（山东专用）2020版高考生物一轮复习 专题26 细胞工程与胚胎工程课件

第十一单元现代生物科技专题专题26细胞工程与胚胎工程高考生物(山东省选考专用)A组山东省卷、课标Ⅰ卷题组五年高考1.(2015山东理综,36,12分)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下: (1)过程①采用的是细胞工程中的技术,过程②采用的是胚胎工程中的技术。(2)体细胞进行体外培养时,所需气体主要有O2和CO2,其中CO2的作用是维持培养液(基)的。(3)如果克隆过程中需进行基因改造,在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用和两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外,还需有基因,以便选出成功导入基因表达载体的细胞。(4)胚胎干细胞可以来自囊胚中的。在一定条件下,胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体(填“A”或“B”),则不会发生免疫排斥反应。答案(1)(体细胞)核移植(早期)胚胎培养(2)pH(或:酸碱度)(3)限制性(核酸)内切酶(或:限制酶)DNA连接酶(注:两空可颠倒)标记(4)内细胞团B解析(1)图中①过程采用体细胞核移植技术;过程②为重组细胞经胚胎培养发育至早期胚胎的过程,利用了(早期)胚胎培养技术。(2)动物细胞培养时,气体环境为95%的空气和5%的CO2,CO2作用是维持培养液(基)的pH。(3)构建基因表达载体时,需用的工具酶为限制酶和DNA连接酶。基因表达载体上除目的基因外,还需要有标记基因、启动子、终止子等。标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)囊胚中的内细胞团具有发育的全能性,可以作为胚胎干细胞的来源。通过核移植技术获得的组织器官若移植给核供体,则不会发生免疫排斥反应。素养解读本题通过治疗性克隆流程图考查科学思维中的归纳与概括能力。解题关键识别题图中胚胎工程各步骤的名称是解答本题的关键。2.(2013山东理综,35,8分)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下:(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为,培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂,这种现象称为。(2)图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为;也可从灰鼠体内取出卵子,通过后进行早期胚胎培养获得。(3)图中重组囊胚通过技术移入白鼠子宫内继续发育,暂不移入的胚胎可使用方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向后用于疾病的细胞治疗。答案(1)原代培养接触抑制(2)冲卵(或冲胚)体外受精(或核移植)(3)胚胎移植冷冻(或低温)(4)内细胞团诱导分化解析该题综合考查动物细胞工程和胚胎工程技术的原理和方法。(1)对动物细胞进行的初次培养为原代培养,动物细胞培养时具有细胞贴壁生长和接触抑制现象。(2)胚胎移植所需的胚胎可从供体输卵管中通过冲卵的方法获得,也可将卵子经体外受精或核移植后获得的受精卵或重组细胞,进一步培养得到早期胚胎。(3)图中重组囊胚通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内继续发育,暂不移入的胚胎可进行冷冻保存。(4)胚胎干细胞常由囊胚的内细胞团分离培养获得,由于iPS细胞具有发育的全能性,经定向诱导可分化形成特定组织细胞,因而在医学上具有广阔的应用前景。3.(2012山东理综,35,8分)毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。 (1)过程①中最常用的运载工具是,所需要的酶是限制酶和。(2)在过程②中,用处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中,将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中,CO2的作用是。(3)在过程③中,用处理以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行处理。(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是。在胚胎移植前,通过技术可获得较多胚胎。答案(1)质粒DNA连接酶(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)维持培养基(液)的pH(3)促性腺激素去核(4)(早期)胚胎培养胚胎分割解析此题综合考查基因工程、细胞工程、胚胎工程等知识。(1)构建基因表达载体时,一般需用同一种限制酶切割目的基因和载体,以产生相同末端,并用DNA连接酶连接成重组表达载体。常用的载体是质粒。(2)利用胰蛋白酶或胶原蛋白酶可将动物组织分散成单个细胞。动物细胞培养时,需将细胞置于5%CO2的气体环境中,CO2的作用是维持培养基(液)的pH。(3)运用超数排卵法可获得更多的卵母细胞,常用的激素是促性腺激素。成熟卵细胞在核移植前要进行去核处理。(4)核移植时获得的重组细胞经过早期胚胎培养,可以获得早期胚胎。为获得较多胚胎,可以使用胚胎分割技术。B组课标卷、其他自主命题省(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 () 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。3.(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。4.(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)遗传特性无性解析本题借助胡萝卜根组织块的组织培养的相关知识,考查考生理论联系实际,综合运用所学知识解决生物学问题的能力;试题通过对组织培养流程的分析考查了科学思维素养。(1)植物细胞具有全能性,利用已分化的植物细胞通过植物组织培养可以培养成完整植株。(2)形成层细胞分化程度低,全能性较高,更容易诱导形成愈伤组织,进而获得完整植株。(3)愈伤组织的形成和试管苗的分化需要不同的生长素与细胞分裂素比例,因此诱导愈伤组织的形成阶段到分化阶段需要不同的培养基。愈伤组织通过再分化过程,最终可形成试管苗。(4)叶绿素的形成需要光,试管苗的发育也需要光,因此试管苗的诱导阶段需要光照。(5)通过植物组织培养获得植株,属于无性繁殖的一种,可以保持原品种的遗传特性。知识拓展组织培养得到植株的两种常见途径①愈伤组织形成后经诱导发芽形成丛状苗,再生根形成植株;②愈伤组织形成后经液体悬浮培养得到单个细胞,诱导形成胚状体再形成植株。5.(2017海南单科,31,15分)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。(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。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(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。(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培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是。A中的愈伤组织是叶肉细胞经形成的。(4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉,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,(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。答案(1)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