2024新教材生物高考专题复习--专题23细胞工程（含答案）

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2024新教材生物高考专题复习
专题23　细胞工程
五年高考
考点1　植物细胞工程
1.(2023山东,14,2分)利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是(　　)
A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
B.植物细胞体积小,故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产
C.次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
D.该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
答案　A　
2.(2022辽宁,14,2分)蓝莓细胞富含花青素等多酚类化合物。在蓝莓组织培养过程中,外植体切口处细胞被破坏,多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物,这一过程称为褐变。褐变会引起细胞生长停滞甚至死亡,导致蓝莓组织培养失败。下列叙述错误的是(　　)
A.花青素通常存在于蓝莓细胞的液泡中
B.适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率以减少褐变
C.在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变
D.宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体
答案　D　
3.(2021福建,11,2分)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　
4.(2021江苏,5,2分)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与细胞分裂素的比值,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　
5.(2020北京,13,2分)为培育具有市场竞争力的无籽柑橘,研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是(　　)
A.过程①需使用胰蛋白酶处理 B.实现过程②依赖膜的流动性
C.过程③需应用植物组培技术 D.三倍体植株可产生无籽柑橘
答案　A　
6.(2023新课标,35,12分)根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系,根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根瘤的形成,根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。为了寻找抗逆性强的根瘤菌,某研究小组做了如下实验:从盐碱地生长的野生草本豆科植物中分离根瘤菌;选取该植物的茎尖为材料,通过组织培养获得试管苗(生根试管苗);在实验室中探究试管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。回答下列问题。
(1)从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养,可以获得纯培养物,此实验中的纯培养物是　　　　。
(2)取豆科植物的茎尖作为外植体,通过植物组织培养可以获得豆科植物的试管苗。外植体经诱导形成试管苗的流程是:外植体愈伤组织试管苗。其中①表示的过程是　　　　,②表示的过程是　　　　。由外植体最终获得完整的植株,这一过程说明植物细胞具有全能性。细胞的全能性是指　　　　　　　　　　　
　　　　。
(3)研究小组用上述获得的纯培养物和试管苗为材料,研究接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力,其做法是将生长在培养液中的试管苗分成甲、乙两组,甲组中滴加根瘤菌菌液,让试管苗长出根瘤。然后将甲、乙两组的试管苗分别转入　　　　　　的培养液中培养,观察两组试管苗的生长状况,若甲组的生长状况好于乙组,则说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌,可通过发酵工程获得大量根瘤菌,用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料,在农业生产中使用微生物肥料的作用是　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。
答案　(1)根瘤菌　(2)脱分化　再分化　细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能　(3)不含氮　根瘤菌具有固氮能力　(4)增进土壤肥力,改良土壤结构,促进植物生长
考点2　动物细胞工程与胚胎工程
1.(2023海南,7,3分)某团队通过多代细胞培养,将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除,获得XO胚胎干细胞,再经过一系列处理,使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是(　　)
A.营养供应充足时,传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制
B.获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异
C.XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化
D.若某濒危哺乳动物仅存雄性个体,可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
答案　A　
2.(2023浙江1月选考,12,2分)在家畜优良品种培育过程中常涉及胚胎工程的相关技术。下列叙述错误的是(　　)
A.经获能处理的精子才能用于体外受精
B.受精卵经体外培养可获得早期胚胎
C.胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率
D.胚胎移植前需对受体进行选择和处理
答案　C　
3.(2022湖北,7,2分)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　
4.(2022江苏,14,2分)航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频。下列相关叙述正确的是(　　)
A.培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌
B.培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳
C.心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖
D.心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动
答案　B　
5.(2022北京,11,2分)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　
6.(2022山东,15,2分)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　
7.(2021辽宁,13,2分)如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　
8.(2021山东,15,2分)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　
9.(2022江苏,19,3分)(多选)如图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程,在人—鼠杂种细胞中人的染色体会以随机方式丢失,通过分析基因产物进行基因定位。现检测细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4种酶活性,只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性,只有Ⅲ具有胸苷激酶活性,Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性。下列相关叙述正确的有(　　)
A.加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合
B.细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为人—人、人—鼠、鼠—鼠融合细胞
C.芳烃羟化酶基因位于2号染色体上,乳酸脱氢酶基因位于11号染色体上
D.胸苷激酶基因位于17号染色体上,磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上
答案　ACD　
10.(2023湖北,22,16分)某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体,以期快速检测该病毒,其主要技术路线如图所示。
回答下列问题:
(1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前,已免疫的脾细胞(含浆细胞)　　　　(填“需要”或“不需要”)通过原代培养扩大细胞数量;添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合,该过程中PEG对细胞膜的作用是　 　　　
　　　　。
(2)在杂交瘤细胞筛选过程中,常使用特定的选择培养基(如HAT培养基),该培养基对　　　　　　　　和　　
　　　　　　生长具有抑制作用。
(3)单克隆抗体筛选中,将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交,其目的是　　　　　　　　　　　　　。
(4)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是　　　　。
答案　 (1)不需要　改变细胞膜结构,使两个细胞接触处细胞膜的脂类分子发生疏散和重组,从而导致细胞膜相互亲和,促进融合　(2)未融合的亲本细胞　融合的具有同种核的细胞　(3)筛选能分泌抗病毒外壳蛋白A单克隆抗体的杂交瘤细胞　(4)④
11.(2022海南,20,13分)以我国科学家为主的科研团队将OSNL(即4个基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的缩写)导入黑羽鸡胚成纤维细胞(CEFs),诱导其重编程为诱导多能干细胞(iPS),再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs),然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中,最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代,实验流程如图。回答下列问题。
(1)CEFs是从孵化9天的黑羽鸡胚中分离获得的,为了获得单细胞悬液,鸡胚组织(剪碎后)需用　　　　　　
　　　　　处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加　　　　等天然成分,以满足细胞对某些细胞因子的需求。
(2)体外获取OSNL的方法有　　　　　(答出1种即可)。若要在CEFs中表达外源基因的蛋白,需构建基因表达载体,载体中除含有目的基因和标记基因外,还须有启动子和　　　　等。启动子是　　　　　识别和结合的部位,有了它才能驱动　 　。
(3)iPS细胞和iPGCs细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是　 。
(4)诱导iPS细胞的技术与体细胞核移植技术的主要区别是 　。
(5)该实验流程中用到的生物技术有 　(答出2点即可)。
答案　(1)胰蛋白酶或胶原蛋白酶　血清　(2)基因文库法、PCR技术、人工合成法(任答1种)　终止子　RNA聚合酶　目的基因转录出mRNA,最终表达出所需要的蛋白质　(3)基因的选择性表达　(4)诱导iPS细胞的技术是将已分化的细胞诱导为类似胚胎干细胞的一种细胞(iPS),再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs)的技术;体细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术　(5)基因工程、动物细胞培养
12.(2022辽宁,24,10分)某抗膜蛋白治疗性抗体药物研发过程中,需要表达N蛋白胞外段,制备相应的单克隆抗体,增加其对N蛋白胞外段特异性结合的能力。
Ⅰ.N蛋白胞外段抗原制备,流程如图1
(1)构建重组慢病毒质粒时,选用氨苄青霉素抗性基因作为标记基因,目的是　　　　　　　　　　　。用脂质体将重组慢病毒质粒与辅助质粒导入病毒包装细胞,质粒被包在脂质体　　　　　　　　　(填“双分子层中”或“两层磷脂分子之间”)。
(2)质粒在包装细胞内组装出由　　　　　　　　　　　组成的慢病毒,用慢病毒感染海拉细胞进而表达并分离、纯化N蛋白胞外段。
Ⅱ.N蛋白胞外段单克隆抗体制备,流程如图2
(3)用N蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后,取小鼠脾组织用　　　　　　　　酶处理,制成细胞悬液,置于含有混合气体的　　　　　　中培养,离心收集小鼠的B淋巴细胞,与骨髓瘤细胞进行融合。
(4)用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选,获得杂交瘤细胞,将其接种到96孔板,进行　　　　培养。用　
　　　　　　技术检测每孔中的抗体,筛选既能产生N蛋白胞外段抗体,又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株,经体外扩大培养,收集　　　　　　,提取单克隆抗体。
(5)利用N蛋白胞外段抗体与药物结合,形成　　　　　　　　　,实现特异性治疗。
答案　(1)便于重组DNA分子的筛选　双分子层中　(2)蛋白质和核酸　(3)胰蛋白酶或胶原蛋白　CO2培养箱　(4)克隆化　抗原—抗体杂交　细胞培养液　(5)抗体—药物偶联物(ADC)
13.(2021重庆,26,15分)为了研究PDCD4基因对小鼠子宫内膜基质细胞凋亡的影响,进行了相关实验。
(1)取小鼠子宫时,为避免细菌污染,手术器具应进行　　　　　处理;子宫取出(剪碎)后,用　　　　　　　　
　　　　　处理一定时间,可获得分散的子宫内膜组织细胞,再分离获得基质细胞用于培养。
(2)培养基中营养物质应有　　　　　　　　　(填写两种);培养箱中CO2浓度为5%,其主要作用是　　　　
　　　　　。
(3)在含PDCD4基因的表达载体中,启动子的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。为了证明PDCD4基因对基质细胞凋亡的作用,以含PDCD4基因的表达载体和基质细胞的混合培养为实验组,还应设立两个对照组,分别为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。经检测,实验组中PDCD4表达水平和细胞凋亡率显著高于对照组,说明该基因对基质细胞凋亡具有　　　　　(填“抑制”或“促进”)作用。
答案　(1)灭菌　胰蛋白酶或胶原蛋白酶　(2)糖类、氨基酸、无机盐、维生素　维持培养液的pH　(3)RNA聚合酶的识别和结合位点,驱动转录出相应的mRNA　基质细胞悬浮液、空载体和基质细胞的混合培养液　促进
三年模拟
一、单项选择题
1.(2023河北衡水中学二模,13)玉帘和石蒜为二倍体,将二者的花粉用一定的方法诱导融合后,再通过植物组织培养可使融合细胞长成植株,已知培养过程中未进行融合细胞的筛选。下列说法正确的是(　　)
A.融合细胞进行植物组织培养后形成的植株均不可育
B.植物组织培养的脱分化和再分化培养基均要含有碳源
C.得到杂种植株过程中需要用秋水仙素处理萌发的种子
D.所用培养基及花粉粒都要进行严格的灭菌处理
答案　B　
2.(2023湖北八市一模,18)马铃薯(4n=48)是一种营养价值丰富的粮食和经济作物。植物细胞工程技术在马铃薯的繁殖、育种等方面有广泛的应用。下列叙述错误的是(　　)
A.微型繁殖技术可以保持优良马铃薯品种的遗传特性
B.取马铃薯茎尖作为外植体进行组织培养,可以获得脱毒苗
C.取马铃薯的花药进行离体培养得到的单倍体植株是可育的
D.组织培养过程中,处于不断增殖状态的马铃薯细胞不易发生突变
答案　D　
3.(2023福建漳州三模,9)为降低免疫排斥问题,科研人员取供体动物胚胎干细胞,利用基因编辑技术获得重构胚胎干细胞,再经过培养、检测和筛选后,移入受体动物的子宫内进行培养,培养出能提供异体移植器官的供体动物。下列相关说法正确的是(　　)
A.进行动物细胞培养时,需置于含有95%空气和5%O2混合气体的培养箱中培养
B.重构胚胎干细胞体外培养时,需要在培养液中加入血清等物质
C.重构胚胎移入受体之前,需对受体注射促性腺激素进行同期发情处理
D.经过基因编辑技术改造后的供体器官移植到人体后,一定不会发生免疫排斥反应
答案　B　
4.(2023北京朝阳二模,13)将诱导多能干细胞(iPSc)移植给急性心肌梗死小鼠,检测发现小鼠心肌电生理指标逐渐恢复正常。下列说法合理的是(　　)
A.该实验中仅需正常小鼠作为对照组
B.与高度分化的细胞相比,iPSc的分化潜能较弱
C.选择病鼠自身细胞获得iPSc再移植可避免免疫排斥
D.此结果说明可将iPSc移植用于治疗人类缺血性心肌病
答案　C　
5.(2023辽宁葫芦岛一模,15)科研人员利用如图所示的流程,将小鼠多能干细胞(PSC)诱导成为精子,并使其成功与卵细胞受精,得到正常后代,这项研究给男性无精症导致的不孕不育带来了福音。下列分析不合理的是(　　)
A.PSC诱导形成精子的过程中,会发生细胞染色体数目的变化
B.步骤④只能加入一个分化出的精子,以避免多个精子和卵细胞融合
C.步骤⑤受精卵在体外培养时需提供95%空气和5%CO2的混合气体环境
D.上述流程利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术
答案　B　
6.(2023河北衡水中学一调,15)一种杂交瘤细胞只能产生一种抗体,抗体由两条相同的重链和两条相同的轻链构成。科研人员通过动物细胞融合技术将两种不同的杂交瘤细胞(A和B)融合形成双杂交瘤细胞AB,如图所示。双杂交瘤细胞能够悬浮在液体培养基中生长增殖,产生两种特异性抗体A、B。下列相关说法错误的是(　　)
A.将杂交瘤细胞A、B混合并诱导融合后,利用选择培养基筛选出双杂交瘤细胞AB
B.双杂交瘤细胞无需识别A、B抗原,就能产生两种特异性抗体
C.对培养到一定密度的双杂交瘤细胞进行传代培养时,无需使用胰蛋白酶处理
D.将双杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔,腹水能为其提供糖类、氨基酸、无机盐、维生素等营养条件
答案　A　
7.(2023河北石家庄期末,13)精子载体法(SMGT)是将精子适当处理,使其携带外源基因,通过人工授精或体外受精等途径获得转基因动物的方法。如图是某研究所利用SMGT法获得转基因鼠的过程,下列叙述正确的是(　　)
A.①过程将标记的外源基因直接导入成熟精子即可
B.②过程需将成熟精子放入ATP溶液中进行获能处理
C.若需要对③产生的早期胚胎进行分割,可选择桑葚胚或囊胚
D.进行过程④操作前,需要对代孕母体进行免疫抑制处理
答案　C　
二、不定项或多项选择题
8.(2023河北衡水中学二模,18)(多选)iPS细胞被称为诱导多能干细胞,可通过转入相关因子来制备。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的,后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导成该类细胞。下列说法正确的是　(　　)
A.导入的物质可以是DNA、蛋白质,还可用小分子物质来诱导
B.iPS细胞的体外培养需要在CO2培养箱中进行
C.T细胞、B细胞能被诱导为iPS细胞,说明体内细胞的分化是可逆的
D.与胚胎干细胞相比,iPS细胞的优点是分裂能力强、分化程度低
答案　AB　
9.(2023辽宁丹东一模,20)(不定项)兔的免疫系统可对广泛的抗原产生应答,其较大的脾脏可产生更多抗体,兔的单克隆抗体具有天然多样性、高亲和力和特异性、易于人源化(已成为将外源抗体转化为有效安全的治疗药物的重要方式),因而是进行免疫研究的好材料。下列叙述错误的是(　　)
A.若直接利用未人源化的兔单克隆抗体进行治疗,机体将会通过细胞免疫清除该抗体
B.用96孔板培养和筛选杂交瘤细胞时,每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞
C.利用选择培养基筛选出的杂交瘤细胞具有迅速大量增殖的能力
D.体外培养特异性杂交瘤细胞时,需要给予95%氧气和5%CO2的混合气体
答案　AD　
10.(2023河北石家庄一模,18)(多选)为研究多种血糖调节因子的作用,我国科学家开发出胰岛素抵抗模型鼠。为扩增模型鼠数量,科学家通过诱导优良模型鼠体细胞转化获得诱导胚胎干细胞(iPS细胞),继而利用iPS细胞培育出与模型鼠遗传特性相同的克隆鼠,具体步骤如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.诱导优良模型鼠体细胞转化为iPS细胞的过程类似于植物组织培养的脱分化
B.为获得更多的双细胞胚,可对白色鼠1注射性激素达到超数排卵的目的
C.胚胎移植后,重构胚进一步扩大导致囊胚腔破裂的过程称为孵化
D.为确定克隆鼠培育是否成功,需对黑色鼠3进行胰岛素抵抗的相关检测
答案　AD　
三、非选择题
11.(2023河北邯郸一模,23)“人造精子”是一种可以替代精子使卵细胞受精的单倍体胚胎干细胞。我国科研人员利用先进的胚胎操作技术,通过两种方式获得小鼠“人造精子”,流程如图所示。回答下列问题:
(1)方式一中常用　　　　法对MⅡ期卵母细胞去核,再将　　　　转到去核的卵母细胞中。从形态结构等方面考虑,选择卵母细胞作为受体细胞的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点)。
(2)方式二是通过精子与卵子的受精作用“替代”核移植技术,受精作用中防止多精入卵的两道屏障是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;在核融合之前,剔除卵细胞的　　　　,然后就得到了只含来自精子的染色体组的胚胎干细胞,再通过体外培养技术获得单倍体胚胎干细胞系,单倍体胚胎干细胞在体外培养时需要的气体条件是　　　　　　　　　。
(3)目前构建成功的单倍体胚胎干细胞系,其细胞核内包含的性染色体全部都是X染色体,而无包含Y染色体的细胞。已知小鼠Y染色体比X染色体短小,因此实验无法获得含Y染色体的单倍体胚胎干细胞,其最可能的原因是 　。
答案　(1)显微操作　精子(头部)　体积大、易操作、营养物质丰富等　(2)透明带的生理反应和卵细胞膜的生理反应　雌原核　95%空气和5%CO2　(3)Y染色体上的基因无法支持单倍体胚胎干细胞的存活(或Y染色体上缺少支持单倍体胚胎干细胞存活的基因)
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