1、第十单元 现代生物科技专题专题二十六细胞工程备考方向导航考点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2.2020浙江7月选考,29节选,9分回答与基因工程和植物克隆有关的问题:(1)天然农杆菌的Ti质粒上存在着一段DNA片段(T-DNA),该片段可转移并整合到植物细胞染色体上。为便于转基因植物在组织培养阶段的筛选,设计重组Ti质粒时,应考
2、虑T-DNA中要有可表达的目的基因,还需要有可表达的。(2)结合植物克隆技术进行转基因实验,为获得转基因植株,农杆菌侵染的宿主一般要选用具有优良性状、较高的遗传稳定性、及易被农杆菌侵染等特点的植物材料。若植物材料对农杆菌不敏感,则可用的转基因方法。(3)利用带侧芽的茎段获得丛状苗的过程与利用茎段诱导产生愈伤组织再获得丛状苗的过程相比,前者总培养时间,且不经历过程,因而其遗传性状稳定,是大多数植物快速繁殖的常用方法。(4)与发芽培养基相比,配制转基因丛状苗生根培养基时,可根据实际情况适当添加,促进丛状苗基部细胞分裂形成愈伤组织并进一步分化形成,最终形成根。还可通过改变MS培养基促进生根,如(A.
3、提高蔗糖浓度B.降低培养基浓度C.提高大量元素浓度D.不添加琼脂)。3.2019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。考点2动物细胞工程4.2020全国卷,38,15分为研制抗病毒A
4、的单克隆抗体,某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。回答下列问题:(1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A,该处理的目的是。(2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤:。(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞,需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于,使用该培养基进行细胞培养的结果是。图中筛选2含多次筛选,筛选所依据的基本原理是 。(4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖,可采用的方法有(答出2点即可)。5.2018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“
5、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”)。拓展变式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
6、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有和 。(4)一般情况下,相同
7、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。3.15分研究表明,T细胞表面的PD-1(一种受体蛋白)对T细胞有“刹车作用”,会抑制人体的免疫反应。人工制备的抗PD-1单克隆抗体可以抑制PD-1的作用以活化T细胞,刺激人体的免疫功能,在对抗肿瘤方面具有突出效果。回答下列问题:(1)制备抗PD-1单克隆抗体首先需要获得能分泌抗PD-1抗体的浆细胞和具有能力的骨髓瘤细胞。为了能从实验小鼠中获得能分泌抗PD-1抗体的浆细胞,关键的操作是。将获得的浆细胞和骨髓瘤细胞进行融合常用的诱导因素有 (答
8、出2点)。(2)细胞融合后,需用特定的选择性培养基进行第一次筛选,经筛选获得的杂交瘤细胞产生的抗体还不能确定是单克隆抗体,其原因是。为了获得所需的杂交瘤细胞还需要对第一次筛选得到的杂交瘤细胞进行。(3)体外培养杂交瘤细胞时,所需CO2的主要作用是。将最终筛选到的杂交瘤细胞注射到小鼠的腹腔内增殖,最终可从中提取单克隆抗体。(4)制备的抗PD-1单克隆抗体可快速准确地识别PD-1,其原因是该抗体具有的特点。答案专题二十六细胞工程备考方向导航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,
9、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.(除标明外,每空1分)(1)抗性基因(2)全能性表达充分(2分)显微注射(3)短脱分化(4)生长素根的分生组织B【解析】(1)重组Ti质粒中必须含有目的基因和用于筛选的标记基因,利用农杆菌转化法进行转基因操作时,标记基因一般选择抗性基因。(2)要获得植物克隆的成功,选择的植物材料应具备的条件包括具有优良性状、较高的遗传稳定性、全能性表达充分、易被农杆菌侵染等。若植物材料对农杆菌不敏
10、感,可采用显微注射法。(3)带有侧芽(含芽的顶端分生组织)的茎段可直接发育成丛状苗,无需经历脱分化的阶段,培养时间较短。(4)利用发芽培养基培养出丛状苗后,可转移至含有较多生长素的培养基(生根培养基)中,使其生根。配制生根培养基时,相同体积条件下生根培养基中加入的MS培养基的量比发芽培养基少。3.(除标明外,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
11、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。4.(除标明外,每空2分)(1)诱导小鼠甲产生能
12、够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞(2)取小鼠甲脾脏剪碎,用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞,加入培养液制成单细胞悬液(3分)(3)选择培养基只有杂交瘤细胞能够生存抗原与抗体的反应具有特异性(4)将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖;将杂交瘤细胞在体外培养(4分)【解析】(1)实验前给小鼠甲注射病毒A,其目的是刺激机体发生免疫反应,从而产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。(2)制备单细胞悬液的主要实验步骤:从健康动物体内取出组织块,剪碎,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间,这样组织就会分散成单个细胞,然后用培养液将分散的细胞稀释制成单细胞悬液。(3)图中筛选1采用特定的选择培养基,在该培养基上,未融合
13、的细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞)才能生存。图中筛选2含多次筛选,利用抗原与抗体特异性结合的原理,就可获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。(4)要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖,可将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖。5.(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
14、育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体。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。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
15、用培养基中细胞分裂素和生长素的比例应适中,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A
16、B、Ab、aB、ab四种基因型,均为单倍体植株,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,二者表现型应相同。3.(1)无限增殖(1分)以PD-1作为抗原刺激实验小鼠(2分)聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等(答出2点即可,2分)(2)细胞融合所用的浆细胞可能
17、不止一种(或获得的杂交瘤细胞可能不止一种)(2分)克隆化培养和抗体检测(2分)(3)维持培养液的pH(2分)小鼠腹水(2分)(4)特异性强、灵敏度高(2分)【解析】(1)制备单克隆抗体需要用到能分泌抗体的浆细胞和能在体外无限增殖的骨髓瘤细胞。为了获得能分泌抗PD-1抗体的浆细胞,需要以PD-1作为抗原刺激实验小鼠。动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。(2)细胞融合之后需用特定的选择性培养基进行第一次筛选,目的是筛选出杂交瘤细胞,经这次筛选获得的杂交瘤细胞产生的抗体可能有多种,这是因为细胞融合所用的浆细胞可能不止一种。对第一次筛选得到的杂交瘤细胞还需要进行克隆化培养和抗体检测,最终筛选出既能大量增殖、又能产生专一所需抗体的杂交瘤细胞。(3)动物细胞培养所需的气体主要有O2和CO2,其中O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。经筛选后的杂交瘤细胞可注射到小鼠腹腔中,最终可从小鼠腹水中得到大量单克隆抗体。(4)“快速准确地识别PD-1”体现了抗PD-1单克隆抗体特异性强、灵敏度高的特点。
