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2019年高考生物一輪復(fù)習(xí) 現(xiàn)代生物科技專題 第2講 細(xì)胞工程課時作業(yè) 新人教版選修3 一、選擇題(每小題5分，共30分) 1．下列關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述中正確的是(　　) A．動物細(xì)胞培養(yǎng)不能獲得有重要價值的蛋白質(zhì)生物制品 B．動物細(xì)胞培養(yǎng)前要用胰蛋白酶處理使細(xì)胞分散 C．細(xì)胞遺傳物質(zhì)的改變發(fā)生于原代培養(yǎng)過程中 D．動物細(xì)胞培養(yǎng)的目的只是獲得有特殊基因突變的細(xì)胞 答案　B 解析　用胰蛋白酶處理可使動物組織分散成單個細(xì)胞，所以B項(xiàng)正確；動物細(xì)胞培養(yǎng)能夠獲得有重要價值的蛋白質(zhì)生物制品，如單克隆抗體，所以A項(xiàng)錯誤；細(xì)胞遺傳物質(zhì)的改變發(fā)生在傳代培養(yǎng)過程中，所以C項(xiàng)錯誤；動物細(xì)胞培養(yǎng)的目的還包括獲得細(xì)胞代謝產(chǎn)物，所以D項(xiàng)也錯誤。 2．(xx東城模擬)下列有關(guān)細(xì)胞工程的說法正確的是(　　) A．在愈傷組織形成的過程中，除適宜的溫度、pH和無菌條件外，還需要有植物激素進(jìn)行調(diào)節(jié) B．植物體細(xì)胞雜交前需要用酶去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體，然后再用滅活的病毒促進(jìn)融合 C．利用動物體細(xì)胞核移植的方法得到克隆動物是培育新物種的一種方式 D．動物細(xì)胞應(yīng)在含5%CO2的恒溫箱中培養(yǎng)，CO2的作用是為細(xì)胞提供碳源 答案　A 解析　在愈傷組織形成的過程中，需添加生長素和細(xì)胞分裂素等植物激素進(jìn)行調(diào)節(jié)；滅活的病毒是促進(jìn)動物細(xì)胞融合特有的方法；核移植屬于克隆，為無性生殖，不會產(chǎn)生新物種；動物細(xì)胞應(yīng)在含5%CO2的恒溫箱中培養(yǎng)，CO2的作用是維持培養(yǎng)液中的pH。 3．(xx濟(jì)南質(zhì)檢)下圖的簡式表示植物組織培養(yǎng)的大致過程，據(jù)此判斷不正確的是(　　) ①②③―→④ A．若①是來自不同植物體細(xì)胞融合的雜種細(xì)胞，則④可能出現(xiàn)不同植物的遺傳特性 B．若①是二倍體植株的花粉，則④是單倍體植株，經(jīng)染色體加倍后可得到穩(wěn)定遺傳的品種 C．若①是人參細(xì)胞，對②進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)可提高細(xì)胞產(chǎn)物人參皂甙的產(chǎn)量 D．若①是具有雜種優(yōu)勢的農(nóng)作物細(xì)胞，則用③進(jìn)行繁育會發(fā)生性狀分離 答案　D 解析　農(nóng)作物細(xì)胞用③繁育屬無性繁殖，不會發(fā)生性狀分離。 4．在培育克隆羊多利的過程中，下列哪項(xiàng)技術(shù)沒有運(yùn)用到(　　) A．細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) B．細(xì)胞核移植 C．胚胎移植技術(shù) D．基因工程技術(shù) 答案　D 解析　培育克隆羊多利的過程中，涉及到細(xì)胞核移植、細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)和胚胎移植技術(shù)。 5．(xx九江質(zhì)檢)右圖是科學(xué)家研發(fā)的制備單克隆抗體的過程，相關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．該過程涉及基因工程和動物細(xì)胞融合技術(shù) B．經(jīng)酶A處理后的Ⅰ與質(zhì)粒具有相同的黏性末端 C．若供體DNA提供了prG基因(無限增殖調(diào)控基因)，則該過程中的Ⅱ是已免疫的B淋巴細(xì)胞 D．通過檢測和篩選得到的Ⅲ細(xì)胞既能無限增殖又能分泌特異性抗體 答案　A 解析　由圖可知，該過程涉及基因工程，但未涉及動物細(xì)胞融合技術(shù)。 二、非選擇題(共70分) 6．(12分)(xx寧波質(zhì)檢)紅豆杉，又名紫杉，可從其樹皮中分離出高抗癌活性的紫杉醇。下圖是某同學(xué)設(shè)計的有關(guān)紫杉醇抗腫瘤實(shí)驗(yàn)的研究流程，請分析并回答： (1)酶X是________酶，其主要作用是__________________。 (2)物質(zhì)Y是________，乙組起____________作用。 (3)細(xì)胞體外培養(yǎng)所需營養(yǎng)物質(zhì)與體內(nèi)基本相同，例如，需要有________、________、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素等，通常還需要加入血清、血漿。 (4)為清除代謝產(chǎn)物，防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害，應(yīng)采取的措施是__________________。 (5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：若甲組________________________________，說明紫杉醇有抗腫瘤作用。 (6)為了解決紫杉醇的藥源問題，理論上可用________技術(shù)把離體的紅豆杉細(xì)胞經(jīng)過__________________培養(yǎng)成愈傷組織，從中提取紫杉醇，進(jìn)行工廠化生產(chǎn)。 答案　(1)胰蛋白(膠原蛋白)　使腫瘤細(xì)胞分散開 (2)生理鹽水　對照(與紫杉醇形成對照)　(3)糖　氨基酸 (4)(定期)更換培養(yǎng)液 (5)腫瘤細(xì)胞的數(shù)目少于乙組 (6)植物組織培養(yǎng)　脫分化 解析　據(jù)題圖可知，酶X是指胰蛋白酶或膠原蛋白酶，其主要作用是使腫瘤細(xì)胞分散開。本題研究的是紫杉醇的抗腫瘤作用，因此需用Y生理鹽水做對照，以觀察紫杉醇的效果。細(xì)胞體外培養(yǎng)所需營養(yǎng)物質(zhì)有糖、氨基酸等小分子有機(jī)物，還需要促生長因子等調(diào)節(jié)物，以及無機(jī)鹽、微量元素等無機(jī)物。定期更換培養(yǎng)液的目的是清除代謝產(chǎn)物，防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害。為了解決紫杉醇的藥源問題，理論上可用組織培養(yǎng)技術(shù)將離體的紅豆杉細(xì)胞經(jīng)過脫分化培養(yǎng)為愈傷組織進(jìn)行工廠化生產(chǎn)。 7．(12分)某研究小組進(jìn)行藥物試驗(yàn)時，以動物肝細(xì)胞為材料，測定藥物對體外培養(yǎng)細(xì)胞的毒性。供培養(yǎng)的細(xì)胞有甲、乙兩種，甲細(xì)胞為肝腫瘤細(xì)胞，乙細(xì)胞為正常肝細(xì)胞。 請回答下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的問題： (1)將數(shù)量相等的甲細(xì)胞和乙細(xì)胞分別置于培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，培養(yǎng)液及其他培養(yǎng)條件均相同。一段時間后，觀察到甲細(xì)胞數(shù)量比乙細(xì)胞數(shù)量____________。 (2)在動物細(xì)胞培養(yǎng)時，通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清，其原因是________________。細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%的CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行，CO2的作用是__________________。 (3)在兩種細(xì)胞生長過程中，當(dāng)乙細(xì)胞鋪滿瓶壁時，其生長________。藥物試驗(yàn)需要大量細(xì)胞，兩種細(xì)胞頻繁傳代，甲細(xì)胞比乙細(xì)胞可以傳代的次數(shù)更________。若用動物的肝臟組織塊制備肝細(xì)胞懸液，需用________處理。 (4)為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的________________。 (5)已知癌基因X過量表達(dá)與肝腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)，要試驗(yàn)一種抗腫瘤藥物Y對甲細(xì)胞生長的影響，可將甲細(xì)胞分為A、B兩組，A組細(xì)胞培養(yǎng)液中加入______________，B組細(xì)胞培養(yǎng)液中加入等量的無菌生理鹽水，經(jīng)培養(yǎng)后，從A、B兩組收集等量細(xì)胞，通過分別檢測X基因在A、B兩組細(xì)胞中的________或________合成水平的差異，確定Y的藥效。 答案　(1)多　(2)血清可以補(bǔ)充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)　維持培養(yǎng)液的pH (3)停止　多　胰蛋白酶 (4)抗生素　(5)Y　mRNA　蛋白質(zhì) 解析　(1)甲細(xì)胞為肝腫瘤細(xì)胞，乙細(xì)胞為正常肝細(xì)胞。腫瘤細(xì)胞為無限增殖的細(xì)胞，細(xì)胞周期短。在相同條件下，培養(yǎng)相同的時間，甲細(xì)胞的數(shù)量多于乙細(xì)胞。(2)動物細(xì)胞培養(yǎng)液中必須加入動物血清，血清中含有血清蛋白、生長因子、促進(jìn)細(xì)胞貼壁的因子、激素等合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)。細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行，CO2的作用是調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH。(3)甲為腫瘤細(xì)胞，能無限增殖，傳代的次數(shù)要比乙細(xì)胞多，乙細(xì)胞(正常肝細(xì)胞)在培養(yǎng)瓶中貼壁生長，當(dāng)鋪滿瓶壁時，生長停止。為得到更多的肝細(xì)胞，需要定期地用胰蛋白酶使細(xì)胞脫離瓶壁，進(jìn)行傳代培養(yǎng)。(4)培養(yǎng)液中加入抗生素來抑制和殺滅細(xì)菌，抗生素對動物細(xì)胞沒有影響。(5)設(shè)計一組加入抗癌藥物的實(shí)驗(yàn)組，一組不加藥物的對照組，通過檢測藥物影響X基因的表達(dá)過程，即轉(zhuǎn)錄形成mRNA、翻譯形成蛋白質(zhì)的量來檢驗(yàn)藥效。 8．(12分)(xx山東卷，36)治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應(yīng)具有重要意義。流程如下： (1)過程①采用的是細(xì)胞工程中的________技術(shù)，過程②采用的是胚胎工程中的________技術(shù)。 (2)體細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)時，所需氣體主要有O2和CO2，其中CO2的作用是維持培養(yǎng)液(基)的________。 (3)如果克隆過程中需進(jìn)行基因改造，在構(gòu)建基因表達(dá)載體(重組載體)時必須使用________和________兩種工具酶?；虮磉_(dá)載體上除目的基因外，還需有________基因，以便選出成功導(dǎo)入基因表達(dá)載體的細(xì)胞。 (4)胚胎干細(xì)胞可以來自于囊胚中的________。在一定條件下，胚胎干細(xì)胞可以分化形成不同的組織器官。若將圖中獲得的組織器官移植給個體________(填“A”或“B”)，則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 答案　(1)(體細(xì)胞)核移植　(早期)胚胎培養(yǎng)　(2)pH(或酸堿度)　(3)限制性(核酸)內(nèi)切酶(或限制酶)　DNA連接酶(注：兩空可顛倒)　標(biāo)記　(4)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)　B 解析　(1)過程①表示將從體細(xì)胞中分離出的細(xì)胞核與去核的卵(母)細(xì)胞重組形成重組細(xì)胞的過程，因此采用的是細(xì)胞工程中的(體細(xì)胞)核移植技術(shù)。過程②表示將重組細(xì)胞培養(yǎng)至早期胚胎的過程，所以采用的是胚胎工程中的(早期)胚胎培養(yǎng)技術(shù)。(2)在動物細(xì)胞培養(yǎng)時，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液(基)的pH(或酸堿度)。(3)在基因工程中，構(gòu)建基因表達(dá)載體(重組載體)時必須使用限制性(核酸)內(nèi)切酶(或限制酶)和DNA連接酶?；虮磉_(dá)載體的組成，除目的基因外，還必須有啟動子、終止子以及標(biāo)記基因等，其中標(biāo)記基因的作用是篩選出成功導(dǎo)入基因表達(dá)載體的細(xì)胞。(4)胚胎干細(xì)胞可以來自于囊胚中的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。圖中獲得的組織器官，其細(xì)胞核來自于個體B，其遺傳物質(zhì)組成幾乎與個體B相同，因此將該組織器官移植給個體B則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 9．(12分)(xx新課標(biāo)Ⅰ卷，40)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(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?；卮鹣铝袉栴}： (1)制備融合所需的B淋巴細(xì)胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達(dá)到16000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__________________。 答案　(1)4　Y　Y小鼠的血清抗體效價最高 (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)據(jù)圖分析，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗體效價均達(dá)到16000以上，小鼠Y的B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體效價最高，最適用于制備單克隆抗體。(2)融合體系中除了未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞之外，還有骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的自身融合產(chǎn)物；由于細(xì)胞融合具有隨機(jī)性，故體系中會出現(xiàn)多種類型的細(xì)胞。(3)雜交瘤細(xì)胞形成后，由于核膜具有流動性，小鼠的免疫B淋巴細(xì)胞核與其骨髓瘤細(xì)胞核會融合形成一個雜交的細(xì)胞核，正常情況下融合后的細(xì)胞核中的染色體數(shù)目為100條。(4)未融合的B淋巴細(xì)胞在不發(fā)生突變的情況下經(jīng)過多次分裂后會衰老死亡，不能無限增殖。 10．(xx長沙質(zhì)檢)如圖所示為單克隆抗體的制備過程，回答以下問題： (1)圖中①指的是__________________。 (2)實(shí)際操作時，要得到所需的雜交瘤細(xì)胞，②過程至少要經(jīng)歷________次篩選，一是因?yàn)橥N細(xì)胞會出現(xiàn)自融現(xiàn)象，二是因?yàn)槊恳粋€B淋巴細(xì)胞能分泌________種抗體，所以篩選出來的雜交瘤細(xì)胞還要進(jìn)行________檢驗(yàn)。 (3)圖中③指的是________，如采用該種方式培養(yǎng)，需使受體小鼠不產(chǎn)生________。 (4)單克隆抗體與普通抗體相比較，具有______________且可大量制備等優(yōu)點(diǎn)。 (5)單克隆抗體的主要用途有________________________(至少舉出兩例)。 答案　(1)注射特異性抗原 (2)兩　1　抗體陽性 (3)體內(nèi)培養(yǎng)　免疫排斥反應(yīng) (4)特異性強(qiáng)、靈敏度高 (5)作為診斷試劑、用于治療疾病和運(yùn)載藥物 解析　(1)制備單克隆抗體應(yīng)先對小鼠注射特異性抗原，然后從其體內(nèi)分離出B淋巴細(xì)胞。(2)由于免疫過的B淋巴細(xì)胞能產(chǎn)生抗體但不能無限增殖，而骨髓瘤細(xì)胞則相反，將兩種細(xì)胞混合在一起，在物理、化學(xué)試劑或滅活病毒的作用下相互融合。假如細(xì)胞兩兩融合，會出現(xiàn)瘤－瘤細(xì)胞、瘤－B細(xì)胞以及B－B細(xì)胞，先通過特殊培養(yǎng)基篩選出瘤－B細(xì)胞，又因分離出來的不一定是特異性抗原刺激而來的B淋巴細(xì)胞，所以還要對篩選出來的融合細(xì)胞進(jìn)行抗體陽性檢測，篩選出所需的雜交瘤細(xì)胞。(3)雜交瘤細(xì)胞既可以在體外培養(yǎng)也可以在體內(nèi)培養(yǎng)，但在體內(nèi)培養(yǎng)時，受體小鼠應(yīng)為供體小鼠的組織相容性同系小鼠或無胸腺裸鼠，以避免發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。(4)單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)：特異性強(qiáng)、靈敏度高，且可大量制備。(5)目前單克隆抗體用到許多方面，比如作為診斷試劑、用于治療疾病和運(yùn)載藥物等。 11．(11分)所謂“基因靶向”技術(shù)(人們大都稱之為基因“敲除”技術(shù))是指利用細(xì)胞脫氧核糖核酸(DNA)可與外源性DNA同源序列發(fā)生同源重組的性質(zhì)，定向改造生物某一基因的技術(shù)。借助這一從上世紀(jì)80年代發(fā)展起來的技術(shù)，人們得以按照預(yù)先設(shè)計的方式對生物遺傳信息進(jìn)行精細(xì)改造。有了“基因靶向”這一高精度瞄準(zhǔn)鏡，科學(xué)家就可以精確瞄準(zhǔn)任何一個基因，使其失去活性，進(jìn)而研究該基因的功能。請回答下列問題： (1)“敲除”一種基因需要分兩步來完成：第一步是利用化學(xué)“剪刀”，例如用某種酶切除哺乳動物染色體中有某種功能的基因，第二步是用修改過的基因取代原有基因。這里的“某種酶”應(yīng)該是________ 酶。用修改過的基因取代原有基因時還需要________酶。 (2)假如要“敲除”小鼠的胰島素基因，請設(shè)計出實(shí)驗(yàn)步驟：_______________________ ___________________________________________________________________________。 給出一種檢驗(yàn)胰島素基因是否被“敲除”的方法：__________________________。 (3)利用細(xì)胞工程也可獲得可供器官移植之用的“敲除排斥基因”的老鼠，其過程大致如下圖所示： ①促進(jìn)卵細(xì)胞融合最常用的試劑是______________。 ②重組細(xì)胞培養(yǎng)成胚胎的過程所用的培養(yǎng)基，從物理性質(zhì)上看屬于________，培養(yǎng)基中至少要加入水、無機(jī)鹽、葡萄糖、氨基酸、維生素、促生長因子、微量元素和________等物質(zhì)，同時要創(chuàng)造適宜溫度、pH和無菌條件，其中需要無菌環(huán)境的原因是__________ ____________________________。 答案　(1)限制性核酸內(nèi)切　DNA連接 (2)用限制性核酸內(nèi)切酶切除小鼠胚胎干細(xì)胞中的胰島素基因，用修改過的基因取代胰島素基因　用胰島素基因探針檢驗(yàn)胰島素基因是否被“敲除” (3)①滅活的病毒或聚乙二醇 ②液體培養(yǎng)基　動物血清　細(xì)菌等微生物生長繁殖快，消耗營養(yǎng)物質(zhì)多，同時產(chǎn)生有害代謝產(chǎn)物，毒害動物細(xì)胞 解析　(1)限制性核酸內(nèi)切酶是基因“剪刀”，DNA連接酶是基因“針線”。 (2)“敲除”一種基因需要分兩步來完成：第一步是利用限制性核酸內(nèi)切酶切除哺乳動物染色體中有某種功能的基因，第二步是用修改過的基因取代原有基因?；蛱结樋蓹z驗(yàn)?zāi)康幕颉? (3)滅活的病毒或聚乙二醇是動物細(xì)胞融合最常用的試劑。動物細(xì)胞培養(yǎng)基的成分有水、無機(jī)鹽、葡萄糖、氨基酸、維生素、動物血清等，需在無菌條件下進(jìn)行。