第二章 本章整合
1．(2024·甘肃卷，15)兰州百合栽培过程中易受病毒侵染，造成品质退化。某研究小组尝试通过组织培养技术获得脱毒苗，操作流程如下图。下列叙述正确的是( )
A．①为脱分化过程，1号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块
B．②为再分化过程，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组
C．3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1
D．百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，可以作为该研究中的外植体
答案：D
解析：在脱分化过程中，1号培养基中的愈伤组织是排列不规则的薄壁组织团块，A错误；愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变，但基因重组发生在减数分裂过程中，而愈伤组织细胞的再分化过程是有丝分裂，所以不会发生基因重组，B错误；3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值应该小于1，C错误；百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此可以作为该研究中的外植体，D正确。
2．(2024·湖北卷，11)植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．过程①中酶处理的时间差异，原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异
B．过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合
C．过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素
D．可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株
答案：B
解析：酶解是为了去除植物细胞的细胞壁，过程①中酶处理的时间不同，说明两种亲本的细胞壁结构有差异，A正确；过程②为原生质体的融合，常用PEG诱导原生质体融合，灭活的仙台病毒可诱导动物细胞融合，不能用于植物，B错误；过程④脱分化和⑤再分化的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素，但在两个过程中比例不同，C正确；植物丙是植物甲和植物乙体细胞杂交形成的个体，应具备两者的遗传物质，因此可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株，D正确。
3．(2024·安徽卷，15)植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素，设计了以下实验流程和培养装置(如图)，请同学们进行评议。下列评议不合理的是( )
A．实验流程中应该用果胶酶等处理愈伤组织，制备悬浮细胞
B．装置中的充气管应置于液面上方，该管可同时作为排气管
C．装置充气口需要增设无菌滤器，用于防止杂菌污染培养液
D．细胞培养需要适宜的温度，装置需增设温度监测和控制设备
答案：B
解析：植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，欲利用愈伤组织制备悬浮细胞，可用纤维素酶和果胶酶进行处理愈伤组织，A正确；装置中的充气管应置于液面下方，以利于培养液中的溶氧量的增加，该管不能同时作为排气管，B错误；为了防止杂菌污染培养液，装置充气口需要增设无菌滤器，C正确；细胞培养时需要保证适宜的温度，因此装置需增设温度监测和控制设备，D正确。
4．(2023·湖北卷改编，22)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____________________________________________________。
答案：(1)不需要 使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合
(2)未融合的亲本细胞 融合的具有同种核的细胞
(3)通过抗体检测呈阳性来获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞
解析：浆细胞是高度分化的细胞，不能增殖，所以不需要通过原代培养扩大细胞数量。脂溶性物质PEG可使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。在杂交瘤细胞筛选过程中，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。单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，是运用了抗原—抗体杂交技术，抗体检测呈阳性的细胞，即为所需的杂交瘤细胞。
5．(2022·全国甲卷，38)某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题：
(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是____________。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是_______________
_____________________________________________；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是________________________________(答出1点即可)。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到__________时才具备与精子受精的能力。
(2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含的营养成分有_____________________
_____(答出3点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。
(3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是__________________________
____________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)冷冻保存 刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能受精 肝素或钙离子载体A23187 MⅡ中期
(2)维生素、氨基酸、核苷酸
(3)对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代
解析：(1)精液可以冷冻保存，使用前再将精液解冻离心分离。刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能受精，故在体外受精前要对精子进行获能处理；通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法，化学诱导法是将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能。卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期(MⅡ中期)才能具备与精子受精的能力。(2)进行早期胚胎培养的培养液中，除了无机盐、激素、血清外，还含有维生素、氨基酸、核苷酸等。(3)要利用保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料，获得具有该公羊优良性状的后代，主要是利用胚胎移植技术，即对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第二章单元检测
(时间：90分钟，总分100分)
一、选择题(每小题2.5分，共50分)
1．(2023·湖北武汉重点中学高二下学期期末)某研究小组将某植物(2n)幼苗进行培养，并进行了相关实验操作，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．植物组织培养时，生长素和细胞分裂素的比例会影响愈伤组织的分化方向
B．用PEG代替秋水仙素处理幼苗甲，也可获得四倍体幼苗乙
C．从幼苗乙到幼苗丙的培育过程中涉及基因的选择性表达
D．图中育种过程的原理是染色体变异
答案：B
解析：植物组织培养时，生长素和细胞分裂素的比例会影响愈伤组织的分化方向，生长素和细胞分裂素的比例为1，促进愈伤组织的形成，A正确；PEG可诱导植物细胞融合，但需要先去除植物细胞的细胞壁，幼苗甲的细胞含有细胞壁，不能融合形成四倍体，B错误；从幼苗乙到幼苗丙的培育过程中存在细胞分化，涉及基因的选择性表达，C正确；图中育种为多倍体育种，原理主要是染色体变异(秋水仙素处理使得染色体数目加倍)，D正确。故选B。
2．(2024·江苏南通高二统考期末)在离体条件下对植物单个细胞或小细胞团进行培养获得大量细胞群的技术称为植物细胞培养，基本过程如下图。相关叙述错误的是( )
A．过程①常选择幼嫩的组织或器官与其具有较强增殖能力有关
B．过程②应定期更换培养基以满足细胞对营养、激素等的需求
C．过程③在培养基中添加适量的果胶酶有助于细胞的分散
D．利用植物细胞培养技术可实现细胞活性成分的工厂化生产
答案：C
解析：过程①是选择外植体的过程，该过程中常选择幼嫩的组织或器官与其具有较强增殖能力有关，A正确；过程②是外植体脱分化形成愈伤组织的过程，该过程中应定期更换培养基以满足细胞对营养、激素等的需求，B正确；植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，过程③在培养基中添加适量的果胶酶会破坏植物细胞壁，可能导致实验失败，C错误；利用植物组织培养技术可以实现细胞产物的工厂化生产，在实际生产中有较为广泛的应用，D正确。故选C。
3．(2023·湖北武汉高二校联考期末)植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，并且取得了显著的经济效益和社会效益，下列相关叙述正确的是( )
A．快速繁殖花卉的过程中，诱导愈伤组织期间一般不需要光照，此时细胞代谢类型为异养需氧型
B．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，提高单个细胞中次生代谢物的含量
C．利用花药离体培养获得玉米幼苗，直接从中选择出具有优良性状的个体，能够极大的缩短育种年限
D．植物顶端分生组织附近的病毒很少，甚至无病毒，因此人们为了获得抗病毒苗常常利用茎尖进行植物组织培养
答案：A
解析：快速繁殖花卉的过程中，诱导愈伤组织期间一般不需要光照，由于植物细胞不能进行光合作用合成有机物，故此时细胞代谢类型为异养需氧型，A正确；细胞产物的工厂化生产主要是利用植物细胞培养技术，通过促进细胞增殖，以从细胞中获得次生代谢物，并没有提高单个细胞中次生代谢物的含量，B错误；利用花药离体培养可获得玉米幼苗的单倍体，再经过诱导染色体数目加倍后，直接从中选择出具有优良性状的个体，这样能够极大的缩短育种年限，C错误；植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，因此，切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗，但并不抗病毒，D错误。故选A。
4．(2024·湖北武汉高二校联考期末)紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物，主要存在于红豆杉的树皮和树叶中，具有高抗癌活性，现在已被广泛应用于乳腺癌等癌症的治疗。下图是利用植物细胞工程技术获得紫杉醇的工厂化途径。下列相关叙述错误的是( )
―→紫杉醇
A．紫杉醇不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液体培养基
C．获得愈伤组织的过程为脱分化
D．图中①过程是脱分化，该过程中生长素的用量要低于细胞分裂素的用量
答案：D
解析：次生代谢物不是生物生长所必需的，而紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物，因此紫杉醇不是红豆杉生长和生存所必需的代谢物，A正确；利用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，在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌，使细胞与培养液充分接触，以提高细胞代谢和增殖，B正确；获得愈伤组织的过程为脱分化，C正确；①表示脱分化形成愈伤组织，生长素和细胞分裂素二者比值适中时，有利于促进愈伤组织的形成，D错误。故选D。
5．(2023·云南省玉溪第三中学校考阶段练习)植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，下列相关叙述正确的是( )
A．利用植物组织培养技术进行作物脱毒能获得大量抗毒幼苗
B．利用植物体细胞杂交技术可以进行细胞产物的工厂化生产
C．植物组织培养过程中，培养的细胞容易受培养条件和诱变因素的影响产生突变
D．植物的快速繁殖技术属于能打破生殖隔离的无性繁殖技术
答案：C
解析：利用植物组织培养技术进行作物脱毒能获得大量脱毒幼苗，脱毒苗≠抗毒苗，A错误；细胞产物的工厂化生产主要是利用植物细胞培养技术，通过促进细胞增殖，以从细胞中获得次生代谢物，B错误；在植物的组织培养过程中，一般把愈伤组织作为处理材料，易受培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变，C正确；快速繁殖是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。优点是可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖；无性繁殖可以保持优良品种的遗传特性；可实现工厂化生产。但是并没有打破生殖隔离，D错误。故选C。
6．(2024·江苏扬州高二统考期末)品种甲具有核基因控制的多种优良性状，另一远缘植物乙的细胞质中存在抗除草剂基因，欲将乙细胞质中的抗性基因引入甲中。下列相关叙述错误的是( )
A．过程A常用纤维素酶和果胶酶进行去壁处理
B．过程B中可用灭活的病毒诱导原生质体融合
C．过程C中具有完整细胞结构的融合细胞可以正常生长
D．选用细胞质中的抗除草剂基因，可减少转基因植物花粉传播导致的基因污染
答案：B
解析：植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，过程A可用纤维素酶和果胶酶将甲、乙细胞壁去除后制备原生质体，此后可用聚乙二醇等诱导融合，灭活的病毒是诱导动物细胞融合的方法，A正确，B错误；过程C包括筛选杂种细胞，欲将乙细胞质中的抗性基因引入甲中，必须保证具有甲细胞核和乙细胞质基因的融合细胞才能正常生长，C正确；由于花粉粒中基本不含细胞质，因此植物基因工程中可将目的基因导入叶绿体中，可以避免基因污染，即选用细胞质中的抗除草剂基因，可减少转基因植物花粉传播导致的基因污染，D正确。故选B。
7．(2024·湖北武汉重点中学高二下学期期末)植物细胞工程作为一门新兴的生物技术广泛应用于社会生产，下列叙述正确的是( )
A．利用植物细胞培养技术可获得紫草宁，实现了细胞产物的工厂化生产
B．植物微型繁殖运用了植物体细胞杂交技术，可快速繁殖良种植物
C．经脱毒苗培养的植株具有了抗毒特性，不会再感染病毒
D．植物体细胞杂交技术获得“番茄—马铃薯”，实现了地上结番茄、地下长马铃薯的现象
答案：A
解析：植物组织培养技术除了在农业生产上的应用外，还可广泛应用于另一个重要的领域，即细胞产物的工厂化生产，如获得紫草宁，A正确；植物微型繁殖运用了植物组织培养技术，可快速繁殖良种植物，B错误；因为分生组织的病毒极少，甚至没有病毒，所以将分生组织(如根尖、茎尖)进行离体培养能获得脱毒植株，但脱毒苗不一定具有抗毒的特性，C错误；生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的。番茄、马铃薯不属于同一物种，它们之间存在生殖隔离，因此利用植物体细胞杂交技术获得“番茄—马铃薯”，不能实现了地上结番茄、地下长马铃薯的现象，D错误。故选A。
8．(2024·重庆市长寿区期期末)君子兰是人们非常喜欢的花卉之一，为了快速获得大量的君子兰，某同学在实验室用其幼叶的叶肉细胞进行组织培养，最终培育出了完整的君子兰幼苗，这说明该叶肉细胞具有( )
A．专一性 B．全能性
C．突变性 D．不定向性
答案：B
解析：用君子兰幼叶的叶肉细胞进行组织培养，最终培育出了完整的君子兰幼苗植株，这说明该叶肉细胞具有全能性，B正确，A、C、D错误。故选B。
9．(2024·云南玉溪高二校考阶段练习)下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是( )
A．培养动物细胞一般使用液体培养基
B．培养箱中一定比例的CO2可以刺激细胞呼吸
C．动物细胞传代培养时需用胃蛋白酶将细胞分离
D．心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖
答案：A
解析：培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液，A正确；培养箱中一定比例的CO2作用是维持培养液的pH，B错误；酶作用的发挥需要适宜的pH，动物细胞培养时的pH条件会令胃蛋白酶失活，故动物细胞传代培养时需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将细胞分离，C错误；心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂增殖，但不会不断增殖，D错误。故选A。
10．(2024·湖北省武汉重点中学高二)近年来，细胞工程领域成果迭出，方兴未艾。下列叙述正确的是( )
A．在制备原生质体时，可使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁
B．细胞产物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
C．动物细胞培养时，培养瓶中的细胞一定需要定期用蛋白酶处理，分瓶后才能继续增殖
D．植物体细胞杂交主要为了获得杂种植物，动物细胞融合主要为了获得杂种动物
答案：A
解析：蜗牛消化道提取液中，含有纤维素酶和果胶酶，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原理，在制备原生质体时，可使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁，A正确；利用植物组织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，B错误；在进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集，贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶处理再用离心法收集，然后将收集的细胞制成细胞悬液，再分瓶培养，C错误；植物体细胞杂交主要为了获得具有两物种性状的杂种植物，动物细胞全能性受到限制，故动物细胞融合主要是为了获得细胞产物，D错误。故选A。
11．(2023·湖南高二校联考期末)将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”，能够用于杀死人类某些癌细胞，其过程如下图所示，下列有关叙述正确的是( )
A．①过程的原理是细胞膜的选择透过性
B．经①形成的杂交瘤细胞都能无限增殖并能产生所需抗体
C．②过程需要筛选并克隆化培养杂交瘤细胞
D．抗体的作用是杀死癌细胞
答案：C
解析：①过程为诱导经免疫的B细胞和骨髓瘤细胞融合，其原理是细胞膜的流动性，A错误；经①形成的杂交瘤细胞不一定都能产生特定抗体，需要经过抗体阳性检测，筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，B错误；②过程需要采用抗体阳性检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，然后进行克隆化培养(包括体内培养和体外培养)，C正确；图中抗体的作用是靶向运输药物，D错误。故选C。
12．(2024·湖北咸宁高二统考期末)科学家利用基因编辑(CRISPR/Cas9)技术，为治疗某种退行性神经疾病做了如下研究，通过比较患者和正常人的成纤维细胞，发现该疾病由基因t突变为基因T导致。以下说法错误的是( )
A．Cas9蛋白依据sgRNA片段能精准识别并切割患者成纤维细胞中的致病基因T
B．过程②的培养条件十分苛刻，对气体环境的要求是95%O2加5%CO2
C．过程④的培养基中需要添加分化诱导因子，以促进ES细胞的增殖分化
D．利用上述思路治疗该退行性神经疾病，理论上不会产生免疫排斥反应
答案：B
解析：sgRNA片段能与成纤维细胞中的致病基因T的核苷酸序列碱基互补配对，故Cas9蛋白依据sgRNA片段能精准识别并切割患者成纤维细胞中的致病基因T，A正确；过程②是动物细胞的培养，对气体环境的要求是95%空气加5%CO2，B错误；过程④为ES细胞分化为神经干细胞，故培养基中需要添加分化诱导因子，以促进ES细胞的增殖分化，C正确；上述思路中移植的神经干细胞的遗传物质与患者相同，不会成为抗原，因而不会发生免疫排斥反应，D正确。故选B。
13．(2024·山东省淄博第四中学校考期中)在体细胞克隆猴培育过程中，为调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率，研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理，具体培育流程如下图所示。下列说法正确的是( )
A．灭活的病毒诱导细胞融合可以使细胞膜上的蛋白质和脂质分子重新排列，利于融合
B．常用显微操作法去除由核膜包被的细胞核
C．组蛋白甲基化和乙酰化的表观遗传修饰都有利于重构胚的分裂和发育
D．将原肠胚的内细胞团均等分割后再进行胚胎移植，可以得到遗传背景相同的克隆猴
答案：A
解析：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，诱导细胞融合，A正确；常用显微操作法去除由卵母细胞纺锤体—染色体复合物，B错误；研究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理了它，即将组蛋白去甲基化和增加乙酰化，有利于重构胚的分裂和发育，使其完成细胞分裂和发育进程，C错误；为得到遗传背景相同的克隆猴用于科研，可用机械方法将囊胚的内细胞团均匀切割成2份或4份后再进行胚胎移植，该技术属于无性生殖，D错误。故选A。
14．(2023·江西省宜春市第一中学校考期末)将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述不正确的是( )
A．胰岛B细胞与“胰岛样”细胞的基因组成相同，基因表达情况不同
B．“胰岛样”细胞的形成是骨髓干细胞基因选择性表达的结果
C．来源于病人自身的骨骼干细胞移植回体内可以避免免疫排斥反应
D．骨髓干细胞与“胰岛样”细胞的基因组成相同，基因表达情况不同
答案：A
解析：“胰岛样”细胞可以替代损伤的胰岛B细胞，这说明二者的基因表达情况相同，A错误；骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞，“胰岛样”细胞的形成是骨髓干细胞基因选择性表达的结果，B正确；骨骼干细胞来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，可以避免免疫排斥反应，C正确；“胰岛样”细胞由骨髓干细胞分化形成，二者细胞的基因组成相同，基因表达情况不同，D正确。故选A。
15．(2024·湖北武汉重点中学高二下学期期末)中国科学院团队对雌性猕猴进行克隆，成功获得“中中”和“华华”两姐妹，突破了当时技术无法实现体细胞克隆非人灵长类动物的世界难题，为建立人类疾病的动物模型、研究疾病机理、研发诊治药物带来光明前景。下列叙述正确的是( )
A．这说明已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的
B．图中的卵子实际上是次级卵母细胞，去核时需要去除其完整的细胞核
C．激活的重构胚在体外进行培养后，就能得到克隆猴
D．目前对卵子的去核方法均需穿透卵母细胞透明带才能去核
答案：A
解析：重组细胞能发育成完整个体，说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，A正确；体外培养到减数第二次分裂中期的卵子才能参与受精，图中的卵子实际上是处于减数第二次分裂时期的次级卵母细胞，去核时去除的其实是纺锤体—染色体复合体，并非完整的细胞核，B错误；激活重构胚后在体外进行培养后得到胚胎，再移植到代孕母猴内进一步发育形成克隆猴，C错误；采用密度梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理等方法去核，都没有刺破透明带，D错误。故选A。
16．(2023·江苏省无锡市期末)下列关于诱导多能干细胞(iPS细胞)与胚胎干细胞(ES细胞)的叙述，正确的是( )
A．可通过细胞形态区分iPS细胞与ES细胞
B．高度分化的组织细胞可诱导形成iPS细胞与ES细胞
C．iPS细胞与ES细胞都具有分化成多种组织细胞的能力
D．iPS细胞与ES细胞的获取和利用均涉及伦理问题
答案：C
解析：干细胞具有共性，通常呈圆球形或椭圆球形，细胞体积小，核相对较大，A错误；高度分化的组织细胞可诱导形成iPS细胞，但不能诱导为ES细胞，B错误；iPS细胞和ES细胞分化能力相似，都具有发育的全能性，能分化成多种组织细胞，C正确；ES细胞必须从胚胎中获取，涉及伦理问题；但iPS细胞的获得不需使用早期胚胎或原始性腺，而使用人的体细胞即可，因此不会引发伦理问题，D错误。故选C。
17．(2024·云南省玉溪第三中学校考阶段练习)体外受精是胚胎工程的技术之一，下列关于体外受精的叙述错误的是( )
A．刚排出的精子必须在获能溶液中培养一段时间才具备受精能力
B．透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障
C．精子入卵后雌雄原核开始融合成一个新的细胞核标志受精完成
D．精子与卵子结合过程中，卵子完成减数第二次分裂
答案：C
解析：刚排出的精子必须在获能溶液中培养一段时间，进行获能处理，才具备受精能力，A正确；防止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜的反应，B正确；受精过程为：顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带(透明带反应)→卵细胞膜反应(卵黄膜封闭作用)→卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失，雌、雄原核融合形成合子。所以判断卵细胞是否受精的重要标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体，卵细胞受精完成的标志是雌、雄原核融合，C错误；精子与卵子结合过程中，卵子完成减数第二次分裂，D正确。故选C。
18．(2024·湖北孝感高二校联考期末)我国科学家培养的克隆猴“中中”和“华华”诞生，成了举世瞩目的“大明星”。这是世界上首例非人灵长类动物的体细胞克隆，它们的诞生意味着以体细胞克隆猴为实验动物模型的时代就此开启。如图表示克隆猴的培育过程，下列相关叙述错误的是( )
A．猴B提供的卵母细胞需在体外培养到MⅡ期
B．b过程可采用显微操作技术去除细胞核
C．c过程可通过电融合法使两细胞融合，形成M
D．需对代孕猴C注射促性腺激素，引起其超数排卵
答案：D
解析：猴B提供的卵母细胞需在体外培养到MⅡ期，此期细胞的细胞质中含有激发细胞核全能性发挥的物质，A正确；b过程可采用显微操作技术去除细胞核，从而获得去核的卵母细胞的细胞质，B正确；c过程需要通过电融合法使两细胞融合，而后通过体外胚胎培养技术获得早期胚胎M，C正确；需对代孕猴C注射激素进行同期发情处理，以便和供体猴具有相同的生理状态，D错误。故选D。
19．(2023·江苏扬州高二统考期末)小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞，制备流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A．为获得更多的囊胚，可采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子
B．细胞a和细胞b内含有的核基因不同，所以全能性高低不同
C．用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞
D．胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养
答案：D
解析：为了获得更多的囊胚，可以采用激素促进成熟雌性个体超数排卵，然后将卵细胞从母体内取出，在试管内与人工采集的精子进行体外受精，培育成胚胎，A错误；细胞a和细胞b是由同一个受精卵经过有丝分裂形成的，故核基因相同，B错误；运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞，首先必须用胰蛋白酶处理内细胞团，分解细胞间的胶原蛋白等，使之分散成单个细胞，C错误；动物细胞培养时需要在5%CO2的培养箱中进行培养，以维持培养液的pH，D正确。故选D。
20．(2024·江苏南通高二统考期末)为解决人体器官供体不足的问题，科研人员进行了前期研究。他们从食蟹猴体内分离出受精卵，在培养皿里生长6天后，向猴胚胎注入人扩展多能干细胞(hEPS)，成功培育出人——猴嵌合胚胎，并在体外培养了20天。相关叙述错误的是( )
A．过程①中受精卵经历有丝分裂和细胞分化形成囊胚
B．过程②中导入的hEPS细胞可能分化出不同类型的细胞
C．过程③中需要向发育培养液中加入抗生素和动物血清
D．过程④形成的嵌合胚胎若进一步发育，形成的器官可直接用于移植
答案：D
解析：早期胚胎发育过程中，囊胚期开始出现细胞分化，则过程①中的受精卵经历有丝分裂(使细胞数目增多)和细胞分化(使细胞种类增多)形成囊胚，A正确；hEPS是多能干细胞，具有一定的全能性，过程②中导入的hEPS细胞可能分化出不同类型的细胞，B正确；过程③是动物细胞培养，该过程中需要向发育培养液中加入抗生素以避免杂菌污染，同时为保证动物细胞的正常生长，需要加入适量的动物血清，C正确；过程④形成的嵌合胚胎若进一步发育，形成的器官移植前还需经过一定的检查，并保证其发育到适宜移植的时期，D错误。故选D。
二、非选择题(共50分)
21．(10分)(2023·陕西师大附中校考期末)紫杉醇因其具有高抗癌活性，被广泛用于乳腺癌等癌症的治疗。最初，用于研究和临床试验的紫杉醇都是从短叶红豆杉树皮中提取的。
Ⅰ.科研人员通过下图所示的方法来生产紫杉醇是扩大紫杉醇来源的一条重要途径。回答下列问题：
外植体①,愈伤组织②,液体培养基中悬浮振荡培养→细胞悬浮培养与继代→提取、检测紫杉醇
(1)图中生产紫杉醇的过程中，主要利用植物细胞培养技术和________________技术。
(2)外植体常选取红豆杉植物的茎尖，其优点是______________________________________________________________________________________。
Ⅱ.研究人员将紫杉醇合成关键酶基因Bapt导入红豆杉细胞内，以提高红豆杉细胞培养物中紫杉醇的产量。如下图所示。
(3)过程②使用的工具酶是________________________。
(4)p1303载体上有一种叫增强子的元件，结合题意推测增强子的作用是______________________________________________。除了与目的基因复制表达有关的功能元件之外，p1303载体上还应有______________基因。
(5)________(选填“能”或“不能”)通过Bapt基因探针来检测步骤⑤是否成功，原因是________________________________________________________________________________________________________。
(6)为检验最终的实验目的是否达到，还应检测________________。
答案：(1)植物组织培养
(2)细胞分化程度低(或分裂能力强)，容易诱导形成愈伤组织；茎尖中含病毒极少，甚至无病毒
(3)耐高温的DNA聚合酶
(4)促进紫杉醇合成关键酶基因(Bapt)的表达 潮霉素抗性
(5)不能 因为红豆杉细胞中本身存在Bapt基因，不管超表达载体是否成功导入，都能与Bapt基因探针形成杂交分子
(6)紫杉醇的产量
解析：(1)分析图示流程图，图示过程主要利用了植物细胞培养技术和植物组织培养技术(将外植体进行诱导完成脱分化等过程)。(2)用茎尖进行组织培养的优点有细胞分化程度低(或分裂能力强)，容易诱导形成愈伤组织；且茎尖中含病毒极少，甚至无病毒。(3)过程②进行PCR扩增，由于PCR扩增时温度可达90 ℃左右，故需要的酶是耐高温的DNA聚合酶。(4)分析题意可知，增强子是DNA上一小段可与蛋白质结合的区域，与蛋白质结合之后，基因的转录作用将会加强，能够促进紫杉醇合成关键酶(Bapt)基因的表达；载体中除了与目的基因复制表达有关的功能元件之外，还要有标记基因，根据后续操作用潮霉素筛选可知，标记基因是潮霉素抗性基因。(5)由于红豆杉细胞中本身存在Bapt基因，不管超表达载体是否成功导入，都能与Bapt基因探针形成杂交分子，所以不能用Bapt基因探针来检测步骤⑤目的基因的导入是否成功。(6)本技术最终的实验目的是获得紫杉醇，故为检验最终的实验目的是否达到，还应检测紫杉醇的产量。
22．(10分)(2024·山东省淄博第四中学校考期中)紫花苜蓿是全世界栽培历史最悠久、利用最广泛的豆科牧草，但易造成家畜鼓胀病。百脉根富含单宁，单宁可与植物蛋白质结合，不引起家畜采食后鼓胀。为培育抗鼓胀病的新型牧草，科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为材料进行了实践研究。研究主要流程如下图：(注：IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R－6G可阻止线粒体的功能)
(1)在制备两种植物原生质体时先用____________________去除细胞壁，分别获得两种植物的原生质体。
(2)①过程可使用化学试剂____________________诱导细胞融合，其中只有异源融合体才能存活和具有再生能力，请推测原因是__________________________________________________。从步骤②到步骤③需要更换新的培养基，其主要原因是培养物在不同的培养阶段所需的____________________不同。
(3)利用图示技术进行育种的优点是____________________________，体现的原理是____________________________________。
(4)谷蛋白是野生清水繁花苜蓿中含量较高的一种蛋白质，科研人员为比较植株不同部位谷蛋白的含量，想通过制备相应的单克隆抗体进行检测，部分流程如下图：
图中在步骤b的基础上经过步骤c______________和抗体检测筛选得到符合要求的杂交瘤细胞，获得的杂交瘤细胞可采用体外培养的方式进行扩大培养，培养一段时间后可从__________中提取单克隆抗体。
(5)百脉根花的提取液可用于生产护肤品，为研究百脉根花提取液对受损皮肤的修复效果，需要一批遗传性状基本一致的实验小鼠，研究人员从______(填“同一”或“不同”)小鼠个体中取出体细胞核进行体细胞核移植，形成的胚胎再通过____________技术，以进一步增加胚胎的数量，最后移植到经过同期发情处理的受体雌鼠中获得实验小鼠。
答案：(1)纤维素酶和果胶酶
(2)聚乙二醇/PEG 异源融合产物因代谢互补可恢复生长并获得再生能力 激素和营养条件等
(3)克服远缘杂交不亲和的障碍 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
(4)克隆化培养 培养液
(5)同一 胚胎分割
解析：(1)植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，根据酶的专一性，在制备两种植物原生质体时先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，分别获得两种植物的原生质体。(2)分析题图：①过程可使用聚乙二醇(PEG)诱导细胞融合；异源融合产物因代谢互补可恢复生长并获得再生能力，故只有异源融合体才能存活和具有再生能力；愈伤组织是经脱分化形成的，由于脱分化形成愈伤组织和诱导愈伤组织再分化形成试管苗所需的激素和营养条件等不同，因此由步骤②到步骤③需要更换新的培养基。(3)图示技术是植物体细胞杂交技术，利用此项技术进行育种可克服远缘杂交不亲和的障碍，实现远缘杂交育种，在培育植物新品种等方面展示出独特的优势；上述过程包括原生质体融合和植物组织培养技术，依据的原理有细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。(4)步骤a为诱导细胞融合的操作，细胞两两融合的产物有同种融合的和不同细胞融合的3种，获得的杂交瘤细胞必须进行步骤c克隆化培养和专一抗体检测，才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞；得到的杂交瘤细胞可采用体外培养的方式进行扩大培养，而后从培养液中获取单克隆抗体。(5)要满足遗传性状基本一致的实验小鼠，需要从同一小鼠个体中取出体细胞核进行体细胞核移植，形成的多个胚胎再通过胚胎分割技术，以进一步增加胚胎的数量。
23．(10分)(2024·湖北武汉高二校联考期末)北方白犀牛曾经广泛分布于非洲中部等地，但由于猖獗的盗猎和自然栖息地的丧失，它们的数量不断减少。2018年3月，世界上最后一头雄性北方白犀牛死亡，该物种仅剩下两头雌性，在此之前，研究人员设法保存了北方白犀牛的精子。多个研究团队试图通过多种技术手段繁育该物种。请回答下列(一)(二)两小题。
(一)一个研究团队试图培育试管北方白犀牛，其主要流程如下图1。
(1)①过程需要对雌性北方白犀牛________促性腺激素(填“注射”“饲喂”“注射或饲喂”)，目的是使其超数排卵。取自雌性北方白犀牛体内的卵母细胞需要培养至______________________________________________(时期)才能与获能的精子受精。
(2)研究团队将体外受精得到的受精卵培养至桑葚胚或囊胚后移植至南方白犀牛的子宫中孕育，为了使受体生理状态更适合胚胎移植，应对其进行____________处理以提高成功率。
(3)利用该技术培育新个体的繁殖方式属于______(填“有性”或“无性”)繁殖。
(二)另一个团队试图培育克隆北方白犀牛，其主要流程如下图2。
(4)进行核移植之前需要从北方白犀牛身上取少量细胞以获得足够量的供体细胞，为了保证培养过程不被杂菌污染往往需要向培养液中加__________。通常还会将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入培养瓶中，目的是________________________________________________________，以增加培养的细胞数量。
(5)取自雌性南方白犀牛的卵母细胞培养至MⅡ时需要去核，在去核操作中常采用的方法是________________法。
(6)该团队获得的克隆北方白犀牛的性别为______(填“雌性”“雄性”或“雌性或雄性”)。
答案：(1)注射 MⅡ(减数分裂Ⅱ中期或减数第二次分裂中期)
(2)同期发情
(3)有性
(4)抗生素 增大细胞贴壁生长的附着面积，防止过早出现接触抑制现象
(5)显微操作
(6)雌性
解析：(1)促性腺激素本质为蛋白质，口服后会被消化而失去作用，因此为了获得更多的卵母细胞，应该给雌性个体注射促性腺激素，使其超数排卵；取自雌性北方白犀牛体内的卵母细胞需要培养至MⅡ(减数分裂Ⅱ中期或减数第二次分裂中期)才能与获能的精子受精。(2)要对受体牛进行同期发情处理，使其生理状态具备受孕状态才能提高成功率。(3)利用该技术培育新个体用到了精子和卵细胞的融合，则该繁殖方式属于有性繁殖。(4)在进行动物细胞的培养时可以在培养基中加入抗生素，防止培养过程不被杂菌污染。由于动物细胞具有贴壁生长、接触抑制的现象，所以将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入培养瓶中增大细胞贴壁生长的附着面积，防止过早出现接触抑制现象以增加培养的细胞数量。(5)细胞核移植过程中通过显微操作的方式去掉卵母细胞中的细胞核。(6)获得的克隆北方白犀牛，其细胞核遗传物质来源于雌性北方白犀牛，因此其性别与提供细胞核的供体相同，为雌性。
24．(10分)(2023·江苏扬州高二统考期末)科学家培育转乳糖分解酶基因奶牛的过程如图所示。请回答下列问题：
(1)图中细胞培养的培养基成分需按种类和所需量严格配制，属于______________(填“天然培养基”或“合成培养基”)。在进行细胞原代培养时会出现____________和____________现象。为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的__________。此外还需要定期__________________，防止细胞代谢产物积累过多危害动物细胞持续生长和存活。
(2)图中将供体细胞的细胞核注入去核的卵母细胞中，一般选择卵母细胞作为受体细胞，最主要的原因是__________________________________________________。去掉卵母细胞细胞核的目的是________________________________________________________。
(3)重组细胞2在培养液中培养成的重组胚胎需激活才能移入受体母牛体内，常用的物理激活方法是__________。
(4)图中受体母牛会生出与黑白花奶牛性状并不完全相同的犊牛，原因可能有__________________________________________________________________________________________________________________________________(至少答出两点)。重组细胞2能够成功发育成犊牛，说明______________________________。
答案：(1)合成培养基 细胞贴壁 接触抑制 抗生素 更换培养基(液)
(2)卵母细胞细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质 保证克隆动物的核遗传物质几乎全部来自供体细胞的细胞核
(3)电刺激
(4)生物的性状受细胞核和细胞质中的遗传物质共同控制；生物的性状还受环境因素的影响；胚胎成纤维细胞的遗传物质有近一半来自配种的公牛等 动物细胞的细胞核具有全能性
解析：(1)细胞培养基的种类很多，按其来源分为合成培养基和天然培养基(目前使用的培养基绝大部分是合成培养基)，图中细胞培养的培养基成分需按种类和所需量严格配制，属于合成培养基。在进行细胞原代培养时会出现细胞贴壁生长和细胞接触抑制现象。向培养液中加入适量的抗生素，可以防止细胞培养过程中细菌的污染。此外还需要定期更换培养液，防止细胞代谢产物积累过多危害动物细胞持续生长和存活。(2)卵母细胞细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质，因此图中将供体细胞的细胞核注入去核的卵母细胞中，一般选择卵母细胞作为受体细胞。核移植过程中，去掉卵母细胞细胞核的目的是保证克隆动物的核遗传物质全部来自供体细胞的细胞核。(3)重组细胞2在培养液中培养成的重组胚胎需激活才能移入受体母牛体内，常用的物理激活方法是电刺激。(4)生物的性状由遗传物质和环境因素共同控制，生物的遗传物质主要存在于细胞核中，少数分布在细胞质中。胚胎成纤维细胞的遗传物质有近一半来自配种的公牛等，因此重组细胞2在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛体内会生出与图中的黑白花奶牛性状并不完全相同的犊牛。将供体细胞的细胞核移入去核的卵细胞中，形成重组细胞2。重组细胞2培养成重组胚胎并最终发育成个体，说明动物的细胞核具有全能性。
25．(10分)(2024·江苏省宿迁市高二下学期期末生物试题)我国首个抗新冠病毒特效药—安巴韦单抗/罗米司韦单抗联合疗法特效药获得中国药监局的上市批准，这标志着中国拥有的首个全自主研发并证明有效的抗新冠病毒抗体特效药正式问世。图1是单克隆抗体生产过程。该抗体可阻断病毒的黏附或入侵，抗体结构如图2所示。新冠病毒外壳中的S蛋白具有很强的抗原性，S蛋白与人细胞膜上ACE2受体结合后入侵人体细胞，请根据下图回答问题：
(1)图1所示制备抗新冠病毒单克隆抗体时，要向小鼠注射__________，从小鼠______(器官)内可以获得免疫过的B淋巴细胞，若想获得较多的该细胞，可采取的措施是__________________。诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时，采用的化学诱导试剂是____________________。
(2)经HAT培养基培养筛选得到杂交瘤细胞，该细胞具有______________________________特点，再进行克隆化培养和抗体检测，经过多次筛选，才能获得足够数量的能分泌____________的杂交瘤细胞。在体外培养杂交瘤细胞时，需通入95%空气＋5%CO2的混合气体，其中CO2的主要作用是____________________。
(3)图2所示，生产的抗体是鼠源单克隆抗体，进入人体后，抗体的______区会使人体产生特异性免疫反应，导致该抗体失效。目前有多种技术可以解决抗体失效问题，如从鼠杂交瘤细胞中提取编码鼠源单克隆抗体________(填“V区”或“C区”)序列的基因，与从人体中获得的编码抗体________(填“V区”或“C区”)的基因进行拼接，然后导入骨髓瘤细胞中，进行培养获得新的抗体。
(4)我国科学家破坏小鼠内源Ig抗体基因，利用人Ig抗体基因构建表达载体导入鼠__________中，再将筛选后的受体细胞培养到________________(发育时期)，移植到同种代孕母鼠体内，经分娩后培育、筛选获得能产生人Ig抗体的转基因小鼠。
答案：(1)S蛋白 脾 多次注射S蛋白 聚乙二醇/PEG
(2)既能无限增殖，又能产生抗体 所需抗体 维持培养液的pH
(3)C V区 C区
(4)受精卵 桑葚胚或囊胚
解析：(1)单克隆抗体制备过程中，为获得大量被新冠病毒S蛋白免疫过的小鼠B淋巴细胞，需要给小鼠多次注射S蛋白，此后从小鼠的脾中获取免疫过的B淋巴细胞；为获得大量被新冠病毒S蛋白免疫过的小鼠B淋巴细胞，需要给小鼠多次注射S蛋白；诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时，采用的化学诱导试剂是聚乙二醇(PEG)。(2)经HAT培养基培养筛选得到杂交瘤细胞是B细胞和骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞，具有既能无限增殖，又能产生抗体的特点；再进行克隆化培养和抗体检测，经过多次筛选，才能获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞；在体外培养杂交瘤细胞时，需通入95%空气和5%CO2的混合气体，其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。(3)据图可知，V区是抗原—抗体接合区，C区是引起人体免疫反应区，抗原抗体能够特异性结合，生产的抗体是鼠源单克隆抗体，进入人体后，抗体的C区会使人体产生特异性免疫反应，导致该抗体失效；所以需要从杂交瘤细胞中提取编码鼠源单克隆抗体的V区序列的基因，与从人体中获得的编码抗体C区的基因进行拼接，然后导入骨髓瘤细胞中，进行培养获得新的抗体。(4)将目的基因导入动物细胞时，需要导入到鼠的受精卵中，因受精卵具有全能性；进行胚胎移植时的细胞通常培养到桑葚胚或囊胚阶段。
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第2章 细胞工程
本章整合
网络构建·素养展示
2门世2有
3厚
脱分化
再分化
植物组织培养
离体的植物器官、组织或细胞
愈伤组织
根、芽
植物体
植物细胞工程
植物细胞A
纤维素酶和果胶酶
植物体细胞杂交
原生质体A、B
促融
杂种细胞
组
养
植物体
植物细胞B
胰蛋白酶、胶原蛋白酶
动物细胞培养
动物组织
单个细胞
原代培养
传代培养
动物细胞A
促融
有丝分裂
动物细胞融合
杂交细胞
细胞培养
细胞工程
动物细胞B
动物细胞工程
免疫小鼠
免疫
B淋巴细胞
促融
筛选
培养
提取单克
单克隆抗体的制备
融合
杂交瘤细胞
骨髓瘤细胞
隆抗体
体细胞的细胞核
体细胞核移植
重构胚
胚胎移植
克隆动物
去核的卵母细胞
受精
胚胎工程的理论基础
胚胎早期发育
胚胎工程
体外受精：属于有性生殖
胚胎工程技术及其应用
胚胎移植：可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
胚胎分割：无性生殖，分割囊胚阶段的胚胎时，注意需将内细胞团均等分割
