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细胞工程与胚胎工程 提升练
2025年高考生物一轮复习备考
一、单选题
1.下表为抗丙肝病毒的单克隆抗体制备过程中的操作步骤及其目的或结果。下列叙述不正确的是( )
操作步骤 目的或结果
处死注射了丙肝病毒特定抗原的小鼠,取出脾脏 ①
诱导上述细胞与②融合 产生多种融合细胞
③ 淘汰未融合的细胞及同种融合细胞
进行抗原-抗体检测 筛选出④
注射到健康小鼠体内 获得抗丙肝病毒的单克隆抗体
A.①是促使B细胞产生更多的抗体
B.②是小鼠的骨髓瘤细胞
C.③是在特定的选择培养基上培养
D.④是能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
2.山药在生长过程中易受病毒侵害导致品质和产量下降。采用组织培养技术得到脱毒苗,可恢复其原有的优质高产特性,流程如图。下列操作不可行的是( )
外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗
A.选择芽尖作为外植体可减少病毒感染
B.培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染
C.将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖
D.提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽
3.某动物细胞培养过程中,细胞贴壁生长至接触抑制时,需分装培养,实验操作过程如图。
下列叙述错误的是( )
A.①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离 B.②加培养液的目的是促进细胞增殖
C.③分装时需调整到合适的细胞密度 D.整个过程需要在无菌、无毒条件下进行
4.单倍体胚胎干细胞(haESCs)取自于孤雌或孤雄发育至囊胚的细胞,具有极大的应用前景。下列叙述正确的是( )
A.培养液中通常含有蔗糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清
B.细胞培养应在CO2培养箱中进行,CO2的作用是刺激细胞呼吸
C.haESCs通常不含等位基因,有利于研究隐性基因的功能
D.haESCs可取自于孤雌或孤雄发育至囊胚中任何一个细胞
5.我国科学家成功构建了首个活产的嵌合灵长类动物——嵌合幼猴。研究人员将遗传信息改造后的胚胎干细胞(ES细胞)注射到受体猴囊胚中,再将胚胎移植到代孕母猴中,生育出嵌合幼猴。下列叙述错误的是( )
A.植入胚胎前通常需要对代孕母猴注射相关的性激素
B.嵌合幼猴中来源于ES细胞的遗传信息一定能传给后代
C.嵌合幼猴的部分组织细胞会发出绿色荧光
D.嵌合幼猴是由两种来源的细胞发育而成的
6.应用植物体细胞杂交技术获得“人参-胡萝卜”杂种植株,拓展了植物的种质资源。下列叙述正确的是( )
A.该技术能体现植物细胞具有全能性
B.该过程需要使用纤维素酶与胰蛋白酶
C.利用灭活的病毒诱导原生质体融合
D.该技术只适用于染色体数目相同的两个物种
7.研究不同激素对猕猴桃组织培养过程的影响,实验结果如下,相关说法错误的是( )
组别 处理(浓度/ppm) 愈伤组织诱导率(%) 愈伤组织生长状况
1 — 29.6 ++
2 细胞分裂素0.5 26.7 ++
3 玉米素1 87.5 ++
4 2,4-D0.5 85.2 +++
5 2,4D0.5,细胞分裂素0.5 95.0 +++
注:“+”越多,生长状况越好
A.愈伤组织是已分化植物细胞发生脱分化的结果
B.第1组能诱导愈伤组织形成是内源激素的作用
C.诱导猕猴桃组织脱分化应选择第5组处理方案
D.玉米素浓度超过1ppm会抑制愈伤组织再分化
8.与常规栽培技术相比,利用植物细胞培养进行药用次生代谢产物的生产具有显著的优越性,根据不同的需求可以采用不同的技术流程(如图)。相关叙述错误的是( )
A.同一植物的外植体通过不同的培养体系可得到不同的产物
B.外植体形成愈伤组织的过程中,经历了脱分化和再分化两个阶段
C.将目标产物合成途径中的关键酶基因导入悬浮细胞,有望提高产量
D.由于不受土壤、气候条件限制,利用该技术有利于缓解资源短缺问题
9.为培育繁殖周期快、高产人参皂苷的杂种植物,研究人员将人参和胡萝卜的原生质体进行融合,并检测了原生质体密度对融合率的影响,结果如表。
原生质体密度(1:1混合) 0.5×105个/mL 2×105个/mL 5×105个/mL 10×105个/mL
融合率(%) 18.6 35.8 29.2 23.6
下列相关叙述不正确的是( )
A.利用纤维素酶和果胶酶进行去壁处理获得原生质体
B.原生质体密度过高或过低均不利于原生质体的融合
C.融合后的原生质体经过脱分化即可发育成杂种植株
D.对杂种植株需进行生长速度和人参皂苷含量的检测
10.单峰骆驼在野外几乎灭绝,科学家欲通过胚胎工程的方法拯救野化单峰骆驼,进行了如图所示研究。请据图分析,下列说法正确的是( )
A.为使A野化单峰骆驼超数排卵,可在其饲料中添加适量的促性腺激素
B.为提高胚胎利用率,可采用体外受精等无性繁殖技术
C.卵裂期,胚胎的总体积不增加,但有机物总量增加
D.若①表示体外受精,可用B野化单峰骆驼的获能的精子与处于MⅡ期卵母细胞完成受精作用
11.近年来由于栖息地丧失和人为捕猎,亚洲黑熊数量骤减,科学家期望通过人工授精、胚胎移植等方法拯救亚洲黑熊,其过程如下图。下列说法正确的是( )
A.胚胎工程一般采用促性腺激素释放激素处理A使其超数排卵
B.E后代遗传性状与 A 和C一致,F后代遗传性状与B一致
C.D受体雌性必须和 A、B同期发情处理
D.A 排出的卵子必须培养成熟到MII才能与C的获能精子受精
12.体外培养发现绝大多数的克隆胚胎在囊胚阶段出现发育阻滞。Wnt信号通路抑制剂处理克隆囊胚后,供体的核移植胚胎出生率可大幅提高。下列叙述错误的是( )
A.在桑葚胚阶段,胚胎的内部开始出现含有液体的腔
B.动物克隆需用到动物细胞培养、核移植和胚胎移植等技术
C.Wnt信号通路持续异常激活可阻碍克隆胚胎发育过程
D.动物细胞培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等
13.三白草和鱼腥草因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”。研究人员利用原生质体融合技术将两者的配伍(两种或两种以上药物配合使用)提前并实现有效成分的工厂化生产,具体操作流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.①需要用纤维素酶和果胶酶处理
B.②需要在无菌水中进行,用物理法或化学法诱导
C.③需要在特定的诱导培养基上进行
D.该技术流程不能体现植物细胞的全能性
14.双抗体夹心法是医学上常用的检测抗原含量的方法,流程如图所示。其中固相抗体是经由固相载体连接后的单克隆抗体,酶标抗体是一种具酶活性的抗体,二者可与抗原的不同部位特异性结合。下列有关分析错误的是( )
A.固相抗体的使用量应明显多于待测抗原的数量
B.酶标抗体作用是与待测抗原结合并催化其分解
C.制备相应单克隆抗体时需要使用动物细胞培养技术
D.若不洗去游离的酶标抗体会导致测量结果偏高
15.60Co辐射可使部分花粉活力降低, 通过受精过程可诱导卵细胞发育成单倍体幼胚。科研人员利用此原理, 通过下图所示操作培养西葫芦优良品种。
下列相关叙述不正确的是( )
A.雌花套袋的目的是防止外来花粉的干扰
B.经②得到的部分幼苗体细胞染色体数目可能与④获得的品种相同
C.④处理可在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成
D.③应挑选幼苗中叶片大、茎秆粗壮的个体即为单倍体
二、非选择题
16.栽培水稻(二倍体)主要有亚洲栽培稻和非洲栽培稻两种类型,二者育性均正常,杂交可以产生具有杂种优势的后代,但远缘杂交带来的杂种不育现象,严重限制了杂种优势的利用。研究人员对杂种不育的相关基因进行了研究。
(1)亚洲栽培稻与非洲栽培稻进行杂交,得F1,F1自交得F2,观察每一代植株的花粉育性。亲本花粉育性正常,F1花粉一半不育,F2植株花粉可育与一半不育之比为1:1。请写出F1产生的雌配子种类数及比例 。
(2)研究发现非洲栽培稻与花粉育性相关的基因G。
①将非洲栽培稻的一个G基因敲除(基因型记为Gg)并自交,后代中GG、Gg、gg的个体数之比为107:123:16。以上结果可知,Gg个体产生的不含 基因的花粉育性极低(不育)。
②Gg做母本与亚洲栽培稻杂交,F1的基因型有 种。
③观察发现gg个体花粉全可育。综合以上信息可知在花粉半不育性状产生中,G基因的作用是 。
(3)Gg细胞中转入一个G基因,整合至染色体上,获得的转基因个体花粉育性有大幅度提高,则G基因被转入的位置及花粉可育的占比是:位置一及占比 ;位置二及占比 。
17.P基因缺失可诱发多种神经发育障碍疾病,研究者利用人诱导多能干细胞(hiPSC)制备的人脑类器官进行相关实验。
(1)研究者获得P基因敲除的人诱导多能干细胞(P-KO),并将野生型人诱导多能干细胞(WT)和P-KO培养在气体环境为 的培养箱中。hiPSC贴壁生长至相互接触时会出现 现象,用 酶处理进行传代。经过诱导分化形成的神经祖细胞,产生多层不同的神经细胞,最终形成人脑类器官。
(2)实验发现P-KO形成的人脑类器官分层少,研究者推测P-KO所得的神经祖细胞随着培养时间的延长分裂次数减少导致分层少,并进行实验验证。
BrdU是碱基类似物可在间期掺入DNA中。分别将等量的WT、P-KO形成的神经祖细胞在含BrdU的培养基中培养略长于一个细胞周期的时间。处于细胞周期的细胞表达Ki67蛋白,退出细胞周期的细胞中Ki67蛋白迅速降解。检测WT、P-KO形成的神经祖细胞被BrdU标记数目,两组无显著差异,说明培养初期两组神经祖细胞增殖能力 ;检测并计算,若结果为 ,则支持推测。
(3)与利用动物模型进行实验相比,hiPSC诱导形成的人脑类器官作为神经系统研究模型的优势是: 。
参考答案:
1.A
A、丙肝病毒特定抗原能引起机体发生免疫反应,处死注射了丙肝病毒特定抗原的小鼠,取出脾脏,目的①为获得已免疫的B淋巴细胞,A错误;
B、②将已免疫的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞进行融合,目的是获得融合细胞,B正确;
C、③是在特定的选择培养基上培养进行筛选杂交瘤细胞,能淘汰未融合的细胞及同种融合细胞,C正确;
D、进行专一抗体阳性检测,是利用了抗原-抗体杂交技术筛选出④能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 ,D正确。
2.D
A、芽尖等分生组织分裂旺盛,且含病毒少,取材时常选用其作为外植体,A正确;
B、培养基中有大量的营养物质容易被细菌污染,加入抗生素可降低杂菌的污染,B正确;
C、将丛生芽切割后转移到新的培养基上继续进行扩大培养称为继代培养,其又可分为第二代培养、第三代培养等。大多数植物每隔4~6周进行一次继代培养,每进行一次继代培养,培养物一般能增殖3~4倍。正因为培养物可以不断继代培养,所以离体繁殖速度比常规方法通常要快数万倍,可实现快速繁殖,C正确;
D、提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成根而不是芽,D错误。
3.B
A、①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离,A正确;
B、②加培养液,多次加培养液先洗去残留的消化酶,然后终止消化液的消化作用,并对细胞加以稀释,B错误;
C、③分装时需调整到合适的细胞密度,因为若密度过大细胞直接仍存在接触抑制,C正确;
D、动物细胞培养需要无菌无毒环境,因此整个过程需要在无菌、无毒条件下进行,D正确。
4.C
A、动物细胞不能直接吸收蔗糖,因此动物细胞培养液中通常含有的糖类是葡萄糖,A错误;
B、动物细胞培养中CO2的主要作用是维持培养液的pH,B错误;
C、haESCs取自于孤雌或孤雄发育至囊胚的细胞,其细胞中通常只有一个染色体组,因此不含等位基因,有利于研究隐性基因的功能,C正确;
D、haESCs可取自于孤雌或孤雄发育至桑葚胚中任何一个细胞或囊胚的内细胞团的细胞,D错误。
5.B
A、植入胚胎前通常需要对代孕母猴注射相关的性激素,使之处于易受孕的生理状态,A正确;
B、嵌合幼猴中来源于ES细胞的遗传信息是否遗传给后代,取决于基因的表达状况和存在位置,基因在不同的细胞中表达状况不同,若ES存在于体细胞中,则不会遗传给后代,所以,来源于ES细胞的遗传信息不一定能传给后代,B错误;
C、由于ES细胞经过了荧光标记,所以嵌合幼猴的部分组织细胞会发出绿色荧光,C正确;
D、依据题干信息,嵌合幼猴是由ES细胞和囊胚细胞发育而成,D正确。
6.A
A 、植物体细胞杂交技术能体现植物细胞具有全能性, A正确;
B、该过程需要使用纤维素酶与果胶酶,去除植物的细胞壁, B错误;
C、利用灭活的病毒诱导动物细胞融合, C错误;
D、该技术适用于染色体数目相同的两个物种,也适用于染色体数目不同的两个物种, D错误。
7.D
A、愈伤组织是已分化植物细胞发生脱分化的结果,脱分化指的是已经分化的细胞失去原有结构和功能的状态,愈伤组织的全能性高,A正确;
B、第1组中没有添加外源激素,说明此时愈伤组织的形成是在内源激素的作用下产生的,B正确;
C、根据表中结果可知,第5组诱导猕猴桃组织脱分化形成的愈伤组织的成功率最高,且愈伤组织生长状况好,因此,应选择第5组处理方案用于诱导愈伤组织,C正确;
D、结合实验结果可知,玉米素浓度超过8ppm左右会抑制愈伤组织再分化,D错误。
8.B
2、植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
A、据图可知,同一植物的外植体通过不同的培养体系可得到不同的产物,如经悬浮细胞培养可得到转基因细胞系,经外植体诱导能够获得完整植株等,A正确;
B、外植体形成愈伤组织的过程中,只经历了脱分化过程,B错误;
C、基因工程是指将一种生物体(供体)的基因与载体在体外进行拼接重组,然后转入另一种生物体(受体)内,使之按照人们的意愿稳定遗传,表达出新产物或新性状,将目标产物合成途径中的关键酶基因导入悬浮细胞,有望提高产量,C正确;
D、由于不受土壤、气候条件限制,该技术能够实现工厂化生产,故利用该技术有利于缓解资源短缺问题,D正确。
9.C
A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性,利用纤维素酶和果胶酶进行去壁处理获得原生质体,A正确;
B、由表格数据分析可知,密度过低和密度过高融合率都不高,说明原生质体密度过高或过低均不利于原生质体的融合,B正确;
C、融合后的原生质体经过脱分化和再分化后可形成杂种植株,C错误;
D、该实验目的是为培育繁殖周期快、高产人参皂苷的杂种植物,因此实验过程中对杂种植株需进行生长速度和人参皂苷含量的检测,D正确。
10.D
A、为使A野化单峰骆驼超数排卵,可注射促性腺激素,促性腺激素化学本质为蛋白质类激素,不能在其饲料中添加,易被蛋白酶消化分解,A错误;
B、为提高胚胎利用率,可采用胚胎分割、移植等无性繁殖技术实现,通过胚胎分割获得的胚胎遗传特性相同,体外受精属于有性生殖,B错误:
C、卵裂期,胚胎的总体积不增加,但由于细胞呼吸对有机物的消耗,因而有机物总量减少,C错误;
D、若①表示体外受精,获能后的精子和MII期卵母细胞才具备受精能力,因此可用B野化单峰骆驼的获能的精子与处于MⅡ期卵母细胞完成受精作用,D正确。
11.D
A、胚胎工程一般采用促性腺激素处理A使其超数排卵,A错误;
B、E后代(由A的卵细胞和C的精子体内受精形成的受精卵发育形成)遗传物质来源于A和C,E后代遗传性状与A和C一致,而F后代(A的卵细胞提供细胞质,B提供细胞核)遗传物质来源于A和B,F后代遗传性状大部分与B一致,少数性状与A相同,B错误;
C、D受体雌性接受来自动物园亚洲黑熊♀A体内的胚胎,所以必须和动物园亚洲黑熊♀A同期发情处理,目的是使体内的生理环境保持一致,提高胚胎的存活率,而野生亚洲黑熊♀B只需要提供体细胞,所以不需要同期发情处理,C错误;
D、A超数排卵排出的细胞必须生长到MII才具有受精能力,C的精子获能后才能发生受精,因此A排出的卵子必须培养成熟到MII才能与C的获能精子受精,D正确。
12.A
A、在囊胚阶段,胚胎的内部开始出现含有液体的腔,A错误;
B、动物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,动物克隆需用到动物细胞培养、核移植和胚胎移植等技术,B正确;
C、Wnt通路抑制剂处理克隆囊胚后,供体的核移植胚胎出生率可大幅提高,因此Wnt信号通路持续异常激活可阻碍克隆胚胎发育过程,C正确;
D、动物细胞培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,因此在使用合成培养基时,通常需要加入血清等一些天然成分,D正确。
13.D
A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此过程①即获得三白草和鱼腥草原生质体过程中要利用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁,A正确;
B、②为原生质体融合,②需要在无菌水中进行,用物理法或化学法诱导,B正确;
C、③为脱分化形成愈伤组织,需要在特定的诱导培养基(生长素与细胞分裂素比例适中)上进行,C正确;
D、该技术即植物组织培养技术能将一个杂种细胞发育成一个完整植株,该技术体现了细胞的全能性,D错误;
14.B
A、固相载体连接后的单克隆抗体,具有特异性,故其使用种类(量)应明显多于待测抗原的数量才能识别并结合更多的抗原,A正确;
B、由图可知,酶标抗体可与抗原特异性结合,并催化指示底物分解,B错误;
C、制备相应单克隆抗体时需要使用动物细胞培养技术,C正确;
D、若不洗去游离的酶标抗体,酶标抗体持续催化底物分解,会导致测量结果偏高,D正确。
15.D
A、雌花套袋的目的是防止外来花粉落在雌蕊的柱状上完成受精而影响实验的结果,A正确;
B、②中有受精卵发育的个体,也有卵细胞发育的个体, ④中有染色体加倍后形成的正常倍体细胞,也有染色体未加倍的细胞,经②得到的部分幼苗体细胞染色体数目可能与④获得的品种相同,B正确;
C、④是用秋水仙素来处理单倍体幼苗,在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍,C正确;
D、由于突变的花粉可能只是一部分,所以在离体培养的幼胚发育得到的植株中有些并不是卵细胞发育而来的单倍体植株,所以最后还需要进行对培育植株进行形态上的筛选,一般是根据单倍体植株长得弱小且高度不育的特点进行选择,D错误。
16.(1)两种、1:1
(2) G 两 杀死不含G基因的雄配子(保护含G基因的花粉)
(3) 被转入到原G基因的非同源染色体上,3/4 被转入g基因所在染色体上,1(或比例介于0.75~1之间)
(1)经统计,F2植株花粉育性的表现型及比例为可育:一半不育=1:1,可育与不可育为由与一对基因控制,F1产生的雌配子种类数为两种,比例为1:1。
(2)①将非洲栽培稻的一个G基因敲除(基因型记为Gg)并自交,后代中GG、Gg、gg的个体数之比为107:123:16。Gg个体产生的不含G基因的花粉育性极低(不育)。
②Gg做母本与亚洲栽培稻杂交,F1的基因型有GG、Gg,共2种。
③观察发现gg个体花粉全可育,综合以上信息可知在花粉半不育性状产生中,G基因的作用是杀死不含G基因的雄配子(保护含G基因的花粉)。
(3)G基因被转入的位置及花粉可育的占比是:位置一被转入到原G基因的非同源染色体上,占比为3/4,位置二被转入g基因所在染色体上,占比为1。
17.(1) 含有95%空气和5%CO2的混合气体 接触抑制 胰蛋白酶
(2) 相同 P-KO <WT
(3)具备人类遗传背景,能够模拟人脑特征
(1)动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2,O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH,在进行细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养;
动物细胞培养时细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上,这种现象称为细胞贴壁,贴壁细胞在生长增殖时会发生接触抑制现象,即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖,贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集,之后,将收集的细胞制成细胞悬液,分瓶进行传代培养。
(2)由题意可知,BrdU是碱基类似物可在间期掺入DNA中,将等量的WT、P-KO形成的神经祖细胞在含BrdU的培养基中培养略长于一个细胞周期的时间后,细胞会被BrdU标记,且可以连续分裂的细胞会表达Ki67蛋白,不再连续分裂的细胞内不含Ki67蛋白,若检测WT、P-KO形成的神经祖细胞被BrdU标记数目,两组无显著差异,说明培养初期两组神经祖细胞增殖能力相同;BrdU标记且表达Ki67蛋白的细胞可以进行连续分裂,检测并计算a=BrdU标记且表达Ki67蛋白的细胞数目/BrdU标记的细胞总数,由于P-KO分裂次数减少,所以当培养培养略长于一个细胞周期的时间后,P-KO的细胞已经脱离了细胞周期,而WT依然有细胞周期。故答案为 a值:P-KO <WT。
(3)与利用动物模型进行实验相比,人脑类器官模型具备人类遗传背景,能够模拟人脑特征,更适于研究人脑功能与疾病。
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