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第1页共16页第一部分知识落实专题九现代生物科技第1讲基因工程、克隆技术1．(2010·北京宣武一模)植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如图所示，回答相应的问题：(1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因________________________________________________________________________。(2)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体________________。(3)在生产实践中为获得大量的细胞产物如：紫杉醇，可将①________________放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞悬浮液，再经过________________即可获得大量细胞。(4)组织培养过程需要植物生长和繁殖的最适条件，否则在光学显微镜下可能观察到发生________________异常，进而使植物出现遗传不稳定甚至不育。(5)植物组织培养技术不仅应用于花卉、果树的快速、大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于________________、________________、________________等育种过程中。解析：(1)植物的花芽、叶芽等处的分生组织病毒极少，常被用于获得脱毒植株。(2)植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。(3)植物组织培养过程中，要获得细胞产物，只需要把外植体培养到愈伤组织阶段即可。(4)光学显微镜下可能观察到的变异类型是染色体变异。(5)植物组织培养技术广泛应用于花卉、果树的快速繁殖以及脱毒植株的获取和植物体细胞杂交育种、基因工程育种、单倍体育种等育种过程。第2页共16页答案：(1)这些部位病毒极少(2)脱分化和再分化(3)愈伤组织细胞分裂(4)染色体结构与数目(5)植物体细胞杂交育种基因工程育种单倍体育种2．(2010·苏北四市二模)图为单克隆抗体制备流程示意图。(1)单克隆抗体制备技术的基础是___________________________________________。(2)细胞融合是随机的过程，在HAT培养基中培养，目的是________________。在细胞培养过程中，培养液中需要添加无机盐，但要注意无机盐的________________，以保证生命活动的正常进行。(3)为选育出能产生高特异性抗体的细胞，要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到7～10个细胞/mL，每孔滴入0.1mL细胞稀释液，其目的是___________________。(4)若用15N标记的氨基酸培养能产生单克隆抗体的细胞，放射性物质在细胞结构中出现的先后顺序是___________________________________________________________。解析：(1)单克隆抗体利用了细胞融合和动物细胞培养的原理。(2)HAT是选择培养基，该培养基是为了将杂交瘤细胞筛选出来。(3)从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到7～10个细胞/mL，每孔滴入0.1mL细胞稀释液，其目的是将产生特定抗体的杂交瘤细胞筛选出来，使得到的抗体纯度更高。(4)参与单克隆抗体的合成、加工和分泌过程的细胞结构依次是核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜。答案：(1)动物细胞培养(2)筛选杂交瘤细胞种类和数量(浓度)(3)使每个孔内不多于一个细胞，达到单克隆培养的目的(或单一细胞培养以保证抗体的纯度)(4)核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜3．(2010·江苏徐州学情分析)已知番茄的红果(Y)对黄果(y)为显性，二室(M)对多室(m)为显性，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。育种工作者利用不同的方法第3页共16页进行了如下四组实验。请据图回答问题。(1)图Ⅰ过程由番茄韧皮细胞形成幼苗A的过程要经过脱分化形成________，再分化形成幼苗，该过程依据的原理是________________。(2)植物组织培养除了需要提供一定的营养、激素、温度和光照外，还必须在________的条件下培养。(3)用红果多室(Yymm)番茄植株的花粉进行Ⅱ、Ⅲ有关实验，则Ⅱ过程中，从花粉形成幼苗B所进行的细胞分裂方式是________。植物体C的基因型有_________________。(4)图Ⅲ、Ⅳ过程中需要去除细胞壁，此时要用到的酶是________。(5)在图中Ⅳ过程中，通常植物体D能表现出两个亲本的遗传性状，根本原因是________________________________________________________________________。解析：(1)Ⅰ中高度分化的植物细胞脱分化形成的是愈伤组织。而已分化的韧皮细胞再次成长为植物个体(幼苗)属于组织培养。其理论基础(原理)是植物细胞的全能性。(2)组织培养时由于营养物质丰富、外界环境条件(温度、光照、激素)优越，很适合生物生长，也特别适合细菌等微生物生长，为避免微生物过度繁殖对组织培养的影响，应保持组织培养的用具与环境无菌且进行无菌操作。(3)Ⅱ中花粉经组织培养直接长成的幼苗是单倍体，该过程属于单倍体体细胞的增殖，而体细胞增殖是通过有丝分裂完成的。植物体C是基因型为Yymm的植株的花粉经过花粉两两融合后形成的细胞A后，以组织培养方式得到的。依据基因分离定律可知，亲本为Yymm的植物的花粉基因型为Ym、ym。这样融合细胞A可能是Ym与Ym的花粉融合得到，也可能是ym与ym的花粉融合得到，还可能是Ym与ym的花粉融合得到。即融合细胞A的基因型可能是YYmm、[来源:学*科*网]yymm、Yymm。组织培养得到的植物体C是细胞A全能性的体现，故植物体C的基因型取决于细胞A。所以植物体C的基因型是YYmm、yymm、Yymm。(4)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，要去除植物细胞壁则必定要使用纤维素酶与果胶酶。(5)Ⅳ是植物体细胞杂交的过程。由于细胞B是番茄与马铃薯的体细胞融合而成，则细胞B具有番茄和马铃薯两亲本的遗传物质。植物体D是由细胞B经第4页共16页组织培养而成，细胞B的基因型决定了植物体D的基因型。故植物体D与细胞B一样具有两亲本的遗传物质。答案：(1)愈伤组织植物细胞的全能性(2)无菌(3)有丝分裂YYmm、Yymm、yymm(4)纤维素酶(纤维素酶和果胶酶)(5)具有两个亲本的遗传物质4．(2010·福建四县市高三联考)甲流感(H1N1)在世界各地大面积蔓延，有些国家还出现了死亡病例。科学家已分离出甲型H1N1病毒(一种RNA病毒)。某制药厂根据下面流程图生产预防和治疗甲流感的抗体，请据图回答有关问题：(1)若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞是取自感染病毒的人体内的________细胞，促进d过程的常用诱导剂是________________。(2)假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成________种类型的C细胞，因此需用培养基筛选出________________(填特点)的D细胞用于培养。D细胞的名称是________。(3)理论上，注射了该抗体的人群不能长期对甲流感免疫，试分析原因________________________________________________________________________。(4)不同种动物的体细胞融合，相比诱变育种和杂交育种方法，具有________________[来源:学,科,网]等突出的优点。(5)请说明单克隆抗体的主要作用：___________________________________________。解析：(1)由于本题的目的是制备用于预防和治疗甲流感的单克隆抗体，所以B细胞只能是取自感染甲型H1N1病毒的动物或人体内的B淋巴细胞，经诱导剂聚乙二醇或灭活的病毒等诱导融合，得到的杂交瘤细胞才能用于生产预防和治疗甲流感的单克隆抗体。(2)仅考虑两个细胞的融合，则可形成A细胞—A细胞、B细胞—B细胞、A细胞—B细胞3种类型的C细胞，为了从中筛选出A细胞—B细胞，必须用特定的选择培养基进行筛选，筛选出的D细胞(杂交瘤细胞)既能无限增殖又能产生特异性抗体。(3)因为单链RNA容易发生变异，一旦变异后体内的记忆细胞和抗体就不能对其发挥作用。(5)单克隆抗体可用于诊断疾病、药物导向治疗等方面。答案：(1)B淋巴细胞(效应B)聚乙二醇(PEG)(灭活的病毒)(2)3既能无限增殖又能产生特异性抗体杂交瘤细胞(杂交细胞)(3)引起甲流感的病毒不断发生变异(意思相同即可)(4)目的性强；克服远缘杂交不亲和性(能有效地打破物种的生殖隔离界限，意第5页共16页思相同即可)(任写一点)(5)作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物(意思相同即可)5．(2010·山东聊城一模)人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大，通常从血中提取。但由于艾滋病病毒等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果应用现代生物科学技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。下图是利用牛奶乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据下图回答：(1)以上过程中涉及的现代生物技术，属于细胞水平的有：________________。(2)在基因工程中，我们称①为目的基因，请你举出获取目的基因的主要方法：________________。在①进入③之前要构建基因表达载体，这是基因工程的核心，除目的基因外，基因表达载体还必须含有________________，实现①进入③的常用方法是________________________________________________________________________。(3)图中②一般经过________处理可以得到③，从③到④的过程中一般利用未受精的卵母细胞去核后作为受体细胞，对卵母细胞的去核处理一般选择在________时期进行。(4)把⑤送入⑦的最佳时期是________。解析：(1)图中涉及的生物技术有转基因技术、动物细胞培养技术、动物细胞核移植技术、胚胎分割移植技术，只有动物细胞培养技术、动物细胞核移植技术属于细胞水平[来源:Zxxk.Com]上的。(2)获取目的基因的方法很多，目前常用的方法主要有：从基因文库中获取、利用PCR技术扩增、通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。一个完整的表达载体必须含有目的基因、启动子、终止子、标记基因四个部分。将目的基因导入动物受体细胞最常用和最有效的方法是显微注射法。(3)进行动物细胞培养时，首先要将组织分散成许多单个细胞。方法是取出组织块，剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间。MⅡ中期卵母细胞细胞核、细胞质已成熟，其细胞质能支持胚胎的全程发育，所以卵母细胞的去核处理一般选择在这一时期进行。(4)牛、羊一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段进行移植。第6页共16页答案：(1)核移植技术、动物细胞培养(2)基因文库中提取，PCR技术扩增，人工化学合成(至少答对2项)启动子、终止子、标记基因(缺一不可)显微注射法(3)胰蛋白酶或胶原蛋白酶(答出一种即可)减数第二次分裂中期(4)桑椹胚或囊胚6．(2010·辽宁沈阳二测，40)下图为利用生物技术获得生物新品种的过程示意图。据图回答：加热至94℃发生①过程→加热至94℃发生①过程→②冷却至60℃引物结合到互补DNA链上→③从引物起始进行互补链的合成甲抗虫基因含kan质粒――→A构建重组质粒,导入土壤农杆菌――→B选择培养含重组质粒的土壤农杆菌侵[来源:学+科+网Z+X+X+K]染转基因抗虫植株――→E检测再生植株――→D愈伤组织――→C离体棉花叶片组织乙(1)随着科技发展，获取目的基因的方法也越来越多，若乙图中的“抗虫基因”是利用甲图中的方法获取的，该方法称为________________。图中①过程与细胞中DNA复制过程相比，该过程不需要________酶。③是在________(填酶的名称)作用下进行