2024届人教版高考生物一轮复习植物细胞工程与动物细胞工程作业（多项版）含答案

这是一份2024届人教版高考生物一轮复习植物细胞工程与动物细胞工程作业（多项版）含答案，共10页。
第3课　植物细胞工程与动物细胞工程
[基础练透]
1．(2022·莆田市二模)科研人员利用胡萝卜根段进行组织培养获得试管苗，部分操作过程如图所示。下列分析错误的是(　　)
→→→
　①　　　　　②　　　　③　　　　　④
A．步骤①选取形成层是因为其细胞分裂旺盛
B．步骤②需要对胡萝卜的组织块进行消毒
C．步骤③通过细胞分化形成愈伤组织
D．步骤③和步骤④所用的培养基有差异
解析：选C。形成层细胞分裂旺盛，容易诱导脱分化，A正确；步骤②需要对胡萝卜的组织块进行消毒，防止培养过程中微生物感染，B正确；步骤③通过脱分化形成愈伤组织，C错误；步骤③为脱分化形成愈伤组织，步骤④为再分化形成胚状体，脱分化和再分化培养基中细胞分裂素和生长素的含量、比例不同，因此步骤③和步骤④所用的培养基有差异，D正确。
2．(2022·枣庄市二模)科学家利用马铃薯和西红柿叶片分离原生质体并进行细胞杂交，最终获得了杂种植株，相关过程如图所示。有关分析正确的是(　　)

A．过程①应将叶片上表皮向上，置于含纤维素酶和果胶酶的等渗或略高渗溶液中
B．过程②中的原生质体由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成
C．过程④可用高Ca2＋—低pH融合法，目的是促进原生质体融合
D．过程⑤进行脱分化和再分化，杂种植株一定具有马铃薯和西红柿的优良性状
解析：选A。应将叶片下表皮的一面朝下(能与溶液接触)，原生质体没有细胞壁，为避免原生质体吸水涨破，将叶片置于等渗或略高渗溶液中，A正确；原生质层的结构是由细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质组成，而原生质体包括细胞膜、细胞质和细胞核和细胞器等，B错误；诱导原生质体融合的化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等，过程④可用高Ca2＋—高pH融合法，目的是促进原生质体融合，C错误；由于基因的选择性表达，获得的杂种植株不一定能够表现亲本的优良性状，如番茄—马铃薯杂种植物，地上没有结番茄，地下也没有长马铃薯，D错误。
3．实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A．甲过程需要对实验小鼠进行消毒
B．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶处理
C．丙过程是原代培养
D．丁过程直接将丙过程得到的细胞分瓶培养
解析：选D。动物细胞培养需要无菌无毒的环境，甲过程是指从实验小鼠身上取下皮肤组织，该过程需要对小鼠进行消毒处理，A正确；乙过程表示将皮肤组织分散成单个细胞制备成细胞悬液，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理，B正确；丙过程为将动物组织经处理后的初次培养，即丙过程为原代培养，C正确；丁过程表示传代培养，需要再次用胰蛋白酶处理并离心收集，之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养，D错误。
4．(2022·山东枣庄模拟)关于动物细胞融合的说法，不正确的是(　　)
A．动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个细胞结合形成一个细胞的过程
B．细胞融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的单核细胞称为杂交细胞
C．细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能
D．常用的诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法和紫外线照射等
解析：选D。常用的诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等，而紫外线照射不是诱导动物细胞融合的方法，D错误。
5．(2022·北京延庆模拟)6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6PD)有F和S两种类型，分别由一对等位基因XF和XS编码。将基因型为XFXS的女性皮肤组织用胰蛋白酶处理，进行原代培养，然后用不同的单个细胞分别进行单克隆培养。分别从原代培养和各单克隆培养取样，对G-6PD进行电泳检测，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A．原代培养的细胞中都含有XF基因和XS基因
B．原代培养细胞电泳图有2个条带，是因为同时检测了多个细胞
C．单克隆培养的细胞1、2、4、5、8、9与3、6、7所含基因不同
D．实验结果可能是女性细胞中一条X染色体随机失活导致的
解析：选C。将基因型为XFXS的女性皮肤组织用胰蛋白酶处理，进行原代培养，由于细胞分裂过程中遗传物质不变，所以原代培养的细胞中都含有XF基因和XS基因，A正确；对原代培养的细胞进行电泳检测，结果出现F型蛋白和S型蛋白，而单克隆培养的细胞只能出现一种条带，说明原代培养的细胞为不同类型，即原代培养细胞电泳图有2个条带是因为同时检测了多个细胞，B正确；动物细胞培养过程中细胞分裂方式为有丝分裂，遗传物质不变，故细胞1、2、4、5、8、9与3、6、7所含基因相同，C错误；原代培养的细胞后代用胰蛋白酶处理形成的单个细胞进行克隆培养，在克隆培养的后代中，有的细胞群只合成F型蛋白，有的细胞群只合成S型蛋白，说明XFXS的雌性体细胞的两个X染色体会有一个随机失活，且这个细胞的后代相应的X染色体均会发生同样的变化，D正确。
6．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
解析：选B。肠细胞的细胞核移植到去核蛙卵中，形成的“合子”具有全能性，说明已分化的肠细胞不能表达全能性是受某些物质的限制，A正确；细胞的全能性是指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和特性，“合子”第一次分裂后形成的细胞仍具有全能性，B错误；“合子”发育成正常蝌蚪的过程中伴随着细胞分化，C正确；细胞核具有全能性，是由于其含有该物种的全套基因，D正确。
7．(多选)HER—2(一种跨膜糖蛋白)高表达通常只出现于胎儿期，正常人体组织中其表达量极低，在乳腺细胞中高表达可加速细胞分裂，使其增殖、分化过程失衡，最终转变为乳腺癌。抗体—药物偶联物T—DMI由曲妥珠单抗和药物DMI连接而成，对HER—2有很强的靶向性。下列相关分析正确的是(　　)
A．胎儿期HER—2高表达可能与胚胎发育有关，成人HER—2含量高可为乳腺癌诊断提供参考
B．因为获取的B淋巴细胞可能有多种，所以曲妥珠单抗的制备过程需进行专一抗体阳性检测
C．DMI与HER—2特异性结合是T—DMI对癌细胞进行选择性杀伤的关键
D．利用同位素标记的曲妥珠单抗在乳腺组织中成像的技术可定位诊断肿瘤的位置
解析：选ABD。HER—2(一种跨膜糖蛋白)高表达通常只出现于胎儿期，可能与胚胎发育有关，正常人体组织中其表达量极低，在乳腺细胞中高表达可加速细胞分裂，使其增殖、分化过程失衡，最终转变为乳腺癌，所以成人HER—2含量高可为乳腺癌诊断提供参考，A正确；机体生活的环境存在多种抗原，所以获取的B淋巴细胞可能有多种，故曲妥珠单抗的制备过程需进行专一抗体阳性检测，以保证能与HER—2特异性结合，B正确；DMI是药物，不能与HER—2特异性结合，能与HER—2特异性结合的是曲妥珠单抗，C错误；曲妥珠单抗能与HER—2特异性结合，故利用同位素标记的曲妥珠单抗在乳腺组织中成像的技术可定位诊断肿瘤的位置，D正确。
8．科学家用植物体细胞杂交技术，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株，培育过程如图所示，其中①～⑤表示过程，a～f表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题：

(1)在植物体细胞杂交技术中，过程①常用________________酶处理植物细胞以除去细胞壁。
(2)过程②表示___________，依据的生物学原理是__________________。
(3)与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器是____________。
(4)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是_________，其中过程④表示____________过程，过程⑤涉及的细胞分裂方式为__________。
(5)若番茄细胞内含m条染色体，马铃薯细胞内含n条染色体，则“番茄—马铃薯”杂种植株的体细胞内含____________条染色体；若由杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株为几倍体？________________。
(6)如果形成c的原生质体a、b来源于同一株番茄，那么更常用且有效的得到番茄植株f的处理方法是_________________。
解析：(1)由图可知，过程①为用纤维素酶和果胶酶处理两种植物细胞以除去细胞壁，得到原生质体。(2)过程②表示诱导原生质体融合，依据的生物学原理是细胞膜具有一定的流动性。(3)过程③是杂种细胞再生出细胞壁，在此过程中高尔基体起重要作用。(4)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是植物细胞的全能性，图中过程④表示脱分化，过程⑤表示再分化，在过程⑤中细胞进行有丝分裂。(5)植物体细胞杂交得到的杂种细胞中染色体数目是番茄细胞和马铃薯细胞中染色体数目之和，即杂种细胞有m＋n条染色体；若培育成的杂种植株是四倍体，则该杂种植株的花粉经离体培养得到的植株是单倍体，因为其是由配子(如花粉)发育而来的。(6)利用同一株植物的体细胞融合得到的植株是同源多倍体，获得同源多倍体更常用且有效的方法是利用适宜浓度的秋水仙素处理萌发的植物种子或幼苗。
答案：(1)纤维素酶和果胶　(2)诱导原生质体融合　细胞膜具有一定的流动性　(3)高尔基体　(4)植物细胞的全能性　脱分化　有丝分裂　(5)m＋n　单倍体　(6)用适宜浓度的秋水仙素处理萌发的番茄种子或幼苗
[能力提升]
9．用植物细胞工程技术将天竺葵与香茅草进行杂交可产生驱蚊香草，使有驱蚊作用的香茅醛随着植物的蒸腾作用散发到空气中，达到驱蚊的效果。下列有关培养过程的叙述错误的是(　　)
A．原生质体的融合常用PEG作为诱导剂
B．形成的愈伤组织其代谢类型是自养需氧型
C．由杂种细胞→杂种植株，要经过有丝分裂和细胞的分化
D．该项技术可打破生殖隔离，实现远缘杂交育种
解析：选B。植物体细胞杂交过程中，诱导原生质体融合常用的诱导剂是PEG，A正确；杂种细胞经植物组织培养形成的愈伤组织，自身不含叶绿素无法进行光合作用，其营养物质来自培养基，代谢类型是异养需氧型，B错误；杂种细胞要经过有丝分裂、脱分化和再分化才能形成杂种植株，C正确；植物体细胞杂交打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，D正确。
10．(2022·山东模拟)2020年12月24日，青岛农业大学的赵明辉团队研究的克隆猫“平安”降生。“平安”的获得是从野生森林猫的皮肤上取了一小块皮肤，用一只在宠物医院做绝育手术的中华田园猫的卵子作为受体，通过细胞核置换和人工激活，制作出多枚体细胞克隆胚胎。将克隆胚胎移植到受体母猫后，经过62天孕育而得到的。经鉴定，“平安”与受体母猫无任何亲缘关系。用猫克隆技术和基因编辑技术可以大量生产携带特定疾病的个体，供医学研究和药物开发所使用。下列说法错误的是(　　)
A．从中华田园猫的卵巢中获取的卵子应在体外培养到减数分裂Ⅱ中期
B．对野生森林猫的皮肤组织用胰蛋白酶处理后进行扩大培养获得更多的核供体细胞
C．用乙醇、蛋白酶合成抑制剂等物质激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程
D．对受体中华田园猫进行同期发情和免疫抑制处理，以保证移入的桑葚胚或囊胚在其子宫内存活
解析：选D。从中华田园猫的卵巢中获取的卵子未发育成熟，应在体外培养到减数分裂Ⅱ中期，A正确；对野生森林猫的皮肤组织用胰蛋白酶处理后形成单个细胞，防止接触抑制，进行扩大培养获得更多的核供体细胞，B正确；用乙醇、蛋白酶合成抑制剂等物质激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，C正确；同种生物受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，不需要注射免疫抑制剂，D错误。
11．(多选)间充质干细胞(MSCs)是来源于中胚层，存在于骨髓及多种组织中的多向分化的一类干细胞，可向成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞及神经细胞等分化。研究人员将一定量的骨髓间充质干细胞移植到多名系统性红斑狼疮志愿患者体内，结果这些患者的病情得到缓解。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．间充质干细胞分化的过程中，核酸的数量会发生改变
B．移植间充质干细胞可缓解系统性红斑狼疮病情的原因可能是该细胞具有降低特异性免疫的作用
C．衰老的间充质干细胞的细胞核体积减小，染色质收缩，染色加深
D．体外培养间充质干细胞时，需将其放在含95%的O2加5%的CO2的混合气体中培养
解析：选CD。细胞分化的过程中，因为基因的选择性表达，RNA的种类和数量会发生改变。所以说经过细胞分化后核酸的数量会发生改变，A正确。系统性红斑狼疮是由于机体免疫系统异常敏感，反应过度，“敌我不分”地将自身物质当作外来异物攻击，为自身免疫病，而将一定量的间充质干细胞移植到患者身上，病情缓解，原因可能是抑制其免疫细胞功能，使机体免疫系统敏感性降低，特异性免疫减弱，B正确；衰老的细胞特点之一是细胞核体积变大，C错误；体外培养间充质干细胞时，需将其放在含95%的空气加5%的CO2的混合气体中培养，D错误。
12．(2022·河北模拟)甘草酸是中药甘草中的主要活性成分，为了快速检测甘草酸，科研人员利用细胞工程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体，其基本操作过程如图1。图2是科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根培育抗鼓胀病的苜蓿新品种流程图(注：IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R－6G可阻止线粒体的呼吸作用，二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同)。请回答下列问题：

图1

图2
(1)图1中制备单克隆抗体首先需要对动物进行免疫处理，所用的抗原是________________________。②过程常用____________________作为诱导剂，该诱导剂不能用于植物细胞的融合。③和④过程为两次筛选过程，这两次筛选的目的分别是______________________________________。
细胞丁的特性是______________________________。
(2)图2中①过程可使用________________________作为诱导剂，也可使用____________________等物理方法。图中③过程愈伤组织经过______________形成再生植株，这一过程的原理是______________________。推测在融合后只有异源融合产物能够存活的原因是________________________________。
解析：(1)由图1可知，图中所用抗原是甘草酸—牛血清白蛋白结合抗原，图1中②过程为促进细胞融合的过程，常用灭活的病毒作用于细胞膜上的糖蛋白，使细胞互相融合，因为动物细胞膜上有很强的细胞识别能力，而植物细胞不存在这种能力，所以该方法不适用于植物。细胞融合后要进行两次筛选，即图1中的③和④过程，第一次筛选把杂交瘤细胞选出来，第二次筛选把能产生所需抗体的杂交瘤细胞选出来。骨髓瘤细胞可以无限增殖，而细胞甲，即B淋巴细胞可以产生抗体但不可以无限增殖，所以需要两者结合，两者结合后经过筛选获得的细胞丁既能产生特定抗体又能无限增殖。(2)图2中①过程诱导原生质体融合需要用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂，也可采用离心、电融合等物理方法诱导融合。图2中③过程愈伤组织经过再分化形成再生植株，这一过程的原理是植物细胞的全能性。根据题意可知，IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R－6G可阻止线粒体的呼吸作用，由于异源融合产物因代谢互补可恢复生长并获得再生能力，因此在融合后只有异源融合产物能够存活。
答案：(1)甘草酸—牛血清白蛋白结合抗原　灭活的病毒　筛选出杂交瘤细胞；筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞　既能产生特定抗体又能无限增殖　(2)聚乙二醇(PEG)　离心、电融合　再分化　植物细胞的全能性　异源融合产物因代谢互补可恢复生长并获得再生能力
13．(2022·山东泰安模拟)胚胎干细胞必须从胚胎中获取，但这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞，获得了类似于胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，因此iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。如图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图(c-Myc、Klf4、Sox2和Oct-3/4等基因与细胞的脱分化有关)。回答下列问题：

(1)在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，这说明细胞间的物质为________，__________(填“能”或“不能”)用胃蛋白酶处理成纤维细胞，原因是___________________________________________。
(2)在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是_________________________。
(3)过程③④为iPS细胞提供的条件不同，分化得到的细胞不同，可知细胞分化是__________________的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是__________________。
(4)如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，该技术可能的应用是_________________________________________________________________。
解析：(1)在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.5，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜pH为7.2～8.4。多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适宜用于细胞培养。(2)在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是清除代谢废物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。(3)细胞分化是基因的选择性表达的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内，由于自身体细胞组织相容性抗原相同，故可以避免发生免疫排斥问题。(4)如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，可以用该技术解决不育问题。
答案：(1)蛋白质　不能　多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中失活变性　(2)清除代谢废物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害　(3)基因的选择性表达　避免了免疫排斥问题　(4)解决不育问题