微观高考2018届高三生物二轮复习课件：微焦点44细胞工程的理解及应用 共40张 图片版

趋势是
。据图判断,培养基中不含蔗糖时,试管苗光合作用
产生的有机物的量
(填“能”或“不能”)满足自身最佳生
长的需要。
(5)据图推测,若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力,
应
(填“降低”或“增加”)培养基中蔗糖浓度,以便提高试
管苗的自养能力。
【答案】 (1)遗传特性 快 遗传信息 (2)微生物 (3)生根 细胞分裂素 2,4-D (4)逐渐减小 先增加后下降 不能 (5)降低
考查方式
1 植物细胞工程的理解及应 用 2 动物细胞工程的理解及应 用
难度指数 ★★★ ★★★
高考热度
高考分 值
0~15
一、高考必记关键点 1.植物组织培养的关键 ①条件:离体、一定营养物质、激素(生长素和细胞分裂素)等。 ②培养基状态:固体培养基。 ③体内细胞未表现全能性的原因:基因的表达具有选择性。 2.植物激素的使用 生长素用量比细胞分裂素用量,比值高时,有利于根的分化,抑 制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成;比值适中时, 促进愈伤组织的形成。 3.光照的使用 脱分化阶段不需要给予光照,再分化阶段需要给予光照,以利于 叶绿素的形成。
。
(2)过程②后,在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的
存
在,这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗
透压,其作用是
。原生质体经过
再生,进而分裂和脱分化形成愈伤组织。
(4)若分析再生植株的染色体变异类型,应剪取再生植株和
植株的根尖,通过
、
、染色和制片等过程制成装片,
然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。
(5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组 DNA 进行 PCR 扩增,得到
两亲本的差异性条带,可用于杂种植株的鉴定。下图是用该引物对双
亲及再生植株 1~4 进行 PCR 扩增的结果。据图判断,再生植株 1~4 中
一定是杂种植株的有
。
(6)对杂种植株进行 植株。
次生代谢产物,应选用生长旺盛的愈伤组织;愈伤组织细胞无叶绿体, 不进行光合作用,因此不需要光照;培养过程要通入无菌空气,确保 细胞正常生命活动的进行;细胞的固定化通常使用包埋法,由于包埋 材料的影响,营养物质和氧气的扩散都受到一定的影响,所以固定化 后植物细胞生长速度变慢。
2.(2014 年广东卷)铁皮石斛是我国名贵中药,生物碱是其有效成分 之一。应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎(简称 PLBs,类似愈 伤组织)生产生物碱的实验流程如下:
(4)①③④ 【解析】 (1)外植体经诱导形成愈伤组织的过程称为脱分化。 (2)观察题图可知,12 d 后蔗糖浓度和 pH 都下降到较低水平,影响能 量的供应和酶的活性,导致细胞干重下降。另外,培养液中的蔗糖还 具有调节渗透压的作用。(3)在细胞分裂过程中,用低温或秋水仙素 处理,都可抑制纺锤体的形成,使子染色体不能移向细胞两极,从而 使细胞中染色体数目加倍。愈伤组织的细胞之间含有纤维素和果胶, 欲将其分散成单个细胞,压片前需用纤维素酶和果胶酶处理。愈伤组
类型 二
动物细胞工程的理解及应用
6.(2015 年福建卷)GDNF 是 一种神经营养因子,对损伤 的神经细胞具有营养和保护 作用。研究人员构建了含 GDNF 基因的表达载体(如图 1 所示),并导入大鼠神经干 细胞中,用于干细胞基因治 疗的研究。请回答:
的培养时间是适宜培养时间。
【答案】 (1)营养芽细胞分裂能力强,几乎不含病毒 脱分化 (2)开始增重的时间早 增重持续的时间长 PLBs 增重的量更 多 (3)①灭菌冷却 ②75 ③生物碱含量最多 【解析】 (1)选用新生营养芽为外植体是因为其分裂能力旺盛, 且几乎不携带病毒。诱导外植体形成类似愈伤组织的 PLBs 的过程称 为脱分化。(2)分析题图曲线可知,在光照条件下 PLBs 开始增重的时 间早,增重持续的时间长,增重的量更多。(3)①ABA 受热易分解,故 一定浓度的无菌 ABA 母液应在各组液体培养基灭菌冷却后按比例加 入。②据题意可知,该实验共设置 4 个实验组和 1 个对照组,共 5 组; 实验 50 天完成,每 10 天取样,初始数据已知,只需测 5 次,故 5 组样 品重复 3 次,共需测定的样品数为 25×3=75。③在适宜的 ABA 浓度 和适宜的培养时间下,样品生物碱含量最高。
3.二次筛选 第一次筛选:利用特定选择培养基筛选,获得杂交瘤细胞,即 B 瘤型细胞,筛选掉 B 型、BB 型、瘤瘤型、瘤型细胞。 第二次筛选:利用多孔板法和抗原—抗体杂交法筛选,获得产生 特定抗体的杂交瘤细胞。
类型 一
植物细胞工程的理解及应用
1.(2014 年江苏卷)为了获得植物次生代谢产物,先用植物外植体获
4.(2013 年天津卷)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑 芥具有黑腐病的抗性基因,用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体 可使其染色体片段化,并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分 遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂 种植株。流程如下图。
据图回答下列问题:
(1)过程①所需的酶是
物理法、化学法与植物细胞 融合相同; 生物法:灭活的病毒
意义和 用途
克服远缘杂交不亲和的障碍, 培育作物新品种
制备单克隆抗体、病毒疫 苗、干扰素等;诊断、治疗、 预防疾病等
三、动物细胞培养的“一酶两加两通” “一酶”:用胰蛋白酶处理动物的器官或组织,使细胞分散开; “两加”:一是加入适量的动物血清,二是为防止污染适当加入 一定量的抗生素; “两通”:一是指通入氧气以满足代谢的需要,二是通入二氧化 碳以维持培养液的 pH。 四、单克隆抗体制备过程中的“二五二” 1.二个特性:杂交瘤细胞在体外培养条件下能不断增殖,同时能 产生出某种特异性的抗体。 2.五种细胞:B 型、BB 型、B 瘤型、瘤瘤型、瘤型。只有 B 瘤型 细胞(杂交瘤细胞)才是我们所需要的杂种细胞,所以需要用选择性 培养基进行筛选。(注:B 为浆细胞,瘤为骨髓瘤细胞)
得愈伤组织,然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题:
(1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为
。
(2)在愈伤组织悬浮培养时,细胞干重、蔗糖浓度和 pH 的变化如下图
所示。细胞干重在 12 d 后下降的原因
有
;培养液中蔗糖的作用
是
、。Leabharlann (3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍
二、植物体细胞杂交与动物细胞融合(单克隆抗体的制备)的比
较
比较 项目
植物体细胞杂交
动物细胞融合 (单克隆抗体的制备)
原理
细胞膜的流动性、细胞的全 能性
细胞膜的流动性、细胞增殖
融合前 用纤维素酶、果胶酶去除细 用胰蛋白酶使细胞分散、注
处理 胞壁
射特定抗原等
促进细 胞融合 的方法
物理法:离心、电刺激、振动 化学法:聚乙二醇(PEG)
接种实验,可筛选出具有高抗性的杂种
【答案】 (1)纤维素酶和果胶酶 (2)叶绿体 (3)保持原生质体完整性 细胞壁 (4)双亲(或花椰菜和黑芥) 解离 漂洗 (5)1、2、4 (6)黑腐病菌 【解析】 ①是获取原生质体的过程,可用纤维素酶和果胶酶除 去植物细胞的细胞壁。叶肉细胞中含有叶绿体,在显微镜下能观察到, 可以作为初步筛选杂种细胞的标志。再生杂种植株含有花椰菜和黑 芥两者的基因,因此杂种植株有 1、2、4,植株 3 只有花椰菜的基因 组。由于黑芥有黑腐病抗性基因,可接种黑腐病菌以筛选具有高抗性 的杂种植株。
(填
序号)。
①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋 ②必须在光照条件下培养 ③培养过程中需通空气 ④固定化后植物细胞生长会变慢
【答案】 (1)脱分化 (2)蔗糖浓度下降,pH 降低 提供能源 调节渗透压
(3)秋水仙素(或低温) 果胶 经加倍到 4n 的细胞处于有丝分 裂后期 经加倍到 8n 的细胞处于有丝分裂中期
组织,然后经过
形成完整的杂种植株。这种培育技术称
为
。
(2)上述杂种植株属于多倍体,多倍体是
指
。假设甲与乙有性杂交的后代是不育
的,而上述杂种植株是可育的,造成这种差异的原因
是
。
(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组
织培养得到的
等材料用人工薄膜包装后可得到人工种
子。
【答案】 (1)纤维素 果胶 原生质体 愈伤 再分化(或分 化) 植物体细胞杂交技术
3.(2013 年全国甲卷)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植
物,甲含有效成分 A,乙含有效成分 B。某研究小组拟培育同时含有 A
和 B 的新型药用植物。回答下列问题:
(1)为了培育该新型药用植物,可取甲和乙的叶片,先用
酶和
酶去除细胞壁,获得具有活力的
,再
用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成
各组液体培养基
后按比例加入。
②实验进程和取样:实验 50 天完成,每 10 天取样,将样品(PLBs)称重 (g/瓶)后再测定生物碱含量。如初始(第 0 天)数据已知,实验过程中
还需测定的样品数为
。
③依所测定数据确定适宜的 ABA 浓度和培养时间:当某 3 个样品(重
复样)的
时,其对应的 ABA 浓度为适宜浓度,对应
新生
营养芽 PLBs
PLBs
实验
结果
在固体培养基上,PLBs 的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化
如下图所示,请回答下列问题:
(1)选用新生营养芽为外植体的原因
是
,诱导外植体形成 PLBs 的过
程称
。
(2)与黑暗条件下相比,PLBs 在光照条件下生长的优势体现
在
,
,
。
(3)脱落酸(ABA)能提高生物碱含量,但会抑制 PLBs 的生长。若采用 液体培养,推测添加适量的 ABA 可提高生物碱产量。同学们拟开展探 究实验验证该推测,在设计实验方案时探讨了以下问题: ①ABA 的浓度梯度设置和添加方式:设 4 个 ABA 处理组,1 个空白对照 组,3 次重复。因 ABA 受热易分解,故一定浓度的无菌 ABA 母液应在
5.(2010 年全国卷)请回答:
(1)植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品
种的
,繁殖种苗的速度
。离体的叶肉细胞在适宜的
条件下培养,最终能够形成完整的植株,说明该叶肉细胞具有该植物
的全部
。
(2)把试管苗转接到新的培养基上时,需要在超净工作台上进行,其
原因是避免
的污染。
(3)微型繁殖过程中,适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管
苗
,而与
配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试
管苗的生长,促使愈伤组织产生和生长,需要使用的生长调节剂是
(填“脱落酸”或“2,4-D”)。
(4)将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后,
单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析,随着培养基中蔗糖
浓度的增加,光合作用强度的变化趋势是
,单株鲜重的变化
体愈伤组织细胞经
处理,会产生染色体加倍的细胞。为检测
愈伤组织细胞染色体数目,压片前常用纤维素酶和
酶解离
愈伤组织。若愈伤组织细胞(2n)经诱导处理后,观察到染色体数为
8n 的细胞,合理的解释
是
、
。
(4)为了更好地获得次生代谢产物,生产中采用植物细胞的固定化技
术,其原理与酵母细胞固定化类似。下列说法正确的有
(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 在减数分 裂过程中,前者染色体联会异常,而后者染色体联会正常
(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽 【解析】 (1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,故常用 纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁,获得有活力的原生质体,就可以 用诱导剂诱导其融合,在适宜条件下培养可得到愈伤组织,然后经过 再分化形成完整植株,这个过程采用了植物体细胞杂交技术。(2)多 倍体是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。甲与乙有 性杂交的后代是不育的,原因是甲与乙之间存在生殖隔离,在减数分 裂过程中,二者染色体联会异常,不能形成正常的配子;甲与乙细胞 融合后,在减数分裂过程中,二者染色体联会则是正常的,可以形成 正常的配子。(3)要想通过制作人工种子的方法大量繁殖该杂种植株, 可以选用经植物组织培养得到的胚状体 、不定芽、顶芽、腋芽等进 行加工包装制作。
织细胞经诱导处理后,有的细胞染色体数目加倍(4n),有的细胞染色 体数目未加倍(2n),也可能有的细胞在连续分裂中每次都因低
温或秋水仙素抑制了纺锤体的形成,导致细胞中染色体数目连
续加倍,出现染色体数目为 8n 的细胞。所以染色体数目加倍到 4n 的 细胞处于有丝分裂后期时染色体数目为 8n,染色体数目加倍到 8n 的 细胞处于有丝分裂中期时染色体数目也为 8n。(4)为了更好地获得