2021-2022学年度人教版(2019)选择性必修3 第2章 细胞工程 章节检测(Word版含解析)

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名称 2021-2022学年度人教版(2019)选择性必修3 第2章 细胞工程 章节检测(Word版含解析)
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文件大小 1.6MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2021-12-27 11:13:29

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第2章 细胞工程
检测
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、单项选择题(每小题2分,共30分)
1.下图是单克隆抗体制备过程示意图,其中①过程注射的物质和A细胞的名称分别是(  )
A.抗体、T淋巴细胞 B.抗原、T淋巴细胞
C.抗体、B淋巴细胞 D.抗原、B淋巴细胞
2.下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是(  )
A.传代培养的正常动物细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞
B.原代培养过程中,多数细胞的基因型会发生改变
C.传代培养的细胞一般不会发生染色体变异
D.在高倍显微镜下观察发生基因突变的细胞比例可推知某化学药品的毒性
3.2010年6月,内蒙古白绒山羊种羊场诞生了目前国际上规模最大的一批转基因克隆绒山羊。关于克隆,除个体水平的外,还有分子、细胞、器官等水平的克隆。下列不属于克隆技术的是(  )
A.从出生不久的小鼠心脏取下细胞在体外离体培养成细胞系
B.使某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达
C.农业生产上利用马铃薯的芽繁殖马铃薯
D.将单个B淋巴细胞进行无性繁殖
4.下列有关哺乳动物精子和卵子发生的叙述,正确的是(  )
A.一个卵泡中能形成两到三个成熟的卵子
B.精细胞内的其他物质浓缩为球状,叫作原生质滴,原生质滴中存在中心体
C.不同种动物的精子的形态相似,大小略有不同,体型越大的动物精子越大
D.成熟卵子的形成部位是输卵管
5.科学家用灭活的病毒把骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合,得到杂交瘤细胞,其中灭活病毒的作用是(  )
A.病毒比较小,可进入到细胞内
B.灭活的病毒已完全死亡,死亡的病毒可以让细胞聚集
C.灭活的病毒已失去感染活性,对各种动物细胞不造成破坏,但所保留的融合活性能使不同的动物细胞进行融合
D.灭活的病毒带有目的基因,通过融合可以让杂交细胞带有目的基因
6.下列关于胚胎移植的叙述,正确的是(  )
A.经胚胎移植获得的动物体都与供体的性别保持一致
B.早期胚胎在一定时间内未与母体子宫建立组织联系
C.应选择遗传性能和生产性能都优秀的个体作为受体
D.移植前先要通过免疫排斥反应实验对胚胎进行检查
7.下列关于植物体细胞杂交的叙述,错误的是(  )
A.不同种植物细胞原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程
B.参与杂种细胞细胞壁形成的细胞器主要是线粒体和核糖体
C.植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制,培育远缘杂种植株
D.杂种植株表现出的性状是基因选择性表达的结果
8.如图表示精子入卵后,发生(或引起)一系列变化形成受精卵的过程。下列叙述错误的是(  )
A.图中X指卵细胞膜反应,Y指卵子的减数第二次分裂
B.经图中Y过程只形成了雌原核
C.精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合
D.精子入卵后其尾部留在外面,并在溶酶体的作用下自溶
9.良种试管牛的繁殖过程:用激素促进甲牛多排卵,然后在体外用人工采集的乙牛的精子与甲牛卵子进行受精,在特定培养基中培育成胚胎,再把胚胎送入经过激素处理的丙牛的子宫内,孕育成试管牛。下列相关叙述错误的是(  )
A.精卵结合前都需进行培养
B.“促进甲牛多排卵”的激素是孕激素
C.甲牛、乙牛对试管牛核遗传物质的贡献相同
D.该技术可应用于加快优良种畜的繁殖
10.下列关于克隆技术的相关叙述,错误的是(  )
A.细胞工程中,两个细胞的融合都需要促融处理后才能实现
B.只有在小鼠的腹腔中培养杂交瘤细胞才能获得单克隆抗体
C.为了获得脱毒苗,可以选取植物的茎尖进行组织培养
D.克隆技术不一定都是无性繁殖
11.下列关于精子和卵细胞的说法,正确的是(  )
A.哺乳动物卵泡的形成是在初情期
B.卵细胞产生中的减数分裂Ⅱ是在精子和卵子的结合过程中完成的
C.排出成熟卵细胞的过程即为排卵
D.精子与卵细胞的受精发生在子宫内
12.6 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。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,且这个细胞的后代相应的X染色体均会发生同样的变化。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,再对不同的单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G-6PD蛋白电泳检测,结果如下图所示。有关叙述错误的是(  )
A.动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础
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
13.下表所示为动物细胞培养与植物组织培养的比较,错误的是(  )
选项 项目 动物细胞培养 植物组织培养
A 原理 动物细胞核的全能性 植物细胞的全能性
B 培养基 液体培养基 固体培养基
C 主要过程 原代培养,传代培养 脱分化,再分化,形成完整植株
D 主要应用 获得大量细胞或细胞产物 植物快速繁殖、获得脱毒苗等
14.下列有关生物工程技术的描述,正确的是(  )
A.植物组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成新个体的过程
B.动物克隆的技术基础是动物细胞培养
C.人工诱变、细胞工程等只能用于对微生物进行定向改造
D.动物细胞融合技术的主要用途是培养具有双亲优良性状的经济动物
15.下列关于细胞工程的叙述,正确的是(  )
A.利用花药培养得到单倍体植株,从紫草细胞中提取紫草宁,利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株,都利用了植物组织培养技术
B.在进行植物组织培养时,由根尖细胞形成愈伤组织的过程中,不可能会发生细胞脱分化和基因突变,而可能发生细胞分化和基因重组
C.动物细胞融合与植物体细胞杂交相比,诱导融合的方法、所用的技术手段、所依据的原理均相同,都能形成杂种细胞和杂种个体
D.动物难以克隆的根本原因是动物细胞中的基因不完整
二、不定项选择题(每小题3分,共15分)
16.通过体细胞核移植技术培育克隆牛的过程中,涉及的操作是(  )
A.用显微操作技术处理次级卵母细胞,去除细胞核
B.将精子放入适宜的培养液中培养,使其获能
C.用物理或化学方法激活重构胚,使其完成发育进程
D.选择合适时期的胚胎进行移植,使其发育成完整个体
17.下图为受精及早期胚胎发育示意图,下列叙述正确的是(  )
A.①过程需要依赖细胞表面糖蛋白识别
B.②过程通过有丝分裂方式增殖
C.③过程细胞的“核/质”比逐渐变小
D.④过程细胞的基因表达发生了差异
18.(2019·江苏卷,23题)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
19.科学家将4个关键基因导入已分化的肌肉细胞中并表达,使这个细胞成为多能干细胞(iPS细胞),该实验过程如图所示。下列有关叙述正确的是(  )
A.应用该技术可提高器官移植的成功率
B.iPS细胞所带遗传信息与肌肉细胞相同
C.关键基因表达使细胞功能趋向专门化,增加了细胞的分化程度
D.图示过程体现了iPS细胞的全能性
20.通过细胞工程技术,可利用甲、乙两种二倍体植物的各自优势,培育高产耐盐的杂种植株,实验流程如下图所示。有关说法正确的是(  )
A.①是纤维素酶和果胶酶,②是融合的原生质体
B.②到③过程中高尔基体活动明显增强
C.可利用电融合法、离心法等诱导原生质体融合
D.④长成的植株需要选择的原因是有耐盐高产和耐盐不高产等个体
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
三、非选择题(共55分)
21.(10分)回答下列与动物细胞培养有关的问题:
(1)动物细胞的体外培养需要满足营养物质的供应、适宜的温度和pH,___ 的环境以及气体环境。细胞培养所需气体主要有___ _。
(2)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面___ _时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的____ 。此时,瓶壁上形成的细胞层数是___ _ 层。
(3)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停滞,进而出现____ 现象;但极少数细胞可以获得____ ,连续增殖,这些细胞黏着性____ ,细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的含量__ _。
(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目,最好选用细胞分裂到有丝分裂___ 期的细胞,用显微镜观察。
22.(10分)(2021·陕西西安中学高三下二模改编)科研人员把猪卵母细胞进行人为地孤雌激活处理,使其发育成胚胎,将胚胎移植到代孕母猪体内,获得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆猪。这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪,两种技术比较如下:
(1)图中过程①②③④是获得孤雌生殖克隆猪的技术流程,那么获得核移植克隆猪的技术流程是__
(填序号)。
(2)孤雌生殖克隆猪仍然是二倍体生物,但可能由于缺失____ 方亲本基因,其生长发育中会出现多种问题。
(3)卵母细胞能够发育成早期胚胎,得到克隆猪,说明卵母细胞具有____ 。
(4)体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞,需要选择___ _期的卵母细胞,并用微型吸管吸出____ 。
23.(13分)2018年10月1日,诺贝尔生理学或医学奖被授予詹姆斯·艾利森和本庶佑两位科学家,以表彰他们在癌症免疫治疗方面作出的贡献。他们研发的PD-1单克隆抗体药物,已被证实在抗癌(肿瘤)方面具有突出效果。回答下列问题:
(1)制备PD-1单克隆抗体药物的过程,要用到____ 和动物细胞融合两项技术,请写出其他动植物细胞工程技术的名称:____ 。要选用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,原因是____ 。
(2)制备单克隆抗体的过程中,需用特定的____ 培养基对融合细胞进行筛选。单克隆抗体具有____ 的特点。
(3)本庶佑研究发现,T细胞表面的PD-1蛋白对T细胞有“刹车作用”,即人体组织细胞表面少量的PD-L1蛋白(癌细胞或肿瘤细胞表面有大量PD-L1蛋白)与T细胞表面的PD-1蛋白结合后,使T细胞凋亡,避免过度免疫,癌细胞或肿瘤细胞也由此躲过细胞免疫,如图1所示。针对此发现,科学家研发了治疗癌症的新药物PD-1单克隆抗体,它的作用原理如图2所示。
由此可知,PD-1单克隆抗体通过___ _清除癌细胞或肿瘤细胞。你认为有器官移植史的癌症患者能够用PD-1单克隆抗体进行治疗吗?请说明理由。____ ,____ 。
24.(11分)某研究小组培育成了猴鼠嵌合体——“猴鼠”,期待将成果用于人体角膜等组织或器官的移植。回答下列问题:
(1)人体器官移植面临的主要问题有供体器官短缺和____ ,目前临床上通过应用免疫抑制剂抑制___ 的增殖来提高器官移植的成活率。
(2)①过程中,培养基需通过____ 来保证无菌、无毒环境,然后加入诱导因子,作用是___ 。再将皮肤干细胞注入小鼠囊胚的____ 部位,最终培养成组织或器官。
(3)实验中雌鼠和代孕母鼠需要同时注射激素,在操作上称为____ 。②过程中,所选代孕母鼠应满足的条件是___ _。
(4)研究发现猴鼠嵌合体的器官可替代人体器官,但其表面的某些抗原决定簇仍可引起排异。为此,科学家在猴鼠嵌合体基因组中,导入某些调节因子对器官进行改造并取得成功,所导入调节因子的作用是____ 。
25.(11分)野生黑芥具有黑腐病的抗性基因,花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。利用相关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥—花椰菜植株。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力,再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,流程如下图。据图回答:
(1)该过程用到的细胞工程技术有____ 、___ 。
(2)过程①所需的酶是____ ,过程②中PEG的作用是____ ,经过②操作后,需筛选出融合的杂种细胞,显微镜下观察融合的活细胞中有黑芥叶肉细胞的____ (填写细胞器名称)存在可作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的___ _以维持原生质体的形态和活性。原生质体经过细胞壁再生,进而脱分化形成____ 。
(4)若分析再生植株的染色体变异类型,应剪取再生植株和双亲植株的根尖,制成装片,在显微镜下观察并比较染色体的____ 。将杂种植株栽培在含有___ 的环境中,可筛选出具有高抗性的杂种植株。
第2章 细胞工程
检测
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、单项选择题(每小题2分,共30分)
1.下图是单克隆抗体制备过程示意图,其中①过程注射的物质和A细胞的名称分别是( D )
A.抗体、T淋巴细胞 B.抗原、T淋巴细胞
C.抗体、B淋巴细胞 D.抗原、B淋巴细胞
解析:图中①过程注射的物质是特定的抗原,②过程是从小鼠的脾中分离出经免疫的B淋巴细胞,即浆细胞,故图中的A细胞为浆细胞。
2.下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是( C )
A.传代培养的正常动物细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞
B.原代培养过程中,多数细胞的基因型会发生改变
C.传代培养的细胞一般不会发生染色体变异
D.在高倍显微镜下观察发生基因突变的细胞比例可推知某化学药品的毒性
解析:由于接触抑制,正常的动物细胞进行培养时,在培养瓶壁上只能形成单层细胞,A错误;来自同一动物组织的细胞基因型相同,而原代培养是对动物细胞的初次培养,细胞的遗传物质一般不会发生改变,所以基因型一般都相同,B错误;传代培养至10代左右多数细胞会死亡,少数生存下来的细胞在培养至50代左右时会大量死亡,只有少数细胞会发生基因突变导致其细胞核型发生变化,获得不死性,所以传代培养的细胞一般不会发生染色体变异,C正确;由于基因突变无法在高倍显微镜下观察到,所以无法由此推知某化学药品对细胞的毒性大小,D错误。
3.2010年6月,内蒙古白绒山羊种羊场诞生了目前国际上规模最大的一批转基因克隆绒山羊。关于克隆,除个体水平的外,还有分子、细胞、器官等水平的克隆。下列不属于克隆技术的是( B )
A.从出生不久的小鼠心脏取下细胞在体外离体培养成细胞系
B.使某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达
C.农业生产上利用马铃薯的芽繁殖马铃薯
D.将单个B淋巴细胞进行无性繁殖
解析:幼龄动物的细胞在体外离体培养成细胞系为动物细胞培养,属于细胞克隆,A项不符合题意;使某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达属于基因水平的操作,不属于克隆,B项符合题意;农业生产上利用马铃薯的芽繁殖马铃薯属于营养繁殖,是无性繁殖,属于个体的克隆,C项不符合题意;将单个B淋巴细胞进行无性繁殖属于细胞克隆,D项不符合题意。
4.下列有关哺乳动物精子和卵子发生的叙述,正确的是( D )
A.一个卵泡中能形成两到三个成熟的卵子
B.精细胞内的其他物质浓缩为球状,叫作原生质滴,原生质滴中存在中心体
C.不同种动物的精子的形态相似,大小略有不同,体型越大的动物精子越大
D.成熟卵子的形成部位是输卵管
解析:通常一个卵泡中只能形成一个成熟的卵子,A错误;精细胞内的其他物质浓缩为球状,叫作原生质滴,中心体演变为精子的尾,B错误;精子的大小与体型大小无关,C错误;成熟卵子的形成是在输卵管中,D正确。
5.科学家用灭活的病毒把骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合,得到杂交瘤细胞,其中灭活病毒的作用是( C )
A.病毒比较小,可进入到细胞内
B.灭活的病毒已完全死亡,死亡的病毒可以让细胞聚集
C.灭活的病毒已失去感染活性,对各种动物细胞不造成破坏,但所保留的融合活性能使不同的动物细胞进行融合
D.灭活的病毒带有目的基因,通过融合可以让杂交细胞带有目的基因
解析:灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力,但是并不破坏这些病原体的抗原结构。灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞互相凝聚,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,发生融合。故选C。
6.下列关于胚胎移植的叙述,正确的是( B )
A.经胚胎移植获得的动物体都与供体的性别保持一致
B.早期胚胎在一定时间内未与母体子宫建立组织联系
C.应选择遗传性能和生产性能都优秀的个体作为受体
D.移植前先要通过免疫排斥反应实验对胚胎进行检查
解析:胚胎是由受精卵发育形成的,所以性别由精子和卵细胞内的性染色体决定,不一定和供体一致,A项错误;早期胚胎在一定时间内是独立存在的,未与子宫建立组织联系,这为胚胎的收集提供了可能,B项正确;受体雌性只需要生产性能优秀,不需要遗传性能优秀,C项错误;受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这为胚胎在受体内的存活提供了可能,所以不需要进行免疫排斥反应实验,D项错误。
7.下列关于植物体细胞杂交的叙述,错误的是( B )
A.不同种植物细胞原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程
B.参与杂种细胞细胞壁形成的细胞器主要是线粒体和核糖体
C.植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制,培育远缘杂种植株
D.杂种植株表现出的性状是基因选择性表达的结果
解析:植物细胞壁的形成主要与高尔基体有关,同时需要线粒体提供能量。
8.如图表示精子入卵后,发生(或引起)一系列变化形成受精卵的过程。下列叙述错误的是( B )
A.图中X指卵细胞膜反应,Y指卵子的减数第二次分裂
B.经图中Y过程只形成了雌原核
C.精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合
D.精子入卵后其尾部留在外面,并在溶酶体的作用下自溶
解析:精子入卵后,精子的尾部脱离,并且原有的核膜破裂;随后,精子形成一个新的核膜,最后形成一个比原来精子核还大的核,叫作雄原核。与此同时,精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体后,形成雌原核,雌原核一般略小于雄原核。透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障,卵细胞膜反应形成第二道屏障,A正确,B错误;精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合,C正确;精子入卵后其尾部留在外面,并在溶酶体的作用下自溶,D正确。
9.良种试管牛的繁殖过程:用激素促进甲牛多排卵,然后在体外用人工采集的乙牛的精子与甲牛卵子进行受精,在特定培养基中培育成胚胎,再把胚胎送入经过激素处理的丙牛的子宫内,孕育成试管牛。下列相关叙述错误的是( B )
A.精卵结合前都需进行培养
B.“促进甲牛多排卵”的激素是孕激素
C.甲牛、乙牛对试管牛核遗传物质的贡献相同
D.该技术可应用于加快优良种畜的繁殖
解析:对于从大型动物采集的卵母细胞,都需经体外人工培养成熟后,才具备受精能力;精子也需要进行培养使其获能,A项正确。促进动物多排卵的激素是促性腺激素,B项错误。试管牛的核遗传物质一半来自甲牛的卵子,一半来自乙牛的精子,C项正确。该技术可充分发挥母畜的优良特性,可用于加快优良种畜的繁殖,D项正确。
10.下列关于克隆技术的相关叙述,错误的是( B )
A.细胞工程中,两个细胞的融合都需要促融处理后才能实现
B.只有在小鼠的腹腔中培养杂交瘤细胞才能获得单克隆抗体
C.为了获得脱毒苗,可以选取植物的茎尖进行组织培养
D.克隆技术不一定都是无性繁殖
解析: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,一般促进细胞融合的方法有使用电刺激、聚乙二醇、灭活的仙台病毒等方法,A正确;获得能产生单克隆抗体的杂交瘤细胞后,可以在体外培养液中进行培养,或在小鼠的腹腔中进行培养,使杂交瘤细胞大量增殖,B错误;植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,因此为了获得脱毒苗,可以选取植物的茎尖进行组织培养,C正确;花药离体培养属于有性生殖,D正确。
11.下列关于精子和卵细胞的说法,正确的是( B )
A.哺乳动物卵泡的形成是在初情期
B.卵细胞产生中的减数分裂Ⅱ是在精子和卵子的结合过程中完成的
C.排出成熟卵细胞的过程即为排卵
D.精子与卵细胞的受精发生在子宫内
解析:动物的胚胎在性别分化以后,雌性胎儿卵巢内的卵原细胞通过有丝分裂的方式不断增加其数量,并进一步演变为初级卵母细胞,这时,它被卵泡细胞包围,形成卵泡,A错误;精子入卵后,被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体后,形成雌原核,即卵细胞产生中的减数分裂Ⅱ是在精子和卵子的结合过程中完成的,B正确;排卵指的是卵子从卵泡中排出,此时的卵子不是成熟的卵细胞,C错误;受精是在雌性动物的输卵管内完成的,D错误。
12.6 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。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,且这个细胞的后代相应的X染色体均会发生同样的变化。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,再对不同的单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G-6PD蛋白电泳检测,结果如下图所示。有关叙述错误的是( D )
A.动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础
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
解析:细胞核移植技术、细胞融合技术、单克隆抗体等都需要用到动物细胞培养,故动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础,A正确;动物细胞之间的蛋白质,被胰蛋白酶或胶原蛋白酶分解,分散成单个细胞,B正确;结合题干,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,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,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,表达的基因不一定相同,D错误。
13.下表所示为动物细胞培养与植物组织培养的比较,错误的是( A )
选项 项目 动物细胞培养 植物组织培养
A 原理 动物细胞核的全能性 植物细胞的全能性
B 培养基 液体培养基 固体培养基
C 主要过程 原代培养,传代培养 脱分化,再分化,形成完整植株
D 主要应用 获得大量细胞或细胞产物 植物快速繁殖、获得脱毒苗等
解析:植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,动物细胞培养的原理是细胞增殖,A项错误。动物细胞培养使用液体培养基,制成细胞悬液;植物组织培养一般使用固体培养基,B项正确。动物细胞培养的主要过程是原代培养和传代培养,植物组织培养的主要过程是脱分化、再分化、形成完整植株,C项正确。动物细胞培养的目的是获得大量细胞或细胞产物,植物组织培养主要用于植物快速繁殖、获得脱毒苗、制备人工种子等,D项正确。
14.下列有关生物工程技术的描述,正确的是( B )
A.植物组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成新个体的过程
B.动物克隆的技术基础是动物细胞培养
C.人工诱变、细胞工程等只能用于对微生物进行定向改造
D.动物细胞融合技术的主要用途是培养具有双亲优良性状的经济动物
解析:A项中除脱分化外还要经历再分化才能形成新个体;C项中人工诱变是不定向的,而且所列技术并非只能应用于微生物;D项中动物细胞融合技术的主要用途是制备单克隆抗体。
15.下列关于细胞工程的叙述,正确的是( A )
A.利用花药培养得到单倍体植株,从紫草细胞中提取紫草宁,利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株,都利用了植物组织培养技术
B.在进行植物组织培养时,由根尖细胞形成愈伤组织的过程中,不可能会发生细胞脱分化和基因突变,而可能发生细胞分化和基因重组
C.动物细胞融合与植物体细胞杂交相比,诱导融合的方法、所用的技术手段、所依据的原理均相同,都能形成杂种细胞和杂种个体
D.动物难以克隆的根本原因是动物细胞中的基因不完整
解析:花药培养和杂种细胞培育成杂种植株都利用了植物组织培养技术,A项正确;在进行植物组织培养时,由根尖细胞形成愈伤组织的过程中,因细胞分裂故可能发生基因突变,但因不发生减数分裂,所以不会发生基因重组,B项错误;动物细胞融合与植物体细胞杂交相比,诱导融合的方法不完全相同,所用的技术手段、所依据的原理均不相同,而且只有植物体细胞杂交能产生杂种植株,C项错误;动物难以克隆的根本原因是动物细胞全能性较低,D项错误。
二、不定项选择题(每小题3分,共15分)
16.通过体细胞核移植技术培育克隆牛的过程中,涉及的操作是( ACD )
A.用显微操作技术处理次级卵母细胞,去除细胞核
B.将精子放入适宜的培养液中培养,使其获能
C.用物理或化学方法激活重构胚,使其完成发育进程
D.选择合适时期的胚胎进行移植,使其发育成完整个体
解析:对于受体卵母细胞需要培养到MⅡ期,然后利用显微操作技术去除其细胞核,A项正确;该技术需要的是供体细胞核和受体卵母细胞,不需要精子的参与,B项错误;需要用物理或化学方法激活核移植产生的重构胚,使其完成发育进程,C项正确;选择合适时期的胚胎进行移植,使其发育成完整个体,D项正确。
17.下图为受精及早期胚胎发育示意图,下列叙述正确的是( ABD )
A.①过程需要依赖细胞表面糖蛋白识别
B.②过程通过有丝分裂方式增殖
C.③过程细胞的“核/质”比逐渐变小
D.④过程细胞的基因表达发生了差异
解析:①为受精过程,该过程需要依赖细胞表面糖蛋白识别,A项正确;②为卵裂过程,该过程通过有丝分裂方式增殖,B项正确;细胞卵裂过程中,单个细胞体积减小,因此“核/质”比增大,C项错误;④过程中发生细胞分化,而细胞分化的实质是基因的选择性表达,D项正确。
18.(2019·江苏卷,23题)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( ACD )
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
解析:诱导动物细胞融合的因素有灭活的仙台病毒、聚乙二醇、电激等,A项正确。两两融合的细胞包括:免疫B细胞与免疫B细胞的融合、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞的融合、免疫B细胞与骨髓瘤细胞的融合。其中骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞的融合细胞缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶,不能在HAT培养液中生长,B项错误。杂交瘤细胞还需要进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选才能用于生产,C项正确。细胞融合的基础是细胞膜的流动性,D项正确。
19.科学家将4个关键基因导入已分化的肌肉细胞中并表达,使这个细胞成为多能干细胞(iPS细胞),该实验过程如图所示。下列有关叙述正确的是( AC )
A.应用该技术可提高器官移植的成功率
B.iPS细胞所带遗传信息与肌肉细胞相同
C.关键基因表达使细胞功能趋向专门化,增加了细胞的分化程度
D.图示过程体现了iPS细胞的全能性
解析:用iPS细胞诱导分化成需要的器官后进行自体移植,不会发生免疫排斥反应,故提高了器官移植的成功率,A正确;iPS细胞中多了4个关键基因,故iPS细胞所带遗传信息与肌肉细胞不同,B错误;关键基因表达使细胞功能趋向专门化,增加了细胞的分化程度,C正确;图示过程只是分化形成各种细胞,没有形成个体,故没有体现iPS细胞的全能性,D错误。
20.通过细胞工程技术,可利用甲、乙两种二倍体植物的各自优势,培育高产耐盐的杂种植株,实验流程如下图所示。有关说法正确的是( ABCD )
A.①是纤维素酶和果胶酶,②是融合的原生质体
B.②到③过程中高尔基体活动明显增强
C.可利用电融合法、离心法等诱导原生质体融合
D.④长成的植株需要选择的原因是有耐盐高产和耐盐不高产等个体
解析:①表示用纤维素酶和果胶酶处理形成原生质体,②为经过诱导融合后形成的原生质体,A项正确;高尔基体参与植物细胞壁的形成,B项正确;人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类——物理法和化学法。物理法包括电融合法、离心法等;化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等,C项正确;由于融合的细胞可能存在两种相同细胞的融合体,即培养的植株存在耐盐高产和耐盐不高产等个体,故需要进一步选择,D项正确。
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
三、非选择题(共55分)
21.(10分)回答下列与动物细胞培养有关的问题:
(1)动物细胞的体外培养需要满足营养物质的供应、适宜的温度和pH,__无菌无毒__的环境以及气体环境。细胞培养所需气体主要有__氧气和二氧化碳__。
(2)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面__相互接触__时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的__接触抑制__。此时,瓶壁上形成的细胞层数是__单(或1)__层。
(3)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停滞,进而出现__衰老甚至死亡__现象;但极少数细胞可以获得__不死性__,连续增殖,这些细胞黏着性__降低__,细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的含量__减少__。
(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目,最好选用细胞分裂到有丝分裂__中__期的细胞,用显微镜观察。
解析:(1)动物细胞培养的条件包括无菌无毒的环境、营养物质、适宜的温度和pH以及气体环境,而气体环境通常为95%的空气和5%的二氧化碳。(2)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。此时,瓶壁上形成的细胞是单层的。(3)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停滞,进而出现衰老甚至死亡现象,但极少数细胞可以克服细胞寿命的自然极限,获得不死性,连续增殖,这些细胞的细胞膜表面糖蛋白的含量减少,细胞间黏着性降低。(4)有丝分裂中期,细胞中的染色体形态固定、数目清晰,最容易观察和计数。
22.(10分)(2021·陕西西安中学高三下二模改编)科研人员把猪卵母细胞进行人为地孤雌激活处理,使其发育成胚胎,将胚胎移植到代孕母猪体内,获得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆猪。这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪,两种技术比较如下:
(1)图中过程①②③④是获得孤雌生殖克隆猪的技术流程,那么获得核移植克隆猪的技术流程是__⑤⑥③④__(填序号)。
(2)孤雌生殖克隆猪仍然是二倍体生物,但可能由于缺失__父__方亲本基因,其生长发育中会出现多种问题。
(3)卵母细胞能够发育成早期胚胎,得到克隆猪,说明卵母细胞具有__全能性__。
(4)体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞,需要选择__减数分裂Ⅱ中(或MⅡ中)__期的卵母细胞,并用微型吸管吸出__细胞核和第一极体__。
解析:(1)由题图可知,图中过程①②③④是获得孤雌生殖克隆猪的技术流程,而⑤⑥③④是获得核移植克隆猪的技术流程。(2)孤雌生殖克隆猪仍然是二倍体生物,但可能由于缺失父方亲本基因,其生长发育中会出现多种问题。(3)卵母细胞能够发育成早期胚胎,得到克隆猪,说明卵母细胞具有全能性。(4)体细胞核移植时,需要选择MⅡ中期的卵母细胞作为受体细胞,通过显微操作去除卵母细胞的核,由于减数分裂Ⅱ中期卵母细胞的核靠近第一极体,因此用微型吸管可一并吸出细胞核和第一极体。
23.(13分)2018年10月1日,诺贝尔生理学或医学奖被授予詹姆斯·艾利森和本庶佑两位科学家,以表彰他们在癌症免疫治疗方面作出的贡献。他们研发的PD-1单克隆抗体药物,已被证实在抗癌(肿瘤)方面具有突出效果。回答下列问题:
(1)制备PD-1单克隆抗体药物的过程,要用到__动物细胞培养__和动物细胞融合两项技术,请写出其他动植物细胞工程技术的名称:__动物体细胞核移植(或克隆技术)、植物组织培养、植物体细胞杂交等__。要选用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,原因是__B淋巴细胞能产生单一抗体,但不能在体外无限增殖;骨髓瘤细胞能在体外培养条件下无限增殖,但不能产生抗体;杂交瘤细胞在体外培养条件下既能无限增殖,同时能产生特异性抗体__。
(2)制备单克隆抗体的过程中,需用特定的__选择性__培养基对融合细胞进行筛选。单克隆抗体具有__特异性强、灵敏度高、可大量制备__的特点。
(3)本庶佑研究发现,T细胞表面的PD-1蛋白对T细胞有“刹车作用”,即人体组织细胞表面少量的PD-L1蛋白(癌细胞或肿瘤细胞表面有大量PD-L1蛋白)与T细胞表面的PD-1蛋白结合后,使T细胞凋亡,避免过度免疫,癌细胞或肿瘤细胞也由此躲过细胞免疫,如图1所示。针对此发现,科学家研发了治疗癌症的新药物PD-1单克隆抗体,它的作用原理如图2所示。
由此可知,PD-1单克隆抗体通过__与T细胞表面的PD-1蛋白特异性结合,避免T细胞裂解凋亡,并参与细胞免疫__清除癌细胞或肿瘤细胞。你认为有器官移植史的癌症患者能够用PD-1单克隆抗体进行治疗吗?请说明理由。__不能__,__会产生较强的免疫排斥反应__。
解析:(1)制备PD-1单克隆抗体药物的过程,要用到动物细胞培养和动物细胞融合两项技术。动植物细胞工程技术还有动物体细胞核移植、植物组织培养、植物体细胞杂交等。制备单克隆抗体的过程中,需要用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,其原因是B淋巴细胞能产生单一抗体,但不能在体外无限增殖;骨髓瘤细胞能在体外培养条件下无限增殖,但不能产生抗体;而由B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞在体外培养条件下既能无限增殖,又能产生特异性抗体。(2)制备单克隆抗体的过程中,要得到能产生专一抗体的杂交瘤细胞,需用特定的选择性培养基对融合细胞进行筛选。单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、可大量制备的特点。(3)由题图2可知,PD-1单克隆抗体通过与T细胞表面的PD-1蛋白特异性结合,避免T细胞裂解凋亡,并参与细胞免疫清除癌细胞或肿瘤细胞。由于PD-1单克隆抗体可解除对T细胞免疫功能的抑制,因此,有器官移植史的癌症患者不能用PD-1单克隆抗体进行治疗,因为会对移植器官产生较强的免疫排斥反应。
24.(11分)某研究小组培育成了猴鼠嵌合体——“猴鼠”,期待将成果用于人体角膜等组织或器官的移植。回答下列问题:
(1)人体器官移植面临的主要问题有供体器官短缺和__免疫排斥__,目前临床上通过应用免疫抑制剂抑制__T细胞__的增殖来提高器官移植的成活率。
(2)①过程中,培养基需通过__添加一定量的抗生素并定期更换培养液__来保证无菌、无毒环境,然后加入诱导因子,作用是__促使皮肤细胞恢复分裂增殖能力__。再将皮肤干细胞注入小鼠囊胚的__内细胞团__部位,最终培养成组织或器官。
(3)实验中雌鼠和代孕母鼠需要同时注射激素,在操作上称为__同期发情处理__。②过程中,所选代孕母鼠应满足的条件是__同种、健康、生理状态相同的其他雌鼠__。
(4)研究发现猴鼠嵌合体的器官可替代人体器官,但其表面的某些抗原决定簇仍可引起排异。为此,科学家在猴鼠嵌合体基因组中,导入某些调节因子对器官进行改造并取得成功,所导入调节因子的作用是__抑制抗原决定簇基因的表达__。
解析:(1)人体器官移植面临的主要问题有供体器官短缺和免疫排斥,目前临床上通过应用免疫抑制剂抑制T细胞的增殖来提高器官移植的成活率。(2)①过程中,培养基需通过添加一定量的抗生素并定期更换培养液来保证无菌、无毒环境,然后加入诱导因子,作用是促使皮肤细胞恢复分裂增殖能力。再将皮肤干细胞注入小鼠囊胚的内细胞团部位,最终培养成组织或器官。(3)实验中雌鼠和代孕母鼠需要同时注射激素,在操作上称为同期发情处理。②过程中,所选代孕母鼠应满足的条件是同种、健康、生理状态相同的其他雌鼠。(4)研究发现猴鼠嵌合体的器官可替代人体器官,但其表面的某些抗原决定簇仍可引起排异。为此,科学家在猴鼠嵌合体基因组中,导入某些调节因子对器官进行改造并取得成功,所导入调节因子的作用是抑制抗原决定簇基因的表达。
25.(11分)野生黑芥具有黑腐病的抗性基因,花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。利用相关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥—花椰菜植株。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力,再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,流程如下图。据图回答:
(1)该过程用到的细胞工程技术有__植物组织培养__、
__植物体细胞杂交__。
(2)过程①所需的酶是__纤维素酶和果胶酶__,过程②中PEG的作用是__促进(或诱导)原生质体的融合__,经过②操作后,需筛选出融合的杂种细胞,显微镜下观察融合的活细胞中有黑芥叶肉细胞的__叶绿体__(填写细胞器名称)存在可作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的__渗透压__以维持原生质体的形态和活性。原生质体经过细胞壁再生,进而脱分化形成__愈伤组织__。
(4)若分析再生植株的染色体变异类型,应剪取再生植株和双亲植株的根尖,制成装片,在显微镜下观察并比较染色体的__形态和数目__。将杂种植株栽培在含有__黑腐病菌__的环境中,可筛选出具有高抗性的杂种植株。
解析:(2)经过②原生质体融合后,需要筛选出融合的杂种细胞,可以通过观察杂种细胞是否含有黑芥叶肉细胞的绿色的叶绿体来进行判断。(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压以维持原生质体的形态和活性,以避免原生质体的失水或吸水。(4)若分析再生植株的染色体变异类型(包括结构变异和数目变异),应剪取再生植株和双亲植株的根尖,制成装片,在显微镜下观察并比较染色体的形态和数目。将杂种植株栽培在含有黑腐病菌的环境中,只有具有抗性的植株才能够存活,从而将具有高抗性的杂种植株筛选出来。