使未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都死亡,只有杂交瘤细胞才能生长。杂交瘤细胞的特点是能无限增殖且能产生专一性抗体。(3)得到的单克隆抗体能准确地识别出RRIG蛋白,原因是单克隆抗体纯度高、特异性强。(4)在体外大量获取鼠源性抗狂犬病毒的单克隆抗体的途径是将获得的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,从培养液中提取单克隆抗体。【点睛】本题考查了单克隆抗体制备的相关知识,意在考查考生识记单克隆抗体的制备过程,设计一些简单的实验方案,并对实验现象和结果进行解释、分析、处理的能力。