2017-2018學年高中生物 專題2 細胞工程專題達標檢測 新人教版選修3.doc

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專題2 細胞工程 專題達標檢測(二) (時間45分鐘，滿分100分) 一、選擇題(共12小題，每小題5分，共60分) 1．下列生物工程技術(shù)中，不屬于細胞工程的是(　　) A．通過試管動物大量繁殖優(yōu)良動物 B．利用含有人胰島素基因的大腸桿菌生產(chǎn)胰島素 C．通過體細胞克隆技術(shù)培養(yǎng)出克隆羊 D．將某人的肝癌細胞在實驗室中繁殖成一個細胞系 解析：A、C、D三項操作水平為細胞或細胞器水平，屬于細胞工程；B項操作水平為DNA分子水平，屬于基因工程。 答案：B 2．下列關(guān)于植物體細胞雜交技術(shù)的敘述，錯誤的是(　　) A．獲得原生質(zhì)體的過程需要用到纖維素酶和果膠酶 B．利用植物體細胞雜交可以獲得某種多倍體植株 C．植物體細胞雜交過程就是原生質(zhì)體融合的過程 D．可根據(jù)細胞中染色體數(shù)目和形態(tài)的差異來鑒定雜種細胞 解析：利用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，才能獲得原生質(zhì)體；通過植物體細胞雜交可獲得多倍體，并可根據(jù)細胞中染色體數(shù)目和形態(tài)的差異來鑒定是否是雜種細胞。植物體細胞雜交過程包括原生質(zhì)體融合和植物組織培養(yǎng)過程。 答案：C 3．若大量、快速生產(chǎn)抗癌物質(zhì)紫杉醇需借助下列哪項生物技術(shù)(　　) A．基因工程　　　　　 B．誘變育種 C．植物組織培養(yǎng) D．植物體細胞雜交 解析：培養(yǎng)紫杉外植體經(jīng)脫分化形成愈傷組織，將愈傷組織接種到發(fā)酵罐中連續(xù)培養(yǎng)，可在培養(yǎng)液中獲得大量紫杉細胞，經(jīng)提煉可得紫杉醇，因此紫杉醇通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得的。 答案：C 4．下列實例與所利用的技術(shù)或原理不相符合的是(　　) A．轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育需要利用植物組織培養(yǎng)技術(shù) B．植物組織培養(yǎng)過程依據(jù)的原理是植物細胞具有全能性 C．原生質(zhì)體融合和動物細胞融合都利用了細胞膜的選擇透過性 D．植物愈傷組織的形成和雜交瘤細胞的培養(yǎng)都與細胞分裂有關(guān) 解析：原生質(zhì)體融合和動物細胞融合都利用了細胞膜的流動性。 答案：C 5．某興趣小組擬用組織培養(yǎng)繁殖一種名貴花卉，其技術(shù)路線為“取材→消毒→愈傷組織培養(yǎng)→出芽→生根→移栽”。下列有關(guān)敘述，錯誤的是(　　) A．消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又減少消毒劑對細胞的傷害 B．在愈傷組織培養(yǎng)中加入細胞融合的誘導劑，可獲得染色體加倍的細胞 C．出芽是細胞再分化的結(jié)果，受基因選擇性表達的調(diào)控 D．生根時，培養(yǎng)基通常應(yīng)含α萘乙酸等生長素類調(diào)節(jié)劑 解析：植物體細胞雜交必須先用纖維素酶和果膠酶去掉細胞壁，愈傷組織細胞有細胞壁，加入誘導劑，細胞也不能融合，不能獲得染色體加倍的細胞，B項錯誤。 答案：B 6．在現(xiàn)代生物工程技術(shù)中，下列研究方案能實現(xiàn)其目的的是(　　) 選項 方案 目的 A 誘導人胰島B細胞和奶牛卵細胞融合 培育轉(zhuǎn)基因克隆奶牛 B 將外源基因?qū)胧荏w植物葉綠體中 防止外源基因擴散 C 通過體外培養(yǎng)或體內(nèi)培養(yǎng)骨髓瘤細胞 制備單克隆抗體 D 用胃蛋白酶處理剪碎的動物組織塊 制備動物細胞懸浮液 解析：轉(zhuǎn)基因克隆奶牛涉及基因工程和核移植；骨髓瘤細胞不能產(chǎn)生抗體；動物細胞培養(yǎng)的pH為7.2～7.4，胃蛋白酶的最適pH為2左右。 答案：B 7．美國德克薩斯州科學家培育出世界上第一只克隆貓，這只小貓毛色花白，看上去完全不像生養(yǎng)它的花斑貓媽媽，也不完全像為它提供細胞核的基因貓媽媽。對該克隆貓毛色的解釋合理的是(　　) ①發(fā)生了基因突變 ②提供卵母細胞的雌貓細胞質(zhì)基因進行了表達 ③表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境共同作用的結(jié)果 ④代孕花斑貓媽媽的基因進行了表達 A．① B．①②③ C．②③④ D．①②③④ 解析：克隆貓的基因主要來自于重組細胞的細胞核提供者，其細胞質(zhì)基因來自于卵母細胞提供者，代孕者不提供遺傳物質(zhì)。因此其毛色完全不像生養(yǎng)它的花斑貓媽媽，也不完全像為它提供細胞核的基因貓媽媽。其實，即使其遺傳物質(zhì)完全來自于核提供者，毛色也未必就與之完全相同，因為生物的表現(xiàn)型也會受到環(huán)境的影響，并且在發(fā)育過程中也可能發(fā)生基因突變等。 答案：B 8．某實驗做了下圖所示的實驗研究，下列相關(guān)敘述，正確的是(　　) A．與纖維母細胞相比，過程①形成的誘導干細胞的全能性較低 B．過程②是誘導干細胞的結(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程 C．每個Y細胞只產(chǎn)生一種抗體，故過程③不需用選擇性培養(yǎng)基進行篩選 D．過程④產(chǎn)生的單抗，不需細胞膜上載體蛋白的協(xié)助就能釋放到細胞外 解析：小鼠的纖維母細胞經(jīng)過誘導基因的作用形成誘導干細胞，其全能性顯著提高；肝細胞等體細胞的形成是細胞分化的結(jié)果，遺傳物質(zhì)沒有改變，但基因進行了選擇性表達；X細胞與Y細胞誘導融合后，可能會形成多種融合細胞，必須用選擇性培養(yǎng)基進行篩選，獲得能分泌單抗的Z細胞；抗體屬于分泌蛋白，可以通過胞吐方式排出細胞，不需要細胞膜上載體蛋白的協(xié)助。 答案：D 9．植株甲是二倍體水稻，利用植株甲獲得了植株乙，而后利用植株甲和乙又獲得植株丙和丁。培養(yǎng)過程如下圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．用秋水仙素處理植株甲的幼苗可獲得植株乙 B．植株丙與植株丁的體細胞中染色體組的數(shù)目相同 C．植株丁的花藥離體培養(yǎng)可得到植株丙 D．獲得植株丙和植株丁的過程都屬于有性生殖 解析：植株乙是四倍體，可通過用秋水仙素處理植株甲幼苗獲得。植株丙中染色體組有三組，是三倍體，而植株丁中染色體組有六組，是六倍體；植株丁花藥離體培養(yǎng)得到的是單倍體，雖然染色體組也是三個，但與植株丙染色體組成不一定相同；獲得植株丁的過程為植物體細胞雜交過程，是無性生殖，獲得植株丙的過程是有性生殖，兩者是不同的。 答案：A 10．應(yīng)用生物工程技術(shù)培育人們需要的生物新品種或新產(chǎn)品，提高了經(jīng)濟效益。下圖表示培育生物新品種的過程，請據(jù)圖判斷下列敘述中正確的是(　　) A．圖中①過程需要的工具酶是限制酶、DNA連接酶和載體 B．圖中⑤過程需要的培養(yǎng)基中只需加入無機營養(yǎng)和植物激素 C．將prG導入細胞Ⅰ，則Ⅰ是漿細胞 D．要檢測抗蟲棉的抗蟲特性，不需要做抗蟲的接種實驗，檢測毒蛋白即可 解析：①過程是基因工程技術(shù)，用到的工具酶應(yīng)該是限制酶、DNA連接酶，A項錯誤；⑤過程是植物組織培養(yǎng)，在脫分化階段，由于細胞內(nèi)沒有葉綠體還不能進行光合作用，培養(yǎng)基中還需要加入有機營養(yǎng)，如蔗糖、氨基酸等，B項錯誤；產(chǎn)生抗體的是漿細胞，無限增殖調(diào)控基因的受體細胞就應(yīng)該是漿細胞，C項正確；抗蟲特性針對的是蟲害，需要做抗蟲的接種實驗，D項錯誤。 答案：C 11.單克隆抗體制備過程中所用的骨髓瘤細胞是一種基因缺陷型細胞，其合成核酸的途徑能被氨基嘌呤阻斷。現(xiàn)將從預先注射了某種抗原的小鼠脾臟中獲得的B淋巴細胞與上述骨髓瘤細胞混合，加入PEG促融后，再加入含氨基嘌呤的培養(yǎng)液。若將這些混合物分裝于細胞培養(yǎng)板的小孔中培養(yǎng)(如圖所示)，則小孔中的培養(yǎng)物不可能出現(xiàn)的結(jié)果是(　　) A．細胞分裂繁殖，產(chǎn)生抗體，專一性抗體檢驗呈陰性 B．細胞分裂繁殖，產(chǎn)生抗體，專一性抗體檢驗呈陽性 C．沒有活細胞，產(chǎn)生抗體 D．沒有活細胞，不產(chǎn)生抗體 解析：單克隆抗體制備過程中與骨髓瘤細胞發(fā)生融合的B淋巴細胞種類很多，有的能夠產(chǎn)生專一性抗體，有的不能；但只有活細胞才能產(chǎn)生抗體。 答案：C 12．SOD是一種抗氧化酶，它能催化O形成H2O2，增強植物的抗逆性。如圖為培育農(nóng)作物新品種的一種方式。以下敘述正確的是(　　) A．①過程中常用顯微注射技術(shù)將SOD基因?qū)胫参锛毎? B．②、③分別表示脫分化、再分化過程，均無須嚴格的無菌操作就可以完成 C．SOD催化O形成H2O2的機制是為該反應(yīng)提供能量 D．該育種方式利用了細胞工程和基因工程，能體現(xiàn)細胞的全能性 解析：顯微注射技術(shù)是將目的基因?qū)雱游锛毎Ｓ玫姆椒?，A錯誤；在植物組織培養(yǎng)過程中，脫分化和再分化的過程均要求嚴格的無菌操作，B錯誤；SOD作為催化劑，其作用是降低反應(yīng)的活化能，C錯誤；①過程利用了基因工程，②和③為植物組織培養(yǎng)過程，植物組織培養(yǎng)過程體現(xiàn)了細胞的全能性，D正確。 答案：D 二、非選擇題(共3小題，共40分) 13．(14分)科學家用植物細胞雜交方法，將番茄的原生質(zhì)體和馬鈴薯的原生質(zhì)體融合，成功地培育出了“番茄—馬鈴薯”雜種植株(如下圖)，其中①～⑤表示過程，英文字母表示細胞、組織或植株。據(jù)圖回答下列問題： (1)實現(xiàn)過程②的技術(shù)是________________，在此之前使用________________酶處理細胞以除去細胞壁。過程②如放在飛船上則更易進行，這是因為__________。與過程③密切相關(guān)的具有單層膜結(jié)構(gòu)的細胞器為________。 (2)在利用雜種細胞培育成為雜種植株的過程中，依據(jù)的原理是__________________，其中過程④相當于________過程，⑤涉及的分裂方式為______________。 (3)若番茄細胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯細胞含n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細胞內(nèi)含________條染色體；若雜種細胞培育成為“番茄—馬鈴薯”植株為六倍體，則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培育得到的植株屬于________倍體植株。 (4)如果形成c細胞的a、b細胞都是番茄細胞，那么更簡單的得到番茄植株f的處理方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)若將該方案修改后用在SARS研究和治療上，則從理論上講c細胞的制備可采用________________細胞和__________________的融合。如果分析出了所產(chǎn)生抗體的氨基酸序列，則可采用________方法，以________為原料合成出該SARS抗體的基因。 解析：(1)植物細胞雜交首先應(yīng)該用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，然后誘導兩種原生質(zhì)體融合；過程③是細胞壁再生的過程，與此有關(guān)的細胞器為高爾基體。(2)雜種細胞培育成為雜種植株依據(jù)的原理是植物細胞的全能性，雜種細胞的組織培養(yǎng)過程要經(jīng)過脫分化和再分化過程，在植物組織培養(yǎng)過程中不涉及減數(shù)分裂，只有有絲分裂。(3)若番茄細胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯細胞含n條染色體，則產(chǎn)生的“番茄—馬鈴薯”細胞所含的染色體為二者的數(shù)目之和，即為m＋n條染色體。該雜種植株的花粉經(jīng)離體培育得到的植株由于是由配子發(fā)育而來，應(yīng)是單倍體。(4)如果雜種細胞的兩個細胞為同一種生物的細胞，要獲得多倍體的更好方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。(5)制備單克隆抗體需要用經(jīng)過免疫的B淋巴細胞如SARS患者或康復者的B淋巴細胞和小鼠骨髓瘤細胞融合，制成雜交瘤細胞。如果分析出了所產(chǎn)生抗體的氨基酸序列，則可采用化學合成方法，以脫氧核苷酸為原料合成該SARS抗體的基因。 答案：(1)原生質(zhì)體融合　纖維素酶和果膠　飛船上無重力干擾更易進行細胞的融合　高爾基體 (2)植物細胞的全能性　脫分化　有絲分裂 (3)m＋n　單 (4)用秋水仙素處理萌發(fā)的番茄種子或幼苗 (5)小鼠的骨髓瘤　SARS患者康復后的B淋巴細胞　化學合成　脫氧核苷酸 14．(12分)鐵皮石斛是我國名貴中藥，生物堿是其有效成分之一。應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)鐵皮石斛擬原球莖(簡稱PLBs，類似愈傷組織)生產(chǎn)生物堿的實驗流程如下： 在固體培養(yǎng)基上，PLBs的重量、生物堿含量隨增殖培養(yǎng)時間的變化如圖所示，請回答下列問題： (1)選用新生營養(yǎng)芽為外植體的原因是____________________________________，誘導外植體形成PLBs的過程稱________。 (2)與黑暗條件下相比，PLBs在光照條件下生長的優(yōu)勢體現(xiàn)在________________，________________，____________________。 (3)脫落酸(ABA)能提高生物堿含量，但會抑制PLBs的生長。若采用液體培養(yǎng)，推測添加適量的ABA可提高生物堿產(chǎn)量。同學們擬開展探究實驗驗證該推測，在設(shè)計實驗方案時探討了以下問題： ①ABA的濃度梯度設(shè)置和添加方式：設(shè)4個ABA處理組、1個空白對照組，3次重復。因ABA受熱易分解，故一定濃度的無菌ABA母液應(yīng)在各組液體培養(yǎng)基________后按比例加入。 ②實驗進程和取樣：實驗50天完成，每10天取樣，將樣品(PLBs)稱重(g/瓶)后再測定生物堿含量。如初始(第0天)數(shù)據(jù)已知，實驗過程中還需測定的樣品數(shù)為________。 ③依所測定數(shù)據(jù)確定適宜的ABA濃度和培養(yǎng)時間：當某3個樣品(重復樣)的________________時，其對應(yīng)的ABA濃度為適宜濃度，對應(yīng)的培養(yǎng)時間是適宜培養(yǎng)時間。 解析：(1)植物組織培養(yǎng)中外植體常選用莖尖、芽尖，原因是莖尖和芽尖分裂能力強，易誘導其脫分化，而且一般不含病毒。(2)從圖中比較光照和黑暗條件下PLBs重量曲線可知，光照條件下PLBs生長優(yōu)勢主要體現(xiàn)在開始生長時間，快速生長的時間及達到生長穩(wěn)定時重量的大小等方面。(3)①因ABA受熱易分解。所以必須在培養(yǎng)基滅菌并冷卻至常溫時才能加入無菌ABA。②依題干信息可知，本實驗有5組，每組3個樣品，需分別在第0天、10天、20天、30天、40天、50天測定PLBs重量和生物堿含量，而初始數(shù)據(jù)(第0天)已知，因此還需測定的樣品數(shù)是535＝75。③根據(jù)實驗探究目的，當3個樣品(重復樣)的PLBs重量和生物堿含量乘積的平均值最大時，其對應(yīng)的ABA濃度為適宜濃度，對應(yīng)的培養(yǎng)時間是適宜培養(yǎng)時間。 答案：(1)新生營養(yǎng)芽的細胞分裂能力強，幾乎不含病毒　脫分化　(2)開始增重的時間早　增重持續(xù)的時間長　PLBs增重的量更多　(3)①滅菌冷卻?、?5?、凵飰A產(chǎn)量最多 15．(14分)科學家對鼠源雜交瘤抗體進行改造，生產(chǎn)出效果更好的鼠—人嵌合抗體，用于癌癥治療。如圖表示形成鼠—人嵌合抗體的過程。請據(jù)圖回答： (1)生產(chǎn)單克隆抗體一般不直接培養(yǎng)B淋巴細胞，主要原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)將________注入小鼠體內(nèi)，從小鼠脾臟中獲得B淋巴細胞，其中至少1個B淋巴細胞能產(chǎn)生該抗原的抗體。 (3)在單克隆抗體制備過程中之所以選用B淋巴細胞和骨髓瘤細胞，是因為它們?nèi)诤虾蟮碾s交瘤細胞具有________________、________________的特性。 (4)單克隆抗體制備過程中運用了______________和________的細胞工程技術(shù)手段。 (5)動物細胞培養(yǎng)液的配方通常含有葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素等，與植物細胞培養(yǎng)基有所不同的是，還含有________。 (6)在動物細胞融合過程中，需要將所選取的組織細胞分散開，以利于細胞融合，可用________________處理離體組織細胞使之分散開。 (7)鼠源雜交瘤抗體與普通血清抗體相比較，具有________________的特點。 (8)改造鼠源雜交瘤抗體，生產(chǎn)鼠—人嵌合抗體，屬于________(生物工程)的范疇，圖示過程是根據(jù)預期的________，設(shè)計________，最終必須對________進行操作。 解析：(1)由于B淋巴細胞沒有無限增殖的能力，因此不能通過培養(yǎng)B淋巴細胞生產(chǎn)單克隆抗體。(2)單克隆抗體的制備，首先要把抗原注射到小鼠體內(nèi)，刺激其體內(nèi)免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生相應(yīng)的B淋巴細胞，然后從其體內(nèi)分離出來。(3)將從已免疫小鼠體內(nèi)獲得的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合成雜交瘤細胞；雜交瘤細胞可以無限增殖，還具有分泌特定抗體的能力。(4)單克隆抗體制備過程中使用了動物細胞融合、動物細胞培養(yǎng)技術(shù)。(5)動物細胞培養(yǎng)液中，必須加入動物血清。(6)用胰蛋白酶或膠原蛋白酶，可以把動物組織分散成單個細胞。(7)單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高的特性。(8)從圖中可以看出，改造鼠源雜交瘤抗體，生產(chǎn)鼠—人嵌合抗體，屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。 答案：(1)B淋巴細胞不能無限增殖　(2)抗原 (3)在體外大量增殖　產(chǎn)生特異性抗體　(4)動物細胞融合　動物細胞培養(yǎng)　(5)動物血清　(6)胰蛋白酶或膠原蛋白酶　(7)特異性強、靈敏度高　(8)蛋白質(zhì)工程　嵌合抗體功能　嵌合抗體的結(jié)構(gòu)　基因