（天津专用）2020届高考生物一轮复习 专题26 细胞工程（含胚胎工程、生物技术安全性与伦理问题）课

专题26细胞工程（含胚胎工程、生物技术安全性与伦理问题）生物(天津市选考专用)A组自主命题·天津卷题组五年高考1.(2015天津理综,6,6分)2015年2月3日,英国议会下院通过一项历史性法案,允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。 据图分析,下列叙述错误的是 ()A.该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代B.捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿C.三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核D.三亲婴儿的培育还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术答案C分析图示可知:母亲只提供细胞核,因而可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代,A正确;红绿色盲基因属于核基因,而捐献者提供的是去核卵母细胞,其红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿,B正确;三亲婴儿的染色体一半来自母亲提供的卵细胞细胞核,一半来自父亲提供的精子,C错误;体外受精形成的受精卵需培养形成早期胚胎,而后经胚胎移植进入受体子宫内,D正确。素养解读本题以三亲婴儿的培育过程为信息载体,考查学生理解及应用能力,体现了对生命观念、科学思维、社会责任的考查。2.(2015天津理综,7,15分)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。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(4)以获得的融合藻为材料进行甲、乙、丙三组实验,结果如图。亲本藻优势代谢类型生长速率(g/L·天)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 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。答案(1)产生DHA、自养特性快速生长(2)原生质体(3)bac(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即能生长,不需添加葡萄糖,可降低成本,也可防止杂菌生长解析(1)根据题干信息,“利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻”及表中信息可推断融合藻应既具有A藻的“自养”和产“DHA”的特点,又具有B藻快速生长的优点。(2)诱导融合前需利用纤维素酶去掉两种藻的细胞壁,从而获得原生质体。(3)由于B藻是异养生物,只能利用有机碳源,故通过步骤b可以淘汰B藻。由于A藻生长慢、藻落小而B藻生长快、藻落大,因此,可以依据藻落大小淘汰生长速率较慢的藻落。最后能在不含有机碳源的培养基生长并且DHA含量较高的藻落即为生产所需的融合藻。(4)①分析坐标图可知,甲组的融合藻既能进行光合作用又能进行呼吸作用,因此,产生[H]的细胞器有叶绿体和线粒体。丙组融合藻在黑暗中产生ATP的细胞器是线粒体。②乙组融合藻既能利用光能又能利用葡萄糖,属于既能光能自养又能异养的生物,因此乙组培养条件下融合藻较甲、丙两组生长快。实际生产中采用甲组的培养条件而不采用乙组培养条件的原因是:甲组融合藻在不添加葡萄糖的情况下就能利用光能和简单的无机物生长,因此降低了成本,也可防止杂菌生长。素养解读本题主要考查细胞融合技术及细胞代谢的特点,考察学生对实验结果和现象的分析能力,体现了对生命观念、科学探究、科学思维的考查。3.(2013天津理综,9,15分)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。(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。如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)对杂种植株进行接种实验,可筛选出具有高抗性的杂种植株。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)黑腐病菌解析本题考查植物细胞工程,染色体变异的实验鉴定以及高抗性的杂种植株的筛选等相关知识。(1)去除细胞壁获得原生质体需要用纤维素酶和果胶酶处理。(2)叶肉细胞含有叶绿体,因此通过PEG诱导融合的杂种细胞应含有叶绿体,以此作为初步筛选杂种细胞的标志。(3)原生质体失去了细胞壁的保护作用,因此原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇,使原生质体处于等渗溶液中,以维持原生质体正常形态。原生质体经过细胞壁再生,进而分裂和脱分化形成愈伤组织。(4)要判断染色体变异的类型,应剪取再生植株、花椰菜和黑芥植株的根尖,通过解离、漂洗、染色、制片等过程制成装片,然后进行显微观察比较染色体的形态和数目。(5)根据两亲本的差异性条带,可知再生植株1、2和4既有花椰菜的条带,又有黑芥的条带,因此再生植株1、2和4一定为杂种植株。(6)要筛选出高抗性的杂种植株,应进行相应的病原体接种实验,即接种黑腐病菌。素养解读本题主要考查植物细胞工程及染色体变异,意在培养学生所用所学知识解决问题的能力,体现了对生命观念、科学探究、科学思维的考查。B组统一命题、省(区、市)卷题组考点1植物细胞工程1.(2019江苏单科,20,2分)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力,某研究小组的实验过程如下图。下列叙述正确的是 () A.过程①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中B.过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化C.过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生D.原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性答案D本题通过植物组织培养的相关知识,考查考生实验探究和获取信息的能力;借助植物组织培养的过程图示,体现了对科学探究素养中的实验方案探讨要素的考查。过程①将植物细胞的细胞壁去除后获得原生质体,若将其悬浮在30%蔗糖溶液中,原生质体会因溶液浓度过高而失水皱缩,A错误;过程②需提高细胞分裂素的比例以促进芽的分化,若提高生长素的比例,则会促进根的分化,而使芽的分化受到抑制,B错误;秋水仙素具有诱导细胞染色体数目加倍的作用,没有诱导细胞壁再生的作用,C错误;细胞的全能性依赖于细胞内遗传物质的完整性,原生质体虽无细胞壁但其遗传物质是完整的,因此原生质体保持细胞的全能性,D正确。易错辨析在植物组织培养过程中,生长素和细胞分裂素是关键激素。当同时使用这两种植物激素时,两者的比例会影响植物细胞分化发育的方向。一般来说,当生长素用量与细胞分裂素用量比值高时,有利于根的分化而对芽的形成有抑制作用;当生长素用量与细胞分裂素用量比值低时,有利于芽的分化而对根的形成有抑制作用;当生长素用量与细胞分裂素用量比值适中时,则能促进愈伤组织的形成。2.(2018江苏单科,8,2分)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(多选) () 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答案C本题主要考查花药离体培养的相关知识。为了防止微生物污染,过程①所用的花蕾需在70%乙醇中浸泡30s,A错误;过程②的培养基中,生长素与细胞分裂素的比值适中,且生长素含量高于细胞分裂素时,有利于根的分化,B错误;进行过程③的愈伤组织经过了秋水仙素的处理,故其分化后的植株中可筛选获得纯合的二倍体,C正确;经炼苗后的幼苗是能进行光合作用且能独立进行代谢的植株,故幼苗的生长基质中不用添加蔗糖和多种植物激素,D错误。规律总结激素杠杆生长素与细胞分裂素的协同调控作用在植物组织培养中非常重要,人们常把它们称为“激素杠杆”。例如,当生长素与细胞分裂素的比例适中,且生长素含量高于细胞分裂素时,主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成;而当细胞分裂素的效应高于生长素时,则主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。3.(2016江苏单科,9,2分)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来自供卵母体答案D植物细胞融合前需先用酶解法去掉细胞壁,形成原生质体,再用PEG促进原生质体融合,A错误;人工种子是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子,不用原生质体为材料,B错误;骨髓瘤细胞需与经免疫过的B淋巴细胞融合,再经筛选培养才能获得单克隆抗体,C错误;动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核取出,移入已经去掉细胞核的卵母细胞中,核移植克隆动物的线粒体DNA来自供卵母体。解题关键解答本题的关键是熟知细胞工程的相关知识。①植物细胞融合时需要先去掉细胞壁;②原生质体与植物细胞的区别在于有无细胞壁;③能产生抗体的细胞是浆细胞,而不是骨髓瘤细胞。4.(2019课标全国Ⅱ,38,15分)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 小植株解析本题借助植物细胞工程实际应用的相关知识,考查综合运用能力。试题通过对比获得植物新个体的不同途径,体现了对科学探究素养中的结果分析要素的考查。(1)植物微型繁殖可以保持优良品种的遗传特性,还可以高效、快速、大量繁殖。(2)人工种皮具备透气性,可以保证胚状体进行有氧呼吸时对氧的需求;人工胚乳应该含有植物激素、矿质元素和糖等物质,保证胚状体的正常生长。(3)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少,可以切取茎尖进行组织培养,获得脱毒苗。(4)获得转基因植株,首先要通过细胞的脱分化过程,培养出愈伤组织,对愈伤组织继续培养,诱导分化形成小植株。知能拓展人工种皮中应该具有哪些有效成分?针对植物种类、土壤等条件,在人工种皮中可加入适量的养分、无机盐、农药、抗生素、有益菌等,为了促进胚状体、不定芽等的生长发育,还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。5.(2019课标全国Ⅲ,38,15分)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。(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