专题11细胞工程和胚胎工程-五年（2016-2020年）高考生物真题分项详解

专题11细胞工程和胚胎工程年份分值题号考查知识点概念理解素养体现20201023、28胚胎工程概念4细胞工程通过细胞水平上的操作，获得有用生命观念：熟悉植物细胞工程、动物细胞工程和胚胎工程相关技术的基本原理，认识生殖细胞的形成过程、动物早期胚胎发育的基本过程科学思维：分析比较植物组织培养与植物体细胞杂交的过程与方法，脱分化、再分化的区别，植物原生质体融合和动物细胞融合的异同，体内受精和体外受精的异同等，学会归纳与比较；能够正确从植物体细胞杂交流程图中找出操作的原理和目的；利用细胞融合的知识分析单克隆抗体制备过程以及单克隆抗体的特点和应用；科学探究：能够熟练分析植物细胞工程有关的实验设计；社会责任：关注胚胎干细胞的研究对人类社会发展所带来的影响20191320、23、29植物组织培养、动物细胞融合201878、10、22植物细胞工程、胚胎工程、细胞融合2017411、14单克隆抗体、胚胎工程201649、11细胞工程、胚胎工程单选题部分1.（2019•江苏卷16）下列生物技术操作对遗传物质的改造，不会遗传给子代的是A.将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌B.将花青素代谢基因导入植物体细胞，经组培获得花色变异植株C.将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛D.将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者，进行基因治疗【答案】D【解析】转基因技术的原理是基因重组。基因重组和基因突变、染色体变异均属于可遗传的变异。基因治疗：指把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。【详解】将含胰岛素基因表达载体的重组质粒转入大肠杆菌获得的转基因菌，可以通过二分裂将胰岛素基因传给后代，A不符合题意；将花青素代谢基因导入植物体细胞，再经植物组织培养获得的植株所有细胞均含有花青素代谢基因，花青素代谢基因会随该植物传给后代，B不符合题意；将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛所有细胞均含有肠乳糖酶基因，可以遗传给后代，C不符合题意；该患者进行基因治疗时，只有淋巴细胞含有该腺苷酸脱氨酶基因，性原细胞不含该基因，故不能遗传给后代，D符合题意。故选D。2.（2019•江苏卷20）为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如下图。下列叙述正确的是A.过程①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中B.过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化C.过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生D.原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性【答案】D【解析】由图可知，①表示用纤维素酶和果胶酶处理得到原生质体的过程；②③均表示再分化过程。【详解】原生质体在30%的蔗糖溶液中会失水皱缩，A错误；②诱导芽分化时，需要提高细胞分裂素的比例，B错误；③可以表示诱导根的分化形成幼苗，此时细胞壁已经形成，C错误；原生质体无细胞壁，但由于含有一整套的遗传物质，故具有全能性，D正确。故选D。【点睛】植物组织培养时，生长素与细胞分裂素用量的比例影响植物细胞的发育方向：生长素与细胞分裂素比例适中时，有利于愈伤组织的形成；生长素/细胞分裂素比例较高时，利于根的分化；生长素/细胞分裂素比例较低时，利于芽的分化。3.（2018•江苏卷8）花药离体培养是重要的育种手段。下图是某二倍体植物花药育种过程的示意图，下列叙述正确的是A.为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡30minB.过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化C.过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体D.过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上【答案】C【解析】【分析】植物组织培养指是在无菌培养的条件下，将离体的植物器官（根、茎、叶、花、果实等），组织（形成层、花药组织等），细胞（体细胞、生殖细胞等）以及原生质体等培养在人工配制的培养基上，并给予适当的培养条件，使其长成完整植株的过程。【详解】植物组织培养过程应该在无菌的条件下进行，因此过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡10min，以防止杂菌污染，A错误；过程②的培养基中需添加比值适中的细胞分裂素和生长素，以利于形成愈伤组织，B错误；过程③得到的植株是经过花药离体培养和秋水仙素处理的，因此可筛选获得纯合的二倍体，C正确；过程④获得的植株可以进行光合作用了，因此培养基中不需要加入蔗糖，D错误。【点睛】解答本题的关键是掌握植物组织培养的详细过程，明确脱分化、再分化过程需要满足的条件，尤其是对于不同激素的比例要求。4.（2018•江苏卷10）下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述，正确的是（）A.采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理B.体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植C.使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应D.利用胚胎分割技术，同卵多胎较同卵双胎成功率更高【答案】A【解析】胚胎移植的基本程序：对供体和受体的选择和处理（同期发情处理，超数排卵处理）、配种或进行人工授精、对胚胎的收集检查培养或保存、进行胚胎移植。所以在发情期给良种母牛注射激素，促进母牛多排卵，这种处理属于超数排卵处理。【详解】用促性腺激素对良种奶牛进行注射处理，可促使其超数排卵，A正确；进行移植的胚胎是桑椹胚或囊胚，B错误；受体对移植的胚胎几乎不发生免疫排斥反应，因此无需使用免疫抑制剂，C错误；利用胚胎分割技术，同卵双胎较同卵多胎成功率更高，D错误。【点睛】解答本题的关键是掌握胚胎移植的详细过程，注意同期发情处理的方法、胚胎移植的时间，明确胚胎分割次数越多，成功的概率越低。5.（2017•江苏卷11）牛雄性胚胎中存在特异性HY抗原，可在牛早期胚胎培养液中添加HY单克隆抗体，筛选胚胎进行移植，以利用乳腺生物反应器进行生物制药。下列相关叙述正确的是A．HY单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌 B．应选用原肠胚做雌雄鉴别C．鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植 D．用HY抗原免疫母牛可获得相应抗体【答案】D【考点定位】单克隆抗体，杂交瘤细胞，体液免疫，乳腺生物反应器。【名师点睛】本题主要考查单克隆抗体的制备，要求学生理解单克隆抗体制备的过程，理解乳腺生物反应器的操作过程。6.（2017•江苏卷14）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【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，但发育过程中基因突变或环境因素影响等，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。【考点定位】体外受精，胚胎发育。【名师点睛】本题主要考查体外受精和胚胎发育的相关知识，要求学生理解精子获能和超数排卵、胚胎干细胞的功能特点，难度中等。7.（2016•江苏卷9）下列有关细胞工程的叙述，正确的是A.PEC是促细胞融合剂，可直接诱导植物细胞融合B.用原生质体制备人工种子，要防止细胞破裂C.骨髓瘤细胞经免疫处理，可直接获得单克隆抗体D.核移植克隆的动物，其线粒体DNA来自供卵母体【答案】D【解析】PEG是促细胞融合剂，但植物细胞不能直接融合，需先去细胞壁形成原生质体才能融合，A错误；制备人工种子应用完整的植物细胞，不需用原生质体，B错误；骨髓瘤细胞不能产生抗体，C错误；核移植克隆的动物，线粒体DNA来自供卵母体，D正确。【考点定位】细胞融合，人工种子，单克隆抗体，核移植【名师点睛】此题是对细胞工程的考查，解答本题的关键在于理解动植物细胞融合的区别；同时理解制备人工种子的过程和原生质体的应用范畴以及单克隆抗体的制备过程。8.（2016•江苏卷11）印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物，通过胚胎工程技术，可以让家猫代孕而繁育，主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同【答案】B【考点定位】体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植【名师点睛】此题是对胚胎工程的考查，解答本题的关键在于理解试管动物培养的过程、超数排卵的激素作用特点和早期胚胎培养的营养物质来源以及几种不同培养液的成分：动物细胞培养液、植物组织培养基成分、体外受精培养液、早期胚胎培养液。9.（2016•江苏卷18）近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（见右图）。下列相关叙述错误的是A.Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成B.向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则C.向导RNA可在逆转录酶催化下合成D.若α链剪切点附近序列为……TCCAGAATC……则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……【答案】C【解析】蛋白质由相应基因指导在核糖体中合成，A正确；向导RNA中双链间遵循碱基互补配对原则，B正确；向导RNA可通过转录形成，逆转录酶以RNA为模板合成DNA，C错误；由于α链与识别序列的互补序列相同，故两链碱基相同，只是其中T与U互换，D正确。学科&网【考点定位】碱基互补配对原则，DNA，RNA，转录【名师点睛】此题是对基因编辑技术的考查，解答本题的关键在于结合图示理解基因编辑技术的操作过程，图中向导RNA为双链RNA，与DNA相似，含有氢键，两条链间遵循碱基互补配对原则；同时理解DNA和RNA在碱基上的区别，前者含T，后者含U，均能与A互补配对，另外理解逆转录过程也是解答本题的关键，以RNA为模板合成DNA。多选题部分1.（2020•江苏卷23）小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞、制备流程如图所示。下列叙述错误的是（）A.为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子B.细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同C.用胰蛋白酶将细胞a的膜白消化后可获得分散的胚胎干细胞D.胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养【答案】ABC【解析】1、胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或原始性腺（即囊胚期的内细胞团）。2、ES细胞在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态．在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸、丁酰环腺苷酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡机理提供了有效的手段。【详解】A、为了获得更多的囊胚，可以采用激素促进成熟雌性个体超数排卵，然后将卵细胞从母体内取出，在试管内与人工采集的精子进行体外受精，培育成胚胎，A错误；B、细胞a和细胞b是由同一个受精卵经过有丝分裂形成的，故核基因相同，B错误；C、运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞，首先必须用胰蛋白酶处理内细胞团，分解细胞间的胶原蛋白等，使之分散成单个细胞，C错误；D、动物细胞培养时需要在5%CO2的培养箱中进行培养，以维持培养液的pH，D正确。故选ABC。2.（2019•江苏卷23）下图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT），在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA，无法生长。下列叙述正确的是A.可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合B.两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长C.杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产D.细胞膜的流动性是细胞融合的基础【答案】ACD【解析】【分析】（1）动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性、细胞的增殖，诱导手段有电激、聚乙二醇、灭活的病毒等，结果产生杂交细胞，主要用于制备单克隆抗体。（2）单克隆抗体制备的原理包括：①免疫理：B淋巴细胞能产生特异性抗体；②细胞融合原理：利用病毒对宿主细胞的穿透性使B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合；③动物细胞培养技术：对杂交瘤细胞进行体内、体外培养。（3）制备单克隆抗体过程中的几种细胞：①免疫B细胞（浆细胞）：能产生单一抗体，但不能无限增殖；②骨髓瘤细胞：能无限增殖，但不能产生抗体；③杂交瘤细胞：既能产生单一抗体，又能在体外培养条件下无限增殖。【详解】诱导动物细胞融合的方法有电激、聚乙二醇、灭活的病毒（如灭活的仙台病毒）等，A正确；两两融合的细胞包括免疫B细胞与免疫B细胞融合的具有同种核的细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合的具有同种核的细胞、免疫B细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞，骨髓瘤细胞虽然能无限增殖，但缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶，免疫B细胞虽然有次黄嘌呤磷酸核糖转移酶，但不具有无限增殖的本领，所以在HAT筛选培养液中，两两融合的具有同种核的细胞都无法生长，只有杂交瘤细胞才能生长，B错误；因每个免疫B细胞只分泌一种特异性抗体，因此在HAT筛选培养液中筛选出来的众多的杂交瘤细胞所分泌的抗体，不一定都是人类所需要的，还需要进一步把能分泌人类所需要抗体的杂交瘤细胞筛选出来，C正确；动物细胞融合是以细胞膜的流动性为基础的，D正确。故选ACD。3.（2018•江苏卷22）如图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是（）A.若a细胞和b细胞是植物细胞，需先去分化再诱导融合B.a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现C.c细胞的形成与a、b细胞膜的流动性都有关D.c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因【答案】BC【解析】【分析】据图分析，图示为细胞融合的过程，a细胞与b细胞融合形成融合细胞c，c细胞具有a细胞和b细胞的遗传物质，融合过程常用聚乙二醇进行诱导，对于动物细胞融合还可以用灭活的病毒进行诱导。【详解】A、若a细胞和b细胞是植物细胞，应该先用酶解法去掉它们的细胞壁再诱导融合，A错误；B、无论是动物细胞还是植物细胞，两个细胞的融合都需要促融处理后才能实现，B正确；C、两个细胞融合成一个细胞，利用了细胞膜的流动性，C正确；D、c细胞同时具备了a细胞和b细胞中的所有基因，但是基因是选择性表达的，因此c细胞中基因不一定都能够表达，D错误。故选BC。【点睛】解答本题的关键是掌握植物体细胞杂交和动物细胞融合的过程及其原理，梳理两个过程的相关知识点和细节，结合选项图示分析答题。非选择题部分1.（2020•江苏卷28）新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白（S蛋白）与人呼吸道粘膜上皮细胞的ACE2受体结合，侵入人体，引起肺炎。图1为病毒侵入后，人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆抗体可阻断病毒的粘附或入侵，故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图回答下列问题：（1）图1中人体内抗原递呈细胞吞噬病毒，并将病毒的抗原暴露在细胞表面，被__________细胞表面的受体识别后激活该细胞。（2）B细胞识别入侵的病毒后，在淋巴因子作用下，经过细胞的__________，形成__________细胞。（3）为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原学检查，检测病毒的__________；采集血液样本主要用于血清学检查，检测__________。（4）据图2所示，研制抗S蛋白单克隆抗体，需先注射__________免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，用HAT培养基筛选获得__________细胞。因为同一种抗原可能激活__________细胞，还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。【答案】(1).T(2).增殖、分化(3).浆细胞和记忆(4).核酸(5).抗新型冠状病毒抗体(6).刺突蛋白（或S蛋白）(7).杂交瘤(8).多种B【解析】【分析】本题以新冠病毒为载体考查体液免疫、核酸检测和单克隆抗体的有关知识。体液免疫包括三个阶段：（1）感应阶段：除少数抗原可以直接刺激B细胞外，大多数抗原被吞噬细胞摄取和处理，并暴露出其抗原决定簇；吞噬细胞将抗原呈递给T细胞，再由T细胞呈递给B细胞；（2）反应阶段：B细胞接受抗原刺激后，开始进行一系列的增殖、分化，形成记忆细胞和浆细胞；（3）效应阶段：浆细胞分泌抗体与相应的抗原特异性结合，发挥免疫效应。制备单克隆抗体的具体过程：1、用目的抗原免疫小鼠，使小鼠产生致敏B淋巴细胞；2、将准备好的同系骨髓瘤细胞与小鼠脾细胞按一定比例混合，并加入促融合剂聚乙二醇。在聚乙二醇作用下，各种淋巴细胞可与骨髓瘤细胞发生融合，形成杂交瘤细胞；3、在HAT选择性培养基中，未融合的骨髓瘤细胞因缺乏次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶，不能利用补救途径合成DNA而死亡。未融合的淋巴细胞虽具有次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶，但其本身不能在体外长期存活也逐渐死亡。只有融合的杂交瘤细胞由于从脾细胞获得了次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶，并具有骨髓瘤细胞能无限增殖的特性，因此能在HAT培养基中存活和增殖；4、在HAT培养基中生长的杂交瘤细胞，只有少数是分泌预定特异性单克隆抗体的细胞，因此，必须进行筛选和克隆化。筛选出能产生所需单克隆抗体的阳性杂交瘤细胞，并进行克隆扩增；5、单克隆抗体的大量制备单克隆抗体的大量制备重要采用动物体内诱生法和体外培养法。【详解】（1）据题图1可知，人体内抗原递呈细胞吞噬新冠病毒，并将新冠病毒的抗原暴露，呈递给T细胞，被T细胞表面的受体识别后激活T细胞；

（2）激活的T细胞释放淋巴因子，并将抗原呈递给B细胞，B细胞识别入侵的病毒后，迅速增殖分化成浆细胞和记忆细胞；

（3）临床上为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原学检查，检测疑似患者的呼吸道是否有新冠病毒的核酸，采集血液样本主要用于血清学检查，检测血清中是否产生抗新型冠状病毒的抗体；

（4）据题中图2所示，结合单克隆抗体制备方法，要研制抗刺突蛋白单克隆抗体，需先注射新冠病毒的刺突蛋白（或S蛋白），以激活小鼠的免疫细胞，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，获得融合的、未融合的细胞，用HAT筛选培养基培养，未融合的B细胞不能长期生存而死亡，未融合的骨髓瘤细胞不能合成DNA而死亡，只有杂交瘤细胞能成活；由于同一种抗原可能激活多种B细胞，筛选出的融合的骨髓瘤细胞就可能分泌多种抗体，还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞。2.（2019•江苏卷29）利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。下图为基因编辑猪培育流程，请回答下列问题：（1）对1号猪使用_________处理，使其超数排卵，收集并选取处在__________时期的卵母细胞用于核移植。（2）采集2号猪的组织块，用__________处理获得分散的成纤维细胞，放