第2章 复习与提高-高二生物学人教版（2023）选择性必修三洞悉课后习题（word版含解析）

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——高二生物学人教版（2023）选择性必修三洞悉课后习题

【教材课后习题】

1.若下图表示细胞工程操作中的某些过程，请回答下列问题。

（1）如果A、B分别是白菜和甘蓝的原生质体，则C细胞再生出细胞壁后需要通过什么技术才能发育成杂种植株“白菜—甘蓝”？若白菜和甘蓝杂交产生了子代，该子代是否可育？为什么？

（2）若该图表示抗丙肝病毒的单克隆抗体制备过程中的一环，A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞表示什么？符合要求的C细胞应具有哪些特点？

（3）如果A、B分别是取自优良奶牛的卵细胞和精子，在进行体外受精时，一般要把A细胞培养到什么时期？B细胞则要经过什么处理才能与A细胞结合为受精卵？

2.2023年10月，我国科学家屠呦呦因发现青蒿素可以有效降低疟疾患者的死亡率而获得了诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素类药物的市场需求很大，请你根据所学内容及以下信息，提出一条提高青蒿素类药物产量的研究思路。

（1）青蒿素的衍生物一双氢青蒿素也是很好的抗疟疾药物，并且它的药物活性比青蒿素的高很多；

（2）青蒿素是从黄花蒿中提取的，在黄花蒿产生青蒿素的代谢过程中，某些酶（如FPS酶）起决定性作用；

（3）野生黄花蒿在生长过程中，处于花蕾期时体内青蒿素含量最高；

（4）研究人员在对黄花蒿进行组织培养时，发现它的愈伤组织中没有青蒿素，但是由愈伤组织再分化形成的芽和苗中均有青蒿素；

（5）四倍体黄花蒿体内青蒿素的含量比二倍体高38%，但四倍体植株比二倍体植株矮小很多。

3.在章首页中介绍的体细胞克隆猴的培育过程中，我国科学家经过多年的反复试验，可以在10s之内对卵母细胞进行去核操作，在15s之内将体细胞注入去核的卵母细胞里。有评论者认为：该研究的研究者利用“聪明的化学方法和操作技巧”，攻克了多年来导致体细胞克隆猴失败的障碍。培育克隆猴的流程如下图所示，请结合图回答问题。

（1）研究人员在将胎猴的体细胞注入去核的卵母细胞前，用灭活的仙台病毒进行了短暂处理。在此过程中，灭活的仙台病毒所起的作用是什么？

（2）为了调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率，研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理了它。这两种物质发挥作用的机制是什么？

（3）评论者所说的培育过程中用到的“聪明的化学方法和操作技巧”，你认为具体体现在什么地方？

（4）你认为体细胞克隆猴的成功培育有什么意义？

【定点变式训练】

4.狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉且其细胞中的黄酮类化合物可入药。为满足狼爪瓦松市场化需求，某科研小组利用植物细胞工程等技术手段，进行狼爪瓦松的扩大培养，具体过程如图所示（其中数字序号代表相应的处理过程）。下列有关分析正确的是()

A.过程③先在生长素/细胞分裂素的值高的培养基中培养，再转移至其值低的培养基中

B.过程④常用射线或化学物质处理即可获得大量所需的突变体植株丙

C.培育植株丁的过程有利于克服植物体远缘杂交不亲和的障碍

D.过程⑥利用愈伤组织分裂能力强、全能性高的特点可大量获得黄酮类化合物

5.病毒感染可引起植物发生严重病害，通过植物组织培养可以进行无病毒植株的培育。科研人员用生长点培养法获得无病毒植株，目前该方法已在马铃薯、甘薯、大蒜、石竹等植物的培育上获得成功，具体操作流程如图，下列有关叙述正确的是()

A.图示过程和动物体细胞核移植技术都能体现细胞的全能性

B.通过图示过程获得的胚状体具有较强的抗病毒能力

C.①过程中需要每日给予适当时间和强度的光照

D.生长素和细胞分裂素是脱分化、再分化过程的关键激素

6.如图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，有关叙述正确的是()

A.获得a、b需要用到胰蛋白酶和果胶酶

B.诱导a、b融合的化学试剂一般是秋水仙素

C.a、b融合为c依据的原理是生物膜的流动性

D.d、e、f过程表示植物的组织培养过程，e、f分别为脱分化和再分化

7.小鼠的某种上皮细胞与某种淋巴细胞体外培养时，细胞周期基本相同，但上皮细胞在培养时，呈现扁平不规则多角形，且黏附在培养瓶内壁上，而该淋巴细胞则常常悬浮在培养液中。下列有关叙述正确的是()

A.需将细胞置于含有95%空气和5%O2的培养箱中培养

B.对这两种动物细胞培养时，可用胰蛋白酶或胃蛋白酶分散细胞

C.培养消化道上皮细胞更易观察判断细胞是否具有接触抑制现象

D.传代培养时对这两类细胞的处理方式是相同的

8.如图所示是某动物细胞培养时，培养液中活细胞数和死亡细胞数的统计结果，下列相关叙述错误的是()

A.培养初期细胞死亡的原因可能是胰蛋白酶溶液浓度和处理时间不适宜

B.培养液中应适当加入一些青霉素、链霉素，以避免杂菌污染

C.培养至第6天时，新产生的细胞数等于死亡细胞数

D.曲线bc段变化的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢物积累

9.某科研小组探究不同浓度的PEG（聚乙二醇）对番茄和马铃薯细胞融合的影响，实验结果如表所示。下列叙述错误的是()

PEG的浓度20%25%30%35%40%

两种细胞的融合率0.68%2.97%6.03%4.63%2.80%

A.电融合法、离心法等也能促进植物细胞原生质体的融合

B.植物细胞融合完成的标志是两个细胞核的融合

C.实验中PEG的最适浓度在25%与35%之间

D.过高浓度的PEG会导致原生质体活性下降

10.实践表明，普通的单克隆抗体易被人体的免疫系统识别为异源蛋白而被清除。为解决这一问题，科研工对人源性单克隆抗体进行了研究，具体的操作过程如下：先用人的抗体基因取代小鼠的抗体基因，获得转基因小鼠；然后从接受抗原刺激的转基因小鼠体内获取B淋巴细胞，使这些B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，经过筛选之后获得杂交瘤细胞，用于单克隆抗体的制备。以下叙述错误的是()

A.获取转基因小鼠时，常用显微注射法将目的基因导入小鼠受精卵

B.B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合时，可以利用灭活的病毒进行诱导

C.对融合后获得的杂交瘤细胞进行培养即可获得大量的单克隆抗体

D.人源性单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、抗原性低等特点

11.原肠胚形成期被称为人体胚胎发育的“黑匣子”时期。研究人员利用胚胎干细胞，在实验室中制造出不能发育成完整胚胎的“拟原肠胚”模型，用来揭示和探究人类早期胚胎发育的过程。下列说法错误的是()

A.卵裂期细胞不断分裂，故细胞数目和有机物增多

B.胚胎干细胞具有细胞核大、核仁明显、蛋白质合成旺盛的特点

C.胚胎分割时需要将囊胚的内细胞团均等分割

D.胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性

12.下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述，错误的是()

A.精子在获能液中于37℃、5%CO2条件下培养的目的是使精子获能

B.小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素有促进超数排卵的作用

C.分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，因此发育成的个体没有形态学差异

D.注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育

13.请根据用不同方法培育优良种牛的过程图解（其中①~⑤表示操作过程）判断下列相关叙述错误的是()

A.图中①涉及的精子需进行获能处理

B.图中④过程所用的技术有胚胎分割和胚胎移植

C.图中a、b、c分别代表囊胚的内细胞团、囊胚腔、滋养层

D.受精卵应在培养液中培养一段时间后再进行胚胎移植，培养液的成分包括维生素、蛋白质、无机盐和糖类、氨基酸等

14.杜泊羊具有生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级肉用绵羊”。科研工通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图所示。下列相关叙述正确的是()

A.采集的卵母细胞与采集的精子在体外条件下需要立即完成受精作用

B.早期胚胎中的每一个细胞都具有发育成完整个体的潜能，属于全能干细胞

C.为获得更多卵母细胞，可以对雌性杜泊羊注射促性腺激素

D.为获得多只基因型相同的杜泊羊，只能选择发育良好的桑椹胚进行胚胎分割

15.卵胞浆内单精子显微注射技术（ICSI）是通过显微操作技术将单个精子注射到卵母细胞的胞浆内，使精卵结合受精，并将受精卵体外培养形成早期胚胎移植入母体子宫内的一种较为精细、尖端的辅助生殖技术，以其高效性被广泛应用于生产、科研和医学的诸多领域。下列有关该技术的叙述中，错误的是()

A.该技术所使用的卵母细胞需要培养到MⅡ期

B.该技术主要解决了一些异常精子不能突破透明带这一屏障的问题

C.体外培养的条件包括营养充足、温度和pH及气体环境适宜

D.该技术中，用原肠胚移植成功的概率高于囊胚或桑椹胚

16.下列关于细胞工程的叙述，错误的是()

A.两种不同植物体细胞杂交的过程中会发生染色体变异

B.动物细胞培养所用的培养基成分明确、含量确定，可严格配制

C.显微操作去核法是核移植技术中普遍使用的去核方法

D.电融合法可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合

17.请回答有关植物细胞工程的问题：

（1）植物组织培养的基本过程是将离体的组织、器官放在人工配制的培养基上进行诱导分化，从培养基的物理性质角度分析，该培养基属于_____培养基，所以推测其成分中含有_____，将离体的组织诱导分化出根、芽等，则培养基起关键作用的成分是_____。

（2）科学家将白菜和甘蓝细胞进行融合，得到了白菜-甘蓝型植株，此过程称为植物体细胞杂交技术。假设白菜和甘蓝的染色体数分别是2M和2N，则融合后的白菜-甘蓝型植株是_____倍体。与有性生殖相比，植物体细胞杂交的优势是_____。

（3）植物细胞工程在工业生产上有广泛的应用，其中之一是细胞产物的工厂化生产。为了避免细胞分化，进行此过程时一般是将组织培养到_____阶段。已知植物细胞工程用到的原理之一是植物细胞的全能性，但是在生物的生长发育中，细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种组织器官，原因是_____。

18.下面是某研究所培育克隆羊的流程图，回答下列问题：

（1）收集的卵母细胞需培养到_____期，其培养所需的气体条件为_____。

（2）在胚胎移植前进行_____，可得到多个克隆羊胚胎，该操作应在胚胎发育到_____阶段进行，操作时要注意将内细胞团均等分割，否则会_____。

（3）克隆羊的遗传物质与提供上皮细胞的亲本的遗传物质_____，克隆羊培养过程中涉及的生物工程方面的主要技术有_____（答出两点）等。

答案以及解析

1.答案：（1）植物组织培养技术。“白菜—甘蓝”子代可育，但白莱和甘蓝杂交子代不可育，因为白菜和甘蓝都是二倍体，二者的杂交子代是异源二倍体，细胞中无同源染色体，减数分裂时无法联会，无法产生正常配子，所以不可育。

（2）B细胞代表能产生特定抗体的B淋巴细胞。C细胞既能无限增殖，又能产生抗丙肝病毒的专一抗体。

（3）A细胞要培养到减数分裂Ⅱ中期，B细胞要进行获能处理。

2.答案：用基因工程技术将青蒿素基因或双氢青蒿素基因导入微生物，利用徽生物合成青蒿素。用植物组织培养技术，将外植体脱分化形成愈伤组织，再诱导愈伤组织再分化成胚状体，获取青蒿素。将FPS酶基因作为目的基因插入农杆菌T-DNA中，用农杆菌转化法导入青蒿素细胞，整合到青蒿素染色体DNA上，再利用植物组织培养获得FPS酶基因表达能力强、青蒿素产量高的品种。用秋水仙素处理黄花蒿种子或幼苗使之成为四倍体，获取青蒿素。或采用其他合理方法。

3.答案：（1）诱导胎猴体细胞和去核的卵母细胞融合。

（2）组蛋白修饰是表观遗传中重要的调控机制之一。组蛋白去甲基化酶参与形成不同组蛋白甲基化状态，调节DNA和组蛋白的缠绕程度，从而控制这些DNA与基因转录因子接触。调节与细胞分化、细胞周期阻滞等有关的蛋白质的表达。组蛋白脱乙酰酶抑制剂能选择性地恢复这些抑制因子，使细胞分化。

（3）用灭活的仙台病毒处理体细胞，Kdm4d的mRNA注入重构胚，同时用TSA处理。

（4）在保护濒危物种方面，可望利用体细胞核移植技术增加这些动物的存活数量。使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。用克隆动物做疾病模型能使人们更好地追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病等。

4.答案：C

解析：生长素/细胞分裂素的值高时，利于生根，该值低时利于生芽，过程③需先生芽，再生根，A错误；过程④常用射线或化学物质处理后经筛选，并进一步培养才能获得大量所需的突变体植株丙，B错误；植株丁是通过植物体细胞杂交技术培育而来的，该过程可以诱导不同植物细胞融合形成杂种植株，有利于克服植物体远缘杂交不亲和的障碍，C正确；过程⑥利用愈伤组织分裂能力强的特点可大量获得黄酮类化合物，没有培育成相应植株，不能体现其全能性，D错误。

5.答案：D

解析：植物组织培养获得完整植株的过程能体现植物细胞的全能性，但动物体细胞核移植技术只能体现动物细胞核的全能性，A错误；因为分生组织的病毒极少，甚至没有病毒，所以将分生组织进行离体培养能获得脱毒植株，而通过图示过程获得的胚状体不一定具有更强的抗病毒能力，B错误；①过程为诱导外植体形成愈伤组织的过程，诱导愈伤组织期间一般不需要光照【补充：在愈伤组织后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照】，C错误；在进行植物组织培养时，需要在培养基中添加适当比例的生长素和细胞分裂素，以诱导细胞的脱分化和再分化，D正确。

6.答案：C

解析：获得a、b需要用到纤维素酶和果胶酶，A错误；诱导a、b融合的化学试剂一般是聚乙二醇（PEG），B错误；a、b融合为c依据的原理是生物膜的流动性，C正确；d、e、f过程表示植物的组织培养过程，d、e分别为脱分化和再分化，D错误。

7.答案：C

解析：需将细胞置于含有95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2的培养箱中培养，A错误；对动物上皮细胞培养时，可用胰蛋白酶分散细胞，不能用胃蛋白酶，B错误；上皮细胞在培养时，呈现扁平不规则多角形，且黏附在培养瓶内壁上，如存在接触抑制，则细胞在瓶壁上只有一层，所以培养消化道上皮细胞更易观察判断细胞是否具有接触抑制现象，C正确；上皮细胞在培养时黏附在培养瓶内壁上，传代培养需要用胰蛋白酶处理，而淋巴细胞则常常悬浮在培养液中，所以传代培养时对这两类细胞的处理方式是不同的，D错误。

8.答案：C

解析：胰蛋白酶溶液浓度和处理时间不适宜时，细胞可能会出现损伤，受损细胞在培养初期可能会死亡，A正确；

培养液中应适当加入一些青霉素、链霉素，以避免杂菌污染，B正确；

培养至第6天时，活细胞数等于死亡细胞数，C错误；

曲线bc段表示活细胞数大量减少，主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢物积累等，D正确。

9.答案：B

解析：电融合法、离心法等都能促进植物细胞原生质体的融合，A正确；植物细胞融合完成的标志是再生出细胞壁，B错误；据表分析，PEG的最适浓度在25%与35%之间，C正确；过高浓度的PEG会导致原生质体失水，活性下降，D正确。

10.答案：C

解析：本题考查动物细胞融合与单克隆抗体制备。在动物转基因技术中，常采用显微注射法将目的基因导入动物的受精卵，A正确；常用灭活的病毒诱导动物细胞融合，B正确；用特定的选择培养基培养之后，筛选得到的杂交瘤细胞需经过克隆化培养和抗体检测，多次筛选才能获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞，C错误；人源性单克隆抗体能够有效解决鼠源性单克隆抗体被人体识别为异源蛋白的问题，具有特异性强、灵敏度高、抗原性低等特点，D正确。

11.答案：A

解析：本题主要考查胚胎工程。在卵裂期，细胞只分裂不生长，所以细胞数目增多，但是其中的有机物减少，A错误；胚胎干细胞是能够不断分裂的细胞，所以其具有细胞核大、核仁明显、蛋白质合成旺盛的特点，B正确；胚胎分割时需要将囊胚的内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步的发育，C正确；由于胚胎干细胞是分化程度较低的细胞，其分裂、分化能力强，具有发育的全能性，D正确。

12.答案：C

解析：精子在获能液中于37℃、5%CO2条件下培养，可使精子获能，A正确；给小鼠注射促性腺激素可促进其超数排卵，B正确；分割的胚胎细胞具有相同的遗传物质，但发育过程受基因突变或环境因素等影响，最终发育成的个体可能会有形态学差异，C错误；胚胎干细胞具有发育的全能性，能分化成各种组织器官，D正确。

13.答案：C

解析：图中①过程指的是获能的精子与成熟卵细胞结合成合子，完成受精作用的过程，A正确；由一个囊胚得到两个或多个个体的过程，要用到胚胎分割和胚胎移植技术，B正确；图中a、b、c分别代表囊胚的滋养层、囊胚腔、内细胞团，C错误；受精卵应在含维生素、氨基酸、蛋白质、无机盐和糖类的培养液中培养一段时间后再进行胚胎移植，D正确。

14.答案：C

解析：采集的卵母细胞要在体外经人工培养成熟后，才能与经过获能处理的精子完成受精过程，A错误；

早期胚胎中的细胞不都属于全能干细胞，B错误；

为获得更多卵母细胞，可以对雌性杜泊羊注射促性腺激素使其超数排卵，C正确；

胚胎分割时，应选择形态正常、发育良好的桑椹胚或囊胚，D错误。

15.答案：D

解析：本题考查胚胎工程。该技术实际上是体外受精技术，与精子体外结合的卵母细胞要培养到MⅡ期才有结合的能力，A正确；该技术解决了因精子活力不足，而无法发生顶体反应穿过放射冠和透明带的问题，B正确；动物细胞体外培养需要保证营养充足、温度和pH及气体环境条件适宜等，C正确；原肠胚分化程度高于囊胚和桑椹胚，正常情况下原肠胚时期的胚胎已经和母体形成紧密的联系，不适合再进行胚胎移植，D错误。

16.答案：B

解析：两种不同植物体细胞杂交的过程中会发生染色体数目变异，A正确；在动物细胞培养时，将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基称为合成培养基，通常在培养基中还需要加入适量血清等一些天然成分，B错误；目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微