人教版高中生物选择性必修3生物技术与工程章末综合测评2细胞工程含答案

章末综合测评(二)　细胞工程

一、选择题

1．(2020·河北张家口期中)关于菊花组织培养的操作，下列说法错误的是(　　)

A．培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌

B．幼苗要先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间

C．用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，一旦被杂菌污染则培养失败

D．接种时用镊子夹取菊花茎段全部插入培养基中即可

D　[分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌，然后在室温下自然冷却后，存放于阴凉干燥洁净处待用，A正确；幼苗要先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中，B正确；用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，一旦被杂菌污染则培养失败，C正确；接种时用镊子夹取菊花茎段的1/3～1/2插入培养基中，注意将形态学上端朝上，D错误。]

2．甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。为保证甘薯的品质和产量，目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒种苗。通常情况下与这一过程无关的是(　　)

①有丝分裂　②减数分裂　③全能性　④分化　⑤基因突变　⑥染色体变异

A．①②③　　 B．④⑤⑥

C．①③④     D．②⑤⑥

D　[分生组织离体培养获得种苗的过程中细胞通过有丝分裂方式增殖，不会发生减数分裂，①正确、②错误；该过程采用了植物组织培养技术，其原理是植物细胞的全能性，③正确；再分化过程涉及细胞的分化，④正确；培育脱毒苗的过程没有涉及基因突变和染色体变异，⑤⑥错误。]

3．下图为某二倍体植株花药中未成熟的花粉在适宜培养基上形成完整植株的过程。有关叙述正确的是(　　)

A．过程①②表示脱分化，过程③表示再分化

B．过程①②需要避光，过程③需要光照

C．过程①②③说明花粉细胞具有全能性

D．过程③获得的完整植株自交后代不会发生性状分离

C　[过程①表示脱分化，过程②表示再分化，过程③表示诱导生根和细胞增殖；过程①需要避光，过程②③需要光照，以利于芽中形成叶绿素；过程③获得的单倍体植株具有高度不育的特点。]

4．如图是甲、乙两种植物体细胞杂交的过程，下列有关分析不正确的是(　　)

A．过程①表示用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁

B．过程②的原理为细胞膜的选择透过性

C．过程③是杂种细胞再生出细胞壁的过程

D．过程④和⑤分别表示脱分化、再分化过程

B　[过程①为酶解法去除细胞壁，利用了纤维素酶和果胶酶，A正确；过程②为原生质体融合的过程，其原理是细胞膜的流动性，B错误；过程③是杂种细胞再生出细胞壁的过程，C正确；过程④是脱分化过程，过程⑤是再分化过程，D正确。]

5．(2020·山东德州期末)如图所示为动物细胞培养的基本过程，下列关于甲、乙、丙、丁四个操作过程的叙述，正确的是(　　)

甲　　　乙　　　丙　　　丁

A．甲过程可选取动物个体的任何组织细胞

B．乙过程可用纤维素酶和果胶酶处理细胞

C．丙过程所用培养液中需添加动物血清

D．丁过程中的细胞因接触抑制而大量死亡

C　[甲过程可选取动物个体的胚胎或幼龄动物的器官(或组织)，A错误；乙过程可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理细胞，B错误；由于人们对细胞所需的营养物质尚未完全研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分，C正确；丁过程中的细胞因接触抑制而影响细胞增殖，并不会大量死亡，D错误。]

6．相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，这是因为动物细胞(　　)

A．没有中央液泡，不能发生渗透作用

B．渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压

C．没有细胞壁，易吸水涨破

D．生长缓慢，各生长阶段对环境的渗透压要求不同

C　[动物细胞虽然无中央液泡，但是有一定浓度的细胞液，能发生渗透作用，A错误；动物细胞渗透压不一定高于细菌或植物细胞的渗透压，B错误；由于动物细胞无细胞壁，外界渗透压一旦过低，细胞容易吸水涨破，C正确；动物细胞不一定生长缓慢，各生长阶段对环境的渗透压要求不同，不是动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压的理由，D错误。]

7．(2020·北京东城区期末)下列对动物细胞培养和植物组织培养的叙述正确的是(　　)

A．都需要无菌操作

B．都需要使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶

C．都需要使用激素

D．都需要含5% CO2的气体环境

A　[动物细胞培养需要使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将组织分散成单个细胞，植物组织培养不需要，B错误；动物细胞培养不需要使用激素，C错误；动物细胞培养需要含5% CO2的气体环境，以维持培养液一定的pH，而植物组织培养不需要含5%CO2的气体环境，D错误。]

8．下列关于动物细胞培养和动物体细胞核移植技术的叙述，正确的是(　　)

A．将组织分散成许多单个细胞时，可用胰蛋白酶处理

B．动物细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的主要作用是刺激细胞呼吸

C．体细胞核移植前要将卵母细胞培养至M Ⅰ中期

D．动物细胞培养和核移植技术所利用的原理是相同的

A　[将组织分散成许多单个细胞时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，A正确；动物细胞培养应在含5%CO2和95%空气的恒温培养箱中进行，CO2的主要作用是维持培养液的pH，B错误；卵母细胞只有处于MⅡ期时才具有受精能力，故体细胞核移植前要将卵母细胞培养至MⅡ期，C错误；动物细胞培养和核移植技术所利用的原理是不同的，前者是细胞增殖，后者是动物体细胞核具有全能性，D错误。]

9．(2020·山东威海模拟)干细胞是一类未参与分化或未完全分化的细胞，分裂能力强。按照其来源分为胚胎干细胞和成体干细胞(如造血干细胞、神经干细胞)。下列关于干细胞的说法错误的是(　　)

A．胚胎干细胞不具有发育成完整个体的潜能

B．胚胎干细胞的分化程度小于造血干细胞

C．骨髓移植治疗白血病就是利用了造血干细胞能分化成各种血细胞的能力

D．将带有遗传标记的胚胎干细胞植入早期胚胎，通过组织化学染色可追寻胚胎发育中细胞分化和器官形成的规律

A　[胚胎干细胞具有发育成各种组织、器官，甚至发育成完整个体的潜能，A错误；胚胎干细胞的分化程度小于造血干细胞，B正确；骨髓移植治疗白血病就是利用了造血干细胞能分化成各种血细胞的能力，C正确；将带有遗传标记的胚胎干细胞植入早期胚胎，通过组织化学染色可追寻胚胎发育中细胞分化和器官形成的规律，D正确。]

10．(2020·河北沧州一中高二月考)如图是哺乳动物胚胎发育过程中某一阶段的示意图，下列有关叙述正确的是(　　)

A．图中细胞还没有分化，图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团

B．图中③可发育成胎膜和胎盘

C．此图为卵裂期，遗传物质未发生变化

D．胚胎从①中伸展出来的过程叫作孵化

D　[图示为囊胚阶段示意图，囊胚期细胞开始出现分化，图中①是透明带，②是滋养层，③是内细胞团，A、C错误；③是内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，B错误；①是透明带，胚胎从透明带中伸展出来的过程叫作孵化，D正确。]

11．(2020·辽宁沈阳期中)下列关于哺乳动物受精过程的叙述错误的是(　　)

A．精子头部触及卵细胞膜时出现的反应是防止多精入卵的第一道屏障

B．受精卵细胞质中的遗传物质完全来自卵细胞

C．受精时只有精子头部进入卵子

D．雄原核形成的同时，卵子完成减数分裂Ⅱ

B　[精子头部接触卵细胞膜时出现的反应是防止多精入卵的第一道屏障，A正确；受精卵细胞质中的遗传物质绝大部分来自卵细胞，一小部分来自精子，B错误；精子入卵后，尾部脱离，只有头部进入卵子，C正确；雄原核形成的同时，卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，D正确。]

12．下列有关体外受精的叙述，正确的是(　　)

A．从屠宰场已屠宰母畜的卵巢中采集的卵母细胞可以直接进行体外受精

B．取MⅠ期卵母细胞进行体外受精

C．取MⅡ期卵母细胞进行体外受精

D．从活体动物的卵巢中采集的卵母细胞可以直接进行体外受精

C　[采集的卵母细胞需要在体外经人工培养成熟(MⅡ期的卵母细胞)后，才能与获能的精子受精。]

13．(2020·江苏宿迁期末)利用胚胎工程培育高产的荷斯坦奶牛的相关叙述，正确的是(　　)

A．胚胎移植时选用的胚胎都由受精卵发育而来

B．供体母牛和受体母牛需要用相同的方法处理

C．胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能

D．胚胎移植或分割一般选择囊胚或原肠胚

C　[用于移植的早期胚胎也可以是体细胞核移植后得到的，A错误；对供体母牛和受体母牛进行同期发情处理后，还要对供体母牛进行超数排卵处理，B错误；胚胎移植或分割一般选择囊胚或桑葚胚，D错误。]

14．(2020·江苏高考改编)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞，制备流程如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子

B．细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同

C．用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞

D．胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养

D　[限制获得更多早期胚胎的最大的问题是没有足够的卵母细胞，所以应该通过注射促性腺激素促进雌鼠超数排卵，A错误；细胞a和细胞b是由同一个受精卵分裂分化形成的，所以两细胞的核基因应该是相同的，由于基因的选择性表达，囊胚期细胞b已经分化形成了滋养层细胞，所以全能性降低，B错误；用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织一段时间，消化了细胞间的蛋白质，从而获得分散的胚胎干细胞，C错误；动物细胞培养所需气体主要有氧气和二氧化碳，一般将动物细胞置于含95%空气加5%二氧化碳的混合气体的培养箱中进行培养，D正确。]

15．(2021·莆田一中月考)人心肌细胞中的肌钙蛋白I(cTnI)在血液中含量上升是心肌损伤的特异性指标。为制备抗cTnI单克隆抗体，科研人员完成了以下过程。下列有关叙述不正确的是(　　)

A．反复给小鼠注射cTnI的目的是让小鼠体内产生更多的抗体

B．人工诱导细胞融合获得甲常用的方法可用灭活的病毒诱导

C．经检测、筛选后的丙，既能无限增殖又可分泌特异性抗体

D．抗cTnI单克隆抗体检测心肌损伤具有特异性强、灵敏度高的特点

A　[用cTnI作为抗原反复注射小鼠，其目的是刺激小鼠产生更多的B淋巴细胞，A错误；注射抗原一段时间后，取B淋巴细胞与骨髓瘤细胞诱导融合，常用的诱导因素有灭活的病毒、PEG等，B正确；由以上分析可知，经两次筛选后，获得的丙细胞具有浆细胞和骨髓瘤细胞的特点，具有的特点是既能产生特定抗体，又能无限增殖，C正确；与传统抗体的制备方法相比，经此方法制备的抗cTnI单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、可大量制备等优点，D正确。]

 16.(2021·福建省适应性测试改编)下图是利用体细胞核移植技术获得克隆奶牛的流程图。

下列叙述错误的是(　　)

A．过程①通过显微操作去除细胞核

B．过程②和过程④所使用的培养基成分相同

C．过程③可用电刺激使供体细胞和去核卵母细胞融合

D．过程⑤操作前需要对代孕母牛进行发情处理

B　[去除牛卵母细胞中的细胞核可以用显微操作技术，A正确；过程②是培养动物细胞的过程，培养基中需要有血清；过程④是早期胚胎培养，不能使用血清，而且还需要加入分化抑制因子，B错误；供体细胞核植入受体卵母细胞后，通常用电脉冲、钙离子载体、乙醇等使供体细胞和去核卵母细胞融合，C正确；过程⑤是将早期胚胎移植入代孕母牛的子宫内，操作前需要对代孕母牛进行发情处理，D正确。]

二、非选择题

17．(10分)青蒿素是有效的疟疾治疗药物，几乎不溶于水，且对热不稳定，所以提取工艺一直难以突破。中国科学家屠呦呦在青蒿素的提取方面做出了突出贡献。下图为通过植物组织培养获得青蒿素含量较高的黄花蒿的基本流程。试回答下列问题：

(1)图中①②代表的生理过程分别是______________________________，

此过程除营养物质外，还需要向培养基中添加____________________。

植物组织培养的原理是________________________________________。

(2)植物组织培养过程中外植体通常选取黄花蒿的分生区组织的原因是

______________________________________________________________

______________________________________________________________。

愈伤组织中提取不到青蒿素的原因可能是_________________。过程②和过程③使用的培养基中，细胞分裂素比例较高的是________。

(3)某小组得到的黄花蒿幼苗叶片颜色为黄色，可能的原因是培养基中没有添加________元素，也可能是______________________。

[解析]　(1)图中①②代表的生理过程分别是脱分化和再分化，此过程除营养物质外，还需要向培养基中添加植物激素，即生长素和细胞分裂素。植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。(2)植物组织培养过程中，外植体通常选取黄花蒿的分生区组织，这是因为分生区组织生长较为旺盛，容易得到愈伤组织，愈伤组织中提取不到青蒿素的原因可能是相关基因没有在愈伤组织中表达。过程②和过程③中，需添加不同比例的细胞分裂素和生长素，以促进愈伤组织分化成根或芽，当细胞分裂素比例较高时，促进生芽，当生长素比例较高时，促进生根。(3)某小组得到的黄花蒿幼苗叶片颜色为黄色，可能的原因是培养基中没有添加镁元素，也可能是培育过程中没有给予光照。

[答案]　(1)脱分化、再分化　植物激素(生长素和细胞分裂素)　植物细胞的全能性　(2)生长较为旺盛，容易得到愈伤组织　相关基因没有在愈伤组织中表达　过程②　(3)镁　培育过程中没有给予光照

18．(12分)下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据图回答问题：

(1)容器B中用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，是为了

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________。

(2)培养首先在C瓶中进行，这时的细胞培养称为____________，悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为________________。细胞进行有丝分裂，数量不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的____________。为了把C瓶中的细胞分瓶，要用________处理，目的是使细胞从瓶壁上脱离下来，然后配成________，再分装。分装后，在D瓶中培养叫作________。

(3)细胞培养需满足的条件有______________________________。

其中添加抗生素是为了______________，CO2的主要作用是维持培养液的____________。

[解析]　本题详细考查动物细胞培养的过程、条件和用途。用胰蛋白酶处理动物组织是为了使细胞分散开。初次培养称为原代培养，当细胞贴壁生长出现接触抑制时需要再次用胰蛋白酶处理，制成细胞悬液后分瓶培养称为传代培养。传代培养至10～50代时多数细胞会衰老死亡，极少细胞朝着类似于癌细胞的方向发展。10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型。动物细胞培养的条件包括无菌、无毒的环境，必需的营养物质，适宜的温度和pH，气体环境四大方面。其中添加抗生素是为了防止培养过程中的污染，CO2的主要作用是维持培养液的pH。

[答案]　(1)使细胞分散开　(2)原代培养　细胞贴壁　接触抑制　胰蛋白酶　细胞悬液　传代培养　(3)无菌、无毒的环境，必需的营养物质，适宜的温度和pH，气体环境　防止培养过程中的污染　pH

19．(10分)(2020·陕西西安一中高二下期中)单克隆抗体的制备过程如图所示：

(1)植物体细胞杂交和单克隆抗体的制备，都应用了细胞融合技术，电激和聚乙二醇都可以诱导相应的细胞融合，在诱导动物细胞融合时，还可以用________。细胞融合的原理是______________________________。

(2)融合后的细胞，仅由2个细胞互相融合的类型有________种，其中符合要求的细胞是________________，其特点为_______________________。

(3)向动物体内反复注射某种抗原，并从动物血清中分离出抗体，这种抗体与单克隆抗体相比，存在的缺点是________________。由单克隆抗体研制成的“生物导弹”由两部分构成，其中一部分被称为“瞄准装置”，它作用的原理是________________，其特点为___________________。

[解析]　(1)诱导植物原生质体融合的方法：物理法(离心、振动、电激等)、化学法(聚乙二醇)；诱导动物细胞融合的方法：物理法(离心、振动、电激等)、化学法(聚乙二醇)、生物法(灭活的病毒)。细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性。

(2)融合后的细胞，仅由2个细胞互相融合的类型有3种，即B细胞自身融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞、杂交瘤细胞，其中符合要求的是杂交瘤细胞，其特点为既能产生特异性抗体，又能无限增殖。

(3)向动物体内反复注射某种抗原，并从动物血清中分离出抗体，这种抗体与单克隆抗体相比，存在的缺点是产量低、纯度低、特异性差。利用单克隆抗体研制成的“生物导弹”由两部分构成，其中一部分被称为“瞄准装置”，它作用的原理是抗体与抗原特异性结合，其特点为特异性强、灵敏度高。

[答案]　(1)灭活的病毒　细胞膜具有一定的流动性

(2)3　杂交瘤细胞　既能产生特异性抗体，又能无限增殖　(3)产量低、纯度低、特异性差　抗体与抗原特异性结合　特异性强、灵敏度高

20．(10分)(2020·北京密云区高三段测)中国科学家成功培育全球首例体细胞克隆猴“中中”和“华华”。体细胞克隆猴的培育过程如图所示。

(1)据图可知，克隆猴培育过程用到了________、__________和胚胎培养等技术。体细胞核移植技术的难度明显高于胚胎细胞核移植技术，原因是体细胞________程度高，很难表现出全能性。

(2)上述实验核移植的受体一般选用A猴处于减数第二次分裂中期的________，原因是细胞体积大、易操作、营养物质丰富且含有促进______________表达的物质。

(3)目前核移植技术中普遍使用的去核方法是

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________。

(4)克隆猴的成功培育为阿尔茨海默病、自闭症等脑疾病以及免疫缺陷病、肿瘤等疾病的机理研究、干预、诊治带来前所未有的光明前景。与以往用普通猴子做实验相比，克隆猴作为实验动物模型的优势是

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________。(答出一点即可)

[解析]　(1)据图可知，克隆猴培育过程用到了动物细胞培养、动物体细胞核移植和胚胎培养等技术。体细胞核移植技术的难度明显高于胚胎细胞核移植技术，原因是体细胞分化程度高，很难表现出全能性。(2)上述实验核移植的受体一般选用A猴处于减数第二次分裂中期的卵母细胞，原因是卵母细胞体积大、易操作、营养物质丰富且含有促进细胞核全能性表达的物质。(3)目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法，在不刺破卵母细胞透明带的情况下，还可以用梯度离心、紫外光短时间照射或化学物质处理等方法。

[答案]　(1)动物细胞培养　动物体细胞核移植　分化　(2)卵母细胞　细胞核全能性　(3)显微操作去核法　(4)体细胞克隆猴遗传背景相同，可避免个体间差异对实验的干扰，大大减少实验动物的使用数量；体细胞克隆猴制备时间缩短，基因编辑等可在体外培养的细胞中进行(合理即可)

21．(10分)控制哺乳动物的性别对畜牧生产有着十分重要的意义。目前，分离精子技术是有效的性别控制方法。例如：牛的含X染色体的精子的DNA含量比含Y染色体的精子的高出4%左右，利用这一差异人们可借助特殊仪器将它们分离开来，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如图所示)。

根据以上信息回答下列相关问题：

(1)试管动物技术通常是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下________，并经过早期胚胎培养后，再将胚胎移植到代孕动物子宫内，从而获得后代的技术。

(2)图中过程①是________。在这个过程中________的精子与成熟的卵子相遇时，释放________以溶解细胞膜外的一些结构。防止多精入卵的生理反应有____________________。

(3)胚胎移植时，受体应处于适合的生理状态，这就需要事先利用激素对供体和受体进行________处理；此外，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生________反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。

(4)为了确保得到所需性别的试管牛，往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定，鉴定方法是_______________________________。

[解析]　人工采集的卵子与精子不能直接受精，精子需要经过获能处理，卵子需要发育到MⅡ中期才可受精。精卵结合时，首先发生顶体反应，精子释放出有关的酶，直接溶解卵细胞膜外的一些结构，便于精子进入。透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这是胚胎移植的生理基础。胚胎移植时，为使受体、供体生理状态相同，便于胚胎的移植，需要事先用激素对供体和受体进行同期发情处理。

[答案]　(1)受精　(2)体外受精　获能　多种酶　透明带反应和卵细胞膜反应　(3)同期发情　免疫排斥　(4)取囊胚的滋养层细胞做DNA分析