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2019-2020年高三生物第一輪復(fù)習(xí) 第35講 細(xì)胞工程試題 新人教版選修3(I) 1.(xx課標(biāo)Ⅱ,40,15分)甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物,甲含有效成分A,乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時(shí)含有A和B的新型藥用植物。 回答下列問題: (1)為了培育該新型藥用植物,可取甲和乙的葉片,先用　　　　酶和　　　　酶去除細(xì)胞壁,獲得具有活力的　　　　,再用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)二者融合。形成的融合細(xì)胞進(jìn)一步培養(yǎng)形成　　　　組織,然后經(jīng)過　　　　形成完整的雜種植株。這種培育技術(shù)稱為　　　　　　　　。 (2)上述雜種植株屬于多倍體,多倍體是指　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。假設(shè)甲與乙有性雜交的后代是不育的,而上述雜種植株是可育的,造成這種差異的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)這種雜種植株可通過制作人工種子的方法來大量繁殖。經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的　　　　　　　　　　等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。 2.(xx廣東理綜,29,16分)鐵皮石斛是我國名貴中藥,生物堿是其有效成分之一。應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)鐵皮石斛擬原球莖(簡稱PLBs,類似愈傷組織)生產(chǎn)生物堿的實(shí)驗(yàn)流程如下: 在固體培養(yǎng)基上,PLBs的重量、生物堿含量隨增殖培養(yǎng)時(shí)間的變化如圖所示,請回答下列問題: (1)選用新生營養(yǎng)芽為外植體的原因是　　　　　　　　　　　　　　　,誘導(dǎo)外植體形成PLBs的過程稱　　　　。 (2)與黑暗條件下相比,PLBs在光照條件下生長的優(yōu)勢體現(xiàn)在　　　　　　　　　　　　,　　　　　　　　　　　　,　　　　　　　　　　　　。 (3)脫落酸(ABA)能提高生物堿含量,但會(huì)抑制PLBs的生長。若采用液體培養(yǎng),推測添加適量的ABA可提高生物堿產(chǎn)量。同學(xué)們擬開展探究實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該推測,在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)探討了以下問題: ①ABA的濃度梯度設(shè)置和添加方式:設(shè)4個(gè)ABA處理組,1個(gè)空白對照組,3次重復(fù)。因ABA受熱易分解,故一定濃度的無菌ABA母液應(yīng)在各組液體培養(yǎng)基　　　　　　　　　　　　后按比例加入。 ②實(shí)驗(yàn)進(jìn)程和取樣:實(shí)驗(yàn)50天完成,每10天取樣,將樣品(PLBs)稱重(g/瓶)后再測定生物堿含量。如初始(第0天)數(shù)據(jù)已知,實(shí)驗(yàn)過程中還需測定的樣品數(shù)為　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③依所測定數(shù)據(jù)確定適宜的ABA濃度和培養(yǎng)時(shí)間:當(dāng)某3個(gè)樣品(重復(fù)樣)的　　　　時(shí),其對應(yīng)的ABA濃度為適宜濃度,對應(yīng)的培養(yǎng)時(shí)間是適宜培養(yǎng)時(shí)間。 3.(xx課標(biāo)Ⅰ,40,15分)某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z),每只小鼠免疫5次,每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(jià)(能檢測出抗原抗體反應(yīng)的血清最大稀釋倍數(shù)),結(jié)果如下圖所示。 若要制備雜交瘤細(xì)胞,需取免疫后小鼠的B淋巴細(xì)胞(染色體數(shù)目40條),并將該細(xì)胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細(xì)胞(染色體數(shù)目60條)按一定比例加入試管中,再加入聚乙二醇誘導(dǎo)細(xì)胞融合,經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測,得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細(xì)胞。 回答下列問題: (1)制備融合所需的B淋巴細(xì)胞時(shí),所用免疫小鼠的血清抗體效價(jià)需達(dá)到16 000以上,則小鼠最少需要經(jīng)過　　　　次免疫后才能有符合要求的。達(dá)到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中,最適合用于制備B淋巴細(xì)胞的是　　　　小鼠,理由是　　　　　　　　　　　　　。 (2)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)完成后,融合體系中除含有未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞外,可能還有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,體系中出現(xiàn)多種類型細(xì)胞的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)雜交瘤細(xì)胞中有　　　　個(gè)細(xì)胞核,染色體數(shù)目最多是　　　　條。 (4)未融合的B淋巴細(xì)胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活,原因是　　　　　　　　　　　。 4.(xx福建理綜,33,10分)Rag2基因缺失小鼠不能產(chǎn)生成熟的淋巴細(xì)胞。科研人員利用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)對Rag2基因缺失小鼠進(jìn)行基因治療。其技術(shù)流程如圖: (1)步驟①中,在核移植前應(yīng)去除卵母細(xì)胞的　　　　。 (2)步驟②中,重組胚胎培養(yǎng)到　　　期時(shí),可從其內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分離出ES細(xì)胞。 (3)步驟③中,需要構(gòu)建含有Rag2基因的表達(dá)載體。可以根據(jù)Rag2基因的　　　　　　設(shè)計(jì)引物,利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分別在片段兩側(cè)進(jìn)行酶切獲得Rag2基因片段。為將該片段直接連接到表達(dá)載體,所選擇的表達(dá)載體上應(yīng)具有　　　　　　酶的酶切位點(diǎn)。 (4)為檢測Rag2基因的表達(dá)情況,可提取治療后小鼠骨髓細(xì)胞的　　　　,用抗Rag2蛋白的抗體進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)。 5.(xx海南單科,31,15分)單純皰疹病毒Ⅰ型(HSV-1)可引起水泡性口唇炎。利用雜交瘤技術(shù)制備出抗HSV-1的單克隆抗體可快速檢測HSV-1。 回答下列問題: (1)在制備抗HSV-1的單克隆抗體的過程中,先給小鼠注射一種純化的HSV-1蛋白,一段時(shí)間后,若小鼠血清中抗　　　　的抗體檢測呈陽性,說明小鼠體內(nèi)產(chǎn)生了　　　　反應(yīng),再從小鼠的　　　　中獲取B淋巴細(xì)胞。將該B淋巴細(xì)胞與小鼠的　　　　細(xì)胞融合,再經(jīng)過篩選、檢測,最終可獲得所需的雜交瘤細(xì)胞,該細(xì)胞具有的特點(diǎn)是　　　　　　　　　　　　。 (2)若要大量制備抗該蛋白的單克隆抗體,可將該雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠的　　　　中使其增殖,再從　　　　中提取、純化獲得。 (3)通過上述方法得到的單克隆抗體可準(zhǔn)確地識別這種HSV-1蛋白,其原因是該抗體具有　　　　　和　　　　　　等特性。 1.答案　(1)纖維素(1分)　果膠(1分)　原生質(zhì)體(2分)　愈傷(2分)　再分化(或分化)(2分)　植物體細(xì)胞雜交技術(shù)(1分) (2)體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體(2分,其他合理答案也給分)　在減數(shù)分裂過程中,前者染色體聯(lián)會(huì)異常,而后者染色體聯(lián)會(huì)正常(3分,其他合理答案也給分) (3)胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽(1分,答對其中一個(gè)即給分) 解析　本題主要考查植物細(xì)胞工程的相關(guān)知識。(1)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的流程是先用纖維素酶和果膠酶將植物細(xì)胞最外層的細(xì)胞壁去除,獲得具有活力的原生質(zhì)體,然后將甲、乙植物的原生質(zhì)體融合,形成融合細(xì)胞,再將融合細(xì)胞誘導(dǎo)脫分化,進(jìn)一步培養(yǎng)形成愈傷組織,最后經(jīng)過再分化形成完整的雜種植株。(2)在植物體細(xì)胞雜交過程中,甲、乙兩種植物的二倍體體細(xì)胞融合為四倍體細(xì)胞,四倍體細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)形成四倍體植株,屬于多倍體。此四倍體由于含有2個(gè)甲植物的染色體組和2個(gè)乙植物的染色體組,減數(shù)分裂時(shí)聯(lián)會(huì)正常,可育。而甲、乙有性雜交的后代細(xì)胞中含1個(gè)甲植物的染色體組和1個(gè)乙植物的染色體組,減數(shù)分裂時(shí)聯(lián)會(huì)紊亂,不可育。(3)可將經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等材料用人工薄膜包裝后制成人工種子,這種雜種植株可通過制作人工種子的方法來大量繁殖。 2.答案　(16分)(1)細(xì)胞分化程度低,容易誘導(dǎo)形成PLBs(2分)　細(xì)胞的脫分化(2分)　(2)生長起始較快(2分)　快速生長時(shí)間較長(2分)　PLBs產(chǎn)量較高(2分)　(3)①滅菌、冷卻(2分)?、?5(1分)　③PLBs重量和生物堿含量乘積的平均值最大(3分) 解析　本題主要考查植物組織培養(yǎng)相關(guān)知識,并以植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)為背景考查實(shí)驗(yàn)探究能力。(1)植物組織培養(yǎng)中外植體常選用莖尖、芽尖,原因是莖尖和芽尖分裂能力強(qiáng),易誘導(dǎo)其脫分化,而且一般不含病毒。(2)從圖中比較光照和黑暗條件下PLBs重量曲線可知,光照條件下PLBs生長優(yōu)勢主要體現(xiàn)在開始生長時(shí)間,快速生長的時(shí)間及達(dá)到生長穩(wěn)定時(shí)重量的大小等方面。(3)①因ABA受熱易分解,所以必須在培養(yǎng)基滅菌并冷卻至常溫時(shí)才能加入無菌ABA。②依題干信息可知,本實(shí)驗(yàn)有5組,每組3個(gè)樣品,需分別在第0天、10天、20天、30天、40天、50天測定PLBs重量和生物堿含量,而初始數(shù)據(jù)(第0天)已知,因此還需測定的樣品數(shù)是535=75。③根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究目的,當(dāng)3個(gè)樣品(重復(fù)樣)的PLBs重量和生物堿含量乘積的平均值最大時(shí),其對應(yīng)的ABA濃度為適宜濃度,對應(yīng)的培養(yǎng)時(shí)間為適宜培養(yǎng)時(shí)間。 3.答案　(1)4　Y　Y小鼠的血清抗體效價(jià)最高 (2)B淋巴細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞　細(xì)胞融合是隨機(jī)的,且融合率達(dá)不到100% (3)1　100 (4)不能無限增殖 解析　(1)分析題圖可知,經(jīng)4次免疫后,小鼠Y的血清抗體效價(jià)就可達(dá)到16 000以上。由于4次免疫后的Y小鼠的血清抗體效價(jià)最高,故最適合用于制備B淋巴細(xì)胞。(2)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)中,由于細(xì)胞融合是隨機(jī)的,而且誘導(dǎo)融合率不可能達(dá)到100%,所以會(huì)有未融合的B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞、融合的具有同種核的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞三種類型。(3)雜交瘤細(xì)胞同時(shí)具有B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的核物質(zhì),但細(xì)胞核只有一個(gè)。由于雜交瘤細(xì)胞在分裂過程中染色體會(huì)丟失,故細(xì)胞核中染色體數(shù)目最多是40+60=100(條)。(4)B淋巴細(xì)胞已經(jīng)分化,沒有無限增殖的潛能。 4.答案　(10分)(1)細(xì)胞核 (2)囊胚 (3)核苷酸序列　HindⅢ和PstⅠ (4)蛋白質(zhì) 解析　(1)步驟①核移植是把體細(xì)胞的細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中。(2)囊胚才有內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。(3)可根據(jù)目的基因的核苷酸序列設(shè)計(jì)引物,要把目的基因和表達(dá)載體直接連接,目的基因和表達(dá)載體應(yīng)具有相同酶的酶切位點(diǎn)。(4)欲檢測Rag2基因的表達(dá)情況,需提取治療后小鼠骨髓細(xì)胞的蛋白質(zhì),進(jìn)行抗原—抗體雜交實(shí)驗(yàn)。 5.答案　(15分)(1)HSV-1蛋白(1分)　體液免疫(1分,其他合理答案也給分)　脾臟(1分,其他合理答案也給分)　骨髓瘤(1分)　無限增殖且產(chǎn)生專一抗體(3分,其他合理答案也給分) (2)腹腔　腹水(每空2分,共4分) (3)純度高(2分)　特異性強(qiáng)(2分,其他合理答案也給分) 解析　(1)制備單克隆抗體時(shí),需要先給小鼠注射特定抗原(HSV-1蛋白),當(dāng)小鼠血清中抗HSV-1蛋白的抗體檢測呈陽性時(shí),就可從小鼠脾臟中獲取B淋巴細(xì)胞,將B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合,經(jīng)過篩選和克隆化培養(yǎng),最終獲得既能無限增殖又能產(chǎn)生專一抗體的雜交瘤細(xì)胞。(2)單克隆抗體的獲取有兩條途徑,一是從體外細(xì)胞培養(yǎng)液中提純獲得,二是將雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠的腹腔中使其增殖,再從腹水中提取、純化獲得。(3)單克隆抗體具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、純度高等特點(diǎn)。