专题25 细胞工程专题检测A组一、选择题1.(2020北京三月适应性考试,13)番茄根尖经过植物组织培养过程可以获得完整的番茄植株,有关此过程的叙述错误的是( )A.此过程中发生了细胞的脱分化、再分化B.植物激素在此过程中起调节作用C.此过程中若发生杂菌污染则难以获得目的植株D.根尖细胞最终发育为无叶绿体的植株答案 D 植物组织培养过程中,外植体经脱分化形成愈伤组织,愈伤组织经再分化形成胚状体,再继续分裂分化为完整植株,A正确;植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,而细胞具有全能性的原因是细胞内含有全套的遗传物质,根尖细胞虽然无叶绿体,但是含有控制叶绿体合成的基因,因此无叶绿体的根尖细胞依然可以发育成含有叶绿体的绿色植株,D错误;植物生长发育过程中需要植物激素的调节,因此在培养基中需要加入细胞分裂素和生长素,B正确;植物组织培养过程中需要做到严格无菌,一旦发生了杂菌污染,则会影响目的植株正常生长,C正确。2.(2019北京海淀期中,14)以二倍体兰花花药为外植体,经植物组织培养过程获得兰花植株,下列相关叙述不正确的是( )A.为防止杂菌污染,①②③过程要进行严格的无菌操作B.②过程需在培养基中添加多种植物激素以利于再分化C.该育种过程体现了细胞的全能性D.经④过程形成的植株中可筛选获得纯合的二倍体答案 B ②过程需在培养基中添加多种植物激素以利于脱分化形成愈伤组织,B选项错误;因为用秋水仙素处理了花药的愈伤组织,使染色体加倍,故经④过程形成的植株中可筛选获得纯合的二倍体,体现了细胞的全能性,C、D选项正确;为防止杂菌污染,①②③过程要进行严格的无菌操作,A选项正确。3.(2020北京门头沟一模,13)制备单克隆抗体过程中,下列与杂交瘤细胞的获取相关叙述中正确的是( )A.可利用振动、电刺激等物理方法直接诱导细胞融合B.可利用细胞中染色体的数目和形态筛选杂交瘤细胞C.利用了细胞增殖、细胞膜流动性和基因重组等原理D.利用选择培养基筛选的杂交瘤细胞可直接生产单抗答案 A 本题主要考查单克隆抗体制备流程及相关操作、原理等基础知识,以及考生对于相关知识点的内在联系的把握,体现了科学思维素养中归纳与概括要素。诱导动物细胞融合的方法:物理方法有离心、振动、电刺激,化学方法有聚乙二醇(PEG),生物方法有灭活的病毒,A正确;若利用细胞中染色体的数目和形态筛选,则需要对细胞进行解离、漂洗、染色、制片等处理,细胞已死亡,而单抗制备需要活的杂交瘤细胞,B错误;单抗制备过程中,诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合(动物细胞融合技术)利用的原理为细胞膜的流动性,杂交瘤细胞体外大规模培养(动物细胞培养技术)利用的原理为细胞
增殖,两者都没有用到基因重组原理,C错误;利用选择培养基筛选的杂交瘤细胞,还需要进行专一抗体阳性检测及克隆化培养后才可以生产单抗,D错误。4.(2020北京西城一模,15)为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞染色体丢失的问题,研究者在单克隆抗体的制备过程中增加了一个步骤,如图所示。除抗原刺激外,用EBV(一种病毒颗粒)感染动物B淋巴细胞,并使之成为“染色体核型稳定”的细胞株。这样的细胞株能够在HAT培养基中存活,但对乌本苷(Oua)敏感。下列相关分析不合理的是( )A.杂交瘤细胞染色体丢失可能导致抗体产生能力下降B.B淋巴细胞来源于抗原刺激后动物的淋巴结和脾脏等C.骨髓瘤细胞应该无法在HAT选择培养基中存活D.杂交瘤细胞具有持续产生抗EBV抗体的能力答案 D 基因表达可能会受到其他相关基因的调控,因此杂交瘤细胞染色体丢失可能导致相关基因丢失,从而使抗体产生能力下降,A正确;单抗制备过程中的B淋巴细胞是经过特定抗原免疫之后的B淋巴细胞,可以产生对应的抗体,可以存在于淋巴结、脾脏等免疫器官中,因此可以从抗原刺激后动物的淋巴结和脾脏等处分离出B淋巴细胞用于制备单抗,B正确;由图可知,经HAT培养基筛选后骨髓瘤细胞死亡,因此骨髓瘤细胞应该无法在HAT选择培养基中存活,C正确;由题干信息可知,EBV的作用是使B淋巴细胞成为“染色体核型稳定”的细胞株,而不是作为抗原,因此杂交瘤细胞并不会具有持续产生抗EBV抗体的能力,D错误。5.(2020北京三月适应性考试,14)下列关于单克隆抗体制备过程的叙述,错误的是( )A.获得B细胞之前需给动物注射特定的抗原B.分离出的B细胞应与骨髓瘤细胞融合C.需要从融合的细胞中筛选出杂交瘤细胞D.得到的所有杂交瘤细胞产生的抗体均相同答案 D 本题以单克隆抗体制备过程为载体,主要考查科学思维素养中的归纳与概括要素。想获得某种特定抗体时,需要将特定的抗原注射到小鼠体内并获得对应的免疫过的B细胞,A正确;B细胞只能产生单一性抗体,无增殖能力,而骨髓瘤细胞有无限增殖能力,但不能产生单一抗体,若想获得既能产生单一抗体,又能无限增殖的细胞,需要将分离出的B细胞与骨髓瘤细胞诱导融合,而融合后的细胞情况有五种:单独B细胞、单独骨髓瘤细胞、B细胞和B细胞融合、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合、B细胞和骨髓瘤细胞融合(杂交瘤细胞),因此需要利用选择培养基进行第一次筛选,获得杂交瘤细胞,杂交瘤细胞有一些不能产生抗体,有一些产生的不是所需的抗体,因此需要利用抗原—抗体杂交技术进行第二次筛选,筛选出能产生目的抗体的杂交瘤细胞,进而扩大培养,获得更多的单抗,B、C正确,D错误。6.(2020北京门头沟一模,15)下列有关生物技术工程的说法正确的是( ) A.动物细胞培养所用的液体培养基需要高压蒸汽灭菌B.PCR体系中应该加入解旋酶和耐高温的DNA聚合酶C.核移植获得的克隆动物只具有供体亲本的遗传性状D.植物组织培养培养到愈伤组织即可获得细胞分泌物
答案 D 动物细胞培养所用的液体培养基中需要加入动物血清、血浆等天然成分,动物血清和血浆中的蛋白质等经高温处理后就会失活,因此不可用高压蒸汽灭菌,而要进行过滤除菌,还需要加入抗生素,防止杂菌污染,A错误;PCR扩增过程为高温变性、低温复性、中温延伸,由于高温可以使DNA碱基对之间的氢键断裂,双链解旋为单链,因此不用加入解旋酶,但应加入耐高温的DNA聚合酶,催化DNA子链的形成,B错误;克隆动物的遗传物质包括来自供体亲本的细胞核遗传物质和来自受体亲本的细胞质遗传物质,C错误;植物组织培养技术的应用之一是获得细胞产物,此时只需要将外植体经脱分化培养成愈伤组织,因为愈伤组织分裂旺盛,可以获得较多的细胞,从而获得较多的细胞分泌物,D正确。二、非选择题7.(2020北京密云一模,21)中国科学家成功培育出全球首个体细胞克隆猴“中中”和“华华”。体细胞克隆猴的培育过程如图所示。(15分)(1)据图可知,克隆猴培育过程用到了 、 、 和动物细胞核移植技术。体细胞核移植技术的难度明显高于胚胎细胞核移植技术,原因是体细胞 程度高,很难表现出全能性。 (2)上述实验核移植的受体一般选用A猴减数第二次分裂中期的 ,原因是细胞体积大、易操作、营养物质丰富且含有促进 表达的物质。 (3)图中Y表示 过程。若将代孕母猴换成代孕母羊,则不能顺利生出克隆猴,原因是 , 导致胚胎死亡。(4)克隆猴的成功为阿尔茨海默症、自闭症等脑疾病以及免疫缺陷、肿瘤等疾病机理研究、干预、诊治带来前所未有的光明前景。与以往用普通猴子做实验相比,克隆猴作为实验动物模型的两大优势是① ; ② 。 答案 (1)动物细胞培养 胚胎移植 早期胚胎培养 分化 (2)(次级)卵母细胞 细胞核全能性 (3)胚胎移植 代孕母羊会对移入其子宫内的猴的克隆胚胎产生免疫排斥反应 (4)①体细胞克隆猴遗传背景相同,避免个体间差异对实验的干扰,大大减少实验动物的使用数量 ②体细胞克隆猴制备时间缩短,基因编辑等可在体外培养的细胞中进行解析 (1)据图可知,从B猴体内分离得到的细胞进行体外培养获得供体细胞,该过程涉及动物细胞培养技术;从A猴中获得卵母细胞并去核后,获得无核卵母细胞,随后诱导供体细胞和无核卵母细胞融合获得融合细胞,该过程涉及动物细胞核移植技术;将融合细胞经体外培养获得克隆胚胎,
该过程为早期胚胎培养技术;将获得的克隆胚胎植入代孕母猴的子宫内,最终获得体细胞克隆猴,该过程涉及胚胎移植技术。相比于胚胎细胞,体细胞为高度分化的细胞,很难表达出全能性。(2)从雌性动物体内获得的并不是卵细胞,而是处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞。将来自体细胞的细胞核转入去核的卵母细胞中,由于去核卵母细胞的细胞质中存在丰富的营养物质以及刺激细胞核全能性表达的物质存在,因此重组细胞会分裂和分化形成早期胚胎,最终获得动物个体。(3)Y过程是将克隆胚胎转入代孕母猴,属于胚胎移植过程,由于代孕母猴和供卵雌猴预先经雌激素处理同期发情,使得代孕母猴并不会对同种胚胎产生免疫应答,这为胚胎移植的成功提供了理论基础。若将猴的克隆胚胎导入代孕母羊,由于存在种属差异,代孕母羊的免疫系统会将猴的克隆胚胎识别为抗原,产生免疫排斥反应,造成胚胎死亡。(4)克隆猴和普通猴子相比,遗传背景基本相同,可降低实验中猴子自身遗传背景及个体间差异等其他因素对实验的干扰,大大减少实验动物的使用量;同时在实验过程中,克隆猴技术相对成熟,可打破原有生殖限制,再结合超数排卵及胚胎分割技术,使得短时间制备一定数量的克隆猴成为可能,有利于实验的进行及重复,对重组细胞及早期胚胎可在细胞水平上进行操作,使得基因编辑等操作更容易进行。8.(2020北京密云期末)(11分)马铃薯是一种分布广泛、适应性强、产量高、营养价值丰富的粮食和经济作物。培育脱毒和抗毒的马铃薯品种是解决马铃薯质量退化和产量下降的有效方法。(1)马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒,茎尖离体培养大致过程如图1所示,马铃薯茎尖外植体大小对苗的脱毒率和成活率的影响如图2所示。请回答问题:①依图1分析,马铃薯脱毒苗培养依据的主要原理是 。将微茎尖接种在添加有 等植物激素的培养基中,经过 和 完成组织培养过程,获得试管苗。对脱毒苗进行病毒检测时,可采用 方法检测病毒的蛋白质,也可以采用 方法检测病毒的基因。 ②由图2可知,茎尖越小, ,因此大小为 mm的茎尖外植体适宜马铃薯脱毒苗的培养。 (2)研究表明将感染马铃薯的病毒(遗传物质是DNA)的蛋白质外壳基因导入马铃薯体内可以获得抗病毒的植株。①简述将马铃薯病毒的蛋白质外壳基因转入马铃薯基因组中,获得抗病毒马铃薯的基本过程。②在个体水平鉴定马铃薯植株是否具有抗病毒特性的方法是 ,观察其生长状况。 答案 (除注明外,每空1分)(1)①植物细胞的全能性 生长素和细胞分裂素 脱分化 再分化 抗原—抗体杂交 DNA分子杂交 ②脱毒率越高,成苗率越低 0.27 (2)①将马铃薯病毒的蛋白质外壳基因导入马铃薯细胞内一般采用农杆菌转化法,先将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA上,构建出表达载体后,将其导入马铃薯受体细胞,筛选出抗病毒马铃薯细胞后,再通过植物组织培养技术将马铃薯细胞培养成完整植株。(2分) ②将相应的马铃薯病毒接种到马铃薯植株上解析 (1)①马铃薯脱毒苗培养依据的主要原理是植物细胞的全能性。植物组织培养的培养基中添加生长素和细胞分裂素等植物激素,可诱导离体细胞经过脱分化和再分化完成组织培养过程,从而形成脱毒苗。为检测脱毒苗的质量,可采用抗原—抗体杂交的方法检测病毒的蛋白质,也可以采用DNA
分子杂交的方法检测病毒的基因。②由图2数据分析可知,茎尖越小,脱毒率越高,成苗率越低。当茎尖外植体的大小为0.27mm时,脱毒率和成苗率均较高,因此大小为0.27mm的茎尖外植体适宜马铃薯脱毒苗的培养。(2)①将马铃薯病毒的蛋白质外壳基因导入马铃薯细胞内一般采用农杆菌转化法,该方法先将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA上,然后通过农杆菌的转化作用,使目的基因进入植物细胞并插入植物细胞的染色体上。导入农杆菌时,首先要构建基因表达载体,需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶,然后用Ca2+处理农杆菌,使之转变为感受态,然后将它们在缓冲液中混合培养以完成转化过程。构建出基因表达载体后,将其导入马铃薯受体细胞,筛选出成功转化的马铃薯细胞后,再通过植物组织培养技术将马铃薯细胞培养成完整植株。②在个体生物学水平鉴定马铃薯植株是否具有抗病毒特性的方法是将相应的马铃薯病毒接种到马铃薯植株上,观察其生长状况。9.(2019北京朝阳期末,21)间充质干细胞是一种多能干细胞,在组织损伤修复领域有较广泛的应用;成纤维细胞、肌成纤维细胞在创面愈合过程中起重要作用;科研人员对皮肤的创面愈合与细胞之间的相互作用做了以下研究。(14分)(1)由皮肤成纤维细胞转变而来的肌成纤维细胞能以 的形式向细胞外分泌胶原纤维、纤维连接蛋白等蛋白质。在创面愈合过程中,肌成纤维细胞生成过度会造成瘢痕的增生。 (2)间充质干细胞可以产生外泌体(由细胞产生并分泌到细胞外的囊泡),外泌体是由 (成分)构成的生物膜包裹着内部的蛋白质和RNA等物质组成的。 (3)以无胸腺裸鼠为实验材料,进行如下实验。实验一:将背部皮肤有创伤的若干裸鼠平均分为三组,处理方法及一段时间后检测结果如表所示。组别向创面皮下四周注射的物质观察皮肤创面愈合情况检测αSMA表达量1缓冲液伤口直径大,瘢痕大+++2间充质干细胞+缓冲液伤口直径小,瘢痕小+3间充质干细胞外泌体+缓冲液伤口直径小,瘢痕小+注:αSMA是肌成纤维细胞的标志产物。从上述实验结果可以推测,间充质干细胞通过分泌 加快创面愈合,同时 成纤维细胞向肌成纤维细胞转变。 实验二:研究间充质干细胞外泌体对皮肤创面影响的机理。研究人员检测不同物质对成纤维细胞增殖能力的影响并通过划痕实验(原理如图所示)检测不同物质对成纤维细胞迁移能力的影响。一段时间后,结果如表所示。组别向创面皮下四周注射的物质对成纤维细胞增殖能力的影响划痕距离4缓冲液4.815间充质干细胞外泌体+缓冲液9.50.56去除外泌体和间充质干细胞的培养基+缓冲液5.01①上述实验中,组别6的作用是排除 。 ②综合实验一、二,可以看出间充质干细胞外泌体促进伤口愈合且皮肤瘢痕较小的原因是
。 (4)用绿色染料标记外泌体与成纤维细胞混合12小时后发现,绿色标记出现在成纤维细胞内部,表明 。 (5)外泌体中含有多种物质,确定外泌体中发挥作用的关键物质的实验思路是 ,以利于更进一步地深入研究。 答案 (1)胞吐 (2)磷脂、蛋白质、糖类、胆固醇 (3)外泌体 抑制 ①培养基中的固有成分和间充质干细胞的非外泌体分泌物对实验的影响 ②增强成纤维细胞的增殖能力和迁移能力,同时抑制成纤维细胞向肌成纤维细胞的转变 (4)外泌体进入成纤维细胞内部(发挥相关作用) (5)将外泌体中的物质分离提纯,分别观察它们的作用解析 (1)根据题目信息,胶原纤维和纤维连接蛋白都属于大分子的蛋白质类物质,细胞分泌大分子物质的方式为胞吐。(2)根据膜结构的流动镶嵌模型可知,动物细胞生物膜的组成成分包括磷脂、蛋白质、糖类、胆固醇等物质。(3)实验一:结合题目和表格信息可知,本实验的自变量是是否加入间充质干细胞(或其分泌的外泌体),因变量为皮肤创面愈合情况和αSMA表达量(肌成纤维细胞的标志产物)。实验结果显示:加入间充质干细胞外泌体与加入间充质干细胞结果一致,都可使伤口直径小,瘢痕小,由此推测间充质干细胞通过分泌外泌体来加快创面愈合,又因为实验组同时使αSMA表达量(肌成纤维细胞的标志产物)降低,说明外泌体同时抑制了成纤维细胞向肌成纤维细胞的转变。实验二:①根据组别6的处理“去除外泌体和间充质干细胞”可知,其目的是排除培养基中的固有成分及间充质干细胞外泌体以外的其他分泌物对实验结果造成的干扰。②根据实验一可得出“外泌体可促进创面愈合,抑制成纤维细胞向肌成纤维细胞的转化”;根据实验二可进一步得出“外泌体可增强成纤维细胞增殖、迁移能力,从而加速创面愈合”;综上所述,外泌体可增强成纤维细胞的增殖和迁移能力,同时抑制成纤维细胞向肌成纤维细胞的转变,从而促进伤口愈合,且愈合后瘢痕较小。(4)根据题目信息可知,用来标记外泌体的绿色染料会出现在成纤维细胞内部,表明外泌体是进入成纤维细胞内部发挥相关作用的。(5)外泌体中含有多种物质,要确定发挥作用的关键物质,必须将各种物质分离提纯,依次进行实验,根据实验结果来确定发挥作用的关键物质。10.(2020北京朝阳二模,16)免疫脂质体是将抗体通过聚合物结合在脂质体(双层磷脂分子构成)上构建而成的,它利用抗体特异性靶向作用,与肿瘤细胞表面的抗原结合,将脂质体包裹的药物送达病灶部位,这为乳腺癌的治疗提供了一种新途径。(16分)(1)人类表皮生长因子受体-2(HER2)基因在乳腺癌发生早期具有高表达现象,提高了乳腺癌细胞的转移潜能。研究人员将HER2作为 刺激小鼠产生免疫反应。获取免疫细胞后,利用 技术制备单克隆抗体TMAB,其通过阻断 在HER2上的附着,产生抗肿瘤的效应。 (2)阿霉素是一种脂溶性小分子,可通过 方式进入细胞,抑制细胞增殖,但其毒副作用较大,利用脂质体将其包裹,通过缓释可以降低药物对机体的毒副作用。 (3)研究者将TMAB与包含阿霉素的脂质体融合,制备出新型的抗乳腺癌药物阿霉素免疫脂质体。为确认阿霉素免疫脂质体的靶向性,研究者设计以下实验,并测定了各组阿霉素进入细胞的量。组别阿霉素脂质体阿霉素免疫脂质体HER2基因高表达的乳腺癌细胞a细胞①+-+-②-++-③+--+④-+-+注:+表示添加;-表示不添加实验中利用的a细胞是 细胞,若 ,说明阿霉素免疫脂质体具有靶向性。 答案 (1)抗原 动物细胞融合 人类表皮生长因子 (2)自由扩散 (3)HER2基因不(低)表达的乳腺癌 第②组的阿霉素进入细胞的量明显高于其他组解析 (1)人类表皮生长因子受体-2(HER2)基因在乳腺癌发生早期具有高表达现象,提高了乳腺癌细胞的转移潜能,要通过制备单克隆抗体结合HER2,使表皮生长因子不能作用于乳腺癌细胞,
以达到抗肿瘤的目的。制备过程:将人类表皮生长因子受体-2(HER2)作为抗原刺激小鼠,使小鼠产生免疫反应;获取已免疫的B淋巴细胞(浆细胞)后,将其与骨髓瘤细胞诱导融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,再利用抗原—抗体阳性检测筛选出既能无限增殖又能产生专一抗体(即单克隆抗体TMAB)的特定杂交瘤细胞;然后将该特定杂交瘤细胞进行体外或体内克隆化培养,进而获得大量的单克隆抗体TMAB;获得的单克隆抗体TMAB可以特异性结合HER2,阻断了人类表皮生长因子在HER2上的附着,进而产生抗肿瘤的效应。(2)细胞膜的基本支架由磷脂双分子层构成,根据相似相溶原理,脂溶性小分子阿霉素进入细胞的方式为自由扩散。(3)该实验的目的为探究阿霉素免疫脂质体的靶向性,即阿霉素免疫脂质体能否特异性进入HER2基因高表达的乳腺癌细胞而不进入HER2基因低表达或不表达的乳腺癌细胞,所以a细胞应为HER2基因低表达或不表达的乳腺癌细胞,故第②组为实验组,第①③④组为对照组,若阿霉素免疫脂质体具有靶向性,则第②组的阿霉素进入HER2基因高表达的乳腺癌细胞的量应明显高于其他组。专题检测B组一、选择题1.(2018北京海淀期中,16)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。下列相关叙述不正确的是( )A.以绿色叶片和白色花瓣作为外植体,进行组织培养均能获得试管苗B.外植体脱分化培养成愈伤组织的过程,需要植物生长调节剂的处理C.若用某一细胞进行组织培养,该细胞必须有完整的细胞核和叶绿体D.选用花粉粒进行组织培养,不能获得与原植株基因型相同的植物体答案 C 绿色叶片和白色花瓣的细胞含有该物种全套的遗传物质,具有全能性,能通过植物组织培养获得试管苗,A选项正确;外植体脱分化过程需要一定比例的生长素和细胞分裂素,B选项正确;外植体不一定需要有叶绿体,C选项错误;花粉粒离体培养获得单倍体植株,其与原植株基因型不同,D选项正确。易混易错 花粉粒作为外植体进行植物组织培养,获得的是单倍体植株。2.(2020北京密云一模,14)新疆野生油菜(P1)具有低芥酸、抗病虫等特性,为了改良甘蓝型油菜(P2),研究人员将两种植物的体细胞进行融合获得了杂种植物F1,然后加入一对引物进行PCR鉴定,结果如图所示。下列叙述不正确的是( )A.用PEG可促进两个亲本的原生质体融合B.泳道M从下到上表示长短不同的DNA片段C.引物能与DNA上多个不同位点结合D.F1-2是具有低芥酸、抗病虫等特性的甘蓝型油菜答案 D 诱导原生质体融合的方法有物理方法(离心、振动、电刺激)和化学方法(聚乙二醇即PEG),故可用PEG促进两个亲本的原生质体融合,A正确;DNA电泳技术就是将不同片段长度的DNA分离开的技术,且DNA片段越长,DNA分子越大,其移动速率越慢,离点样孔越近,反之越远,因此,泳道M从下到上表示长短不同的DNA片段,B正确;引物是指根据目的基因的序列设计出来的与目的基因互补的一小段DNA或RNA,一般来说,一对引物组合只能扩增出一种DNA,即电泳结果为一个固定的条带,而结合题意“加入一对引物进行PCR”和图中电泳结果中“多个条带”可知,植物体内有多个基因存在与所加引物互补的碱基序列,从而被扩增出来,即引物能与DNA上多个不同位点结合,C正确;将F1-2和P1
电泳结果对比可知,F1-2中确实含有P1中的条带,即含有P1的基因,但也不能确定该基因就是控制低芥酸、抗病虫等特性的基因,D错误。3.(2018北京朝阳期末,15)实验人员利用矮牵牛(二倍体,2n=14)的红色花瓣细胞(液泡呈红色)与枸杞(四倍体,4n=48)叶肉细胞,制备了相应的原生质体,并诱导其融合,经筛选、培养获得杂种植株。下列有关叙述错误的是( )A.获得该杂种植株克服了远缘杂交不亲和的障碍B.可利用电激、离心等方法诱导原生质体融合C.可利用光学显微镜观察,筛选出杂种原生质体D.若原生质体均为两两融合,则融合后的细胞中染色体数目均为62条答案 D 原生质体均为两两融合的情况有三种,所以融合后的细胞中染色体数目可能为28条、96条或62条,D选项错误。矮牵牛的红色花瓣细胞与枸杞的叶肉细胞进行植物体细胞杂交,克服了远缘杂交不亲和的障碍,融合后的原生质体是可以通过显微镜观察鉴定的,A、C选项正确。可用电激、离心等方法诱导原生质体融合,B选项正确。4.(2020北京朝阳期中,15)驱蚊草含有香茅醛,能散发出一种特殊的柠檬型香气,从而达到驱蚊且对人体无害的效果。驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的。下列关于驱蚊草培育的叙述,错误的是( )A.驱蚊草的培育属于细胞工程育种,优点是克服了远缘杂交不亲和的障碍B.驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或电刺激等方法C.驱蚊草培育过程不同于植物组织培养,无细胞脱分化和再分化的过程D.驱蚊草培育利用了植物体细胞杂交技术,发生了染色体数目变异答案 C 根据题意可知天竺葵和香茅草属于不同种植物,具有生殖隔离,故不能通过有性生殖的办法(杂交)获得驱蚊草。所以驱蚊草的培育方法采用的是细胞工程育种中的植物体细胞杂交,其优点是可以打破生殖隔离的限制,克服远缘杂交不亲和的障碍,A正确;在植物体细胞杂交的过程中需要用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁获得原生质体,再应用一定的诱导方法如:化学法(聚乙二醇)、物理法(振动、离心、电刺激)等诱导植物原生质体融合,筛选后得到融合成功的杂种细胞,B正确;将筛选后的杂种细胞利用植物组织培养技术培育成植株,需经历脱分化和再分化过程,C错误;该杂种细胞是由天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合而形成的,染色体数目应该是天竺葵和香茅草两种植物细胞染色体数目之和,D正确。解题关键 考查了植物细胞工程、植物组织培养等知识,解答此题学生需要了解植物体细胞杂交的过程、原理及意义,同时要清楚植物体细胞杂交与普通杂交育种的区别。5.(2019北京朝阳期末,9)如图所示为利用玉米(2n=20)的幼苗芽尖细胞(基因型AaBb)进行实验的流程示意图。下列分析错误的是( )A.通常情况下,植株A的基因型是AaBbB.秋水仙素抑制着丝点分裂,使植株B含四个染色体组C.植株C是由配子发育而来的单倍体,基因型有4种可能D.获得幼苗1和2的过程可体现出体细胞和生殖细胞的全能性答案 B 本题主要以组培的应用之一单倍体育种为背景考查相关知识,重点考查考生综合运用知识解决问题的能力。
植株A是由玉米幼苗芽尖细胞经过植物组织培养形成的,该过程为无性生殖,细胞增殖方式为有丝分裂,基因型不发生改变,依然是AaBb,A正确;秋水仙素的作用机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,从而使染色体数目加倍,幼苗2是花粉离体培养得到的单倍体植株,含有一个染色体组,再经秋水仙素处理使染色体数目加倍后形成植株B,含有2个染色体组,B错误;②过程的花粉是由植株A(AaBb)产生的,基因型有AB、Ab、aB、ab四种,所以离体培养得到的植株C的基因型为AB、Ab、aB、ab中的一种,C正确;细胞全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能,玉米芽尖细胞为体细胞,花粉为生殖细胞,分别发育为完整个体幼苗1、幼苗2,可体现体细胞和生殖细胞的全能性,D正确。6.(2019北京丰台一模,5)用灭活的埃博拉病毒(EV)注射小鼠制备单克隆抗体。下列说法正确的是( )A.免疫后小鼠体内的B淋巴细胞可产生单克隆抗体B.可用果胶酶处理促进骨髓瘤细胞与B淋巴细胞的融合C.用选择培养基可筛选出产生特异性抗体的杂交瘤细胞D.制备的单克隆抗体可用于埃博拉病毒感染者的诊断和治疗答案 D 本题主要考查单克隆抗体制备流程以及应用。单克隆抗体是由杂交瘤细胞产生的,A错误;促进骨髓瘤细胞与B淋巴细胞的融合方法有物理方法(离心、振动、电激),化学方法(聚乙二醇),生物方法(灭活的病毒),而纤维素酶、果胶酶是用来去壁制备原生质体的,B错误;单克隆抗体制备过程中有两次筛选,第一次筛选是用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选是用抗原—抗体杂交技术筛选出可以产生特异性抗体的杂交瘤细胞,C错误;根据抗原—抗体杂交原理,制备的单克隆抗体可用于埃博拉病毒感染者的诊断和治疗,D正确。二、非选择题7.(2015四川理综,9,11分)将苏云金杆菌Bt蛋白的基因导入棉花细胞中,可获得抗棉铃虫的转基因棉,其过程如图所示(注:农杆菌中Ti质粒上只有T-DNA片段能转移到植物细胞中)。质粒中“Bt”代表“Bt基因”,“KmR”代表“卡那霉素抗性基因”(1)过程①需用同种 酶对含Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切。为将过程②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来,应使用 培养基。 (2)过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让 进入棉花细胞;除尽农杆菌后,还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养,目的是 。 (3)若过程④仅获得大量的根,则应在培养基中增加 以获得芽;部分接种在无激素培养基上的芽也能长根,原因是 。 (4)检验转基因棉的抗虫性状,常用方法是 。种植转基因抗虫棉能减少 的使用,以减轻环境污染。 答案 (1)限制性核酸内切(1分) 选择(1分)(2)T-DNA(1分) 筛选获得T-DNA片段的植物细胞(2分)(3)细胞分裂素浓度(1分) 芽顶端合成的生长素向基部运输,促进根的分化(2分)(4)投放棉铃虫(2分) 农药(1分)解析 本题以转基因抗虫棉为背景,主要考查基因工程的基本过程、植物组织培养过程中培养基成分、生长素运输特点等相关知识,体现了对科学思维素养中归纳与概括和科学探究素养中方案实施要素的考查。(1)同种限制酶切割质粒和含目的基因的DNA,可获得相同的末端,以构建基因表达载体。重组质粒含完整的卡那霉素抗性基因,故应使用含卡那霉素的选择培养基筛选含重组质粒的农杆菌。(2)实验过程中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养,其目的是利用含重组质粒的农杆菌将T-DNA导入棉花细胞中。除去农杆菌后在含卡那霉素的培养基上培养,
其目的是筛选出含有目的基因的棉花细胞。(3)培养基中生长素用量与细胞分裂素用量比值高时,利于根的分化,抑制芽的形成,反之,有利于芽的分化,抑制根的形成。因芽顶端可合成生长素,故接种在无激素的培养基上的芽也能长根。(4)可用投放棉铃虫的方法检测抗虫棉的抗虫效果。转基因抗虫棉的种植可减少农药使用量,从而减轻环境污染。8.(2013课标Ⅱ,40,15分)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)解析 本题主要考查植物细胞工程的相关知识。(1)植物体细胞杂交技术的流程是先用纤维素酶和果胶酶将植物细胞最外层的细胞壁去除,获得具有活力的原生质体,然后将甲、乙植物的原生质体用化学诱导剂诱导融合,形成融合细胞,再将融合细胞诱导脱分化,进一步培养形成愈伤组织,最后经过再分化形成完整的杂种植株。(2)在植物体细胞杂交过程中,甲、乙两种植物的二倍体体细胞融合为四倍体细胞,四倍体细胞经组织培养形成四倍体植株,此植物体细胞由于含有三个或三个以上的染色体组,因此属于多倍体。此四倍体由于含有2个甲植物的染色体组和2个乙植物的染色体组,故减数分裂时联会正常,可育;而甲、乙有性杂交的后代细胞中含1个甲植物的染色体组和1个乙植物的染色体组,减数分裂时联会紊乱,不可育。(3)可将经植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等材料用人工薄膜包装后制成人工种子,这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。易混易错 植物体细胞杂交与植物杂交假设甲(2n=18)、乙(2n=20),若让甲、乙进行体细胞杂交,其后代的染色体组成为两者染色体数目之和,即4n=38(18+20);若让甲、乙进行杂交,其后代是由两者的配子组合后形成的,其染色体组成为两者各一半染色体之和,即2n=19(9+10)。9.(2015安徽理综,31Ⅱ,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Ⅸ医用蛋白,其技术路线如图。(1)由过程①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 MⅡ中 (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
解析 (1)在基因工程中,构建基因表达载体后才能将目的基因导入受体细胞。(2)核移植技术选用的成熟卵母细胞处于减数第二次分裂中期(MⅡ中期),需去掉细胞核以保证得到的克隆动物的核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞。(3)胚胎移植时受体动物对移入的胚胎基本不发生免疫排斥反应,这为胚胎的存活提供了可能。(4)由于整合有目的基因的胎儿成纤维细胞具有增殖能力,可进行传代培养,因此理论上可利用动物细胞培养技术和核移植技术,获得无限个转基因绵羊。10.(2020江西南昌十中高三期末,12)美国新希望生殖医学中心张进团队于2016年10月19日在美国生殖医学学会会议上正式宣布,世界首个细胞核移植“三父母”男婴已于2016年4月诞生。如图是该男婴的培育过程示意图,请据图回答问题:(1)上述“三亲婴儿”的核DNA由母亲甲和父亲丙提供,质DNA由捐赠者乙提供。由此可见,“三亲婴儿”的意义在于可以避免子代 遗传病的发生。 (2)过程③在体外进行时需要对精子进行 处理,卵母细胞应处于MⅡ 期。 (3)过程④是早期胚胎培养,需将受精卵移入 继续培养。体外培养需要满足的条件有无毒无菌的环境、充足的营养、适宜的温度和pH,并置于 的混合气体的培养箱中进行培养。 (4)过程⑤是 技术,可以取 的滋养层细胞对移植前的胚胎进行性别鉴定,采用SRY—PCR的鉴定方法,在该PCR扩增过程中若消耗引物分子14个,则DNA扩增了 次。 答案 (1)细胞质DNA (2)获能 中 (3)发育培养液 含95%空气和5%CO2 (4)胚胎移植 囊胚期 3解析 (1)分析题图,题图中“三亲婴儿”由重组卵子与父亲丙产生的精子结合而成的受精卵发育而来,而重组卵子由母亲甲卵母细胞的细胞核与捐献者乙去核的卵母细胞重组而成。可见,该“三亲婴儿”的核DNA由母亲甲和父亲丙提供,质DNA由捐献者乙提供。由于线粒体(母方)来自捐献者乙的卵母细胞,因此“三亲婴儿”的意义在于可以避免子代细胞质DNA遗传病的发生。(2)③过程为体外受精,在体外进行时需要对精子进行获能处理。只有处于MⅡ中期的卵母细胞才具有受精能力,所以体外受精时,卵母细胞应处于MⅡ中期。(3)过程④是早期胚胎培养,需将受精卵移入发育培养液中继续培养。体外培养需要满足的条件包括无菌无毒的环境、充足的营养、适宜的温度和pH,并置于含95%空气与5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。(4)过程⑤是胚胎移植技术,可以取囊胚期的滋养层细胞对移植前的胚胎进行性别鉴定。在PCR扩增过程中,每个新形成的子链都含有一个引物,而PCR利用的是DNA双链复制的原理,依据DNA分子的半保留复制,若消耗引物分子14个时DNA扩增了n次,则有2n×2-2=14,解得n=3。
