【精品】2020版高考一轮复习课时训练:选修3-2细胞工程(克隆技术)(含答案)
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高中生物选修三专题二细胞工程知识点归纳和答案高中生物选修三专题二细胞工程知识点归纳和答案植物细胞工程和动物细胞工程默写1、细胞工程是在或的操作2、细胞工程按操作对象分为和3、植物细胞工程通常采用的技术手段是:和4、植物组织培养的理论基础是:5、理论上每一个活细胞都应该具有。
因为6、受精卵的全能性最高,受精卵生殖细胞体细胞7、为什么体内细胞没有表现出全能性,而是分化成为不同的组织、器官?8、植物组织培养的外界条件:,内在原理是:9、植物组织培养的过程:经过形成经由过程形成,最后移栽发育成。
10、是指已分化细胞经诱导,失去其特有的结构和功能而变为未分化细胞的过程。
11、是指由外植体长出来高度液泡化、无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。
12、植物体细胞杂交的意义(优势):。
13、去除细胞壁的常用方法:(纤维素酶、果胶酶等)14、人工诱导原生质体融合方法:物理法:等;化学法:15、融合完成的标志是:16、植物体细胞杂交过程包括:和。
17、植物体细胞杂交的原理是:和18、人工种子的特点是:19、作物脱毒(1)材料:(2)脱毒苗:20、单倍体育种:(1)方法:(2)优点:;21、动物细胞工程常用的技术手段:(基础)、、、22、动物细胞培养的原理是:。
23、用处理,一段时间后获得单个细胞。
24、细胞贴壁:25、细胞的接触抑制:26、原代培养:,培养的第1代细胞与传10代以内的细胞称为原代细胞培养。
将原代细胞从培养瓶中取出,用处理后配制成,分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养,称为27、目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为28、细胞株:原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞,大部分细胞衰老死亡,少数细胞存活到40~50代,这种传代细胞为细胞株。
细胞系:细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态,只有部分细胞由于遗传物质的改变,使其在培养条件下可以无限制传代,这种传代细胞为细胞系。
细胞株和细胞系的区别:细胞系的遗传物质改变,具有癌细胞的特点,失去接触抑制,容易传代培养。
选修三第二讲细胞工程(克隆技术)一植物细胞工程[课时作业]一、选择题1.用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织,下列叙述错误的是() A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的B.该愈伤组织的细胞没有全能性C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构解析:植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。
植物细胞只有在脱离了植物体,在一定的外部因素的作用下,经脱分化和细胞分裂形成愈伤组织,然后再经细胞分裂、分化形成新的植物体才能表现出全能性。
答案:B2.某同学在进行组织培养过程中发现只分裂而不分化出芽和根,可能原因是() A.未见阳光B.培养时间不到C.培养基营养过多D.细胞分裂素和生长素配比不对解析:愈伤组织产生根或芽,取决于生长素和细胞分裂素的浓度比值:当细胞分裂素/生长素的比值低时,诱导根的分化;两者比值处于中间水平,愈伤组织只生长不分化;两者比值高时,诱导芽的形成。
答案:D3.(2010·泰州模拟)如下图为“白菜-甘蓝”杂种植株的培育过程。
下列说法正确的是()A.图示“白菜-甘蓝”植株不能结籽B.愈伤组织的代谢类型是自养需氧型C.上述过程中包含着有丝分裂、细胞分化和减数分裂等过程D.“白菜-甘蓝”杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果解析:白菜和甘蓝都是二倍体,它们的体细胞杂交后培育的“白菜-甘蓝”杂种植株中2个染色体组来自白菜,2个染色体组来自甘蓝,因此“白菜-甘蓝”属于异源四倍体,是可育的,能产籽;愈伤组织是一种高度液泡化的呈无定型状态的薄壁细胞,不能进行光合作用产生有机物,因此愈伤组织的代谢类型是异养需氧型;上述过程包括去壁、原生质体融合、植物组织培养等过程,其结果是形成“白菜-甘蓝”幼苗,并未发育到性成熟个体,因此整个过程中有有丝分裂和细胞分化,没有减数分裂过程;对个体来说,任何性状都是基因选择性表达的结果。
答案:D4.有关全能性的叙述,不.正确的是() A.受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体,因此全能性最高B.生物体内细胞由于分化,全能性不能表达C.卵细胞与受精卵一样,细胞未分化,全能性很高D.植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性解析:首先受精卵是个体发育的起点,在自然条件下,通过细胞的分裂、分化形成完整的个体,所以全能性最高;其次,体内每一个体细胞都是通过有丝分裂形成,都含有发育成完整个体所必需的全部基因,理论上讲都应该具有全能性,但由于分化,基因在不同的细胞中选择表达,因而体内细胞并没有表达出全能性;再者,卵细胞在一定条件下,全能性表现比体细胞高,但与受精卵不同,细胞的分化程度也很高;第四,分化的植物细胞具有全能性,但要表达必须在一定条件下离体培养。
第2讲 细胞工程一、细胞工程1.操作水平:细胞水平或细胞器水平。
2.目的:按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。
二、植物细胞工程1.植物细胞的全能性2.植物细胞工程的基本技术3.植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径①微型繁殖:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
特点:⎩⎪⎨⎪⎧ a.保持优良品种的遗传特性b.高效快速地实现种苗的大量繁殖 ②作物脱毒技术:选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养,获得脱毒苗的技术。
③人工种子:以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子。
(2)作物新品种的培育①单倍体育种a .实质:花药离体培养过程就是植物组织培养过程。
b .流程:花药――→离体培养单倍体幼苗――→秋水仙素诱导染色体数目加倍纯合子。
c .优点:后代不发生性状分离,都是纯合子,能够稳定遗传,明显缩短了育种年限。
②突变体的利用:在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断的分生状态,因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。
从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。
(3)细胞产物的工厂化生产①细胞产物:蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
②培养阶段:愈伤组织阶段。
③技术基础:植物组织培养技术。
三、动物细胞培养与核移植技术1.动物细胞培养2.动物细胞核移植技术四、动物细胞融合与单克隆抗体1.动物细胞融合(1)概念:两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程,也称细胞杂交。
(2)条件:需要用聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒或电激等诱导因素。
(3)原理:细胞膜的流动性。
(4)结果:形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞。
(5)意义:突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能。
成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段,为制造单克隆抗体开辟了新途径。
高考生物一轮总复习专题二细胞工程试题(含解析)新人教版选修3考点分类抓基础点点击破我能行1.下面所列过程是植物组织培养的简略过程。
请据此回答:①→脱分化→②→再分化→③→④(1)①表示__________________________________,它能被培养成④的根本原因是______________________________。
(2)②表示__________,它的细胞特点是______________________________________________,它的颜色特点是______________________________。
(3)若想制造人工种子,应该选择(写编号)__________。
(4)若①是花药,则④是______________,这项技术可用在__________上。
(5)若①是胡萝卜根尖细胞,则培养成的④叶片的颜色是__________,这说明根尖细胞__________________________________。
(6)若利用此项技术制造治疗烫伤的药物——紫草素,培养将进行到(写编号)__________。
答案:(1)离体的植物器官、组织或细胞植物细胞具有全能性(2)愈伤组织细胞排列疏松、高度液泡化、细胞壁薄、呈无定形状态色浅(3)③(4)单倍体植株单倍体育种(5)绿色含有表达叶绿体的基因(6)②解析:此题考查了对植物组织培养过程有关知识的理解。
植物组织培养必须用离体的植物细胞、组织或器官,因为细胞中含有本物种的全套遗传物质,因此可以被培养成植株。
制造人工种子必须选择再分化后的胚状体。
2.如图为植物体细胞杂交过程示意图。
据图回答:(1)步骤①是__________,最常用的方法是__________。
(2)步骤②一般常用的化学试剂是__________,目的是________________________。
(3)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中,运用的技术手段是__________,其中步骤④相当于__________,步骤⑤相当于__________。
专题2 克 隆 技 术一、单项选择题1.图为植物组织培养的基本过程,则制作人工种子和生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草素,应分别选用编号( )①――→脱分化 ②――→再分化 ③―→④A .④②B .③②C .③④D .④③2.在动物细胞培养过程中,下列处理中不恰当的是( )A .培养液和培养用具要进行无菌处理B .提供种类齐全的营养物质C .提供纯氧以保证细胞的呼吸作用D .保证提供适宜的温度和pH3.(2011·上海生物)关于哺乳动物细胞体外培养的难易程度,下列表述中正确的是( )A .乳腺癌细胞易于乳腺细胞;胚胎细胞易于脂肪细胞B .乳腺细胞易于乳腺癌细胞;胚胎细胞易于脂肪细胞C .乳腺细胞易于乳腺癌细胞;脂肪细胞易于胚胎细胞D .乳腺癌细胞易于乳腺细胞;脂肪细胞易于胚胎细胞4.科学家通过细胞工程在小鼠体内生产单一抗体,其原因是( )A .小鼠血液中只有一种B 淋巴细胞B .细胞融合后只产生一种杂交瘤细胞C .可以筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞D .经抗原刺激后,小鼠体内会产生特定的效应T 细胞5.(2012·佛山调研)下列有关生物技术的叙述中,错误的是( )A .在植物细胞组织培养中胚不能作为组织培养的材料B .多种显微操作和处理技术使体外受精、胚胎移植和胚胎分割成为可能C .利用植物组织培养可以筛选出对人类有用的突变体D .异体骨髓移植成功后,康复者的血型有可能发生改变但不会遗传6.(2011·江苏生物)关于现代生物技术应用的叙述中错误的是( )A .蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质B .体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体C .植物组织培养技术可用于植物茎尖脱毒D .动物细胞培养技术可用于转基因动物的培养7.(2012·肇庆一模)下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养成植株的过程 四倍体兰花叶片−−→①愈伤组织−−→②胚状体−−→③植株下列相关叙述中,正确的是( )A. ②和③阶段发生减数分裂B .①阶段需要生长素而③阶段仅需要细胞分裂素C .①阶段不仅有细胞增殖且细胞分化速度很快D .此兰花的花药离体培养所得的植株体细胞中有两个染色体组8.(2012·广东河源检测)DNA 疫苗的研制是基因工程技术在疫苗研究中的重要突破。
专题2 细胞工程【章节知识网络】【章节巩固与提高】一、选择题1、用动、植物成体的体细胞进行离体培养,下列叙述正确的是( )A.都需用CO2培养箱B.都需用液体培养基C.都要在无菌条件下进行D.都可体现细胞的全能性【解析】用动、植物成体的体细胞进行离体培养都必须在无菌条件下进行。
用植物成体的体细胞进行离体培养获得新个体体现的是细胞的全能性,而动物体细胞离体培养主要是获得细胞的代谢产物。
【答案】C2、(2012·东城模拟)下列与细胞工程技术相关的表述中,不正确的是 ( )A.植物体细胞杂交技术可以克服常规的远缘杂交不亲和障碍B.动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分基本相同C.动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同D.植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性【解析】植物体细胞杂交可以把来自不同植物细胞融合在一起,克服了自然状态下植物间远缘杂交不亲和障碍,融合后的细胞能培育成一个植物个体,体现了植物细胞全能性,细胞融合原理是膜的流动性。
植物细胞培养基除基本成分外还需要植物激素,而动物细胞培养液需加动物血清。
【答案】B3、水稻的花药通过无菌操作,接入试管,经过如图所示过程培育成试管苗。
据图分析下列叙述正确的是A.a、b、c、d 中的植物细胞都具有全能性,且全能性的表达程度相同B.a、b、c 的培养基中都有琼脂、有机物、水、植物生长调节剂等物质C.水稻花药经 a~d 发育成试管苗的过程涉及有丝分裂、减数分裂等细胞分裂方式D.只要调节培养基中各种营养物质的比例就能诱导 b 中的愈伤组织分化成试管苗【解析】a、b、c、d 中的植物细胞随分化程度的升高其全能性的表达变窄;植物组织培养是无性生殖,没有发生减数分裂;调节培养基中生长素与细胞分裂素的比例能诱导 b 中的愈伤组织分化成试管苗。
【答案】B4、下列关于植物体细胞杂交或植物细胞质遗传的叙述中,错误的是A.利用植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制,培育远缘杂种B.不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程C.两个不同品种的紫茉莉杂交,正交、反交所得 F1 的表现型一致D.两个不同品种的紫茉莉杂交,F1 的遗传物质来自母本的多于来自父本的【解析】植物体细胞杂交可以用两种不同的植物细胞,从而可克服生殖隔离的限制;植物体细胞杂交的过程,实际上是不同植物体细胞的原生质体融合的过程;紫茉莉枝叶的性状的遗传是细胞质遗传,两个不同品种的紫茉莉杂交,正交、反交所得 F1 的表现型应与母本一致。
随堂跟踪训练一、选择题1.(2015·西城区调研)下列技术或方法与原理不相符的是()A.紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞增殖B.植物组织培养和制备单克隆抗体——细胞的全能性C.原生质体融合和动物细胞融合——细胞膜的流动性D.纤维素酶、果胶酶处理植物细胞壁——酶的专一性[解析]制备单克隆抗体是将骨髓瘤细胞和免疫过的B淋巴细胞融合,形成杂交瘤细胞,利用的是细胞膜的流动性和细胞增殖的原理。
[答案] B2.(2015·东城区诊断)下列有关细胞工程的说法正确的是()A.在愈伤组织形成的过程中,除适宜的温度、pH和无菌条件外,还需要有植物激素进行调节B.植物体细胞杂交前需要用酶去除细胞壁获得原生质体,然后再用灭活的病毒促进融合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.动物细胞应在含5%CO2的恒温箱中培养,CO2的作用是为细胞提供碳源[解析]在愈伤组织形成的过程中,需添加生长素和细胞分裂素等植物激素进行调节;灭活的病毒是促进动物细胞融合特有的方法;核移植属于克隆,为无性生殖,不会产生新物种;动物细胞应在含5%CO2的恒温箱中培养,CO2的作用是维持培养液中的pH。
[答案] A二、非选择题3.(2015·南京模拟)下图所示为科学家利用番茄叶细胞和马铃薯叶细胞杂交培育“番茄—马铃薯”植株的过程,请回答下列问题。
(1)①②过程使用了____________酶,以使植物原生质体相互分离,此处使用的溶液浓度较大,以保证植物细胞会发生________,以保护原生质体不被破坏;在动物细胞培养技术中,使细胞分离开来的酶是________。
(2)过程③在化学药剂________的作用下会发生细胞融合;动物细胞融合的方法与植物细胞不相同的是________________。
(3)过程________属于脱分化,过程________属于再分化,细胞发生分化的根本原因是________________。
(4)过程⑤⑥⑦的细胞工程技术是________,其培养时选用的材料通常是分生组织,原因是__________________________________________。
(5)若番茄细胞内含a 个染色体,马铃薯细胞内含b 个染色体,则番茄—马铃薯细胞内含________个染色体;若对番茄和马铃薯采用杂交育种方法能成功的话,得到的后代应含________个染色体,若要得到可育的番茄—马铃薯,必须用________来处理幼苗。
这两种方法相比,体细胞杂交方法的优点是________________________________。
[解析] 植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成,因此可以用纤维素酶和果胶酶将其水解得到原生质体,然后用聚乙二醇或物理方法诱导原生质体融合,再生细胞壁形成杂种细胞。
图中过程⑤⑥是杂种细胞经过脱分化、再分化形成幼苗,体现了植物细胞的全能性。
在较高浓度的溶液中,有细胞壁的植物细胞可以发生质壁分离,酶解时保护原生质体不被破坏。
植物体细胞杂交得到的番茄—马铃薯细胞内含有的染色体数是两种植物染色体数之和即a +b ;番茄和马铃薯有性杂交得到的后代的染色体数是a /2+b /2,此后代减数分裂过程中联会紊乱不可育,必须用秋水仙素处理幼苗,使染色体数目加倍。
[答案] (1)纤维素酶和果胶 质壁分离 胰蛋白酶(2)聚乙二醇 可以使用灭活的病毒(3)⑤ ⑥ 基因的选择性表达(4)植物组织培养 全能性高,易培养形成愈伤组织(5)a +b (a +b )/2 秋水仙素 克服远缘杂交不亲和的障碍4.(2015·太原模拟)植物组织培养的过程如下图所示。
请分析并回答。
离体的组织或器官――→A 愈伤组织――→B 胚状体――→C植株(1)B、C过程是通过细胞的________、________实现的。
(2)胚状体根据其来源不同,可以分为“体细胞胚”和“花粉胚”。
①用花药离体培养可获得“花粉胚”,同种植物的花粉胚与体细胞胚在染色体数目上的主要区别是______________________________________________ ______________________________________________。
②如果用________处理二倍体植株的花粉胚,能获得可育的植株,该过程是________育种中不可缺少的步骤。
③在一定条件下培养离体细胞可以形成体细胞胚进而发育成完整的植株,其根本原因是每个细胞都含有__________________,这一过程体现了__________________。
(3)植物组织培养得到的胚状体经过人工薄膜包装可以获得“人工种子”,由“人工种子”萌发出的植株是否可育?____________________________________________________________________________________________。
(4)微型繁殖培育无病毒草莓时,一般选取茎尖或根尖作为外植体,其依据是______________________________________________。
(5)在培养过程中,愈伤组织在培养基中未形成根,但形成了芽,其原因可能是____________________________________________________________________________________________。
[解析](1)离体的组织或器官经过脱分化形成愈伤组织,再通过再分化即细胞的分裂和分化形成胚状体结构。
(2)由花药离体培养得到的“花粉胚”,其细胞内的染色体数目是体细胞胚的一半。
用秋水仙素处理花粉胚,可使细胞内的染色体数目加倍,获得可育的二倍体植株,该过程是单倍体育种中不可缺少的步骤。
离体细胞发育成完整植株的根本原因是每个细胞中都含有该物种的全套基因,该过程体现了植物细胞的全能性。
(3)花粉胚的细胞中染色体数是体细胞胚的一半,减数分裂过程中染色体联会紊乱,不能正常产生配子,一般是不可育的;而体细胞胚的细胞中含本物种正常的染色体数,可进行正常的减数分裂,产生正常的配子。
(4)茎尖或根尖由于细胞不断分裂,病毒来不及侵染,所以在培养无病毒植株时常选用茎尖或根尖作外植体。
(5)植物组织培养过程中需用生长素和细胞分裂素来调节细胞的分裂、分化,若培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏高,容易诱导根的生成;若培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低,则易诱导芽的生成。
[答案](1)分裂(或增殖)分化(2)①花粉胚细胞中的染色体数目是体细胞胚的一半②秋水仙素单倍体③本物种的全套基因(或全套遗传信息)植物细胞的全能性(3)由花粉培养发育的植株一般不可育,由体细胞经组织培养发育的植株则是可育的(4)茎尖(或根尖)病毒极少,甚至无病毒(5)培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量比例不合理(或培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低)(合理即可) 5.(2015·吉林模拟)人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体,它能像种子一样萌发生长,长成植物。
人工种子的核心部件是一个被外层物包埋的具有类似于胚功能的胚状体。
将胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中,便成了所谓的“人工种子”。
(1)人工种子依据的原理是____________________________________,培育胚状体利用了____________技术。
(2)包埋胚状体的胶质可看作自然种子的哪部分结构?(3)如果外植体是植物的茎尖,通过①的处理可使细胞彼此分离,①过程中可加入()A.蛋白酶B.淀粉酶C.果胶酶D.胰蛋白酶(4)②过程表示脱分化过程,其实质是________________;③表示再分化过程,其实质是____________________。
(5)由人工种子萌发成的植株是否可育?[答案](1)植物细胞的全能性植物组织培养(2)种皮及提供营养的胚乳或子叶(3)C(4)使细胞恢复分裂能力基因的选择性表达(5)不一定6.(2015·银川模拟)下图为利用生物技术制备单克隆抗体的实验探究。
请回答问题。
(1)图中过程①导入的诱导基因的作用是________________。
实现过程①所需的工具酶是________________。
(2)图中过程②属于________,其实质是____________________。
(3)图中过程③属于________技术,该过程的实现通常采用________作为诱导剂。
(4)丙细胞所具有的特点是______________________。
(5)与普通培养基相比,图中用于细胞培养的培养液需加入________等。
[答案](1)诱导小鼠成纤维母细胞形成干细胞限制酶和DNA连接酶(2)细胞分化基因选择性表达(3)细胞融合灭活的病毒(聚乙二醇)(4)既能无限增殖,又能分泌单一的抗体(5)动物血清7.(2014·新课标全国卷Ⅰ)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廇细胞外,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。
(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)四Y Y小鼠的抗体效价最高(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,没有特异性且融合率达不到100%(3)1200(4)不能无限增殖8.(2015·南昌模拟)人的HPRT基因缺陷(HPRT-)细胞和小鼠的TK基因缺限(TK-)细胞在HAT培养基中都不能存活。