2020版《全程复习方略》高考生物一轮复习课堂互动探究案2+细胞工程和答案
课堂互动探究案2 细胞工程
考点突破 素养达成
考点一 植物细胞工程(国考5年1考)
(全国卷： 2013全国卷Ⅰ；地方卷：2018江苏卷；2017海南、江苏卷；2016江苏卷； 2015北京、天津、安徽、重庆卷；2014广东、江苏卷)【师说考问】 考问1 细胞工程的概念理解
(1)原理和方法：细胞生物学和分子生物学。 (2)操作水平：细胞水平或细胞器水平。
(3)工程目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。 (4)根据操作对象的不同分类：植物细胞工程和动物细胞工程。 考问2 植物组织培养技术 (1)概念理解
①培养对象：离体的植物组织、器官或细胞。
②培养条件：无菌、人工配制的培养基、相关激素等人工控制条件。 ③培养结果：产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。 (2)操作流程
外植体――→愈伤组织――→根、芽或胚状体―→试管苗
考问3 植物体细胞杂交技术
(1)概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
(2)操作流程
?脱分化??再分化?
(3)流程分析
①过程a为去除细胞壁获得具有活力的原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。 ②过程b是原生质体的融合，其原理是细胞膜具有一定的流动性。 ③诱导b融合的两种方法：物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。
④过程c是原生质体融合后再生出新的细胞壁。
⑤过程d是植物组织培养技术，其原理是细胞的全能性。 (4)意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
考问4 植物细胞工程的实际应用
??作物脱毒?常利用茎尖等分生组织?
(1)植物繁殖的新途径?人工种子?胚状体等外包裹人工薄膜
?? 得到的种子?
??单倍体育种
(2)作物新品种的培育?
?突变体的利用?
微型繁殖
(3)细胞产物的工厂化生产：如人参皂甙干粉的生产。
考问5 植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系
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名称 原理 植物组织培养 细胞的全能性 离体的植物器官、 组织或细胞 ↓脱分化 愈伤组织 ↓再分化 根、芽或胚状体 ↓发育 植物体 植物体细胞杂交 细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性 过程 选材 技术 操作 关系 考问6 项目 单倍体 育种 突变体 的利用 选取根尖、茎尖、形成层部位最容易不同种的植物体细胞融合后形成杂种诱导脱分化 细胞 除脱分化、再分化外，还要用酶解法脱分化、再分化等 去除细胞壁，用一定的方法诱导原生质体融合 植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂 单倍体育种和突变体的利用的不同点 原理 优点 成果 单育1号烟草品种、中花8染色体变异 明显缩短育种年限 号、11号水稻和京花1号小麦品种等 产生新基因，大幅度改良某抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱基因突变 些性状 的野生烟草等 【题组跟进】 高考题组——研考向
考向一 植物组织培养技术及应用
1．[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后才能融合，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
2．[2015·北京卷]在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的常规实验步骤中，不需要的是( )
A．用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞 B．用选择培养基筛选导入目的基因的细胞 C．用聚乙二醇诱导转基因细胞的原生质体融合
D．用适当比例的生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织生芽
解析：农杆菌可通过侵染宿主细胞，从而将目的基因(Ti质粒)转入到宿主细胞中，A正确；通过对已经导入目的基因并含有标记基因的细胞进行筛选，从而淘汰没有成功导入目的
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基因的细胞并保留导入了目的基因的细胞，B正确；进一步对筛选出来的细胞进行组织培养，得到转基因植株，这一过程需用到适当比例的生长素和细胞分裂素以诱导愈伤组织生芽，D正确；聚乙二醇多用于植物体细胞融合，用于培养异源多倍体，与此处的基因工程的操作无关，C过程不需要。
答案：C
3．[2012·全国卷，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：
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0.5 mg/L，IAA的浓度不相同，故自变量为IAA浓度，IAA浓度范围为0～0.5 mg/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) 0～0.5 －
mg·L1
(3)1
(4)6－BA 4．[2017·海南卷，31]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
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“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由于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________。
解析：(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。(2)蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。用细胞作为材料进行培养获得幼苗，细胞必须具有完整细胞核，才具有发育为个体的一整套遗传信息。(3)影响植物组织培养的两种主要激素是细胞分裂素和生长素。愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。(4)由于花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，组织培养得到花卉基因型不同于原植株，导致不能保留亲本性状。
答案：(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株 (2)葡萄糖、果糖 具有完整的细胞核 (3)细胞分裂素、生长素 脱分化
(4)不能 对杂合体的植株来说，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的花卉基因型不同于原植株
考向二 植物体细胞杂交技术
5．[2018·江苏卷，22]如图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是( )
A．若a细胞和b细胞是植物细胞，需先去分化再诱导融合 B．a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现 C．c细胞的形成与a、b细胞膜的流动性都有关 D．c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因
解析：若a细胞和b细胞是植物细胞，应该先用酶解法去掉它们的细胞壁再诱导融合，A错误；无论是动物细胞还是植物细胞，两个细胞的融合都需要促融处理后才能实现，B正确；两个细胞融合成一个细胞，利用了细胞膜的流动性，C正确；c细胞同时具备了a细胞和b细胞中的所有基因，但是基因是选择性表达的，因此c细胞中基因不一定都能够表达，D错误。
答案：BC
6．[2013·全国卷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
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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)由受精卵发育而来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) 7．[2015·天津卷]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。 优势代 生长速率 固体培养基 DHA 亲本藻 含量(‰) 谢类型 [g/(L·天)] 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________和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
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