高考生物一轮总复习高考AB卷专题26克隆技术.docx
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高考生物一轮总复习高考AB卷专题26克隆技术
专题26克隆技术
A卷 全国卷
动物克隆技术
1.（2016·全国课标卷Ⅱ，40）[生物——选修3：
现代生物科技专题]下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程。
回答下列问题：
（1）图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为________。
过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用________的方法。
②代表的过程是________。
（2）经过多次传代后，供体细胞中________的稳定性会降低。
因此，选材时必须关注传代次数。
（3）若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_______________________________________________________。
（4）与克隆羊“多莉（利）”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了________________________________________________________________
________________________________________________________________。
解析
（1）提供体细胞的供体可能为雌性，也可能为雄性，因此图中A（正常细胞核）的性染色体组成为XX或XY。
常采用显微操作去核法来去除卵母细胞的细胞核。
②过程表示将早期胚胎移入受体，其过程为胚胎移植。
（2）取供体动物的体细胞培养，一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。
超过10代继续培养，则其遗传物质（或核型）的稳定性会降低。
（3）克隆动物的细胞核基因来自供体，因此大部分性状与供体相同，但细胞质基因来源于受体（或提供卵母细胞的个体），即卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响，这就决定了克隆动物的性状与供体不完全相同。
（4）克隆动物的培育采用的是核移植技术，核移植技术的原理是：
已经分化的动物体细胞核具有全能性。
答案
（1）XX或XY 显微操作（去核法） 胚胎移植
（2）遗传物质 （3）卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响 （4）已经分化的动物体细胞核具有全能性
2.（2014·课标卷Ⅰ，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___________。
解析
（1）据图分析，第4次免疫后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，由于细胞膜具有流动性，且诱导之后的细胞融合不具有特异性，故体系中会出现多种类型的细胞。
（3）杂交瘤细胞形成后，小鼠的B淋巴细胞核与其骨髓瘤细胞核会融合形成一个细胞核。
小鼠的B淋巴细胞（染色体数目40条）和骨髓瘤细胞（染色体数目60条）融合后，若不发生染色体数目丢失，染色体数目为100条，在有丝分裂后期染色体数目最多为200条。
（4）未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后，仍然不是能恶性增殖的细胞，同时正常细胞的分裂次数是有限的。
答案
（1）4 Y Y小鼠的抗体效价最高
（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）1 200
（4）正常细胞不能无限增殖
植物克隆技术
3.（2013·大纲全国理综，2）关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是（ ）
A.动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同
B.动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶
C.烟草叶片离体培养能产生新个体，小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖
D.动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖培养可用于植物脱除病毒
解析 动物细胞培养所用培养基为液体培养基，需加入血清、血浆等。
植物组织培养所用培养基为固体培养基，不需要加入血清、血浆等，但需加入植物激素，A项正确；胰蛋白酶能使动物细胞间的蛋白质水解，使动物组织分散成单个细胞，植物组织培养不需要胰蛋白酶，B项错误；高度分化的植物细胞有全能性，烟草叶片离体培养能产生新个体，杂交瘤细胞具有骨髓瘤细胞的特点，体外培养能无限增殖，C项正确；通过培养的动物细胞可以用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性。
植物分生区附近（如茎尖）无病毒，可用茎尖进行组织培养获得无病毒植株，D项正确。
答案 B
4.（2013·课标全国理综Ⅱ，40）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________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。
解析
（1）利用植物体细胞杂交技术培育新品种的过程中，应先用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁，获得有活力的原生质体，经诱导融合后培养成为愈伤组织，再经再分化形成完整植物体。
（2）多倍体是指由受精卵发育来的、细胞内含有三个或三个以上染色体组的个体。
（3）欲通过人工种子大量繁殖这种杂种植株，则可将经再分化形成的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等材料经人工薄膜包装来获得人工种子。
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
（2）体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体（其他合理答案也可） 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（其他合理答案也可）
（3）胚状体、不定芽、顶芽、腋芽（答对其中一个即可）
5.（2012·全国课标，39）为了探究6BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在MS培养基中加入6BA和IAA，配制成四种培养基（见下表），灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率（m），以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数（n），结果如下表。
培养基编号
浓度/（mg·L－1）
m/%
n/个
6BA
IAA
1
0.5
0
76.7
3.1
2
0.1
77.4
6.1
3
0.2
66.7
5.3
4
0.5
60.0
5.0
回答下列问题。
（1）按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为__________和__________两类。
上述培养基中，6BA属于________类生长调节剂。
（2）在该实验中，自变量是________，因变量是_________________________，自变量的取值范围是________。
（3）从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是________号培养基。
（4）为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入________（填“6BA”或“IAA”）。
解析 本题考查植物组织培养的相关知识。
（1）植物组织培养常用MS培养基，其中，无机盐的元素可分为大量元素和微量元素两类，前者如N、P、K、Ca、Mg、S等，后者如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo等。
MS培养基中还常需要添加能诱导细胞分裂、脱分化、再分化的生长素和细胞分裂素。
（2）该实验中，各组6－BA浓度均为0.5mg/L，IAA的浓度不相同，故自变量为IAA浓度，IAA浓度范围为0～0.5mg/L。
据表可知，该实验因变量是再生丛芽外植体的比率（m）以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数（n）。
（3）由表格中的数据可知，1号培养基诱导丛芽总数最少。
（4）生长素常用于诱导细胞分裂和根的分化，6－BA一般用于诱导植物的愈伤组织分化出丛芽，故诱导菊花试管苗生根，培养基中一般不加入6－BA。
答案
（1）大量元素 微量元素 细胞分裂素
（2）IAA浓度 再生丛芽外植体的比率（m）和再生丛芽外植体上的丛芽平均数（n） 0～0.5mg·L－1 （3）1 （4）6－BA
B卷 地方卷
动物克隆技术
1.（2015·高考安徽卷，31－Ⅱ）科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如图。
（1）由过程①获得的A为________。
（2）在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核，目的是__________________。
受体应选用________期卵母细胞。
（3）进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生________，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。
（4）采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为____________________________________________。
解析
（1）在基因工程中，构建基因表达载体后才能将目的基因导入受体细胞。
（2）核移植技术选用的成熟卵母细胞处于减数第二次分裂中期（MⅡ中期），需去掉细胞核以保证得到的克隆动物的核遗传物质来自于含目的基因的成纤维细胞。
（3）胚胎移植时受体动物对移入的胚胎基本不发生免疫排斥反应，这为胚胎的存活提供了可能。
（4）由于整合有目的基因的胎儿成纤维细胞具有增殖能力，可进行传代培养，所以理论上可利用动物细胞培养技术和核移植技术，获得无限个转基因绵羊。
答案
（1）含目的基因的表达载体
（2）保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞
MⅡ中
（3）免疫排斥反应
（4）整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养
2.（2014·福建卷，33）Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。
科研人员利用胚胎干细胞（ES细胞）对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。
其技术流程如图：
（1）步骤①中，在核移植前应去除卵母细胞的________。
（2）步骤②中，重组胚胎培养到________期时，可从其内细胞团分离出ES细胞。
（3）步骤③中，需要构建含有基因Rag2的表达载体。
可以根据Rag2基因的________设计引物，利用PCR技术扩增Rag2基因片段。
用HindⅢ和PstⅠ限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。
为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有________________酶的酶切位点。
（4）为检测Rag2基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨髓细胞的________，用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。
解析
（1）核移植过程中，体细胞核移植前要除去受体卵母细胞的细胞核，若不去掉卵母细胞的细胞核，细胞里面就有两个细胞核，造成遗传物质不能稳定表达。
（2）ES细胞是由早期胚胎（囊胚）的内细胞团分离出来的一类细胞。
（3）步骤③过程是将目的基因导入受体细胞（ES细胞）中，导入之前应构建基因表达载体。
在生物体外可通过PCR技术扩增目的基因，其条件是模板DNA、根据Rag2基因的核苷酸序列设计的引物、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶等，另据题干可知，获得Rag2目的基因需要用HindⅢ和PstⅠ两种限制酶，所选择的载体上应具有HindⅢ和PstⅠ酶的酶切位点，以便目的基因和载体能够连接在一起。
（4）检测目的基因是否翻译出相应蛋白质时，应采用抗原—抗体杂交技术，即提取蛋白质，用相应的抗体进行抗体－抗原杂交，看是否有杂交带。
答案
（1）细胞核
（2）囊胚 （3）核苷酸序列 HindⅢ和PstⅠ （4）蛋白质
3.（2013·海南卷，31）单纯疱疹病毒Ⅰ型（HSV－1）可引起水泡性口唇炎。
利用杂交瘤技术制备出抗HSV－1的单克隆抗体可快速检测HSV－1。
回答下列问题：
（1）在制备抗HSV－1的单克隆抗体的过程中，先给小鼠注射一种纯化的HSV－1蛋白，一段时间后，若小鼠血清中抗________的抗体检测呈阳性，说明小鼠体内产生了________反应，再从小鼠的________中获取B淋巴细胞。
将该B淋巴细胞与小鼠的________细胞融合，再经过筛选、检测，最终可获得所需的杂交瘤细胞，该细胞具有的特点是____________________________________。
（2）若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体，可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的________________中使其增殖，再从______________中提取、纯化获得。
（3）通过上述方法得到的单克隆抗体可准确地识别这种HSV－1蛋白，其原因是该抗体具有________________和________________等特性。
解析
（1）制备单克隆抗体时，需要先给小鼠注射特定抗原（HSV－1蛋白），当小鼠血清中抗HSV－1蛋白的抗体检测呈阳性时，就可从小鼠脾脏中获取B淋巴细胞，将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，经过筛选和克隆化培养，最终获得既能无限增殖又能产生专一抗体的杂交瘤细胞。
（2）单克隆抗体的获取有两条途径，一是从体外细胞培养液中提纯获得，二是将杂交瘤细胞注射到小鼠的腹腔中使其增殖，再从腹水中提取、纯化获得。
（3）单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、纯度高等特点。
答案
（1）HSV－1蛋白 体液免疫 脾脏（其他合理答案也可） 骨髓瘤 无限增殖且产生专一抗体（其他合理答案也可）
（2）腹腔 腹水 （3）纯度高 特异性强（其他合理答案也可）
植物克隆技术
4.（2016·江苏卷，9）下列有关细胞工程的叙述，正确的是（ ）
A.PEG是促细胞融合剂，可直接诱导植物细胞融合
B.用原生质体制备人工种子，要防止细胞破裂
C.骨髓瘤细胞经免疫处理，可直接获得单克隆抗体
D.核移植克隆的动物，其线粒体DNA来自供卵母体
解析 PEG是促细胞融合剂，但植物细胞不能直接融合，需先去壁形成原生质体才能融合，A错误；制备人工种子应用完整的植物细胞，不需制备原生质体，B错误；骨髓瘤细胞不能产生抗体，C错误；核移植克隆的动物，其线粒体只来自卵细胞，即线粒体DNA来自供卵母体，D正确。
答案 D
5.（2015·天津卷，7）DHA对脑神经发育至关重要。
以A、B两种单细胞真核藻为亲本，利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻。
两种藻特性如下表。
亲本藻
优势代
谢类型
固体培养基
上藻落直径
A藻
自养
0.06
小
0.7
B藻
异养
0.14
大
无
据表回答：
（1）选育的融合藻应具有A藻________与B藻________的优点。
（2）诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻，其目的是获得________________。
（3）通过以下三步筛选融合藻，步骤________可淘汰B藻，步骤________可淘汰生长速率较慢的藻落，再通过步骤________生产所需的融合藻。
步骤a：
观察藻落的大小
步骤b：
用不含有机碳源（碳源——生物生长的碳素来源）的培养基进行光照培养
步骤c：
测定DHA含量
（4）以获得的融合藻为材料进行甲、乙、丙三组试验，结果如下图。
①甲组条件下，融合藻产生[H]的细胞器是________；丙组条件下产生ATP的细胞器是________。
②与甲、丙两组相比，乙组融合藻生长速率较快，原因是在该培养条件下_______________________________________________________________。
甲、乙两组DHA产量均较高，但实际生产中往往采用甲组的培养条件，其原因是_______________________________________________________。
解析
（1）根据表中两种藻的特性可知，A藻具有产生DHA、自养特性的优点，B藻具有快速增长的优点，选育的融合藻应该具有两种藻的优点。
（2）由于植物细胞具有细胞壁，影响了原生质体的融合，所以在融合前，需用纤维素酶和果胶酶处理，以获得原生质体。
（3）从题中信息可以看出，融合藻是通过培养过程的观察和测定DHA进行筛选的。
在培养过程中，在无机物选择培养基中不能生长的是B藻，淘汰B藻，生长比较慢的是A藻，最后再通过测定DHA含量获得所需的融合藻。
（4）①甲组条件是光照下，培养基中含有无机物，该条件下融合藻既可以进行呼吸作用也可以进行光合作用，产生[H]的细胞器有线粒体和叶绿体；而在丙组黑暗条件下，培养基中含有葡萄糖，该条件下融合藻只进行呼吸作用，产生ATP的细胞器只有线粒体。
②乙组条件有光照，培养基中又含有有机物——葡萄糖，融合藻既能光能自养又能异养，所以融合藻生长速度较快；与乙组相比，甲组不需要添加葡萄糖，可降低成本，同时甲组的培养基中不含有机物，杂菌无法生长，所以在实际生产中往往采用甲组的培养条件。
答案
（1）产生DHA、自养特性 快速增长
（2）原生质体
（3）b a c
（4）①线粒体、叶绿体 线粒体 ②融合藻既能光能自养又能异养 融合藻利用光能和简单的无机物能较快生长，不需要添加葡萄糖，既可降低成本，也可防止杂菌生长
6.（2012·山东卷，34）辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。
辣椒素的获得途径如图。
（1）图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的________和________过程。
（2）图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是________。
培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值________（填“高”或“低”）时，有利于芽的分化。
比值________时，有利于根的分化。
对培养基彻底灭菌时，应采取的灭菌方法是________。
（3）图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是________。
用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是________和纤维素酶。
（4）提取辣椒素过程中，萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是__________。
解析 本题主要考查植物组织培养及植物有效成分的提取的有关知识，意在考查考生的识记、理解能力。
（1）由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化，或者叫去分化。
经脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可重新分化出根或芽等器官，这个过程叫再分化。
（2）培养基中常用的凝固剂是琼脂。
使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。
生长素和细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化；该比值高时，则有利于根的分化。
对培养基应用高压蒸汽灭菌法灭菌。
（3）外植体的消毒所用酒精的体积分数是70%。
用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是果胶酶和纤维素酶。
（4）用萃取法提取植物的有效成分时，应安装冷凝回流装置，目的是防止加热时有机溶剂挥发。
答案
（1）脱分化（或去分化） 再分化
（2）琼脂 低 高 高压蒸汽灭菌 （3）70% 果胶酶 （4）防止有机溶剂的挥发
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