届高考生物总复习 第十单元 现代生物科技专题 1036 细胞工程限时训练.docx

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届高考生物总复习第十单元现代生物科技专题1036细胞工程限时训练

2019届高考生物总复习第十单元现代生物科技专题10-36细胞工程限时训练

一、选择题（共5小题，每小题5分，共25分）

1．（2017·北京西城十三中高三月考）1958年，美国科学家斯图尔德应用植物组织培养技术，将二倍体胡萝卜韧皮部的一些细胞进行离体培养，最终发育成完整的新植株幼苗（如下图）。

关于这一科学事实，下列叙述中错误的是（　　）

A．该实验证明了植物细胞具有全能性

B．培养基中要添加葡萄糖作为碳源

C．此过程中细胞只能进行有丝分裂

D．利用该技术获得的后代能保持亲本性状

【解析】将离体的植物细胞培养成完整植株的过程证明了植物细胞具有全能性，A正确；培养基中要添加蔗糖作为碳源，若用葡萄糖会导致植物细胞失水而生长不良好，同时葡萄糖可作为微生物直接利用的碳源，而蔗糖可以抑制微生物的生长，减少微生物污染，B错误；胡萝卜韧皮部的细胞培养过程中，这些体细胞只能进行有丝分裂，C正确；植物组织培养过程的生殖属于无性生殖，产生的后代能保持亲本的性状，D正确。

【答案】B

2．（2018·天津市新华中学高三上学期月考）以下关于胚胎的早期培养和动物体细胞培养的说法错误的是（　　）

A．胚胎的培养液中，除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质

B．培养细胞的增殖方式均为有丝分裂

C．培养过程中都要进行细胞分化

D．都需要适宜的温度和pH

【解析】胚胎的培养液中，除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质，A正确；胚胎的早期培养和动物体细胞培养时细胞的增殖方式均为有丝分裂，B正确；动物细胞培养过程中不会进行细胞分化，C错误；胚胎的早期培养和动物体细胞培养都需要适宜的温度和pH，D正确。

【答案】C

3．（2018·天津市新华中学高三上学期月考）治疗性克隆有希望最终解决供体器官的短缺和器官移植出现的排异反应。

下图表示治疗性克隆的过程，下列说法正确的是（　　）

A．①、②过程中体现了中心法则的部分内容

B．上述过程涉及到细胞核移植、克隆培养法和胚胎移植等技术

C．治疗性克隆解决了器官移植中的排异反应，已成为目前器官移植中的常用手段

D．上述过程体现了动物细胞全能性

【解析】①、②过程都有细胞有丝分裂过程，而有丝分裂间期会发生DNA复制和蛋白质合成，因此体现了中心法则的部分内容，A正确；图中治疗性克隆的过程利用了核移植、克隆培养法等技术，没有涉及胚胎移植技术，B错误；治疗性克隆解决了器官移植中的排异反应，但还没有成为目前器官移植中的常用手段，C错误；上述过程仅获得了脏器组织细胞、神经细胞等，没有得到个体，因而没有体现动物细胞的全能性，D错误。

【答案】A

4．（2018·天津市新华中学高三上学期月考）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。

下列有关说法错误的是（　　）

A．图中过程1～7所涉及的生物技术有早期胚胎培养、胚胎移植、细胞核移植

B．通过1、2过程获取分散的细胞时，用到的酶是胰蛋白酶（或胶原蛋白酶），当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为接触抑制

C．图中动物细胞培养过程中应将细胞置于5%CO2的气体环境中，此培养过程中为防止杂菌感染，需要添加一定量的抗生素

D．通常用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它含有促进细胞核全能性表达的物质

【解析】分析题图：

1是动物细胞培养，2是胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）处理，3是取出细胞核，4是去掉卵母细胞的核，其细胞质和体细胞核形成重组细胞d即核移植，5是早期胚胎培养，6是胚胎移植，7是从早期胚胎中获取胚胎干细胞。

图中过程1～7所涉及的生物技术有动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植、细胞核移植等，A错误；通过1、2过程获取分散的细胞时，用到的酶是胰蛋白酶（或胶原蛋白酶），培养的细胞在充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为接触抑制，B正确；图中动物细胞培养过程中应将细胞置于95%的空气和5%CO2的混合气体环境中，C正确；通常用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它的细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质，D正确。

【答案】A

5．（2018·北京西城区北京师范大学附属中学高三上学期月考）细胞工程中，选择合适的生物材料是成功的关键。

下列叙述不正确的是（　　）

A．选择高度分化的动物体细胞进行培养有利于获得大量的细胞

B．选择去核的卵细胞作为核受体进行核移植可提高克隆动物的成功率

C．选择植物的愈伤组织可获得有用的突变体

D．较小的植物茎尖进行组织培养可获得脱毒苗

【解析】高度分化的动物体细胞难以恢复分裂，A项错误；去核的卵细胞含有较多的营养物质和可以使已分化的细胞核恢复分裂的物质，作为核受体进行核移植可提高克隆动物的成功率，B项正确；植物的愈伤组织细胞分裂旺盛，容易获得突变体，C项正确；较小的植物茎尖很少感染病毒，进行组织培养可获得脱毒苗，D项正确。

【答案】A

二、非选择题（共5小题，共75分）

6．（15分）（2018·北京西城区北京师范大学附属中学高三上学期月考）红豆杉能产生抗癌药物紫杉醇，为了培育产生紫杉醇的柴胡，红豆杉（2n＝24）与柴胡（2n＝12）进行了不对称体细胞杂交。

（1）科研人员剥离红豆杉种子的胚作为外植体接种于经过________________处理的培养基上，诱导形成愈伤组织。

选用胚作为外植体是因为胚的分化程度低，易于________________。

（2）将红豆杉愈伤组织和柴胡愈伤组织用__________________酶分别处理，各自获得有活力的原生质体。

用一定剂量的紫外线照射红豆杉原生质体，破坏部分染色体，与未经紫外线照射的柴胡原生质体用化学诱导剂________________诱导融合，得到融合细胞。

（3）诱导融合后，科研人员只统计了7组染色体数目不大于24条的细胞，如下表所示。

①科研人员筛选的目标细胞不包括染色体数目大于24条的细胞，因为柴胡细胞染色体数为12条，并且红豆杉细胞________。

②实验时，科研人员判断组号为________的细胞为杂交细胞，并进一步采用PCR方法鉴定这几组细胞。

PCR扩增DNA时，需要分别以________为引物，扩增红豆杉、柴胡和杂交细胞的DNA，观察并比较扩增DNA的电泳结果。

（4）红豆杉和柴胡的________较远，两种植物细胞的染色体间排斥较为明显，应在能够高效合成紫杉醇的杂交细胞中选择________的核基因含量较低的杂交细胞进行培养。

【解析】本题考查植物细胞工程，考查对植物组织培养、植物体细胞杂交技术流程的理解和识记，解答此题，可根据“不对称体细胞杂交”明确杂交细胞含有红豆杉的部分染色体（含有控制紫杉醇产生的基因）即可。

（1）植物组织培养所用的培养基应灭菌处理。

选用胚作为外植体是因为胚的分化程度低，分裂能力较强，易于脱分化。

（2）用纤维素酶和果胶酶分别处理红豆杉和柴胡愈伤组织，可获得有活力的原生质体。

常用聚乙二醇诱导融合，得到融合细胞。

（3）①融合细胞含有柴胡细胞的全部染色体，根据实验目的，融合细胞含有红豆杉染色体组中的部分染色体即可，柴胡细胞染色体数为12条，红豆杉一个染色体组的染色体数为12条，因此筛选的目标细胞不包括染色体数目大于24条的细胞。

②融合细胞含有柴胡细胞的全部12条染色体，1号、2号细胞染色体数目少于12条，应不是杂交细胞，3、4、5、6组的细胞为杂交细胞；采用PCR方法鉴定3、4、5、6组的细胞是否为杂交细胞，需要分别以红豆杉和柴胡的特异DNA序列为引物，扩增红豆杉、柴胡和杂交细胞的DNA，观察并比较扩增DNA的电泳结果。

（4）红豆杉和柴胡属于不同物种，亲缘关系较远，两种植物细胞的染色体间排斥较为明显，因此应在能够高效合成紫杉醇的杂交细胞中选择红豆杉的核基因含量较低的杂交细胞进行培养。

【答案】

（1）灭菌（或“无菌”）　脱分化　

（2）纤维素酶和果胶　PEG（或“聚乙二醇”）　

（3）①一个染色体组的染色体数为12条　②3、4、5、6　红豆杉和柴胡的特异DNA序列　

（4）亲缘关系　红豆杉

7．（15分）（2018·北京西城区北京师范大学附属中学高三上学期月考）青蒿素是从黄花蒿茎叶中提取的具有高效抗疟活性的酯类化合物，但提取量较低。

内生青霉菌是位于黄花蒿体内的一类微生物。

为研究不同处理的内生青霉素对黄花蒿组培苗生长以及青蒿素合成的影响，设计实验流程如下。

（1）图中茎段通过①脱分化过程形成______________，②③过程中培养基主要区别在于________________。

（2）④过程中振荡培养基的目的是____________和____________。

（3）⑤过程中的处理方法及测定结果如下表所示。

其中对照组处理办法为__________________________。

⑥过程中接种到各组培养基上的组培苗应________________以避免实验材料对实验结果的干扰；且为保证实验数据的可靠，应______________________

________________________________________________________________________。

（4）据表中结果分析，与对照组相比较，三个实验组的各项测定结果指标________________。

1组处理中蛋白质含量最高，推测可能的原因是_______________。

从提高青蒿素的产量看，__________组处理效果最佳，原因可能是____________________

________________________________________________________________________。

（5）由上述实验及青霉菌的营养方式推断，内生青霉菌与黄花蒿之间在长期的协同进化中形成了________关系。

【解析】本题考查主要组织培养技术，考查对照实验的设计与分析，解答此题，可根据实验目的和所给实验步骤，判断实验的自变量，分析自变量与因变量之间的因果关系。

（1）图中茎段通过①脱分化过程形成愈伤组织，②③过程中培养基中生长素和细胞分裂素的比例不同，可以调控愈伤组织的生芽或生根。

（2）④过程中振荡培养基的目的是增加溶氧量，同时使青霉菌与培养液混合均匀，提高培养基中营养成分的利用率。

（3）根据实验组的处理方法可知实验是研究不同处理的内生青霉素对黄花蒿组培苗生长以及青蒿素合成的影响，对照组处理办法为未接种青霉菌的培养液高压灭菌后备用。

为避免实验材料对实验结果的干扰，⑥过程中接种到各组培养基上的组培苗应长势基本一致；为保证实验数据的可靠，各组应接种多瓶，最后统计其平均值。

（4）与对照组相比较，三个实验组的各项测定结果指标均高于对照组。

1组处理中蛋白质含量最高，根据3个实验组不同的处理方法，推测可能的原因是1组中除了含有培养液成分外还含有菌丝（胞内产物和胞壁成分）。

从提高青蒿素的产量看，3组处理效果最佳，原因可能是3组经过滤除菌，培养液中一些特殊的活性成分如酶类物质能够保持活性。

1组、2组加入成分均经过了高压灭菌处理。

（5）根据实验结果及青霉菌的营养方式推断，内生青霉菌与黄花蒿之间相互有利，在长期的协同进化中形成了互利共生关系。

【答案】

（1）愈伤组织　生长素与细胞分裂素用量的比例不同　

（2）增加溶氧量　使青霉菌与培养液混合均匀　

（3）未接种青霉菌的培养液高压灭菌后备用　长势基本一致　接种多瓶（或同时进行多组实验）

（4）均高于对照组　1组中除了含有培养液成分外还含有菌丝（胞内产物和胞壁成分）　3　3组经过滤除菌，培养液中一些特殊的活性成分如酶类物质能够保持活性　

（5）互利共生

8．（15分）（2018·广东省深圳市高级中学高三上学期模拟）如图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计生产破伤风杆菌抗体的实验方案。

请据图回答问题。

（1）该方案能达到预期效果吗？

________。

原因是______________________________

________________________________________________________________________。

（2）图中②为__________________过程，常用__________________________作为诱导剂。

该细胞继承了__________________________________，因此，不仅能______________________________________，还有____________________________________的本领。

（3）图中③进行细胞培养的目的是_____________________________________________。

（4）在制备破伤风杆菌抗体的过程中，进行了两次筛选，其目的不同，②是通过筛选获得______________________________________，④是通过筛选获得_____________________。

（5）破伤风杆菌的抗体最终可从_____________________和______________中提取。

（6）该方案的目的是______________________________________________________

________________________________________________________________________。

【解析】本题以图文结合的形式综合考查学生对生产单克隆抗体的知识的识记和理解能力。

解答本题需熟记并理解生产单克隆抗体的过程并形成清晰的知识网络。

在此基础上，结合问题情境，从题图和题意中提取有效信息进行相关问题的解答。

（1）分析图示可知：

该方案没有将抗原注入小鼠体内，无法获得产生单一抗体的B淋巴细胞，因此不能达到预期效果。

（2）图中②为细胞融合和筛选过程，常用灭活的病毒作为诱导剂。

该细胞继承了双亲细胞的遗传物质，因此，不仅能大量繁殖，还有产生特异性抗体的本领。

（3）图中③进行细胞培养的目的是在体外条件下使杂交瘤细胞大量增殖。

（4）在图示过程中，②是通过筛选获得杂交瘤细胞；④是通过筛选获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。

（5）破伤风杆菌的抗体最终可从细胞培养液和小鼠腹水中提取。

（6）该方案的目的是制备单克隆抗体。

【答案】

（1）不能　没有将抗原注入小鼠体内，无法获得产生单一抗体的B淋巴细胞　

（2）细胞融合和筛选　灭活的病毒　双亲细胞的遗传物质　大量繁殖　产生特异性抗体　

（3）在体外条件下使杂交瘤细胞大量增殖　

（4）杂交瘤细胞　产生特定抗体的杂交瘤细胞　

（5）细胞培养液　小鼠腹水　

（6）制备单克隆抗体

9．（15分）（2018·河北省石家庄市高三毕业班模拟）科研人员把猪卵母细胞进行人为的孤雌激活处理，使其发育成胚胎，将胚胎移植到代孕母猪体内，获得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆猪。

这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪，现将两种技术进行比较。

（1）图中过程①②③④是获得孤雌生殖克隆猪的技术流程，那么获得核移植克隆猪的技术流程是（填序号）_____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）孤雌生殖克隆猪仍然是二倍体生物，但由于缺失________________________方亲本基因，导致其生长发育中出现多种问题，给研究者提供了很好的材料。

（3）卵母细胞能够发育成早期胚胎，得到克隆猪说明______________________________

________________________________________________________________________。

（4）体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞，需要选择__________________期的卵母细胞，并用微型吸管吸出______________________________________________________。

（5）早期胚胎移植时，必需移植到同种________________的其他雌性动物子宫中，才可能移植成功。

（6）可以从两种不同的克隆猪中提取mRNA进行研究，也可通过________方法得到多种cDNA，并通过__________________________技术扩增产物。

【解析】本题结合题图考查细胞工程和胚胎工程的相关知识，要求考生识记核移植的相关过程、胚胎移植的基本程序及胚胎移植的生理学基础，能结合图中信息准确答题。

分析题图可知，图示为孤雌生殖克隆猪和核移植获得的克隆猪技术流程比较，首先将猪卵母细胞进行人为的孤雌激活处理并发育成早期胚胎，再采用胚胎移植技术移植到受体子宫，最后妊娠形成克隆猪，所以孤雌生殖克隆猪流程可用①②③④表示；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，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体，所以图中⑤⑥③④可表示核移植获得的克隆猪技术流程。

（1）由图可知，图中①②③④是获得孤雌生殖克隆猪的技术流程，而⑤⑥③④是获得核移植克隆猪的技术流程。

（2）孤雌生殖克隆猪仍然是二倍体生物，但缺失父方亲本基因。

（3）卵母细胞能够发育成早期胚胎，得到克隆猪，说明卵母细胞具有全能性。

（4）体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞作为受体细胞，需要通过显微操作去除卵母细胞中的核，由于减数第二次分裂中期卵母细胞核的位置靠近第一极体，所以用微型吸管可一并吸出细胞核和第一极体。

（5）早期胚胎移植时，必需移植到同种、生理状态相同的其他雌性动物子宫中，才可能移植成功。

（6）以mRNA为模板合成cDNA的过程称为反转录；获得DNA后，还可通过PCR技术体外扩增。

【答案】

（1）⑤⑥③④　

（2）父　

（3）动物细胞的细胞核全能性　

（4）减数第二次分裂中（或MⅡ中）　细胞核和第一极体（缺一不可）

（5）生理状态相同　

（6）反转录　PCR

10．（15分）（2018·天津市南开中学高三上学期月考）现有甲、乙两种可能有一定致畸、致癌作用的化学物质，利用动物细胞培养的方法能够鉴定它们是否有毒性，并比较二者毒性的强弱，请完成下列实验报告。

Ⅰ.实验材料：

小白鼠胚胎。

Ⅱ.药品用具：

胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、细胞培养箱、载玻片、盖玻片、光学显微镜、小白鼠正常体细胞有丝分裂高倍显微镜照片。

Ⅲ.实验原理：

______________________________________________________，根据这些变异细胞占全部培养细胞的百分数（以下称Q值），可判断该化学物质的毒性。

Ⅳ.实验步骤：

（1）制备细胞悬液：

把小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎，转入锥形瓶中，加入胰蛋白酶液处理，使胚胎组织离散成单个细胞，再加入动物细胞培养液，制成细胞悬液。

（2）进行细胞培养：

①取标记好的A、B、C三个洁净的培养瓶，______________________________

________________________________________________________________________。

②向A、B两个培养瓶中分别加入等量的化学物质甲、乙，_________________________并将培养瓶摇匀。

③把三个培养瓶放在37℃（适宜温度）的细胞培养箱中培养。

（3）制作临时装片：

①当细胞繁殖到大约第8代左右时，同时从细胞培养箱中取出三个培养瓶，用胰蛋白酶液处理，使培养的细胞从瓶壁上脱落，再加入动物细胞固定液迅速杀死细胞，将细胞固定在不同的分裂时期。

②静置一段时间后，分别从各培养瓶底部吸取适量的细胞悬液。

滴在与培养瓶有相同编号的载玻片中央，加1～2滴一定浓度的__________________染色，3～5min后，盖上盖玻片，制成临时装片。

（4）镜检和统计：

把临时装片放在显微镜下，寻找处于________期的细胞，并与小白鼠正常体细胞有丝分裂高倍显微镜照片对比以确认发生上述变异的细胞，同时统计该期变异的细胞占细胞总数的百分数（Q值）。

Ⅴ.实验结果：

培养瓶

A

B

C

Q值

1.3%

12.5%

0.1%

Ⅵ.实验结论：

______________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【解析】根据题干信息“甲、乙两种可能有一定致畸、致癌作用的化学物质”，则自变量为甲、乙两种化学物质，因变量是Q值，即变异细胞占全部培养细胞的百分数。

对照实验的三个步骤：

取材、编号；分别作不同的处理；观察实验结果和得出实验结论。

Ⅲ.有毒物质使细胞发生变异，根据实验材料中的龙胆紫（碱性染料，可以将染色体染成深色）可知，将有毒物质加入细胞培养液后，培养的动物细胞会发生染色体数量和结构变异。

Ⅳ.实验设计时要遵循对照原则和单一变量原则，所以本实验要设计三组实验，单一变量是有毒物质的有无和有毒物质的种类。

实验步骤：

①制备细胞悬液；②进行细胞培养：

取A、B、C三个洁净的培养瓶，分别加入等量的细胞悬液；向A、B两个培养瓶中分别加入等量的化学物质甲、乙，并将培养瓶摇匀；C瓶不做处理，作为对照；把3个培养瓶放在37℃（或适宜温度）的细胞培养箱中培养。

③制作临时装片，该过程中要用龙胆紫对染色体进行染色便于观察。

（4）镜检和统计（先用低倍镜后用高倍镜）：

把临时装片放在显微镜下，寻找处于有丝分裂中期（该时期细胞中染色体形态稳定，数目清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期）的细胞，并与小白鼠正常体细胞有丝分裂高倍显微镜照片对比以确认发生上述变异的细胞，同时统计该期变异的细胞占细胞总数的百分数（Q值）。

Ⅴ.根据表中结果可知，甲、乙两种化学物质均有一定毒性，且乙的毒性比甲的毒性大。

【答案】Ⅲ.将有毒物质加入细胞培养液后，培养的动物细胞会发生染色体数量和结构变异　

Ⅳ.

（2）①分别加入等量的细胞悬液　②C瓶不做处理，作为对照　

（3）②龙胆紫溶液　

（4）有丝分裂中　

Ⅵ.甲、乙两种化学物质均有一定毒性，且乙的毒性比甲的毒性大