2020届高考生物一轮复习 专题二十五 细胞工程课件

专题二十五细胞工程2010—2019年高考全国卷考情一览表【考情分析】本专题的考查主要集中在动植物细胞工程的应用、克隆技术等。命题将会集中在植物组织培养与植物杂交的操作步骤及应用,动物细胞培养的过程、条件及应用,动物体细胞核移植的过程及应用,单克隆抗体的制备方法、优点和应用。考点2010—201420152016201720182019合计1卷2卷1卷2卷3卷1卷2卷3卷1卷2卷3卷1卷2卷3卷1.植物细胞工程5年2考383810年4考2.动物细胞工程5年3考40383810年6考考点74考点75考点74植物细胞工程1.(2019·北京,4,6分,难度★★)甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病害。研究者先分别获得抗甲、乙的转基因植株,再将二者杂交后得到F1,结合单倍体育种技术,培育出同时抗甲、乙的植物新品种。以下对相关操作及结果的叙述,错误的是(D)A.将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞B.通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定C.调整培养基中植物激素比例获得F1花粉再生植株D.经花粉离体培养获得的若干再生植株均为二倍体考点74考点75解析在基因工程操作中,要将构建含有目的基因和标记基因的重组运载体导入受体细胞,A项正确;可通过接种甲、乙病原体观测转基因植物是否染病,判断转基因植物是否具有抗病性,B项正确;植物组织培养过程中决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要,C项正确;经花粉离体培养获得的若干再生植株若没有经过秋水仙素处理诱导染色体加倍,都为单倍体,D项错误。考点74考点752.(2018·天津,2,6分,难度★★)芦笋是雌雄异株植物,雄株性染色体为XY,雌株为XX;其幼茎可食用,雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线。有关叙述错误的是(C)A.形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行诱导B.幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程C.雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XY、XXD.与雄株甲不同,雄株丁培育过程中发生了基因重组解析丁的亲本植株乙和植株丙的性染色体组成应分别为XX和YY(乙、丙后代均为雄株,且两者为花粉离体培养后染色体加倍得来),C项错误。获取信息考点74考点753.(2018·江苏,8,2分,难度★★)花药离体培养是重要的育种手段。下图是某二倍体植物花药育种过程的示意图,下列叙述正确的是(C)A.为了防止微生物污染,过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡30minB.过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化C.过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体D.过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上考点74考点75解析本题主要考查育种的相关知识,属于对生命观念、科学思维的考查。花药在70%乙醇中浸泡30min会导致细胞受损死亡,一般消毒只需在其中浸泡数十秒,A项错误;过程②属于脱分化,添加的生长素含量高于细胞分裂素时,有利于根的分化,B项错误;二倍体植物的花药中含1个染色体组,经秋水仙素处理愈伤组织后得到的细胞中含2个相同的染色体组,因此过程③逐步分化的植株中可筛选到纯合的二倍体,C项正确;过程④是幼苗移栽,基质中需含有多种无机盐,不需含蔗糖和植物激素(植物根不吸收有机物),D项错误。考点74考点754.(2013江苏,11,2分,难度★★)某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植,可应用多种技术获得大量优质苗,下列技术中不能选用的是(B)A.利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗B.采用花粉粒组织培养获得单倍体苗C.采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上D.采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养解析A、C、D三项均属于无性繁殖,可保持亲本的优良性状,而利用花粉粒组织培养获得单倍体苗的染色体数目减半,故不能采用。考点74考点755.(2012广东,2,4分,难度★)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是(A)A.组织培养B.细胞杂交C.显微注射D.核移植解析脱毒苗是利用茎尖分生区细胞经植物组织培养技术获得的,所以A项正确。考点74考点756.(2010浙江,6,6分,难度★)将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中,在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后,应出现的现象是(B)解析无根幼苗可自身产生植物激素,诱导分化出根部。不可能脱分化形成愈伤组织,也不会在下部分化出芽。考点74考点757.(2019·全国2,38,15分,难度★★)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是能保持植物原有的遗传特性,繁殖速度快(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有利于胚状体进行呼吸作用。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、矿质元素和糖等几类物质。考点74考点75(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,可以选取植物的茎尖进行组织培养。(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含目的基因的细胞愈伤组织小植株(用流程图表示)。考点74考点75解析本题考查植物组织培养的应用。(1)基于植物组织培养技术的微型繁殖实现了植物克隆,属于无性繁殖技术。与常规的种子繁殖方法(有性生殖)相比,微型繁殖技术可以保持植物原有的遗传特性,快速实现种苗的大量繁殖。(2)人工种子的人工种皮要保证胚状体正常的生命活动,一方面要有透气性,使胚状体能够进行呼吸作用;另一方面要有子叶或胚乳的功能,为胚状体生长发育提供必需的植物激素、矿质元素和糖等几类物质。(3)植物分生区附近(如茎尖)的病毒很少,甚至无病毒。用茎尖进行组织培养,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗。(4)将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株,应首先对含有目的基因的细胞进行脱分化处理获得愈伤组织,然后诱导其再分化,即可获得试管苗(小植株)。考点74考点758.(2019·全国3,38,15分,难度★★)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。考点74考点75回答下列问题。(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全能性(或答:形成完整植株所需的全部基因)。(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层,原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基,其原因是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。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的分化(或答:再分化)过程,最终可形成试管苗。(4)步骤⑥要进行照光培养,其作用是诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用。(5)经组织培养得到的植株,一般可保持原品种的遗传特性,这种繁殖方式属于无性繁殖。考点74考点75解析本题以植物组织培养为依托,主要考查处理实验材料与分析实验的能力。(1)高度分化的植物细胞具有形成该物种完整植株的全部基因,具有发育成完整植株的潜能,即具有全能性,因此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,容易诱导形成愈伤组织,因此步骤③切取的组织块中要带有形成层。(3)步骤⑤为诱导形成愈伤组织,步骤⑥为诱导愈伤组织形成试管苗,形成不同组织、器官所需的植物激素的比例不同,且随培养时间的增加,培养基中营养物质不断减少,有害代谢产物逐渐积累,会抑制植物的生长,因此需要更换培养基。(4)形成试管苗后,叶片的形成使植物具备了进行光合作用的条件,而叶片中叶绿素的形成需要光,因此要将试管苗在光下培养。(5)植物组织培养过程中细胞进行有丝分裂和再分化,能够保持原品种的遗传特性。植物组织培养没有经过两性生殖细胞的融合,这种繁殖方式属于无性繁殖。考点74考点759.(2017海南,31,15分,难度★★)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料,利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题。(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体,在一定条件下进行组织培养,均能获得试管苗,其原理是绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性,在一定条件下能发育成完整的植株。(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中,均加入一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件是具有完整的细胞核(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。考点74考点75(3)图中A、B、C所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是细胞分裂素、生长素。A中的愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。(4)若该种植物是一种杂合子的名贵花卉,要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,可用组织培养方法繁殖,在培养时,不能(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体,原因是对杂合子的植株来说,其体细胞的基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株。考点74考点75解析(1)高度分化的活的植物细胞含有完成发育所需的全套基因,这是细胞全能性的理论基础,而植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。(2)蔗糖水解可得到葡萄糖、果糖。从细胞全能性的理论基础可知,用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件是具有完整的细胞核,即要含有完成发育所需的全部遗传信息。(3)植物组织培养的再分化过程受生长素和细胞分裂素的影响,两者含量的比例会影响分化的结果。愈伤组织是高度分化细胞经脱分化形成的。(4)一般情况下,植物组织培养属于无性繁殖,可使后代保持亲本的遗传性状。但花药离体培养(属于有性生殖范畴)与用植物正常体细胞培养不同,因为花粉粒通过减数分裂产生,分裂过程中等位基因的分离、基因重组等使其基因型与体细胞的基因型不同,培养得到花卉基因型不同于原植株,导致不能保持亲本性状。故要保持亲本性状,组织培养不能用花粉粒作外植体。考点74考点7510.(2015天津,7,15分,难度★★★)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。获取信息亲本藻优势代谢类型生长速率(g·L-1·d-1)固体培养基上藻落直径DHA含量‰A藻自养0.06小0.7B藻异养0.14大无据表回答下列问题。(1)选育的融合藻应具有A藻产生DHA,自养特性与B藻快速生长的优点。(2)诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻,其目的是获得原生质体。考点74考点75(3)通过以下三步筛选融合藻,步骤b可淘汰B藻,步骤a可淘汰生长速率较慢的藻落,再通过步骤c获取生产所需的融合藻。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含量考点74考点75(4)以获得的融合藻为材料进行甲、乙、丙三组实验,结果如下图。①甲组条件下,融合藻产生[H]的细胞器是线粒体、叶绿体;丙组条件下产生ATP的细胞器是线粒体。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融合藻既能光能自养又能异养。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,其原因是融合藻利用光能和简单的无机物即能生长,不需添加葡萄糖,可降低成本,也可防止杂菌生长。考点74考点75解析(1)分析表格可知,要以A、B两种藻为亲本培育高产DHA融合藻,则选育的融合藻不仅要具有A藻能产生DHA和自养的优点,还要具有B藻能快速生长的特点。(2)诱导融合前要用纤维素酶处理,去掉两种藻细胞的细胞壁,其目的是获得原生质体。(3)B藻是异养的,只能利用有机碳源,所以步骤b可淘汰B藻;菌落的大小可衡量生长