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2019-2020年高三生物第一輪復習 第35講 細胞工程試題 新人教版選修3(I) 1.(xx課標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　　　　酶去除細胞壁,獲得具有活力的　　　　,再用化學誘導劑誘導二者融合。形成的融合細胞進一步培養(yǎng)形成　　　　組織,然后經(jīng)過　　　　形成完整的雜種植株。這種培育技術稱為　　　　　　　　。 (2)上述雜種植株屬于多倍體,多倍體是指　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。假設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。應用組織培養(yǎng)技術培養(yǎng)鐵皮石斛擬原球莖(簡稱PLBs,類似愈傷組織)生產(chǎn)生物堿的實驗流程如下: 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。同學們擬開展探究實驗驗證該推測,在設計實驗方案時探討了以下問題: ①ABA的濃度梯度設置和添加方式:設4個ABA處理組,1個空白對照組,3次重復。因ABA受熱易分解,故一定濃度的無菌ABA母液應在各組液體培養(yǎng)基　　　　　　　　　　　　后按比例加入。 ②實驗進程和取樣:實驗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,實驗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)時間:當某3個樣品(重復樣)的　　　　時,其對應的ABA濃度為適宜濃度,對應的培養(yǎng)時間是適宜培養(yǎng)時間。 3.(xx課標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(能檢測出抗原抗體反應的血清最大稀釋倍數(shù)),結果如下圖所示。 若要制備雜交瘤細胞,需取免疫后小鼠的B淋巴細胞(染色體數(shù)目40條),并將該細胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細胞(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細胞融合,經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測,得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞。 回答下列問題: (1)制備融合所需的B淋巴細胞時,所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到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淋巴細胞的是　　　　小鼠,理由是　　　　　　　　　　　　　。 (2)細胞融合實驗完成后,融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外,可能還有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,體系中出現(xiàn)多種類型細胞的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)雜交瘤細胞中有　　　　個細胞核,染色體數(shù)目最多是　　　　條。 (4)未融合的B淋巴細胞經(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)生成熟的淋巴細胞?？蒲腥藛T利用胚胎干細胞(ES細胞)對Rag2基因缺失小鼠進行基因治療。其技術流程如圖: (1)步驟①中,在核移植前應去除卵母細胞的　　　　。 (2)步驟②中,重組胚胎培養(yǎng)到　　　期時,可從其內細胞團分離出ES細胞。 (3)步驟③中,需要構建含有Rag2基因的表達載體。可以根據(jù)Rag2基因的　　　　　　設計引物,利用PCR技術擴增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分別在片段兩側進行酶切獲得Rag2基因片段。為將該片段直接連接到表達載體,所選擇的表達載體上應具有　　　　　　酶的酶切位點。 (4)為檢測Rag2基因的表達情況,可提取治療后小鼠骨髓細胞的　　　　,用抗Rag2蛋白的抗體進行雜交實驗。 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,一段時間后,若小鼠血清中抗　　　　的抗體檢測呈陽性,說明小鼠體內產(chǎn)生了　　　　反應,再從小鼠的　　　　中獲取B淋巴細胞。將該B淋巴細胞與小鼠的　　　　細胞融合,再經(jīng)過篩選、檢測,最終可獲得所需的雜交瘤細胞,該細胞具有的特點是　　　　　　　　　　　　。 (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)　原生質體(2分)　愈傷(2分)　再分化(或分化)(2分)　植物體細胞雜交技術(1分) (2)體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體(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)會異常,而后者染色體聯(lián)會正常(3分,其他合理答案也給分) (3)胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽(1分,答對其中一個即給分) 解析　本題主要考查植物細胞工程的相關知識。(1)植物體細胞雜交技術的流程是先用纖維素酶和果膠酶將植物細胞最外層的細胞壁去除,獲得具有活力的原生質體,然后將甲、乙植物的原生質體融合,形成融合細胞,再將融合細胞誘導脫分化,進一步培養(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)在植物體細胞雜交過程中,甲、乙兩種植物的二倍體體細胞融合為四倍體細胞,四倍體細胞經(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個甲植物的染色體組和2個乙植物的染色體組,減數(shù)分裂時聯(lián)會正常,可育。而甲、乙有性雜交的后代細胞中含1個甲植物的染色體組和1個乙植物的染色體組,減數(shù)分裂時聯(lián)會紊亂,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)細胞分化程度低,容易誘導形成PLBs(2分)　細胞的脫分化(2分)　(2)生長起始較快(2分)　快速生長時間較長(2分)　PLBs產(chǎn)量較高(2分)　(3)①滅菌、冷卻(2分)?、?5(1分)?、跴LBs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)相關知識,并以植物組織培養(yǎng)實驗為背景考查實驗探究能力。(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,易誘導其脫分化,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)在開始生長時間,快速生長的時間及達到生長穩(wěn)定時重量的大小等方面。(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才能加入無菌ABA。②依題干信息可知,本實驗有5組,每組3個樣品,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)實驗探究目的,當3個樣品(重復樣)的PLBs重量和生物堿含量乘積的平均值最大時,其對應的ABA濃度為適宜濃度,對應的培養(yǎng)時間為適宜培養(yǎng)時間。 3.答案　(1)4　Y　Y小鼠的血清抗體效價最高 (2)B淋巴細胞相互融合形成的細胞、骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞　細胞融合是隨機的,且融合率達不到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的血清抗體效價就可達到16 000以上。由于4次免疫后的Y小鼠的血清抗體效價最高,故最適合用于制備B淋巴細胞。(2)細胞融合實驗中,由于細胞融合是隨機的,而且誘導融合率不可能達到100%,所以會有未融合的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞、融合的具有同種核的細胞和雜交瘤細胞三種類型。(3)雜交瘤細胞同時具有B淋巴細胞和骨髓瘤細胞的核物質,但細胞核只有一個。由于雜交瘤細胞在分裂過程中染色體會丟失,故細胞核中染色體數(shù)目最多是40+60=100(條)。(4)B淋巴細胞已經(jīng)分化,沒有無限增殖的潛能。 4.答案　(10分)(1)細胞核 (2)囊胚 (3)核苷酸序列　HindⅢ和PstⅠ (4)蛋白質 解析　(1)步驟①核移植是把體細胞的細胞核移入去核的卵母細胞中。(2)囊胚才有內細胞團。(3)可根據(jù)目的基因的核苷酸序列設計引物,要把目的基因和表達載體直接連接,目的基因和表達載體應具有相同酶的酶切位點。(4)欲檢測Rag2基因的表達情況,需提取治療后小鼠骨髓細胞的蛋白質,進行抗原—抗體雜交實驗。 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(2分,其他合理答案也給分) 解析　(1)制備單克隆抗體時,需要先給小鼠注射特定抗原(HSV-1蛋白),當小鼠血清中抗HSV-1蛋白的抗體檢測呈陽性時,就可從小鼠脾臟中獲取B淋巴細胞,將B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合,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胞。(2)單克隆抗體的獲取有兩條途徑,一是從體外細胞培養(yǎng)液中提純獲得,二是將雜交瘤細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、靈敏度高、純度高等特點。