2019版高考生物总复习第十单元现代生物科技专题第2讲细胞工程课时跟踪练

第2讲细胞工程

课时跟踪练

1．(2017·武汉调研)应用植物组织培养技术，不仅可实现种苗的快速繁殖、培育无病毒植株，也可加快作物及苗木育种。下面是培育柑橘耐盐植株的实验流程：

回答下列问题：

(1)愈伤组织是由离体的茎段经____________过程形成的，此时愈伤组织细胞_________(填“具有”或“不具有”)细胞的全能性。

(2)对愈伤组织进行了两次处理，处理1中γ射线照射的目的是______________，用γ射线不直接处理茎段而是处理愈伤组织，原因是____________________；处理2中添加的物质X为__________。

(3)植物组织培养技术也被广泛应用于其他作物的育种中。在培育白菜－甘蓝、三倍体无子西瓜、农杆菌转化法获得抗虫棉中，必需用到植物组织培养技术的是_______________________________。

解析：由图可知，培育柑橘耐盐植株是利用了γ射线照射，使其发生基因突变，再利用一定浓度盐的培养基去选择耐盐植株。

(1)离体的茎段经过脱分化过程形成愈伤组织，愈伤组织具有未分化的特点，细胞仍具有较高的细胞全能性。

(2)对愈伤组织进行了两次处理，处理1中γ射线照射的目的是诱导基因突变。愈伤组织细胞处于不断地分裂状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变，因此通常用γ射线处理植物的愈伤组织能获得较好效果。该技术最终培育柑橘耐盐植株，因此处理2中添加的物质X为氯化钠，起选择作用，具有能适应一定浓度盐的愈伤组织才可以生长，不适应的愈伤组织死亡。

(3)三倍体无子西瓜的培养过程是：利用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，使之变成四倍体植株，再用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，结出三倍体的种子。第二年将此三倍体的西瓜种子种下去，授以二倍体的花粉，结出三倍体的无子西瓜。整个过程中没有用到植物组织培养。作物育种研究中常用农杆菌转化法将含抗虫基因的Ti质粒导入到植物体细胞中，再利用植物组织培养技术获得抗虫的农作物。运用细胞工程培育白菜－甘蓝杂种植株，需要采用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株。

答案：(1)脱分化具有(2)诱发基因突变愈伤组织细胞分裂能力强，易诱发基因突变NaCl(或盐) (3)白菜—甘蓝、抗虫棉

2．(2017·葫芦岛模拟)紫杉醇是从红豆杉属植物树皮中提取分离出来的一种代谢产物，

具有显著的抗癌效果。下面是几种生物合成紫杉醇的方法，请回答相关问题：

(1)若利用微型繁殖技术大量生产红豆杉幼苗，则该技术利用的原理是_____________。在植物组织培养的培养基中除无机营养成分、有机营养成分、琼脂外，还需要添加____________________。红豆杉的形成层在生长发育过程中并不能合成紫杉醇的根本原因是____________________________________。

(2)科学家尝试利用PCR技术从太平洋红豆杉中获取相关基因片段，并在大肠杆菌中完成转化过程。PCR技术利用的原理是____________。将该目的基因导入受体菌时，常利用Ca2＋处理细胞，使其成为_____________，从而完成转化过程。若重组大肠杆菌产生的中间代谢产物扩散到水体或土壤后，可引发_____________安全问题。

(3)为了培养能产生紫杉醇的红豆杉—柴胡植株，科研人员将红豆杉的愈伤组织和柴胡的愈伤组织用纤维素酶和果胶酶处理后，获得有活力的_____________，在用诱导剂_____________使其融合，最后选择能够高效合成紫杉醇的杂交细胞进行培养。

解析：(1)微型繁殖技术利用了植物组织培养技术，该技术利用的原理是植物细胞的全能性。在植物组织培养的培养基中除无机营养成分、有机营养成分、琼脂外，还需要添加植物激素。红豆杉的形成层在生长发育过程中并不能合成紫杉醇，这是由于在特定时间和空间条件下，细胞中的基因选择性的表达。

(2)PCR技术利用的原理是DNA双链复制。将该目的基因导入受体菌时，常利用Ca2＋处理细胞，使其成为感受态细胞，从而完成转化过程。若重组大肠杆菌产生的中间代谢产物扩散到水体或土壤后，可引发环境安全问题。

(3)植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，利用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞可以获得原生质体。在植物体细胞杂交过程中，利用酶解法获得有活力的原生质体，然后再用PEG(或聚乙二醇)使其融合，最后选择能够高效合成紫杉醇的杂交细胞进行培养。

答案：(1)植物细胞的全能性植物激素(或激素) 在特定时间和空间条件下，细胞中的基因选择性的表达(2)DNA双链复制感受态细胞环境(3)原生质体PEG(或聚乙二醇)

3．(2017·衡水检测)下图是某实验室通过小鼠纤维母细胞等获得单克隆抗体的实验流程，据图回答相关问题：

(1)过程①类似于植物组织培养技术中的____________过程。与纤维母细胞相比，诱导干细胞的全能性较________。过程②中细胞分化的实质是_______________________________________________。

(2)a 是________；Z细胞是________。

(3)骨髓瘤细胞和浆细胞融合所依据的原理是__________。与诱导植物原生质体融合不同的方法是用_______________诱导。

(4)通过单克隆抗体制备技术得到的抗a 的单抗具有______________的特点。

解析：(1)①过程是将甲小鼠的纤维母细胞诱导成诱导干细胞，相当于植物组织培养技术中的脱分化。诱导干细胞相当于未分化的细胞，其全能性更高。②过程是诱导干细胞分化成各种体细胞，细胞分化的实质是基因选择性表达。

(2)读图可知Z 为能产生抗a 抗体的杂交瘤细胞，Z 分泌合成的是抗a 的单克隆抗体，则a 为抗原。

(3)动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性。骨髓瘤细胞和浆细胞融合与诱导植物原生质体融合不同的方法是用灭活的病毒进行诱导。

(4)通过单克隆抗体制备技术得到的抗a 的单抗具有的特点是特异性强、灵敏度高、可大量制备。

答案：(1)脱分化 高 基因的选择性表达 (2)抗原 能产生抗a 抗体的杂交瘤细胞

(3)细胞膜的流动性 灭活的病毒

(4)特异性强、灵敏度高、可大量制备

4．(2017·哈尔滨三模)细胞工程是一门新兴的生物工程技术。在动、植物的育种；药物提取；药物生产等领域的应用十分广泛。利用所学知识回答以下关于细胞工程的相关问题。

(1)采用植物细胞工程育种的方法如下：

⎭⎪⎬⎪⎫甲细胞乙细胞――→处理 ⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫甲原生质体乙原生质体――→诱导杂种细胞→愈伤组织――→筛选

胚状体――→选择 目的植株 ①甲、乙原生质体经诱导融合完成的标志是__________。以胚状体为材料，经过人工薄膜包装得到的人工种子，在适宜条件下同样能够萌发成幼苗，与天然种子培育相比，人工种子的培育具有哪些显著的优点？___________________________________________________

_______________________________________(至少答出两点)。

②利用杂种细胞采用植物组织培养技术可以培育成杂种植株，该技术的核心步骤是__________和____________。

(2)已知西湖龙井含有的茶碱是植物细胞的代谢产物，具有提神、抗衰老功效。可用植物组织培养来实现茶碱的工业化生产。

①若利用植物组织培养技术，可将龙井茶叶细胞培养到___________阶段，然后从 ___________(填细胞器)中提取茶碱。

②利用植物组织培养技术培养的龙井茶不仅可以保持优良品种的__________，还可以高效实现种苗快速繁殖。如果想获得脱毒的龙井茶苗，可以切取一定大小的_____________等进行组织培养。

解析：(1)①原生质体经诱导融合完成的标志是形成新细胞壁。与天然种子培育相比，