高考生物二轮复习限时集训：13 细胞工程（含解析）

高考生物二轮复习限时集训
细胞工程
[时间:30min]
1.动物细胞培养和植物组织培养是细胞工程最常用的技术手段,近些年来,人们经常利用植物组织培养技术生产次生代谢物。下列相关分析错误的是(　)
A.动物细胞培养和植物组织培养都需要在无菌和有氧条件下进行
B.动物细胞培养和植物组织培养过程中都要经过细胞分裂和细胞分化
C.植物组织培养的培养基中也含有一定量的有机物
D.紫杉醇是一种次生代谢物,具有抗肿瘤等作用
2.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
3.研究发现,运用植物悬浮细胞培养技术可大量生产药效成分,下面是获得植物悬浮细胞的操作流程图。下列叙述错误的是 (　)
A.X为愈伤组织,过程①诱导愈伤组织期间必须要提供光照条件
B.过程②通过振荡来分散细胞,动物细胞培养时可用胰蛋白酶分散细胞
C.过程③优化的培养条件可以是接种量、pH、温度、光照等
D.优化悬浮细胞培养体系可实现细胞产物的工厂化生产,缓解植物资源紧缺等问题
4.[2023·湖北黄冈中学模拟] SIRT1蛋白在延缓内皮细胞衰老中具有重要作用。科研人员研究了白藜芦醇对人内皮细胞衰老、凋亡及SIRT1基因表达水平的影响,部分实验结果如下图所示。下列叙述不正确的是 (　)
甲
乙丙
A.对照组应使用等量生理盐水处理,且温度等无关变量与实验组保持一致
B.传代次数超过一定次数以后,SIRT1基因的相对表达水平逐渐降低
C.人内皮细胞进行传代培养时,需使用胃蛋白酶处理贴壁生长的人内皮细胞
D.适宜浓度的白藜芦醇可以降低体外培养的人内皮细胞的凋亡率
5.[2023·天津和平区三模] 将Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4基因通过逆转录病毒转入小鼠成纤维细胞后置于培养胚胎干细胞(ES细胞)的培养基上培养。2~3周后,细胞会呈现出与ES细胞类似的形态和活跃分裂能力,这样的细胞称为诱导多能干细胞(iPS细胞)。下列说法错误的是 (　)
A.逆转录病毒充当了将目的基因导入成纤维细胞的载体
B.从获取途径看,iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞
C.体细胞经诱导产生iPS细胞后,细胞的全能性下降
D.欲验证iPS细胞的产生是由于外源基因的作用,应设置不转入外源基因的对照组
6.[2023·湖南岳阳三模] 胚胎工程技术包含的内容很丰富,其中有两种常见的辅助生殖技术:一种是人工授精,即通过人工的方法,把精液或者精子送到雌性的生殖道,达到增加怀孕几率的目的;第二种是试管动物,主要涉及体外受精、胚胎体外培养和胚胎移植等技术。下列叙述正确的是 (　)
A.人工授精和体外受精都需要对精子进行获能处理
B.辅助生殖技术不一定会用到胚胎移植
C.克隆动物与试管动物的培育都属于有性生殖
D.人工授精需要注意受体的生殖周期,试管动物技术不需要
7.[2023·山东潍坊模拟] 甲型H1N1流感病毒表面的神经氨酸酶有4个抗原决定簇,一种抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体(Ab)。由多种抗原决定簇刺激机体产生的抗体称为多克隆抗体。如图为制备多克隆抗体和单克隆抗体的示意图。下列叙述正确的是 (　)
A.多克隆抗体的产生需要多种B细胞参与
B.诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合只能用灭活病毒诱导法
C.①②都要在96孔板上用相同的选择培养基培养,用相同的方法筛选
D.甲型H1N1流感病毒部分抗原结构改变后,会出现多抗失效而单抗有效的情况
8.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,如图甲。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,如图乙。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、YY
B.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
9.下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,相关叙述正确的是 (　)
A.嵌合鼠的培育依据的原理是基因重组和细胞全能性
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中一般利用聚乙二醇诱导卵裂球细胞发生融合
D.过程③操作前需对多只代孕母鼠进行超数排卵处理
10.科学家将外源分子导入动物体内,使其特定基因失活,通过培养出有基因缺陷的动物来研究该基因的功能,其流程如图所示。下列说法错误的是 (　)
A.①过程表示将体外转录的mRNA导入受精卵,常用到显微注射仪
B.②过程要定期更换培养液,以防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害
C.为更多地获得基因剔除小鼠,③过程中需要对囊胚内细胞团进行均等分割后再移植
D.体外培养卵母细胞时,为防止污染,需将培养皿置于二氧化碳培养箱中
11.普氏野马是世界上原有300多种野马中唯一幸存下来的品种,目前,有少量普氏野马在甘肃敦煌西湖国家级自然保护区落户。为防止该物种灭绝,科学家已经保存了普氏野马的精子和卵子。若利用上述生殖细胞和母本用胚胎工程方法繁育普氏野马,下列叙述错误的是 (　)
A.可将普氏野马获能的精子和发育成熟的卵子进行体外受精
B.胚胎移植前若要鉴定性别,可取滋养层细胞进行DNA分析
C.用上述胚胎工程繁育普氏野马获得的后代遗传物质均相同
D.可以通过胚胎分割技术得到遗传物质相同的2分胚后代
12.我国青霉素的生产和使用量均居世界前列。青霉素发酵是高耗氧过程,发酵过程中给微生物持续高效地供氧是保证青霉素持续高产的关键。血红蛋白具有很强的携带O2的能力,将其引入青霉菌,是提高青霉素产量的思路之一。血红蛋白不仅存在于人和动物的红细胞中,也存在于某些植物细胞中(如豆血红蛋白),还存在于某些细菌(如透明颤菌)细胞中。研究人员为了将透明颤菌的血红蛋白引入青霉菌,设计了如下图所示的方案。回答下列问题:
(1)溶菌酶是可在人体体液中发挥　　　(填“特异性”或“非特异性”)免疫效应的免疫活性物质。蜗牛酶是从以植物和真菌为食的蜗牛消化道中提取的酶。处理①②所用的酶分别是上述两种酶中的　 　　。
(2)处理③常用物理法和化学法,物理法包括　　　　　(列举一种),化学法包括　　　　 (列举一种)。
(3)简述处理④从融合细胞筛选目的菌株的基本思路:　　　　　　　　　　。
(4)除了上述方案,请再提出一种将透明颤菌的血红蛋白引入青霉菌的技术手段:　　　　　。
13.野化单峰骆驼原产于北非和亚洲西部及南部,多年前野生单峰骆驼就已经灭绝,仅圈养条件下还有部分驯养单峰骆驼存在。近几年,在我国戈壁无人区,科学家又发现了野化单峰骆驼小种群,由于数量极少,科学家欲通过胚胎移植等方法拯救野化单峰骆驼,技术流程如图所示。回答下列问题:
(1)为了让野化单峰骆驼母本提供更多优质的卵母细胞,需给野化单峰骆驼母本注射　　　　　激素;对受体野化单峰骆驼也要注射相关激素以达到　　　　　　的生理状态。
(2)若通过染色体测定对野化单峰骆驼进行性别鉴定,选择滋养层细胞而不选择内细胞团细胞的原因是　　　　　　　　　　　　　　　,测定的结果是看滋养层细胞中　　　　　　　　。
(3)过程c需要注意的是　　　　　　　　　　　;在进行过程b或d之前是否需要对受体进行免疫检测,并说明原因。　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)过程e需在培养基中加入　　　　　　　　。有科学家用干细胞成功克隆出了活体小鼠,若将这一技术用于克隆人,从伦理方面来讲,克隆人存在的问题有　 　 (答两点)。
限时集训(十三)
1.B　[解析] 为避免杂菌污染,且保证细胞进行正常的呼吸,动物细胞培养和植物组织培养都需要在无菌和有氧条件下进行,A正确;动物细胞培养的原理是细胞增殖,培养过程中不发生细胞的分化,B错误;植物组织培养的培养基中也含有一定量的有机物,如添加蔗糖,C正确;紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物,具有高抗癌活性,D正确。
2.D　[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,为保证原生质体的正常形态,该过程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,而题干为植物细胞,B错误;④过程中诱导愈伤组织形成试管苗时,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;用题干中方式获得的抗病植株,优良基因存在于细胞质中,性状一般不能稳定遗传给后代,D正确。
3.A　[解析] X为愈伤组织,诱导愈伤组织期间一般不需要光照,A错误;愈伤组织高度液泡化,是无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织,故过程②可通过振荡来分散细胞,动物细胞培养时可用胰蛋白酶来分散细胞,B正确;pH、温度、光照等条件对植物细胞培养很重要,故过程③中优化的培养条件可以是接种量、pH、温度、光照等,C正确;优化悬浮细胞培养体系可以实现细胞产物的工厂化生产,可缓解药用植物资源紧缺等问题,是植物细胞工程的应用之一,D正确。
4.C　[解析] 实验应严格遵循单一变量和等量原则,实验中所用细胞为动物细胞,故对照组应使用等量生理盐水处理,且温度等无关变量应与实验组保持一致,A正确;图乙表示随着细胞传代次数增加,SIRT1基因表达水平先增加后降低,即传代次数超过一定次数以后,SIRT1基因的相对表达水平逐渐降低,B正确;人内皮细胞进行传代培养时,需使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理贴壁生长的人内皮细胞,C错误;结合图甲和图乙可知,SIRT1基因表达水平较高时,细胞凋亡率低,图丙表示在白藜芦醇的干预下,人内皮细胞中SIRT1基因的表达水平较高,故适宜浓度的白藜芦醇可以降低体外培养的人内皮细胞的凋亡率,D正确。
5.C　[解析] 由题意可知,Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4基因能通过逆转录病毒转入小鼠成纤维细胞,说明逆转录病毒充当了将目的基因导入成纤维细胞的载体,A正确;由于iPS细胞由体细胞诱导形成,故从获取途径看,iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞,B正确;体细胞分化程度高,全能性低,体细胞被诱导为iPS细胞后,可重新分化为其他细胞,故体细胞经诱导产生iPS细胞后,细胞的全能性升高,C错误;欲验证iPS细胞的产生是由于外源基因的作用,自变量为是否含有外源基因,应设置不转入外源基因的对照组,D正确。
6.B　[解析] 人工授精过程中,精液或者精子经过雌性的生殖道,因此不需要进行获能处理,体外受精需要对精子进行获能处理,A错误;如果是用人工授精的方式进行辅助生殖,就不需要进行胚胎移植,B正确;克隆动物属于无性繁殖,试管动物的培育涉及精卵结合,属于有性生殖,C错误;受体的生殖周期会影响人工授精和试管动物技术的成功率,D错误。
7.A　[解析] 一种抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体(Ab),由多种抗原决定簇刺激机体产生的抗体称为多克隆抗体,因此需要多种B细胞参与,A正确;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合可用PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法,B错误;筛选①是在选择培养基上进行的,在该培养基上未融合的细胞和同种融合的细胞均死亡,只有杂交瘤细胞能存活,筛选②筛选的是能产生特定抗体的杂交瘤细胞,具体做法是:将杂交瘤细胞多倍稀释,接种在多孔的细胞培养板上,使每孔细胞不超过1个,通过培养让其增殖,因此①②所用的选择培养基种类和筛选方法都不同,C错误;甲型H1N1流感病毒部分抗原结构改变后,会出现单抗失效,而多抗仍有效,D错误。
8.A　[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,则会形成性染色体组成为XX或XY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,则会形成性染色体组成为XY或YY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。
9.B　[解析] 嵌合鼠的培育依据的原理是细胞全能性,并没有进行基因重组,A错误;由题图可知,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不需要诱导卵裂球细胞发生融合,C错误;过程③操作前需对多只代孕母鼠进行同期发情处理,以保证受体与供体的生殖器官的生理变化是相同的,D错误。
10.D　[解析] ①过程表示将体外转录的mRNA导入受精卵,常用显微注射技术,仪器是显微注射仪,A正确;②表示早期胚胎培养过程,要定期更换培养液,以防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,B正确;胚胎分割技术可以更多地获得基因剔除小鼠,所以③过程需要对囊胚的内细胞团进行均等分割后再移植,C正确;动物细胞培养时,为防止污染,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,D错误。
11.C　[解析] 可将普氏野马获能的精子和发育成熟的卵子进行体外受精,因为只有获能的精子才能与发育成熟的卵子进行受精,A正确;胚胎移植前若要鉴定性别,可取滋养层细胞进行DNA分析,这样不会影响胚胎的发育和功能,B正确;用题述胚胎工程繁育普氏野马获得的后代遗传物质未必相同,因为保存的精子或卵细胞的遗传物质不一定相同,C错误;为了获得更多的后代,可以通过胚胎分割技术得到遗传物质相同的2分胚后代,D正确。
12.(1)非特异性　蜗牛酶、溶菌酶
(2)电融合法、离心法　聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法
(3)将融合细胞涂布在缺乏甲硫氨酸和精氨酸但其他营养成分齐全的固体培养基上,在该培养基上长出的菌落即为杂种菌株
(4)基因工程
[解析] (1)溶菌酶属于免疫活性物质,可由免疫细胞或其他细胞产生,在人体的非特异性免疫中起作用;蜗牛以植物和真菌为食,可推测其消化道中的酶可以分解真菌的细胞壁,而溶菌酶可以分解细菌的细胞壁,故处理①②所用的酶分别是上述两种酶中的蜗牛酶、溶菌酶。(2)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,其中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。(3)处理④的目的是要筛选得到杂种菌株,可以根据两种“亲本”菌种的特点,采取双营养缺陷的培养基进行筛选,方案为将融合细胞涂布在缺乏甲硫氨酸和精氨酸,但其他营养成分齐全的固体培养基上,在该培养基上长出的菌落即为杂种菌株。(4)透明颤菌属于原核生物,青霉菌属于真核生物, 除了题述方案,还可以利用基因工程技术,将透明颤菌的血红蛋白基因转入青霉菌。
13.(1)促性腺　同期发情
(2)滋养层细胞将来发育成胎盘和胎膜,而内细胞团将来发育成个体的组织、器官,若取内细胞团细胞做鉴定,对个体生长、发育的影响较大　有无Y染色体
(3)将内细胞团均等分割　不需要,受体对移入子宫的早期胚胎基本上不发生免疫排斥反应
(4)分化诱导因子　克隆人严重地违反了人类伦理道德,是克隆技术的滥用;克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系;克隆人是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人等(任答两点,合理即可)
[解析] (1)给单峰骆驼母本注射促性腺激素,使其产生更多的卵母细胞。对受体注射相关激素,使受体和供体同期发情,使二者生殖系统达到相同的孕育子代的状态。(2)滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘,内细胞团将来发育为胎儿的各种组织和器官,取内细胞团细胞对胎儿发育影响较大。看滋养层细胞中有无Y染色体,从而进行性别鉴定。(3)过程c是胚胎分割,需注意将内细胞团均等分割。b、d是胚胎移植,在胚胎移植之前不需要对受体进行免疫检测,因为受体对移入子宫的早期胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(4)过程e将胚胎干细胞培养成特定组织和器官,需要加入分化诱导因子。克隆人严重地违反了人类伦理道德,是克隆技术的滥用;克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系;克隆人是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人等。