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2026高考生物专题复习之历年真题精选分类汇编_专题十九 细胞工程(学生版+教师版)
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这是一份2026高考生物专题复习之历年真题精选分类汇编_专题十九 细胞工程(学生版+教师版),共17页。
1.(2025·湖北,5)水母雪莲是我国的一种名贵药材,主要活性成分为次生代谢物黄酮。水母雪莲生长缓慢,长期的掠夺性采挖导致该药材资源严重匮乏。研究人员开展了悬浮培养水母雪莲细胞合成黄酮的工程技术研究,结果如表所示。下列叙述错误的是( )
A.黄酮产量与细胞干重呈正相关
B.黄酮是水母雪莲细胞生存和生长所必需的
C.氧气供给对于水母雪莲细胞生长、分裂和代谢是必需的
D.转速为75 r/min时既利于细胞分裂,又利于黄酮的积累
2. (2025·江苏,4)如图表示一种植物组织培养周期,①~③表示相应过程。下列相关叙述错误的是( )
A.过程①发生了细胞的脱分化和有丝分裂
B.过程②经细胞的再分化形成不同种类的细胞
C.过程②③所用培养基的成分、浓度相同
D.培养基中糖类既能作为碳源,又与维持渗透压有关
3.(2025·黑吉辽内,8)利用植物组织培养技术获得红豆杉试管苗,有助于解决紫杉醇药源短缺问题。下列叙述正确的是( )
A.细胞分裂素和生长素的比例会影响愈伤组织的形成
B.培养基先分装到锥形瓶,封口后用干热灭菌法灭菌
C.芽原基细胞由于基因选择性表达,不能用作外植体
D.紫杉醇不能通过细胞产物的工厂化生产来获取,植物组织培养优势明显
4.(2024·甘肃卷,15)兰州百合栽培过程中易受病毒侵染,造成品质退化。某研究小组尝试通过组织培养技术获得脱毒苗,操作流程如图。下列叙述正确的是( )
A.①为脱分化过程,1号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块
B.②为再分化过程,愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组
C.3号培养基用于诱导生根,其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1
D.百合分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,可以作为该研究中的外植体
5.(2024·安徽卷,15)植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素,设计了以下实验流程和培养装置(如图),请同学们进行评议。下列评议不合理的是( )
A.实验流程中应该用果胶酶等处理愈伤组织,制备悬浮细胞
B.装置中的充气管应置于液面上方,该管可同时作为排气管
C.装置充气口需要增设无菌滤器,用于防止杂菌污染培养液
D.细胞培养需要适宜的温度,装置需增设温度监测和控制设备
6.(2024·黑吉辽,6)迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时,先诱导外植体形成愈伤组织,再进行细胞悬浮培养获得迷迭香酸,加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是( )
A.迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体
B.诱导愈伤组织时需加入NAA和脱落酸
C.悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团
D.茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率
7.(2024·浙江卷,23)植物体在干旱、虫害或微生物侵害等胁迫过程中会产生防御物质,这类物质属于次生代谢产物。次生代谢产物在植物抗虫、抗病等方面发挥作用,也是药物、香料和色素等的重要来源。次生代谢产物X的研发流程如下:
筛选高产细胞→细胞生长和产物X合成关系的确定→发酵生产X
回答下列问题:
(1)获得高产细胞时,以X含量高的植物品种的器官和组织作为__________,经脱分化形成愈伤组织,然后通过液体振荡和用一定孔径的筛网进行__________获得分散的单细胞。
(2)对分离获得的单细胞进行__________培养,并通过添加__________________或营养缺陷培养方法获取细胞周期同步、遗传和代谢稳定、来源单一的细胞群。为进一步提高目标细胞的X含量,将微生物菌体或其产物作为诱导子加入培养基中,该过程模拟了__________的胁迫。
(3)在大规模培养高产细胞前,需了解植物细胞生长和产物合成的关系。培养细胞生产次生代谢产物的模型分为3种,如图所示。若X只在细胞生长停止后才能合成,则X的合成符合图__________(填“甲”“乙”或“丙”),根据该图所示的关系,从培养阶段及其目标角度,提出获得大量X的方法:___________________________________________________。
(4)多种次生代谢产物在根部合成与积累,如人参、三叶青等药用植物,可通过__________培养替代细胞悬浮培养生产次生代谢产物。随着基因组测序和功能基因组学的发展,在全面了解生物体合成某次生代谢产物的__________和__________的基础上,可利用合成生物学的方法改造酵母菌等微生物,利用__________工程生产植物的次生代谢产物。
8.(2022·浙江卷,7)农作物秸秆的回收利用方式很多,其中之一是将秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质。碎化秸秆中纤维所起的作用,相当于植物组织培养中固体培养基的( )
A.琼脂+蔗糖B.蔗糖+激素C.激素+无机盐D.无机盐+琼脂
9.(2022·重庆卷,15) 植物体细胞通常被诱导为愈伤组织后才能表现全能性。研究发现,愈伤组织的中层细胞是根或芽再生的源头干细胞,其在不同条件下,通过基因的特异性表达调控生长素、细胞分裂素的作用,表现出不同的效应(见如表)。已知生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生;反之,有利于芽的再生。下列推论不合理的是( )
A. WOX5失活后,中层细胞会丧失干细胞特性
B. WOX5+PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累
C. ARR5促进细胞分裂素积累或提高细胞对细胞分裂素的敏感性
D. 体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制
10.(2023·北京卷,13)高中生物学实验中,下列实验操作能达成所述目标的是( )
A.用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离
B.向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境
C.在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度
D.对外植体进行消毒以杜绝接种过程中微生物污染
11.(2023·山东卷,14)利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是( )
A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
B.植物细胞体积小,故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产
C.次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
D.该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
12.(2023·新课标卷,35)根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系,根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根瘤的形成,根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。为了寻找抗逆性强的根瘤菌,某研究小组做了如下实验:从盐碱地生长的野生草本豆科植物中分离根瘤菌;选取该植物的茎尖为材料,通过组织培养获得试管苗(生根试管苗);在实验室中探究试管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。回答下列问题:
(1)从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养,可以获得纯培养物,此实验中的纯培养物是________________________。
(2)取豆科植物茎尖作为外植体,通过植物组织培养可以获得豆科植物的试管苗。外植体经诱导形成试管苗的流程:外植体愈伤组织试管苗。其中①表示的过程是________,②表示的过程是________。由外植体最终获得完整的植株,这一过程说明植物细胞具有全能性。细胞的全能性是指_____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)研究小组用上述获得的纯培养物和试管苗为材料,研究接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力,其做法是将生长在培养液中的试管苗分成甲、乙两组,甲组中滴加根瘤菌菌液,让试管苗长出根瘤。然后将甲、乙两组的试管苗分别转入__________的培养液中培养,观察两组试管苗的生长状况,若甲组的生长状况好于乙组,则说明_________________________。
(4)若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌,可通过发酵工程获得大量根瘤菌,用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料,在农业生产中使用微生物肥料的作用是___________________________________________(答出2点即可)。
13.(2022·浙江卷,23)下列关于菊花组织培养的叙述,正确的是( )
A.用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C.组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D.不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株
14.(2022·河北卷,5)《尔雅》《四民月令》和《齐民要术》中记载,麻为雌雄异株,黑、白种子萌发分别长成雌、雄植株,其茎秆经剥皮、加工后生产的纤维可用于制作织物,雄麻纤维产量远高于雌麻,故“凡种麻,用白麻子”。依据上述信息推断,下列叙述错误的是( )
A.可从雄麻植株上取部分组织,体外培养产生大量幼苗用于生产
B.对雄麻喷洒赤霉素可促进细胞伸长,增加纤维产量
C.因为雌麻纤维产量低,所以在生产中无需播种黑色种子
D.与雌雄同花植物相比,麻更便于杂交选育新品种
15.(2022·辽宁卷,14)蓝莓细胞富含花青素等多酚类化合物。在蓝莓组织培养过程中,外植体切口处细胞被破坏,多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物,这一过程称为褐变。褐变会引起细胞生长停滞甚至死亡,导致蓝莓组织培养失败。下列叙述错误的是( )
A.花青素通常存在于蓝莓细胞的液泡中
B.适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率以减少褐变
C.在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变
D.宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体
16.(2021·江苏卷,5)植物组织培养技术常用于商业化生产,其过程一般为:无菌培养物的建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是( )
A.为获得无菌培养物,外植体要消毒处理后才可接种培养
B.组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成,直接形成胚状体等结构
C.提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值,有利于诱导生根
D.用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异
17.【2021·浙江卷,29,(二)】三叶青为蔓生的藤本植物,以根入药。由于野生三叶青对生长环境要求非常苛刻,以及生态环境的破坏和过度的采挖,目前我国野生三叶青已十分珍稀。
(1)为保护三叶青的 多样性和保证药材的品质,科技工作者依据生态工程原理,利用 技术,实现了三叶青的林下种植。
(2)依据基因工程原理,利用发根农杆菌侵染三叶青带伤口的叶片,叶片产生酚类化合物,诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达形成 和限制性核酸内切酶等,进而从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片段(T-DNA)。T-DNA进入叶片细胞并整合到染色体上,T-DNA上rl系列基因表达,产生相应的植物激素,促使叶片细胞持续不断地分裂形成 ,再分化形成毛状根。
(3)剪取毛状根,转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次 培养,培养基中添加抗生素的主要目的是 。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养,通过控制摇床的 和温度,调节培养基成分中的 ,获得大量毛状根,用于提取药用成分。
18.(2020·天津卷,15)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时,参照品种B的最佳激素配比(见下表)进行预实验。
据表回答:
(1)Ⅰ阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体,原因是________________________________。
(2)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是____________阶段。
(3)为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度,参照品种B的激素配比(m1>2.0),以0.5 μml/L为梯度,设计5个浓度水平的实验,细胞分裂素最高浓度应设为________μml/L。
(4)Ⅲ阶段时,科研人员分别选用浓度低于或高于n3 μml/L的生长素处理品种A幼芽都能达到最佳生根效果,原因是处理幼芽时,选用低浓度生长素时的处理方法为________,选用高浓度生长素时的处理方法为________。
(5)在________阶段用秋水仙素对材料进行处理,最易获得由单个细胞形成的多倍体。
19.【2020·浙江卷,29,(二)】回答与基因工程和植物克隆有关的问题:
(1)天然农杆菌的Ti质粒上存在着一段DNA片段(T-DNA),该片段可转移并整合到植物细胞染色体上。为便于转基因植物在组织培养阶段的筛选,设计重组Ti质粒时,应考虑T-DNA中要有可表达的目的基因,还需要有可表达的__________。
(2)结合植物克隆技术进行转基因实验,为获得转基因植株,农杆菌侵染的宿主一般要选用具有优良性状、较高的遗传稳定性、______________及易被农杆菌侵染等特点的植物材料。若植物材料对农杆菌不敏感,则可用__________的转基因方法。
(3)利用带侧芽的茎段获得丛状苗的过程与利用茎段诱导产生愈伤组织再获得丛状苗的过程相比,前者总培养时间________,且不经历________过程,因而其遗传性状稳定,是大多数植物快速繁殖的常用方法。
(4)与发芽培养基相比,配制转基因丛状苗生根培养基时,可根据实际情况适当添加________,促进丛状苗基部细胞分裂形成愈伤组织并进一步分化形成____________,最终形成根。还可通过改变MS培养基促进生根,如________(A.提高蔗糖浓度 B.降低培养基浓度 C.提高大量元素浓度 D.不添加琼脂)。
20.(2020·北京卷,20)研究者以拟南芥根段作为组织培养材料,探讨了激素诱导愈伤组织分化生芽的机制。
(1)离体的拟南芥根段在适宜条件下可以培育出完整的植株,说明植物细胞具有 。在组织培养过程中,根段细胞经过 形成愈伤组织,此后调整培养基中细胞分裂素(CK)与生长素的比例可诱导愈伤组织分化。
(2)在愈伤组织生芽过程中,CK通过ARRs(A)基因和WUS(W)基因起作用。为探讨A基因与W基因的关系,将A基因功能缺失突变体(突变体a)和野生型的愈伤组织分别置于CK与生长素比例高的(高 CK)培养基中诱导生芽,在此过程中测定W基因的表达量。图1中,野生型的W基因表达量与高CK诱导时间的关系是 。分析图1结果可得出的结论是:在高CK诱导下A基因促进W基因表达。得出结论的依据为:与野生型相比, 。
(3)用转基因方法在上述突变体a中过量表达W基因,获得材料甲。将材料甲、突变体a和野生型三组愈伤组织在高CK培养基中培养,三组愈伤组织分化生芽的比例如图2,由此能得出的结论包括 。
A.A基因在愈伤组织分化生芽的过程中起作用
B.w基因的表达产物调控A基因的表达
C.缺失A基因时W基因表达不能促进生芽
D.过量表达W基因可使生芽时间提前
21.(2020·浙江卷,6)胡萝卜根单个细胞经体外培养,能发育成完整的植株。其根本原因是胡萝卜根细胞( )
A.具有旺盛的分裂能力B.具有该物种的全套基因
C.通过有丝分裂形成了植株D.能合成胡萝卜所需的蛋白质
题点2 植物体细胞杂交技术
1. (2025四川,6)研究人员用花椰菜(BB,2n=18)根与黑芥(CC,2n=16)叶片分别制备原生质体,经PEG诱导融合形成杂种细胞,进一步培养获得再生植株,其中的植株N经鉴定有33条染色体。下列叙述正确的是( )
A.两个原生质体融合形成的细胞即为杂种细胞
B.再生植株N的形成证明杂种细胞仍具有全能性
C.花椰菜和黑芥的原生质体能融合,证明两种植物间不存在生殖隔离
D.植株N的B组和C组染色体不能正常联会配对,无法产生可育配子
2.(2024·北京卷,13)大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后,可获得原生质体。以下对原生质体的叙述,错误的是( )
A.制备时需用纤维素酶和果胶酶
B.膜具有选择透过性
C.可再生出细胞壁
D.失去细胞全能性
3.(2024·山东卷,20)下列关于植物愈伤组织的说法正确的是( )
A.用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体
B.融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C.体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D.通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖
4.(2024湖北卷,11)植物甲抗旱、抗病性强,植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.过程①中酶处理的时间差异,原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异
B.过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合
C.过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素
D.可通过分析植物丙的染色体,来鉴定其是否为杂种植株
5.(2023·浙江卷,24)甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定,最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题:
(1)根据研究目标,在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前,应检验两种植物的原生质体是否具备 的能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体,则乙植物可用幼苗的 为外植体。
(2)植物细胞壁的主要成分为 和果胶,在获取原生质体时,常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分别使甲原生质体和乙原生质体的 失活。对处理后的原生质体在显微镜下用 计数,确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后,通过添加适宜浓度的PEG进行融合;一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是 。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合,在凝固前倒入培养皿,融合原生质体分散固定在平板中,并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于 。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自于杂种细胞的理由是哪几项?
A.甲、乙原生质体经处理后失活,无法正常生长、分裂
B.同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂
C.培养基含有抑制物质,只有杂种细胞才能正常生长、分裂
D.杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂
(4)愈伤组织经 可形成胚状体或芽。胚状体能长出 ,直接发育形成再生植株。
(5)用PCR技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA序列a,乙植物细胞质具有特异性DNA序列b;M1、M2为序列a的特异性引物,N1、N2为序列b的特异性引物。完善实验思路:
Ⅰ.提取纯化再生植株的总DNA,作为PCR扩增的 。
Ⅱ.将DNA提取物加入PCR反应体系, 为特异性引物,扩增序列a;用同样的方法扩增序列b。
Ⅲ.得到的2个PCR扩增产物经 后,若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的 个条带,则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。
6.(2023·广东卷,12)人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合,以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是( )
A.细胞融合前应去除细胞壁
B.高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合
C.融合的细胞即为杂交细胞
D.杂交细胞可能具有生长快速的优势
7.(2023·江苏卷,13)研究者通过体细胞杂交技术,探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。下列相关叙述正确的是( )
A.从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶,用于去除细胞壁
B.原生质体需在低渗溶液中长期保存,以防止过度失水而死亡
C.检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理,活的原生质体被染色
D.聚乙二醇促进原生质体融合后,以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞
8.(2021·福建卷,11)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种,技术流程示意图如下。
下列叙述正确的是( )
A.愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的
B.获得的杂种植株都能表现双亲的优良性状
C.可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合和细胞壁再生
D.用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体
9.(2020·山东卷,13)两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,过程如下图所示。下列说法错误的是( )
A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂
C.过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合
D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
10.(2020·北京卷,13)为培育具有市场竞争力的无籽柑橘,研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是( )
A.过程①需使用胰蛋白酶处理
B.实现过程②依赖膜的流动性
C.过程③需应用植物组培技术
D.三倍体植株可产生无籽柑橘
详解 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,所以过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理,A错误;②过程为细胞融合过程,该过程依赖膜的流动性,B正确;过程③需应用植物组织培养技术将杂种细胞培养形成个体,C正确;三倍体植株含有三个染色体组,减数分裂时联会紊乱,可产生无籽柑橘,D正确。
知识点2 动物细胞工程
题点1 动物细胞培养
1.(2025·湖北,6)利用犬肾细胞MDCK扩增流感病毒,生产流感疫苗,具有标准化、产量高等优点。但MDCK细胞贴壁生长的特性不利于生产规模的扩大,严重制约疫苗的生产效率。研究人员通过筛选,成功获得一种无成瘤性的(多代培养不会癌变)、可悬浮培养的MDCK细胞——XF06。下列叙述错误的是( )
A.XF06悬浮培养可提高细胞密度,进而提升生产效率
B.细胞贴壁生长特性的改变是流感病毒感染所导致
C.可采用离心技术从感染病毒的细胞裂解液中分离出流感病毒
D.采用无成瘤性细胞生产疫苗,是为了避免疫苗中有致瘤DNA的污染
2.(2025·广东,5)将人眼睑成纤维细胞传代培养后,再培养形成支架,在该支架上接种人口腔黏膜上皮细胞,培养一段时间后分离获得上皮细胞片层,可用于人工角膜的研究。上述过程不涉及( )
A.制备细胞悬液
B.置于5%CO2等适宜条件下培养
C.离心收集细胞
D.用胰蛋白酶消化支架后分离片层
3. (2025·安徽,14)细胞工程技术已在生物制药和物种繁育等领域得到了广泛应用。下列关于动物细胞工程的叙述,正确的是( )
A.从动物体内取出组织,用胰蛋白酶处理后直接培养的细胞称为传代细胞
B.将特定基因或特定蛋白导入已分化的T细胞,可将其诱导形成iPS细胞
C.将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合,经诱导融合的细胞即为能分泌所需抗体的细胞
D.采用胚胎分割技术克隆动物常选用桑葚胚或囊胚,因这两个时期的细胞未发生分化
4.(2024·黑吉辽,14)从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养,在传代后的不同时间点检测细胞数目,结果如图。下列叙述正确的是( )
A.传代培养时,培养皿需密封防止污染
B.选取①的细胞进行传代培养比②更合理
C.直接用离心法收集细胞进行传代培养
D.细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关
5.(2023·辽宁卷,7)大量悬浮培养产流感病毒的单克隆细胞,可用于流感疫苗的生产。下列叙述错误的是( )
A.悬浮培养单克隆细胞可有效避免接触抑制
B.用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清
C.当病毒达到一定数量时会影响细胞的增殖
D.培养基pH不会影响单克隆细胞的病毒产量
6.(2023·北京卷,21)变胖过程中,胰岛B细胞会增加。增加的B细胞可能源于自身分裂(途径Ⅰ),也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化(途径Ⅱ)。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法,研究了L基因缺失导致肥胖的模型小鼠IK中新增B细胞的来源。
(1)EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物,能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中,掺入DNA的EdU和BrdU均能与____________互补配对,并可以被分别检测。未掺入的EdU和BrdU短时间内即被降解。
(2)将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中,各孔同时加入EdU,随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU,再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞,检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比(如图)。图中反映DNA复制所需时长的是从________点到________点。
(3)为研究变胖过程中B细胞的增殖,需使用一批同时变胖的小鼠。为此,本实验使用诱导型基因敲除小鼠,即饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除,形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK:
①纯合小鼠Lx:小鼠L基因两侧已插入特异DNA序列(x),但L的功能正常;②Ce酶基因:源自噬菌体,其编码的酶进入细胞核后作用于x,导致两个x间的DNA片段丢失;③Er基因:编码的Er蛋白位于细胞质,与Er蛋白相连的物质的定位由Er蛋白决定;④口服药T:小分子化合物,可诱导Er蛋白进入细胞核。请完善制备小鼠IK的技术路线:______________→连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→________________→获得小鼠IK。
(4)各种细胞DNA复制所需时间基本相同,但途径Ⅰ的细胞周期时长(t1)是途径Ⅱ细胞周期时长(t2)的三倍以上。据此,科学家先用EdU饲喂小鼠IK,t2时间后换用BrdU饲喂,再过t2时间后检测B细胞被标记的情况。研究表明,变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂,与之相应的检测结果应是________________________。
7.(2022·湖北卷,6)某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究,结果发现其培养的原代神经元生长缓慢,其原因不可能是( )
A.实验材料取自小鼠胚胎的脑组织
B.为了防止污染将培养瓶瓶口密封
C.血清经过高温处理后加入培养基
D.所使用的培养基呈弱酸性
8.(2022·江苏卷,14)航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频。下列相关叙述正确的是( )
A.培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌
B.培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳
C.心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖
D.心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动
9.(2021·浙江卷,18)下图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是( )
A.步骤①的操作不需要在无菌环境中进行
B.步骤②中用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离
C.步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理
D.步骤④培养过程中不会发生细胞转化
题点2 干细胞的培养及应用
1.(2023·海南卷,7)某团队通过多代细胞培养,将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除,获得XO胚胎干细胞,再经过一系列处理,使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是( )
A.营养供应充足时,传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制
B.获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异
C.XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化
D.若某濒危哺乳动物仅存雄性个体,可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
题点3 动物细胞的融合与单克隆抗体的制备
1.(2025·黑吉辽内,19)如图是制备抗白细胞介素-6(IL-6)单克隆抗体的示意图。下列叙述错误的是( )
A.步骤①给小鼠注射IL-6后,应从脾中分离筛选T淋巴细胞
B.步骤②在脾组织中加入胃蛋白酶,制成单细胞悬液
C.步骤③加入灭活病毒或PEG诱导细胞融合,体现了细胞膜的流动性
D.步骤④经过克隆化培养和抗体检测筛选出了杂交瘤细胞
2.(2024·江西卷,16)某病毒颗粒表面有一特征性的大分子结构蛋白S(含有多个不同的抗原决定基,每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体)。为了建立一种灵敏、高效检测S蛋白的方法,研究人员采用杂交瘤技术制备了抗-S单克隆抗体(如图)。下列说法正确的是( )
A.利用胶原蛋白酶处理,可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞
B.制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B是相同的单克隆抗体
C.用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养,但不能冻存
D.单克隆抗体A和单克隆抗体B都能够特异性识别S蛋白
3.(2024·全国甲卷,30)某种病原体的蛋白质A可被吞噬细胞摄入和处理,诱导特异性免疫。回答下列问题:
(1)病原体感染诱导产生浆细胞的特异性免疫方式属于________。
(2)溶酶体中的蛋白酶可将蛋白质A的一条肽链水解成多个片段,蛋白酶切断的化学键是________。
(3)不采用荧光素标记蛋白质A,设计实验验证蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中,简要写出实验思路和预期结果。
____________________________________________________________________________。
4.(2024湖北卷,12)糖尿病是危害人类健康的主要疾病之一。恢复功能性胰岛B细胞总量是治疗糖尿病的重要策略。我国学者研究发现,向患有糖尿病的小鼠注射胰高血糖素受体单克隆抗体(mAb),可以促进胰岛A细胞增殖,诱导少数胰岛A细胞向胰岛B细胞转化,促进功能性胰岛B细胞再生。根据上述实验结果,下列叙述错误的是( )
A.mAb的制备可能涉及细胞融合技术
B.注射mAb可降低胰腺分泌胰高血糖素的量
C.mAb和胰高血糖素均能与胰高血糖素受体特异性结合
D.胰高血糖素主要通过促进肝糖原分解和非糖物质转化为糖,升高血糖水平
5.(2023·北京卷,12)甲状旁腺激素(PTH)水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗体用于快速检测PTH,有关制备过程的叙述不正确的是( )
A.需要使用动物细胞培养技术
B.需要制备用PTH免疫的小鼠
C.利用抗原-抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞
D.筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞
6.(2023·湖北卷,22)某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体,以期快速检测该病毒,其主要技术路线如图所示。
回答下列问题:
(1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前,已免疫的脾细胞(含浆细胞)________(填“需要”或“不需要”)通过原代培养扩大细胞数量;添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合,该过程中PEG对细胞膜的作用是______________________________________________________________。
(2)在杂交瘤细胞筛选过程中,常使用特定的选择培养基(如HAT培养基),该培养基对________________________和____________________生长具有抑制作用。
(3)单克隆抗体筛选中,将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交,其目的是____________
________________________________________________________________________。
(4)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是_________
________________________________________________________________________。
7.(2022·辽宁卷,24)某抗膜蛋白治疗性抗体药物研发过程中,需要表达N蛋白胞外段,制备相应的单克隆抗体,增加其对N蛋白胞外段特异性结合的能力。
Ⅰ.N蛋白胞外段抗原制备,流程如图1:
(1)构建重组慢病毒质粒时,选用氨苄青霉素抗性基因作为标记基因,目的是_____________
________________。用脂质体将重组慢病毒质粒与辅助质粒导入病毒包装细胞,质粒被包在脂质体____________(填“双分子层中”或“两层磷脂分子之间”)。
(2)质粒在包装细胞内组装出由______________________________组成的慢病毒,用慢病毒感染海拉细胞进而表达并分离、纯化N蛋白胞外段。
Ⅱ.N蛋白胞外段单克隆抗体制备,流程如图2:
(3)用N蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后,取小鼠脾组织用__________酶处理,制成细胞悬液,置于含有混合气体的__________中培养,离心收集小鼠的B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞进行融合。
(4)用选择培养基对融合后的细胞进行筛选,获得杂交瘤细胞,将其接种到96孔板,进行__________培养。用________________技术检测每孔中的抗体,筛选既能产生N蛋白胞外段抗体,又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株,经体外扩大培养,收集__________,提取单克隆抗体。
(5)利用N蛋白胞外段抗体与药物结合,形成________________,实现特异性治疗。
8.(2022·江苏卷,19)下图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程,在人-鼠杂种细胞中人的染色体会以随机方式丢失,通过分析基因产物进行基因定位。现检测细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4种酶活性,只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性,只有Ⅲ具有胸苷激酶活性,Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性。下列相关叙述正确的有( )
A.加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合
B.细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为人-人、人-鼠、鼠-鼠融合细胞
C.芳烃羟化酶基因位于2号染色体上,乳酸脱氢酶基因位于11号染色体上
D.胸苷激酶基因位于17号染色体上,磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上
9.(2022·山东卷,15)如图所示,将由2种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子,在体外解偶联后重新偶联可制备双特异性抗体,简称双抗。下列说法错误的是( )
A.双抗可同时与2种抗原结合
B.利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞
C.筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原
D.同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞
10.(2021·山东卷,15)一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇,一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体,由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内,可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗,也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是( )
A.注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大
B.单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合
C.利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗
D.p72部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况
11.(2020·浙江卷,15)下列关于病毒的叙述,错误的是( )
A.有的病毒经灭活处理后,可用于细胞工程中介导动物细胞的融合
B.适当增加机体内参与免疫的细胞数量与活性,可提高对新型冠状病毒的抵御能力
C.在某人的分泌物中检测到新型冠状病毒,推测该病毒的增殖不依赖于宿主细胞
D.用高温高压处理病毒使其失去感染能力,原因之一是病毒的蛋白质发生了热变性
12.(2020·江苏卷,28)新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体,引起肺炎。图1为病毒侵入后,人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆抗体可阻断病毒的黏附或入侵,故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图回答下列问题:
(1)图1中人体内抗原递呈细胞吞噬病毒,并将病毒的抗原暴露在细胞表面,被________细胞表面的受体识别后激活该细胞。
(2)B细胞识别入侵的病毒后,在淋巴因子作用下,经过细胞的____________,形成______________细胞。
(3)为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者,采集鼻咽拭子主要用于病原学检查,检测病毒的________;采集血液样本主要用于血清学检查,检测_______________________。
(4)据图2所示,研制抗S蛋白单克隆抗体,需先注射____________免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞,再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合,用HAT培养基筛选获得________细胞。因为同一种抗原可能激活________细胞,还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。
13.(2020·北京卷,11)人体感染新冠病毒后,机体会产生多种特异性抗体。我国科学家从康复者的浆细胞中克隆出针对病毒表面抗原的抗体基因相关序列,构建表达载体并在相应系统中表达,可制备出全人源单克隆抗体。以下表述错误的是( )
A.该单抗可直接用于新冠病毒的核酸检测
B.在该单抗制备过程中利用了基因工程技术
C.该单抗可与新冠病毒相应蛋白特异性结合
D.可用抗原-抗体反应检测抗体基因表达产物
14.(2020·海南卷,16)将人细胞与小鼠细胞融合得到的人-鼠杂种细胞进行长期培养,杂种细胞随机丢失一部分人的染色体后,染色体数目会保持稳定。选取三种杂种细胞,对编码人的芳烃羟化酶(AHH)和磷酸甘油酸激酶(PGK)的基因进行染色体定位研究,结果如表(“+”表示有,“-”表示无)。
下列有关叙述错误的是( )
A.聚乙二醇可诱导入细胞与小鼠细胞融合
B.培养杂种细胞时,通常需在培养液中添加一定量的抗生素
C.编码AHH的基因在11号染色体上
D.编码PGK的基因在X染色体上
题点4 动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.(2025山东,14)利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示,下列说法错误的是( )
A.对牛乙注射促性腺激素是为了收集更多的卵母细胞
B.卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅰ中期进行
C.培养牛甲的体细胞时应定期更换培养液
D.可用PCR技术鉴定犊牛丁是否为转基因牛
2.(2025·黑吉辽内,9)研究显示,约70%的小鼠体细胞核移植胚胎未能成功发育至囊胚期,且仅有约2%的胚胎移植到代孕母鼠后可正常发育。下列叙述错误的是( )
A.体细胞核进入去核的MⅡ期卵母细胞形成重构胚
B.移植前胚胎发育率低,可能是植入的体细胞核不能完全恢复分化前的功能状态
C.胚胎移植到代孕母鼠后成活率低,可能是早期胚胎未能及时从滋养层内孵化
D.为提高胚胎成活率,可用胚胎细胞核移植代替体细胞核移植
3.(2023·天津卷,7)根据下图,正确的是( )
A.子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B.过程1需要MⅡ期去核卵母细胞
C.过程2可以大幅改良动物性状
D.过程2为过程3提供了量产方式,过程3为过程1、2提供了改良性状的方式
4.(2021·浙江卷,11)将蝌蚪肠细胞的细胞核移植到去核的蛙卵中,形成重建的“合子”。有些“合子”发育成正常的蝌蚪,而单独培养肠细胞却不能发育成蝌蚪。下列叙述错误的是( )
A.肠细胞不能表达全能性是受某些物质的限制
B.“合子”第一次分裂后形成的细胞已失去全能性
C.“合子”发育成正常蝌蚪的过程中伴随着细胞分化
D.细胞核具有全能性是由于其含有该物种的全套基因
5.(2021·湖南卷,22)M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验,将外源DNA片段F插入M基因的特定位置,再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A,流程如图所示。回答下列问题:
(1)在构建含有片段F的重组质粒过程中,切割质粒DNA的工具酶是________________,这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的______________断开。
(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时,需要定期更换培养液,目的是___________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)与胚胎细胞核移植技术相比,体细胞核移植技术的成功率更低,原因是_______________
_______________________________________________________________________________。
从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞,在形态上表现为______________________(答出两点即可),功能上具有____________________。
(4)鉴定转基因动物:以免疫小鼠的______淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合,筛选融合杂种细胞,制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路:______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
6. (2020·天津卷,1)在克隆哺乳动物过程中,通常作为核移植受体细胞的是去核的( )
A.卵原细胞 B.初级卵母细胞
C.次级卵母细胞 D.卵细胞
知识点3 胚胎工程
1. (2025·云南,14)孕酮具有促进子宫内膜增生,为受精卵着床做准备的作用。某奶牛场发现一头高产奶量母牛生产两胎后重复配种均未成功妊娠,该牛可正常排卵但孕酮量低于正常母牛。为获得该母牛的后代,下列说法正确的是( )
A.运用体外受精或人工授精技术可提高该牛的妊娠率
B.使用外源促性腺激素处理该牛获得更多卵子进而可获得多枚胚胎
C.体外受精或人工授精后形成受精卵移植到健康受体可提高存活率
D.使用该牛MⅡ期卵母细胞的细胞核进行核移植可获得可育后代
2.(2025·江苏,7)梅花鹿和马鹿杂交后代生命力强、茸质好,但自然杂交很难完成,人工授精能解决此难题。胚胎工程技术的应用可提高繁殖率,增加鹿场经济效益。下列相关叙述合理的是( )
A.采集的精液不需要固定、稀释,即可用血细胞计数板检测精子密度
B.人工授精时,采集的精液经获能处理后才能输入雌性生殖道
C.超数排卵处理时,常用含促性腺激素的促排卵剂
D.母体子宫对胚胎的免疫耐受性低下是胚胎移植的生理学基础
3.(2025河北,13)生物工程在社会生产中的应用日益广泛,下列关于相关技术和方法的叙述,错误的是( )
A.利用组织培养技术实现兰花的快速繁殖和优良性状的保持
B.在没有CO2的有氧环境中进行胚胎干细胞的培养
C.利用灭活的病毒诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合
D.对供体母牛注射促性腺激素促使其超数排卵用于胚胎的制备
4.(2025·陕晋宁青,7)科研人员通过对绵羊受精卵进行基因编辑和胚胎移植等操作,获得了羊毛长度显著长于对照组的优良品系。下列叙述错误的是( )
A.为获取足够的卵子,需对供体绵羊注射促性腺激素进行超数排卵处理
B.为确保受体绵羊与供体绵羊生理状态一致,需进行同期发情处理
C.受精卵发育至桑葚胚阶段,细胞数量和胚胎总体积均增加
D.对照组绵羊的选择需考虑年龄、性别等无关变量的影响
5.(2024·北京卷,11)我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞,形成了类似囊胚的结构(类囊胚),为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系(如图)。下列相关叙述错误的是( )
A.实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能
B.实验过程中使用的培养基含有糖类
C.类囊胚的获得利用了核移植技术
D.可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育
6.(2024·甘肃卷,16)甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优良品种,是季节性发情动物,每年产羔一次,每胎一羔,繁殖率较低。为促进畜牧业发展,研究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术提高藏羊的繁殖率,流程如图。下列叙述错误的是( )
A.藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵
B.藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精
C.受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理
D.后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙
7.(2024湖北卷,5)波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉,具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是( )
A.选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理
B.胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测
C.普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体
D.生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选
8.(2024湖北卷,10)研究者探究不同浓度的雌激素甲对牛的卵母细胞和受精卵在体外发育的影响,实验结果如下表所示。根据实验数据,下列叙述错误的是( )
A.实验结果说明甲抑制卵裂过程
B.甲浓度过高抑制第一极体的排出
C.添加1 μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力
D.本实验中,以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准
9.(2023·广东卷,3)科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎,并将其移植到长角羚羊体内,使后者成功妊娠并产仔,该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是( )
A.超数排卵 B.精子获能处理
C.细胞核移植 D.胚胎培养
10.(2023·浙江卷,12)在家畜优良品种培育过程中常涉及胚胎工程的相关技术。下列叙述错误的是( )
A.经获能处理的精子才能用于体外受精B.受精卵经体外培养可获得早期胚胎
C.胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率D.胚胎移植前需对受体进行选择和处理
11.(2023·江苏卷,17)我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”,研究流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同,但具有相同的基因组
B.囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成,但表达的基因都不同
C.移植前细胞和囊胚的培养都要放在充满CO2的培养箱中进行
D.移植后胚胎的发育受母体激素影响,也影响母体激素分泌
12.(2022·江苏卷,4)下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述正确的是( )
A.通常采用培养法或化学诱导法使精子获得能量后进行体外受精
B.哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养不需要额外提供营养物质
C.克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程
D.将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖
13.(2022·北京卷,11)将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚腔中,接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠(Mc)。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.获得Mc的生物技术属于核移植
B.Mc表皮中有两种基因型的细胞
C.注射入的细胞会分化成Mc的多种组织
D.将接受注射的囊胚均分为二,可发育成两只幼鼠
14.(2021·浙江卷,20)采用CRISPR/Cas9 基因编辑技术可将增强型绿色荧光蛋白(EGFP)基因定点插入到受精卵的Y染色体上,获得转基因雄性小鼠。该转基因小鼠与野生型雌性小鼠交配,通过观察荧光可确定早期胚胎的性别。下列操作错误的是( )
A.基因编辑处理的受精卵在体外培养时,不同发育阶段的胚胎需用不同成分的培养液
B.基因编辑处理的受精卵经体外培养至2细胞期,须将其植入同期发情小鼠的子宫,才可获得表达 EGFP的小鼠
C.分离能表达EGFP的胚胎干细胞,通过核移植等技术可获得大量的转基因小鼠
D.通过观察早期胚胎的荧光,能表达 EGFP 的即为雄性小鼠胚胎
15.(2021·湖北卷,13)植物的有性生殖过程中,一个卵细胞与一个精子成功融合后通常不再与其他精子融合。我国科学家最新研究发现,当卵细胞与精子融合后,植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。这两种酶能降解一种吸引花粉管的信号分子,避免受精卵再度与精子融合。下列叙述错误的是( )
A.多精入卵会产生更多的种子
B.防止多精入卵能保持后代染色体数目稳定
C.未受精的情况下,卵细胞不分泌ECS1和ECS2
D.ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合
16.(2021·辽宁卷,13)下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图,有关叙述正确的是( )
A.后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定
B.过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体
C.过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理
D.过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植
17.(2021·福建卷,13)一位患有单基因显性遗传病的妇女(其父亲与丈夫表现型正常)想生育一个健康的孩子。医生建议对极体进行基因分析,筛选出不含该致病基因的卵细胞,采用试管婴儿技术辅助生育后代,技术流程示意图如下。
下列叙述正确的是( )
A.可判断该致病基因位于X染色体上
B.可选择极体1或极体2用于基因分析
C.自然生育患该病子女的概率是25%
D.在获能溶液中精子入卵的时期是③
18.(2021·江苏卷,11)下列关于哺乳动物胚胎工程和细胞工程的叙述,错误的是( )
A.细胞培养和早期胚胎培养的培养液中通常需要添加血清等物质
B.早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体
C.猴的核移植细胞通过胚胎工程已成功地培育出了克隆猴
D.将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合,经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞
19.(2020·山东卷,14)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚,通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是( )
A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子
B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理
C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植
D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得
20.(2020·江苏卷,23)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。下列叙述错误的是( )
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
21.(2020·浙江卷,17)下列关于利用胚胎工程培育优质奶牛的叙述,正确的是( )
A.从雄性奶牛中采集到的成熟精子遇到卵子即可进入卵子内
B.在体外完成受精后的受精卵,将其植入子宫即可完成着床
C.随着卵裂的进行,卵裂球细胞的体积变小,卵裂球的体积和有机物总量显著增加
D.在含有经辐射处理的胚胎成纤维细胞的培养体系中,胚胎干细胞不易发生分化
【参考答案】
专题十九 细胞工程
知识点1 植物细胞工程
题点1 植物组织培养
1.(2025·湖北,5)答案 B
解析 从表中数据可知,黄酮产量随细胞干重增加而增加,所以黄酮产量与细胞干重呈正相关,A正确;黄酮属于次生代谢物,并非细胞生存和生长所必需,B错误;氧气参与细胞有氧呼吸,细胞呼吸为细胞生长、分裂和代谢提供能量,所以氧气供给对于水母雪莲细胞生长、分裂和代谢是必需的,C正确;由表格数据可知,75 r/min时细胞相对生长速率、细胞干重和黄酮产量均最高,所以转速为75 r/min时既利于细胞分裂,又利于黄酮的积累,D正确。
【难度】基础题
【关联考点】植物细胞培养
2. (2025·江苏,4)答案 C
解析 过程①形成了愈伤组织,发生了细胞的脱分化,此时细胞还进行有丝分裂,A正确;过程②是愈伤组织经再分化形成胚状体,该过程可形成不同种类的细胞,B正确;过程②③所用培养基的成分、浓度不完全相同,如细胞分裂素和生长素的浓度不同,C错误;培养基中常加入蔗糖,既能作为碳源,又与维持渗透压有关,D正确。
【关联考点】植物组织培养
【难度】基础题
3.(2025·黑吉辽内,8)答案 A
解析 生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,当二者比例适中时,促进愈伤组织的形成,比例相对较高时促进生根,比例相对较低时促进生芽,A正确;培养基用湿热灭菌法灭菌,干热灭菌法适用于耐高温且需要保持干燥的物品(如玻璃器皿),不能用于培养基灭菌,B错误;芽原基细胞是分生组织的一部分,全能性高,可作为外植体,C错误;细胞产物的工厂化生产是通过植物细胞培养技术实现的,如大量培养红豆杉细胞,从培养液中提取紫杉醇。因此,紫杉醇可通过此方法获取,植物细胞培养优势明显,D错误。
【难度】基础题
4.(2024·甘肃卷,15)答案 D
解析 观察题图可知,分生组织经过程①获得愈伤组织,因此①为脱分化,1号培养基中的愈伤组织是不定形(排列不规则)的薄壁组织团块,A错误;愈伤组织经过程②长出芽,因此②为再分化,愈伤组织细胞分化(有丝分裂)时可能会发生基因突变,但基因重组发生在减数分裂过程中,B错误;3号培养基用于诱导生根,其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值应该小于1,C错误。
【难度】中档题
5.(2024·安徽卷,15)答案 B
解析 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,欲利用愈伤组织制备悬浮细胞,可用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织,A合理;装置中的充气管应置于液面下方,以利于增加培养液中的溶氧量,为及时排出多余气体,排气管应置于液面上方,因此充气管不能同时作为排气管,B不合理。
【关联题点】现代发酵工程的应用
【难度】中档题
6.(2024·黑吉辽,6)答案 B
解析 迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体,因为其生长旺盛,分裂能力较强,A正确;诱导愈伤组织时需加入生长素和细胞分裂素,B错误;悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团,从而可获得更多的营养物质和氧气,促进细胞分裂,C正确;加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量,推测茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物(不是植物生长所必需的)的合成速率,D正确。
【关联考点】植物组织培养的理论基础
【难度】简单题
7.(2024·浙江卷,23)答案 (1)外植体 过滤 (2)克隆 DNA合成抑制剂 微生物侵害 (3)丙 先培养大量细胞,改变条件,使细胞停止生长,大量产生X (4)器官 代谢途径 关键酶 发酵
解析 (1)植物体的器官、组织和细胞都可以作为外植体,经脱分化形成愈伤组织,将愈伤组织进行振荡培养,使其分散成小的细胞团或单细胞,然后用适当孔径的筛网过滤,除去大的细胞团和残渣,离心除去小的残渣,得到单细胞悬浮液。(2)分离获得的单细胞进行克隆培养,并通过添加DNA合成抑制剂或营养缺陷培养方法获取细胞周期同步、遗传和代谢稳定、来源单一的细胞群。将微生物菌体或其产物作为诱导子加入培养基中,模拟了微生物侵害的胁迫。(3)由题干可知X只在细胞生长停止后才能合成,所以图丙符合题意。获得大量X的方法是先培养大量细胞,再改变条件使细胞停止生长,大量产生X,通过分离提纯获得大量X。(4)由题意可知,多种次生代谢产物在根部合成与积累,所以要对根器官进行培养,要大量获得次生代谢产物可以通过基因工程,将相关基因转入酵母菌体内,然后通过发酵工程获得,基因工程的前提是要了解生物体合成某次生代谢产物的代谢途径和关键酶。
【关联考点】植物组织培养
【难度】中档题
8.(2022·浙江卷,7)答案 A
解析 据题干的信息,“秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质”,秸秆中的纤维素在食用菌菌丝生长过程中大量降解,提供碳源和能源,这相当于植物组织培养基中添加的蔗糖;秸秆中的纤维素是固体,可以作为培养基的支持物,使培养基呈固体状态,这相当于植物组织培养基中添加的琼脂。
【关联题点】细胞中的糖类和脂质
【难度】基础题
9.(2022·重庆卷,15)答案 C
解析 根据表格信息可知,WOX5能维持未分化状态,使植物细胞保持分裂能力强、较大的全能性,若WOX5失活后,中层细胞会丧失干细胞分裂能力强、分化程度低的特性,A正确;由题干信息“生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生”,再结合表格信息,WOX5+PLT可能诱导出根,可推测WOX5+PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累,B正确;由题意可知,生长素的生理作用小于细胞分裂素时有利于芽的再生,而抑制ARR5能诱导出芽,可知ARR5被抑制时细胞分裂素较多,故可推测ARR5抑制细胞分裂素积累或降低细胞对细胞分裂素的敏感性,C错误;由题干信息可知,出芽或出根都是生长素与细胞分裂素含量不均衡时才会发生,故可推测体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制,D正确。
【关联题点】细胞分化、细胞的全能性与干细胞
【难度】中档题
10.(2023·北京卷,13)答案 A
解析 成熟的植物细胞中有中央大液泡,用高浓度蔗糖溶液处理,细胞会失水发生质壁分离,A符合题意;向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无氧环境,不能形成无菌环境,B不符合题意;在用样方法调查种群密度时,应该做到随机取样,而不是在目标个体集中分布的区域划定样方,C不符合题意;对外植体进行消毒可以减少外植体携带的微生物,但不能杜绝接种过程中的微生物污染,D不符合题意。
【关联题点】细胞的吸水和失水;泡菜的制作;种群密度及其调查方法
【难度】中档题
11.(2023·山东卷,14)答案 A
解析 分析题意可知,可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产,B错误;次生代谢产物不是植物生长所必需的,其含量少,可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢产物的产量,C错误;细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件,增加细胞数量,提高次生代谢物的含量,但不能提高单个细胞中次生代谢物的含量,D错误。
【难度】基础题
12.(2023·新课标卷,35)答案 (1)由根瘤菌繁殖形成的单菌落 (2)脱分化 再分化 细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能
(3)无氮源 接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮能力 (4)促进植物生长,增加作物产量;能够减少化肥使用,改良土壤,减少污染,保护生态环境
解析 (1)在微生物学中,将接种于培养基内,在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体,称为纯培养物,对于本实验来说纯培养物就是由根瘤菌繁殖形成的单菌落。(2)植物组织培养的过程中,①表示脱分化形成愈伤组织,②表示再分化形成试管苗。细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能。(3)因为甲组和乙组的区别是有无固氮菌,所以要保证培养液中没有氮源,实验探究的是接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力,如果甲组的生长状况好于乙组,说明接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮能力。(4)微生物肥料除了能够促进植物生长,起到肥料的基本作用之外,还能够减少化肥的使用,改良土壤,保护环境。
【关联题点】微生物的纯培养
【难度】中档题
13.(2022·浙江卷,23)答案 D
解析 自然生长茎段的消毒属于外植体消毒,先用70%乙醇,再用无菌水清洗,再用5%次氯酸钠消毒处理,最后再用无菌水清洗,A错误;培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染,并不影响气体交换,B错误;组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软,持水性也较好,有利于幼苗的生根和叶片的生长,C错误。
【难度】中档题
14.(2022·河北卷,5)答案 C
解析 利用植物细胞的全能性,可从雄麻植株上取部分组织,体外培养产生大量幼苗用于生产,A正确;赤霉素具有促进细胞伸长生长的作用,对雄麻喷洒赤霉素可促进细胞伸长,增加纤维产量,B正确;若在生产中不播种黑色种子,即无雌性植株,则不能正常通过有性生殖繁殖获得下一年的种子,C错误;与雌雄同花植物相比,麻避免了去雄,更便于杂交选育新品种,D正确。
【关联题点】其他植物激素的种类和作用;孟德尔的遗传实验的科学方法
【难度】基础题
15.(2022·辽宁卷,14)答案 D
解析 液泡中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等,其中的色素是水溶性色素,如花青素,A正确;适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率可减少氧化剂的浓度,从而减少褐变,B正确;根据题干信息“在蓝莓组织培养过程中,外植体切口处细胞被破坏,多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物,这一过程称为褐变”可知,在培养基中添加合适的抗氧化剂可以减少褐变,C正确;一般选用代谢旺盛、再生能力强的器官或组织为材料制备外植体,D错误。
【难度】基础题
16.(2021·江苏卷,5)答案 D
解析 植物组织培养过程中应注意无菌操作,为获得无菌培养物,外植体要经过表面消毒处理后,才能进行培养,所用的培养基必须彻底灭菌,A正确;组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成,直接形成胚状体等结构,胚状体若包裹上人工种皮,可制作成人工种子,B正确;生长素和细胞分裂素的比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成,因此提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值,有利于诱导生根,C正确;用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗会出现变异,如在愈伤组织的培养过程中可能发生基因突变等变异,D错误。
【难度】中档题
17.【2021·浙江卷,29,(二)】答案 (1)遗传 间种 (2)DNA聚合酶 愈伤组织 (3)继代 杀灭发根农杆菌 转速 营养元素以及生长调节剂的种类和浓度
解析 (1)生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性,为保护三叶青的遗传多样性和保证药材的品质;三叶青的林下种植,是利用间种技术。
(2)分析题意可知,从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片段(T-DNA),DNA复制需要DNA聚合酶,故可知,酚类化合物诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达,形成DNA聚合酶和限制性核酸内切酶等。根据植物组织培养技术过程可知,相应植物激素可以促使叶片细胞脱分化形成愈伤组织,再分化形成毛状根。
(3)剪取毛状根,转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次继代培养,培养基中添加抗生素的主要目的是杀灭发根农杆菌。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养,通过控制摇床的转速和温度,调节培养基成分中的营养元素以及生长调节剂的种类和浓度,获得大量毛状根,用于提取药用成分。
【关联题点】生物多样性的概念、层次及价值;基因工程的操作程序
【难度】中档题
18.(2020·天津卷,15)答案 (1)细胞分化程度低,容易诱导产生愈伤组织
(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
(3)m1+1.0
(4)浸泡法(长时间处理) 沾蘸法(短时间处理)
(5)Ⅰ
解析 (1)由于茎尖、幼叶等组织细胞分化程度低,容易诱导产生愈伤组织,所以常作为植物组织培养的材料。(2)在三个阶段中,细胞的形态、结构和功能都发生了变化,所以发生基因选择性表达的阶段是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。(3)为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度,参照品种B的激素配比(m1),浓度梯度为0.5 μmL/L时,设计五个实验组,则在m1的上下设计,浓度可为(m1-1.0)μml/L、(m1-0.5)μmL/L、m1μml/L、(m1+0.5)μml/L、(m1+1.0)μml/L,所以细胞分裂素浓度最高为(m1+1.0)μml/L。(4)低浓度或高浓度的生长素都可以用来处理品种A幼芽,并达到最佳生根效果,原因是低浓度生长素用浸泡法处理品种A幼芽,处理时间较长;高浓度生长素常用沾蘸法处理品种A幼芽,处理时间短。(5)Ⅰ阶段的细胞处于不断分裂的状态,而秋水仙素诱导多倍体形成的机理是抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,从而使细胞内染色体数目加倍,所以在Ⅰ阶段用秋水仙素对材料进行处理最易获得由单个细胞形成的多倍体。
【关联题点】染色体数目变异
【难度】中档题
19.【2020·浙江卷,29,(二)】答案 (1)抗性基因 (2)全能性表达充分 显微注射 (3)短 脱分化 (4)生长素 根的分生组织 B
解析 (1)设计重组Ti质粒时选用的T-DNA要包含目的基因和能表达的抗性基因,通过受体细胞中抗性基因的表达情况筛选出含有目的基因的受体细胞。(2)为获得转基因植株,农杆菌侵染的宿主要具有优良性状、较高的遗传稳定性、全能性表达充分、易被农杆菌侵染等优点。如果植物材料对农杆菌不敏感,不能使用农杆菌导入目的基因,可采用显微注射技术进行转基因。(3)利用带侧芽的茎段诱导获得丛状苗,由于不经历脱分化过程,所以总培养时间比利用茎段诱导产生愈伤组织再获得丛状苗的时间短。(4)生长素比例适当升高,有利于诱导根的分化,还可以通过降低MS培养基浓度的方法来促进生根。
【关联题点】基因工程的操作程序
【难度】中档题
20.(2020·北京卷,20)答案 (1)全能性 脱分化 (2)随着高CK诱导时间的延长,野生型的W基因表达量显著升高 随着高CK诱导时间的延长,突变体的W基因表达量低于野生型 (3)AD
解析 (1)离体的植物组织培养成完整植株的过程体现了细胞的全能性。已分化的细胞形成愈伤组织的过程称之为脱分化。
(2)由图可知,野生型的W基因表达量与高CK诱导时间的关系是随着处理时间的延长,W基因的表达量显著升高,突变体的W基因的表达量明显少于对照组,说明在高CK诱导下A基因促进W基因表达。
(3)由题可知,材料甲体内的W基因过量表达,突变体a的A基因不能表达,野生型是正常的,分析图2可知,由野生型曲线和突变体a曲线对比可知,A基因在愈伤组织分化生芽的过程中起作用,缺失A基因时W基因表达能促进生芽;由材料甲曲线和野生型曲线比较可知,过量表达W基因可使生芽时间提前。
【关联题点】基因的表达
【难度】中档题
21.(2020·浙江卷,6)答案 B
解析 胡萝卜根单个细胞经体外培养,能发育成完整的植株,体现了植物细胞的全能性。植物细胞具有全能性的根本原因在于体细胞中含有该物种的全套基因。
【难度】基础题
题点2 植物体细胞杂交技术
1. (2025四川,6)答案 B
解析 两个原生质体融合形成的细胞不一定是杂种细胞,有可能是两个花椰菜原生质体融合或两个黑芥原生质体融合等,A错误;全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性,杂种细胞经过培养形成再生植株N,这证明了杂种细胞仍具有全能性,B正确;花椰菜和黑芥是不同物种,它们之间存在生殖隔离,原生质体能融合仅说明细胞膜具有流动性,C错误;植株N有33条染色体,花椰菜细胞染色体组成为BB(2n=18),黑芥叶片染色体组成为CC(2n=16),所以植株N的染色体组成有来自花椰菜的两个染色体组和黑芥的两个染色体组,但缺少一条染色体,当其进行减数分裂时,来自花椰菜的染色体和来自黑芥的染色体分别配对,然后可能形成含有花椰菜和黑芥各一个染色体组的配子,这种配子是可育的,D错误。
【关联考点】植物体细胞杂交技术
【难度】基础题
2.(2024·北京卷,13)答案 D
解析 植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,因此用纤维素酶和果胶酶处理可去除大豆叶片细胞的细胞壁,获得原生质体,A正确;分离出的原生质体仍具有全能性,可用于植物体细胞杂交,D错误。
【关联题点】细胞膜的结构与功能
【难度】基础题
3.(2024·山东卷,20)答案 BD
解析 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,故用果胶酶和纤维素酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体,A错误;用纤维素酶和果胶酶分别处理不同的植物细胞,得到原生质体,运用物理法或化学法诱导融合,形成杂种细胞,再利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株,故融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织,B正确;体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的遗传物质,只有1个细胞核,C错误;通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于植物组织培养,从繁殖方式看属于无性繁殖,D正确。
【难度】中档题
4.(2024湖北卷,11)答案 B
解析 酶解是为了去除植物细胞的细胞壁,过程①中酶处理的时间不同,说明两种亲本的细胞壁结构有差异,A正确;过程②为原生质体的融合,常用化学试剂如PEG诱导原生质体融合,灭活的仙台病毒可诱导动物细胞融合,不能用于植物原生质体融合,B错误;过程④脱分化和⑤再分化的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素,但二者在两过程中的比例不同,C正确;植物丙是植物甲和植物乙体细胞杂交形成的个体,应具备两者的遗传物质,因此可通过分析植物丙的染色体,来鉴定其是否为杂种植株,D正确。
【关联题点】植物组织培养
【难度】中档题
5.(2023·浙江卷,24)答案 (1)再生 叶 (2)纤维素 细胞质和细胞核 血细胞计数板 降低PEG浓度,使其失去融合作用 (3)同一个杂种融合原生质体 ABD (4)再分化 根和芽 (5)模板 M1、M2 凝胶电泳 1
解析 (1)在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前,应检验两种植物的原生质体是否具备再生的能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体,则乙植物可用幼苗的叶为外植体。
(2)植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,在获取原生质体时,常采用相应的酶进行去壁处理。甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应,在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分别使甲原生质体和乙原生质体的细胞质和细胞核失活,融合后具有甲植物的细胞核基因和乙植物的细胞质基因。对处理后的原生质体在显微镜下用血细胞计数板计数,确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后,通过添加适宜浓度的PEG进行融合;一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是降低PEG浓度,使其失去融合作用。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合,在凝固前倒入培养皿,融合原生质体分散固定在平板中,并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于同一个杂种融合的原生质体。未融合的原生质体因为细胞质或细胞核的失活,无法正常生长、分裂;同种融合的原生质体也因为甲原生质体细胞质或乙原生质体细胞核失活而不能生长、分裂;只有杂种细胞才具备有活性的细胞质和细胞核,可以生长、分裂,因此这些愈伤组织只能来自于杂种细胞。故选ABD。
(4)愈伤组织经再分化可形成胚状体或芽。胚状体能长出根和芽,直接发育形成再生植株。
(5)Ⅰ.提取纯化再生植株的总DNA,作为PCR扩增的模板。
Ⅱ.将DNA提取物加入PCR反应体系,M1、M2为特异性引物,扩增序列a;用同样的方法扩增序列b。
Ⅲ.得到的2个PCR扩增产物经凝胶电泳后,若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的1个条带,则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。
【关联题点】植物组织培养;PCR技术和琼脂糖凝胶电泳实验
【难度】较难题
6.(2023·广东卷,12)答案 C
解析 在细胞融合前,必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,再诱导原生质体融合,A正确;人工诱导植物原生质体融合可用高Ca2+—高pH融合法,用高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合,B正确;融合的细胞中有人参根-人参根细胞、人参根-胡萝卜根细胞、胡萝卜根-胡萝卜根细胞,只有人参根-胡萝卜根细胞才是杂交细胞,C错误;杂交细胞含两种细胞的遗传物质,可能具有生长快速的优势,D正确。
【关联题点】植物组织培养
【难度】基础题
7.(2023·江苏卷,13)答案 D
解析 从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶,不能用于去除细胞壁,因为紫菜细胞的细胞壁成分主要为纤维素和果胶,A错误;获得的原生质体若处在低渗溶液中,会吸水涨破,B错误;检测原生质体活力时可用台盼蓝染色,活的原生质体不能被染色,C错误;聚乙二醇作为诱导剂可促进原生质体融合,对于杂种细胞以叶绿体颜色等差异为标志来进行识别,D正确。
【关联题点】细胞的吸水和失水;细胞膜的结构与功能
【难度】中档题
8.(2021·福建卷,11)答案 D
解析 愈伤组织是细胞脱分化后形成的,A错误;由于基因的选择性表达和基因间的互作效应,获得的杂种植株不一定能够表现亲本的优良性状,B错误;可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合,但不能诱导细胞壁的再生,C错误;由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,故可以用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体,D正确。
【难度】中档题
9.(2020·山东卷,13)答案 C
解析 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,过程①需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得原生质体,A项正确;紫外线属于诱发变异的物理因素,紫外线照射的目的是使中间堰麦草的染色体断裂,B项正确;过程③为诱导植物原生质体融合,常用离心、振动、电激、聚乙二醇作为诱导剂等方式处理,不用灭活的病毒诱导,C项错误;普通小麦没有耐盐基因,耐盐小麦的形成是将来自中间偃麦草的含有耐盐基因的染色体片段整合到普通小麦染色体上的结果,D项正确。
【关联题点】染色体结构变异的概念、类型
【难度】中档题
10.(2020·北京卷,13)答案 A
详解 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,所以过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理,A错误;②过程为细胞融合过程,该过程依赖膜的流动性,B正确;过程③需应用植物组织培养技术将杂种细胞培养形成个体,C正确;三倍体植株含有三个染色体组,减数分裂时联会紊乱,可产生无籽柑橘,D正确。
【关联题点】植物组织培养
【难度】基础题
知识点2 动物细胞工程
题点1 动物细胞培养
1.(2025·湖北,6)答案 B
解析 悬浮培养的XF06细胞不发生贴壁,可在培养液中自由增殖,从而可以提高细胞密度,扩大病毒产量,提升生产效率,A正确;XF06细胞的贴壁特性改变是通过筛选获得的遗传特性,而非流感病毒感染所致(病毒感染仅用于扩增病毒,不改变宿主细胞生长方式),B错误;无成瘤性细胞不会癌变,可避免疫苗中混入致瘤性DNA片段,确保疫苗安全性,D正确。
【难度】基础题
【关联考点】致癌因子
2.(2025·广东,5)答案 D
解析 人眼睑成纤维细胞传代培养前,需要用胰蛋白酶等处理贴壁细胞,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集,将收集的细胞制成细胞悬液,分瓶培养,A、C不符合题意;动物细胞需培养在含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中,B不符合题意;用胰蛋白酶消化支架的同时也会破坏上皮细胞片层,D符合题意。
【难度】中档题
【关键题点】动物细胞培养
3. (2025·安徽,14)答案 B
解析 胰蛋白酶处理后直接培养的细胞称为原代细胞,A错误;融合细胞中具有同种核的融合细胞和杂交瘤细胞,需筛选才能获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞,C错误;囊胚时期的细胞已开始分化,D错误。
【关联考点】动物细胞培养、单克隆抗体制备
【难度】中档题
4.(2024·黑吉辽,14)答案 D
解析 传代培养时需要营造无菌、无毒以及95%空气+5%CO2的气体环境,而非密封,A错误;①的细胞还未快速增长,此时进行传代培养没有意义,应选②的细胞进行传代培养,B错误;对于贴壁生长的细胞进行传代培养时,先需要用胰蛋白酶等处理,使之分散为单个细胞,然后再用离心法收集,之后,将收集的细胞制成细胞悬液,分瓶培养,C错误。
【关联考点】动物细胞培养的过程
【难度】中档题
5.(2023·辽宁卷,7)答案 D
解析 悬浮培养单克隆细胞,可以保证足够的气体交换,通过振荡或转动装置使细胞始终处于分散悬浮于培养液内,可有效避免接触抑制,A正确;由于细胞的生长是比较复杂的过程,血清中含有一些必须的因子,用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清,B正确;病毒借助于细胞进行繁殖,利用了活细胞的物质、能量、酶等,当病毒达到一定数量时细胞的生命活动受到影响,会影响细胞的增殖,C正确;细胞的正常生命活动需要适宜的pH,培养基pH会影响细胞代谢,进而影响单克隆细胞的病毒产量,D错误。
【难度】基础题
6.(2023·北京卷,21)答案 (1)A(腺嘌呤) (2)Q R (3)将Ce酶基因和Er基因连接 饲喂口服药T (4)大多数B细胞没有被BrdU标记
解析 (1)分析题意可知,EdU和BrdU都是胸腺嘧啶(T)类似物,根据碱基互补配对的原则可知,掺入DNA的EdU和BrdU均能与A(腺嘌呤)互补配对,并可以被分别检测。(2)分析题干信息可知,图中反映DNA复制所需时长应是从EdU和BrdU的利用开始(双标记细胞占EdU标记细胞的百分比为0),到复制完成(双标记细胞占EdU标记细胞的百分比为100)为止,故结合题图可知,图中反映DNA复制所需时长的是从Q点到R点。(3)分析题意,要制备IK小鼠,需要用诱导型基因敲除小鼠,而饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除,结合所给实验材料及药物可知,制备小鼠IK的技术路线为:将Ce酶基因和Er基因连接(Ce酶基因可切除Er基因从而获得只在细胞质表达的Er基因)→连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→饲喂口服药T(诱导与Ce酶相连的Er蛋白进入细胞核)→获得小鼠IK。(4)据题可知,变胖过程中增加的B细胞可能源于自身分裂(途径Ⅰ),也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化(途径Ⅱ),由于途径Ⅰ的细胞周期时长(t1)是途径Ⅱ细胞周期时长(t2)的三倍以上,若先用EdU饲喂小鼠IK,t2时间途径Ⅱ细胞已经经过一个细胞周期,研究表明,变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂,即来源于途径Ⅰ,该过程已经复制的B细胞直接分裂,不会再有DNA复制过程,故t2时间后用BrdU饲喂则不起作用,即大多数B细胞没有被BrdU标记。
【关联题点】基因工程的基本操作程序
【难度】较难题
7.(2022·湖北卷,6)答案 A
解析 小鼠胚胎脑组织中含有丰富的原代神经元,细胞增殖能力强,不会导致细胞生长缓慢,A符合题意;培养瓶瓶口密封会使培养液中缺氧,影响细胞的有氧呼吸,造成供能不足,可能导致细胞生长缓慢,B不符合题意;血清经过高温处理后,其中活性成分变性,失去原有功能,细胞的生存环境严重恶化,可能导致细胞生长缓慢,C不符合题意;小鼠的内环境为弱碱性,若所使用的培养基呈弱酸性,会导致细胞的生存环境恶劣,可能导致细胞生长缓慢,D不符合题意。
【难度】中档题
8.(2022·江苏卷,14)答案 B
解析 培养心肌细胞的器具要先进行高压蒸汽灭菌,但是试剂并不都需要灭菌,如动物血清不能进行高压蒸汽灭菌,否则会使其中的成分失活,A错误;培养心肌细胞的时候既需要氧气(有助于细胞代谢)也需要二氧化碳(有助于维持培养液的pH),B正确;心肌细胞高度分化,不能进行有丝分裂,C错误;心肌细胞节律性收缩,受自主神经的支配,是不随意的,在神经细胞释放的神经递质的支配下跳动,D错误。
【关联题点】无菌技术;神经系统的分级调节
【难度】中档题
9.(2021·浙江卷,18)答案 C
解析 动物细胞培养过程需要无菌操作,故步骤①的操作需要在无菌环境中进行,A错误;动物细胞培养过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织,分散成单个细胞,制成细胞悬液,B错误;传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞,使之分散成单个细胞,再分瓶培养,C正确;步骤④为传代培养过程,该过程中部分细胞可能发生细胞转化,核型改变,D错误。
【难度】中档题
题点2 干细胞的培养及应用
1.(2023·海南卷,7)答案 A
解析 营养供应充足时,传代培养的胚胎干细胞分裂生长到表面相互接触时,会发生接触抑制,A错误;XO胚胎干细胞中丢失了Y染色体,因而获得该细胞的过程发生了染色体数目变异,B正确;XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程中,细胞的形态、结构和生理功能发生了稳定性差异,即细胞分化,C正确。
【难度】中档题
题点3 动物细胞的融合与单克隆抗体的制备
1.(2025·黑吉辽内,19)答案 ABD
解析 步骤①给小鼠注射IL-6后,应从小鼠的脾中获取能产生特定抗体的B淋巴细胞,A错误;步骤②常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理脾组织进而制成细胞悬液,B错误;步骤③是诱导细胞融合过程,该过程可加入灭活病毒或PEG诱导,细胞融合的过程体现了细胞膜的流动性,C正确;步骤④是在特定的选择培养基上筛选得到杂交瘤细胞,该过程得到的杂交瘤细胞不一定能产生所需抗体,步骤⑤经过克隆化培养和抗体检测筛选出了能分泌所需抗体的杂交瘤细胞,D错误。
【难度】中档题
2.(2024·江西卷,16)答案 AD
解析 胶原蛋白酶可以催化分解细胞外的胶原蛋白,因此利用胶原蛋白酶处理,可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞,A正确;由题干可知,该实验制备的是抗-S单克隆抗体,因此抗原为S蛋白,S蛋白含有多个不同的抗原决定基,每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体,则按照图示过程可产生多种类型的不同杂交瘤细胞,单克隆抗体A和单克隆抗体B来自不同的杂交瘤细胞,故二者不是相同的单克隆抗体,B错误;用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养,也可冷冻保存,C错误;单克隆抗体A和单克隆抗体B都来自筛选出的杂交瘤细胞,因此都能够特异性识别S蛋白上的抗原决定基,D正确。
【关联题点】动物细胞培养
【难度】中档题
3.(2024·全国甲卷,30)答案 (1)体液免疫 (2)肽键 (3)实验思路:以蛋白质A的片段为抗原,制备单克隆抗体,利用差速离心法将吞噬细胞中的溶酶体分离,并提取溶酶体中的蛋白质,利用抗原—抗体杂交技术进行检测;预期结果:出现杂交带,表明蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中
解析 (1)特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫。浆细胞是B细胞受到特定信号刺激后分裂分化产生的,病原体感染诱导产生浆细胞的特异性免疫方式属于体液免疫。(2)蛋白酶可将蛋白质A的一条肽链水解成多个片段,因此蛋白酶切断的化学键是两个氨基酸之间的肽键。
【关联题点】体液免疫与细胞免疫;蛋白质的结构和功能
【难度】中档题
4.(2024湖北卷,12)答案 B
解析 单克隆抗体的制备涉及细胞融合技术和动物细胞培养技术,mAb属于单克隆抗体,其制备可能涉及细胞融合技术,A正确;单克隆抗体(mAb)可以促进胰岛A细胞增殖,而胰岛A细胞可分泌胰高血糖素,可见注射mAb可提高分泌胰高血糖素的量,B错误;mAb是胰高血糖素受体单克隆抗体,可见mAb和胰高血糖素均能与胰高血糖素受体特异性结合,C正确;胰高血糖素主要作用于肝,促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液,促进非糖物质转化成糖,使血糖浓度回升到正常水平,D正确。
【关联题点】血糖平衡的调节
【难度】中档题
5.(2023·北京卷,12)答案 D
解析 单克隆抗体制备过程中需要对骨髓瘤细胞等进行培养,即需要使用动物细胞培养技术,A正确;该操作的目的是制备单克隆抗体用于快速检测PTH,故应用PTH刺激小鼠,使其产生相应的B淋巴细胞,B正确;抗原与抗体的结合具有特异性,可利用抗原-抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞,C正确;由于一种B淋巴细胞经分化形成浆细胞后通常只能产生一种抗体,故筛选出的单个杂交瘤细胞无法分泌多种抗体,D错误。
【难度】基础题
6.(2023·湖北卷,22)答案 (1)不需要 使细胞接触处的磷脂分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合 (2)未融合的亲本细胞 融合的具有同种核的细胞 (3)通过抗体检测呈阳性来获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞 (4)④
解析 (1)浆细胞是高度分化的细胞,不能增殖,所以不能通过原代培养扩大细胞数量。脂溶性物质PEG可使细胞接触处的磷脂分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合。(2)在杂交瘤细胞筛选过程中,常用特定的选择培养基进行筛选,在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。(3)单克隆抗体筛选中,将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交,是运用了抗原-抗体杂交技术,抗体检测呈阳性的细胞,即为所需的杂交瘤细胞。(4)DNA连接酶能连接DNA片段,脱氧核苷酸的磷酸基团位于5′端,-OH位于3′端,①②③脱氧核苷酸链的两端基团有误;DNA连接酶能催化合成磷酸二酯键,即将一条脱氧核苷酸5′端的磷酸基团与另一条脱氧核苷酸链3′端的-OH相连,④符合题意。
【关联题点】基因工程的工具
【难度】较难题
7.(2022·辽宁卷,24)答案 (1)检测目的基因是否成功导入受体细胞 双分子层中 (2)蛋白质外壳和含N蛋白胞外段基因的核酸 (3)胰蛋白酶或胶原蛋白 CO2培养箱 (4)克隆化 抗原—抗体杂交 细胞培养液 (5)抗体-药物偶联物(或ADC)
解析 (1)构建重组慢病毒质粒时,为检测目的基因是否成功导入受体细胞,常选用氨苄青霉素抗性基因作为标记基因。重组慢病毒质粒与辅助质粒导入病毒包装细胞需要依赖膜融合,故质粒被包在脂质体双分子层中(即磷脂双分子层)。(2)由于目的基因为N蛋白胞外段基因,在包装细胞内组装出由蛋白质外壳和含有N蛋白胞外段基因的核酸组成的慢病毒,用慢病毒感染海拉细胞进而表达并分离、纯化N蛋白胞外段。(3)进行动物细胞培养时,需要取免疫小鼠脾组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,制成细胞悬液,置于含有95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱中培养。(4)用选择培养基对融合后的细胞进行筛选,获得杂交瘤细胞,将其接种到96孔板,进行克隆化培养和抗体检测。用抗原—抗体杂交技术检测每孔中的抗体,筛选既能产生N蛋白胞外段抗体,又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株,经体外扩大培养,收集细胞培养液,提取单克隆抗体。(5)利用N蛋白胞外段抗体与药物结合,形成抗体-药物偶联物(ADC),实现特异性治疗。
【关联题点】基因工程的操作程序;动物细胞培养
【难度】中档题
8.(2022·江苏卷,19)答案 ACD
解析 动物细胞融合过程中,可以利用灭活的仙台病毒或聚乙二醇作诱导剂促进细胞融合,A正确;细胞Ⅲ中保留了人的X、11、17号染色体,故不会是鼠-鼠融合细胞,B错误;根据题意和题图分析可知,芳烃羟化酶基因位于2号染色体上,乳酸脱氢酶基因位于11号染色体上,胸苷激酶基因位于17号染色体上,磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上,C、D正确。
【难度】较难题
9.(2022·山东卷,15)答案 D
解析 根据抗原和抗体发生特异性结合的原理推测,双抗可同时与2种抗原结合,A正确;根据抗原与抗体能够发生特异性结合的特性,利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞,从而使药物发挥相应的作用,B正确;由于双抗是在两种不同的抗原刺激下,B细胞增殖、分化产生不同的浆细胞分泌形成的,因此,筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原来进行抗原-抗体检测,从而实现对双抗的筛选,C正确;同时注射2种抗原可刺激B细胞分化形成不同的浆细胞,而不是分化成产双抗的浆细胞,D错误。
【难度】中档题
10.(2021·山东卷,15)答案 D
解析 单抗的制作需要筛选,而多抗不需要筛选,抗原纯度越高,产生的多抗纯度越高,因此抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响小,A错误;单抗制备过程中通常是免疫后将脾脏破碎,然后用离心法将脾脏细胞(包含各种产生或不产生抗体的B细胞)和红细胞分开,然后用脾细胞与骨髓瘤细胞融合,而不能直接分离出浆细胞,B错误;非洲猪瘟病毒衣壳蛋白 p72 上有多种抗原决定簇,一个抗决定簇只能刺激机体产生一种抗体,所以向小鼠体内注入p72 后,可以刺激小鼠产生多种抗p72的单抗,C错误;p72 部分结构改变只改变了部分抗原决定簇,因此由这部分抗原决定簇产生的抗体失效,但由于还存在由其他抗原决定簇刺激机体产生的抗体,所以多抗仍有效,D正确。故选D。
【难度】中档题
11.(2020·浙江卷,15)答案 C
解析 某些灭活的病毒能介导动物细胞的融合,A项正确;机体内参与免疫的细胞数量与活性增加,可提高对新型冠状病毒的抵御能力,B项正确;病毒没有细胞结构,不能独立地完成各项生命活动,其增殖依赖于宿主细胞,C项错误;用高温高压处理病毒,能使其蛋白质变性,从而使病毒失去感染能力,D项正确。
【关联题点】体液免疫和细胞免疫;病毒的结构、代谢和生活方式;蛋白质
【难度】中档题
12.(2020·江苏卷,28)答案 (1)T
(2)增殖、分化 浆细胞和记忆
(3)核酸 抗新型冠状病毒抗体
(4)刺突蛋白(或S蛋白) 杂交瘤 多种B
解析 (1)病毒可作为引起免疫反应的抗原,其侵入人体后,首先会被抗原递呈细胞吞噬处理,将其特有的抗原暴露,从而被T细胞表面的受体识别并激活T细胞。(2)B细胞识别入侵的病毒后,在淋巴因子的作用下,会增殖、分化形成浆细胞和记忆细胞。(3)判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者时,若采集鼻咽拭子进行病原学检查,则检测的是病毒的核酸;若病人感染了该病毒,则血清中会存在相应的抗体,因此若采集血液样本进行血清学检查,则检测的是抗新型冠状病毒抗体。(4)要研制抗S蛋白单克隆抗体,需先给小鼠注射刺突蛋白(S蛋白)作为抗原,以获得激活的小鼠B细胞。激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合时,会出现B—B细胞、瘤—瘤细胞以及杂交瘤细胞(只考虑2个细胞的融合),所以应先用HAT培养基筛选获得杂交瘤细胞。又因为同一种抗原可能激活多种B细胞,所以对获得的杂交瘤细胞还需继续进行克隆化培养和专一抗体的阳性检测,以获得能分泌单克隆抗体的细胞株。
【关联题点】体液免疫与细胞免疫
【难度】中档题
13.(2020·北京卷,11)答案 A
解析 单抗检测病毒是否存在的原理是抗原―抗体杂交,检测病毒蛋白;直接检测新冠病毒核酸是分子杂交,检测是否含有病毒的核酸,所以抗体不能直接检测核酸,A错误;根据题干“我国科学家从康复者的浆细胞中克隆出针对病毒表面抗原的抗体基因相关序列,构建表达载体并在相应系统中表达,制备出全人源单克隆抗体”,可推测,在该单抗制备过程中利用了基因工程技术,B正确;针对新冠病毒表面抗原制备出的单抗,可与新冠病毒相应蛋白特异性结合,C正确;抗体基因表达产物检测的方法是采用抗原―抗体杂交反应,若呈阳性,则说明已翻译出相应的蛋白质,D正确。
【关联题点】基因工程的操作程序
【难度】中档题
14.(2020·海南卷,16)答案 C
解析 聚乙二醇是诱导动物细胞融合的常用化学试剂,A正确;培养杂种细胞时,通常需在培养液中添加一定量的抗生素,以防止杂菌污染,B正确;由表中信息可知,编码AHH的基因在2号染色体上,编码PGK的基因在X染色体上,C错误,D正确。
【关联题点】动物细胞培养
【难度】基础题
题点4 动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.(2025山东,14)答案 B
解析 对牛乙注射促性腺激素进行超数排卵,目的是收集更多的卵母细胞,以便后续进行核移植操作,A正确;卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅱ中期进行,B错误;在培养动物体细胞时,需要定期更换培养液,以便清除代谢物,防止细胞代谢物的积累对细胞自身造成危害,C正确;PCR技术可以扩增特定的DNA片段,通过检测犊牛丁细胞中是否含有转基因的DNA片段,就可以鉴定犊牛丁是否为转基因牛,D正确。
【关联考点】体细胞核移植技术、动物细胞培养和PCR技术应用
【难度】基础题
2.(2025·黑吉辽内,9)答案 C
解析 囊胚进一步扩大,透明带破裂,胚胎从其中伸展出来称为孵化,C错误;胚胎细胞全能性高于体细胞,因此为提高胚胎成活率,可用胚胎细胞核移植代替体细胞核移植,D正确。
【关联考点】胚胎工程
【难度】中档题
3.(2023·天津卷,7)答案 D
解析 子代动物的遗传性状与供体基本一致,与受体无关,A错误;核移植过程中需要处于MⅡ中期的去核卵母细胞,而过程1是培育试管动物,需要培育到适宜时期(桑葚胚或囊胚)进行胚胎移植,B错误;过程2得到的是克隆动物,是无性生殖的一种,不能大幅改良动物性状,C错误;过程2克隆技术可得到大量同种个体,为过程3提供了量产方式;过程3转基因技术可导入外源优良基因,为过程1、2提供改良性状的方式,D正确。
【关联题点】基因工程
【难度】中档题
4.(2021·浙江卷,11)答案 B
解析 动物细胞经过多次分裂后,细胞质的成分已经发生改变,原本能激发细胞全能性的物质已经消失,故肠细胞不能表达全能性是受到了细胞内物质的限制,A正确;“合子”第一次分裂后形成的细胞仍具有全能性,B错误;“合子”发育成正常蝌蚪个体的过程中,需要通过细胞分裂增加细胞的数量,通过细胞分化增加细胞的种类,C正确;虽然细胞经过多次分裂失去了激发全能性的物质,但细胞核仍含有该物种的全套基因,故动物细胞核具有全能性,D正确。
【关联题点】细胞分化与细胞的全能性
【难度】中档题
5.(2021·湖南卷,22)答案 (1)限制性核酸内切酶(限制酶) 磷酸二酯键 (2)清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,同时给细胞提供足够的营养 (3)动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难 细胞体积小,细胞核大,核仁明显 发育的全能性 (4)B 取动物A和克隆动物A的肝组织细胞,分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交
解析 (1)基因工程中切割DNA的工具酶是限制性核酸内切酶(限制酶),故在构建含有片段F的重组质粒过程中,切割质粒DNA的工具酶是限制性核酸内切酶(限制酶)。限制性核酸内切酶是作用于其所识别序列中两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。不同的限制酶可以获得不同的末端,主要分为黏性末端和平末端。
(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时,需要定期更换培养液,目的是清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
(3)由于动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难,故与胚胎细胞核移植技术相比,体细胞核移植技术的成功率低。胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上具有发育的全能性。
(4)先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,制备M蛋白的单克隆抗体;若要利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活,如果M基因已经失活,则克隆动物A中无法产生M蛋白,则可利用抗原—抗体杂交技术进行检测。故实验思路为:取动物A和克隆动物A的肝组织细胞,分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交。
【关联题点】基因工程的工具;动物细胞培养;动物细胞的融合与单克隆抗体的制备
【难度】较难题
6. (2020·天津卷,1)答案 C
解析 在克隆哺乳动物过程中,细胞核移植的受体细胞是处于减数第二次分裂中期的去核的次级卵母细胞,其细胞质有助于恢复细胞核的全能性。
【难度】基础题
知识点3 胚胎工程
1. (2025·云南,14)答案 C
解析 该母牛孕酮量低于正常母牛,子宫内膜增生可能不足,不利于受精卵着床,即使运用体外受精或人工授精技术,也难以提高妊娠率,A错误;使用外源促性腺激素处理该牛,可促使其超数排卵,获得更多卵子,但孕酮量低于正常母牛,受精卵不能成功着床,不能获得成活胚胎,B错误;该牛可正常排卵但孕酮量低于正常母牛,故通过体外受精或人工授精后形成受精卵移植到健康的受体内可提高存活率,C正确;使用该牛MⅡ期卵母细胞的细胞核进行核移植,由于该牛本身孕酮分泌异常等问题,获得的个体也可能存在发育等方面的问题,不一定可育,D错误。
【关联考点】胚胎移植、核移植
【难度】基础题
2.(2025·江苏,7)答案 C
解析 采集的精液需要经过稀释和固定处理,否则活动精子会影响计数准确性,且血细胞计数板通常用于已固定的细胞,A不合理;人工授精时,精子在雌性生殖道内自然获能,不需要提前体外获能处理,B不合理;超数排卵通过注射促性腺激素促进卵泡发育和排卵,C合理;胚胎移植的生理学基础是母体子宫对胚胎的免疫耐受性高,不会发生免疫排斥,D不合理。
【关联考点】胚胎工程
【难度】基础题
3.(2025河北,13)答案 B
解析 植物组织培养技术可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种的遗传特性,因此兰花可以利用组织培养技术实现快速繁殖和优良性状的保持,A正确;胚胎干细胞培养时,需要一定浓度的CO2以维持培养液的pH,B错误;诱导动物细胞融合的常用方法有电融合法、聚乙二醇融合法和灭活病毒诱导法,C正确;在胚胎工程中,对供体母牛注射促性腺激素促使其超数排卵,从而获得更多的卵母细胞用于胚胎的制备,D正确。
【关联考点】动物细胞工程技术的综合、植物细胞工程的应用
【难度】基础题
4.(2025·陕晋宁青,7)答案 C
解析 促性腺激素可促进供体超数排卵,从而获得更多卵子,A正确;为确保受体绵羊与供体绵羊生理状态一致,二者需进行同期发情处理以保证胚胎移植后的生理环境同步,B正确;桑葚胚阶段的细胞通过卵裂增殖,细胞数量增加,但胚胎总体积不变或略有减小,C错误;本实验的自变量为是否对绵羊受精卵进行基因编辑等,其余为无关变量,对照组与实验组的无关变量(如年龄、性别)需保持一致,以排除干扰,D正确。
【难度】基础题
5.(2024·北京卷,11)答案 C
解析 实验过程中使用培养基培养胚胎干细胞,因此培养基中需含有糖类,为细胞提供能源物质,B正确;类囊胚的获得没有利用核移植技术,利用的是动物细胞培养技术,C错误;可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体中继续发育,从而可以用来研究类囊胚的后续发育,D正确。
【难度】中档题
6.(2024·甘肃卷,16)答案 B
解析 胚胎移植过程中,需用外源促性腺激素处理供体(母藏羊甲),促使其卵巢卵泡发育和超数排卵,A正确;刚采集的卵母细胞需培养成熟(减数分裂Ⅱ期)后才可与获能的精子进行体外受精,B错误;在胚胎移植前要对供体和接受胚胎的受体进行同期发情处理,使受体的生理状况与供体相同,C正确;后代丁是由藏羊甲的卵细胞和藏羊乙的精子结合形成的受精卵发育而来的,因此后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙,D正确。
【难度】基础题
7.(2024湖北卷,5)答案 D
解析 选择遗传性状优良、生产能力强的健康波尔母山羊作为供体,进行超数排卵处理,A正确;滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘,胚胎移植前,可采集部分滋养层细胞进行遗传学检测,B正确;胚胎移植的受体需要满足的条件是与供体同种且生理状态相同,而山羊和绵羊是不同的物种,因此普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体,C正确;生产中需选择品质良好的波尔公山羊提供精子,D错误。
【难度】基础题
8.(2024湖北卷,10)答案 A
解析 由表可知,甲低浓度时促进卵裂,高浓度时抑制卵裂,A错误;添加1 μg/mL的甲,卵裂数增多,卵裂率增大,即该条件可提高受精后胚胎发育能力,C正确;第一极体的排出说明卵子完成了减数分裂Ⅰ,卵母细胞成熟的判断标准是第一极体的排出,D正确。
【难度】中档题
9.(2023·广东卷,3)答案 C
解析 由题干信息可知,该过程通过体外受精获得胚胎,再通过胚胎移植,使长角羚羊成功妊娠并产仔,因此需要进行超数排卵、精子获能处理,并对获得的受精卵进行胚胎培养;由于该过程为有性生殖,因此不涉及细胞核移植,C符合题意。
【难度】基础题
10.(2023·浙江卷,12)答案 C
解析 精子需要经过获能处理才具有受精能力,A正确;受精卵经体外培养可获得早期胚胎,B正确;胚胎分割可以获得多个胚胎,分割次数越多,分割后胚胎成活的概率越小,C错误;胚胎移植前,需选择健康体质和正常繁殖能力的受体且进行同期发情处理,D正确。
【难度】基础题
11.(2023·江苏卷,17)答案 AD
解析 由于猴的成纤维细胞和胚胎干细胞是由同一个受精卵分裂分化而来的,虽然功能不同,但基因组相同,A正确;囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成,表达的基因有部分不同,但有部分基因相同(如呼吸酶基因),B错误;培养箱中若没有CO2,会影响细胞的正常生长,因此移植前细胞和囊胚的培养都要放在95%空气和5%CO2的培养箱中进行,C错误;胚胎移植后胚胎的发育受母体激素影响,也影响母体激素分泌,D正确。
【关联题点】细胞分化、细胞的全能性与干细胞;干细胞的培养及应用
【难度】中档题
12.(2022·江苏卷,4)答案 C
解析 精子获能是获得受精的能力,不是获得能量,A错误;哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养所需营养物质与体内基本相同,胚胎的培养液成分一般都比较复杂,除一些无机盐和有机盐类外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及血清等物质,B错误;胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一,D错误。
【关联题点】动物细胞培养技术
【难度】中档题
13.(2022·北京卷,11)答案 A
解析 获得Mc的过程并未利用核移植技术,A错误;接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠,说明Mc表皮中有两种基因型的细胞,B正确;内细胞团能发育成胎儿的各种组织,注射的细胞来自黑色小鼠的内细胞团,会分化成Mc的多种组织,C正确;利用胚胎分割技术将接受注射的囊胚均分为二,可发育成两只幼鼠,D正确。
【关联题点】胚胎分割
【难度】中档题
14.(2021·浙江卷,20)答案 B
解析 依据胚胎在不同发育阶段对培养条件的特定需要,受精卵在体外培养时,不同发育阶段的胚胎需用不同成分的培养液,A正确;基因编辑处理的受精卵一般经体外培养至桑椹胚或囊胚阶段,进行胚胎移植,可获得表达EGFP的小鼠,B错误;分离能表达EGFP的胚胎干细胞,通过核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术,可获得大量的转基因小鼠,C正确;通过基因编辑技术将Y染色体用绿色荧光蛋白基因标记,通过观察早期胚胎的荧光,能表达EGFP的个体含有Y染色体,即为雄性小鼠胚胎,D正确。
【关联题点】基因工程的操作程序
【难度】中档题
15.(2021·湖北卷,13)答案 A
解析 防止多精入卵可以保证子代遗传信息来自一个精子和一个卵细胞,能保持后代染色体数目稳定,A错误,B正确;结合题意“当卵细胞与精子融合后,植物卵细胞特异表达和分泌天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2”可知,未受精的情况下,卵细胞不分泌ECS1和ECS2,C正确;据题意可知,ECS1和ECS2能降解一种吸引花粉管的信号分子,避免受精卵再度与精子融合,推测该过程是由于ECS1和ECS2通过影响花粉管导致卵细胞和精子不能融合,D正确。故选A。
【难度】基础题
16.(2021·辽宁卷,13)答案 B
解析 后代丁的细胞核的遗传物质来自甲,细胞质的遗传物质来自乙,则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定,A错误;动物细胞培养中需要提供95%空气(保证细胞的有氧呼吸)和5%CO2(维持培养液的pH)的混合气体,B正确;过程②常使用显微操作去核法对卵母细胞进行处理,C错误;过程③将激活后的重组细胞培养至囊胚或桑葚胚后移植,D错误。
【关联题点】动物体细胞核移植技术;动物细胞培养
【难度】中档题
17.(2021·福建卷,13)答案 B
解析 由题意可知,患病妇女为杂合子,该显性致病基因可以常染色体上,也可以位于X染色体上,A错误;卵原细胞减数第一次分裂中同源染色体分离,其上基因也随之分离,最终产生一个次级卵母细胞和一个第一极体,二者基因互补,次级卵母细胞减数第二次分裂着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,其上基因也随之分离,最终产生一个卵细胞和一个第二极体,二者基因相同,且卵细胞可用于受精,而极体最后退化消失,因此可选择极体1或极体2用于基因分析,B正确;若显性致病基因用A表示,位于常染色体,则患病妇女基因型为Aa,丈夫正常,基因型为aa,自然生育患该病子女(Aa)的概率是1/2,若显性致病基因位于X染色体上,则患病妇女基因型为XAXa,丈夫的基因型为XaY,自然生育患该病子女(XAXa,XAY)的概率是1/4+1/4=1/2,C错误;在获能溶液中精子入卵(次级卵母细胞)的时期是②,D错误。
【关联题点】基因的分离定律;减数分裂的过程和特点
【难度】较难题
18.(2021·江苏卷,11)答案 D
解析 细胞培养和早期胚胎培养的培养液中通常需添加血清等物质,A正确;早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体,B正确;我国利用核移植技术成功培养出克隆猴“中中”和“华华”,C正确;将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合,经诱导融合后的细胞不都是杂交瘤细胞,还有B细胞自身融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞等,D错误。
【关联题点】动物细胞培养;动物体细胞核移植技术和克隆动物;动物细胞的融合与单克隆抗体的制备
【难度】中档题
19.(2020·山东卷,14)答案 C
解析 用促性腺激素处理雌性动物可以促使其超数排卵,A项正确;只有获能的精子才能进行受精作用,因此进行体外受精前,要对精子进行获能处理,B项正确;不同动物胚胎移植的时间不同,如牛、羊一般要培养到桑椹胚阶段或囊胚阶段才能进行移植,小鼠和家兔等可在更早的阶段移植,C项错误;遗传改造小鼠胚胎干细胞需要用到转基因等技术,D项正确。
【关联题点】基因工程的操作程序
【难度】中档题
20.(2020·江苏卷,23)答案 ABC
解析 哺乳动物进行体外受精时很容易获得大量精子,因为自然状态下雄性哺乳动物产生的精子数量就很多,不容易大量获取的是卵细胞,因而通常需要用促性腺激素处理雌性哺乳动物,使其一次性产生更多的卵细胞,来培养更多的胚胎,A项错误;细胞分化是基因选择性表达的结果,不改变基因的种类和数量,细胞a和细胞b内含有的核基因相同,B项错误;细胞培养过程中分散细胞时,用胰蛋白酶等处理组织,分散得到单细胞悬液,不是破坏了细胞的膜蛋白,而是仅仅分解掉细胞间的黏连蛋白,C项错误;动物细胞的培养需要使用CO2培养箱,D项正确。
【关联题点】细胞的全能性与干细胞;动物细胞培养
【难度】中档题
21.(2020·浙江卷,17)答案 D
解析 从雄性奶牛中采集到的成熟精子需要进行获能处理后,才能进行受精,A错误;在体外完成受精后的受精卵,需要进行早期胚胎培养,才能将其植入子宫,B错误;随着卵裂的进行,卵裂球细胞的体积变小,卵裂球的体积基本不变或略有减小,而有机物的总量减少,C错误;在含有经辐射处理的胚胎成纤维细胞的培养体系中,由于胚胎成纤维细胞可以分泌一些能抑制细胞分化的物质,所以胚胎干细胞不易发生分化,D正确。
【难度】基础题
转速(r/min)
55
65
75
85
相对生长速率
0.21
0.25
0.26
0.25
细胞干重(g/L)
7.5
9.7
11.4
9.5
黄酮产量(g/L)
0.2
0.27
0.32
0.25
条件
基因表达产物和相互作用
效应
①
WOX5
维持未分化状态
②
WOX5+PLT
诱导出根
③
WOX5+ARR2,抑制ARR5
诱导出芽
品种B组织培养阶段
细胞分裂素浓度(μml/L)
生长素浓度(μml/L)
Ⅰ诱导形成愈伤组织
m1
n1
Ⅱ诱导形成幼芽
m2
n2
Ⅲ诱导生根
m3
n3
杂种细胞
人的染色体
AHH
PGK
2号
11号
17号
X
甲
-
+
-
+
-
+
乙
+
+
-
-
+
-
丙
-
+
+
+
-
+
甲的浓度(μg/mL)
卵母细胞(个)
第一极体排出(个)
成熟率(%)
卵裂数(个)
卵裂率(%)
0
106
70
66.0
28
40.0
1
120
79
65.8
46
58.2
10
113
53
46.9
15
28.3
100
112
48
42.8
5
10.4
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