2025屆高考生物一輪復(fù)習(xí)課后限時集訓(xùn)40細胞工程含解析新人教版

PAGE8-細胞工程(建議用時：40分鐘)1．開放式光自養(yǎng)微繁技術(shù)是無糖與開放相結(jié)合的組培方法，即在無糖組培的容器中，在開放培育環(huán)境下，向培育基中加入廣譜抑菌劑，省去嚴格的無菌操作，在提高組培效率的同時降低了生產(chǎn)成本，使更多植物實現(xiàn)組培產(chǎn)業(yè)化成為可能?；卮鹣铝袉栴}：(1)植物離體的細胞可通過脫分化形成__________________，其在肯定培育條件下可再分化出____________________，進而形成完整的植株，該過程實現(xiàn)的原理是____________________。(2)與傳統(tǒng)植物組織培育相比，開放式光自養(yǎng)微繁技術(shù)變更培育基成分，培育基中不再含有糖，而是以__________________作為碳源。(3)自養(yǎng)微繁技術(shù)中也須要植物激素的作用，當生長素含量高于細胞分裂素時，利于________的分化；當細胞分裂素含量高于生長素時，利于________的分化。(4)與常規(guī)的種子繁殖方法相比，植物微型繁殖技術(shù)的特點有____________________________________________________________________(答出兩點即可)。[解析](1)依據(jù)植物組織培育過程可知，植物細胞在離體條件下可通過脫分化形成愈傷組織，然后經(jīng)過再分化過程分化成幼根和芽，進而發(fā)育成完整個體。該過程主要依據(jù)的原理是植物細胞的全能性。(2)由于開放式光自養(yǎng)微繁技術(shù)是在開放培育環(huán)境下進行植物組織培育，植物可以進行光合作用，可以利用空氣中的CO2作為碳源合成糖類等能源物質(zhì)供植株利用，所以不須要在培育基中加入糖類等碳源。(3)植物組織培育技術(shù)在進行再分化培育時，培育基中生長素含量高于細胞分裂素時，利于植物根的分化；當細胞分裂素含量高于生長素時，利于植物芽的分化。利用培育基中激素比例的不同對細胞進行誘導(dǎo)分化，從而實現(xiàn)愈傷組織發(fā)育成完整植株的目的。(4)植物組織培育優(yōu)點有許多，比如占用空間小，不受地區(qū)、季節(jié)限制；可以用來培育脫毒作物；培育周期短，可以加快育種過程；可短時間大量繁殖，用于挽救瀕危植物；變異幾率低，可保持原母本的一切遺傳特性。[答案](1)愈傷組織幼根和芽植物細胞的全能性(2)CO2(3)根芽(4)能保持植物原有的遺傳特性、繁殖速度快2．下表表示高等動植物親代個體產(chǎn)生新個體的3種不同途徑，請據(jù)表分析并回答問題：生物途徑主要流程動植物甲親代個體→受精卵→胚→新個體植物乙親代個體→體細胞→胚狀體→新個體動物丙親代個體→核移植細胞→早期胚胎→新個體(1)甲、乙、丙途徑中屬于有性生殖的是________，三種途徑中由胚(胚狀體或早期胚胎)發(fā)育成新個體都須要經(jīng)過細胞的________________。(2)相比于甲，乙、丙途徑在應(yīng)用上的優(yōu)點是__________________。乙途徑依據(jù)的原理是____________________________，動物一般采納丙途徑而不采納乙途徑繁殖新個體的緣由是________________________________________。(3)丙途徑中，從早期胚胎→新個體的流程中還須要進行的生物工程技術(shù)是____________________。該途徑獲得的新個體與供核的親代個體性狀不完全相同的緣由是______________________________。(4)若從乙、丙途徑獲得的新個體中各取一小塊組織進行體外培育。下列敘述錯誤的有________(填字母)。a．前者需先用鹽酸解離，后者需先用胰蛋白酶處理b．前者培育基中一般加入蔗糖，后者一般加入葡萄糖c．前者培育過程須要持續(xù)光照，后者可在暗處培育d．兩者培育過程中均須要保證無菌條件防止雜菌污染[解析](1)甲表示動植物正常有性生殖的過程；乙表示植物組織培育產(chǎn)生新個體的過程，為無性繁殖；丙表示通過核移植產(chǎn)生新個體的方式，生殖方式為無性繁殖。三種途徑中由胚(胚狀體或早期胚胎)發(fā)育成新個體都須要經(jīng)過細胞的分裂、分化才能完成新個體的發(fā)育過程。(2)相比于甲，乙、丙途徑在應(yīng)用上的優(yōu)點是快速繁殖優(yōu)良品種。乙途徑為植物組織培育，該過程的原理是植物體細胞的全能性，由于高度分化的動物體細胞的全能性受到限制，分化潛能弱，故動物繁殖新個體一般采納丙途徑。(3)丙途徑中，從早期胚胎→新個體的流程中還須要進行的生物工程技術(shù)是胚胎移植。胚胎移植是動物細胞工程產(chǎn)生新個體的最終一步，該途徑獲得的新個體的遺傳物質(zhì)由供核的親代的核基因和供質(zhì)親代的質(zhì)基因共同組成，進而卵母細胞的細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響，故新個體性狀與供核親本不完全相同。(4)植物組織離體后干脆進行組織培育操作時，不需先用鹽酸解離。后者為動物細胞需先用胰蛋白酶處理，分散成單個細胞再進行培育，a錯誤；前者培育過程為植物組織培育，培育基中一般加入蔗糖，后者為動物細胞培育，培育液中一般加入葡萄糖，b正確；前者為植物組織培育，前期不須要光，后期須要持續(xù)光照，后者為動物細胞培育可在相宜條件下培育，c錯誤；兩者培育過程中均須要保證無菌條件，這是試驗勝利的關(guān)鍵，d正確。[答案](1)甲分裂和分化(或分裂、分化、蒼老、凋亡等過程)(2)快速繁殖優(yōu)良品種植物體細胞的全能性高度分化的動物體細胞的全能性受到限制，分化潛能弱(3)胚胎移植卵母細胞的細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響(4)ac3．(2024·河北省石家莊市高三質(zhì)檢)隨著動物細胞工程技術(shù)的不斷成熟，使通過核移植技術(shù)誘導(dǎo)重組體細胞增殖分化獲得健康的組織器官成為了可能，這為等待器官移植的非遺傳病患者帶來了希望。如圖為通過該技術(shù)獲得相應(yīng)組織器官并進行移植的過程，請回答下列問題：(1)圖中的供體二為________(填“患者”或“健康者”)，細胞①應(yīng)為________細胞。(2)②為重組細胞，其經(jīng)過A________(技術(shù)手段)形成囊胚，其中④細胞在形態(tài)上具有________特征。(3)B過程須要在培育基中加入________才能獲得相應(yīng)的組織器官。圖中B→C過程________(填“能”或“不能”)體現(xiàn)細胞的全能性，其理由是__________________________________________________。(4)探討表明：已痊愈的新型肺炎患者體內(nèi)會出現(xiàn)相應(yīng)抗體，一般抗體的作用會持續(xù)半年或者更長時間。若現(xiàn)已從某位志愿者體內(nèi)獲得肯定量的B淋巴細胞，試驗室有保存的小鼠骨髓瘤細胞，為獲得產(chǎn)生相應(yīng)抗體的雜交瘤細胞，請寫出關(guān)鍵過程_________________________________________________________。[解析](1)由分析可知，圖中的供體二為患者，細胞①應(yīng)為健康者供應(yīng)的(正常的)卵母細胞。(2)②為重組細胞，其經(jīng)過A早期胚胎培育形成囊胚，其中④胚胎干細胞在形態(tài)上表現(xiàn)為細胞體積小、細胞核大、核仁明顯的特征。(3)由于胚胎干細胞需經(jīng)誘導(dǎo)分化形成相應(yīng)的組織器官，所以B過程須要在培育基中加入分化誘導(dǎo)因子才能獲得相應(yīng)的組織器官。圖中B→C過程不能體現(xiàn)細胞的全能性，其理由是該過程僅形成組織器官，沒有形成完整個體。(4)若現(xiàn)已從某位志愿者體內(nèi)獲得肯定量的B淋巴細胞，試驗室有保存的小鼠骨髓瘤細胞，為獲得產(chǎn)生相應(yīng)抗體的雜交瘤細胞的關(guān)鍵過程為將獲得的B淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞進行融合，從融合的產(chǎn)物中分別篩選雜交瘤細胞，從雜交瘤細胞中篩選出產(chǎn)生相應(yīng)抗體的雜交瘤細胞[答案](1)患者(正常的)卵母細胞(2)早期胚胎培育細胞體積小、細胞核大、核仁明顯(3)分化誘導(dǎo)因子不能該過程僅形成組織器官，沒有形成完整個體(4)將獲得的B淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞進行融合，從融合的產(chǎn)物中分別篩選雜交瘤細胞，從雜交瘤細胞中篩選出產(chǎn)生相應(yīng)抗體的雜交瘤細胞4．近期，5只生物鐘紊亂的體細胞克隆猴登上中國綜合英文期刊《國家科學(xué)評論》封面，標記著中國體細胞克隆技術(shù)走向成熟。如圖為克隆猴的步驟，請回答下列問題：(1)在各級神經(jīng)中樞中，與猴子生物節(jié)律限制有關(guān)的中樞位于________。除了腦部主生物鐘外，在肝臟、胰臟等器官中還存在局部生物鐘，敲除猴子肝臟細胞中的生物鐘基因后，出現(xiàn)低血糖癥狀，其緣由可能是________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)核移植前需將A猴卵母細胞培育至______________期，并進行去核操作，其目的是____________________________________________。從細胞水平分析，與取B猴體細胞的細胞核進行移植相比，干脆將B猴體細胞注入去核A猴卵母細胞的優(yōu)勢是__________________________________。(3)重組細胞進行體外培育，須要氣體環(huán)境和無菌、無毒的環(huán)境，其中前者須要的氣體主要是________；后者的詳細操作有_____________________(答三點)。[解析](1)與生物節(jié)律限制有關(guān)的中樞位于下丘腦。在肝臟、胰臟等器官中還存在局部生物鐘，敲除猴子肝臟細胞中的生物鐘基因后，出現(xiàn)低血糖癥狀，其緣由可能是肝臟細胞中的肝糖原分解產(chǎn)生葡萄糖并進入血液中，受生物鐘基因調(diào)控。(2)核移植前需將A猴卵母細胞培育至減數(shù)其次次分裂中期，并進行去核操作，其目的是保證克隆猴的遺傳物質(zhì)主要來自B猴。從細胞水平分析，與取B猴體細胞的細胞核進行移植相比，干脆將B猴體細胞注入去核A猴卵母細胞可以避開取核過程對核造成損傷。(3)重組細胞進行體外培育，須要的氣體環(huán)境主要是O2和CO2；保證無菌無毒環(huán)境的詳細操作有對培育皿和全部培育用具進行無菌處理；在培育液中添加肯定量的抗生素；定期更換培育液。[答案](1)下丘腦肝臟細胞中的肝糖原分解產(chǎn)生葡萄糖并進入血液中，受生物鐘基因調(diào)控(2)減數(shù)其次次分裂中保證克隆猴的遺傳物質(zhì)主要來自B猴避開取核過程對核造成損傷(3)O2和CO2對培育皿和全部培育用具進行無菌處理；在培育液中添加肯定量的抗生素；定期更換培育液5．(2024·濰坊市一中高三模擬)科研人員在雜交瘤細胞的基礎(chǔ)上，獲得了雙雜交瘤細胞，能夠產(chǎn)生雙特異性抗體，該抗體可以同時結(jié)合兩種抗原。(1)科研人員將抗原α、β分別注射到小鼠體內(nèi)，引起機體的________免疫，________分泌相應(yīng)抗體。(2)科研人員獲得上述小鼠的脾臟細胞，制備兩種雜交瘤細胞。每種雜交瘤細胞產(chǎn)生的抗體結(jié)構(gòu)、與抗原結(jié)合的狀況如圖1所示。圖1圖2①制備雜交瘤細胞時，需將上述小鼠的脾臟組織，用________處理獲得單細胞后，再與小鼠的骨髓瘤細胞融合，篩選得到兩種雜交瘤細胞。將兩種雜交瘤細胞用________試劑處理促進其融合，在培育基中加入________(自然成分)培育。假如兩種細胞勝利融合，則會同時表達出抗體的重鏈A、B和輕鏈a、b，這種細胞稱作雙雜交瘤細胞。②抗體由兩條重鏈和兩條輕鏈組成，重鏈和輕鏈均分為恒定區(qū)和可變區(qū)，兩條重鏈依靠于A1或B1進行組裝(A1與B1相同)，重鏈與輕鏈的組裝依靠于恒定區(qū)A2、a或B2、b(a與b相同)。因此，雙雜交瘤細胞產(chǎn)生的抗體種類較多，其中有一種抗體能同時與抗原α、β結(jié)合稱為雙特異性抗體，如圖2。請將A1、A2、B1、B2、a、b、α、β等字符填入下面的表格中。123456A2B2α③為使雙雜交瘤細胞只產(chǎn)生圖2所示雙特異性抗體，降低純化分別成本，科研人員對重鏈、輕鏈的結(jié)構(gòu)進行改造。改造思路是在A、B、a、b的恒定區(qū)通過變更________，進而變更蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)“榫卯”式互補組裝的唯一性，這種改造屬于現(xiàn)代生物技術(shù)中的________工程。(3)結(jié)合雙特異性抗體特點，請分析其在腫瘤治療方面的應(yīng)用前景：__________________________________________________________________。[解析](1)抗原進入小鼠體內(nèi)能夠引起機體的體液免疫，使?jié){細胞分泌抗體。(2)①制備雜交瘤細胞，將小鼠的脾臟組織用胰蛋白酶處理獲得單細胞。動物細胞的融合須要運用PEG進行誘導(dǎo)，再加入動物血清進行培育。②雙抗體是同時含有與抗原α、β結(jié)合的抗體。由于1是A2，依據(jù)圖1的結(jié)構(gòu)3為a,2是B2,4是b,5是α，6是β。即答案為：123456A2B2abαβ③蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)是由氨基酸的種類和排列依次確定，所以可以通過變更氨基酸的種類和排列依次變更蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，屬于蛋白質(zhì)工程。(3)雙抗體可以和兩種抗原結(jié)合，所以可以研制與腫瘤細胞和抗腫瘤藥物結(jié)合的雙特異性抗體，特異性殺死腫瘤細胞。[答案](1)體液漿細胞(2)①胰蛋白酶PEG(或“聚乙二醇”)動物血清②123456A2B2abαβ③氨基酸種類(或“序列”)蛋白質(zhì)(3)研制與腫瘤細胞和抗腫瘤藥物結(jié)合的雙特異性抗體，特異性殺死腫瘤細胞6．(2024·廣東省六校聯(lián)盟高三聯(lián)考)2024年中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)探討所利用CRISPR—Cas9基因編輯技術(shù)，勝利構(gòu)建了世界首例核心節(jié)律基因BMAL1敲除獼猴模型，并勝利用基因敲除猴的體細胞通過克隆技術(shù)培育了5只克隆疾病猴，為節(jié)律紊亂相關(guān)疾病機理的探討供應(yīng)了比較志向的動物模型。CRISPR—Cas9基因編輯系統(tǒng)由單鏈向?qū)NA(sgRNA)和Cas9蛋白組成?；卮鹣铝袉栴}：(1)科學(xué)家常用________法將CRISPR—Cas9基因編輯系統(tǒng)導(dǎo)入獼猴細胞，編輯系統(tǒng)利用sgRNA來識別靶基因DNA，并引導(dǎo)Cas9蛋白剪切DNA，使靶基因發(fā)生變更，實現(xiàn)基因敲除。sgRNA能識別靶基因DNA的緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在體外培育獼猴體細胞時，須要肯定比例的O2和CO2，故通常采納________或____________________________(填試驗器材)，將其置于CO2培育箱中進行培育。所運用的培育基屬于________(填“合成”或“自然”)培育基，培育基除了滅菌外，還須要通過______________________________來保證無菌無毒環(huán)境。(3)進行體細胞克隆選擇去核卵母細胞作為受體細胞，可能緣由是___________________________________________________________________(答出兩點)。(4)克隆猴被用于人類疾病探討與治療中所具有的突出優(yōu)點是__________________________。[解析](1)將目的基因注入動物細胞常用顯微注射，sgRNA本質(zhì)是RNA，基因DNA本質(zhì)是DNA分子，都是由核苷酸組成的長鏈，遵循堿基互補配對原則，所以二者能夠識別的緣由是sgRNA的堿基序列能與靶DNA的堿基序列發(fā)生互補結(jié)合。(2)動物細胞培育可以在培育皿和松蓋培育瓶中進行，將其置于CO2培育箱中進行培育。所運用的培育基須要明確各種化學(xué)成分，所以是合成培育基，培育基須要添加肯定量的抗生素(可以殺菌)并定期更換培育液來保證無菌無毒環(huán)境。(3)去核卵母細胞的體積較大，易于進行試驗操作；含有較多的養(yǎng)分物質(zhì)，可以滿意早期胚胎發(fā)育的須要；含有使已經(jīng)分化的細胞核復(fù)原分裂實力的物質(zhì)，因此進行體細胞克隆時，可以作為受體細胞。(4)猴子與人的親緣關(guān)系近；克隆動物能削減個體差異的影響，所以克隆猴被用于人類疾病探討與治療。[答案](1)顯微注射sgRNA的堿基序列能與靶DNA的堿基序列發(fā)生互補結(jié)合(2)培育皿松蓋培育瓶合成添加肯定量的抗生素并定期更換培育液(3)去核卵母細胞的體積較大，易于進行試驗操作；含有較多的養(yǎng)分物質(zhì)，可以滿意早期胚胎發(fā)育的須要；含有使已經(jīng)分化的細胞核復(fù)原分裂實力的物質(zhì)(4)親緣關(guān)系近；克隆動物能削減個體差異的影響7．科研人員采納轉(zhuǎn)基因體細胞克隆技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因綿羊，以便通過乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)人凝血因子IX醫(yī)用蛋白，其技術(shù)路途如圖。(1)要想目的基因只在乳腺組織中表達，在構(gòu)建基因表達載體A時，須要將________基因和________________等調(diào)控組件重組在一起。(2)將A導(dǎo)入綿羊胎兒成纖維細胞中常用的方法是____________。將A導(dǎo)入受精卵能否獲得轉(zhuǎn)基因綿羊？________，推斷依據(jù)是___________________________________________________________。(3)核移植的受體應(yīng)選用________期卵母細胞。(4)移植應(yīng)選擇胚胎發(fā)育到________階段時進行；轉(zhuǎn)基因綿羊的性狀基本上與代孕母羊無關(guān)的緣由是___________________________________________。[解析](1)①過程構(gòu)建的A是含目的基因的(基因)表達載體。它必需將目的基因人凝血因子IX與乳(腺)蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，才能通過分泌乳汁來生產(chǎn)人凝血因子IX醫(yī)用蛋白。(2)將A導(dǎo)入綿羊胎兒成纖維細胞中常用的方法是顯微注射法。因為受精卵具有發(fā)育的全能性，將受精卵體外培育成早期胚胎再胚胎移植就可獲得轉(zhuǎn)基因綿羊。(3)在核移植之前，必需先去掉受體卵細胞的核，目的是保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細胞，核移植的受體應(yīng)選用處于MⅡ中期的卵母細胞。(4)移植應(yīng)選擇胚胎發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段時進行；轉(zhuǎn)基因綿羊的細胞核來源于供核母羊，因此轉(zhuǎn)基因綿羊的性狀與供核母羊最相像，基本上與代孕母羊無關(guān)。[答案](1)人凝血因子IX乳腺組織特異性表達的啟動子(2)顯微注射法能因為受精卵具有發(fā)育的全能性，將受精卵體外培育成早期胚胎再胚胎移植就可獲得轉(zhuǎn)基因綿羊(3)MⅡ中(4)桑椹胚或囊胚胚胎的遺傳性狀基本不受受體的任何影響8．EV71是引發(fā)手足口病的一種人腸道病毒。為制備抗EV71的單克隆抗體，科研人員用小鼠進行試驗。(1)將EV71滅活病毒、EV71外殼蛋白VP1和VP2作為________分別注射到3組小鼠體內(nèi)，引發(fā)小鼠機體的________免疫，產(chǎn)生相應(yīng)的抗體。(2)多次免疫后，分別取上述3組小鼠的血清和未免疫小鼠血清，測定抗體與抗原的結(jié)合強度，結(jié)果如圖所示?？乖N類①EV71免疫的小鼠血清抗體________(填“是”或“不是”)單一抗體，推斷依據(jù)是________________________________________________。②測定各組小鼠血清與非EV71蛋白結(jié)合強度，目的是解除______________________的影響。③制備抗EV71單克隆抗體時，