专题25 细胞工程【5年高考】考点一 植物细胞工程1.(2019江苏单科,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①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中B.过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化C.过程③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答案 D 2.(2018江苏单科,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①所用的花药需在70%乙醇中浸泡30minB.过程②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③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体D.过程④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答案 C 3.(2019课标全国Ⅲ,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③切取的组织块中要带有形成层,原因是 。 (3)从步骤⑤到步骤⑥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⑥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。 答案 (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 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4.(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。 (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考点二 动物细胞工程 5.(2020天津,1,4分)在克隆哺乳动物过程中,通常作为核移植受体细胞的是去核的( )A.卵原细胞B.初级卵母细胞C.次级卵母细胞D.卵细胞答案 C 6.(2019江苏单科,23,3分)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筛选培养液中不能正常合成DNA,无法生长。下列叙述正确的是(多选)( )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答案 ACD 7.(2018江苏单科,22,3分)如图为细胞融合的示意图,下列叙述正确的是(多选)( )
A.若a细胞和b细胞是植物细胞,需先去分化再诱导融合B.a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现C.c细胞的形成与a、b细胞膜的流动性都有关D.c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因答案 BC 8.(2020课标全国Ⅰ,38,15分)为研制抗病毒A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)。 答案 (1)诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒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)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9.(2018课标全国Ⅲ,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(表现)全能性相对容易 (3)相同 不同考点三 胚胎工程10.(2020山东,14,2分)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚,通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是( )A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植
D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得答案 C 11.(2017江苏单科,11,2分)牛雄性胚胎中存在特异性H-Y抗原,可在牛早期胚胎培养液中添加H-Y单克隆抗体,筛选胚胎进行移植,以利用乳腺生物反应器进行生物制药。下列相关叙述正确的是( )A.H-Y单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌B.应选用原肠胚做雌雄鉴别C.鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植D.用H-Y抗原免疫母牛可获得相应抗体答案 D 12.(2017江苏单科,14,2分)下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述,错误的是( )A.精子在获能液中于37℃、5%CO2条件下培养的目的是使精子获能B.小鼠在特定光控周期条件下饲养,注射相关激素有促进超数排卵的作用C.分割的胚胎细胞有相同的遗传物质,因此发育成的个体没有形态学差异D.注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育答案 C 13.(2020海南单科,25,10分)某课题组用生物技术制备转基因小鼠的过程,如图所示。回答下列问题。(1)通常把目的基因转入雄原核而不是雌原核,从两者形态差异上分析,原因是 。 (2)把桑椹(葚)胚植入假孕母鼠子宫前,需要对胚胎进行性别鉴定,目前最有效的方法是SRY-PCR法。操作的基本程序是:先从被测胚胎中取出几个细胞,提取DNA,然后用位于Y染色体的性别决定基因,即SRY基因的一段碱基设计 ,以胚胎细胞中的DNA作为模板,进行PCR扩增,最后用SRY特异性探针检测扩增产物。出现阳性反应者,胚胎为 ;出现阴性反应者,胚胎为 。 (3)若目的基因的表达产物是某种特定的蛋白质,检测目的基因在子代转基因小鼠中是否成功表达,常用的分子检测方法是 ,检测的基本思路是 。 答案 (1)雄性原核较大,更容易容纳外源DNA (2)引物 雄性小鼠 雌性小鼠 (3)抗原—抗体杂交技术 从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体(对抗体进行同位素标记)进行抗原抗体杂交,如果出现杂交带,表明目的基因已经表达成功14.(2019江苏单科,29,8分)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中,然后通过核移植技术培育基因编辑猪,可用于生产基因工程疫苗。如图为基因编辑猪培育流程,请回答下列问题:
(1)对1号猪使用 处理,使其超数排卵,收集并选取处在 时期的卵母细胞用于核移植。 (2)采集2号猪的组织块,用 处理获得分散的成纤维细胞,放置于37℃的CO2培养箱中培养,其中CO2的作用是 。 (3)为获得更多基因编辑猪,可在胚胎移植前对胚胎进行 。产出的基因编辑猪的性染色体来自 号猪。 (4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达,可采用的方法有 (填序号)。 ①DNA测序②染色体倍性分析③体细胞结构分析④抗原—抗体杂交答案 (1)促性腺激素 减数第二次分裂中期 (2)胰蛋白酶(胶原蛋白酶) 维持培养液的pH (3)分割 2 (4)①④[教师专用题组]【5年高考】考点一 植物细胞工程1.(2020山东,13,2分)两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,过程如图所示。下列说法错误的是( )A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂C.过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段答案 C 分析题图可知,①过程是去除植物细胞的细胞壁,该过程需要使用纤维素酶和果胶酶处理细胞,A正确;结合题干信息分析,过程②的目的是使中间偃麦草原生质体中的染色体发生断裂,断裂后的染色体片段可能能保留在杂种植株中,从而可能培养出耐盐小麦,B正确;过程③是原生质体融合的过程,该过程必须借助一定的技术手段进行人工诱导,而人工诱导的方法有物理法和化学法,灭活的病毒用于动物细胞融合,C错误;结合题干信息和题图中②的处理,可推断耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段,D正确。2.(2013江苏单科,11,2分)某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植,可应用多种技术获得大量优质苗,下列技术中不能选用的是( )A.利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗B.采用花粉粒组织培养获得单倍体苗C.采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上D.采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养答案 B 本题考查对获得大量优质苗的多种技术手段的分析。为了使优质苗的生物性状不发生性状分离,可采用茎段扦插诱导生根技术快速育苗,也可采用将幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上的方法或用茎尖或幼叶等部位的组织进行植物组织培养获得大量优质苗;花粉粒是减数分裂的产物,利用花粉粒离体培养得到的是单倍体苗,其高度不育,且会发生性状分离,因此B项方案不能选用。
3.(2012广东理综,2,4分)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是( )A.组织培养B.细胞杂交C.显微注射D.核移植答案 A 本题主要考查现代生物技术应用的相关知识。由于植物分生组织中病毒很少或没有病毒,常用茎尖通过组织培养技术培育脱毒苗;细胞杂交通常用于培育杂种个体;显微注射技术常用于基因工程,培育转基因生物;核移植技术常用于培养克隆动物。故只有A选项符合题意。4.[2020浙江7月选考,29(二),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.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)。 答案 (1)抗性基因 (2)全能性表达充分 显微注射 (3)短 脱分化 (4)生长素 根的分生组织 B解析 (1)利用农杆菌转化法培育转基因植物时,为便于检测Ti质粒中的T-DNA片段是否成功导入植物细胞,T-DNA中既要有可表达的目的基因,也要有可表达的抗性基因。(2)为获得转基因植株,农杆菌侵染的宿主一般要选用易被农杆菌侵染,同时性状优良、具有较高的遗传稳定性和全能性表达充分的植物材料。转基因植株培育中,还可采用显微注射的方法导入目的基因。(3)利用带侧芽的茎段获得丛状苗的过程不经历愈伤组织阶段,因此不经历脱分化的过程,其总培养时间较短。(4)与发芽培养基相比,生根培养基中可适当添加生长素,从而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根的分生组织,最终形成根。还可通过降低MS培养基的浓度促进生根,植物通过根的生长从外界获取更多养分。5.(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: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,结果如图。
①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 。 ②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 。 答案 (1)产生DHA、自养特性 快速生长(2)原生质体 (3)b a c (4)①线粒体、叶绿体 线粒体 ②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,也可防止杂菌生长解析 (1)根据题干信息“利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻”及表中信息可推断,融合藻应既具有A藻的“自养”和“产DHA”的特点,又具有B藻“快速生长”的优点。(2)诱导融合前需利用纤维素酶去掉两种藻的细胞壁,从而获得原生质体。(3)由于B藻是异养生物,只能利用有机碳源,故通过步骤b可以淘汰B藻。由于A藻生长慢、藻落小而B藻生长快、藻落大,可以通过步骤a观察藻落大小淘汰生长速率较慢的藻落。最后通过步骤c测定DHA含量较高的藻落即为生产所需的融合藻。(4)①分析坐标图可知,甲组的融合藻既能进行光合作用又能进行呼吸作用,因此,产生[H]的细胞器有叶绿体和线粒体。丙组融合藻在黑暗中产生ATP的细胞器是线粒体。②乙组融合藻既能利用光能又能利用葡萄糖,属于既能光能自养又能异养的生物,因此乙组培养条件下融合藻较甲、丙两组生长快。实际生产中采用甲组的培养条件而不采用乙组培养条件的原因是:甲组融合藻在不添加葡萄糖的情况下就能利用光能和简单的无机物生长,因此降低了成本,也可防止杂菌生长。6.(2014江苏单科,29,9分)为了获得植物次生代谢产物,先用植物外植体获得愈伤组织,然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题:(1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为 。 (2)在愈伤组织悬浮培养时,细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如图所示。细胞干重在12d后下降的原因有 ;培养液中蔗糖的作用是 、 。 (3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经 处理,会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目,压片前常用纤维素酶和 酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞(2n)经诱导处理后,观察到染色体数为8n的细胞,合理的解释是 、 。 (4)为了更好地获得次生代谢产物,生产中采用植物细胞的固定化技术,其原理与酵母细胞固定化类似。下列说法正确的有 (填序号)。
①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋②必须在光照条件下培养③培养过程中需通空气④固定化后植物细胞生长会变慢答案 (9分)(1)脱分化 (2)蔗糖浓度下降,pH降低 提供能源 调节渗透压 (3)秋水仙素(低温) 果胶 经加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期 经加倍到8n的细胞处于有丝分裂中期 (4)①③④解析 (1)外植体经脱分化可形成愈伤组织。(2)分析坐标曲线图,可见12d后培养液中的蔗糖浓度已降至较低,pH也有所下降,因此使得细胞生命活动受阻,细胞干重减小。培养液中的蔗糖可为培养的细胞提供能源,又可调节培养液的渗透压。(3)二倍体愈伤组织经秋水仙素、低温等人工诱导处理,可产生染色体数目加倍的细胞。植物细胞之间除纤维素外,还存在果胶层,因此可利用纤维素酶和果胶酶解离愈伤组织。愈伤组织细胞(2n)经人工诱导后,细胞中染色体数目加倍成4n,染色体数为4n的细胞进行有丝分裂,处于有丝分裂后期的细胞中染色体数为8n;若加倍到4n的细胞经诱导后继续加倍形成染色体数为8n的细胞,这样的细胞再进行有丝分裂,在中期时会看到染色体数为8n的细胞。(4)通过愈伤组织获得次生代谢产物时,需选择生长旺盛的细胞,由于植物细胞进行需氧呼吸,培养过程需通入空气。愈伤组织细胞没有叶绿体,不进行光合作用,不需光照。植物细胞固定化后,与外界环境的物质交换能力降低,生长变慢。7.(2013天津理综,9,15分)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图。据图回答下列问题:(1)过程①所需的酶是 。 (2)过程②后,在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的 存在,这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。 (3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是 。原生质体经过 再生,进而分裂和脱分化形成愈伤组织。 (4)若分析再生植株的染色体变异类型,应剪取再生植株和 植株的根尖,通过 、 、染色和制片等过程制成装片,然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。 (5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增,得到两亲本的差异性条带,可用于杂种植株的鉴定。如图是用该引物对双亲及再生植株1~4进行PCR扩增的结果。据图判断,再生植株1~4中一定是杂种植株的有 。 (6)对杂种植株进行 接种实验,可筛选出具有高抗性的杂种植株。 答案 (1)纤维素酶和果胶酶 (2)叶绿体 (3)保持原生质体完整性 细胞壁 (4)双亲(或花椰菜和黑芥) 解离 漂洗 (5)1、2、4 (6)黑腐病菌解析 (1)去除细胞壁获得原生质体需要用纤维素酶和果胶酶处理。(2)根细胞不含叶绿体,叶肉细胞含有叶绿体,因此通过PEG诱导融合的杂种细胞应含有叶绿体,以此作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)原生质体失去了细胞壁的保护作用,因此原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇,使原生质体处于等渗溶液中,以维持原生质体正常形态。原生质体经过细胞壁再生,进而分裂和脱分化形成愈伤组织。(4)要判断染色体变异的类型,应剪取再生植株、花椰菜和黑芥植株的根尖,通过解离、漂洗、染色、制片等过程制成装片,然后进行显微观察比较染色体的形态和数目。(5)根据两亲本的差异性条带,可知再生植株1、2和4既有花椰菜的条带,又有黑芥的条带,因此再生植株1、2和4一定为杂种植株。(6)要筛选出高抗性的杂种植株,应进行相应的病原体接种实验,即接种黑腐病菌。8.(2012课标,39,15分)为了探究6-BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响,某研究小组在MS培养基中加入6-BA和IAA,配制成四种培养基(见下表),灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体,在适宜条件下培养一段时间后,统计再生丛芽外植体的比率(m),以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n),结果如下表。培养基编号浓度/mg·L-1m/%n/个6-BAIAA10.5076.73.120.177.46.130.266.75.340.560.05.0回答下列问题:(1)按照植物的需求量,培养基中无机盐的元素可分为 和 两类。上述培养基中,6-BA属于 类生长调节剂。 (2)在该实验中,自变量是 ,因变量是 ,自变量的取值范围是 。 (3)从实验结果可知,诱导丛芽总数最少的培养基是 号培养基。 (4)为了诱导该菊花试管苗生根,培养基中一般不加入 (填“6-BA”或“IAA”)。 答案 (1)大量元素 微量元素 细胞分裂素 (2)IAA浓度 再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n) 0~0.5mg·L-1 (3)1 (4)6-BA解析 本题考查植物组织培养的相关知识。(1)植物组织培养常用MS培养基,其中,无机盐的元素可分为大量元素和微量元素两类,前者如N、P、K、Ca、Mg、S等,后者如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo等。MS培养基中还常需要添加能诱导细胞分裂、脱分化、再分化的生长素和细胞分裂素,常用的生长素有2,4-D、IAA、NAA等,常用的细胞分裂素有6-BA、KT等。(2)该实验中,各组6-BA浓度均为0.5mg·L-1,IAA的浓度不相同,故自变量为IAA浓度,IAA浓度范围为0~0.5mg·L-1。据表可知,该实验因变量是再生丛芽外植体的比率(m)以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)。(3)由表格中的数据可知,1号培养基诱导丛芽总数最少。(4)生长素常用于诱导细胞分裂和根的分化,6-BA一般用于诱导植物的愈伤组织分化出丛芽,故诱导菊花试管苗生根,培养基中一般不加入6-BA。考点二 动物细胞工程9.(2014浙江理综,3,6分)下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是( )A.连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型B.某些癌细胞在合适条件下能逆转为正常细胞C.由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆D.未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状答案 B 连续细胞系是发生转化了的细胞系,大多数具有异倍体核型,A错误;癌细胞在合适条件下可以发生不定向的基因突变而逆转为正常细胞,B正确;由一个单细胞培养形成的细胞群为一个克隆,C错误;未经克隆化培养的细胞系具有异质性,D错误。10.(2013重庆理综,2,6分)如图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。下列有关叙述,正确的是( )
A.①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞B.②中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成C.③同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性D.④是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群答案 D 本题主要考查单克隆抗体制备的相关知识。①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的浆细胞;②中使用聚乙二醇或灭活的病毒等,有利于杂交瘤细胞的形成;③同时具有浆细胞和骨髓瘤细胞的特性;④是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群。故D项正确。11.(2017课标全国Ⅲ,38,15分)编码蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、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:(1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙,若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA),则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙,原因是 。 (2)某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中,在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等,还加入了序列甲作为 ,加入了 作为合成DNA的原料。 (3)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。①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 。 ②仅根据图1、图2可知,上述甲、乙、丙三种蛋白中,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。 答案 (1)编码乙的DNA序列起始端无ATG,转录出的mRNA无起始密码子 (2)模板 dNTP (3)①进行细胞传代培养 维持培养液的pH ②C解析 本题借助图示模型考查基因工程技术和动物细胞培养技术的相关知识,考查考生针对特定生物学问题,运用模型与建模要素、演绎与推理要素等科学思维素养分析图示及曲线并展开探讨的能力。(1)由题干中编码蛋白乙的DNA序列可知,编码乙的DNA序列起始端无ATG,转录出的mRNA上没有起始密码子AUG。(2)PCR需要的条件包括引物、耐高温的DNA聚合酶、DNA模板、四种游离的脱氧核苷酸等。(3)①动物细胞培养中,细胞具有贴壁生长以及接触抑制的特点,当细胞浓度达到a时,若要使T淋巴细胞继续增殖,需要在培养基中加入胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理贴壁生长的细胞并分瓶进行传代培养;动物细胞培养过程中,需要在培养箱中通入一定浓度的CO2,CO2的作用是维持培养液的pH。②由图2可知,加入蛋白丙刺激T淋巴细胞增殖的效果明显比加入蛋白甲、乙时低;结合图1
中编码蛋白丙与蛋白甲、乙的DNA序列可知,缺少C片段所编码的肽段,会明显降低蛋白刺激T淋巴细胞增殖的效果。12.(2016课标全国Ⅱ,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①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。②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 (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解析 本题通过问题递进的命题方式考查动物克隆的原理与操作,属于对归纳与概括、演绎与推理等科学思维素养的考查。(1)因供体的性别不确定,故其细胞核内的性染色体组成为XX或XY;一般将卵母细胞培养到MⅡ中期,用显微操作法将其细胞核去除;②代表的过程是胚胎移植。(2)通常传代培养10代以内的细胞可以保持正常的二倍体核型,超过10代以后,供体细胞中遗传物质的稳定性会降低。(3)克隆动物细胞质中的遗传物质来自卵母细胞的细胞质,细胞质中的遗传物质对克隆动物的性状会产生影响。(4)克隆动物的成功可以证明动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性。13.(2014课标全国Ⅰ,40,15分)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(染色体数目为40条),并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目为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16000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(不考虑有点分裂)。 (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)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)不能无限增殖解析 (1)分析题图可知,经4次免疫后,小鼠Y的血清抗体效价就可达到16000以上。三只免疫小鼠达到要求后,Y小鼠的血清抗体效价最高,故最适合用于制备B淋巴细胞。(2)细胞融合实验中,由于细胞融合是随机的,而且诱导融合率不可能达到100%,所以会有未融合的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞、融合的具有同种核的细胞和杂交瘤细胞三种类型。(3)杂交瘤细胞同时具有B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的核物质,但细胞核只有一个。由于杂交瘤细胞在分裂过程中染色体可能会丢失,故细胞核中染色体数目最多是40+60=100(条)。(4)B淋巴细胞已经分化,没有无限增殖的潜能。14.(2013海南单科,31,15分)单纯疱疹病毒Ⅰ型(HSV-1)可引起水泡性口唇炎。利用杂交瘤技术制备出抗HSV-1的单克隆抗体可快速检测HSV-1。回答下列问题:(1)在制备抗HSV-1的单克隆抗体的过程中,先给小鼠注射一种纯化的HSV-1蛋白,一段时间后,若小鼠血清中抗 的抗体检测呈阳性,说明小鼠体内产生了 反应,再从小鼠的 中获取B淋巴细胞。将该B淋巴细胞与小鼠的 细胞融合,再经过筛选、检测,最终可获得所需的杂交瘤细胞,该细胞具有的特点是 。 (2)若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体,可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的 中使其增殖,再从 中提取、纯化获得。 (3)通过上述方法得到的单克隆抗体可准确地识别这种HSV-1蛋白,其原因是该抗体具有 和 等特性。 答案 (15分)(1)HSV-1蛋白(1分) 体液免疫(1分,其他合理答案也给分) 脾脏(1分,其他合理答案也给分) 骨髓瘤(1分) 无限增殖且产生专一抗体(3分,其他合理答案也给分)(2)腹腔 腹水(每空2分,共4分)(3)纯度高(2分) 特异性强(2分,其他合理答案也给分)解析 (1)制备单克隆抗体时,需要先给小鼠注射特定抗原(HSV-1蛋白),当小鼠血清中抗HSV-1蛋白的抗体检测呈阳性时,就可从小鼠脾脏中获取B淋巴细胞,将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,经过筛选和克隆化培养,最终获得既能无限增殖又能产生专一抗体的杂交瘤细胞。(2)单克隆抗体的获取有两条途径,一是从体外细胞培养液中提纯获得,二是将杂交瘤细胞注射到小鼠的腹腔中使其增殖,再从腹水中提取、纯化获得。(3)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、纯度高等特点。考点三 胚胎工程15.(2016江苏单科,11,2分)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物,通过胚胎工程技术,可以让家猫代孕而繁育,主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是( )A.步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞C.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于培养液D.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同答案 B 步骤甲、乙分别是体外受精和胚胎移植,A项错误;诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素,该激素只作用于性腺细胞,B项正确;受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于卵细胞,C项错误;步骤甲使用的培养液(获能溶液或专用的受精溶液)与早期胚胎培养液成分不完全相同,D项错误。
解题关键 解答本题的关键在于理解试管动物培养的过程、超数排卵的激素作用特点、早期胚胎培养的营养物质来源以及几种不同培养液的成分(获能溶液、体外受精培养液、早期胚胎培养液)。16.(2014江苏单科,2,2分)下列关于蛙胚胎发育过程的叙述,正确的是( )A.通过细胞分裂不断增加细胞数量,并在一定时期发生细胞分化B.胚胎发育过程中细胞不断分裂,但不发生凋亡C.随着细胞分裂次数的增加,蛙胚的有机物总量不断增加D.发育过程中蛙胚从环境中获得的氧气和营养物质逐渐增加答案 A 蛙胚胎发育过程包括细胞分裂增加细胞数目和细胞分化产生形态、结构和生理功能不同的细胞,A正确;在胚胎发育过程中,也存在着细胞凋亡,B错误;蛙胚发育过程,细胞不断进行呼吸作用,消耗有机物,有机物总量不断减少,C错误;蛙胚在发育过程中从环境中获得氧气,但营养物质来自蛙胚本身,由于代谢不断地被消耗而减少,D错误。错因分析 本题错选答案高度集中在D选项,主要原因可能是学生对卵生动物胚胎发育过程,以及胚胎发育过程中营养物质的来源不清楚。17.(2014江苏单科,19,2分)杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点,被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图所示,相关叙述正确的是( )A.为了获得更多的卵母细胞,需用雌激素对雌性杜泊羊进行处理B.从卵巢中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精C.为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应,应注射免疫抑制剂D.为了进一步扩大繁殖规模,可通过胚胎分割技术获得同卵双胎答案 D 为了获得更多的卵母细胞,需用促性腺激素对雌羊进行处理,A错误;从卵巢中采集的卵母细胞,都需要在体外经人工培养成熟后才能与获能的精子受精,B错误;代孕绵羊与供体绵羊为同种动物,所以代孕绵羊对移入子宫的同种外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,C错误;胚胎分割技术可提高胚胎的利用率,扩大繁殖规模,D正确。疑难点拨 ①为了获得更多的卵母细胞,需要对雌性杜泊羊进行超数排卵处理,而超数排卵处理注射的是外源促性腺激素。②从卵巢中采集的卵母细胞尚未成熟,需要培养至减数第二分裂中期才能与获能精子进行受精。③研究证明,受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫反应,这是胚胎工程重要的生理学基础,因此无需给胚胎受体母羊注射免疫抑制剂。18.(2013江苏单科,13,2分)软骨发育不全为常染色体显性遗传病,基因型为HH的个体早期死亡。一对夫妻均为该病患者,希望通过胚胎工程技术辅助生育一个健康的孩子。下列做法错误的是 ( )A.首先经超排卵处理后进行体外受精B.从囊胚中分离细胞,培养后检测基因型C.根据检测结果筛选基因型为hh的胚胎D.将胚胎培养至原肠胚期后移植到子宫答案 D 本题考查胚胎工程技术的具体应用。体外受精时首先要利用相关激素处理雌性个体促进其排出更多的卵子;由于该对夫妇均为软骨发育不全患者,因此他们的孩子可能患病,也可能正常,因此应从囊胚中分离细胞,培养后检测其基因型,然后根据检测结果选择基因型为hh的胚胎进行胚胎移植;进行胚胎移植的最佳时期为桑椹胚期或囊胚期,原肠胚阶段的细胞分而程度高,移植成功率低,所以一般不选用原肠胚期的胚胎进行移植。解后反思 胚胎工程的知识点并不多,而且多为识记性知识,理解起来并不难,只要考生踏实复习,并将该知识点与前后有关内容密切联系,形成知识体系,就应该有良好的学习效果。
19.(2012浙江理综,2,6分)下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述,正确的是( )A.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性B.卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大C.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性D.原肠胚发育分化形成内外两个胚层答案 A 此题考查受精作用与胚胎发育的相关知识。精卵细胞的识别具有物种特异性,卵细胞受精时,一般只能接受同种生物的精子,A正确;受精卵开始的几次卵裂,由于没有接受外来营养物质,细胞数目虽在增加,但卵裂球细胞总体积并没有增大,甚至略有减小,B错误;囊胚由滋养层和内细胞团组成,滋养层细胞没有发育全能性,将来发育成胚胎的附属结构或胚外结构,内细胞团细胞才具有发育全能性,C错误;原肠胚已有外、中、内三个胚层的分化,D错误。20.(2012江苏单科,9,2分)通过胚胎移植技术,可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是( )A.对供体和受体母牛都要进行相同激素处理B.受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行C.对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植D.胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低答案 D 本题主要考查胚胎移植的有关问题。常用孕激素对受体母牛进行同期发情处理,对供体母牛还要注射促性腺激素做超数排卵处理,故A错;受精和早期胚胎培养可在雌性动物体内完成,也可以在体外完成,故B错;对冲卵获得的桑椹胚或囊胚检查合格后方可移植,故C错;胚胎分割移植最常见的是同卵双胎,而同卵多胎的成功率很小,故D对。21.(2011江苏单科,18,2分)下列关于胚胎工程的叙述,错误的是 ( )A.体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精B.受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植C.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清D.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术答案 B 胚胎工程中,受精卵一般发育到桑椹胚或囊胚阶段进行胚胎移植。22.(2011浙江理综,2,6分)培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功,下列叙述正确的是( )受精卵早期胚胎代孕母羊试管山羊A.甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵B.乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟C.丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液D.丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内答案 A 分析图示可知,甲过程为卵母细胞的采集,一般用促性腺激素处理良种母山羊,使其超数排卵。乙过程为精子获能以及受精,获能的精子和成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。丙过程为早期胚胎培养,在发育培养液中进行。丁过程是胚胎移植,是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物子宫内使之继续发育。故A项正确。23.(2015山东理综,36,12分)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下:(1)过程①采用的是细胞工程中的 技术,过程②采用的是胚胎工程中的 技术。
(2)体细胞进行体外培养时,所需气体主要有O2和CO2,其中CO2的作用是维持培养液(基)的 。 (3)如果克隆过程中需进行基因改造,在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用 和 两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外,还需有 基因,以便选出成功导入基因表达载体的细胞。 (4)胚胎干细胞可以来自囊胚中的 。在一定条件下,胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体 (填“A”或“B”),则不会发生免疫排斥反应。 答案 (1)(体细胞)核移植 (早期)胚胎培养 (2)pH(或酸碱度) (3)限制性(核酸)内切酶(或限制酶) DNA连接酶(注:两空可颠倒) 标记 (4)内细胞团 B解析 (1)图中①过程采用的是体细胞核移植技术;过程②为重组细胞经胚胎培养发育至早期胚胎的过程,利用了(早期)胚胎培养技术。(2)动物细胞培养时,气体环境为95%的空气和5%的CO2,CO2的作用是维持培养液(基)的pH。(3)构建基因表达载体时,需用的工具酶为限制酶和DNA连接酶。基因表达载体上除目的基因外,还需要有标记基因、启动子、终止子等。标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)囊胚中的内细胞团具有发育的全能性,可以作为胚胎干细胞的来源。通过核移植技术获得的组织器官若移植给核供体,则不会发生免疫排斥反应。解题关键 识别题图中胚胎工程各步骤的名称是解答本题的关键。24.(2015重庆理综,8,20分)某课题组为解决本地奶牛产奶量低的问题,引进了含高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。(1)拟进行如下杂交:♂A(具高产奶基因的纯种)×♀B(具适宜本地生长基因的纯种)→C选择B作为母本,原因之一是胚胎能在母体内正常 。若C中的母牛表现为适宜本地生长,但产奶量并未提高,说明高产奶是 性状。为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛,根据现有类型,最佳杂交组合是 ,后代中出现这种母牛的概率是 (假设两对基因分别位于不同对常染色体上)。 (2)用以上最佳组合,按以下流程可加速获得优良个体。精子要具有受精能力,需对其进行 处理;卵子的成熟在过程 中完成。在过程④的培养基中含有葡萄糖,其作用是 。为筛选出具有优良性状的母牛,过程⑤前应鉴定胚胎的 。子代母牛的优良性状与过程 的基因重组有关。 (3)为了提高已有胚胎的利用率,可采用 技术。 答案 (20分)(1)生长发育或胚胎发育 隐性 ♂A×♀C 1/8 (2)获能或增强活力 ③ 供能 性别、高产奶和适应生长的基因 ② (3)胚胎分割解析 (1)由于B是具有适宜本地生长基因的纯合子,故选择B作为母本,可使胚胎在母体内正常生长发育。让B与纯合的具有高产奶基因的A杂交得到C,C中的母牛的产奶量并未提高,可推知高产奶是隐性性状,而C为杂合子。因引进的是含高产奶基因的纯种公牛,故可选用♂A×♀C杂交组合,后代中高产奶且适宜本地生长的母牛的概率为1/2×1/2×1/2=1/8。(2)精子需进行获能处理,才能具有受精能力。卵子的成熟在受精过程(过程③)中完成。胚胎培养中,葡萄糖的作用是提供能量。为筛选出具有优良性状的母牛,在胚胎移植前应鉴定胚胎的性别、高产奶和适应生长的基因。经过过程②的基因重组产生同时含有高产奶基因和适应本地生长基因的卵细胞,是后代出现高产奶且适宜本地生长母牛的前提。(3)可通过胚胎分割技术提高已有胚胎的利用率。25.(2014福建理综,33,10分)Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图:
(1)步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的 。 (2)步骤②中,重组胚胎培养到 期时,可从其内细胞团分离出ES细胞。 (3)步骤③中,需要构建含有Rag2基因的表达载体。可以根据Rag2基因的 设计引物,利用PCR技术扩增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体,所选择的表达载体上应具有 酶的酶切位点。(4)为检测Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的 ,用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。 答案 (1)细胞核(2)囊胚(3)核苷酸序列 HindⅢ和PstⅠ(4)蛋白质解析 (1)核移植是把体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中。(2)囊胚期才有内细胞团。(3)可根据目的基因的核苷酸序列设计引物,要把目的基因和表达载体直接连接,目的基因和表达载体应具有相同酶的酶切位点。(4)欲检测Rag2基因的表达情况,需提取治疗后小鼠骨髓细胞的蛋白质,进行抗原—抗体杂交实验。26.(2013福建理综,33,10分)克隆猪成功率较低,与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。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:(1)图中重组细胞的细胞核来自 细胞,早期胚胎移入受体子宫后继续发育,经桑椹胚、囊胚和 胚最终发育为克隆猪。 (2)在PCR过程中可检测出cDNA中Bcl-2cDNA的分子数,进而计算总mRNA中Bcl-2mRNA的分子数,从而反映出Bcl-2基因的转录水平。①图中X表示 过程。 ②从基因组数据库中查询Bcl-2mRNA的核苷酸序列,以便根据这一序列设计合成 用于PCR扩增,PCR扩增过程第一轮循环的模板是 。 答案 (1)体原肠 (2)①反转录②引物Bcl-2cDNA解析 (1)图中重组细胞的细胞核来自良种猪的体细胞,胚胎发育过程中囊胚继续发育形成原肠胚。(2)以mRNA为模板形成DNA的过程为反转录(或逆转录)。PCR扩增的前提是需要有一段已知的核苷酸片段,以便根据这一序列合成引物。图示可知,PCR扩增过程第一轮循环的模板是以mRNA为模板反转录形成的cDNA,因引物是依据Bcl-2mRNA的核苷酸序列合成,故模板实际是其中的Bcl-2cDNA。
试题点评本题通过胚胎工程和基因工程的综合知识,主要考查学生对基础知识的识记和理解应用能力。27.(2012山东理综,35,8分)毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。(1)过程①中最常用的运载工具是 ,所需要的酶是限制酶和 。 (2)在过程②中,用 处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中,将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中,CO2的作用是 。 (3)在过程③中,用 处理以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行 处理。 (4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是 。在胚胎移植前,通过 技术可获得较多胚胎。 答案 (1)质粒 DNA连接酶(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 维持培养基(液)的pH(3)促性腺激素(或促滤泡素,孕马血清) 去核(4)(早期)胚胎培养 胚胎分割解析 此题综合考查基因工程、细胞工程、胚胎工程等知识。(1)构建基因表达载体时,一般需用同一种限制酶切割目的基因和载体,以产生相同黏性末端,并用DNA连接酶连接成重组表达载体。常用的载体是质粒。(2)利用胰蛋白酶或胶原蛋白酶可将动物组织分散成单个细胞。动物细胞培养时,需将细胞置于5%CO2的气体环境中,CO2的作用是维持培养液的pH。(3)运用超数排卵法可获得更多的卵母细胞,常用的激素是促性腺激素或促滤泡素。成熟卵细胞在核移植前要进行去核处理。(4)核移植时获得的重组细胞经过早期胚胎培养,可以获得早期胚胎。为获得更多胚胎,可以使用胚胎分割法。28.(2011福建理综,32,10分)一对表现型正常的夫妇,生了一个镰刀型细胞贫血症(常染色体隐性遗传病)患儿。在他们欲生育第二胎时,发现妻子的双侧输卵管完全堵塞,不能完成体内受精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断,过程如图。请回答:(1)过程①是指在体外进行的 处理,从而使精子与卵子结合形成受精卵;过程②称为 。
(2)在对胎儿进行镰刀型细胞贫血症的产前基因诊断时,要先从羊水中的胎儿细胞提取物质③ 进行PCR扩增,然后用MstⅡ对扩增产物进行切割,产生多个片段的酶切产物。据此判断,MstⅡ是一种 酶。 (3)不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同,形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如④,据此判断该胎儿为 (正常/患者/携带者)。 答案 (1)精子获能 胚胎移植(2)DNA 限制性核酸内切(3)正常解析 分析题中过程图可发现:过程①指的是精子获能处理,②则代表胚胎移植;在产前基因诊断时,要先从羊水中的胎儿细胞提取DNA进行PCR扩增,然后用限制性核酸内切酶MstⅡ进行切割,以得到多种不同长度的酶切产物(基因);分析电泳带谱可判断,胎儿不含致病基因,表现应该正常。【3年模拟】时间:30分钟 分值:30分一、单项选择题(每小题2分,共16分)1.(2021届山东菏泽月考,14)如图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程。下列分析错误的是( )A.①过程需用纤维素酶和果胶酶的混合物处理B.②过程能定向诱导原生质体产生具有优良性状的突变C.通过①③过程叶肉细胞失去了其特有的结构和功能D.④过程需用适宜配比的生长素和细胞分裂素处理答案 B 2.(2020山东泰安4月联考,12)对制备单克隆抗体与培育番茄—马铃薯的共同点表述不正确的是( )A.都利用了细胞膜的流动性B.都可以用电融合法促融C.培养环境中都需要有适量的二氧化碳D.都需要用适宜种类的激素处理答案 D 3.(2020山东等级考模拟,14)下列关于单克隆抗体制备的说法,正确的是( )A.将特定抗原注射到小鼠体内,可以从小鼠血清中获得单克隆抗体B.经特定抗原免疫过的B淋巴细胞在体外培养时可分泌单克隆抗体C.诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后,发生融合的细胞均为杂交瘤细胞D.筛选出杂交瘤细胞后,需利用特定抗原再次筛选分泌单克隆抗体的细胞答案 D 4.(2020山东德州一模,20)抗PD-L1单克隆抗体能与癌细胞膜表面的PD-L1特异性结合,因而具有治疗某些癌症的作用。如图是制备抗PD-L1单克隆抗体的示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.在分离B淋巴细胞前,需要对小鼠注射PD-L1进行免疫B.多孔玻璃板中的细胞为B淋巴细胞和鼠瘤细胞的融合细胞C.图中细胞集落a~d既能大量繁殖,又能产生抗体D.图中细胞集落a可用于扩大化培养生产抗PD-L1单克隆抗体答案 B 5.(2020山东烟台一模,13)随着科学的发展和人们对生命科学的深入探索,生物科学技术会为人类的繁荣进步做出更大的贡献。下列关于生物科学技术的有关叙述,正确的是( )A.在植物体细胞杂交中,可采用质壁分离实验检测制备的原生质体的活性情况B.在生产单克隆抗体的过程中,不需要考虑B淋巴细胞和骨髓瘤细胞之间的免疫排斥C.利用动物体细胞核移植的方法得到克隆动物是培育新物种的一种方式D.设计试管婴儿涉及体内受精、胚胎移植等技术答案 B 6.(2020山东聊城一模,14)2018年中科院神经科学研究所攻克了克隆灵长类动物这一世界难题,首次成功以体细胞克隆出了两只猕猴——“中中”和“华华”,流程如图。下列相关叙述错误的是( )A.采集的卵母细胞应该培养到MⅡ期B.过程①操作一般不晚于囊胚期C.克隆猴的性状与核供体性状完全相同D.克隆猴的成功说明动物体细胞的细胞核具有全能性答案 C 7.(2020山东聊城开学检测,14)2019年1月24日,我国科学家宣布世界首批疾病克隆猴——5只生物节律紊乱体细胞克隆猴在中国诞生,开启了克隆猴模型应用于生命科学研究的“春天”。科学家采集了一只一岁半的、睡眠紊乱最明显的BMAL1(生物节律基因)敲除猴A6的体细胞,通过体细胞核移植技术,获得了5只克隆猴,这是国际上首次成功构建一批遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型。下列相关叙述错误的是 ( )A.体细胞核移植依据的原理是动物细胞的细胞核的全能性B.5只克隆猕猴细胞核基因型与核供体细胞完全一致C.体细胞核移植需用取自新鲜卵巢的卵母细胞直接作受体细胞D.该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的不足答案 C 8.(2020山东菏泽一模,14)2020年初,荷兰某研究所利用蛇干细胞培养出可分泌毒液的蛇毒腺微型组织,让毒素的获取途径更加安全和简单。下列叙述正确的是( )A.培养蛇干细胞时O2的作用是维持培养液pH的稳定B.蛇毒腺微型组织基因的表达与蛇干细胞不完全相同C.利用蛇干细胞的大量增殖即可获得大量分泌毒液的细胞D.培养蛇毒腺微型组织与哺乳动物细胞培养的条件完全相同答案 B
二、不定项选择题(每小题3分,共3分)9.(2020山东聊城一中4月线上模拟,20)如图为细胞或原生质体融合的简略过程。下列相关叙述中正确的是( )A.如果a和b分别是白菜和甘蓝的体细胞,则需要用纤维素酶和果胶酶处理这两种细胞B.如果d经分裂分化形成的是有性杂交后代,则a和b融合形成d的过程是受精作用C.如果培养d可得到单克隆抗体,则细胞d既能无限增殖也能产生抗体D.将d培养成体细胞杂交植株的过程可以说明植物细胞具有全能性答案 ABCD 三、非选择题(共11分)10.(2020山东日照一模,25)(11分)神经纤毛蛋白-1(NRP-1)能在肿瘤细胞内表达,是血管内皮生长因子家族成员的受体,通过参与多种信号转导来促进肿瘤血管的生成。研究人员从肿瘤细胞中扩增出NRP-1基因并用其导入大肠杆菌体内进行培养,分离提纯相应NRP-1,并用其免疫小鼠,以制备抗NRP-1的单克隆抗体(NRP-1MAb)。分析回答下列问题:(1)利用PCR技术可以从肿瘤细胞的基因组中分离扩增得到完整的NRP基因,其原因是 。 将扩增后的目的基因构建成表达载体后,导入用 处理的大肠杆菌体内完成转化。 (2)研究人员将免疫小鼠的脾中的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,用特定的选择培养基进行筛选,在该培养基上不能存活的是 。 选取检测抗体阳性的杂交瘤细胞进行体外培养时需要的气体环境是 。 (3)为进一步确定NRP-1MAb靶向治疗时的用药方式,研究人员将直肠癌组织块制成单细胞悬液,等量注入4组裸鼠右前腋下,接种后3天开始施加NRP-1MAb,每隔10天给药1次,共4次。给药后测算一次肿瘤体积,结果如图所示:分析上图可以得出的结论是 。 根据实验结果,请给出使用NRP-1MAb进行靶向治疗癌症时的临床建议: 。 答案 (1)使用与NRP-1基因两端特异性结合的引物可以从模板DNA中扩增出该基因 Ca2+ (2)B淋巴细胞、骨髓瘤细胞、B淋巴细胞与B淋巴细胞融合的细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合的细胞 95%的空气和5%的CO2 (3)NRP-1MAb能有效降低肿瘤的体积,中、高剂量抗体的降低效果比低剂量的更显著 使用中剂量给药
