走向高考高考生物一轮复习现代生物科技专题第讲细胞工程课时作业选修讲义

走向高考高考生物一轮复习现代生物科技专题第讲细胞工程课时作业选修讲义

选修三　第二讲 时间：45min　满分：100分 一、选择题(每小题5分，共30分) ‎1．下列关于动物细胞培养的叙述中正确的是(　　) A．动物细胞培养不能获得有重要价值的蛋白质生物制品 B．动物细胞培养前要用胰蛋白酶处理使细胞分散 C．细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中 D．动物细胞培养的目的只是获得有特殊基因突变的细胞 答案　B 解析　用胰蛋白酶处理可使动物组织分散成单个细胞，所以B项正确；动物细胞培养能够获得有重要价值的蛋白质生物制品，如单克隆抗体，所以A项错误；细胞遗传物质的改变发生在传代培养过程中，所以C项错误；动物细胞培养的目的还包括获得细胞代谢产物，所以D项也错误。‎ ‎2．(2016·东城模拟)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 答案　A 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。‎ ‎3．(2016·济南质检)下图的简式表示植物组织培养的大致过程，据此判断不正确的是(　　) ‎①②③―→④‎ A．若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞，则④可能出现不同植物的遗传特性 B．若①是二倍体植株的花粉，则④是单倍体植株，经染色体加倍后可得到稳定遗传的品种 C．若①是人参细胞，对②进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量 D．若①是具有杂种优势的农作物细胞，则用③进行繁育会发生性状分离 答案　D 解析　农作物细胞用③繁育属无性繁殖，不会发生性状分离。‎ ‎4．在培育克隆羊多利的过程中，下列哪项技术没有运用到(　　) A．细胞培养技术 B．细胞核移植 C．胚胎移植技术 D．基因工程技术 答案　D 解析　培育克隆羊多利的过程中，涉及到细胞核移植、细胞培养技术和胚胎移植技术。‎ ‎5．(2016·九江质检)右图是科学家研发的制备单克隆抗体的过程，相关叙述错误的是(　　) A．该过程涉及基因工程和动物细胞融合技术 B．经酶A处理后的Ⅰ与质粒具有相同的黏性末端 C．若供体DNA提供了prG基因(无限增殖调控基因)，则该过程中的Ⅱ是已免疫的B淋巴细胞 D．通过检测和筛选得到的Ⅲ细胞既能无限增殖又能分泌特异性抗体 答案　A 解析　由图可知，该过程涉及基因工程，但未涉及动物细胞融合技术。‎ 二、非选择题(共70分) ‎6．(12分)(2016·宁波质检)红豆杉，又名紫杉，可从其树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇。下图是某同学设计的有关紫杉醇抗肿瘤实验的研究流程，请分析并回答： ‎(1)酶X是________酶，其主要作用是__________________。‎ ‎(2)物质Y是________，乙组起____________作用。‎ ‎(3)细胞体外培养所需营养物质与体内基本相同，例如，需要有________、________、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常还需要加入血清、血浆。‎ ‎(4)为清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，应采取的措施是__________________。‎ ‎(5)实验结果：若甲组________________________________，说明紫杉醇有抗肿瘤作用。‎ ‎(6)为了解决紫杉醇的药源问题，理论上可用________技术把离体的红豆杉细胞经过__________________培养成愈伤组织，从中提取紫杉醇，进行工厂化生产。‎ 答案　(1)胰蛋白(胶原蛋白)　使肿瘤细胞分散开 ‎(2)生理盐水　对照(与紫杉醇形成对照)　(3)糖　氨基酸 ‎(4)(定期)更换培养液 ‎(5)肿瘤细胞的数目少于乙组 ‎(6)植物组织培养　脱分化 解析　据题图可知，酶X是指胰蛋白酶或胶原蛋白酶，其主要作用是使肿瘤细胞分散开。本题研究的是紫杉醇的抗肿瘤作用，因此需用Y生理盐水做对照，以观察紫杉醇的效果。细胞体外培养所需营养物质有糖、氨基酸等小分子有机物，还需要促生长因子等调节物，以及无机盐、微量元素等无机物。定期更换培养液的目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。为了解决紫杉醇的药源问题，理论上可用组织培养技术将离体的红豆杉细胞经过脱分化培养为愈伤组织进行工厂化生产。‎ ‎7．(12分)某研究小组进行药物试验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。‎ 请回答下列有关动物细胞培养的问题： ‎(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量____________。‎ ‎(2)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是________________。细胞培养应在含5%的CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是__________________。‎ ‎(3)在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长________。药物试验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞可以传代的次数更________。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需用________处理。‎ ‎(4)为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的________________。‎ ‎(5)已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为A、B两组，A组细胞培养液中加入______________，B组细胞培养液中加入等量的无菌生理盐水，经培养后，从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的________或________合成水平的差异，确定Y的药效。‎ 答案　(1)多　(2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质　维持培养液的pH ‎(3)停止　多　胰蛋白酶 ‎(4)抗生素　(5)Y　mRNA　蛋白质 解析　(1)甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。肿瘤细胞为无限增殖的细胞，细胞周期短。在相同条件下，培养相同的时间，甲细胞的数量多于乙细胞。(2)动物细胞培养液中必须加入动物血清，血清中含有血清蛋白、生长因子、促进细胞贴壁的因子、激素等合成培养基中缺乏的物质。细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是调节培养液的pH。(3)甲为肿瘤细胞，能无限增殖，传代的次数要比乙细胞多，乙细胞(正常肝细胞)在培养瓶中贴壁生长，当铺满瓶壁时，生长停止。为得到更多的肝细胞，需要定期地用胰蛋白酶使细胞脱离瓶壁，进行传代培养。(4)培养液中加入抗生素来抑制和杀灭细菌，抗生素对动物细胞没有影响。(5)设计一组加入抗癌药物的实验组，一组不加药物的对照组，通过检测药物影响X基因的表达过程，即转录形成mRNA、翻译形成蛋白质的量来检验药效。‎ ‎8．(12分)(2015·山东卷，36)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下： ‎(1)过程①采用的是细胞工程中的________技术，过程②采用的是胚胎工程中的________技术。‎ ‎(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液(基)的________。‎ ‎(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用________和________两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有________基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。‎ ‎(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的________。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体________(填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。‎ 答案　(1)(体细胞)核移植　(早期)胚胎培养　(2)pH(或酸碱度)　(3)限制性(核酸)内切酶(或限制酶)　DNA连接酶(注：两空可颠倒)　标记　(4)内细胞团　B 解析　(1)过程①表示将从体细胞中分离出的细胞核与去核的卵(母)细胞重组形成重组细胞的过程，因此采用的是细胞工程中的(体细胞)核移植技术。过程②表示将重组细胞培养至早期胚胎的过程，所以采用的是胚胎工程中的(早期)胚胎培养技术。(2)在动物细胞培养时，CO2的主要作用是维持培养液(基)的pH(或酸碱度)。(3)在基因工程中，构建基因表达载体(重组载体)时必须使用限制性(核酸)内切酶(或限制酶)和DNA连接酶。基因表达载体的组成，除目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等，其中标记基因的作用是筛选出成功导入基因表达载体的细胞。(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的内细胞团。图中获得的组织器官，其细胞核来自于个体B，其遗传物质组成几乎与个体B相同，因此将该组织器官移植给个体B则不会发生免疫排斥反应。‎ ‎9．(12分)(2014·新课标Ⅰ卷，40)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)，结果如下图所示。 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瘤细胞外，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)4　Y　Y小鼠的血清抗体效价最高 ‎(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，且融合率达不到100%‎ ‎(3)1　100　(4)不能无限增殖 解析　(1)据图分析，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗体效价均达到16000以上，小鼠Y的B淋巴细胞产生抗体效价最高，最适用于制备单克隆抗体。(2)融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞之外，还有骨髓瘤细胞和B淋巴细胞的自身融合产物；由于细胞融合具有随机性，故体系中会出现多种类型的细胞。(3)杂交瘤细胞形成后，由于核膜具有流动性，小鼠的免疫B淋巴细胞核与其骨髓瘤细胞核会融合形成一个杂交的细胞核，正常情况下融合后的细胞核中的染色体数目为100条。(4)未融合的B淋巴细胞在不发生突变的情况下经过多次分裂后会衰老死亡，不能无限增殖。‎ ‎10．(2016·长沙质检)如图所示为单克隆抗体的制备过程，回答以下问题： ‎(1)图中①指的是__________________。‎ ‎(2)实际操作时，要得到所需的杂交瘤细胞，②过程至少要经历________次筛选，一是因为同种细胞会出现自融现象，二是因为每一个B淋巴细胞能分泌________种抗体，所以筛选出来的杂交瘤细胞还要进行________检验。‎ ‎(3)图中③指的是________，如采用该种方式培养，需使受体小鼠不产生________。‎ ‎(4)单克隆抗体与普通抗体相比较，具有______________且可大量制备等优点。‎ ‎(5)单克隆抗体的主要用途有________________________(至少举出两例)。‎ 答案　(1)注射特异性抗原 ‎ ‎(2)两　1　抗体阳性 ‎ ‎(3)体内培养　免疫排斥反应 ‎ ‎(4)特异性强、灵敏度高 ‎ ‎(5)作为诊断试剂、用于治疗疾病和运载药物 解析　(1)制备单克隆抗体应先对小鼠注射特异性抗原，然后从其体内分离出B淋巴细胞。(2)由于免疫过的B淋巴细胞能产生抗体但不能无限增殖，而骨髓瘤细胞则相反，将两种细胞混合在一起，在物理、化学试剂或灭活病毒的作用下相互融合。假如细胞两两融合，会出现瘤－瘤细胞、瘤－B细胞以及B－B细胞，先通过特殊培养基筛选出瘤－B细胞，又因分离出来的不一定是特异性抗原刺激而来的B淋巴细胞，所以还要对筛选出来的融合细胞进行抗体阳性检测，筛选出所需的杂交瘤细胞。(3)杂交瘤细胞既可以在体外培养也可以在体内培养，但在体内培养时，受体小鼠应为供体小鼠的组织相容性同系小鼠或无胸腺裸鼠，以避免发生免疫排斥反应。(4)单克隆抗体的优点：特异性强、灵敏度高，且可大量制备。(5)目前单克隆抗体用到许多方面，比如作为诊断试剂、用于治疗疾病和运载药物等。‎ ‎11．(11分)所谓“基因靶向”技术(人们大都称之为基因“敲除”技术)是指利用细胞脱氧核糖核酸(DNA)可与外源性DNA同源序列发生同源重组的性质，定向改造生物某一基因的技术。借助这一从上世纪80年代发展起来的技术，人们得以按照预先设计的方式对生物遗传信息进行精细改造。有了“基因靶向”这一高精度瞄准镜，科学家就可以精确瞄准任何一个基因，使其失去活性，进而研究该基因的功能。请回答下列问题： ‎(1)“敲除”一种基因需要分两步来完成：第一步是利用化学“剪刀”，例如用某种酶切除哺乳动物染色体中有某种功能的基因，第二步是用修改过的基因取代原有基因。这里的“某种酶”应该是________ 酶。用修改过的基因取代原有基因时还需要________酶。‎ ‎(2)假如要“敲除”小鼠的胰岛素基因，请设计出实验步骤：_______________________ ___________________________________________________________________________。‎ 给出一种检验胰岛素基因是否被“敲除”的方法：__________________________。‎ ‎(3)利用细胞工程也可获得可供器官移植之用的“敲除排斥基因”的老鼠，其过程大致如下图所示：‎ ‎①促进卵细胞融合最常用的试剂是______________。‎ ‎②重组细胞培养成胚胎的过程所用的培养基，从物理性质上看属于________，培养基中至少要加入水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、促生长因子、微量元素和________等物质，同时要创造适宜温度、pH和无菌条件，其中需要无菌环境的原因是__________ ____________________________。‎ 答案　(1)限制性核酸内切　DNA连接 ‎(2)用限制性核酸内切酶切除小鼠胚胎干细胞中的胰岛素基因，用修改过的基因取代胰岛素基因　用胰岛素基因探针检验胰岛素基因是否被“敲除”‎ ‎(3)①灭活的病毒或聚乙二醇 ‎ ‎②液体培养基　动物血清　细菌等微生物生长繁殖快，消耗营养物质多，同时产生有害代谢产物，毒害动物细胞 解析　(1)限制性核酸内切酶是基因“剪刀”，DNA连接酶是基因“针线”。‎ ‎(2)“敲除”一种基因需要分两步来完成：第一步是利用限制性核酸内切酶切除哺乳动物染色体中有某种功能的基因，第二步是用修改过的基因取代原有基因。基因探针可检验目的基因。 ‎ ‎(3)灭活的病毒或聚乙二醇是动物细胞融合最常用的试剂。动物细胞培养基的成分有水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、维生素、动物血清等，需在无菌条件下进行。‎