2020届高考生物复习之大题精做14 细胞工程 教师版

例1．植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。

(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有______________________(答出2点即可)。

(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是______________________。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、________和________等几类物质。

(3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的______进行组织培养。

(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是________________________________(用流程图表示)。

【答案】(1)能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快

(2)有利于胚状体进行呼吸作用矿质元素糖

(3)茎尖

(4)含目的基因的细胞愈伤组织小植株

【解析】(1)植物微型繁殖属于植物组织培养技术，其优点是能保持植物原有的遗传特性、繁殖速度快等。

(2)人工种皮具备透气性，使胚状体易获得氧气，有利于胚状体进行呼吸作用。植物的生长需要有机物和无机物等营养，人工胚乳中应含有植物激素、矿质元素和糖等几类物质，这些物质都是胚状体生长所必需的。(3)植物的茎尖含病毒较少，适合用其进行组织培养获得脱毒苗。(4)植物组织培养主要包含脱分化和再分化两个过程，结合基因工程，培育转基因植株的过程为：含目的基因的细胞愈伤组织小植株。

例2．培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。

回答下列问题：

精选大题

细胞工程

大题精做十四

(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有________。

(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是______________________。

(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是_________________________________________。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的________过程，最终可形成试管苗。

(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是___________________________。

(5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的______，这种繁殖方式属于________繁殖。

【答案】(1)全能性(或答：形成完整植株所需的全部基因)

(2)形成层容易诱导形成愈伤组织

(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同分化(或答：再分化)

(4)诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用

(5)遗传特性无性

【解析】(1)植物细胞具有全能性，故用分化的植物细胞可以培养成完整的植株。(2)形成层细胞分化程度低、全能性高，易培养成功，所以要选取含有形成层的组织进行组织培养。(3)培养愈伤组织过程中，需要一定的营养和激素诱导等条件，步骤⑤为脱分化过程，步骤⑥为再分化过程，两者在培养过程中需要的生长素和细胞分裂素的比例不同，所以，从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基。在培养基上愈伤组织通过细胞的分化(再分化)过程，最终可形成试管苗。(4)试管苗需要照光培养，以便诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用，培养成正常的植株。(5)通过组织培养获得的植株是在离体植物器官、组织、细胞等的基础上获得的，其理论基础是植物细胞具有全能性，一般可以保持优良品种的遗传特性。植物组织培养技术没有经过两性生殖细胞的融合，属于无性繁殖。

模拟精做

1．细胞工程是在细胞水平或细胞器水平上，按照人们的意愿改变细胞内的遗传物质进而获得对人类有益的生物或生物产品的一门技术。回答下列问题：

(1)植物组织培养过程中，将离体植物细胞培育成完整个体包括________________________两个基本过程，这种技术证明了已经发生分化的细胞，仍然具有______________________。

(2)植物体细胞杂交过程中，若要将两细胞融合，需要先用________________________处理，然后诱导细胞融合。诱导融合的方法中常用的物理方法是________________________(写两点即可)。

(3)在利用动物细胞工程制备单克隆抗体的过程中，B淋巴细胞与骨髓瘤细胞用PEG处理后两两融合的细胞有________种，要从中筛选出______________功能的细胞。单克隆抗体具有的优点是

______________________，因此广泛用于疾病的诊断等方面。

【答案】(1)脱分化和再分化形成完整植株的潜能

(2)纤维素酶和果胶酶离心、振动、电激(任答两点即可)

(3)3既能无限增殖又有产生特异性抗体特异性强、灵敏度高，可大量制备

【解析】(1)植物组织培养需经过脱分化和再分化两个过程，该过程利用了植物细胞的全能性，证明了已经发生分化的细胞仍具有形成完整植株的潜能。(2)在植物体细胞杂交之前，需用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞，获得原生质体，再诱导细胞融合。诱导细胞融合常用的物理方法有离心、振动、电激等。(3)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞用PEG处理后形成的融合细胞有B淋巴细胞自身融合细胞、骨髓瘤细胞自身融合细胞、杂交瘤细胞三种，需要从中筛选出既能产生特异性抗体又能无限增殖的杂交瘤细胞。单克隆抗体具有的优点是特异性强、灵敏度高，可大量制备。

2．家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。科学家将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可以提取干扰素用于制药。请回答下列相关问题：

(1)进行转基因操作前，需用________短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。在培养动物细胞时，培养液中需要通入CO2，作用是________________。

(2)采用PCR技术可扩增干扰素基因。PCR反应体系的主要成分应该包含扩增缓冲液(含Mg2+)、水、四种脱氧核苷酸、模板DNA、________和________。

(3)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的________和________之间。

(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴满瓶壁的细胞会产生____________现象。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以增大______________，从而增加培养的细胞数量，也有利于气体交换。

【答案】(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)(1分)维持培养液pH的稳定

(2)Taq酶(或热稳定DNA聚合酶)引物

(3)启动子终止子

(4)接触抑制细胞贴壁生长的附着面积

【解析】(1)进行转基因操作前，需借助动物细胞培养技术来培养幼蚕组织细胞，此时需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。在培养动物细胞时，培养液中通入CO2的作用是维持培养液pH的稳定。(2)干扰素基因属于目的基因。采用PCR技术扩增目的基因时，PCR反应体系中应主要包含扩增缓冲液(含Mg2+)、水、四种脱氧核苷酸、模板DNA、Taq酶(或热稳定DNA聚合酶)和引物。(3)基因的表达过程包括转录和翻译。在基因表达载体的组成中，位于基因首端的启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，可驱动基因转录出mRNA，而位于基因尾端的终止子则起到终止转录的作用。可见，为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的启动子和终止子之间。(4)利