2023届高考生物二轮复习细胞工程作业含答案

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专题十二　细胞工程1．(2022·涪陵实验中学模拟)紫罗兰(2n＝14)花色丰富、抗虫性强、种子富含亚麻酸。为了让油菜(2n＝38)具有紫罗兰的诸多优良性状，科研人员进行了下图所示实验。下列有关叙述错误的是( C )A．制备原生质体时，可用酶解法处理植物细胞B．原生质体融合依赖膜的流动性，融合的原生质体形成细胞壁后再进行有丝分裂C．诱导融合时可以用灭活的病毒诱导融合D．融合原生质体后，可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种细胞【解析】　可以通过用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞壁，获得原生质体，这属于酶解法，A正确；原生质体融合依赖膜的流动性，融合的原生质体形成细胞壁后再进行有丝分裂形成子细胞，B正确；用灭活的病毒处理细胞是诱导动物细胞融合常用的方法，而植物原生质体融合一般不用灭活的病毒诱导融合，C错误；融合原生质体后，由于存在同种细胞相融合的现象，还有一些未融合的细胞，所以可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种细胞，D正确。2．(2022·淮安模拟)研究植物脱毒对地下土壤生态系统的影响，提高植物对环境的适应和改造能力，对于实现未来高产高效农业的发展具有重要意义。下列叙述正确的是( D )A．分生组织等外植体必须经过灭菌后才能接种到培养基上B．该过程所用的培养基只能给外植体提供无机营养C．地下土壤微生物在土壤生态系统中只有消费者和分解者D．经单次a→f培养形成的植株不一定是符合生产要求的无病毒植株【解析】　分生组织等外植体必须经过消毒后才能接种到培养基上，A错误；该过程所用的培养基除无机营养外，还能提供外源激素等，B错误；土壤中的硝化细菌属于生产者，C错误；茎尖很少感染病毒，也可能含有病毒，经单次a→f培养形成的植株不一定是符合生产要求的无病毒植株，D正确。3．(2022·本溪模拟)高等哺乳动物受精后，受精卵开始进行细胞分裂。经桑葚胚、囊胚、原肠胚和组织器官的分化，最后发育成一个完整的幼体，完成胚胎发育的全过程，下列有关叙述正确的是( C )A．图中①②③依次称之为透明带、内细胞团、滋养层B．胚胎从①中伸展出来的过程叫孵化，发生在原肠胚期C．胚胎移植前可以取出②的细胞进行性别鉴定D．胚胎分割移植应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚【解析】　题图是胚胎发育过程中囊胚期示意图，①②③依次称之为透明带、滋养层、内细胞团，A错误；囊胚进一步扩大，会导致①(透明带)破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫孵化，即孵化发生在囊胚期，B错误；进行胚胎移植前，取囊胚中②滋养层细胞进行性别鉴定，这样不会破坏胚胎，C正确；胚胎分割移植应选取发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，D错误。4．(2022·潍坊模拟)我国科学家利用基因编辑技术，获得一只生物节律核心基因BMAL1敲除的猕猴。用高精度工具去除该猴卵母细胞的细胞核，再与成纤维细胞融合，将发育形成的早期胚胎植入代孕雌猴，获得5只克隆猴，用于研究生物节律机制。以下叙述错误的是( A )A．卵母细胞去核的方法是显微注射法，还可以用紫外光短时间照射等方法B．胚胎体外培养过程不需要利用相关技术去除早期胚胎外的透明带C．重组胚胎需要用物理或化学方法激活，使之完成细胞分裂和发育进程D．早期胚胎植入代孕雌猴前，可用分割针平均分割处理提高胚胎利用率【解析】　MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体，通过显微操作(而非显微注射)去核法去除卵母细胞核时将另一极体一并吸出，也可采用紫外光短时间照射、化学物质处理等手段，A错误；动物胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的，胚胎体外培养过程不需要利用相关技术去除早期胚胎外的透明带，B正确；为使重组胚胎完成细胞分裂和发育进程，需要用物理或化学方法激活重组胚胎，C正确；早期胚胎植入代孕雌猴前，可用分割针平均分割处理提高胚胎利用率，该过程中若选用囊胚期的胚胎，需要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育，D正确。5．(2022·华中师大一附中模拟)当前生物技术发展非常迅猛，很多生物技术的应用已经与我们的日常生活密切相关。下列有关生物技术的说法或做法正确的是( C )A．设计试管婴儿是指通过遗传咨询有选择地生育优良性状的小孩B．在我国，通过生殖性克隆有可能解决一些夫妇不孕不育的问题C．胚胎工程繁育良种时，供体和受体母畜都要进行同期发情处理D．对囊胚进行胚胎分割时，必须对整个胚胎进行均等分割【解析】　设计试管婴儿是指通过胚胎移植前对胚胎进行遗传学诊断有选择地生育符合特殊要求的小孩，通过遗传咨询有选择地生育优良性状的小孩能降低遗传病的发生概率，A错误；在我国，通过试管婴儿技术有可能解决一些夫妇不孕不育的问题，B错误；胚胎工程繁育良种时，供体和受体母畜都要进行同期发情处理，保证胚胎移植入相同的生理环境，C正确；对囊胚进行胚胎分割时，必须对内细胞团进行均等分割，D错误。6．(2021·淄博二模)我国科研人员利用大鼠、小鼠两个远亲物种创造出世界首例异种杂合二倍体胚胎干细胞(AdESCs)，过程如图所示。该细胞可分化成各种杂种体细胞，为研究不同物种性状差异的分子机制提供了模型。相关叙述不正确的是( D )A．单倍体囊胚1最可能由小鼠的卵细胞经体外诱导培养获得B．体外培养AdESCs需向培养液中添加动物血清等天然成分C．该项技术突破生殖隔离获得了哺乳动物远亲物种的杂种细胞D．AdESCs的染色体组数与大鼠—小鼠体细胞融合的杂种细胞相同【解析】　单倍体囊胚1能发育成孤雌单倍体胚胎干细胞，因此单倍体囊胚1最可能是由小鼠的卵子(卵细胞)发育而来，所采用的技术应为早期胚胎培养技术，A正确；动物细胞培养过程中，使用的培养液需添加动物血清等天然成分，B正确；由于物种间存在生殖隔离，自然情况下哺乳动物远亲物种间的配子往往无法完成受精作用，或者即便能完成受精也不能发育，该项技术突破生殖隔离获得了哺乳动物远亲物种的杂种细胞，C正确；结合题干信息和图示分析可知，该AdESCs是“杂合二倍体胚胎干细胞”，故体内有2个染色体组，但小鼠—大鼠杂交细胞是由体细胞融合产生的，因此杂交细胞中通常含有4个染色体组，两者染色体组数不同，D错误。6．(不定项)(2022·宿迁模拟)科学家在蛙的核移植实验中发现，肠上皮核移植实验中有1%～2%能形成蝌蚪，囊胚核移植实验中有50%能形成蝌蚪或成蛙。下列叙述错误的是( ABD )A．核移植得到的重组细胞须立即移植到蛙体内B．由于科技的进步，用猴进行体细胞核移植实验的成功率与用蛙的相当C．该实验说明胚胎细胞分化程度较低，全能性的表达更容易D．核移植得到的克隆蛙的遗传性状与供核蛙的完全相同【解析】　蛙是体外受精，生殖发育过程都是在体外完成的，所以实验中用到核移植技术得到的重组细胞，不用移植到蛙体内，A错误；蛙是体外受精，生殖发育过程都是在体外完成的，猴子是体内受精、体内发育的，用猴进行体细胞核移植实验的成功率与用蛙无可比性，B错误；题意显示，肠上皮核移植实验中有1%～2%能形成蝌蚪，囊胚核移植实验中有50%能形成蝌蚪或成蛙，该实验说明胚胎细胞分化程度较低，全能性的表达更容易，C正确；蛙的性状有些是核基因控制，有些是质基因控制，核移植得到的克隆蛙的遗传性状与供核蛙的不完全相同，D错误。7．(2022·大连二十四中模拟)紫草宁是从紫草细胞中提取的一种色素，具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。科研人员利用紫草外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中进行悬浮培养，以获得更多的紫草宁。下列说法错误的是( A )A．需要在培养液中加入大量的蔗糖以提供植物细胞所需的能量B．利用果胶酶将愈伤组织分散成单个细胞，然后进行悬浮培养C．诱导形成愈伤组织需要利用生长素、细胞分裂素等进行调节D．紫草宁是植物细胞次生代谢产物，其合成具有时间和组织特异性【解析】　培养基中应加入适量蔗糖，不能加入大量的蔗糖，否则会发生质壁分离甚至导致细胞死亡，A错误；植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，所以悬浮培养时，可以利用果胶酶(酶的专一性)处理将植物细胞分散开，B正确；诱导外植体脱分化获得愈伤组织的过程通常需要一定比例的生长素和细胞分裂素来调节，C正确；植物次生代谢产物是由植物次生代谢产生的一类非必需的小分子有机化合物，其产生和分布通常有种属、器官、组织以及生长发育时期的特异性，D正确。7．(不定项)(2022·烟台模拟)SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶，它能催化超氧阴离子自由基形成H2O2，增强植物的抗逆性。如图为培育能够产生SOD的农作物新品种的一种方式，下列有关叙述错误的是( ABD )A．①过程中最常用的方法是采用显微注射技术将SOD基因导入植物细胞B．②、③分别表示脱分化、再分化过程，无需严格的无菌操作C．该育种方式利用了细胞工程和基因工程，能体现细胞的全能性D．利用植物组织培养生产SOD时，需要将外植体培养到胚状体【解析】　①过程中最常用的方法是采用农杆菌转化法将SOD基因导入植物细胞，A错误；②、③分别表示脱分化、再分化过程，均需要在严格的无菌条件下完成，B错误；该育种方式利用了细胞工程和基因工程，将植物细胞培育成植物个体，能体现细胞的全能性，C正确；利用植物组织培养生产SOD时，只需要将外植体培养到愈伤组织，D错误。8．(2021·1月浙江高考)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 遗传  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 间种  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 DNA聚合酶  和限制性内切核酸酶等，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rol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 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 传代  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。【解析】　(1)根据题意可知，对三叶青的保护属于遗传多样性；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聚合酶和限制性内切核酸酶等。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传代培养，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。9．(2022·枣庄期末)基因剔除动物模型一直以来是开展基因功能研究的重要工具，其原理是通过导入外源分子使动物的某特定基因失活，进而培养出有基因缺陷的动物来研究相应基因的功能。下图是制作某类基因剔除小鼠流程示意图。请据图回答相关问题：(1)图中①过程常用的技术是 显微注射  ，②过程是 早期胚胎培养  。(2)体外受精时需要对精子进行 获能  处理，然后与处于 减数第二次分裂中  期的卵母细胞在专用的受精溶液中完成受精过程。(3)为更多地获得基因剔除小鼠，可对囊胚阶段的胚胎进行分割移植，此时要对 内细胞团  进行均等分割。请说明理由： 内细胞团将来发育成胎儿的组织器官，若不均等分割，会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育  。(4)研究发现人的SP1基因与乳腺癌细胞的异常表达和增殖密切相关。你认为基因剔除技术可以为乳腺癌的治疗提供怎样的新思路： 通过基因剔除技术使SP1基因失活，从而阻止乳腺细胞癌变  。【解析】　(1)图中①过程常用显微注射技术，②是早期胚胎培养过程。(2)精子需要经过获能才能与成熟的卵母细胞(减数第二次分裂中期的卵母细胞)结合形成受精卵。(3)对囊胚阶段的胚胎进行分割移植时要对内细胞团进行均等分割，因为内细胞团将来发育成胎儿的组织器官，若不均等分割，会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(4)由于人的SP1基因与乳腺癌细胞的异常表达和增殖密切相关，则可通过基因剔除技术使SP1基因失活，从而阻止乳腺细胞癌变。10．(2022·邯郸一中模拟)某科研人员将人的体细胞的细胞核植入兔去核的卵母细胞中，使之融合形成杂种细胞，培养杂种细胞使之发育至囊胚期，从中分离出人的胚胎干细胞，通过体外培养可知，获得的胚胎干细胞能长期增殖并保持不分化的状态。回答下列问题：(1)动物细胞培养技术是其他动物细胞工程的基础，该技术的原理是 细胞增殖  。培养人的细胞时，要将人的细胞置于 含95%空气和5%CO2的混合　气体环境中培养。为了防止杂菌污染，在培养过程中可采取的措施有 加入抗生素  。(2)在接受移植的细胞核之前，兔的卵母细胞需要在体外培养至 减数第二次分裂中期(或MⅡ中期)  (填时期)。人的细胞核能在兔去核的卵母细胞中重新启动，原因是兔去核的卵母细胞中有 能激发人细胞核表现出全能性的物质  。(3)从功能上分析，获得的胚胎干细胞的特点是 具有发育的全能性  。在体外培养胚胎干细胞时，常在培养皿底部铺设一层饲养层细胞，其作用是 抑制细胞分化，促进细胞生长  。【解析】　(1)动物细胞培养技术依据的生物学原理是细胞增殖。培养液中通入一定浓度的CO2可维持培养液pH的稳定，故要将人的细胞置于含95%空气和5%CO2的混合气体环境中培养。一般抗生素可以抑制细菌的繁殖，防止杂菌污染。(2)由于动物排出的卵子成熟度不同，当达到减数第二次分裂中期时，才具有与精子受精的能力，所以卵母细胞需要培养至减数第二次分裂中期再进行核移植。兔去核卵母细胞的细胞质中营养丰富，能为发育提供充足的营养，且能在激发条件下完成细胞分裂和发育进程，最主要的是存在能激发移植的人细胞核表现出全能性的物质。(3)胚胎干细胞具有发育的全能性，能发育成各种组织细胞。胚胎干细胞在饲养层细胞上增殖时，能维持只增殖不分化的状态，故饲养层细胞的作用是抑制细胞分化，促进细胞生长。