新教材2024高考生物二轮专题复习整合训练16细胞工程

整合训练(十六)细胞工程全员必做题1.[2023·山东聊城统考三模]紫草宁是从紫草愈伤组织细胞中提取的一种药物和色素，具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。利用植物细胞培养生产的紫草宁是世界上首例药用植物细胞工程产品。下列关于植物细胞工程的说法，正确的是()A．植物细胞培养的目的主要是获得植物生长和生存所必需的次生代谢产物B．植物组织培养时，应对外植体进行灭菌处理以防止培养基及愈伤组织污染C．在培养愈伤组织时加入细胞融合的诱导剂，可直接获得染色体加倍的细胞D．叶肉细胞往往带病毒且细胞的全能性较低，故培育脱毒植物适宜选茎尖而不选叶片2．[2023·山东青岛统考三模]6­磷酸葡萄糖脱氢酶(G­6PD)有F和S两种类型，分别由一对等位基因XF和XS编码。基因型为XFXS的女性体细胞中的两个X染色体，会有一个随机失活。将基因型为XFXS的女性皮肤组织用胰蛋白酶处理后先进行细胞的原代培养，再对不同的细胞分别进行单克隆培养。分别对原代培养和单克隆培养的细胞进行G­6PD蛋白电泳检测，结果如图所示。下列说法错误的是()A．该过程用到的主要细胞工程技术是动物细胞培养B．用胰蛋白酶处理皮肤组织可使其分散成单个细胞C.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D．单克隆培养的细胞1、2、4、5、8、9与3、6、7所含基因不同3．[2023·江苏校联考三模]如图为科研人员利用白鼠和黑鼠的早期胚胎培育黑白嵌合鼠的简要过程，下列相关叙述正确的是()A．嵌合鼠的培育仅体现了细胞核具有全能性B．过程①中需利用相关技术去除早期胚胎外的透明带C．过程②中可利用聚乙二醇诱导卵裂球细胞发生融合D．过程③操作后，经受体孕育的后代，遗传特性在孕育过程中会发生变化4．[2023·重庆统考三模]单峰骆驼在野外几乎灭绝，科学家欲通过胚胎工程的方法拯救野化单峰骆驼，进行了下图所示研究。请据图分析，下列说法正确的是()A．为使A野化单峰骆驼超数排卵，可在其饲料中添加适量的雌激素B．为提高胚胎利用率，可采用胚胎分割、移植等无性繁殖技术C．卵裂期，胚胎的总体积不增加，但有机物总量增加D．若①表示体外受精，可直接利用B野化单峰骆驼的新鲜精子与处于MⅡ期卵母细胞完成受精作用5．[2023·山东济南统考三模]Transwell实验可模拟肿瘤细胞侵袭过程。取用无血清培养液制成的待测细胞悬液加入膜上铺有基质胶的上室中，下室为有血清培养液，上下层培养液以一层具有一定孔径的聚碳酸酯膜分隔开，放入培养箱中培养，通过计数下室的细胞量即可反映细胞的侵袭能力，如下图所示。下列说法错误的是()A．进入下室的肿瘤细胞数量越多，说明肿瘤细胞的分裂能力越强B．可用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理使动物细胞分散开C．肿瘤细胞可分泌水解酶将基质胶中的成分分解后进入下室D．血清培养液中含有某些因子促使肿瘤细胞向营养高的下室移动6．[2023·山东淄博统考三模]科研人员从小鼠的皮肤细胞中提取出干细胞，并将这些干细胞重新编程为原始态的胚胎干细胞(ESCs)。通过表达相关基因，将ESCs分化成为原始内胚层细胞和滋养层干细胞，并混合胚胎干细胞，将这三种细胞按照一定比例置入培养基培育3天，构建出胚胎模型，然后将其置于“人造机械子宫”中进行培养。这个小鼠的“合成胚胎”与自然胚胎非常相似，拥有一颗跳动的“心脏”、胎盘、卵黄囊，以及形成中的血管组织等，最终这个“合成胚胎”在存活了8天后死亡。下列说法正确的是()A．ESCs分化成原始内胚层细胞和滋养层干细胞的过程不受基因控制B．“合成胚胎”具有与自然胚胎相同的结构和功能C．“人造机械子宫”应为无菌、无毒并添加有血清的液体环境D．早期胚胎培养技术为将来合成器官组织用于移植和治疗疾病提供了新途径7．[2023·山东青岛统考二模](不定项)科研人员制备能产生双抗体的双杂交瘤细胞的实验过程如下：先制备两种杂交瘤细胞，每种杂交瘤细胞产生的抗体与抗原的结合情况如图1、2所示；然后再让两种杂交瘤细胞融合，经过筛选最终得到可以产生双抗体(同时抗α、β两种抗原，如图3所示)的双杂交瘤细胞。抗体由两条重链和两条轻链组成，重链和轻链均分为恒定区和可变区，两条重链依赖于A1或B1进行组装(A1与B1相同)，重链与轻链的组装依赖于恒定区的A2、a或B2、b(a与b相同)。下列叙述错误的是()A．需要用α、β两种抗原同时刺激双杂交瘤细胞后才可产生双抗体B．双杂交瘤细胞的筛选需要进行克隆化培养和抗体检测C．图3中的1、2、3、4、5、6可分别对应A2、B2、a、b、α、βD．双杂交瘤细胞产生的抗体可与α、β两种抗原同时结合，说明该抗体不具备特异性8．[2023·江西景德镇三模]2022年6月10日，世界首例体细胞克隆北极狼“玛雅”在北京诞生。克隆北极狼的供体细胞来自哈尔滨极地馆引进的一只野生北极狼的皮肤，卵母细胞来自一只处于发情期的母犬，代孕母体则是另一只比格犬。请回答下列问题：(1)作为受体的卵母细胞通过________技术去核，由于________期卵母细胞的核靠近第一极体，用________可一并吸除细胞核与第一极体。(2)研究人员将北极狼的体细胞注入去核的卵母细胞后，利用电激法处理体细胞和卵母细胞。此过程中，电激的作用是__________________________________。(3)哺乳动物胚胎的培养液成分一般比较复杂，除了有机盐和无机盐外，还需添加氨基酸、核苷酸、血清和________________。(4)克隆胚胎能在比格犬代孕母体内存活，从免疫学的角度分析，原因是____________________________________。(5)若利用发光水母中的绿色荧光蛋白基因培育荧光克隆北极狼。先提取发光水母中绿色荧光蛋白基因的mRNA通过反转录获得对应的DNA，再利用PCR技术扩增。此过程中需要加入的酶有______________________。基因表达载体的构建过程中需要用到DNA连接酶，此酶根据来源不同，可分为________________________________。重点选做题9.[2023·山东潍坊统考二模]植物细胞质中的叶绿体和线粒体是两个相对独立的遗传体系，控制着许多优良性状，胞质杂交是植物体细胞杂交应用的一个重要方面。下图为将植株1细胞质中的优良基因导入植株2的实验流程。下列说法正确的是()A．过程①用纤维素酶和果胶酶处理，需在低渗溶液中进行B．过程②通常采用灭活病毒诱导原生质体融合C.过程④应先诱导根形成后，再转接到诱导生芽的培养基上D．该方式获得的抗病植株，性状一般不能稳定遗传10．[2023·山东聊城统考二模]动物体细胞融合后染色体核型不稳定，来自某一方的染色体往往随机丢失一至多条，这种现象常应用于基因的定位。在甲型流感单克隆抗体的制备过程中，杂交瘤细胞在克隆化培养过程中来自B淋巴细胞的染色体往往出现随机丢失现象。不考虑基因互作和其他变异，下列叙述错误的是()A．B淋巴细胞可从多次间歇注射甲型流感疫苗的动物脾脏中筛选获得B．在筛选杂交瘤细胞的选择培养基上，B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均死亡C．与亲代杂交瘤细胞相比较，若减少某条染色体后分泌单克隆抗体的功能缺失，则该抗体的基因就位于这条染色体上D．利用抗体检测筛选的杂交瘤细胞克隆化培养将具有持续产生甲型流感抗体的能力11．[2023·山东青岛统考二模]下面是小鼠孤雌生殖和孤雄生殖的示意图。用化学方法激活小鼠成熟的卵母细胞得到phESC(孤雌单倍体干细胞)，然后通过基因编辑技术使phESC中的3个基因沉默，phESC的细胞核状态便可接近精子细胞核的状态，如图1。用化学方法激活小鼠的精子得到ahESC(孤雄单倍体干细胞)，然后对ahESC中的8个基因进行编辑，ahESC的细胞核便具有卵细胞核的特点，如图2。下列说法错误的是()A．ahESC与精子和去核卵母细胞融合后，得到的融合细胞的性染色体组成是XY、YYB．卵母细胞转化为phESC的过程类似于植物组织培养中的脱分化过程C．只需要雌性小鼠便可获得孤雌小鼠，而只依赖雄性小鼠不能得到孤雄小鼠D．用促性腺激素对雌性小鼠进行超数排卵处理可得到大量卵母细胞12．[2023·广东茂名统考二模]治疗性克隆有望解决供体器官短缺和免疫排斥等问题。下图表示治疗性克隆的过程，下列说法错误的是()A．细胞A常采用去核卵母细胞作为移植的受体细胞B．该治疗性过程应用了核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术C．胚胎干细胞分化为多种体细胞是基因选择性表达的结果D．动物细胞的培养需提供95%空气和5%CO2的混合气体13．[2023·江苏省盐城市高三检测](不定项)我国研究人员创造出一种新型干细胞——异种杂合二倍体胚胎干细胞，具体研究过程如下图所示。下列叙述正确的是()A．单倍体囊胚1最可能是由卵子发育而来的，单倍体ES应取自囊胚的内细胞团B．培养液中除了需要加入血清等营养物质外，还需要加入抗生素等消灭病毒C．体外培养条件下ES细胞可以增殖而不发生分化D．ES细胞在形态上表现为体积大、细胞核小、核仁明显14．[2023·广东统考二模]阅读以下与动物克隆有关的资料，并回答问题。资料一1952年，美国的布里格斯和金将两栖类动物豹蛙囊胚细胞的核移植到去核的卵中，使重组细胞发育成能摄食的豹蛙。1978年，童第周等将黑斑蛙成体红细胞的细胞核移植到去核未受精的卵中，使重组细胞发育成了正常的蛙。资料二1996年世界上首例来源于哺乳动物体细胞的克隆羊“多莉”问世。2017年中国科学家首次成功克隆了非人灵长类动物食蟹猕猴——“中中”和“华华”，该研究对于基础科学、医学、药学研究具有重大意义。(1)资料一中布里格斯和金的实验结果可以说明早期胚胎细胞核具有________。根据资料一，可归纳概括出克隆动物的主要思路是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)比较资料一中童第周与布里格斯等的实验材料对实验结果的影响，除了动物的种类不同外，其区别还在于______________________________________________。(3)资料二中克隆哺乳动物的实验都需要将____________移植到受体体内，移植前受体需进行________处理。中国科学家能成功克隆猴，原因之一是研究人员向体细胞核移植后的融合细胞中注入了表观遗传调节剂。这些调节剂能使抑制胚胎发育的基因________，但不会改变融合细胞内DNA分子的__________________。2019年，中国科学家利用克隆猴等技术，在国际上首次成功构建一批生物节律紊乱猕猴模型。这批动物模型遗传物质一致，因此______________________高度相似，有利于科学家进一步通过实验研究生物节律紊乱机理和研发相关治疗手段。15．[2023·广东佛山统考二模]甘蔗田中喷洒含草铵膦的除草剂，除去杂草的同时也会损伤甘蔗植株。为解决这一难题，某科研团队利用农杆菌转化法将抗草铵膦基因Bar导入甘蔗细胞，获得转基因甘蔗植株，主要过程如下图所示。Bar基因Ti质粒eq\o(→,\s\up7(①))重组质粒eq\o(→,\s\up7(②))农杆菌eq\o(→,\s\up7(③))甘蔗愈伤组织eq\o(→,\s\up7(④))转基因甘蔗植株回答下列问题：(1)③过程中筛选后的农杆菌需接种到液体培养基振荡培养一段时间，其目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)选用生长良好的甘蔗顶端幼叶作为外植体，经________(填“灭菌”或“消毒”)后，切成薄片接种于培养基上诱导出愈伤组织。通过调节培养基中________________________诱导愈伤组织生芽、生根，获得甘蔗幼苗。(3)可以用PCR技术检测甘蔗幼苗中是否成功导入了Bar基因。提取甘蔗幼苗的DNA进行PCR扩增，扩增结果用________鉴定，结果如下图所示。推测阳性对照组(CK＋)和阴性对照组(CK－)PCR反应体系的区别是____________________。有同学认为除了4、11和16号植株外其他植株都是抗草铵膦植株，你是否同意该观点，请说明理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。整合训练（十六）1．解析：植物细胞培养的主要目的是通过大规模的细胞培养，以获得人类所需的细胞次生代谢产物，细胞次生代谢产物不是植物细胞生长所必需的，A错误；植物组织培养时，应对外植体进行消毒处理，培养基需要进行灭菌处理，这样可以防止杂菌污染，B错误；在培养愈伤组织时加入细胞融合的诱导剂，不能直接获得染色体加倍的细胞，因为植物细胞具有细胞壁，阻止了原生质体的融合，C错误；叶肉细胞往往带病毒且细胞的全能性较低，而茎尖不仅不带毒，而且全能性较高，故培育脱毒植物适宜选茎尖而不选叶片，D正确。答案：D2．解析：无论是原代培养还是单克隆培养，用到的主要细胞工程技术是动物细胞培养，A正确；动物细胞之间的蛋白质，可被胰蛋白酶或胶原蛋白酶分解，使其分散成单个细胞，B正确；结合题干，基因型为XFXS女性体细胞中的两个X染色体会有一个随机失活，故一个细胞中6­磷酸葡萄糖脱氢酶，电泳后只显示一个条带，而原代培养的细胞电泳有2个条带，故同时检测了多个细胞，C正确；单克隆培养的细胞，是通过有丝分裂得到的增殖的细胞，故单克隆培养的细胞1、2、4、5、8、9与3、6、7，所含基因相同，但表达的基因不相同，D错误。答案：D3．解析：嵌合鼠的培育体现了早期胚胎细胞具有全能性，A错误；过程①中需利用相关技术去除早期胚胎外的透明带，B正确；过程②中不需要诱导细胞融合，因此不需要用聚乙二醇处理，C错误；过程③为胚胎移植，供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响，D错误。答案：B4．解析：为使A野化单峰骆驼超数排卵，可注射促性腺激素，A错误；为提高胚胎利用率，可采用胚胎分割、移植等无性繁殖技术实现，通过胚胎分割获得的胚胎遗传特性相同，B正确；卵裂期，胚胎的总体积不增加，但由于细胞呼吸对有机物的消耗，因而有机物总量减少，C错误；若①表示体外受精，不可直接利用B野化单峰骆驼的新鲜精子与处于MⅡ期卵母细胞完成受精作用，只有获能后的精子才具备受精能力，D错误。答案：B5．解析：由题意可知，通过计数下室的细胞量即可反映细胞的侵袭能力，若进入下室的肿瘤细胞数量越多，说明肿瘤细胞的侵袭能力越强，但不能说明肿瘤细胞的分裂能力越强，A错误；获得动物组织块后，可用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理使动物细胞分散开，制成细胞悬液，B正确；一开始将肿瘤细胞加入膜上铺有基质胶的上室中，一段时间后在下室发现肿瘤细胞，说明肿瘤细胞可分泌水解酶将基质胶中的成分分解后进入下室，C正确；上室含无血清培养液，下室含血清培养液，加入上室的肿瘤细胞一段时间后出现在下室中，说明血清培养液中含有某些因子促使肿瘤细胞向营养高的下室移动，D正确。答案：A6．解析：ESCs分化成原始内胚层细胞和滋养层干细胞的过程是受基因控制的，A错误；“合成胚胎”只存活了8天后就死亡，与自然胚胎不同，B错误；“人造机械子宫”应为无菌、无毒的液体环境，动物细胞的培养还应该添加血清，C正确；胚胎工程为将来合成器官组织用于移植和治疗疾病提供了新途径，D错误。答案：C7．解析：由题干可知，α、β两种抗原分别刺激不同的机体，各自制备针对α、β其中一种抗原的杂交瘤细胞，然后两种杂交瘤细胞融合制成双杂交瘤细胞后才可产生双抗体，A错误；不同杂交瘤细胞产生的抗体不同，筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，需要进行克隆化培养和抗体检测，B正确；由题干可知，双杂交瘤细胞可以产生针对α、β抗原的两种抗体，因此该双抗体可以与α、β两种抗原结合，结合图中信息，可知，α、β抗原为图中5和6，由图1可知，α抗原与a、A2结合，因此推测图3中3是a、1是A2；由图2可知，β抗原与b、B2结合，因此推测图3中4是b、2是B2，C正确；双杂交瘤细胞产生的抗体的不同部位可与α、β两种抗原分别结合，说明该抗体具备特异性，D错误。答案：AD8．解析：（1）采集卵母细胞体外培养至MⅡ期，通过显微操作技术去核，因为MⅡ期卵母细胞的核靠近第一极体，用微型吸管可一并吸除细胞核与第一极体。（2）将供体动物细胞注入去核卵母细胞后，要通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚。（3）哺乳动物胚胎的培养液成分一般比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、氨基酸、核苷酸、激素和血清等成分。（4）将重组胚胎发育到一定阶段，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育，最后形成克隆动物。移入的胚胎能够存活，是因为代孕子宫并不会对其发生免疫排斥反应，同时能够在子宫内建立正常的生理和组织联系。（5）用mRNA通过反转录获得对应的DNA需要加入逆转录酶，PCR扩增时需加入耐高温的TaqDNA聚合酶完成子链的延伸；DNA连接酶根据来源不同可分为来自大肠杆菌的E.coliDNA连接酶和来自T4噬菌体的T4DNA连接酶。答案：（1）显微操作MⅡ微型吸管（2）促使北极狼体细胞与发情母犬去核卵母细胞融合（3）维生素和激素（4）受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应（5）逆转录酶和TaqDNA聚合酶E．coliDNA连接酶和T4DNA连接酶9．解析：植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，用纤维素酶和果胶酶处理可去除细胞壁，获得原生质体，但此操作为维持细胞的正常形态，最好在等渗溶液中进行，A错误；诱导动物细胞融合常采用灭活的病毒处理，该方法不适用于植物原生质体融合，B错误；④过程为诱导愈伤组织形成试管苗的过程，需要将生长良好的愈伤组织先转接到诱导生芽的培养基上，长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导生根，C错误；题干中该方式获得的抗病植株，一般不能正常的进行有性生殖，故性状一般不能稳定遗传给后代，D正确。答案：D10．解析：对动物进行间歇注射抗原处理，以刺激动物机体产生相应的B淋巴细胞，A正确；B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行融合，再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，B正确；与亲代杂交瘤细胞相比较，若减少某条染色体后分泌单克隆抗体的功能缺失，说明该抗体的基因位于这条染色体上，C正确；杂交瘤细胞在克隆化培养过程中来自B淋巴细胞的染色体往往出现随机丢失现象，若丢失的染色体含有产生甲型流感抗体的基因，则利用抗体检测筛选的杂交瘤细胞不一定具有持续产生甲型流感抗体的能力，D错误。答案：D11．解析：孤雄单倍体干细胞ahESC是由精子（含X染色体或含Y染色体）培育形成的，其与精子和去核卵母细胞融合时，若ahESC（含X染色体或含Y染色体）与含X染色体的精子融合，则会形成XX或XY性染色体组成的细胞，若ahESC（含X染色体或含Y染色体）与含Y染色体的精子融合，则会形成XY或YY性染色体组成的细胞，综上所述，ahESC与精子和去核卵母细胞融合后，得到的融合细胞的性染色体组成是XY、YY、XX，A错误；卵母细胞转化为phESC的过程中，细胞的分化程度降低，因此类似于植物组织培养中的脱分化过程，B正确；由图可知，孤雌小鼠培育过程中不需要精子参与，但是孤雄小鼠培育过程中需要去核卵母细胞参与，因此只需要雌性小鼠便可获得孤雌小鼠，而只依赖雄性小鼠不能得到孤雄小鼠，C正确；为了获得较多卵母细胞，可以用促性腺激素对雌性小鼠进行处理，使其超数排卵，D正确。答案：A12．解析：细胞A常采用去核卵母细胞作为移植的受体细胞，因为去核卵母细胞有激活动物细胞核全能性的物质，且细胞体积大，易操作，所含营养物质丰富，A正确；①表示核移植，②表示胚胎干细胞的增殖分化，该治疗性过程应用了核移植、动物细胞培养技术，并未涉及胚胎移植技术，B错误；细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，C正确；动物细胞的培养需提供95%空气（有利于细胞呼吸，进行正常代谢活动）和5%CO2（维持培养液的pH）的混合气体，D正确。答案：B13．解析：图中的单倍体囊胚1最可能是由小鼠的卵子发育而来，所采用的技术应为早期胚胎培养技术，图中的单倍体ES应取自囊胚的内细胞团细胞，该部位的细胞具有发育的全能性，A正确；培养过程中使用的培养液除含有一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及血清等物质；为避免杂菌污染，需要加入抗生素杀菌，B错误；ES在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显，且在体外培养时可以维持只增殖不分化的状态，C正确、D错误。答案：AC14．解析：（1）资料一中布里格斯和金利用核移植技术培育成正常的豹蛙，从而说明早期胚胎细胞核具有全能性。资料一实验结果显示获得克隆动物的主要思路是将动物体细胞核移入去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成完整的动物个体。该过程依赖细胞核的全能性。（2）根据资料一可知，童第周与布里格斯在进行实验