人教版2019高中生物选择性必修3 同步练习题--第2章 细胞工程(含解析）
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| 名称 | 人教版2019高中生物选择性必修3 同步练习题--第2章 细胞工程(含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-23 23:57:05 | ||
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文档简介
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2024人教版高中生物选择性必修3同步
第2章 细胞工程
全卷满分100分 考试用时75分钟
一、选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.猕猴桃是重要的栽培果树,毛花猕猴桃果实大,维生素C含量高;软枣猕猴桃耐寒,由于猕猴桃很难采用杂交的方法育种,某科研小组采用植物体细胞杂交技术培育出了具有两个品种优良性状的新品种,下列相关叙述,错误的是( )
A.利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体
B.杂交过程中的关键环节是原生质体的融合,可用灭活的病毒诱导
C.杂种细胞再生出细胞壁后,经脱分化和再分化过程可获得新品种
D.该新品种发生的变异属于可遗传变异,其染色体组数是两种猕猴桃染色体组数之和
2.花椰菜(2n=18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白,结果如图2所示。下列有关叙述错误的是( )
A.图1培育杂种植株所用的技术体现了植物细胞全能性和细胞膜流动性原理
B.图1中过程①在无菌水中进行,利用了酶的专一性,过程②可以用电融合法、高Ca2+—高pH融合法等
C.图2中属于杂种植株的是4和5,1可能是花椰菜
D.病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上,一段时间后,测定病斑面积占叶片总面积的百分比,可筛选抗病性强的杂种植株
3.野生红豆杉是一种濒危植物,其产生的次生代谢物紫杉醇具有高抗癌活性,现在已被广泛用于乳腺癌等癌症的治疗。传统生产紫杉醇的方法是从红豆杉的树皮和树叶中提取,现在可以利用植物细胞工程在反应器中培养红豆杉愈伤组织以大量生产紫杉醇,同时还可以通过组织培养获得红豆杉植株。下列叙述正确的是( )
A.紫杉醇是红豆杉生长和生存所必需的代谢物
B.利用愈伤组织细胞获得紫杉醇的过程所用培养基为固体培养基
C.获得愈伤组织的过程为脱分化,该过程与细胞中基因的选择性表达有关
D.利用植物细胞工程获得紫杉醇和红豆杉植株的过程均体现了植物细胞的全能性
4.小鼠的某种上皮细胞与某种淋巴细胞体外培养时,上皮细胞呈现扁平不规则多角形,且贴附在培养瓶内壁上,而淋巴细胞则常常悬浮在培养液中。下列叙述错误的是( )
A.培养上皮细胞更易观察判断细胞是否具有接触抑制现象
B.恒温培养箱中的CO2浓度维持在5%左右,以维持培养液的pH
C.培养基内加入适量的抗生素可以形成无菌、无毒的培养环境
D.出现接触抑制时,用胰蛋白酶处理,再用离心法收集细胞分瓶培养
5.以患者作为供体培养的人核移植胚胎干细胞,经过诱导分化、培养能形成相应的细胞、组织或器官,将它们移植给患者时可以避免发生免疫排斥反应。下列说法错误的是( )
A.用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理人体组织得到单个细胞
B.可将患者的细胞核移入去核处理后的异源胚胎干细胞再进行培养
C.供者和受者细胞的主要HLA差别越小,引起的免疫排斥反应越强烈
D.若使用合成培养基培养细胞,通常需要加入血清等一些天然成分
6.细胞融合技术应用广泛,下图为细胞融合的过程。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.若细胞a、b分别代表白菜、甘蓝细胞,则完成融合的标志为再生出新的细胞壁
B.若细胞d是杂交瘤细胞,则在选择培养基中筛选后即可大规模培养生产单克隆抗体
C.将基因型为AaBb、aaBb植株的花粉细胞诱导融合可得到9种基因型细胞(只考虑两两融合)
D.如果a、b分别表示优良奶牛的卵母细胞和精子,则体外受精时,精子必须进行获能处理,而卵母细胞需要培养到MⅡ期才能完成受精
7.为研究治疗性克隆技术能否用于帕金森病的治疗,科研人员利用帕金森病模型鼠进行如图实验,相关叙述错误的是( )
A.过程①中选择MⅡ期的卵母细胞有利于细胞核全能性恢复
B.过程②重构胚培养需对细胞进行一次脱分化和两次胰蛋白酶处理
C.过程③的关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达
D.过程④无需对受体小鼠注射免疫抑制剂来抑制其细胞免疫功能
8.如图为单克隆抗体制备过程的示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.每个脾B淋巴细胞只能产生一种抗体
B.灭活的病毒促融合的效率一般不能达到100%
C.细胞筛选和细胞融合时所用的培养液在成分上有差异
D.克隆化培养过程中杂交瘤细胞会出现接触抑制的现象
9.抗体导向酶—前药疗法是近几年发展起来的一种极有前途的靶向治疗技术,能特异性杀死癌细胞。已知丝裂霉素是一种抗肿瘤药,丝裂霉素(MMC)前药几乎无毒性,经碱性磷酸酶(AP)催化后,活化的MMC对细胞有毒性。该技术的核心步骤是将单克隆抗体与AP交联成抗体导向酶后注入癌症患者体内。下列叙述正确的是( )
A.应将MMC前药和抗体导向酶充分混合后,再注射到患者体内
B.前药在人体内被激活,活化的MMC对细胞有毒性,产生较强的药物副作用
C.该技术能提高化疗药物在肿瘤部位的靶向聚集,但无法减少化疗副作用
D.可利用特定的前药分别与不同的单抗连接,制备一系列靶向性各异的单抗药物
10.我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠,部分流程如图所示,其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法不正确的是( )
A.组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程
B.①过程的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞突变为iPS细胞
C.③过程中可使用灭活的病毒处理,诱导细胞融合
D.图示流程运用了体细胞核移植、胚胎移植等技术
11.科学家培育克隆羊时,使用了三种细胞核的供体细胞,分别将这些细胞核移入去核的卵母细胞中,形成重组细胞,再将重组细胞发育成重组胚胎,这些重组胚胎的发育情况如表。下列叙述错误的是( )
供体细胞类型 妊娠数/受体母羊数
乳腺上皮细胞 1/13
胚胎成纤维细胞 4/10
早期胚胎细胞 14/27
A.早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞,妊娠成功率最高
B.克隆羊所利用的细胞核也可以是卵细胞或精子中的细胞核
C.体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植
D.重组细胞的发育与去核卵母细胞的细胞质有关
12.科研人员利用胚胎工程技术培育高产奶牛,实验流程如图所示,结合实验过程,下列说法错误的是( )
A.①是人工授精,卵母细胞还需进行体外培养到MⅡ期
B.②是胚胎培养,中途需加入胰蛋白酶处理并进行传代
C.③是胚胎分割,提高了胚胎的利用率
D.④是胚胎移植,受体母牛应提前注射激素使其处于发情期
13.哺乳动物单倍体胚胎干细胞技术是遗传学研究的新手段,可以获得孤雌或孤雄单倍体胚胎干细胞,为研究基因功能提供了理想的细胞模型。下图表示研究人员利用小鼠获取单倍体胚胎干细胞的方法,下列说法错误的是( )
A.方法一中,研究人员需对实验小鼠注射促性腺激素,从而获得更多的卵母细胞
B.用SrCl2溶液处理的作用是激活卵母细胞,得到孤雌单倍体胚胎干细胞
C.获得的孤雄单倍体胚胎干细胞需要去除细胞M中的雌原核
D.若研究Y染色体上的相关基因功能,应用方法一得到胚胎干细胞
14.正常小鼠是二倍体。研究发现,小鼠四倍体胚胎具有发育缺陷,只能发育成胎盘等胚胎以外的结构。ES细胞能够诱导分化形成所有的细胞类型,但很难分化形成胎盘。四倍体胚胎与ES细胞的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿,可得到ES小鼠,其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织。下列叙述正确的是( )
A.嵌合体发育形成的ES小鼠基因型与供体ES细胞的基因型不同
B.嵌合体中的ES具有自我更新能力并只能分化为胎盘等胚外组织
C.嵌合体胚胎发育至原肠胚时,移入与之生理状态相同的小鼠子宫内才可发育
D.将正常小鼠2细胞期胚胎用灭活病毒诱导法使两细胞融合,可得到四倍体胚胎
15.试管婴儿技术是目前最常见的一种辅助生殖技术,如图为试管婴儿的培育过程示意图。下列相关分析正确的是( )
A.试管婴儿和克隆动物的培育原理、操作步骤都基本一致
B.图中,精子获能和受精作用都是在生物体外完成的
C.囊胚的三个胚层进一步分化,将成为各种器官的原基
D.若胚胎移植到供卵的女性子宫内,则会引起免疫排斥反应
二、选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。)
16.马铃薯四倍体栽培种没有青枯病的抗性基因,少数马铃薯野生种(二倍体)存在青枯病的抗性基因。由于核型等差异,野生种难以与四倍体马铃薯栽培种直接杂交繁育,为获得具有抗青枯病的马铃薯栽培种,研究人员进行了植物体细胞杂交的实验研究,过程如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.在低渗溶液中,用纤维素酶和果胶酶处理A和B以获得两种原生质体
B.培育成的马铃薯新品种与野生型或四倍体栽培种之间存在核型差异
C.过程②的培养基中需添加等量的生长素类和细胞分裂素类植物生长调节剂
D.过程①体现了生物膜的流动性,用染色体组型可筛选出杂种细胞C
17.卵母细胞成熟包括“细胞核成熟”和“细胞质成熟”两个方面。研究人员利用基因敲除技术敲除小鼠的Btg4基因,发现Btg4基因敲除的卵母细胞虽能正常成熟和受精,但形成的早期胚胎却全部阻滞在1到2细胞阶段,造成雌性不育。胚胎停止发育的原因是卵母细胞中的mRNA不能被及时降解。下列说法正确的是( )
A.若输卵管阻塞,则精卵细胞结合和胚胎早期发育均不能完成
B.该实验的目的是探究Btg4基因在卵母细胞和早期胚胎中的作用
C.卵母细胞中mRNA的及时降解是启动早期胚胎基因组激活的前提条件
D.Btg4基因与卵母细胞中mRNA降解有关,可促使卵母细胞的细胞核成熟
18.无论是转基因、核移植还是体外受精所获得的胚胎,都必须通过胚胎移植到受体才能获得所需子代。下列叙述错误的是( )
A.核移植和体外受精技术都需要将获得的卵母细胞培养到MⅡ期
B.胚胎移植前,受体动物需要注射外源促性腺激素
C.囊胚期的细胞已经开始分化,分割后也能得到多个有效胚胎
D.胚胎分割可获得多个具有相同遗传物质的后代,属于动物的无性繁殖
19.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,用来揭示人类早期胚胎发育的过程。下列说法正确的是( )
A.滋养层细胞将来能发育成胎膜和胎盘
B.利用核移植所得胚胎干细胞,可以诱导发育成适合移植的器官
C.对原肠胚进行胚胎分割,可以提高移植胚胎的利用率
D.该模型可以研究酒精、药物和病原体对胚胎发育的影响
20.杜泊羊因其生长速度快、肉质好等优点,成为受广大消费者喜欢的绵羊品种。下图是科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程。下列说法正确的是( )
A.杜泊羊的快速繁殖过程涉及动物细胞培养技术
B.精子入卵后,被激活的卵母细胞完成减数分裂,进而排出第二极体
C.受精作用结束后,受精卵即可进行有丝分裂和减数分裂
D.在胚胎发育过程中,内细胞团细胞发育成各种组织和胎盘、胎膜
三、非选择题(本题共5小题,共55分。)
21.(11分)将基因型为AaBb的水稻(具有24条染色体)的叶肉细胞通过无菌操作接入含有营养成分全面的培养基的试管中,在一定条件下培养形成试管幼苗,其过程如图所示:
(1)图中水稻的叶肉细胞要经过消毒处理后才能进行培养。其中[1]过程中,细胞的分化程度会 (填“升高”“降低”或“不变”)。愈伤组织经过[2]过程重新分化成根和芽的过程叫 。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基,这三种培养基的主要差异是 。
(2)在形成愈伤组织的过程中,细胞必须不断地从培养基中获得 和小分子有机物等营养物质。
(3)如果[4]是脱毒植株,则“水稻的某种细胞”应选用 细胞,这种繁殖方式实际上是 ,培养成的植株的基因型为 。
(4)如果“某种细胞”选用的是花粉细胞,则[4]称为 植株,该植株的特点是 ,需用 处理,使其恢复正常体细胞染色体数。
22.(12分)H18杂交瘤细胞产生的抗人肝癌单克隆抗体(HAb18)对于人体肝癌的靶向治疗具有重要的意义,但H18杂交瘤细胞在培养过程中的凋亡现象制约着细胞的高密度培养以及生产能力的提高。通过基因工程可改造H18杂交瘤细胞的抗凋亡能力,相关研究步骤如下,请回答:
(1)请完善表格中的实验步骤。
实验步骤 具体操作
肝癌细胞的培养 将人肝癌细胞在培养液中培养一段时间后,调整细胞悬液浓度为1×107个·mL-1
① 向小鼠体内注射肝癌细胞悬液0.8 mL,然后每隔2周免疫1次,共3次,最后一次免疫后3天,取脾脏制成细胞悬液备用
细胞融合及筛选 将脾脏细胞和② 细胞进行融合,筛选出H18杂交瘤细胞
改造H18杂交瘤细胞 利用PCR技术获得小鼠的抗凋亡基因,构建表达载体,通过脂质体法导入H18杂交瘤细胞,再筛选出抗凋亡能力明显提高的H18杂交瘤细胞
(2)向培养肝癌细胞的培养液中加入 能为动物细胞生长增殖和保持动物细胞生物学性状提供不可缺少的物质,培养液中还需加入一定量抗生素的目的是 ,培养时提供二氧化碳的目的是 。
(3)在细胞融合及筛选步骤中,常用的生物诱导因素是 。在改造H18杂交瘤细胞时,通过脂质体法将基因表达载体导入H18杂交瘤细胞的原理是利用了 。
(4)与普通抗肝癌的化疗药物相比,用抗人肝癌单克隆抗体(HAb18)与相应抗癌药物结合制成的抗体—药物偶联物治疗肝癌的主要优点是能 ,减少对正常细胞的伤害,减少用药剂量,也可以使用 标记抗人肝癌单克隆抗体(HAb18),显示肝癌肿瘤的位置,诊断肝癌肿瘤病灶是否转移,以指导手术范围。
23.(11分)濒危动物保护组织宣布单峰骆驼野外灭绝(只生活在栽培、圈养条件下即认为该分类单元属于野外灭绝,但在人类活动区会有驯养)。近些年,在我国干燥、缺水的戈壁无人区,科学家又发现了小规模野化单峰骆驼群。科学家欲通过胚胎移植等方法拯救野化单峰骆驼,进行了如图所示的研究。回答下列问题:
(1)对A野化单峰骆驼进行超数排卵不能使用性激素,原因是 。过程①若表示体外受精,则C野化单峰骆驼的精子需要进行 处理后,才能与处于 期的卵母细胞发生受精作用。
(2)②过程通过 法去除细胞核,其目的是 。
(3)③过程使用Ca2+载体激活重构胚,其目的是 。胚胎能在D受体雌性体内存活的生理学基础为 。
(4)与F相比,E更具有多样性,其原因是E是有性生殖后代,其亲代减数分裂过程中会发生 。
24.(10分)牛胚胎移植的基本程序如下图,请据图回答下列问题。
(1)供体的主要职能是 ,受体母牛需要满足的条件是 。
(2)b表示受体母牛经人工激素调节后与供体母牛达到 。
(3)为了获得核基因型相同的多个胚胎,常采取的方法是 ,处理的时期是 。
(4)进行胚胎移植的优势是 。
25.(11分)随着生物科学技术的发展,动物的生殖方式变得越来越多样化。以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程,a~g为操作过程,请据图回答有关问题。
(1)图中c的操作名称是 ,d、f的操作名称是 。
(2)为获取更多的卵母细胞,要对供体母牛注射 ,使其超数排卵。采集的精子需要经过 ,才具备受精能力。判断卵细胞是否受精、受精完成的重要标志分别是 、 。
(3)图示中的早期胚胎属于胚胎发育的 期,其中胚胎干细胞来源于其中的 (填数字标号)。
(4)C牛的生殖方式是 。
附加题
1.月季在我国享有“花中皇后”的美誉。为了建立月季某新品种的快速繁殖体系,以芽体为外植体,在MS培养基中添加不同浓度的6-BA和IBA进行芽体增殖实验,芽分化率(%)结果如表。
6-BA(mg·L-1) IBA(mg·L-1)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
1.0 31 63 58 49 41
2.0 40 95 76 69 50
3.0 37 75 64 54 41
4.0 25 35 31 30 25
5.0 8 21 12 8 4
关于上述实验,下列叙述错误的是( )
A.6-BA浓度大于4.0 mg·L-1时,芽分化率明显降低
B.6-BA与IBA的比例为10∶1时芽分化率均高于其他比例
C.在培养基中同时添加适量的6-BA和IBA,可促进芽分化
D.2.0 mg·L-16-BA和0.2 mg·L-1IBA是实验处理中芽分化的最佳组合
2.两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂
C.过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合
D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
3.甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定,最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题:
(1)根据研究目标,在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前,应检验两种植物的原生质体是否具备 的能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体,则乙植物可用幼苗的 为外植体。
(2)植物细胞壁的主要成分为 和果胶,在获取原生质体时,常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分别使甲原生质体和乙原生质体的 失活。对处理后的原生质体在显微镜下用 计数,确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后,通过添加适宜浓度的PEG进行融合;一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是 。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合,在凝固前倒入培养皿,融合原生质体分散固定在平板中,并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于 。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞的理由是哪几项 。
A.甲、乙原生质体经处理后失活,无法正常生长、分裂
B.同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂
C.培养基含有抑制物质,只有杂种细胞才能正常生长、分裂
D.杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂
(4)愈伤组织经 可形成胚状体,长出 ,直接发育形成再生植株。
4.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。N蛋白胞外段单克隆抗体制备,流程如图:
(1)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。
(2)用选择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。
(3)利用N蛋白胞外段抗体与药物结合,形成 ,实现特异性治疗。
答案全解全析
1.B 2.B 3.C 4.C 5.C 6.B 7.B 8.D 9.D 10.B
11.B 12.B 13.D 14.D 15.B 16.BCD 17.ABC 18.B 19.ABD 20.AB
1.B 植物细胞有细胞壁,细胞壁阻碍细胞间的杂交,由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,根据酶的专一性,在进行植物体细胞杂交之前,必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体,A正确;进行原生质体的融合,必须借助一定的技术手段进行人工诱导,人工诱导的方法分为物理法和化学法,灭活的病毒适用于动物细胞融合,B错误;融合的原生质体需再生出细胞壁,形成的杂种细胞经植物组织培养(脱分化和再分化)获得新品种,C正确;通过植物体细胞杂交获得的新品种,其染色体组数为两种猕猴桃染色体组数之和,属于可遗传变异,D正确。
2.B 通过植物体细胞杂交技术可将杂种细胞培养成完整植株,体现了植物细胞全能性;两个物种细胞的融合体现了细胞膜的流动性,A正确。图1过程①为用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁,利用了酶的专一性,但该过程不能在无菌水中进行,以防原生质体吸水涨破;过程②为原生质体融合过程,可以用电融合法、高Ca2+—高pH融合法等,B错误。根据图谱可知,花椰菜和紫罗兰中的特异性蛋白在4号和5号中也有,则4号和5号个体是杂种细胞,而1号个体中只有花椰菜的特异性蛋白,则1号个体可能是花椰菜,C正确。
3.C 紫杉醇属于次生代谢物,次生代谢物不是生物生长和生存所必需的,A错误;培养愈伤组织细胞获得紫杉醇的过程所用培养基为液体培养基,B错误;利用植物细胞工程获得紫杉醇的过程只培养到了愈伤组织阶段,不能体现植物细胞的全能性,D错误。
4.C 由题干可知,小鼠的上皮细胞是贴壁生长的细胞,因此培养上皮细胞更易观察判断细胞是否具有接触抑制现象,A正确;动物细胞培养常在含有95%空气和5%的CO2混合气体的恒温培养箱中进行,CO2的主要作用是维持培养液的pH,B正确;动物细胞培养过程中,为营造无菌、无毒的培养环境,需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理,以及在无菌环境下操作,并且要定期更换培养液,加入抗生素可防止细菌污染,但不能形成无病毒的环境,C错误。
5.C 供者和受者细胞的主要HLA差别越大,引起的免疫排斥反应越强烈,C错误。
6.B 若细胞d是杂交瘤细胞,在选择培养基中筛选后,还需要经过抗体阳性检测才能大规模培养生产单克隆抗体,B错误;将基因型为AaBb、aaBb植株的花粉细胞诱导融合,AaBb能产生AB、aB、Ab、ab四种花粉,aaBb能产生aB、ab两种花粉,去壁两两融合可以得到AABB、aaBB、AAbb、aabb、Aabb、AaBb、AaBB、AABb、aaBb共9种基因型的细胞,C正确。
7.B 卵母细胞中含激发细胞核全能性的物质,所以选择MⅡ期的卵母细胞有利于细胞全能性的表达,A正确;动物细胞培养时需要进行胰蛋白酶处理,目的是分解组织细胞间质中的胶原蛋白,使组织分散成单个细胞,通常植物细胞培养时才进行脱分化处理,B错误;过程③是诱导分化,分化的实质就是基因的选择性表达,所以此过程关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达,C正确;过程④移植的神经元细胞由取自该小鼠的自身细胞诱导分化而来,受体小鼠不会发生免疫排斥反应,D正确。
8.D 灭活病毒诱导细胞融合的原理: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,细胞发生融合;灭活的病毒促融合的效率一般不能达到100%,B正确。细胞筛选是为了获得杂交瘤细胞,需要在选择培养基上进行,细胞融合时所用的培养液需要加入诱导剂,因此细胞筛选和细胞融合时所用的培养液在成分上有差异,C正确。杂交瘤细胞具有无限增殖的特点,没有接触抑制现象,D错误。
9.D “丝裂霉素(MMC)前药几乎无毒性,经碱性磷酸酶(AP)催化后,活化的MMC对细胞有毒性”,由此可知应先向患者的体内注射MMC前药,再向患者体内注射抗体导向酶,A错误;抗体导向酶的抗体与抗原的识别具有特异性,从而使癌细胞部位的丝裂霉素(MMC)前药在碱性磷酸酶(AP)催化下被激活,活化的MMC对癌细胞有毒性,而不损伤正常的细胞,B错误;根据B项分析可知,该项技术能提高化疗药物在肿瘤部位的靶向聚集,可减少化疗的副作用,C错误;由于抗体具有特异性,所以可利用特定的前药分别与不同的单抗连接,制备一系列靶向性各异的单抗药物,D正确。
10.B 结合题图,重构胚中在加入Kdm4d的mRNA和TSA后,发育成克隆鼠,而Kdm4d的mRNA表达产物为组蛋白去甲基化酶,可以使组蛋白去甲基化;TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂,抑制组蛋白脱乙酰酶的作用,保持组蛋白乙酰化,即组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程,A正确。小鼠成纤维细胞经①过程的小分子化合物诱导成为iPS细胞,但是这个过程不属于突变,而是类似于植物组织培养中的脱分化过程,B错误。
11.B 题表中早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞时,妊娠数/受体母羊数的值最高,即妊娠成功率最高,A正确;卵细胞或精子中的细胞核只含有体细胞染色体的一半,故克隆羊所利用的细胞核不能是卵细胞或精子中的细胞核,B错误;卵母细胞的细胞质中含有使细胞核全能性表达的物质,重组细胞的发育与去核卵母细胞的细胞质有关,D正确。
12.B ①是人工授精,卵母细胞还需进行体外培养到MⅡ期,且精子也需要进行获能处理,A正确;②是胚胎培养,该过程中不需要加入胰蛋白酶处理并进行传代,因为这里进行的是体外胚胎培养,不是动物细胞培养,B错误;③是胚胎分割,提高了胚胎的利用率,且在该过程中需要注意将胚胎均等分割,C正确;④是胚胎移植,受体母牛应提前注射激素使其处于发情期,这样可以实现相同生理条件下的胚胎转移,可提高移植胚胎的存活率,D正确。
13.D 方法二雌雄个体杂交获得受精卵M,去除细胞M中的雌原核,可获得孤雄单倍体胚胎干细胞,C正确;方法一得到的是孤雌单倍体胚胎干细胞,方法二得到的是孤雄单倍体胚胎干细胞,若研究Y染色体上相关基因功能,应用方法二,D错误。
14.D 根据题干信息“四倍体胚胎与ES细胞的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿,可得到ES小鼠,其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织”可知,嵌合体发育形成的ES小鼠基因型与供体ES细胞的基因型相同,A错误;嵌合体中的ES具有自我更新能力,能够诱导分化形成所有的细胞类型,但很难分化形成胎盘,B错误;嵌合体胚胎应发育至桑葚胚或囊胚期再移入与之生理状态相同的小鼠子宫内,进行进一步发育,C错误;正常小鼠是二倍体,所以2细胞期胚胎两个细胞用灭活病毒诱导融合,可得到一个含四个染色体组的细胞,再经胚胎的早期培养可得到四倍体胚胎,D正确。
15.B 试管婴儿属于有性生殖,克隆动物属于无性繁殖,原理不一样,操作步骤也不相同,A错误;试管婴儿技术中精子获能(在获能液中进行)和受精作用都是在生物体外完成的,B正确;囊胚分化出内细胞团和滋养层,没有三个胚层,原肠胚才有三个胚层,C错误;胚胎移植到供卵的女性子宫内,基本不会引起免疫排斥反应,D错误。
16.BCD 酶解法可用于去除植物细胞壁获得原生质体,但不能在低渗溶液中进行,否则原生质体会吸水涨破,A错误;培育成的马铃薯新品种是细胞融合的结果,为六倍体,与野生型(二倍体)或四倍体栽培种之间存在核型差异,B正确;过程②是植物组织培养的脱分化过程,其培养基中需添加等量的生长素类和细胞分裂素类植物生长调节剂,C正确;过程①发生了原生质体的融合,利用了生物膜的流动性,杂种细胞C中染色体包括了A和B细胞中的染色体,所以通过染色体组型分析可筛选出杂种细胞,D正确。
17.ABC 精卵结合发生在输卵管中,胚胎开始发育的场所也是输卵管,故若输卵管阻塞,则精卵细胞结合和胚胎早期发育均不能完成,A正确;分析题意可知,本实验利用基因敲除技术敲除小鼠卵母细胞的Btg4基因后观察其早期胚胎发育情况和育性,故该实验的目的是探究Btg4基因在卵母细胞和早期胚胎中的作用,B正确;结合题意“胚胎停止发育的原因是卵母细胞中的mRNA不能被及时降解”可知,卵母细胞中mRNA的及时降解是启动早期胚胎基因组激活的前提条件,C正确;Btg4基因敲除后卵母细胞能正常成熟和受精,说明该基因与细胞核成熟无关,而形成的早期胚胎却全部阻滞在1到2细胞阶段,推测可能是Btg4基因能促使细胞质成熟,D错误。
18.B 动物细胞核移植技术是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,卵母细胞需要培养到MⅡ期;体外受精过程中的卵母细胞也需要培养到MⅡ期,A正确。胚胎移植过程中,供体和受体需要进行同期发情处理,可通过注射性激素,使二者处于相同的生理状态,促性腺激素的作用为促进超数排卵,受体动物无需超数排卵,B错误。囊胚期细胞已经开始分化,内细胞团细胞全能性高,可用于胚胎分割,得到多个有效胚胎,C正确。胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,培养后可获得多个具有相同遗传物质的后代,属于动物的无性繁殖,D正确。
19.ABD 利用核移植所得胚胎干细胞,可以诱导发育成适合移植的器官,可减少免疫排斥反应,B正确;胚胎分割时应该选择形态正常、发育良好的桑葚胚或囊胚,C错误。
20.AB 精子入卵后,被激活的卵母细胞完成减数第二次分裂,排出第二极体后,形成雌原核,B正确;受精作用结束后,受精卵进行有丝分裂,C错误;在胚胎发育过程中,内细胞团细胞发育成胎儿的各种组织,滋养层细胞发育成胎盘和胎膜,D错误。
21.答案 (除标注外,每空1分)(1)降低 再分化 生长素与细胞分裂素的比例不同(2分)
(2)水分、无机盐
(3)根尖或茎尖 无性繁殖 AaBb
(4)单倍体 高度不育 秋水仙素(或低温)
解析 (1)[1]过程为脱分化过程,高度分化的植物细胞形成愈伤组织,细胞的分化程度降低;[2]过程为愈伤组织的再分化过程;植物在不同阶段需要的营养不同,脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基的主要差异是生长素与细胞分裂素的比例不同。(2)愈伤组织不能进行光合作用,在形成愈伤组织的过程中,细胞需要从外界获得水分、无机盐和小分子有机物如氨基酸、葡萄糖等营养物质。(3)植物根尖或茎尖处病毒极少甚至无病毒,常取其进行组织培养,获得脱毒苗;这种繁殖方式不经过两性细胞的结合,为无性繁殖;培养成的植株的基因型与原植株相同,为AaBb。(4)花粉为雄配子,由配子发育来的个体为单倍体;水稻具有2个染色体组,该单倍体植株只有1个染色体组,无同源染色体,减数分裂异常,因此高度不育;秋水仙素(或低温)抑制纺锤体的形成,会使染色体数目加倍,因此可使单倍体恢复为正常体细胞染色体数。
22.答案 (除标注外,每空1分)(1)获取能产生抗人肝癌抗体(HAb18)的B淋巴细胞(2分) 骨髓瘤
(2)动物血清(2分) 防止细菌污染 维持pH
(3)灭活的病毒 细胞膜的流动性
(4)将药物定向带到癌细胞所在部位(或对肿瘤细胞有选择性杀伤作用)(2分) 同位素
解析 (1)将肝癌细胞作为抗原多次注射到小鼠体内,然后取小鼠脾脏制成细胞悬液备用,其目的是获得能产生抗人肝癌抗体(HAb18)的B淋巴细胞。将脾脏细胞和骨髓瘤细胞在聚乙二醇、灭活的病毒等的作用下进行融合,筛选出H18杂交瘤细胞。最后对H18杂交瘤细胞进行改造。(2)由于人们对动物细胞培养过程中所需要的营养物质尚未全部研究清楚,因此在培养肝癌细胞的培养液中加入血清,可以达到补充细胞所需的未知营养物质的目的。
23.答案 (除标注外,每空1分)(1)过量的性激素(雌激素)会通过负反馈调节抑制卵巢内卵泡的发育(2分) 获能 MⅡ
(2)显微操作 使重构胚的核遗传物质完全来自供体B驯养单峰骆驼(2分)
(3)使重构胚完成细胞分裂和发育进程 受体雌性对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应(2分)
(4)基因重组
解析 (1)进行超数排卵,通常需要注射促性腺激素,促使更多的卵泡发育,不能直接使用雌激素,因为过量的雌激素会通过负反馈调节抑制卵巢内卵泡的发育。体外受精时,精子需经获能处理。(2)②过程通过显微操作去除细胞核,目的是使重构胚的核遗传物质完全来自供体B驯养单峰骆驼。(3)激活重构胚可使其完成细胞分裂和发育进程。受体雌性对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,因此,胚胎能在D受体雌性体内存活。(4)与F相比,E更具有多样性,原因是E的产生过程经过了受精作用,是有性生殖后代,其亲代减数分裂过程中会发生基因重组,产生多样的配子,同时雌、雄配子的随机结合也为胚胎多样性的产生提供了条件。
24.答案 (除标注外,每空2分)(1)产生具有优良遗传特性的胚胎 有健康的体质和正常繁殖能力
(2)同期发情(1分)
(3)胚胎分割(1分) 桑葚胚期或囊胚期
(4)可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
解析 (2)b表示受体母牛经人工激素调节后与供体母牛达到同期发情,以便进行胚胎移植。(3)为了获得核基因型相同的多个胚胎,常采取的方法是胚胎分割,在进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
25.答案 (除标注外,每空1分)(1)胚胎分割(2分) 胚胎移植(2分)
(2)促性腺激素 获能处理 观察到雌、雄原核(或两个极体) 雌、雄原核完成融合形成合子
(3)囊胚 ③
(4)有性生殖
解析 (1)由图可知,图中c的操作是将早期胚胎分割,d、f的操作是将(分割的)胚胎移植到代孕母牛子宫内。(2)用促性腺激素处理良种母牛,可促使其超数排卵,这样可以获得更多的卵母细胞;采集的精子进行获能处理才具有受精能力;卵细胞受精的标志是观察到雌、雄原核或两个极体,完成受精的标志是雌、雄原核完成融合形成合子。(3)题图中的早期胚胎有囊胚腔,属于囊胚期,其中胚胎干细胞来源于囊胚期的③内细胞团。(4)C牛由受精卵发育而来,生殖方式为有性生殖。
附加题
1.B 本实验的目的是探究不同浓度的6-BA和IBA对芽分化率的影响,自变量为植物激素的种类和浓度,因变量为芽分化率。6-BA浓度在4.0~5.0 mg·L-1时,芽分化率明显降低,A正确;当6-BA与IBA的比例为10∶1时,芽分化率为31%、95%、64%、30%、4%,与其他实验组对比可知,此时的芽分化率并不是均高于其他比例,B错误;6-BA和IBA的比例会影响芽分化率,在培养基中同时添加适量的6-BA和IBA,可促进芽分化,C正确;表格中芽分化率最高时为95%,对应的6-BA和IBA浓度分别为2.0 mg·L-1、0.2 mg·L-1,是实验处理中芽分化的最佳组合,D正确。
2.C 过程①需用纤维素酶和果胶酶处理去除细胞壁,获得原生质体,A正确;根据题干信息“其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂”,过程③是原生质体的融合,因此,过程②是通过紫外线照射使中间偃麦草原生质体中的染色体断裂,B正确;人工诱导植物原生质体融合的方法有物理法(电融合法、离心法等)和化学法(PEG融合法、高Ca2+—高pH融合法),灭活的病毒不能诱导植物原生质体融合,C错误;由题意知,断裂形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中,普通小麦的染色体上整合了耐盐性强的中间偃麦草的染色体片段,获得了耐盐小麦新品种,D正确。
3.答案 (1)再生植株 叶片
(2)纤维素 细胞质、细胞核 血细胞计数板 终止原生质体融合
(3)一个融合原生质体 ABD
(4)再分化 根和芽
解析 (1)根据研究目标需要得到再生植株,故进行植物体细胞杂交操作前,应先检验两种植物的原生质体是否具备再生植株的能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体,则乙植物可采用幼苗的绿色叶片为外植体。(2)植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶。为使获得的杂种细胞具有耐盐碱效应(甲植物的细胞核基因)和高产效应(乙植物的细胞质基因),在原生质体融合前要分别使甲原生质体的细胞质和乙原生质体的细胞核失活。融合后的原生质体密度可在显微镜下用血细胞计数板计数测定。用适宜浓度的PEG促进融合后,需加入过量的培养基进行稀释,通过降低PEG浓度,终止原生质体融合。(3)由于甲、乙原生质体分别破坏了细胞质和细胞核,未融合的原生质体和同种融合的原生质体都不能正常生长、分裂,只有杂种细胞具有完整的核质结构,可以正常生长、分裂,因此这些愈伤组织只能来自杂种细胞。(4)愈伤组织经再分化可形成胚状体,长出根和芽,直接发育形成再生植株。
4.答案 (1)胰蛋白酶或胶原蛋白 CO2培养箱
(2)克隆化 抗原—抗体杂交 细胞培养液
(3)抗体—药物偶联物(ADC)
解析 (1)制备杂交瘤细胞时,需取已免疫的小鼠脾组织,并用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,制成细胞悬液,在含有混合气体的CO2培养箱中培养,离心收集B淋巴细胞,再与骨髓瘤细胞进行融合。(2)用选择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孔板上进行克隆化培养。用抗原—抗体杂交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,从细胞培养液中提取单克隆抗体。(3)利用N蛋白胞外段抗体与药物结合,形成抗体—药物偶联物(ADC),实现特异性治疗。
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2024人教版高中生物选择性必修3同步
第2章 细胞工程
全卷满分100分 考试用时75分钟
一、选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.猕猴桃是重要的栽培果树,毛花猕猴桃果实大,维生素C含量高;软枣猕猴桃耐寒,由于猕猴桃很难采用杂交的方法育种,某科研小组采用植物体细胞杂交技术培育出了具有两个品种优良性状的新品种,下列相关叙述,错误的是( )
A.利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体
B.杂交过程中的关键环节是原生质体的融合,可用灭活的病毒诱导
C.杂种细胞再生出细胞壁后,经脱分化和再分化过程可获得新品种
D.该新品种发生的变异属于可遗传变异,其染色体组数是两种猕猴桃染色体组数之和
2.花椰菜(2n=18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白,结果如图2所示。下列有关叙述错误的是( )
A.图1培育杂种植株所用的技术体现了植物细胞全能性和细胞膜流动性原理
B.图1中过程①在无菌水中进行,利用了酶的专一性,过程②可以用电融合法、高Ca2+—高pH融合法等
C.图2中属于杂种植株的是4和5,1可能是花椰菜
D.病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上,一段时间后,测定病斑面积占叶片总面积的百分比,可筛选抗病性强的杂种植株
3.野生红豆杉是一种濒危植物,其产生的次生代谢物紫杉醇具有高抗癌活性,现在已被广泛用于乳腺癌等癌症的治疗。传统生产紫杉醇的方法是从红豆杉的树皮和树叶中提取,现在可以利用植物细胞工程在反应器中培养红豆杉愈伤组织以大量生产紫杉醇,同时还可以通过组织培养获得红豆杉植株。下列叙述正确的是( )
A.紫杉醇是红豆杉生长和生存所必需的代谢物
B.利用愈伤组织细胞获得紫杉醇的过程所用培养基为固体培养基
C.获得愈伤组织的过程为脱分化,该过程与细胞中基因的选择性表达有关
D.利用植物细胞工程获得紫杉醇和红豆杉植株的过程均体现了植物细胞的全能性
4.小鼠的某种上皮细胞与某种淋巴细胞体外培养时,上皮细胞呈现扁平不规则多角形,且贴附在培养瓶内壁上,而淋巴细胞则常常悬浮在培养液中。下列叙述错误的是( )
A.培养上皮细胞更易观察判断细胞是否具有接触抑制现象
B.恒温培养箱中的CO2浓度维持在5%左右,以维持培养液的pH
C.培养基内加入适量的抗生素可以形成无菌、无毒的培养环境
D.出现接触抑制时,用胰蛋白酶处理,再用离心法收集细胞分瓶培养
5.以患者作为供体培养的人核移植胚胎干细胞,经过诱导分化、培养能形成相应的细胞、组织或器官,将它们移植给患者时可以避免发生免疫排斥反应。下列说法错误的是( )
A.用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理人体组织得到单个细胞
B.可将患者的细胞核移入去核处理后的异源胚胎干细胞再进行培养
C.供者和受者细胞的主要HLA差别越小,引起的免疫排斥反应越强烈
D.若使用合成培养基培养细胞,通常需要加入血清等一些天然成分
6.细胞融合技术应用广泛,下图为细胞融合的过程。据图分析,下列叙述错误的是( )
A.若细胞a、b分别代表白菜、甘蓝细胞,则完成融合的标志为再生出新的细胞壁
B.若细胞d是杂交瘤细胞,则在选择培养基中筛选后即可大规模培养生产单克隆抗体
C.将基因型为AaBb、aaBb植株的花粉细胞诱导融合可得到9种基因型细胞(只考虑两两融合)
D.如果a、b分别表示优良奶牛的卵母细胞和精子,则体外受精时,精子必须进行获能处理,而卵母细胞需要培养到MⅡ期才能完成受精
7.为研究治疗性克隆技术能否用于帕金森病的治疗,科研人员利用帕金森病模型鼠进行如图实验,相关叙述错误的是( )
A.过程①中选择MⅡ期的卵母细胞有利于细胞核全能性恢复
B.过程②重构胚培养需对细胞进行一次脱分化和两次胰蛋白酶处理
C.过程③的关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达
D.过程④无需对受体小鼠注射免疫抑制剂来抑制其细胞免疫功能
8.如图为单克隆抗体制备过程的示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.每个脾B淋巴细胞只能产生一种抗体
B.灭活的病毒促融合的效率一般不能达到100%
C.细胞筛选和细胞融合时所用的培养液在成分上有差异
D.克隆化培养过程中杂交瘤细胞会出现接触抑制的现象
9.抗体导向酶—前药疗法是近几年发展起来的一种极有前途的靶向治疗技术,能特异性杀死癌细胞。已知丝裂霉素是一种抗肿瘤药,丝裂霉素(MMC)前药几乎无毒性,经碱性磷酸酶(AP)催化后,活化的MMC对细胞有毒性。该技术的核心步骤是将单克隆抗体与AP交联成抗体导向酶后注入癌症患者体内。下列叙述正确的是( )
A.应将MMC前药和抗体导向酶充分混合后,再注射到患者体内
B.前药在人体内被激活,活化的MMC对细胞有毒性,产生较强的药物副作用
C.该技术能提高化疗药物在肿瘤部位的靶向聚集,但无法减少化疗副作用
D.可利用特定的前药分别与不同的单抗连接,制备一系列靶向性各异的单抗药物
10.我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠,部分流程如图所示,其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法不正确的是( )
A.组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程
B.①过程的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞突变为iPS细胞
C.③过程中可使用灭活的病毒处理,诱导细胞融合
D.图示流程运用了体细胞核移植、胚胎移植等技术
11.科学家培育克隆羊时,使用了三种细胞核的供体细胞,分别将这些细胞核移入去核的卵母细胞中,形成重组细胞,再将重组细胞发育成重组胚胎,这些重组胚胎的发育情况如表。下列叙述错误的是( )
供体细胞类型 妊娠数/受体母羊数
乳腺上皮细胞 1/13
胚胎成纤维细胞 4/10
早期胚胎细胞 14/27
A.早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞,妊娠成功率最高
B.克隆羊所利用的细胞核也可以是卵细胞或精子中的细胞核
C.体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植
D.重组细胞的发育与去核卵母细胞的细胞质有关
12.科研人员利用胚胎工程技术培育高产奶牛,实验流程如图所示,结合实验过程,下列说法错误的是( )
A.①是人工授精,卵母细胞还需进行体外培养到MⅡ期
B.②是胚胎培养,中途需加入胰蛋白酶处理并进行传代
C.③是胚胎分割,提高了胚胎的利用率
D.④是胚胎移植,受体母牛应提前注射激素使其处于发情期
13.哺乳动物单倍体胚胎干细胞技术是遗传学研究的新手段,可以获得孤雌或孤雄单倍体胚胎干细胞,为研究基因功能提供了理想的细胞模型。下图表示研究人员利用小鼠获取单倍体胚胎干细胞的方法,下列说法错误的是( )
A.方法一中,研究人员需对实验小鼠注射促性腺激素,从而获得更多的卵母细胞
B.用SrCl2溶液处理的作用是激活卵母细胞,得到孤雌单倍体胚胎干细胞
C.获得的孤雄单倍体胚胎干细胞需要去除细胞M中的雌原核
D.若研究Y染色体上的相关基因功能,应用方法一得到胚胎干细胞
14.正常小鼠是二倍体。研究发现,小鼠四倍体胚胎具有发育缺陷,只能发育成胎盘等胚胎以外的结构。ES细胞能够诱导分化形成所有的细胞类型,但很难分化形成胎盘。四倍体胚胎与ES细胞的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿,可得到ES小鼠,其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织。下列叙述正确的是( )
A.嵌合体发育形成的ES小鼠基因型与供体ES细胞的基因型不同
B.嵌合体中的ES具有自我更新能力并只能分化为胎盘等胚外组织
C.嵌合体胚胎发育至原肠胚时,移入与之生理状态相同的小鼠子宫内才可发育
D.将正常小鼠2细胞期胚胎用灭活病毒诱导法使两细胞融合,可得到四倍体胚胎
15.试管婴儿技术是目前最常见的一种辅助生殖技术,如图为试管婴儿的培育过程示意图。下列相关分析正确的是( )
A.试管婴儿和克隆动物的培育原理、操作步骤都基本一致
B.图中,精子获能和受精作用都是在生物体外完成的
C.囊胚的三个胚层进一步分化,将成为各种器官的原基
D.若胚胎移植到供卵的女性子宫内,则会引起免疫排斥反应
二、选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。)
16.马铃薯四倍体栽培种没有青枯病的抗性基因,少数马铃薯野生种(二倍体)存在青枯病的抗性基因。由于核型等差异,野生种难以与四倍体马铃薯栽培种直接杂交繁育,为获得具有抗青枯病的马铃薯栽培种,研究人员进行了植物体细胞杂交的实验研究,过程如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.在低渗溶液中,用纤维素酶和果胶酶处理A和B以获得两种原生质体
B.培育成的马铃薯新品种与野生型或四倍体栽培种之间存在核型差异
C.过程②的培养基中需添加等量的生长素类和细胞分裂素类植物生长调节剂
D.过程①体现了生物膜的流动性,用染色体组型可筛选出杂种细胞C
17.卵母细胞成熟包括“细胞核成熟”和“细胞质成熟”两个方面。研究人员利用基因敲除技术敲除小鼠的Btg4基因,发现Btg4基因敲除的卵母细胞虽能正常成熟和受精,但形成的早期胚胎却全部阻滞在1到2细胞阶段,造成雌性不育。胚胎停止发育的原因是卵母细胞中的mRNA不能被及时降解。下列说法正确的是( )
A.若输卵管阻塞,则精卵细胞结合和胚胎早期发育均不能完成
B.该实验的目的是探究Btg4基因在卵母细胞和早期胚胎中的作用
C.卵母细胞中mRNA的及时降解是启动早期胚胎基因组激活的前提条件
D.Btg4基因与卵母细胞中mRNA降解有关,可促使卵母细胞的细胞核成熟
18.无论是转基因、核移植还是体外受精所获得的胚胎,都必须通过胚胎移植到受体才能获得所需子代。下列叙述错误的是( )
A.核移植和体外受精技术都需要将获得的卵母细胞培养到MⅡ期
B.胚胎移植前,受体动物需要注射外源促性腺激素
C.囊胚期的细胞已经开始分化,分割后也能得到多个有效胚胎
D.胚胎分割可获得多个具有相同遗传物质的后代,属于动物的无性繁殖
19.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,用来揭示人类早期胚胎发育的过程。下列说法正确的是( )
A.滋养层细胞将来能发育成胎膜和胎盘
B.利用核移植所得胚胎干细胞,可以诱导发育成适合移植的器官
C.对原肠胚进行胚胎分割,可以提高移植胚胎的利用率
D.该模型可以研究酒精、药物和病原体对胚胎发育的影响
20.杜泊羊因其生长速度快、肉质好等优点,成为受广大消费者喜欢的绵羊品种。下图是科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程。下列说法正确的是( )
A.杜泊羊的快速繁殖过程涉及动物细胞培养技术
B.精子入卵后,被激活的卵母细胞完成减数分裂,进而排出第二极体
C.受精作用结束后,受精卵即可进行有丝分裂和减数分裂
D.在胚胎发育过程中,内细胞团细胞发育成各种组织和胎盘、胎膜
三、非选择题(本题共5小题,共55分。)
21.(11分)将基因型为AaBb的水稻(具有24条染色体)的叶肉细胞通过无菌操作接入含有营养成分全面的培养基的试管中,在一定条件下培养形成试管幼苗,其过程如图所示:
(1)图中水稻的叶肉细胞要经过消毒处理后才能进行培养。其中[1]过程中,细胞的分化程度会 (填“升高”“降低”或“不变”)。愈伤组织经过[2]过程重新分化成根和芽的过程叫 。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基,这三种培养基的主要差异是 。
(2)在形成愈伤组织的过程中,细胞必须不断地从培养基中获得 和小分子有机物等营养物质。
(3)如果[4]是脱毒植株,则“水稻的某种细胞”应选用 细胞,这种繁殖方式实际上是 ,培养成的植株的基因型为 。
(4)如果“某种细胞”选用的是花粉细胞,则[4]称为 植株,该植株的特点是 ,需用 处理,使其恢复正常体细胞染色体数。
22.(12分)H18杂交瘤细胞产生的抗人肝癌单克隆抗体(HAb18)对于人体肝癌的靶向治疗具有重要的意义,但H18杂交瘤细胞在培养过程中的凋亡现象制约着细胞的高密度培养以及生产能力的提高。通过基因工程可改造H18杂交瘤细胞的抗凋亡能力,相关研究步骤如下,请回答:
(1)请完善表格中的实验步骤。
实验步骤 具体操作
肝癌细胞的培养 将人肝癌细胞在培养液中培养一段时间后,调整细胞悬液浓度为1×107个·mL-1
① 向小鼠体内注射肝癌细胞悬液0.8 mL,然后每隔2周免疫1次,共3次,最后一次免疫后3天,取脾脏制成细胞悬液备用
细胞融合及筛选 将脾脏细胞和② 细胞进行融合,筛选出H18杂交瘤细胞
改造H18杂交瘤细胞 利用PCR技术获得小鼠的抗凋亡基因,构建表达载体,通过脂质体法导入H18杂交瘤细胞,再筛选出抗凋亡能力明显提高的H18杂交瘤细胞
(2)向培养肝癌细胞的培养液中加入 能为动物细胞生长增殖和保持动物细胞生物学性状提供不可缺少的物质,培养液中还需加入一定量抗生素的目的是 ,培养时提供二氧化碳的目的是 。
(3)在细胞融合及筛选步骤中,常用的生物诱导因素是 。在改造H18杂交瘤细胞时,通过脂质体法将基因表达载体导入H18杂交瘤细胞的原理是利用了 。
(4)与普通抗肝癌的化疗药物相比,用抗人肝癌单克隆抗体(HAb18)与相应抗癌药物结合制成的抗体—药物偶联物治疗肝癌的主要优点是能 ,减少对正常细胞的伤害,减少用药剂量,也可以使用 标记抗人肝癌单克隆抗体(HAb18),显示肝癌肿瘤的位置,诊断肝癌肿瘤病灶是否转移,以指导手术范围。
23.(11分)濒危动物保护组织宣布单峰骆驼野外灭绝(只生活在栽培、圈养条件下即认为该分类单元属于野外灭绝,但在人类活动区会有驯养)。近些年,在我国干燥、缺水的戈壁无人区,科学家又发现了小规模野化单峰骆驼群。科学家欲通过胚胎移植等方法拯救野化单峰骆驼,进行了如图所示的研究。回答下列问题:
(1)对A野化单峰骆驼进行超数排卵不能使用性激素,原因是 。过程①若表示体外受精,则C野化单峰骆驼的精子需要进行 处理后,才能与处于 期的卵母细胞发生受精作用。
(2)②过程通过 法去除细胞核,其目的是 。
(3)③过程使用Ca2+载体激活重构胚,其目的是 。胚胎能在D受体雌性体内存活的生理学基础为 。
(4)与F相比,E更具有多样性,其原因是E是有性生殖后代,其亲代减数分裂过程中会发生 。
24.(10分)牛胚胎移植的基本程序如下图,请据图回答下列问题。
(1)供体的主要职能是 ,受体母牛需要满足的条件是 。
(2)b表示受体母牛经人工激素调节后与供体母牛达到 。
(3)为了获得核基因型相同的多个胚胎,常采取的方法是 ,处理的时期是 。
(4)进行胚胎移植的优势是 。
25.(11分)随着生物科学技术的发展,动物的生殖方式变得越来越多样化。以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程,a~g为操作过程,请据图回答有关问题。
(1)图中c的操作名称是 ,d、f的操作名称是 。
(2)为获取更多的卵母细胞,要对供体母牛注射 ,使其超数排卵。采集的精子需要经过 ,才具备受精能力。判断卵细胞是否受精、受精完成的重要标志分别是 、 。
(3)图示中的早期胚胎属于胚胎发育的 期,其中胚胎干细胞来源于其中的 (填数字标号)。
(4)C牛的生殖方式是 。
附加题
1.月季在我国享有“花中皇后”的美誉。为了建立月季某新品种的快速繁殖体系,以芽体为外植体,在MS培养基中添加不同浓度的6-BA和IBA进行芽体增殖实验,芽分化率(%)结果如表。
6-BA(mg·L-1) IBA(mg·L-1)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
1.0 31 63 58 49 41
2.0 40 95 76 69 50
3.0 37 75 64 54 41
4.0 25 35 31 30 25
5.0 8 21 12 8 4
关于上述实验,下列叙述错误的是( )
A.6-BA浓度大于4.0 mg·L-1时,芽分化率明显降低
B.6-BA与IBA的比例为10∶1时芽分化率均高于其他比例
C.在培养基中同时添加适量的6-BA和IBA,可促进芽分化
D.2.0 mg·L-16-BA和0.2 mg·L-1IBA是实验处理中芽分化的最佳组合
2.两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂
C.过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合
D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
3.甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定,最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题:
(1)根据研究目标,在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前,应检验两种植物的原生质体是否具备 的能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体,则乙植物可用幼苗的 为外植体。
(2)植物细胞壁的主要成分为 和果胶,在获取原生质体时,常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分别使甲原生质体和乙原生质体的 失活。对处理后的原生质体在显微镜下用 计数,确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后,通过添加适宜浓度的PEG进行融合;一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是 。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合,在凝固前倒入培养皿,融合原生质体分散固定在平板中,并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于 。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞的理由是哪几项 。
A.甲、乙原生质体经处理后失活,无法正常生长、分裂
B.同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂
C.培养基含有抑制物质,只有杂种细胞才能正常生长、分裂
D.杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂
(4)愈伤组织经 可形成胚状体,长出 ,直接发育形成再生植株。
4.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。N蛋白胞外段单克隆抗体制备,流程如图:
(1)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。
(2)用选择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。
(3)利用N蛋白胞外段抗体与药物结合,形成 ,实现特异性治疗。
答案全解全析
1.B 2.B 3.C 4.C 5.C 6.B 7.B 8.D 9.D 10.B
11.B 12.B 13.D 14.D 15.B 16.BCD 17.ABC 18.B 19.ABD 20.AB
1.B 植物细胞有细胞壁,细胞壁阻碍细胞间的杂交,由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,根据酶的专一性,在进行植物体细胞杂交之前,必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体,A正确;进行原生质体的融合,必须借助一定的技术手段进行人工诱导,人工诱导的方法分为物理法和化学法,灭活的病毒适用于动物细胞融合,B错误;融合的原生质体需再生出细胞壁,形成的杂种细胞经植物组织培养(脱分化和再分化)获得新品种,C正确;通过植物体细胞杂交获得的新品种,其染色体组数为两种猕猴桃染色体组数之和,属于可遗传变异,D正确。
2.B 通过植物体细胞杂交技术可将杂种细胞培养成完整植株,体现了植物细胞全能性;两个物种细胞的融合体现了细胞膜的流动性,A正确。图1过程①为用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁,利用了酶的专一性,但该过程不能在无菌水中进行,以防原生质体吸水涨破;过程②为原生质体融合过程,可以用电融合法、高Ca2+—高pH融合法等,B错误。根据图谱可知,花椰菜和紫罗兰中的特异性蛋白在4号和5号中也有,则4号和5号个体是杂种细胞,而1号个体中只有花椰菜的特异性蛋白,则1号个体可能是花椰菜,C正确。
3.C 紫杉醇属于次生代谢物,次生代谢物不是生物生长和生存所必需的,A错误;培养愈伤组织细胞获得紫杉醇的过程所用培养基为液体培养基,B错误;利用植物细胞工程获得紫杉醇的过程只培养到了愈伤组织阶段,不能体现植物细胞的全能性,D错误。
4.C 由题干可知,小鼠的上皮细胞是贴壁生长的细胞,因此培养上皮细胞更易观察判断细胞是否具有接触抑制现象,A正确;动物细胞培养常在含有95%空气和5%的CO2混合气体的恒温培养箱中进行,CO2的主要作用是维持培养液的pH,B正确;动物细胞培养过程中,为营造无菌、无毒的培养环境,需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理,以及在无菌环境下操作,并且要定期更换培养液,加入抗生素可防止细菌污染,但不能形成无病毒的环境,C错误。
5.C 供者和受者细胞的主要HLA差别越大,引起的免疫排斥反应越强烈,C错误。
6.B 若细胞d是杂交瘤细胞,在选择培养基中筛选后,还需要经过抗体阳性检测才能大规模培养生产单克隆抗体,B错误;将基因型为AaBb、aaBb植株的花粉细胞诱导融合,AaBb能产生AB、aB、Ab、ab四种花粉,aaBb能产生aB、ab两种花粉,去壁两两融合可以得到AABB、aaBB、AAbb、aabb、Aabb、AaBb、AaBB、AABb、aaBb共9种基因型的细胞,C正确。
7.B 卵母细胞中含激发细胞核全能性的物质,所以选择MⅡ期的卵母细胞有利于细胞全能性的表达,A正确;动物细胞培养时需要进行胰蛋白酶处理,目的是分解组织细胞间质中的胶原蛋白,使组织分散成单个细胞,通常植物细胞培养时才进行脱分化处理,B错误;过程③是诱导分化,分化的实质就是基因的选择性表达,所以此过程关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达,C正确;过程④移植的神经元细胞由取自该小鼠的自身细胞诱导分化而来,受体小鼠不会发生免疫排斥反应,D正确。
8.D 灭活病毒诱导细胞融合的原理: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,细胞发生融合;灭活的病毒促融合的效率一般不能达到100%,B正确。细胞筛选是为了获得杂交瘤细胞,需要在选择培养基上进行,细胞融合时所用的培养液需要加入诱导剂,因此细胞筛选和细胞融合时所用的培养液在成分上有差异,C正确。杂交瘤细胞具有无限增殖的特点,没有接触抑制现象,D错误。
9.D “丝裂霉素(MMC)前药几乎无毒性,经碱性磷酸酶(AP)催化后,活化的MMC对细胞有毒性”,由此可知应先向患者的体内注射MMC前药,再向患者体内注射抗体导向酶,A错误;抗体导向酶的抗体与抗原的识别具有特异性,从而使癌细胞部位的丝裂霉素(MMC)前药在碱性磷酸酶(AP)催化下被激活,活化的MMC对癌细胞有毒性,而不损伤正常的细胞,B错误;根据B项分析可知,该项技术能提高化疗药物在肿瘤部位的靶向聚集,可减少化疗的副作用,C错误;由于抗体具有特异性,所以可利用特定的前药分别与不同的单抗连接,制备一系列靶向性各异的单抗药物,D正确。
10.B 结合题图,重构胚中在加入Kdm4d的mRNA和TSA后,发育成克隆鼠,而Kdm4d的mRNA表达产物为组蛋白去甲基化酶,可以使组蛋白去甲基化;TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂,抑制组蛋白脱乙酰酶的作用,保持组蛋白乙酰化,即组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程,A正确。小鼠成纤维细胞经①过程的小分子化合物诱导成为iPS细胞,但是这个过程不属于突变,而是类似于植物组织培养中的脱分化过程,B错误。
11.B 题表中早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞时,妊娠数/受体母羊数的值最高,即妊娠成功率最高,A正确;卵细胞或精子中的细胞核只含有体细胞染色体的一半,故克隆羊所利用的细胞核不能是卵细胞或精子中的细胞核,B错误;卵母细胞的细胞质中含有使细胞核全能性表达的物质,重组细胞的发育与去核卵母细胞的细胞质有关,D正确。
12.B ①是人工授精,卵母细胞还需进行体外培养到MⅡ期,且精子也需要进行获能处理,A正确;②是胚胎培养,该过程中不需要加入胰蛋白酶处理并进行传代,因为这里进行的是体外胚胎培养,不是动物细胞培养,B错误;③是胚胎分割,提高了胚胎的利用率,且在该过程中需要注意将胚胎均等分割,C正确;④是胚胎移植,受体母牛应提前注射激素使其处于发情期,这样可以实现相同生理条件下的胚胎转移,可提高移植胚胎的存活率,D正确。
13.D 方法二雌雄个体杂交获得受精卵M,去除细胞M中的雌原核,可获得孤雄单倍体胚胎干细胞,C正确;方法一得到的是孤雌单倍体胚胎干细胞,方法二得到的是孤雄单倍体胚胎干细胞,若研究Y染色体上相关基因功能,应用方法二,D错误。
14.D 根据题干信息“四倍体胚胎与ES细胞的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿,可得到ES小鼠,其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织”可知,嵌合体发育形成的ES小鼠基因型与供体ES细胞的基因型相同,A错误;嵌合体中的ES具有自我更新能力,能够诱导分化形成所有的细胞类型,但很难分化形成胎盘,B错误;嵌合体胚胎应发育至桑葚胚或囊胚期再移入与之生理状态相同的小鼠子宫内,进行进一步发育,C错误;正常小鼠是二倍体,所以2细胞期胚胎两个细胞用灭活病毒诱导融合,可得到一个含四个染色体组的细胞,再经胚胎的早期培养可得到四倍体胚胎,D正确。
15.B 试管婴儿属于有性生殖,克隆动物属于无性繁殖,原理不一样,操作步骤也不相同,A错误;试管婴儿技术中精子获能(在获能液中进行)和受精作用都是在生物体外完成的,B正确;囊胚分化出内细胞团和滋养层,没有三个胚层,原肠胚才有三个胚层,C错误;胚胎移植到供卵的女性子宫内,基本不会引起免疫排斥反应,D错误。
16.BCD 酶解法可用于去除植物细胞壁获得原生质体,但不能在低渗溶液中进行,否则原生质体会吸水涨破,A错误;培育成的马铃薯新品种是细胞融合的结果,为六倍体,与野生型(二倍体)或四倍体栽培种之间存在核型差异,B正确;过程②是植物组织培养的脱分化过程,其培养基中需添加等量的生长素类和细胞分裂素类植物生长调节剂,C正确;过程①发生了原生质体的融合,利用了生物膜的流动性,杂种细胞C中染色体包括了A和B细胞中的染色体,所以通过染色体组型分析可筛选出杂种细胞,D正确。
17.ABC 精卵结合发生在输卵管中,胚胎开始发育的场所也是输卵管,故若输卵管阻塞,则精卵细胞结合和胚胎早期发育均不能完成,A正确;分析题意可知,本实验利用基因敲除技术敲除小鼠卵母细胞的Btg4基因后观察其早期胚胎发育情况和育性,故该实验的目的是探究Btg4基因在卵母细胞和早期胚胎中的作用,B正确;结合题意“胚胎停止发育的原因是卵母细胞中的mRNA不能被及时降解”可知,卵母细胞中mRNA的及时降解是启动早期胚胎基因组激活的前提条件,C正确;Btg4基因敲除后卵母细胞能正常成熟和受精,说明该基因与细胞核成熟无关,而形成的早期胚胎却全部阻滞在1到2细胞阶段,推测可能是Btg4基因能促使细胞质成熟,D错误。
18.B 动物细胞核移植技术是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,卵母细胞需要培养到MⅡ期;体外受精过程中的卵母细胞也需要培养到MⅡ期,A正确。胚胎移植过程中,供体和受体需要进行同期发情处理,可通过注射性激素,使二者处于相同的生理状态,促性腺激素的作用为促进超数排卵,受体动物无需超数排卵,B错误。囊胚期细胞已经开始分化,内细胞团细胞全能性高,可用于胚胎分割,得到多个有效胚胎,C正确。胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,培养后可获得多个具有相同遗传物质的后代,属于动物的无性繁殖,D正确。
19.ABD 利用核移植所得胚胎干细胞,可以诱导发育成适合移植的器官,可减少免疫排斥反应,B正确;胚胎分割时应该选择形态正常、发育良好的桑葚胚或囊胚,C错误。
20.AB 精子入卵后,被激活的卵母细胞完成减数第二次分裂,排出第二极体后,形成雌原核,B正确;受精作用结束后,受精卵进行有丝分裂,C错误;在胚胎发育过程中,内细胞团细胞发育成胎儿的各种组织,滋养层细胞发育成胎盘和胎膜,D错误。
21.答案 (除标注外,每空1分)(1)降低 再分化 生长素与细胞分裂素的比例不同(2分)
(2)水分、无机盐
(3)根尖或茎尖 无性繁殖 AaBb
(4)单倍体 高度不育 秋水仙素(或低温)
解析 (1)[1]过程为脱分化过程,高度分化的植物细胞形成愈伤组织,细胞的分化程度降低;[2]过程为愈伤组织的再分化过程;植物在不同阶段需要的营养不同,脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基的主要差异是生长素与细胞分裂素的比例不同。(2)愈伤组织不能进行光合作用,在形成愈伤组织的过程中,细胞需要从外界获得水分、无机盐和小分子有机物如氨基酸、葡萄糖等营养物质。(3)植物根尖或茎尖处病毒极少甚至无病毒,常取其进行组织培养,获得脱毒苗;这种繁殖方式不经过两性细胞的结合,为无性繁殖;培养成的植株的基因型与原植株相同,为AaBb。(4)花粉为雄配子,由配子发育来的个体为单倍体;水稻具有2个染色体组,该单倍体植株只有1个染色体组,无同源染色体,减数分裂异常,因此高度不育;秋水仙素(或低温)抑制纺锤体的形成,会使染色体数目加倍,因此可使单倍体恢复为正常体细胞染色体数。
22.答案 (除标注外,每空1分)(1)获取能产生抗人肝癌抗体(HAb18)的B淋巴细胞(2分) 骨髓瘤
(2)动物血清(2分) 防止细菌污染 维持pH
(3)灭活的病毒 细胞膜的流动性
(4)将药物定向带到癌细胞所在部位(或对肿瘤细胞有选择性杀伤作用)(2分) 同位素
解析 (1)将肝癌细胞作为抗原多次注射到小鼠体内,然后取小鼠脾脏制成细胞悬液备用,其目的是获得能产生抗人肝癌抗体(HAb18)的B淋巴细胞。将脾脏细胞和骨髓瘤细胞在聚乙二醇、灭活的病毒等的作用下进行融合,筛选出H18杂交瘤细胞。最后对H18杂交瘤细胞进行改造。(2)由于人们对动物细胞培养过程中所需要的营养物质尚未全部研究清楚,因此在培养肝癌细胞的培养液中加入血清,可以达到补充细胞所需的未知营养物质的目的。
23.答案 (除标注外,每空1分)(1)过量的性激素(雌激素)会通过负反馈调节抑制卵巢内卵泡的发育(2分) 获能 MⅡ
(2)显微操作 使重构胚的核遗传物质完全来自供体B驯养单峰骆驼(2分)
(3)使重构胚完成细胞分裂和发育进程 受体雌性对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应(2分)
(4)基因重组
解析 (1)进行超数排卵,通常需要注射促性腺激素,促使更多的卵泡发育,不能直接使用雌激素,因为过量的雌激素会通过负反馈调节抑制卵巢内卵泡的发育。体外受精时,精子需经获能处理。(2)②过程通过显微操作去除细胞核,目的是使重构胚的核遗传物质完全来自供体B驯养单峰骆驼。(3)激活重构胚可使其完成细胞分裂和发育进程。受体雌性对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,因此,胚胎能在D受体雌性体内存活。(4)与F相比,E更具有多样性,原因是E的产生过程经过了受精作用,是有性生殖后代,其亲代减数分裂过程中会发生基因重组,产生多样的配子,同时雌、雄配子的随机结合也为胚胎多样性的产生提供了条件。
24.答案 (除标注外,每空2分)(1)产生具有优良遗传特性的胚胎 有健康的体质和正常繁殖能力
(2)同期发情(1分)
(3)胚胎分割(1分) 桑葚胚期或囊胚期
(4)可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
解析 (2)b表示受体母牛经人工激素调节后与供体母牛达到同期发情,以便进行胚胎移植。(3)为了获得核基因型相同的多个胚胎,常采取的方法是胚胎分割,在进行胚胎分割时,应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
25.答案 (除标注外,每空1分)(1)胚胎分割(2分) 胚胎移植(2分)
(2)促性腺激素 获能处理 观察到雌、雄原核(或两个极体) 雌、雄原核完成融合形成合子
(3)囊胚 ③
(4)有性生殖
解析 (1)由图可知,图中c的操作是将早期胚胎分割,d、f的操作是将(分割的)胚胎移植到代孕母牛子宫内。(2)用促性腺激素处理良种母牛,可促使其超数排卵,这样可以获得更多的卵母细胞;采集的精子进行获能处理才具有受精能力;卵细胞受精的标志是观察到雌、雄原核或两个极体,完成受精的标志是雌、雄原核完成融合形成合子。(3)题图中的早期胚胎有囊胚腔,属于囊胚期,其中胚胎干细胞来源于囊胚期的③内细胞团。(4)C牛由受精卵发育而来,生殖方式为有性生殖。
附加题
1.B 本实验的目的是探究不同浓度的6-BA和IBA对芽分化率的影响,自变量为植物激素的种类和浓度,因变量为芽分化率。6-BA浓度在4.0~5.0 mg·L-1时,芽分化率明显降低,A正确;当6-BA与IBA的比例为10∶1时,芽分化率为31%、95%、64%、30%、4%,与其他实验组对比可知,此时的芽分化率并不是均高于其他比例,B错误;6-BA和IBA的比例会影响芽分化率,在培养基中同时添加适量的6-BA和IBA,可促进芽分化,C正确;表格中芽分化率最高时为95%,对应的6-BA和IBA浓度分别为2.0 mg·L-1、0.2 mg·L-1,是实验处理中芽分化的最佳组合,D正确。
2.C 过程①需用纤维素酶和果胶酶处理去除细胞壁,获得原生质体,A正确;根据题干信息“其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂”,过程③是原生质体的融合,因此,过程②是通过紫外线照射使中间偃麦草原生质体中的染色体断裂,B正确;人工诱导植物原生质体融合的方法有物理法(电融合法、离心法等)和化学法(PEG融合法、高Ca2+—高pH融合法),灭活的病毒不能诱导植物原生质体融合,C错误;由题意知,断裂形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中,普通小麦的染色体上整合了耐盐性强的中间偃麦草的染色体片段,获得了耐盐小麦新品种,D正确。
3.答案 (1)再生植株 叶片
(2)纤维素 细胞质、细胞核 血细胞计数板 终止原生质体融合
(3)一个融合原生质体 ABD
(4)再分化 根和芽
解析 (1)根据研究目标需要得到再生植株,故进行植物体细胞杂交操作前,应先检验两种植物的原生质体是否具备再生植株的能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体,则乙植物可采用幼苗的绿色叶片为外植体。(2)植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶。为使获得的杂种细胞具有耐盐碱效应(甲植物的细胞核基因)和高产效应(乙植物的细胞质基因),在原生质体融合前要分别使甲原生质体的细胞质和乙原生质体的细胞核失活。融合后的原生质体密度可在显微镜下用血细胞计数板计数测定。用适宜浓度的PEG促进融合后,需加入过量的培养基进行稀释,通过降低PEG浓度,终止原生质体融合。(3)由于甲、乙原生质体分别破坏了细胞质和细胞核,未融合的原生质体和同种融合的原生质体都不能正常生长、分裂,只有杂种细胞具有完整的核质结构,可以正常生长、分裂,因此这些愈伤组织只能来自杂种细胞。(4)愈伤组织经再分化可形成胚状体,长出根和芽,直接发育形成再生植株。
4.答案 (1)胰蛋白酶或胶原蛋白 CO2培养箱
(2)克隆化 抗原—抗体杂交 细胞培养液
(3)抗体—药物偶联物(ADC)
解析 (1)制备杂交瘤细胞时,需取已免疫的小鼠脾组织,并用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,制成细胞悬液,在含有混合气体的CO2培养箱中培养,离心收集B淋巴细胞,再与骨髓瘤细胞进行融合。(2)用选择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孔板上进行克隆化培养。用抗原—抗体杂交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,从细胞培养液中提取单克隆抗体。(3)利用N蛋白胞外段抗体与药物结合,形成抗体—药物偶联物(ADC),实现特异性治疗。
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