2021版高考生物一轮复习课时规范练38克隆技术解析版 人教版

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课时规范练38　克隆技术 ‎　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ ‎1.下图为A、B两种二倍体植物体细胞杂交过程示意图,请据图回答下列问题。‎ ‎(1)步骤①的方法是　　　　　　。步骤②常用的化学试剂是　　　　　　　　,之后　　　(“是”或“否”)需要筛选。 ‎ ‎(2)在利用杂种细胞培育成为杂种植物的过程中,运用的技术手段是　　　　　　　　　　　　　,其中步骤④是　　　　　　。植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植物,与A、B两种植物相比,该杂种植物是新物种的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)培育该杂种植物的过程中,遗传物质的传递是否遵循孟德尔遗传规律?为什么?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。‎ ‎2.(2019湖北元月调研)科研人员从红豆杉的树皮中分离出了高抗癌活性的紫杉醇。请分析并回答下列相关问题。‎ ‎(1)为了验证紫杉醇的抗癌作用,设计了如下实验。‎ ‎①酶X是　　　　　　酶,其主要作用是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②物质Y是　　　　　　　　。 ‎ 11‎ ‎③在培养的过程中要定期更换培养液,其目的是 　。 ‎ ‎④预测实验结果:甲组　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,证明紫杉醇有抗肿瘤作用。 ‎ ‎(2)为了拯救濒危物种红豆杉,同时解决提取紫杉醇的原料不足的问题,科研人员尝试利用微型繁殖技术大量生产红豆杉幼苗。‎ ‎①该技术利用的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②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 　。 ‎ ‎3.(2019湖北武汉4月调研)紫杉醇是红豆杉细胞中产生的一种高效抗癌物质,在植物体中含量极低。为取代从天然植株中提取紫杉醇的方式,可通过植物组织培养和细胞培养技术来获取,其过程为:获取红豆杉外植体→消毒→诱导愈伤组织→细胞培养→提取紫杉醇。回答下列问题。‎ ‎(1)获取的外植体首先要通过　　　　　　过程培养出愈伤组织。下表为四种不同外植体在相同培养条件下诱导愈伤组织的实验结果,由表中结果可知诱导愈伤组织较适宜的两种外植体分别是　。 ‎ 外植体 愈伤组织体积 诱导率(%)‎ 不带叶茎段 很大 ‎99.5‎ 带叶茎段 很小 ‎90‎ 叶片 很小 ‎20‎ 成熟胚 较大 ‎80‎ 注诱导率(%)=(形成的愈伤组织数量/接种的外植体数量)×100%‎ ‎(2)将愈伤组织接种到适宜培养液中进行细胞培养,细胞培养的过程　　　　　　　(填“体现”或“未体现”)细胞的全能性,理由是　 　。‎ 11‎ 据下图分析,2,4-D对细胞生长和紫杉醇合成的作用分别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,为获得最大紫杉醇总产量,最适合的2,4-D浓度应为　　　(填“0.5”“1.0”或“2.0”)mg/L。 ‎ 注生长速率=每天每升培养基中增加的细胞干重克数 ‎(3)与从天然植株中提取相比,利用上述技术生产紫杉醇的重要意义是  　(答出两点)。 ‎ ‎4.(2019山西太原4月一模)克隆猴,就是利用猴的细胞,复制出相同个体的过程,如下图。请根据所学知识并据图回答下列相关问题。‎ ‎(1)在进行上述细胞的培养时,通常要在培养基中加一定量的　　　　　　,以防培养过程中的污染。此外,还应　　　　　　　　　　　　,以便清除细胞代谢产物可能的危害。 ‎ ‎(2)这里的体细胞克隆就是将猴的　　　　　　培养后,注入　　　　　　　　　　　内,经过　　　　　　　,最终发育成个体的过程。 ‎ 11‎ ‎(3)将　　　　放在受体(代孕)母猴的　　　　里,让它们着床发育成个体。 ‎ ‎(4)这一重大突破,可以极大地促进与　　　　　　　　相关的医学研究。 ‎ ‎5.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细胞工程的相关问题。‎ ‎(1)釆用植物细胞工程育种的方法如下:‎ ‎①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?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点)。 ‎ ‎②甲、乙原生质体经诱导融合完成的标志是　　　　　　　　　　　　。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。 ‎ ‎6.药用蛋白人组织纤维溶酶原激活物(htPA)可在转htPA基因奶牛的乳汁中获得。下图表示利用奶牛乳汁生产人组织纤维溶酶原激活物的培育过程。请回答下列问题。‎ 11‎ ‎(1)htPA基因cDNA可通过克隆筛选获得。构建表达载体时,必须将htPA基因cDNA与牛乳腺蛋白基因的　　　　　　等调控组件重组在一起。 ‎ ‎(2)图中“未受精的卵”是指　　　　　　的卵母细胞,而不能用普通的体细胞作为受体细胞,原因是“未受精的卵”　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)⑦与⑥的遗传性状不一样的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)图示过程中涉及的科学技术有转基因技术、　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　、胚胎移植技术等。 ‎ ‎7.(2019山东日照期末)下图表示利用现代生物科技手段生产抗体的两种途径,据图回答下列问题。‎ ‎(1)①过程中将细胞A与细胞B进行融合后,产生的融合细胞种类通常多于3种,原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　;最终满足要求的细胞具有　 　的特点。 ‎ ‎(2)④过程得到的V1基因经⑤过程构建结构甲时,为使V1基因在大肠杆菌细胞中正常表达,需要保证把V1基因插入结构甲的　　　　　　　　　　　　之间。 ‎ ‎(3)检验细胞C是否产生抗体1的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　;与抗体1相比,得到的抗体2无生物活性,原因是　  　。 ‎ ‎8.(2019湖南怀化二模)单克隆抗体特异性强、灵敏度高,可以大量制备,已被广泛应用于疾病的诊断和治疗。用H7N9病毒制备单克隆抗体的流程如下图所示。‎ 11‎ ‎(1)过程③常用的方法是　。 ‎ ‎(2)向小鼠体内注射抗原蛋白,使小鼠产生　　　　免疫。从小鼠体内分离的细胞Ⅰ是　　　　　　　　,细胞Ⅱ应具有的特点是　 　。 ‎ ‎(3)体外培养细胞Ⅱ,首先应保证其处于　　　　　　　　　　　的环境中,其次需要提供充足的营养和适宜的温度等。 ‎ ‎(4)对于转基因成功的细胞Ⅱ还要进行克隆化培养和　　　　　　　　检测。 ‎ ‎(5)若要预防H7N9禽流感,可用图中的　　　　　　　　　　　作为疫苗。 ‎ 课时规范练38　克隆技术 ‎1.答案:(1)酶解法　聚乙二醇　是 ‎(2)植物组织培养技术　脱分化　该杂种植株与A、B两种植物间均存在生殖隔离 ‎(3)不遵循,该过程不属于有性生殖 解析:(1)题图为植物体细胞杂交过程示意图,其中①表示去壁获取原生质体的过程,常用酶解法,即用纤维素酶和果胶酶处理;②表示人工诱导原生质体融合,常用的化学试剂是聚乙二醇(PEG),诱导后形成的两两融合的原生质体有三种,所以需要进行筛选。(2)图中③表示再生出新细胞壁的过程。杂种细胞通过植物组织培养技术培育成为杂种植物,过程④表示脱分化,⑤表示再分化过程。图中获得的杂种植物与A、B两种植物间均存在生殖隔离,所以是新物种。(3)题图所示为植物体细胞杂交过程,没有经过不同配子的结合,所以不属于有性生殖,因此该过程中遗传物质的传递不遵循孟德尔遗传规律。‎ ‎2.答案:(1)①胰蛋白(胶原蛋白)　使肿瘤组织分散成单个细胞 ‎②生理盐水 11‎ ‎③及时清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害 ‎④肿瘤细胞的数目少于乙组 ‎(2)①植物细胞的全能性 ‎②在特定时间和空间条件下,细胞中的基因选择性的表达(或控制紫杉醇合成的基因在形成层中未表达)‎ 解析:(1)①为使肿瘤组织分散成单个细胞,要用胰蛋白(酶X)处理让细胞分离。‎ ‎②由实验目的验证“紫杉醇的抗癌作用”可知,实验的自变量为紫杉醇,所以对照组的物质Y是生理盐水。‎ ‎③在培养的过程中,为及时清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,所以要定期更换培养液。‎ ‎④要证明紫杉醇有抗肿瘤作用,需要对应的实验结果是甲组肿瘤细胞的数目少于乙组。‎ ‎(2)①微型繁殖技术利用的原理是植物细胞的全能性。‎ ‎②紫杉醇是相应基因选择性表达的结果,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控制紫杉醇合成的基因在形成层中未表达。‎ ‎3.答案:(1)脱分化　不带叶茎段、成熟胚 ‎(2)未体现　此过程中细胞没有再分化,没有发育成完整植株　促进细胞生长,抑制紫杉醇合成　1.0‎ ‎(3)提高了紫杉醇的产量,保护了红豆杉资源 解析:(1)植物细胞产物的工厂化生产,需要将获取的外植体经过脱分化形成愈伤组织。由表中结果可知,在相同培养条件下,不带叶茎段、成熟胚的两种外植体不仅诱导率较大,而且愈伤组织体积较大,量多,便于后续培养,因此较适宜诱导愈伤组织。‎ 11‎ ‎(2)将愈伤组织接种到适宜培养液中进行细胞培养,此过程中细胞没有再分化,没有发育成完整植株,因此不能体现细胞的全能性。据曲线图可知,一定范围内,随培养液中2,4-D浓度的增加,细胞生长速率加快,紫杉醇含量逐渐降低,因此2,4-D可促进细胞生长,抑制紫杉醇合成。2,4-D浓度应为1.0mg/L时,细胞生长速率较快,紫杉醇含量较高,可获得最大紫杉醇总产量。‎ ‎(3)与从天然植株中提取相比,利用细胞产物的工厂化技术生产紫杉醇,可提高紫杉醇的产量,保护红豆杉资源。‎ ‎4.答案:(1)抗生素　定期更换培养液 ‎(2)体细胞　猴的去核卵母细胞　融合激活 ‎(3)胚胎　子宫(或者输卵管)‎ ‎(4)人类疾病(或者人类健康)‎ 解析:(1)动物细胞培养过程中为了防止杂菌污染,可向培养液添加一定量的抗生素;培养液中的营养物质是有限的,并且不断被消耗,且会积累很多的代谢废物,因此要定期更换培养液。‎ ‎(2)体细胞克隆猴是通过核移植技术得到的,即将供体细胞注入MⅡ期去核的卵母细胞内,通过电刺激方法使两细胞融合,构建重组胚胎,最终发育成个体的过程。‎ ‎(3)将得到重组胚胎经一定时间培养,通过胚胎移植技术移入代孕母猴子宫(或者输卵管)内发育,让它们着床发育成个体。‎ ‎(4)中国科学家首次实现了非人灵长类动物的体细胞克隆,可以极大地促进与人类疾病相关的医学研究,开启人类疾病研究的新时代。‎ ‎5.答案:(1)①生产不受季节、气候和地域的限制;一般不会出现性状分离、能保持优良品种的遗传特性　②新细胞壁的形成　脱分化　再分化 ‎(2)①愈伤组织　液泡　②茎尖 11‎ 解析:图中细胞工程的流程是植物体细胞杂交过程,不同物种的甲、乙细胞首先经过酶解法去壁处理,得到甲、乙两种原生质体,经物理或者化学方法诱导融合,得到杂种细胞(新生细胞壁形成为标志),再经过组织培养过程,得到杂种植株。‎ ‎(1)①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,与天然种子相比,人工种子具有的优点有:生产不受季节限制、不会出现性状分离、能保持优良品种的遗传特性、方便贮存和运输。‎ ‎②甲、乙原生质体经诱导融合完成的标志是形成新的细胞壁。植物组织培养技术包括脱分化和再分化两个核心步骤。‎ ‎(2)①若利用植物组织培养技术,可将龙井茶叶细胞培养到愈伤组织阶段,愈伤组织呈高度液泡化,然后从其液泡中提取茶碱。‎ ‎②茎尖、根尖和芽尖等分生区部位含有少量的病毒或不含病毒,因此如想获得脱毒的龙井茶苗,可以切取一定大小的茎尖(根尖和芽尖也可)等进行组织培养。‎ ‎6.答案:(1)启动子 ‎(2)MⅡ中期(减数第二次分裂中期)‎ 体积大,易操作,含有促进细胞全能性表达的相关物质 ‎(3)个体⑦的遗传信息几乎全部来自供体的细胞核 ‎(4)动物细胞培养技术　体细胞核移植技术 解析:(1)真核生物的基因中含有内含子,cDNA是以mRNA为模板反转录形成的,没有非编码区和内含子序列。牛的乳腺蛋白基因只在泌乳期的乳腺细胞中表达,因此要将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起。(2)从③到④的过程中,应用了核移植技术,题图中“未受精的卵”是指核移植技术中的受体细胞,该受体细胞为MⅡ中期的卵母细胞,不用普通体细胞的原因是卵细胞体积大,容易操作,含有促进细胞全能性表达的相关物质。(3)⑥为代孕母牛,⑦是转基因生物(乳腺生 11‎ 物反应器),⑦与⑥的遗传性状不一样的原因是个体⑦的遗传信息几乎全部来自供体的细胞核。(4)本操作中涉及的科学技术有转基因技术、动物细胞培养技术、体细胞核移植技术和胚胎移植技术等。‎ ‎7.答案:(1)出现两个以上细胞的融合　既能迅速大量繁殖,又能产生专一抗体　(2)启动子和终止子　(3)抗原—抗体杂交实验　大肠杆菌无内质网、高尔基体等细胞器,无法对合成的肽链进行加工 解析:分析图解可知,方法1表示利用动物细胞融合的方法制备单克隆抗体,其中细胞A为骨髓瘤细胞,细胞B为已免疫的浆细胞,融合得到的C细胞为杂交瘤细胞。方法2表示利用基因工程的方法制备抗体,其中③表示从浆细胞中获取抗体的mRNA,④表示利用反转录的方法获取目的基因,⑤表示目的基因和质粒构建重组质粒,⑥表示将目的基因导入受体细胞。‎ ‎(1)①过程中将细胞骨髓瘤细胞A与细胞已免疫的浆细胞B进行融合,只考虑两两融合,A细胞与B细胞融合结果有3种,分别为AA、BB、AB。最后筛选出满足要求的C细胞为杂交瘤细胞AB,细胞既具有骨髓瘤细胞能迅速大量繁殖,又具有浆细胞能产生专一抗体的特点。‎ ‎(2)结构甲表示基因表达载体,其组成必须包括启动子、终止子、标记基因及目的基因等。获取目的V1基因构建结构甲时,为使目的V1基因在大肠杆菌细胞中正常表达,需要保证把目的V1基因插入结构甲的启动子和终止子之间。‎ ‎(3)为了检测目的基因是否转录,由于转录产物是mRNA,因此需要提取mRNA,用分子杂交的方法进行检测;为了检测目的基因是否翻译,由于翻译产物是蛋白质,因此要用抗原—抗体杂交的方法检测。由于大肠杆菌无内质网、高尔基体等细胞器,无法对合成的肽链进行加工,没有经过加工修饰的蛋白质无生物活性,与抗体1相比,得到的抗体2无生物活性。‎ ‎8.答案:(1)显微注射技术　(2)体液　B淋巴细胞(或浆细胞)　既能无限增殖,又能产生特异性抗体　(3)无菌、无毒　(4)(专一性)抗体　(5)抗原蛋白 解析:(1)过程③是将重组DNA导入动物细胞,常用的方法是显微注射技术。‎ 11‎ ‎(2)向小鼠体内注射抗原蛋白,其目的是使小鼠产生免疫反应,进而使小鼠体内产生能分泌所需抗体的已免疫的B细胞(或浆细胞),而产生已免疫的B细胞(或浆细胞)的过程属于体液免疫。从小鼠体内分离的细胞Ⅰ能分泌抗体,因此是已免疫的B细胞(或浆细胞)。细胞Ⅱ是从细胞Ⅰ中筛选出来的、能分泌所需抗体的已免疫的B细胞(或浆细胞);由于导入了无限增殖调控基因,所以细胞Ⅱ既能无限增殖,又能产生特异性抗体。‎ ‎(3)体外培养细胞Ⅱ需借助动物细胞培养技术,应保证其处于无菌、无毒的环境中。‎ ‎(4)对于转基因成功的细胞Ⅱ还要进行克隆化培养和(专一)抗体检测,才能获得足量所需要的细胞。‎ ‎(5)疫苗为毒性弱的抗原,因此要预防H7N9禽流感,可以用图中的抗原蛋白作为疫苗。‎ 11‎