1、届高考生物二轮复习细胞工程精校Word版含答案高考专题28细胞工程挖命题 【考情探究】考点考向要求5年考情预测热度考题示例素养要素难度1植物细胞工程植物组织培养2017海南单科,31,15分科学思维、社会责任易植物体细胞杂交技术2动物细胞工程动物细胞培养和体细胞克隆2018课标全国,38,15分科学思维、社会责任中细胞融合和单克隆抗体2014课标全国 ,40,15分易分析解读细胞工程是现代生物工程技术的重要内容,可分为“植物细胞工程”和“动物细胞工程”两个考点。 近几年高考中考查较多,多涉及单克隆抗体及其制备、动物细胞培养、细胞核移植、细胞融合等内容,常以流程图或文字信息材料的形式进行考查,预
2、计2020年高考中这种命题趋势还将继续存在,复习时注意通过类比的方法辨析细胞工程各技术手段之间的区别和联系,加强知识间的横向和纵向联系,构建知识网络。【真题典例】破考点 考点一植物细胞工程【考点集训】考向1植物组织培养 1.(2019届安徽安庆五校期初摸底,31,10分)如图是植物组织培养的简略示意图:ABCD(1)A表示离体的植物器官、组织或细胞,它能被培养成D的主要根本原因是。(2)在A脱分化形成B的过程中,除需要提供营养外,还需要的诱导。B表示组织。构成B的是具有分生(分裂)能力的薄壁细胞。(3)要制造人工种子,应该选用(填编号)作材料。(4)从A到B的整个过程,细胞进行分裂的方式是。答
3、案(每空2分,10分)(1)植物细胞具有全能性(2)激素愈伤(3)C(4)有丝分裂考向2植物体细胞杂交技术2.(2019届天津滨海新区大港油田一中期中,47,6分)“白菜甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种,它具有生长期短、耐热性强和耐储藏等优点。如图是“白菜甘蓝”的杂交过程示意图,请回答下列问题:(1)在上述过程中,过程常用的方法是。(2)已知白菜细胞中含2X条染色体,甘蓝细胞中含有2Y条染色体,则杂种植株叶肉细胞中染色体数为。通常情况下,白菜和甘蓝杂交是不能成功的,原因是。(3)过程常用的化学试剂是;若用于杂交的白菜和甘蓝的基因型分别为AaBB、ccDd,在过程中可获得哪几种类型的
4、融合细胞?(写出基因型)。(4)该项技术的意义是。答案(每空1分,共6分)(1)酶解法(2)2X+2Y二者存在生殖隔离(3)聚乙二醇(PEG)AAaaBBBB、ccccDDdd、AaBBccDd三种(4)使远缘杂交成为可能考点二动物细胞工程【考点集训】考向1动物细胞培养和体细胞克隆 1.(2019届宁夏石嘴山三中期中,66,8分)角膜缘干细胞能更新角膜上皮细胞,角膜上皮细胞对维持角膜的透明性至关重要。回答下列问题:(1)将角膜缘组织剪碎,加入处理,可获得大量游离分散的细胞。细胞悬液在培养瓶中培养,当贴壁生长的细胞发生现象时停止增殖。(2)通常角膜缘干细胞的培养控制在10代以内,原因是。(3)离
5、体培养角膜缘干细胞时,一般需要在合成培养基中加入等天然成分,培养时所需的气体主要有。(4)研究发现,细胞因子能够调控角膜缘干细胞分化。放线菌素D能通过阻碍RNA聚合酶的功能进而抑制细胞因子的调控,由此推断该抑制过程发生在(选填“复制”“转录”或“翻译”)水平。(5)研究还发现,皮肤干细胞可以诱导分化为角膜缘干细胞,这体现了皮肤干细胞具有。临床上常用诱导干细胞定向分化的方法修补损伤或衰老的组织器官,从而解决了问题。答案(1)胰蛋白酶或胶原蛋白酶接触抑制(2)保持细胞正常的二倍体核型(3)血清(或血浆)O2和CO2(4)转录(5)发育的全能性供体器官不足(或器官移植后免疫排斥)2.(2019届黑龙
6、江哈尔滨六中期中,54,15分)在畜牧生产中,人们利用细胞工程技术取得了显著成绩,请回答以下问题:(1)克隆高产奶牛:从供体高产奶牛体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为;用于核移植的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞,原因是;将供体细胞注入体外培养到期的去核卵母细胞内,通过电刺激使两细胞融合,构建重组胚胎,之后将胚胎移入代孕母牛体内,从而获得与(填“供体奶牛”或“受体奶牛”)遗传物质基本相同的犊牛。(2)自体移植供受体为同一个体,最大的优点是,但移植器官种类受限。利用细胞工程技术的治疗性克隆,重组细胞培养时除了保证无菌、无毒环境,还需丰富的营养,通常会在培养液中加入等天然成分。(3)生产
7、单克隆抗体的基础技术是。单克隆抗体的优点是。答案(除标注外,每空2分,共15分)(1)原代培养10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型减数第二次分裂中(M中)供体奶牛(1分)(2)不发生免疫排斥反应血清(3)动物细胞培养特异性强、灵敏度高、可大量制备考向2细胞融合和单克隆抗体3.(2019届江西上饶中学开学检测,28,9分)如图表示两种制备单克隆抗体的实验方案。已知调控细胞增殖的基因在骨髓瘤细胞的细胞质中,回答相关问题:图1图2(1)体外培养动物细胞的条件有无菌无毒、营养条件、和。(2)若图1中A是小鼠骨髓瘤细胞,则B细胞是取自动物体内的B细胞,促进d过程的常用诱导剂是。(3)利用图1制备单克隆
8、抗体的方法中制备的原理是细胞膜流动性和。(4)图2以细胞核移植技术制备单克隆抗体,a为去核的细胞,e是从d中分离出的胚胎干细胞,V过程类似于植物组织培养中的过程。(5)单克隆抗体作为诊断试剂的优点是。答案(除标注外,每空1分,共9分)(1)温度和pH气体环境(2)注射过特定抗原蛋白聚乙二醇(PEG)或灭活的病毒(3)细胞增殖(4)骨髓瘤再分化(5)准确、高效、简易、快速过专题【五年高考】A组统一命题课标卷题组1.(2018课标全国,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
9、”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”)。答案(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不变(2)小于胚胎细胞分化程度低,恢复全能性相对容易(3)相同不同2.(20
10、16课标全国,40,15分,0.60)下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。答案(15分)(1)XX或XY显微操作胚胎移植(2)遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传
11、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3.(2014课标全国,40,15分,0.4871)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(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
12、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)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。答案(1)4YY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)1100(4)不能无限增殖教师用书专用(45)4.(2013课标,40,15分,0
13、.4841)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。答案(15分)(1)纤维
14、素(1分)果胶(1分)原生质体(2分)愈伤(2分)再分化(或分化)(2分)植物体细胞杂交技术(1分)(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体(2分,其他合理答案也给分)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分,其他合理答案也给分)(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽(1分,答对其中一个即给分)5.(2010课标,40,15分)请回答:(1)植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的,繁殖种苗的速度。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养,最终能够形成完整的植株,说明该叶肉细胞具有该植物的全部。(2)把试管苗转接到新的培养基上时,需要在超净工作台上进行,其原
15、因是避免的污染。(3)微型繁殖过程中,适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗,而与配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长,促使愈伤组织产生和生长,需要使用的生长调节剂是(脱落酸、2,4-D)。(4)将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后,单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析,随着培养基中蔗糖浓度的增加,光合作用强度的变化趋势是,单株鲜重的变化趋势是。据图判断,培养基中不含蔗糖时,试管苗光合作用产生的有机物的量(能、不能)满足自身最佳生长的需要。(5)据图推测,若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力,应(降低,增加)培养基中蔗糖浓度,以便提高试管苗的自养能力。
16、答案(1)遗传特性快遗传信息(2)微生物(3)生根细胞分裂素2,4-D(4)逐渐减小先增加后下降不能(5)降低B组自主命题省(区、市)卷题组1.(2017海南单科,31,15分)甲、乙两名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
17、所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由于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。(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。答案(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性,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花卉基因型不同于原植株2
18、.(2015安徽理综,31,9分)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊,以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子医用蛋白,其技术路线如图。(1)由过程获得的A为。(2)在核移植之前,必须先去掉受体卵母细胞的核,目的是。受体应选用期卵母细胞。(3)进行胚胎移植时,代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生,这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆,理论上可获得无限个转基因绵羊,这是因为。答案(1)含目的基因的表达载体(2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞M(3)免疫排斥反应(4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养3.(2014广东
19、理综,29,16分)铁皮石斛是我国名贵中药,生物碱是其有效成分之一。应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs,类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程如下:在固体培养基上,PLBs的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如图所示,请回答下列问题:(1)选用新生营养芽为外植体的原因是,诱导外植体形成PLBs的过程称。(2)与黑暗条件下相比,PLBs在光照条件下生长的优势体现在, ,。(3)脱落酸(ABA)能提高生物碱含量,但会抑制PLBs的生长。若采用液体培养,推测添加适量的ABA可提高生物碱产量。同学们拟开展探究实验验证该推测,在设计实验方案时探讨了以下问题:ABA的浓度梯度设置和添加方式:
20、设4个ABA处理组,1个空白对照组,3次重复。因ABA受热易分解,故一定浓度的无菌ABA母液应在各组液体培养基后按比例加入。实验进程和取样:实验50天完成,每10天取样,将样品(PLBs)称重(g/瓶)后再测定生物碱含量。如初始(第0天)数据已知,实验过程中还需测定的样品数为。依所测定数据确定适宜的ABA浓度和培养时间:当某3个样品(重复样)的时,其对应的ABA浓度为适宜浓度,对应的培养时间是适宜培养时间。答案(16分)(1)细胞分化程度低,容易诱导形成PLBs(2分)细胞的脱分化(2分)(2)生长起始较快(2分)快速生长时间较长(2分)PLBs产量较高(2分)(3)灭菌、冷却(2分)75(1
21、分)PLBs重量和生物碱含量乘积的平均值最大(3分)【三年模拟】非选择题(共80分)1.(2019届福建三明一中第一次月考,53)三七富含三七皂苷、三七多糖、三七素、黄酮等有效成分,具有止血、活血化瘀、消肿定痛、滋补强壮、抗疲劳、耐缺氧、抗衰老、降血脂、降血糖、提高机体免疫功能等众多作用。为了获取上述有效成分,某制药公司利用植物组织培养技术,从培养的愈伤组织中提取这些有效成分。请回答下列问题:(10分)(1)培养时,通常选择新生营养芽作为外植体,这是因为。外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为,此过程需要使用的生长调节剂是(填“脱落酸”或“2,4-D”)。(2)多倍体的愈伤组织细胞产生的有效成分
22、量常高于二倍体。为了获得更多的有效成分,科研人员利用处理二倍体愈伤组织细胞,使其细胞中的染色体数目加倍。欲确定愈伤组织细胞中的染色体数目,通常需制成装片,进行显微镜观察,此过程中需要对染色体染色,常用的染色剂是。(3)为获得多倍体的愈伤组织细胞,也可以先用酶去除细胞壁,获得具有活力的。再用化学诱导剂诱导细胞两两融合,形成的融合细胞进一步培养形成愈伤组织。若要得到多倍体植株,可在上述的基础上,再经形成。答案(10分,除标注外每空1分)(1)细胞分化程度低,容易诱导形成愈伤组织(2分)脱分化2,4-D(2)秋水仙素或低温(2分)醋酸洋红液(或“龙胆紫溶液”)(3)纤维素酶和果胶原生质体再分化2.(
23、2019届安徽合肥高三调研,26)现代生物工程技术推动了免疫学和畜牧业的发展。(15分)(1)制备单克隆抗体需要借助动物细胞融合技术,其过程中与植物不同的方法是使用诱导,融合细胞首先需要经过培养获得杂交瘤细胞;还需进行化培养和抗体检测,经多次筛选,用专一抗体检验呈阳性才可获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞,再进行体内或体外培养,大量制备单克隆抗体。(2)对大面积烧伤病人,借助技术可获取大量自身健康皮肤用于移植。培养的条件需要、合适的营养、适宜的温度、通入含有95%空气和5%CO2(维持培养液的pH)混合气体。(3)用细胞核移植技术繁育良种牛的培育过程需要进行胚胎移植,移植前需要对受体牛进
24、行技术处理,对外来胚胎基本不发生,为胚胎在受体内的存活提供了可能。答案(1)灭活的病毒选择性克隆(2)动物细胞培养无菌、无毒的环境(3)同期发情免疫排斥反应3.(2019届湖南长郡中学第二次月考,36)如图表示培育转基因克隆羊和胚胎工程的部分操作流程,其中字母代表有关结构或个体,数字代表过程、方法。请据图回答:(15分)(1)图中过程所涉及的全部生物技术有(两种即可)。(2)通过、过程获取分散的细胞时,用到的酶是,培养的细胞在充满培养皿底时停止分裂,这种现象称为。(3)动物细胞培养过程中应将细胞置于5%CO2的气体环境中,CO2的作用是。此培养过程中为防止杂菌感染,需要添加一定量的。(4)早期
25、胚胎可通过(写明数字及名称)技术移入代孕母体子宫内继续发育,该技术在生产实践中的意义在于。(5)通常用去核的卵母细胞作为受体细胞,此时的卵母细胞应该培养到(细胞分裂方式及时期),f细胞在形态上的特点是。答案(1)动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植、细胞核移植(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)接触抑制(3)维持培养液的pH抗生素(4)胚胎移植提高优良母畜的繁殖率(5)减数第二次分裂的中期体积小、细胞核大、核仁明显4.(2019届江西新余四中第一次月考,30)2016年10月19日美国新希望生殖医学中心正式宣布,世界首个核移植“三父母”男婴已于2016年4月诞生。这个消息为中东一位线粒体携带有亚急性
26、坏死性脑病基因的母亲带来了希望。三亲婴儿的培养过程如图,据图回答:(10分)(1)获得重组卵母细胞A也会用到体细胞核移植技术,完成过程需要用微型吸管吸出,完成过程的B细胞需要选择(时期)的卵母细胞。(2)卵母细胞的获取过程中,需要对女性进行超数排卵处理,超数排卵的方法是给女性注射激素,超数排卵技术带来的危害之一是。(3)为了提高已有胚胎的利用率,可采用技术。若选用囊胚期的胚胎,操作过程中要特别注意的问题是。(4)根据(填标号)判断,此种繁殖方式是生殖。细胞A的培养过程所需气体主要有O2和CO2,CO2的主要作用是。(5)设计试管婴儿技术与解决不孕问题而进行的试管婴儿技术的主要区别是前者需要在植入前对胚胎进行。答案(10分)(1)细胞核和第一极体减数第二次分裂中期(或M中期)(2)促性腺对孕妇的身体不利、卵巢早衰、影响孕妇内分泌、影响胎儿的健康发育等(任意一条即可)(3)胚胎分割将内细胞团均等分割(4)有性维持培养液的pH(5)遗传学诊断(或基因检测或基因诊断)5.(2019届云南师大附中第二次月考,38)科学家利用小鼠胚胎成纤维细胞去分化,获得了诱导性多能干细胞(iPS细胞),这一技术在研究和治疗中都具有广泛的前景。(15分)(1)从小鼠体内获得体
