押题9 发酵工程、植物细胞工程和动物细胞工程
猜押 6大题型
题型01动植物细胞培养的理论基础
题型02植物组织培养和植物细胞培养的区别
题型03动物细胞融合和单克隆抗体技术
题型04体外受精及胚胎工程
题型05细胞工程涉及的多选题型
题型06植物细胞工程和光合作用关联大题
猜押考点 3年真题 考情分析 押题依据
发酵工程、植物细胞工程和动物细胞工程 2021年山东卷第12、14题 2022年山东卷第12、14、20题 2023年山东卷第12、15题 2024年山东卷第14、15题 2025年新高考生物新结构体系下，细胞工程题型更注重考察学生的审题能力和知识点掌握的全面和准确性；以基础知识为引导，深入考察思路。 题目更加注重综合性、应用性、创新性，对知识点的背景和应用有更多的掌握。 细胞工程题型要求考生在细读题干的基础上，依据题目提供的信息，联系所学的知识和方法，实现信息的迁移，达到灵活解题的目的；遇到新定义问题，应耐心读题，分析新定义的特点，弄清新定义的性质，按新定义的要求，“照章办事”，逐条分析、验证、运算，使问题得以解决. 难度适中，可以预测2025年选择题拓展题目命题方向将会以选择题型展开命题．
题型1 动植物细胞培养的理论基础
1．一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞的现象称为转分化，通常是将已分化细胞先诱导成iPS细胞，再诱导形成另一种类型的分化细胞。科学家分别通过2组不同的转录因子（调节基因转录的蛋白质分子），使小鼠成纤维细胞经基因组重编程表达直接转分化为心肌细胞与神经细胞。下列说法错误的是（ ）
A．经iPS细胞发生转分化的过程中，细胞的全能性会发生变化
B．转录因子的作用是与基因组中特定部位的调控序列结合，促进相关基因的表达
C．若2组转录因子同时作用于小鼠成纤维细胞，可能无法获得心肌细胞或神经细胞
D．与经iPS细胞发生转分化过程相比，成纤维细胞转分化过程可能会更加便捷
【答案】B
【分析】1、细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态，结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。
2、细胞全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。
【详解】A、一般细胞的分化程度越高，全能性越低，所以经iPS细胞发生转分化的过程中，细胞的全能性会发生变化，A正确；
B、依据题干信息，转录因子是调节基因转录的蛋白质分子，所以转录因子的作用是与基因组中特定部位的调控序列结合，调节相关基因的转录，B错误；
C、依据题干信息，通过2组不同的转录因子，可使小鼠成纤维细胞经基因组重编程表达直接转分化为心肌细胞与神经细胞，所以，若2组转录因子同时作用于小鼠成纤维细胞，可能无法获得心肌细胞或神经细胞，C正确；
D、经iPS细胞的转分化过程需要经过两个步骤，先转分化为iPS细胞，在转分化为其他细胞，而成纤维细胞可以直接转化为其他细胞，所以与经iPS细胞发生转分化过程相比较，成纤维细胞转分化过程可能会更加便捷，D正确。
故选B。
2．三维细胞培养技术（3D细胞培养）是通过人工模拟细胞间质微环境，允许动物细胞在三维空间中生长和相互作用的技术。与传统的细胞培养相比，3D细胞培养更接近体内细胞的实际生长环境。下列说法正确的是（ ）
A．传统细胞培养时，细胞并不都需要贴附于某些基质表面才能生长增殖
B．用胰蛋白酶处理传统培养的贴壁细胞，断裂其胞间连丝使之游离便于传代
C．3D细胞培养前需要对动物组织进行灭菌处理，培养时需定期更换培养液
D．利用3D细胞培养技术研究干细胞分化过程时，通常需要进行分瓶处理
【答案】A
【分析】动物细胞培养条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌②添加一定量的抗生素③定期更换培养液，以清除代谢废物。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。（3）温度和pH：哺乳动物多以36.5℃为宜，最适pH为7.2-7.4。（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH。）
【详解】A、传统细胞培养时，体外培养的动物细胞可分为两大类：一类细胞能够 悬浮在培养液中生长增殖，另一类细胞需要贴附于某些基质表面生 长增殖，大多数细胞需要贴附于某些基质表面才能 生长增殖，A正确；
B、胞间连丝是植物细胞间的结构，动物细胞不存在胞间连丝，B错误；
C、细胞培养过程需要营造无菌无毒的环境，包括定期更换培养液等，但不能对动物组织进行灭菌处理，C错误；
D、利用 3D 细胞培养技术研究细胞分化时，发生细胞结构和功能的稳定改变，但是细胞数量不再增加，因此不需要分瓶处理，D错误。
故选A。
3．人参多糖和皂苷是人参的次生代谢物，具有增强人体免疫力、抗肿瘤、保肝和降血糖等功效。研究人员利用植物细胞培养技术实现了人参多糖和皂苷的工业化生产。下列说法错误的是（ ）
A．人参多糖和皂苷在人参细胞内的含量很低，但不是其生长所必需的
B．外植体需经酶解法处理，用培养液将细胞制成细胞悬液后再接种到生物反应器内
C．该技术利用促进细胞生长的培养条件，提高了单个细胞中人参多糖和皂苷的含量
D．与大田种植相比，该技术具有生产周期短、不占用耕地及受外界环境影响小等优点
【答案】C
【分析】1、植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物，称为次生代谢物。次生代谢物是一类小分子有机物，在细胞中的含量很低，常通过细胞产物的工厂化生产来增加其含量。
2、植物组织培养的过程：离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成根、芽，最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【详解】A、人参多糖和皂苷是人参的次生代谢物，不是其生长所必需的，在人参细胞内的含量很低，A正确；
B、外植体需经酶解法处理，用培养液将细胞制成细胞悬液（有利于细胞产物的释放）后再接种到生物反应器内，B正确；
C、利用植物细胞培养技术可以实现细胞产物的工厂化生产，但不能提高单个细胞中次生代谢物的含量，C错误；
D、与大田种植相比，植物细胞培养技术具有生产周期短、不占用耕地及受外界环境影响小等优点，D正确。
故选C。
4．研究人员将犬瘟热病毒免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，制备并筛选出能分泌抗犬瘟热病毒抗体的杂交瘤细胞，但该种细胞在克隆化培养过程中来自B淋巴细胞的染色体往往出现随机丢失的现象。不考虑基因互作和其他变异，下列说法错误的是（ ）
A．为获得更多免疫的B淋巴细胞，需对小鼠多次注射犬瘟热病毒
B．灭活病毒是通过自身糖蛋白等与细胞膜糖蛋白发生作用来诱导细胞融合的
C．在使用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细胞
D．抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞即具有持续产生抗犬瘟热病毒抗体的能力
【答案】D
【分析】在制备单克隆抗体时，首先要给小鼠免疫，产生相应的B细胞，然后将B细胞与骨髓瘤细胞融合，经过选择培养基两次筛选，最后获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。在单克隆抗体的制备过程中，使用了动物细胞培养和动物细胞融合等动物细胞工程技术。
【详解】A、对动物进行间歇注射抗原处理，以刺激动物机体产生相应的B淋巴细胞，为获得更多免疫的B淋巴细胞，需对小鼠多次注射犬瘟热病毒，A正确；
B、灭活病毒通过其表面糖蛋白与宿主细胞膜糖蛋白结合，介导细胞融合，B正确；
C、为确保产生特异性强的抗体，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正确；
D、杂交瘤细胞在克隆化培养过程中来自B淋巴细胞的染色体往往出现随机丢失现象，若丢失的染色体含有产生犬瘟热病毒抗体的基因，则利用抗体检测筛选的杂交瘤细胞不一定具有持续产生抗犬瘟热病毒抗体的能力，D错误。
故选D。
5．铁皮石斛富含某些糖类和生物碱，是重要的医药药材。微型繁殖技术可高效、快速地实现铁皮石斛的产业化育苗。下列相关说法正确的是（ ）
A．进行无性繁殖的植物更难通过该技术进行快速繁殖
B．该技术是利用液体培养基对植物细胞进行悬浮培养
C．生长素和细胞分裂素的含量比会影响细胞发育方向
D．利用该技术对铁皮石斛进行工厂化生产获得生物碱
【答案】C
【分析】植物细胞工程技术的应用：植物繁殖的新途径（微型繁殖、作物脱毒、人工种子）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、题干中的微型繁殖技术是利用植物组织培养对作物进行的快速繁殖，进行无性繁殖的植物更容易进行植物组织培养，因此更容易通过该技术进行快速繁殖，A错误；
B、植物组织培养技术利用固体培养基，经脱分化和再分化获得植株，B错误；
C、生长素和细胞分裂素的浓度和比例等都会影响植物细胞的发育方向，C正确；
D、通过植物细胞培养技术利用铁皮石斛进行工厂化生产生物碱，D错误。
故选C。
题型2 植物组织培养和植物细胞培养的区别
1．地黄为多年生草本植物，含有地黄素、强心苷等多种药用成分，具有清热凉血、解毒等功效。利用植物细胞培养技术工厂化生产地黄素的基本流程如下：接种外植体→诱导形成愈伤组织→悬浮振荡培养→生物反应器中培养→分离、提纯。下列叙述正确的是（ ）
A．外植体需先后用次氯酸钠溶液和酒精进行灭菌
B．诱导形成愈伤组织需要一定的营养条件和适宜的光照
C．振荡培养的目的是增加培养液的溶氧量，促进细胞呼吸
D．该工厂化生产的目的是大幅提高单个细胞中地黄素的合成量
【答案】C
【分析】植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。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）。
【详解】A、接种用的外植体需先后用酒精和次氯酸钠溶液进行消毒，A错误；
B、诱导形成愈伤组织的培养基中需添加一定的营养和激素，不需要光照，B错误；
C、振荡培养的目的是增加培养液的溶氧量，从而促进细胞的有氧呼吸，C正确；
D、该工厂化生产通过增加细胞数目提高地黄素合成量，而不是提高单个细胞中地黄素的合成量，D错误。
故选C。
2．植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素实验流程见下图。下列描述合理的是（ ）
A．实验流程中可用胰蛋白酶处理愈伤组织，制备悬浮细胞
B．番茄红素是次生代谢物，一般在特定的组织或器官中产生
C．细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件，提高了单个细胞中次生代谢物的含量
D．胡萝卜根外植体进行适当的消毒处理后，再用蒸馏水清洗2~3次
【答案】B
【分析】植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
【详解】A、植物细胞之间的连接物质主要是纤维素和果胶等，制备植物悬浮细胞应用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织，而胰蛋白酶是用于处理动物组织分散动物细胞的，A错误；
B、番茄红素是次生代谢物，次生代谢物一般在特定的组织或器官中，在一定的生长阶段产生，B正确；
C、细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件，增加细胞数量，从而提高次生代谢物的总量，而不是提高单个细胞中次生代谢物的含量，C错误；
D、胡萝卜根外植体进行适当的消毒处理后，要用无菌水清洗2 - 3次，而不是蒸馏水，以防止杂菌污染，D错误。
故选B。
3．下列关于细胞工程的说法正确的是（ ）
A．体外培养的动物细胞形态相比体内正常细胞可能会发生改变
B．作物脱毒苗培养时先诱导愈伤组织生根，再诱导生芽
C．iPS细胞都是通过将外源基因导入体细胞获得的
D．离心法收集细胞只能用于传代培养细胞的收集
【答案】A
【分析】1、动物细胞培养需要满足以下条件①无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。②营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。③温度：适宜温度：哺乳动物多是36.5℃+0.5℃；pH：7.2～7.4。④气体环境：95%空气+5%CO2。 2、物组织培养技术过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）→愈伤组织→胚状体→植株（新植体）。原理：植物细胞的全能性。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）。
【详解】A、体外培养的动物细胞由于缺少体内环境稳定的生理和生化条件，可能形态、功能发生改变，如变扁平或失去特异性等，比体内正常细胞可能会发生改变，A正确；
B、作物脱毒苗培养过程中，通常是先诱导愈伤组织形成芽，然后再诱导生根。这是因为在植物组织培养过程中，愈伤组织的再分化通常是先进行芽的诱导，再进行生根的诱导，两者的顺序不能颠倒。因此，题干中的说法是错误的，B错误；
C、iPS细胞（诱导多能干细胞）并不一定都需要通过外源基因导入体细胞获得。除了通过引入特定外源基因来诱导体细胞去分化外，还有一些非基因导入的方法，如使用小分子化合物或通过蛋白质转染等手段，同样可以将体细胞诱导为多能干细胞，C错误；
D、在传代培养时可用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离，悬浮培养的细胞也可直接用离心法收集，离心法收集细胞不是只能用于传代培养细胞的收集，也可用于收集药物处理过的细胞等，D错误；
故选A。
4．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
【分析】由于植物细胞的次生代谢物含量很低，从植物组织提取会大量破坏植物资源，有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到，因此人们期望利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、有些产物不能或难以通过化学合成途径得到，故可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，A正确；
B、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，故可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产，B错误；
C、次生代谢物不是植物生长所必需的，其含量少，可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢产物的产量，C错误；
D、细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件，提高了多个细胞中次生代谢物的含量，不能提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。
故选A。
5．紫草宁是从紫草细胞中提取的一种药物和色素，具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。利用植物细胞培养生产的紫草宁，成为世界上首例药用植物细胞工程产品。下列说法错误的是（ ）
A．紫草宁是紫草细胞的次生代谢物
B．可以利用液体培养基进行工厂化生产
C．紫草宁的工厂化生产需要先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
D．紫草宁的工厂化生产不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制
【答案】C
【分析】植物组织培养的条件：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)，一定的营养(无机、有机成分)和植物激素。
【详解】A、紫草宁是紫草细胞培养过程中产生的次生代谢物，不是紫草细胞生长和生存所必需的，A正确；
B、进行工厂化生产需要植物细胞增殖，利用液体培养基，B正确；
C、紫草宁的工厂化生产不需要先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获取产物时再使用，C错误；
D、紫草宁的工厂化生产不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义，D正确。
故选C。
题型3 动物细胞融合和单克隆抗体技术
1．HER-2蛋白主要在胎儿时期表达，成年以后只在极少数组织内低水平表达。由曲妥珠单抗和药物DMI连接而成的抗体-药物偶联物T-DMI，对HER-2有很强的靶向性，可用于治疗HER-2过度表达的转移性乳腺癌。下列叙述正确的是（ ）
A．需要向小鼠反复注射HER-2，以便在血清中获取免疫的B淋巴细胞
B．用灭活的病毒诱导细胞融合时细胞膜的蛋白质和脂质分子会重新排布
C．T-DMI中DMI与HER-2特异性结合是对癌细胞进行选择性杀伤的关键
D．用选择培养基可筛选出产生HER-2抗体的杂交瘤细胞
【答案】B
【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、制备单克隆抗体时，需向小鼠多次注射抗原（HER-2），以激活B淋巴细胞，但免疫后的B淋巴细胞应从小鼠的脾脏中获取，而非血清（血清中含多克隆抗体，而非B细胞），A错误；
B、灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面的糖蛋白促使细胞膜融合。此过程依赖细胞膜的流动性，导致膜蛋白和脂质分子重新排布，B正确；
C、根据题意信息可知，T-DMI中，曲妥珠单抗（抗体）负责特异性结合HER-2，而DMI是连接的细胞毒药物。特异性靶向的关键在于抗体部分，而非DMI，C错误；
D、选择培养基（如HAT培养基）的作用是筛选出杂交瘤细胞（融合的B细胞与骨髓瘤细胞），但无法直接筛选出分泌特定抗体的细胞。分泌抗体的杂交瘤细胞需通过后续的抗体检测进一步确认，D错误。
故选B。
2．HER2是在胃癌、乳腺癌等肿瘤细胞中特异性表达的膜蛋白。临床上用靶向HER2的抗体-药物偶联物（T-DM1）治疗癌症时，偶联药物DM1能破坏细胞骨架，T-DM1可通过杂交瘤细胞制备。下列说法错误的是（ ）
A．T-DM1常由抗体、接头和药物三部分组成
B．制备杂交瘤细胞需获得产生HER2抗体的B细胞
C．用带标记的HER2抗体对克隆化培养的细胞进行检测
D．T-DM1能特异性识别肿瘤，并抑制肿瘤细胞的增殖
【答案】C
【分析】单克隆抗体的制备过程：用特定抗原对小鼠进行注射，使小鼠产生免疫反应，从产生免疫反应小鼠的脾脏细胞中，得到了抗特定抗原的抗体，这说明在小鼠的脾细胞中形成了相应的B淋巴细胞。将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中产生的B淋巴细胞融合，再用特定的选择性培养基进行筛选。在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体。对上述经选择性培养的杂交瘤细胞，还需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。最后，将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖，这样，从细胞培养液或小鼠腹水中，就可以提取出大量的单克隆抗体了。
【详解】A、T-DM1常由抗体、接头和药物三部分组成，其中抗体的作用是将药物定向运输到病灶部位，降低药物的副作用，A正确；
B、HER2是在胃癌、乳腺癌等肿瘤细胞中特异性表达的膜蛋白，为了让药物通过抗体作用与肿瘤细胞，在制备杂交瘤细胞时需获得产生HER2抗体的B细胞，因而需要首先将HER2作为抗原注射到小鼠体内产生免疫反应，B正确；
C、用带标记的HER2蛋白对克隆化培养的细胞进行检测，进而筛选出能产生特定抗体，即HER2抗体的杂交瘤细胞，C错误；
D、T-DM1能特异性识别肿瘤，因为其上连接的抗体能与肿瘤细胞表面的特定蛋白结合，进而抑制肿瘤细胞的增殖，D正确。
故选C。
3．类器官指利用成体干细胞或多能干细胞进行体外培养而形成的具有一定空间结构的组织类似物，在结构和功能上可模拟真实器官。某研究小组用人类结膜细胞培养成了第一个人结膜类器官，具有真正人类结膜功能，如产生眼泪等。下列叙述正确的是（ ）
A．人类结膜细胞培养过程中可加入适量抗生素和血清以防止杂菌污染
B．可用胶原蛋白酶处理人类结膜细胞以解除细胞接触抑制的现象
C．人类结膜细胞培养成人结膜类器官的过程中细胞一直是高度分化的
D．成体干细胞具有组织特异性，在体内可分化形成诱导多能干细胞
【答案】B
【分析】动物细胞培养需要满足以下条件：①无菌、无毒的环境。②营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。③温度：适宜温度。④气体环境：95%空气+5%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。
【详解】A、血清中含有多种营养物质（如氨基酸、维生素、无机盐等）和生长因子等，能够为细胞提供适宜的生存环境，不能防止杂菌污染，A错误；
B、体外培养人类结膜细胞时，培养的细胞会出现贴壁生长、接触抑制的现象，为解决接触抑制的问题，可用胰蛋白酶(或胶 原蛋白酶)处理制成单细胞悬液，然后继续分瓶培养，B正确；
C、人类结膜细胞培养成人结膜类器官的过程中，细胞会发生一定的变化。在这个过程中，细胞可能会经历去分化和再分化等过程。去分化是指已分化的细胞失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程，所以细胞不是一直保持高度分化的状态，C错误；
D、一般是将成体细胞诱导形成诱导多能干细胞，而不是成体干细胞在体内分化形成诱导多能干细胞，并且成体干细胞具有组织特异性，只能分化形成特定的组织细胞，D错误。
故选B。
题型4 体外受精及胚胎工程
1．胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。下列与胚胎工程技术相关的叙述中正确的是（ ）
A．参与自然受精的精子需在雄性动物生殖道内发生生理变化后才能获能
B．参与体外受精的卵子只有在MII期排出两个极体后才能与精子结合
C．促性腺激素处理的受体母牛具有与供体相同的生理状态，可进行胚胎移植
D．被分割的胚胎来源不影响其生殖方式，但分割的次数直接影响后代的成活率
【答案】D
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理（选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理）；②配种或人工授精；③对胚胎的收集、检查、培养或保存（对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段）；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查。
【详解】A、参与自然受精的精子需在雌性动物生殖道内发生生理变化后才能获能，A错误；
B、参与体外受精的卵子在MII期排出一个极体后才能与精子结合，B错误；
C、利用促性腺激素对供体进行处理的目的是超数排卵，以获得更多的卵细胞，使受体母牛具有与供体相同的生理状态一般用孕激素处理，C错误；
D、通过胚胎分割产生后代的生殖方式属于无性生殖，与胚胎的来源无关，分割的次数直接影响后代的成活率，分割的次数越多，成活率越低，D正确。
故选D。
2．胚胎工程技术的应用为优良牲畜的大量繁殖提供了有效的解决办法，如奶牛活体采卵—体外胚胎生产（OPU-IVP）技术，该技术流程如图。已知雄性奶牛Y染色体上有一段雄性特异的高度重复序列，依据该重复序列设计引物，建立了用于奶牛胚胎性别鉴定的PCR体系（SRY-PCR）。下列叙述错误的是（ ）
A．体外受精后，在透明带和卵细胞膜间观察到两个极体说明受精成功
B．活体采卵前诱导母牛超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
C．取滋养层细胞进行SRY-PCR，应选择结果为阴性的胚胎进行移植
D．为防止受体母牛发生免疫排斥反应，胚胎移植前需要进行免疫检查
【答案】D
【分析】体外受精主要包括：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。（1）卵母细胞的采集和培养：①主要方法是用促性腺激素处理，使其超数排卵，然后从输卵管中冲取卵子。②第二种方法：从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。（2）精子的采集和获能：①收集精子的方法：假阴道法、手握法和电刺激法。②对精子进行获能处理：包括培养法和化学诱导法。（3）受精：在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
【详解】A、在受精过程中，当在透明带和卵细胞膜间观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精，因为第一极体和第二极体的形成是受精过程中的重要标志，A正确；
B、激素作用的特点之一是作用于靶器官和靶细胞，活体采卵前诱导母牛超数排卵所注射的激素（如促性腺激素）只能作用于特定的靶细胞（如卵巢细胞），从而促进卵泡的发育和排卵，B正确；
C、已知雄性奶牛Y染色体上有一段雄性特异的高度重复序列，依据该重复序列设计引物建立的SRY - PCR体系可用于奶牛胚胎性别鉴定。雌性胚胎不含Y染色体，SRY - PCR结果为阴性；雄性胚胎含Y染色体，SRY - PCR结果为阳性，繁殖优良奶牛（雌性），所以应选择SRY - PCR结果为阴性的胚胎进行移植，C正确；
D、胚胎移植时，受体对移入子宫的外来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，所以胚胎移植前不需要进行免疫检查，D错误。
故选D。
3．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
【分析】单克隆抗体的制备过程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、根据抗原和抗体发生特异性结合的原理推测，双抗可同时与2种抗原结合，A正确；
B、 根据抗原与抗体能够发生特异性结合的特性，利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞，从而使药物发挥相应的作用，B正确；
C、在两种不同的抗原刺激下，B细胞增殖、分化产生不同的浆细胞分泌形成两种抗体，因此，筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原来进行抗原-抗体检测，从而实现对双抗的筛选，C正确；
D、 同时注射2种抗原可刺激B细胞分化形成不同的浆细胞，而不是分化成产双抗的浆细胞，D错误。
故选D。
4．一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
【分析】根据题干信息“一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗决定簇只能刺激机体产生一种抗体”，非洲猪瘟病毒衣壳蛋白 p72 上有多个抗原决定簇，所以可以刺激机体产生多种抗体。每个抗原决定簇刺激产生的抗体是单抗。
【详解】A、单抗的制作需要筛选，而多抗不需要筛选，抗原纯度越高，产生的多抗纯度越高，因此原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响小，A错误；
B、单抗制备过程中通常将经过免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，B错误；
C、非洲猪瘟病毒衣壳蛋白 p72 上有多种抗原决定簇，一个抗决定簇只能刺激机体产生一种抗体，所以向小鼠体内注入p72 后，可以刺激小鼠产生多种抗p72的单抗，C错误；
D、p72 部分结构改变只改变了部分抗原决定簇，因此由这部分抗原决定簇产生的抗体失效，但由于还存在由其他抗原决定簇刺激机体产生的抗体，所以多抗仍有效，D正确。
故选D。
题型5 细胞工程涉及的多选题型
1．PSMA是某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白，CD28是T细胞表面受体。将两株不同杂交瘤细胞融合形成的双杂交瘤细胞，既能够悬浮在培养基中生长繁殖，又可以产生双特异性抗体PSMA×CD28。PSMA×CD28既能选择性地靶向结合某种癌细胞表面的PSMA蛋白，又能特异性地结合T细胞表面的CD28蛋白，从而激活T细胞，通过活化的T细胞来识别和杀灭目标癌细胞。图1所示为双特异性抗体PSMA×CD28的制备流程，图2所示为双特异性抗体PSMA×CD28的结构及作用机理。下列分析正确的是（ ）
A．①过程需给小鼠分别注射PSMA蛋白、CD28蛋白，才能最终得到图2中有效激活T细胞和杀伤癌细胞的双特异性抗体PSMA×CD28
B．图1至少进行3次抗原检测进行筛选才能得到双杂交瘤细胞XY，最后一次筛选需在96孔板的孔洞中同时加入PSMA和CD28蛋白
C．对⑤过程得到的双杂交瘤细胞进行传代培养前，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
D．获得的杂交瘤细胞XY要置于含有95%空气和5%混合气体的培养箱中进行培养
【答案】AD
【分析】单克隆抗体的制备过程：①用特定的抗原对小鼠进行免疫，并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。 ②用特定的选择培养基进行筛选：在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。③对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。④将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。⑤从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。
【详解】A、双特异性抗体既能选择性地靶向结合某种癌细胞表面的PSMA蛋白，又能特异性地结合T细胞表面的CD28蛋白，所以双特异性抗体生产过程中，应先将癌细胞表面的PSMA蛋白和T细胞表面的CD28蛋白作为抗原注射到小鼠体内，使小鼠产生免疫反应，才能最终得到图2中有效激活T细胞和杀伤癌细胞的双特异性抗体PSMA×CD28，A正确；
B、筛选双特异性抗体时需要使用制备单克隆抗体时所使用的图2中抗原物质，该过程需要先用一种抗原（如PSMA）筛选出能够分泌抗PSMA抗体的杂交瘤细胞，再用另一种抗原（如CD28）从已筛选出的杂交瘤细胞中筛选出能分泌抗CD28抗体的杂交瘤细胞，所以筛选获得双特异性抗体时至少需要进行过2次抗原检测，B错误；
C、⑤过程得到的双杂交瘤细胞能悬浮在培养基中生长繁殖，不需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，只有贴壁生长的细胞进行传代培养前才需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使其分散成单个细胞，C错误；
D、动物细胞培养时，通常将细胞置于含有95%空气和5% CO2 混合气体的CO2培养箱中进行培养，95% 空气提供细胞代谢所需的氧气，5%CO2可以维持培养液的 pH，所以获得的杂交瘤细胞XY要置于含有95%空气和5% CO2 混合气体的 CO2 培养箱中进行培养，D正确。
故选AD。
2．科研人员诱导依赖维生素B5的植物细胞和叶绿体缺陷型植物细胞融合，再利用选择培养基筛选出了杂种细胞。下列相关说法正确的是（ ）
A．诱导融合之前需先用纤维素酶和果胶酶将细胞壁去除
B．诱导融合产生杂种细胞的过程体现了细胞的全能性
C．该选择培养基需加入碳源、氮源、水和无机盐
D．该选择培养基中不加入维生素B5
【答案】AD
【分析】植物体细胞杂交其实质为植物原生质体的融合，在融合前需要使用酶解法（纤维素酶和果胶酶）去除植物的细胞壁，再用化学法（聚乙二醇）或物理法（振动、离心、电刺激）诱导原生质体融合；细胞融合完成的标志是融合细胞再生出新的细胞壁；获得融合细胞后需利用植物的组织培养技术将细胞培育成植株，故植物体细胞杂交技术的最终目的是培育具有优良性状的植物新品种。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，在进行植物细胞融合之前，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁去除，获得原生质体，这样才能促进细胞的融合，A正确；
B、细胞全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。诱导融合产生杂种细胞只是细胞之间的融合过程，并没有发育成完整的个体，没有体现细胞的全能性，B错误；
C、该选择培养基筛选的是融合后的杂种细胞，杂种细胞既能利用自身光合作用产生有机物（因为融合了叶绿体缺陷型植物细胞，另一种细胞可能含有叶绿体可进行光合作用相关过程或者杂种细胞融合后可能有相关功能），又依赖维生素B5，所以培养基中不需要额外加入碳源、氮源等供能物质，C错误；
D、由于是诱导依赖维生素B5的植物细胞和叶绿体缺陷型植物细胞融合，融合后的杂种细胞依赖维生素B5，而普通细胞可能不依赖，为了筛选出杂种细胞，在选择培养基中不加维生素B5，这样不能合成维生素B5又依赖它的普通细胞就无法生长，从而筛选出杂种细胞，D正确。
故选AD。
3．细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。某研究小组以小鼠甲为实验材料设计实验，研制抗病毒A的单克隆抗体。下列叙述错误的是（ ）
A．实验前必须给小鼠甲注射病毒A是为了得到能产生特定抗体的B淋巴细胞
B．将小鼠体内取出的脾脏用剪刀剪碎后加入胃蛋白酶处理，使其分散成单个细胞
C．筛选1需用特定的选择培养基进行筛选才能获得融合的杂交痛瘤胞
D．筛选2利用96孔板经1次筛选获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
【答案】BD
【分析】1、单克隆抗体的制备：（1）制备产生特异性抗体的B淋巴细胞：向免疫小鼠体内注射特定的抗原，然后从小鼠脾脏内获得相应的B淋巴细胞；（2）获得杂交瘤细胞：①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合；②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体；（3）克隆化培养和抗体检测；（4）将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖；（5）提取单克隆抗体：从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。
2、单克隆抗体的应用：①作为诊断试剂，具有准确、高效、简易、快速的优点；②用于治疗疾病和运载药物。
【详解】A、该实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞，A正确；
B、将小鼠体内取出的脾脏用剪刀剪碎后加入胰蛋白酶处理，使其分散成单个细胞，B错误；
C、为了得到能产生抗病毒A单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。第一次筛选用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(“BB”细胞、“瘤瘤”细胞)都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞(“B瘤”细胞)才能生长，C正确；
D、第二次筛选用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群，该过程用到抗原抗体杂交，获取的杂交瘤细胞通过培养获得大量的分泌特异性抗体的杂交瘤细胞，D错误。
故选BD。
4．肉苁蓉具有较高的药用价值，自然条件下的产量较低，其次生代谢产物苯乙醇苷(PeGs)是主要活性成分。研究人员以外植体诱导出愈伤组织，进一步进行细胞悬浮培养。在不同的初始接种浓度下培养一段时间后，对悬浮培养液的PeGs进行测定，结果如下图所示。下列有关叙述不正确的是（ ）
A．植物细胞培养的目的主要是获得植物生长和生存所必需的次生代谢产物
B．若工厂化大量生产PeGs细胞悬浮培养时就应选择接种细胞的浓度为3.2g·L-1
C．若需进一步了解细胞生成PeGs的能力，则要检测培养后培养液中的细胞密度
D．植物组织培养时，应对外植体进行灭菌处理以防止培养基及愈伤组织污染
【答案】ABD
【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
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）。
【详解】A、植物细胞培养的目的主要是获得植物细胞的次生代谢产物，次生代谢不是生物生长所必需的，A错误；
B、若工厂化大量生产PeGs，细胞悬浮培养时选择接种细胞的浓度应在2.4至4.0g·L-1之间设置梯度浓度找到最适浓度，B错误；
C、若需进一步了解细胞生成PeGs的能力，细胞密度若过大影响其产量，因此要检测培养后培养液中的细胞密度，C正确；
D、植物组织培养时，应对外植体进行消毒处理，对培养基进行灭菌处理，以防止培养基及愈伤组织污染，D错误。
故选ABD。
5．下列关于植物愈伤组织的说法正确的是（ ）
A．用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体
B．融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C．体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D．通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖
【答案】BD
【分析】植物体细胞杂交过程：将植物细胞A与植物细胞B用纤维素酶和果胶酶处理，得到不含细胞壁的原生质体A和原生质体B，运用物理方法或化学方法诱导融合，形成杂种细胞，再利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，故用果胶酶和纤维素酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体，A错误；
B、用纤维素酶和果胶酶分别处理不同的植物细胞，得到原生质体，运用物理方法或化学方法诱导融合，形成杂种细胞，再利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株，故融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织，B正确；
C、体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的遗传物质，只有1个细胞核，C错误；
D、通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于植物的组织培养，从繁殖看属于无性繁殖，D正确。
故选BD。
题型6 植物细胞工程和光合作用关联大题
1．银杏叶中的黄酮醇具有重要的药用价值。为探究红蓝光质比例对银杏幼苗光合特性及黄酮醇含量的影响，科研人员以银杏幼苗为实验材料，在适宜的光照强度下，设置红蓝光组合比例分别为1∶1（1R1B）、1∶3（1R3B）、1∶5（1R5B）和白光（W，对照）4种光质处理，处理20d后检测银杏净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度及总黄酮醇含量，结果如图所示。
(1)由图可知，实验组的净光合速率都比对照组高，原因是 。实验组净光合速率的变化主要由非气孔因素导致，原因是 。
(2)不同比例红蓝光对银杏叶总黄酮醇含量的影响为 。黄酮醇是银杏叶细胞的次生代谢物，与传统的从银杏叶中提取黄酮醇相比， 技术可实现黄酮醇的工厂化生产，培养过程中需要定期更换培养液的目的 。（答出两点）
(3)除光质外，光照和黑暗交替频率也可以影响银杏的光合产物积累量。研究人员采用光照、黑暗交替进行的方式处理生理状态相同的银杏幼苗，其中光照和黑暗的总时长相同。结果发现随着光暗交替次数的增加和交换频率的加快，银杏幼苗有机物的积累量逐渐增加，请从光合作用的过程角度分析，出现上述现象的原因 。
【答案】(1) 光合色素主要吸收红光和蓝紫光，实验组气孔导度和胞间CO2浓度高 净光合速率与气孔导度、胞间CO2浓度的变化趋势不完全相同
(2) 随蓝光比例的增加，总黄酮醇含量先增加后减少，并在1R3B 处理时最高 植物细胞培养 提供营养；排除代谢废物
(3)随着光暗交替频率的加快，光反应产生的NADPH和ATP能够被暗反应充分利用
【分析】1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。
2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强．当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强．当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
【详解】（1）光合色素主要吸收红光和蓝紫光，由图可知，对照组为白光处理，实验组为不同比例组合的红光蓝光处理，因此实验组有利于提高光反应速率，且实验组气孔导度和胞间CO2浓度高，促进暗反应的进行，因此实验组的净光合速率都比对照组高。由图可知，与对照组 相比，实验组净光合速率与气孔导度、胞间CO2浓度的变化趋势不完全相同，实验组净光合速率的变化主要由非气孔因素导致。
（2）由图可知，随蓝光比例的增加，总黄酮醇含量先增加后减少，并在1R3B 处理时最高。与传统的从银杏叶中提取黄酮醇相比，植物组织培养技术可实现黄酮醇的工厂化生产，培养过程中需要定期更换培养液可以提供营养物质，并防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
（3）随着光暗交替频率的加快，光反应产生的NADPH和ATP能够被暗反应充分利用，从而促进光合作用的进行。
2．我国盐碱地具备开发种植潜力的面积约有5亿亩，盐碱耕地超过1亿亩。盐碱地是重要的土地资源，开发好、利用好盐碱地，对保障中国粮仓、中国饭碗将起到重要作用。科学家将主效耐碱基因AT1导入小麦的愈伤组织，从而获得了小麦的耐盐碱组织，实验过程用到的部分结构如下图。请据图回答问题：
(1)已知A位点和B位点分别是起始密码子和终止密码子对应的基因位置，扩增基因选用的引物组合应为 。AT1基因以b链为转录模板链，为了使AT1基因按照正确的方向与质粒连接，在引物1的 端添加 的酶切位点。
(2)扩增AT1基因时，PCR反应中不能使用普通DNA聚合酶的原因是 ，在构建AT1基因表达载体时，为使AT1基因定向插入Ti质粒，既避免AT1和Ti质粒自身连接成环或反向连接，通常采取的措施是 。
(3)培育转基因植株时，培养基中加入蔗糖的作用是 （答出两点），组织培养15～20d后，将愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上，发现只生根不生芽，可能的原因是 。
【答案】(1) 引物1和4 5′ PstI
(2) 在PCR反应中，需要利用高温使DNA双链解旋，普通的DNA聚合酶在高温下会变性失活 使用两种能产生不同黏性末端的限制酶对ATi基因和Ti质粒分别进行切割
(3) 提供能量，调节渗透压 培养基中生长素和细胞分裂素比值高，有利于根的分化，抑制芽的形成
【分析】基因工程基本操作程序：目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
【详解】（1）已知A位点和B位点分别是起始密码子和终止密码子对应的基因位置，为保证扩增的基因片段中含有转录形成的起始密码子和终止密码子的碱基序列，在扩增基因时应选用的引物组合为引物1和4，DNA复制时子链的延伸方向为5′→3′端，因此在引物1的5′端加入Pst I的酶切位点，在引物4的5′端加入Sma I的酶切位点，这样有利于对目的基因和载体进行双酶切后重组载体的连接。
（2）在PCR反应中，需要利用高温使DNA双链解旋，普通的DNA聚合酶在高温下会变性失活；在构建表达载体时，若限制酶切割AT1和Ti质粒产生粘性末端相同，则会导致AT1和Ti质粒自身连接成环或反向连接，为避免AT1和Ti质粒自身连接成环或反向连接，应使用两种能产生不同黏性末端的限制酶对ATi基因和Ti质粒分别进行切割。
（3）在植物组织培养时，培养基加入的蔗糖一方面是为细胞提供能量，另一方面是调节培养基的渗透压；在植物组织培养时，培养基中生长素和细胞分裂素的比值影响细胞分化的方向，比值适中时促进愈伤组织的形成，比值低时有利于芽的分化抑制根的形成，比值高时，有利于根的分化抑制芽的形成，所以，将愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上，发现只生根不生芽，可能的原因是培养基中生长素和细胞分裂素比值高，有利于根的分化，抑制芽的形成。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)押题9 发酵工程、植物细胞工程和动物细胞工程
猜押 6大题型
题型01动植物细胞培养的理论基础
题型02植物组织培养和植物细胞培养的区别
题型03动物细胞融合和单克隆抗体技术
题型04体外受精及胚胎工程
题型05细胞工程涉及的多选题型
题型06植物细胞工程和光合作用关联大题
猜押考点 3年真题 考情分析 押题依据
发酵工程、植物细胞工程和动物细胞工程 2021年山东卷第12、14题 2022年山东卷第12、14、20题 2023年山东卷第12、15题 2024年山东卷第14、15题 2025年新高考生物新结构体系下，细胞工程题型更注重考察学生的审题能力和知识点掌握的全面和准确性；以基础知识为引导，深入考察思路。 题目更加注重综合性、应用性、创新性，对知识点的背景和应用有更多的掌握。 细胞工程题型要求考生在细读题干的基础上，依据题目提供的信息，联系所学的知识和方法，实现信息的迁移，达到灵活解题的目的；遇到新定义问题，应耐心读题，分析新定义的特点，弄清新定义的性质，按新定义的要求，“照章办事”，逐条分析、验证、运算，使问题得以解决. 难度适中，可以预测2025年选择题拓展题目命题方向将会以选择题型展开命题．
题型1 动植物细胞培养的理论基础
1．一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞的现象称为转分化，通常是将已分化细胞先诱导成iPS细胞，再诱导形成另一种类型的分化细胞。科学家分别通过2组不同的转录因子（调节基因转录的蛋白质分子），使小鼠成纤维细胞经基因组重编程表达直接转分化为心肌细胞与神经细胞。下列说法错误的是（ ）
A．经iPS细胞发生转分化的过程中，细胞的全能性会发生变化
B．转录因子的作用是与基因组中特定部位的调控序列结合，促进相关基因的表达
C．若2组转录因子同时作用于小鼠成纤维细胞，可能无法获得心肌细胞或神经细胞
D．与经iPS细胞发生转分化过程相比，成纤维细胞转分化过程可能会更加便捷
2．三维细胞培养技术（3D细胞培养）是通过人工模拟细胞间质微环境，允许动物细胞在三维空间中生长和相互作用的技术。与传统的细胞培养相比，3D细胞培养更接近体内细胞的实际生长环境。下列说法正确的是（ ）
A．传统细胞培养时，细胞并不都需要贴附于某些基质表面才能生长增殖
B．用胰蛋白酶处理传统培养的贴壁细胞，断裂其胞间连丝使之游离便于传代
C．3D细胞培养前需要对动物组织进行灭菌处理，培养时需定期更换培养液
D．利用3D细胞培养技术研究干细胞分化过程时，通常需要进行分瓶处理
3．人参多糖和皂苷是人参的次生代谢物，具有增强人体免疫力、抗肿瘤、保肝和降血糖等功效。研究人员利用植物细胞培养技术实现了人参多糖和皂苷的工业化生产。下列说法错误的是（ ）
A．人参多糖和皂苷在人参细胞内的含量很低，但不是其生长所必需的
B．外植体需经酶解法处理，用培养液将细胞制成细胞悬液后再接种到生物反应器内
C．该技术利用促进细胞生长的培养条件，提高了单个细胞中人参多糖和皂苷的含量
D．与大田种植相比，该技术具有生产周期短、不占用耕地及受外界环境影响小等优点
4．研究人员将犬瘟热病毒免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，制备并筛选出能分泌抗犬瘟热病毒抗体的杂交瘤细胞，但该种细胞在克隆化培养过程中来自B淋巴细胞的染色体往往出现随机丢失的现象。不考虑基因互作和其他变异，下列说法错误的是（ ）
A．为获得更多免疫的B淋巴细胞，需对小鼠多次注射犬瘟热病毒
B．灭活病毒是通过自身糖蛋白等与细胞膜糖蛋白发生作用来诱导细胞融合的
C．在使用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细胞
D．抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞即具有持续产生抗犬瘟热病毒抗体的能力
5．铁皮石斛富含某些糖类和生物碱，是重要的医药药材。微型繁殖技术可高效、快速地实现铁皮石斛的产业化育苗。下列相关说法正确的是（ ）
A．进行无性繁殖的植物更难通过该技术进行快速繁殖
B．该技术是利用液体培养基对植物细胞进行悬浮培养
C．生长素和细胞分裂素的含量比会影响细胞发育方向
D．利用该技术对铁皮石斛进行工厂化生产获得生物碱
题型2 植物组织培养和植物细胞培养的区别
1．地黄为多年生草本植物，含有地黄素、强心苷等多种药用成分，具有清热凉血、解毒等功效。利用植物细胞培养技术工厂化生产地黄素的基本流程如下：接种外植体→诱导形成愈伤组织→悬浮振荡培养→生物反应器中培养→分离、提纯。下列叙述正确的是（ ）
A．外植体需先后用次氯酸钠溶液和酒精进行灭菌
B．诱导形成愈伤组织需要一定的营养条件和适宜的光照
C．振荡培养的目的是增加培养液的溶氧量，促进细胞呼吸
D．该工厂化生产的目的是大幅提高单个细胞中地黄素的合成量
2．植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素实验流程见下图。下列描述合理的是（ ）
A．实验流程中可用胰蛋白酶处理愈伤组织，制备悬浮细胞
B．番茄红素是次生代谢物，一般在特定的组织或器官中产生
C．细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件，提高了单个细胞中次生代谢物的含量
D．胡萝卜根外植体进行适当的消毒处理后，再用蒸馏水清洗2~3次
3．下列关于细胞工程的说法正确的是（ ）
A．体外培养的动物细胞形态相比体内正常细胞可能会发生改变
B．作物脱毒苗培养时先诱导愈伤组织生根，再诱导生芽
C．iPS细胞都是通过将外源基因导入体细胞获得的
D．离心法收集细胞只能用于传代培养细胞的收集
4．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
5．紫草宁是从紫草细胞中提取的一种药物和色素，具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。利用植物细胞培养生产的紫草宁，成为世界上首例药用植物细胞工程产品。下列说法错误的是（ ）
A．紫草宁是紫草细胞的次生代谢物
B．可以利用液体培养基进行工厂化生产
C．紫草宁的工厂化生产需要先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
D．紫草宁的工厂化生产不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制
题型3 动物细胞融合和单克隆抗体技术
1．HER-2蛋白主要在胎儿时期表达，成年以后只在极少数组织内低水平表达。由曲妥珠单抗和药物DMI连接而成的抗体-药物偶联物T-DMI，对HER-2有很强的靶向性，可用于治疗HER-2过度表达的转移性乳腺癌。下列叙述正确的是（ ）
A．需要向小鼠反复注射HER-2，以便在血清中获取免疫的B淋巴细胞
B．用灭活的病毒诱导细胞融合时细胞膜的蛋白质和脂质分子会重新排布
C．T-DMI中DMI与HER-2特异性结合是对癌细胞进行选择性杀伤的关键
D．用选择培养基可筛选出产生HER-2抗体的杂交瘤细胞
2．HER2是在胃癌、乳腺癌等肿瘤细胞中特异性表达的膜蛋白。临床上用靶向HER2的抗体-药物偶联物（T-DM1）治疗癌症时，偶联药物DM1能破坏细胞骨架，T-DM1可通过杂交瘤细胞制备。下列说法错误的是（ ）
A．T-DM1常由抗体、接头和药物三部分组成
B．制备杂交瘤细胞需获得产生HER2抗体的B细胞
C．用带标记的HER2抗体对克隆化培养的细胞进行检测
D．T-DM1能特异性识别肿瘤，并抑制肿瘤细胞的增殖
3．类器官指利用成体干细胞或多能干细胞进行体外培养而形成的具有一定空间结构的组织类似物，在结构和功能上可模拟真实器官。某研究小组用人类结膜细胞培养成了第一个人结膜类器官，具有真正人类结膜功能，如产生眼泪等。下列叙述正确的是（ ）
A．人类结膜细胞培养过程中可加入适量抗生素和血清以防止杂菌污染
B．可用胶原蛋白酶处理人类结膜细胞以解除细胞接触抑制的现象
C．人类结膜细胞培养成人结膜类器官的过程中细胞一直是高度分化的
D．成体干细胞具有组织特异性，在体内可分化形成诱导多能干细胞
题型4 体外受精及胚胎工程
1．胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。下列与胚胎工程技术相关的叙述中正确的是（ ）
A．参与自然受精的精子需在雄性动物生殖道内发生生理变化后才能获能
B．参与体外受精的卵子只有在MII期排出两个极体后才能与精子结合
C．促性腺激素处理的受体母牛具有与供体相同的生理状态，可进行胚胎移植
D．被分割的胚胎来源不影响其生殖方式，但分割的次数直接影响后代的成活率
2．胚胎工程技术的应用为优良牲畜的大量繁殖提供了有效的解决办法，如奶牛活体采卵—体外胚胎生产（OPU-IVP）技术，该技术流程如图。已知雄性奶牛Y染色体上有一段雄性特异的高度重复序列，依据该重复序列设计引物，建立了用于奶牛胚胎性别鉴定的PCR体系（SRY-PCR）。下列叙述错误的是（ ）
A．体外受精后，在透明带和卵细胞膜间观察到两个极体说明受精成功
B．活体采卵前诱导母牛超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
C．取滋养层细胞进行SRY-PCR，应选择结果为阴性的胚胎进行移植
D．为防止受体母牛发生免疫排斥反应，胚胎移植前需要进行免疫检查
3．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
4．一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
题型5 细胞工程涉及的多选题型
1．PSMA是某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白，CD28是T细胞表面受体。将两株不同杂交瘤细胞融合形成的双杂交瘤细胞，既能够悬浮在培养基中生长繁殖，又可以产生双特异性抗体PSMA×CD28。PSMA×CD28既能选择性地靶向结合某种癌细胞表面的PSMA蛋白，又能特异性地结合T细胞表面的CD28蛋白，从而激活T细胞，通过活化的T细胞来识别和杀灭目标癌细胞。图1所示为双特异性抗体PSMA×CD28的制备流程，图2所示为双特异性抗体PSMA×CD28的结构及作用机理。下列分析正确的是（ ）
A．①过程需给小鼠分别注射PSMA蛋白、CD28蛋白，才能最终得到图2中有效激活T细胞和杀伤癌细胞的双特异性抗体PSMA×CD28
B．图1至少进行3次抗原检测进行筛选才能得到双杂交瘤细胞XY，最后一次筛选需在96孔板的孔洞中同时加入PSMA和CD28蛋白
C．对⑤过程得到的双杂交瘤细胞进行传代培养前，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
D．获得的杂交瘤细胞XY要置于含有95%空气和5%混合气体的培养箱中进行培养
2．科研人员诱导依赖维生素B5的植物细胞和叶绿体缺陷型植物细胞融合，再利用选择培养基筛选出了杂种细胞。下列相关说法正确的是（ ）
A．诱导融合之前需先用纤维素酶和果胶酶将细胞壁去除
B．诱导融合产生杂种细胞的过程体现了细胞的全能性
C．该选择培养基需加入碳源、氮源、水和无机盐
D．该选择培养基中不加入维生素B5
3．细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。某研究小组以小鼠甲为实验材料设计实验，研制抗病毒A的单克隆抗体。下列叙述错误的是（ ）
A．实验前必须给小鼠甲注射病毒A是为了得到能产生特定抗体的B淋巴细胞
B．将小鼠体内取出的脾脏用剪刀剪碎后加入胃蛋白酶处理，使其分散成单个细胞
C．筛选1需用特定的选择培养基进行筛选才能获得融合的杂交痛瘤胞
D．筛选2利用96孔板经1次筛选获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
4．肉苁蓉具有较高的药用价值，自然条件下的产量较低，其次生代谢产物苯乙醇苷(PeGs)是主要活性成分。研究人员以外植体诱导出愈伤组织，进一步进行细胞悬浮培养。在不同的初始接种浓度下培养一段时间后，对悬浮培养液的PeGs进行测定，结果如下图所示。下列有关叙述不正确的是（ ）
A．植物细胞培养的目的主要是获得植物生长和生存所必需的次生代谢产物
B．若工厂化大量生产PeGs细胞悬浮培养时就应选择接种细胞的浓度为3.2g·L-1
C．若需进一步了解细胞生成PeGs的能力，则要检测培养后培养液中的细胞密度
D．植物组织培养时，应对外植体进行灭菌处理以防止培养基及愈伤组织污染
5．下列关于植物愈伤组织的说法正确的是（ ）
A．用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体
B．融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C．体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D．通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖
题型6 植物细胞工程和光合作用关联大题
1．银杏叶中的黄酮醇具有重要的药用价值。为探究红蓝光质比例对银杏幼苗光合特性及黄酮醇含量的影响，科研人员以银杏幼苗为实验材料，在适宜的光照强度下，设置红蓝光组合比例分别为1∶1（1R1B）、1∶3（1R3B）、1∶5（1R5B）和白光（W，对照）4种光质处理，处理20d后检测银杏净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度及总黄酮醇含量，结果如图所示。
(1)由图可知，实验组的净光合速率都比对照组高，原因是 。实验组净光合速率的变化主要由非气孔因素导致，原因是 。
(2)不同比例红蓝光对银杏叶总黄酮醇含量的影响为 。黄酮醇是银杏叶细胞的次生代谢物，与传统的从银杏叶中提取黄酮醇相比， 技术可实现黄酮醇的工厂化生产，培养过程中需要定期更换培养液的目的 。（答出两点）
(3)除光质外，光照和黑暗交替频率也可以影响银杏的光合产物积累量。研究人员采用光照、黑暗交替进行的方式处理生理状态相同的银杏幼苗，其中光照和黑暗的总时长相同。结果发现随着光暗交替次数的增加和交换频率的加快，银杏幼苗有机物的积累量逐渐增加，请从光合作用的过程角度分析，出现上述现象的原因 。
2．我国盐碱地具备开发种植潜力的面积约有5亿亩，盐碱耕地超过1亿亩。盐碱地是重要的土地资源，开发好、利用好盐碱地，对保障中国粮仓、中国饭碗将起到重要作用。科学家将主效耐碱基因AT1导入小麦的愈伤组织，从而获得了小麦的耐盐碱组织，实验过程用到的部分结构如下图。请据图回答问题：
(1)已知A位点和B位点分别是起始密码子和终止密码子对应的基因位置，扩增基因选用的引物组合应为 。AT1基因以b链为转录模板链，为了使AT1基因按照正确的方向与质粒连接，在引物1的 端添加 的酶切位点。
(2)扩增AT1基因时，PCR反应中不能使用普通DNA聚合酶的原因是 ，在构建AT1基因表达载体时，为使AT1基因定向插入Ti质粒，既避免AT1和Ti质粒自身连接成环或反向连接，通常采取的措施是 。
(3)培育转基因植株时，培养基中加入蔗糖的作用是 （答出两点），组织培养15～20d后，将愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上，发现只生根不生芽，可能的原因是 。
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