新高考生物一轮复习小题过关训练第33练 细胞工程与胚胎工程（含解析）

专题10  生物技术与工程

第33练   细胞工程与胚胎工程

1．（2021·湖北·高考真题）自青霉素被发现以来，抗生素对疾病治疗起了重要作用。目前抗生素的不合理使用已经引起人们的关注。下列关于抗生素使用的叙述，正确的是（    ）

A．作用机制不同的抗生素同时使用，可提高对疾病的治疗效果

B．青霉素能直接杀死细菌，从而达到治疗疾病的目的

C．畜牧业中为了防止牲畜生病可大量使用抗生素

D．定期服用抗生素可预防病菌引起的肠道疾病

【答案】A

【详解】A、结合分析可知，抗生素的作用机理主要有四个方面，作用机制不同的抗生素同时使用，可从不同方面对于病原体进行防治，故可提高对疾病的治疗效果，A正确；

B、青霉素杀死细菌可能是通过抑制细菌细胞壁的合成或增强细菌细胞膜通透性等途径实现的，不是直接杀死细菌，B错误；

C、抗生素大量使用会导致耐药菌等的出现，不利于牲畜疾病的防控，C错误；

D、定期服用抗生素会导致耐药菌等的出现，不能用于预防病菌引起的肠道疾病，D错误。

2．（2021·福建·高考真题）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

【答案】B

【详解】A、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；

B、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；

C、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；

D、在获能溶液中精子入卵（次级卵母细胞）的时期是②，D错误。

3．（2022·浙江·高考真题）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

【答案】A

【详解】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。

4．（2021·江苏·高考真题）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

【答案】D

【详解】A、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；

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，B正确；

C、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；

D、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。

5．（2021·浙江·高考真题）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

【答案】B

【详解】A、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；

B、“合子”第一次分裂、第二次分裂后形成的细胞仍具有全能性，B错误；

C、“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；

D、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。

6．（2021·浙江·高考真题）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官，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

【答案】B

【详解】A、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；

B、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；

C、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；

D、由分析可知，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。

7．（2021·山东·高考真题）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

【答案】D

【详解】A、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，因此原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响小，A错误；

B、单抗制备过程中通常将经过免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，B错误；

C、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；

D、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。

8．（2021·辽宁·高考真题）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

【答案】B

【详解】A、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于乙牛，则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，A错误；

B、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；

C、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；

D、过程③将激活后的重组细胞培养至囊胚或桑椹胚后移植，D错误。

9．（2021·湖北·高考真题）月季在我国享有“花中皇后”的美誉。为了建立月季某新品种的快速繁殖体系，以芽体为外植体，在MS培养基中添加不同浓度的6-BA和IBA进行芽体增殖实验，芽分化率（%）结果如表。

关于上述实验，下列叙述错误的是（    ）

A．6-BA浓度大于4．0mg·L-1时，芽分化率明显降低

B．6-BA与IBA的比例为10：1时芽分化率均高于其他比例

C．在培养基中同时添加适量的6-BA和IBA，可促进芽分化

D．2．0mg·L-16-BA和0．2mg·L-1IBA是实验处理中芽分化的最佳组合

【答案】B

【详解】A、据表可知，6-BA浓度为从4.0mg·L-1到5.0mg·L-1时，芽分化率降低非常明显，故6-BA浓度大于4．0mg·L-1时，芽分化率明显降低，A正确；

B、据表可知，当6-BA与IBA的比例为10：1时，芽分化率为31%、95%、64%、30%、4%

，因此6-BA与IBA的比例为10：1时，芽分化率不一定都高于其他比例，B错误；

C、据表可知，6-BA与IBA的比例会影响芽的分化率，因此在培养基中同时添加适量的6-BA和IBA，可促进芽分化，C正确；

D、据表可知，芽分化率为95%是最高的，此时6-BA和IBA分别为2.0mg·L-1、0.2mg·L-1，是实验处理中芽分化的最佳组合，D正确。

10．（2021·福建·高考真题）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

【答案】D

【详解】A、愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞脱分化形成的，A错误；

B、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；

C、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；

D、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。

11．（2021·江苏·高考真题）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

【答案】D

【详解】A、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；

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，胚状体若包裹上人工种皮，可制作成人工种子，B正确；

C、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；

D、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。

12．（2022·浙江·高考真题）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

【答案】D

【详解】A、 自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用70%酒精，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；

B、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；

C、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；

D、不带叶片的菊花茎的切段可通过植物组织培养分化出芽和根这种器官发生的途径形成完整的菊花植株，D正确。

13．（2022·山东·高考真题）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

【答案】D

【详解】A、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；

B、 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；

C、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两种抗体，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；

D、 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。

14．（2022·湖北·高考真题）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，其原因不可能的是（　　）

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

【答案】A

【详解】A、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，不会造成生长缓慢，A符合题意；

B、培养瓶瓶口密封会使培养液中缺氧，影响细胞有氧呼吸，造成供能不足，可能使细胞生长缓慢，B不符合题意；

C、血清经过高温处理后，其中活性成分变性，失去原有功能，细胞生存环境严重恶化，可能使细胞生长缓慢，C不符合题意；

D、小鼠内环境为弱碱性，所使用的培养基呈弱酸性，使细胞生存环境恶劣，可能造成细胞生长缓慢，D不符合题意。

15．（2022·北京·高考真题）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

【答案】A

【详解】A、内细胞团是已经分化的细胞组成，获得Mc的生物技术并未利用核移植技术，A错误；

B、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；

C、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；

D、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。

16．（2021·江苏·高考真题）根据新冠病毒致病机制及人体免疫反应特征研制新冠疫苗，广泛接种疫苗可以快速建立免疫屏障，阻击病毒扩大。图1为新冠病毒入侵细胞后的增殖示意图，图2为人体免疫应答产生抗体的一般规律示意图。请据图回答下列问题。

(1)图1中，新冠病毒通过S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合，侵入细胞释放出病毒的（+）RNA，在宿主细胞中经____________合成病毒的RNA聚合酶。

(2)在RNA聚合酶的作用下，病毒利用宿主细胞中的原料，按照__________原则合成（-）RNA。随后大量合成新的（+）RNA。再以这些RNA为模板，分别在____________大量合成病毒的N蛋白和S、M、E蛋白。

(3)制备病毒灭活疫苗时，先大量培养表达___________的细胞，再接入新冠病毒扩大培养，灭活处理后制备疫苗。细胞培养时需通入CO2，其作用是______________。

(4)制备S蛋白的mRNA疫苗时，体外制备的mRNA常用脂质分子包裹后才用于接种。原因一是人体血液和组织中广泛存在__________，极易将裸露的mRNA水解，二是外源mRNA分子不易进入人体细胞产生抗原。

(5)第一次接种疫苗后，人体内识别到S蛋白的B细胞，经过增殖和分化，形成的________细胞可合成并分泌特异性识别__________的IgM和IgG抗体（见图2），形成的______细胞等再次接触到S蛋白时，发挥免疫保护作用。

(6)有些疫苗需要进行第二次接种，据图2分析进行二次接种的意义是________。

【答案】(1)翻译

(2)碱基互补配对     游离核糖体和粗面内质网上的核糖体

(3) ACE2受体     维持培养液的酸碱度

(4)RNA酶

(5)浆     新冠病毒S蛋白     记忆

(6)激发再次应答在人体内产生更多维持时间更长的抗体,并储备更多的记忆细胞

【分析】（1）结合分析可知，新冠病毒侵入细胞后释放出病毒的（+）RNA，在宿主细胞中经翻译合成病毒的RNA聚合酶。

（2）在RNA聚合酶的作用下，病毒利用宿主细胞中的原料，按照碱基互补配对原则合成（-）RNA；随后再通过复制合成大量新的（+）RNA，再以这些RNA为模板，分别在游离核糖体和粗面内质网上的核糖体大量合成病毒的N蛋白和S、M、E蛋白。

（3）病毒表面的蛋白质可作为抗原激发机体的特异性免疫过程，制备新冠病毒灭活疫苗时，先大量培养能够表达ACE2受体的细胞，再接入新冠病毒扩大培养，经灭活处理后制备疫苗；动物细胞培养时常需通入CO2，其目的是维持培养液的酸碱度。

（4）由于人体血液和组织中广泛存在RNA酶极易将裸露的mRNA水解，另外外源mRNA分子不易进入人体细胞产生抗原，因此，制备S蛋白的mRNA疫苗时，体外制备的mRNA常用脂质分子包裹后才用于接种。

（5）第一次接种疫苗后，刺激B细胞增殖和分化，形成的浆细胞可合成并分泌特异性识别新冠病毒S蛋白的IgM和IgG抗体，并产生记忆细胞；当再次接触到S蛋白时，记忆细胞增殖分化，产生大量浆细胞，分泌大量抗体，发挥免疫保护作用。

（6）进行二次接种的意义：激发再次应答在人体内产生更多维持时间更长的抗体,并储备更多的记忆细胞。

17．（2022·全国·高考真题）某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题，

(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是____________。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是____________；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是___________（答出1点即可）。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到___________时才具备与精子受精的能力。

(2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含的营养成分有___________（答出3点即可）等。将培养好的良种囊胚保存备用。

(3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是___________。

【答案】(1)冷冻保存     刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受精能力     肝素或钙离子载体A23187     MⅡ中期

(2)维生素、氨基酸、核苷酸

(3)对受体母羊进行发情处理，合适的时间，将保存的囊胚移植入受体母羊的子宫

【分析】试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术。

（1）精液可以冷冻保存，使用前再将精液解冻离心分离。刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受精能力，故在体外受精前要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法，化学诱导法是将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能。卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期（MⅡ中期）才能具备与精子受精的能力。

（2）进行早期胚胎培养的培养液中，除了无机盐、激素、血清外，还含有维生素、氨基酸、核苷酸等。

（3）要利用保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料，获得具有该公羊优良性状的后代，主要是利用胚胎移植技术，即对受体母羊进行发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。