高考生物考前冲刺押题预测 细胞工程
一.选择题(共15小题)
1.(2025 成都模拟)单倍体胚胎干细胞是研究基因功能的理想细胞模型,它只含一个染色体组,但具有类似于胚胎干细胞的分裂分化能力。研究人员利用小鼠细胞建立单倍体胚胎干细胞的操作流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.体外受精前,卵母细胞和精子都需要在获能液中培养使其获能
B.体外受精时,精子形成雄原核与卵子完成减数分裂Ⅰ同时进行
C.培养得到的单倍体胚胎干细胞,遗传物质来自精子和卵母细胞
D.单倍体胚胎干细胞不含等位基因,常用于研究隐性基因的功能
2.(2025 成都模拟)科研人员利用水稻抗虫品种甲(叶绿体含抗虫基因Bt,线粒体转入红色荧光蛋白基因)与耐盐品种乙(线粒体含耐盐基因ST,细胞核转入绿色荧光蛋白基因),通过植物体细胞杂交技术培育出兼具抗虫和耐盐特性的杂种水稻“抗盐1号”,培育过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.品种甲的细胞形成愈伤组织时会失去其特有的结构和功能
B.制备原生质体乙时应将叶肉细胞置于清水中用酶解法处理
C.筛选出来的杂种细胞丙应该同时具有绿色荧光和红色荧光
D.Bt基因和ST基因控制的性状一般不会通过花粉遗传给子代
3.(2025 重庆模拟)不对称体细胞杂交是利用射线、限制酶等方法处理供体细胞或原生质体,处理后的染色体易发生断裂和丢失,然后再和一个正常受体的细胞或原生质体融合。研究人员用拟南芥与雄性不育性状的萝卜进行体细胞不对称体细胞杂交实验,获得了雄性不育的拟南芥。下列叙述错误的是( )
A.利用PEG法和电融合法促使原生质体的结合
B.通过细胞的显微观察来鉴定杂种植株染色体形态特征和倍性
C.不对称体细胞杂交技术可以改良受体细胞线粒体基因组或叶绿体基因组
D.不对称体细胞杂交在减少非目标性状的引入及提高杂种育性上具有一定的优越性
4.(2025 正定县校级二模)菊花种类丰富,根据其主要用途可分为观赏菊、药用菊和茶用菊。下列叙述正确的是( )
A.菊花植株的生长发育是细胞分裂、分化以及细胞生长的结果
B.菊花花瓣呈现出不同颜色,是因为液泡中含有不同种类的光合色素
C.用菊花的花药进行植物组织培养获得完整植株,未体现细胞全能性
D.不同用途的菊花品种细胞中所含的DNA分子相同
5.(2025 武汉模拟)调查结果显示,野生郊狼种群数量不断锐减、濒临灭绝。科学家利用种间体细胞核移植技术来增加郊狼数量,一般流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.郊狼耳廓组织细胞培养需要无菌无毒、适宜温度、适宜pH等
B.流程图中的①②分别表示为第一极体、透明带
C.供体郊狼、供体家犬和代孕家犬都需要进行同期发情处理
D.与胚胎细胞核移植相比,体细胞核移植难度相对较大
6.(2025 黑龙江一模)滋养层细胞(TE)置换技术是将受精卵中来源于囊胚的内细胞团(ICM)去除,得到一个没有ICM的空TE,再将来自核移植胚胎的ICM注入这个TE空腔,得到重构胚胎(TE置换胚胎)。某团队以恒河猴的胎猴成纤维细胞为核供体进行体细胞核移植后进行TE置换,再将TE置换胚胎移植到同期发情的受体恒河猴体内。下列说法错误的是( )
A.TE置换胚胎移植后得到的恒河猴的染色体组成与供体体细胞完全相同
B.核移植时若卵母细胞去核不完全,会导致克隆胚胎染色体异常从而发育异常
C.TE置换胚胎移植前需用促性腺激素处理受体恒河猴,以促进同期发情
D.对TE置换胚胎的滋养层细胞做DNA分析进行性别鉴定,结果无参考价值
7.(2025 江西模拟)抗体结构分为可变区(V区)和恒定区(C区),与抗原特异性结合的区域被称为CDR区,位于V区中。由杂交瘤技术制备的鼠源单抗可诱导人体产生抗单抗抗体(ADAs),从而降低其治疗效果。单克隆抗体经过了四代的发展:小鼠单克隆抗体→嵌合单克隆抗体(将小鼠V区代替人类V区)→人源化单克隆抗体(只有小鼠来源的CDR区,其余由人类免疫球蛋白G框架组成)→全人源单克隆抗体。下列关于单克隆抗体的叙述,正确的是( )
A.杂交瘤细胞一般是由小鼠的骨髓瘤细胞和浆细胞融合形成的
B.嵌合单克隆抗体、人源化单克隆抗体诱发产生ADAs的强度依次升高
C.人鼠嵌合单抗的制备过程涉及蛋白质工程和细胞工程等生物技术
D.人编码抗体的基因转移至小鼠中,小鼠表达出的均为完全人源化单抗
8.(2025 广东一模)下列关于培养技术及应用的叙述,错误的是( )
A.采用茎尖组织培养技术培育脱毒草莓
B.可用无机盐、琼脂和石油配制的培养基筛选石油降解菌
C.可用基因组编辑技术进行“设计完美婴儿”生殖性克隆人研究
D.可用PEG诱导骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合成杂交瘤细胞
9.(2025 潍坊二模)赤霉病是小麦最严重的疾病之一,可以采用赤霉菌毒素来处理小麦的部分组织,再通过植物组织培养筛选获得抗赤霉病植株。下列说法正确的是( )
A.小麦主要依靠其初生代谢物来抵抗赤霉菌毒素
B.筛选时,应选择对赤霉菌毒素敏感度低的品种
C.培养外植体先用酒精处理30min,再用次氯酸钠处理30s
D.先将愈伤组织接到生根培养基上,然后再转接到生芽培养基上
10.(2025 来宾二模)航天育种产业创新联盟将1000颗具有柳州特色的“洋紫荆1号”(体细胞染色体数目为2n)种子搭乘神舟十四号载人飞船飞越太空。这些种子返回地球后被科研人员放置在培养箱中进行培育,并发现了某株具有优良性状的洋紫荆。下列有关说法正确的是( )
A.在外太空的失重、辐射等环境中大部分“洋紫荆1号”种子都发生了基因突变
B.若该株洋紫荆发生了染色体数目变异,则细胞分裂时在显微镜下最多能观察到8n条染色体
C.若该优良性状是隐性突变导致的,则表现优良性状的个体是纯合子
D.利用该株洋紫荆的部分组织进行植物组织培养的原理是基因重组
11.(2025 潍坊二模)科研人员分别利用两种抗原获得了能产生单克隆抗体的两种杂交瘤细胞,将两种杂交瘤细胞再次融合,得到了双杂交瘤细胞。该双杂交瘤细胞可产生能识别上述两种抗原的双特异性抗体。下列说法错误的是( )
A.获得双杂交瘤细胞用到的技术主要有动物细胞融合、动物细胞培养
B.培养双杂交瘤细胞时,需提供CO2维持培养液的pH
C.获得的双杂交瘤细胞需要两种相应的抗原刺激后才能产生双特异性抗体
D.筛选双杂交瘤细胞时需使用制备两种杂交瘤细胞时所使用的两种抗原
12.(2025 射阳县校级模拟)以玄参茎段为外植体进行植物组织培养,流程如下,相关叙述正确的是( )
①外植体的选择及其消毒→②外植体的接种及愈伤组织诱导→③丛芽与不定根的诱导→④炼苗与移栽
A.所用培养基含植物细胞所必需的无机盐、蔗糖和激素等营养物质
B.过程①需用酒精和次氯酸钠混合液对外植体进行无菌处理
C.过程②脱分化形成愈伤组织时可发生基因突变和染色体变异
D.过程③诱导形成丛芽和不定根的效果与激素比例有关与种类无关
13.(2025 江苏校级模拟)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,应选择结果为阳性的胚胎进行移植
D.受体母牛不会发生免疫排斥反应,所以移植前不需要进行免疫检查
14.(2025 山东模拟)双抗体夹心法是常用的检测抗原含量的方法,流程如图所示。其中固相抗体是由固相载体连接后的单克隆抗体。下列叙述正确的是( )
A.将抗原A注射到小鼠体内,可从脾脏中获得相应单克隆抗体
B.固相抗体的使用数量应多于待测抗原的数量
C.需给予足够长的时间使无色底物充分反应后检测光信号
D.反应体系中光信号越强(颜色越深)则抗原A含量越低
15.(2025 安庆二模)异体器官移植是替代器官功能的有效途径。中国科学家综合利用多种现代生物技术,在猪的体内培育出了一个“人—猪嵌合中期肾”,部分流程如图所示,图中数字表示相关过程。已知胚胎在未分化前相互连接比较松散,可塑性强。下列相关叙述正确的是( )
A.选择猪的桑葚胚或原肠胚等早期胚胎导入ipsc成功率更高
B.过程②使用蛋白酶合成促进剂激活重构胚发育成早期胚胎
C.利用胚胎分割等有性生殖技术可以增加人源化中肾的数量
D.过程④选择的受体母猪应具有健康的体质和正常繁殖能力
二.解答题(共5小题)
16.(2025 四川一模)不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉(2n=24)与柴胡(2n=12)进行了融合,培育能产生紫杉醇的柴胡,过程如图所示。请回答下列问题:
(注:X射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位或染色体消除,使细胞不再持续分裂;碘乙酰胺处理能使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。)
(1)过程①中需将植物组织经 后接种于MS培养基上诱导 过程,产生愈伤组织。对原生质体进行的A处理为 。
(2)采用二乙酸荧光素(FDA)法可测定原生质体活力。已知FDA本身无荧光,当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质,该荧光物质不能透过活细胞质膜,会留在细胞内发出荧光。据此分析应选择 的原生质体用于融合。融合前对原生质体在显微镜下用血细胞计数板计数,以确定原生质体密度。
(3)获得的原生质体常使用化学试剂 诱导融合,经诱导融合后,只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团,原因是 。过程④再分化阶段,芽的分化要求培养基中 (激素)比例较高。
(4)科研人员对获得的部分植株细胞进行染色体观察、计数和DNA分子标记鉴定,结果如表所示。后代植株中 类型一定不是所需植株。科研人员推测杂种植株的染色体主要来源于亲本柴胡的染色体,另一方亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中,而是以DNA片段的方式整合进柴胡的基因组,作出以上推测的依据有 。
后代植株类型 染色体数目、形态 DNA分子标记鉴定
甲 12,形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段
乙 12,形态与柴胡染色体相似 无红豆杉DNA片段
丙 12,形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段和新的DNA片段
17.(2025 南通模拟)我国栽培油菜的历史悠久,白菜型油菜是我国劳动人民选育的众多优良品种之一。当前栽培的众多油菜中,白菜型油菜(2n=20)起源于我国,甘蓝型油菜(有38条染色体)则是我国研究人员用白菜型油菜与甘蓝(2n=18)杂交培育形成的。请回答下列问题:
(1)研究人员认为白菜型油菜与甘蓝存在生殖隔离,不是同一个物种,理由是 。
(2)培育甘蓝型油菜除了用上述杂交方法外,还可用植物细胞工程中 的方法。甘蓝型油菜根尖分生区细胞分裂后期含 条染色体,花粉母细胞减数分裂过程中能形成 个四分体。
(3)甘蓝型油菜经多代繁殖后出现了不同色泽、可育的种子。科学家研究发现该种子色泽受两对基因的影响,其中基因D和d控制色泽,另一对基因E和e则影响其表达。研究人员用产黑色种子植株(甲)、产黄色种子植株(乙和丙)进行如图所示杂交实验:
①分析以上实验可知,当 基因存在时会抑制D基因的表达。
②实验一F2中产黑色种子植株的基因型为 。
③实验二F2产黄色种子植株中杂合子的比例为 。实验二F2产黑色种子植株自交,后代表型及比例为 。
④有人重复实验二,发现某一F1植株,其体细胞中含E和e基因的同源染色体有三条(其中两条含E基因)。若该植株自交,理论上子代中产黑色种子的植株所占比例为 。
18.(2025 新疆模拟)某研究性学习小组以菊花为实验材料,进行了植物组织培养的探究实验。该小组配制了脱分化培养基、生芽培养基和生根培养基,在培养基煮沸后冷却前均加入一定浓度的次氯酸钠溶液,将培养基分装到培养瓶中,冷却到适宜温度后,立即在酒精消毒过的普通实验台面上进行接种。除上述操作外,其余操作与高中教材组织培养实验基本一致。该探究实验成功率较高。回答下列问题。
(1)配制上述培养基均需使用的两类激素是 ,不同培养基中两类激素的 不同。
(2)与该小组进行的组织培养实验相比,高中教材组织培养实验在无菌操作时的主要区别是 。
(3)设计实验探究在脱分化培养基中加入次氯酸钠溶液的最适浓度,简要写出实验思路: ,观察和统计 (答出2点即可)。
(4)该小组进行上述组织培养探究实验的意义是 。
19.(2025 宜宾模拟)白藜芦醇属于多酚类化合物,具有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤等功能。科研人员尝试利用植物细胞工程技术规模化生产白藜芦醇,并结合免疫检测技术开发快速检测方法。回答下列问题。
(1)白藜芦醇可由虎杖代谢产生,但并非是虎杖生长和生存所必需的,白藜芦醇是虎杖的 (填“初生代谢物”或“次生代谢物”)。
(2)取虎杖无菌幼苗的茎尖作为外植体,切成小段后接种于培养基中,诱导其 ,即失去其 ,进而形成愈伤组织,愈伤组织的特点是 ,将愈伤组织进行悬浮培养,诱导产生白藜芦醇。
(3)白藜芦醇直接免疫机体不能产生抗体,可将其与牛血清蛋白偶联,进而诱导机体产生抗体。科研人员利用细胞工程技术制备抗白藜芦醇单克隆抗体的基本流程如图所示:
抗原X为 ,细胞A具有的特点是 ,过程③需要对细胞A进行 ,经过多次筛选,就可以获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞,体外培养所需细胞时,需要定期更换培养液,目的是 。
20.(2025 余干县一模)为研制抗病毒A的单克隆抗体,某研究小组以外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体,主要流程如图所示。回答下列问题:
(1)图中用蛋白A免疫小鼠的目的是 。图中诱导融合利用的原理是 。B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经诱导融合后,在融合体系中会出现未融合的亲本细胞以及多种融合的细胞,其原因是 。
(2)从功能上看,图中杂交瘤细胞筛选所用的培养基与以尿素为唯一氮源的培养基均属于 。对筛选得到的杂交瘤细胞进行 ,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(3)抗蛋白A的单克隆抗体可以 作为检测病毒A。
高考生物考前冲刺押题预测 细胞工程
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
1.(2025 成都模拟)单倍体胚胎干细胞是研究基因功能的理想细胞模型,它只含一个染色体组,但具有类似于胚胎干细胞的分裂分化能力。研究人员利用小鼠细胞建立单倍体胚胎干细胞的操作流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.体外受精前,卵母细胞和精子都需要在获能液中培养使其获能
B.体外受精时,精子形成雄原核与卵子完成减数分裂Ⅰ同时进行
C.培养得到的单倍体胚胎干细胞,遗传物质来自精子和卵母细胞
D.单倍体胚胎干细胞不含等位基因,常用于研究隐性基因的功能
【分析】哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来,它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。无论在体外还是体内环境,ES细胞都能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。
【解答】解:A、体外受精前需要对精子进行获能处理,需要将卵母细胞培养至减数分裂Ⅱ中期。“获能”这一术语通常用于描述精子,而非卵母细胞,A错误;
B、精子进入卵母细胞后,会刺激卵母细胞完成减数分裂Ⅱ(排出第二极体),随后精子的细胞核逐渐形成雄原核。这两个过程是连续的,但并非严格同步进行,雄原核的形成发生在卵母细胞完成减数分裂Ⅱ之后,B错误;
C、单倍体胚胎干细胞的遗传物质仅来源于精子或卵母细胞中的一个亲本。例如,图中操作流程通过去除雄原核保留雌原核的方式获得单倍体,则遗传物质来自卵母细胞,C错误;
D、单倍体细胞仅含有一个染色体组,不存在同源染色体,因此不含等位基因(除非发生突变)。这使得隐性基因能够直接表型化,无需考虑显性等位基因的掩盖效应,因此单倍体胚胎干细胞是研究隐性基因功能的理想模型,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查细胞工程的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
2.(2025 成都模拟)科研人员利用水稻抗虫品种甲(叶绿体含抗虫基因Bt,线粒体转入红色荧光蛋白基因)与耐盐品种乙(线粒体含耐盐基因ST,细胞核转入绿色荧光蛋白基因),通过植物体细胞杂交技术培育出兼具抗虫和耐盐特性的杂种水稻“抗盐1号”,培育过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.品种甲的细胞形成愈伤组织时会失去其特有的结构和功能
B.制备原生质体乙时应将叶肉细胞置于清水中用酶解法处理
C.筛选出来的杂种细胞丙应该同时具有绿色荧光和红色荧光
D.Bt基因和ST基因控制的性状一般不会通过花粉遗传给子代
【分析】植物体细胞杂交是指将植物不同种、属,甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合,然后进行离体培养,使其再生杂种植株的技术。
【解答】解:A、愈伤组织的形成属于脱分化过程,细胞会失去原有的结构和功能,这是植物组织培养的基本原理,A正确;
B、制备原生质体时,需将细胞置于等渗溶液(如甘露醇或蔗糖溶液)中,以防止细胞吸水涨破。若将叶肉细胞置于清水中,细胞会吸水膨胀后破裂,无法完整分离原生质体,B错误;
C、品种甲的线粒体含红色荧光蛋白基因,品种乙的细胞核含绿色荧光蛋白基因。通过细胞融合,杂种细胞丙应同时携带两种荧光标记,C正确;
D、叶绿体和线粒体的基因属于细胞质遗传,通过母本传递,花粉几乎不含细胞质,因此Bt基因(叶绿体)和ST基因(线粒体)控制的性状不会通过花粉遗传,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查植物体细胞杂交技术的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
3.(2025 重庆模拟)不对称体细胞杂交是利用射线、限制酶等方法处理供体细胞或原生质体,处理后的染色体易发生断裂和丢失,然后再和一个正常受体的细胞或原生质体融合。研究人员用拟南芥与雄性不育性状的萝卜进行体细胞不对称体细胞杂交实验,获得了雄性不育的拟南芥。下列叙述错误的是( )
A.利用PEG法和电融合法促使原生质体的结合
B.通过细胞的显微观察来鉴定杂种植株染色体形态特征和倍性
C.不对称体细胞杂交技术可以改良受体细胞线粒体基因组或叶绿体基因组
D.不对称体细胞杂交在减少非目标性状的引入及提高杂种育性上具有一定的优越性
【分析】植物体细胞杂交技术:
(1)植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
(2)融合方法:物理法包括离心、振动、电刺激等;化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。
(3)细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。
(4)植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束。
(5)杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
(6)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
【解答】解:A、促进植物原生质体融合的方法有多种,如PEG法和电融合法等,A正确;
B、由于不同种类的植物细胞染色体的形态、数量不相同,因此可以通过细胞的显微观察来鉴定杂种植株染色体形态特征和倍性,B正确;
C、由于线粒体和叶绿体中没有染色体,通过不对称体细胞杂交技术后线粒体和叶绿体内的基因组不会发生丢失,因此该技术不能改良受体细胞线粒体基因组或叶绿体基因组,C错误;
D、经处理后的染色体易发生断裂和丢失,从而导致不对称体细胞杂交获得的重组细胞尽可能仅含所需目标性状的染色体,并且此方法得到的细胞相比正常细胞仅多出较少数量的染色体,因此可提高杂种育性,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查植物体细胞杂交技术能等相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
4.(2025 正定县校级二模)菊花种类丰富,根据其主要用途可分为观赏菊、药用菊和茶用菊。下列叙述正确的是( )
A.菊花植株的生长发育是细胞分裂、分化以及细胞生长的结果
B.菊花花瓣呈现出不同颜色,是因为液泡中含有不同种类的光合色素
C.用菊花的花药进行植物组织培养获得完整植株,未体现细胞全能性
D.不同用途的菊花品种细胞中所含的DNA分子相同
【分析】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:基因的选择性表达。
【解答】解:A、菊花作为多细胞生物,其生长发育离不开细胞分裂、细胞生长和细胞分化,A正确;
B、花瓣颜色由液泡中的色素(如花青素)决定,而非光合色素(如叶绿素、类胡萝卜素),光合色素存在于叶绿体中,与花瓣显色无关,B错误;
C、花药离体培养得到完整植株,即单个细胞发育为完整个体的能力,体现了植物细胞的全能性,C错误;
D、菊花可分为观赏菊、药用菊和茶用菊,尽管属于同一物种,但所含DNA分子并非完全相同,D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查植物组织培养技术的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
5.(2025 武汉模拟)调查结果显示,野生郊狼种群数量不断锐减、濒临灭绝。科学家利用种间体细胞核移植技术来增加郊狼数量,一般流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.郊狼耳廓组织细胞培养需要无菌无毒、适宜温度、适宜pH等
B.流程图中的①②分别表示为第一极体、透明带
C.供体郊狼、供体家犬和代孕家犬都需要进行同期发情处理
D.与胚胎细胞核移植相比,体细胞核移植难度相对较大
【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)。
【解答】解:A、动物组织细胞培养需要无菌无毒、适宜温度、适宜pH、适宜渗透压和气体环境等,A正确;
B、图中①表示第一极体、②表示透明带,第一极体位于透明带和卵细胞膜之间,B正确;
C、供体郊狼提供的是体细胞核,不需要同期发情处理,C错误;
D、与胚胎细胞核移植相比,由于体细胞分化程度高,恢复全能性困难,因此体细胞核移植难度相对较大,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查克隆技术的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
6.(2025 黑龙江一模)滋养层细胞(TE)置换技术是将受精卵中来源于囊胚的内细胞团(ICM)去除,得到一个没有ICM的空TE,再将来自核移植胚胎的ICM注入这个TE空腔,得到重构胚胎(TE置换胚胎)。某团队以恒河猴的胎猴成纤维细胞为核供体进行体细胞核移植后进行TE置换,再将TE置换胚胎移植到同期发情的受体恒河猴体内。下列说法错误的是( )
A.TE置换胚胎移植后得到的恒河猴的染色体组成与供体体细胞完全相同
B.核移植时若卵母细胞去核不完全,会导致克隆胚胎染色体异常从而发育异常
C.TE置换胚胎移植前需用促性腺激素处理受体恒河猴,以促进同期发情
D.对TE置换胚胎的滋养层细胞做DNA分析进行性别鉴定,结果无参考价值
【分析】胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术。胚胎工程的许多技术,实际是在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。
【解答】解:A、重构胚胎的ICM来自供体体细胞,ICM将来发育成个体的所有组织器官,因此TE置换胚胎移植后得到的恒河猴的染色体组成与供体体细胞完全相同,A正确;
B、核移植时若卵母细胞去核不完全,会导致克隆胚胎染色体数目异常,从而引起发育异常,B正确;
C、胚胎移植前需用孕激素处理受体恒河猴,以促进同期发情,C错误;
D、依据题干信息,TE置换胚胎的滋养层细胞来自原受精卵,因此用此做DNA分析进行性别鉴定,无参考价值,D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查的是细胞工程和胚胎工程的基本技术的相关知识,意在考查学生对基础知识的理解掌握,难度适中。
7.(2025 江西模拟)抗体结构分为可变区(V区)和恒定区(C区),与抗原特异性结合的区域被称为CDR区,位于V区中。由杂交瘤技术制备的鼠源单抗可诱导人体产生抗单抗抗体(ADAs),从而降低其治疗效果。单克隆抗体经过了四代的发展:小鼠单克隆抗体→嵌合单克隆抗体(将小鼠V区代替人类V区)→人源化单克隆抗体(只有小鼠来源的CDR区,其余由人类免疫球蛋白G框架组成)→全人源单克隆抗体。下列关于单克隆抗体的叙述,正确的是( )
A.杂交瘤细胞一般是由小鼠的骨髓瘤细胞和浆细胞融合形成的
B.嵌合单克隆抗体、人源化单克隆抗体诱发产生ADAs的强度依次升高
C.人鼠嵌合单抗的制备过程涉及蛋白质工程和细胞工程等生物技术
D.人编码抗体的基因转移至小鼠中,小鼠表达出的均为完全人源化单抗
【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。
【解答】解:A、杂交瘤细胞一般是由小鼠的骨髓瘤细胞和小鼠的B细胞融合形成,而不是由小鼠的骨髓瘤细胞和浆细胞融合形成的,A错误;
B、分析题意可知该技术鼠表达出完全人源化单抗,所以嵌合单克隆抗体、人源化单克隆抗体诱发产生ADAs的强度依次降低,B错误;
C、人鼠嵌合单抗的制备过程涉及将小鼠V区基因与人类抗体基因拼接等蛋白质工程技术和细胞融合等细胞工程技术,C正确;
D、人编码抗体的基因转移至小鼠中,小鼠表达出的不一定是完全人源化单抗,可能还会受到小鼠自身细胞内一些因素的影响,导致表达产物并非完全符合人源化单抗的预期,D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查单克隆抗体及其应用的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
8.(2025 广东一模)下列关于培养技术及应用的叙述,错误的是( )
A.采用茎尖组织培养技术培育脱毒草莓
B.可用无机盐、琼脂和石油配制的培养基筛选石油降解菌
C.可用基因组编辑技术进行“设计完美婴儿”生殖性克隆人研究
D.可用PEG诱导骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合成杂交瘤细胞
【分析】现代生物技术的应用中,有许多技术是需要筛选和检测的,如制备单克隆抗体时,需要用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,还需要进行抗体阳性检测得到能产生单克隆抗体的杂交瘤细胞;植物体细胞杂交过程中,需要筛选出杂种细胞进行组织培养;转基因技术中,需要筛选重组子和检测目的基因是否导入和表达。
【解答】解:A、植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,因此采用茎尖组织培养技术可以培育脱毒草莓,A正确;
B、石油降解菌能利用石油作为碳源,用无机盐、琼脂和石油配制的培养基,只有能分解石油的微生物才能在其上生长,所以可以筛选石油降解菌,B正确;
C、“设计完美婴儿”生殖性克隆人研究严重违反人类伦理道德,同时也可能带来一系列的社会、法律和伦理问题,我国禁止生殖性克隆人,C错误;
D、PEG(聚乙二醇)可以诱导动物细胞融合,所以可用PEG诱导骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合成杂交瘤细胞,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查生物技术的相关内容,要求学生能运用所学的知识正确作答。
9.(2025 潍坊二模)赤霉病是小麦最严重的疾病之一,可以采用赤霉菌毒素来处理小麦的部分组织,再通过植物组织培养筛选获得抗赤霉病植株。下列说法正确的是( )
A.小麦主要依靠其初生代谢物来抵抗赤霉菌毒素
B.筛选时,应选择对赤霉菌毒素敏感度低的品种
C.培养外植体先用酒精处理30min,再用次氯酸钠处理30s
D.先将愈伤组织接到生根培养基上,然后再转接到生芽培养基上
【分析】植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞等,人工配制的培养基上,给予适当的培养条件,诱导其生成完整植株的技术。
【解答】解:A、植物的次生代谢产物是植物在长期进化中对生态环境适应的结果,许多次生代谢产物具有抵御病菌侵害等作用,小麦主要依靠其次生代谢物来抵抗赤霉菌毒素,而不是初生代谢物。初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢过程,其产物如糖类、蛋白质等主要用于植物的基本生命活动,与抵抗病菌毒素关系不大,A错误;
B、筛选抗赤霉病植株时,应选择对赤霉菌毒素敏感度低的品种,这样的品种在受到赤霉菌毒素影响时,受伤害程度相对较小,更有可能筛选出具有抗赤霉病能力的植株。如果选择对赤霉菌毒素敏感度高的品种,这些植株在培养过程中很容易受到毒素影响而死亡,不利于筛选出抗毒植株,B正确;
C、培养外植体时,先用体积分数为70%的酒精处理30﹣60s,再用次氯酸钠处理10﹣30min,而不是先用酒精处理30min,再用次氯酸钠处理30s。酒精处理时间过长会对外植体造成伤害,次氯酸钠处理时间过短则可能无法达到很好的消毒效果,C错误;
D、在植物组织培养中,一般先将愈伤组织接到生芽培养基上,诱导生芽,然后将生出芽的组织再接到生根培养基上,诱导生根。如果先接到生根培养基上,可能不利于芽的分化和生长,D错误。
故选:B。
【点评】本题考查植物组织培养的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
10.(2025 来宾二模)航天育种产业创新联盟将1000颗具有柳州特色的“洋紫荆1号”(体细胞染色体数目为2n)种子搭乘神舟十四号载人飞船飞越太空。这些种子返回地球后被科研人员放置在培养箱中进行培育,并发现了某株具有优良性状的洋紫荆。下列有关说法正确的是( )
A.在外太空的失重、辐射等环境中大部分“洋紫荆1号”种子都发生了基因突变
B.若该株洋紫荆发生了染色体数目变异,则细胞分裂时在显微镜下最多能观察到8n条染色体
C.若该优良性状是隐性突变导致的,则表现优良性状的个体是纯合子
D.利用该株洋紫荆的部分组织进行植物组织培养的原理是基因重组
【分析】基因突变的特点:①普遍性;②随机性;③低频性;⑤不定向性。
【解答】解:A、基因突变的特点之一是低频性,所以大部分“洋紫荆1号”种子不会发生变异,A 错误;
B、染色体数目的变异可以分为两类:一类是细胞内的个别染色体增加或减少,另一类是细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少,若该株洋紫荆发生了染色体数目变异,则细胞分裂时在显微镜下不确定能观察到8n条染色体,B错误;
C、隐性突变出现优良性状的个体,就是纯合子,C正确;
D、植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了植物组织培养,基因突变的原因和特点以及染色的变异,对学生的基础和综合能力都有所要求。
11.(2025 潍坊二模)科研人员分别利用两种抗原获得了能产生单克隆抗体的两种杂交瘤细胞,将两种杂交瘤细胞再次融合,得到了双杂交瘤细胞。该双杂交瘤细胞可产生能识别上述两种抗原的双特异性抗体。下列说法错误的是( )
A.获得双杂交瘤细胞用到的技术主要有动物细胞融合、动物细胞培养
B.培养双杂交瘤细胞时,需提供CO2维持培养液的pH
C.获得的双杂交瘤细胞需要两种相应的抗原刺激后才能产生双特异性抗体
D.筛选双杂交瘤细胞时需使用制备两种杂交瘤细胞时所使用的两种抗原
【分析】单克隆抗体的制备过程:(1)制备产生抗体的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。
【解答】解:A、获得双杂交瘤细胞用到的技术主要有动物细胞融合(B细胞与骨髓瘤细胞的融合、杂交瘤细胞融合)、动物细胞培养,A正确;
B、动物细胞培养需要氧气,需要气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH值),B正确;
C、获得的双杂交瘤细胞不需要抗原刺激就能产生双特异性抗体,C错误;
D、将两种杂交瘤细胞再次融合,得到了双杂交瘤细胞,筛选双杂交瘤细胞时需使用制备两种杂交瘤细胞时所使用的两种抗原,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查单克隆抗体制备的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
12.(2025 射阳县校级模拟)以玄参茎段为外植体进行植物组织培养,流程如下,相关叙述正确的是( )
①外植体的选择及其消毒→②外植体的接种及愈伤组织诱导→③丛芽与不定根的诱导→④炼苗与移栽
A.所用培养基含植物细胞所必需的无机盐、蔗糖和激素等营养物质
B.过程①需用酒精和次氯酸钠混合液对外植体进行无菌处理
C.过程②脱分化形成愈伤组织时可发生基因突变和染色体变异
D.过程③诱导形成丛芽和不定根的效果与激素比例有关与种类无关
【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。
【解答】解:A、植物激素不属于营养物质,A错误;
B、过程①需依次用酒精和次氯酸钠对外植体进行消毒处理,B错误;
C、由根尖细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,细胞通过有丝分裂方式进行增殖,在有丝分裂间期可能会发生基因突变,在细胞分裂期可能会发生染色体变异,即过程②脱分化形成愈伤组织时可发生基因突变和染色体变异,C正确;
D、启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性植物激素是生长素和细胞分裂素,生长素用量比细胞分裂素用量,比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成,比值适中时,促进愈伤组织的生长,由此可知过程③诱导形成丛芽和不定根的效果与激素比例、种类均有关,D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查植物组织培养的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
13.(2025 江苏校级模拟)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,应选择结果为阳性的胚胎进行移植
D.受体母牛不会发生免疫排斥反应,所以移植前不需要进行免疫检查
【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。
【解答】解:A、当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体或者雌、雄原核时,说明卵子已经完成了受精,A正确;
B、活体采卵前诱导母牛超数排卵所注射的激素是促性腺激素只能作用于性腺,所以只能作用于特定细胞,B正确;
C、取滋养层细胞进行SRY﹣PCR,结果为阳性的胚胎说明其含有Y染色体,为雄性,为多获得可以生产牛奶的奶牛应该选择结果为阴性的胚胎进行移植,C错误;
D、受体不会对外来胚胎发生免疫排斥,因此不需要进行免疫检查,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查胚胎工程的相关内容,要求学生能运用所学的知识正确作答。
14.(2025 山东模拟)双抗体夹心法是常用的检测抗原含量的方法,流程如图所示。其中固相抗体是由固相载体连接后的单克隆抗体。下列叙述正确的是( )
A.将抗原A注射到小鼠体内,可从脾脏中获得相应单克隆抗体
B.固相抗体的使用数量应多于待测抗原的数量
C.需给予足够长的时间使无色底物充分反应后检测光信号
D.反应体系中光信号越强(颜色越深)则抗原A含量越低
【分析】由图可知,酶标抗体和固相抗体都可与抗原特异性结合,固相抗体的作用是将抗原固定,酶标抗体是抗体和酶的结合,抗体与固定的抗原结合,酶可催化指示底物分解,通过检测酶促反应产物量,可测定酶的量,进而测定抗原量。
【解答】解:A、将抗原A注射到小鼠体内,可从脾脏中获得相应抗体的B淋巴细胞,A错误;
B、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,B正确;
C、实验组只要和对照组时间相同,就可以检测光信号,可以不给予足够长的时间,C错误;
D、反应体系中光信号强度(颜色的深浅)可能与抗原A有一定的关系,但不能用它来具体判断抗原A含量的高低,D错误。
故选:B。
【点评】本题考查单克隆抗体的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,具备运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
15.(2025 安庆二模)异体器官移植是替代器官功能的有效途径。中国科学家综合利用多种现代生物技术,在猪的体内培育出了一个“人—猪嵌合中期肾”,部分流程如图所示,图中数字表示相关过程。已知胚胎在未分化前相互连接比较松散,可塑性强。下列相关叙述正确的是( )
A.选择猪的桑葚胚或原肠胚等早期胚胎导入ipsc成功率更高
B.过程②使用蛋白酶合成促进剂激活重构胚发育成早期胚胎
C.利用胚胎分割等有性生殖技术可以增加人源化中肾的数量
D.过程④选择的受体母猪应具有健康的体质和正常繁殖能力
【分析】(1)胚胎分割技术: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,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
(2)胚胎分割时应选用发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
【解答】解:A、选择猪的桑葚胚或囊胚等早期胚胎导入ipsc成功率更高,A错误;
B、过程②是核移植过程,激活重构胚发育成早期胚胎常用的方法是物理或化学方法,如电刺激、钙离子载体等,而不是蛋白酶合成促进剂,B错误;
C、胚胎分割属于无性生殖技术,而不是有性生殖技术,且图中未提及利用胚胎分割来增加人源化中肾的数量,C错误;
D、过程④是胚胎移植,选择的受体母猪需要具有健康的体质和正常繁殖能力,这样才能为胚胎发育提供良好的环境,D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查了胚胎工程的相关知识,包括早期胚胎的特点、核移植技术、胚胎分割技术以及胚胎移植的受体选择等内容,意在考查学生对现代生物技术在器官移植领域应用的理解和掌握程度,以及对相关技术原理和操作的辨析能力。
二.解答题(共5小题)
16.(2025 四川一模)不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉(2n=24)与柴胡(2n=12)进行了融合,培育能产生紫杉醇的柴胡,过程如图所示。请回答下列问题:
(注:X射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位或染色体消除,使细胞不再持续分裂;碘乙酰胺处理能使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。)
(1)过程①中需将植物组织经 消毒 后接种于MS培养基上诱导 脱分化 过程,产生愈伤组织。对原生质体进行的A处理为 X射线 。
(2)采用二乙酸荧光素(FDA)法可测定原生质体活力。已知FDA本身无荧光,当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质,该荧光物质不能透过活细胞质膜,会留在细胞内发出荧光。据此分析应选择 有荧光 的原生质体用于融合。融合前对原生质体在显微镜下用血细胞计数板计数,以确定原生质体密度。
(3)获得的原生质体常使用化学试剂 聚乙二醇(PEG) 诱导融合,经诱导融合后,只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团,原因是 杂种细胞由于融合后在细胞核和细胞质的功能上实现互补,使细胞恢复正常分裂 。过程④再分化阶段,芽的分化要求培养基中 细胞分裂素 (激素)比例较高。
(4)科研人员对获得的部分植株细胞进行染色体观察、计数和DNA分子标记鉴定,结果如表所示。后代植株中 乙 类型一定不是所需植株。科研人员推测杂种植株的染色体主要来源于亲本柴胡的染色体,另一方亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中,而是以DNA片段的方式整合进柴胡的基因组,作出以上推测的依据有 甲、丙类型植株细胞的染色体与柴胡细胞中的染色体数目、形态相似,且含有双亲的DNA片段 。
后代植株类型 染色体数目、形态 DNA分子标记鉴定
甲 12,形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段
乙 12,形态与柴胡染色体相似 无红豆杉DNA片段
丙 12,形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段和新的DNA片段
【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【解答】解:(1)植物组织培养过程应注意无菌操作,故植物首先经过消毒处理;由外植体形成愈伤组织的过程是脱分化;A处理为X射线处理,破坏供体细胞的染色质。
(2)分析题意,FAD本身无荧光,当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质会留在细胞内发出荧光发出荧光,故应选择发出荧光的原生质体用于融合。
(3)获得的原生质体常使用化学试剂聚乙二醇(PEG)诱导融合;由于杂种细胞由于融合后在细胞核和细胞质的功能上实现互补,使细胞恢复正常分裂,故只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团;过程④是再分化阶段,芽的分化要求培养基中细胞分裂素比例较高。
(4)据表格信息可知,植株后代乙无红豆杉DNA片段,说明其不是杂种植株;甲、丙类型植株与柴胡细胞中的染色体数目相同、形态相似,且含有双亲的DNA片段,说明甲、丙植株属于杂种植株,它们的染色体主要由柴胡亲本来源的染色体组成,红豆杉亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中,而是以遗传物质重组的方式整合进柴胡的基因组。
故答案为:
(1)消毒 脱分化 X射线
(2)有荧光
(3)聚乙二醇(PEG) 杂种细胞由于融合后在细胞核和细胞质的功能上实现互补,使细胞恢复正常分裂 细胞分裂素
(4)乙 甲、丙类型植株细胞的染色体与柴胡细胞中的染色体数目、形态相似,且含有双亲的DNA片段
【点评】本题主要考查植物组织培养、植物的体细胞杂交的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
17.(2025 南通模拟)我国栽培油菜的历史悠久,白菜型油菜是我国劳动人民选育的众多优良品种之一。当前栽培的众多油菜中,白菜型油菜(2n=20)起源于我国,甘蓝型油菜(有38条染色体)则是我国研究人员用白菜型油菜与甘蓝(2n=18)杂交培育形成的。请回答下列问题:
(1)研究人员认为白菜型油菜与甘蓝存在生殖隔离,不是同一个物种,理由是 白菜型油菜和甘蓝杂交产生的后代是异源二倍体,减数分裂过程中染色体联会紊乱,不能产生正常配子 。
(2)培育甘蓝型油菜除了用上述杂交方法外,还可用植物细胞工程中 植物体细胞杂交 的方法。甘蓝型油菜根尖分生区细胞分裂后期含 76 条染色体,花粉母细胞减数分裂过程中能形成 19 个四分体。
(3)甘蓝型油菜经多代繁殖后出现了不同色泽、可育的种子。科学家研究发现该种子色泽受两对基因的影响,其中基因D和d控制色泽,另一对基因E和e则影响其表达。研究人员用产黑色种子植株(甲)、产黄色种子植株(乙和丙)进行如图所示杂交实验:
①分析以上实验可知,当 E 基因存在时会抑制D基因的表达。
②实验一F2中产黑色种子植株的基因型为 DDee、Ddee 。
③实验二F2产黄色种子植株中杂合子的比例为 。实验二F2产黑色种子植株自交,后代表型及比例为 产黑色种子植株:产黄色种子植株=5:1 。
④有人重复实验二,发现某一F1植株,其体细胞中含E和e基因的同源染色体有三条(其中两条含E基因)。若该植株自交,理论上子代中产黑色种子的植株所占比例为 。
【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【解答】解:(1)能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种,白菜和甘蓝杂交后产生的后代体细胞有19条染色体,不可育,因此为不同物种。
(2)植物体细胞杂交能够克服远缘杂交不亲和的障碍,可通过植物体细胞杂交技术,使获得的杂种新植株含有两个物种的遗传物质,可获得甘蓝型油菜;甘蓝型油菜(有38条染色体)分生区细胞分裂后期染色体数目加倍,有76条染色体;四分体数目=同源染色体对数,甘蓝型油菜有38条染色体,有19对同源染色体,故花粉母细胞减数分裂过程中能形成19个四分体。
(3)①由实验二的F1自交所得F2的表现型及比例为产黑色种子植株:产黄色种子植株=3:13可知,F1黄色种子植株的基因型为DdEe,子代黑色种子植株基因型为D_ee,黄色种子植株基因型为D_E_、ddE_、ddee,可判断D/d控制色泽,D﹣表现为黑色,dd表现为黄色,当E基因存在时,抑制D基因的表达,使基因型D﹣E﹣为黄色。
②实验一中,由于F1全为产黑色种子植株,F2黑色:黄色=3:1,黑色对黄色为显性,F1基因型为Ddee,则F2黑色种子植株的基因型为D_ee,包括DDee、Ddee。
③实验二中,由于F1全为产黄色种子植株(DdEe),F2中产黄色种子植株中纯合子的基因型为1DDEE、1ddEE、1ddee,占,则杂合子等于1;实验二F2产黑色种子(DDee、Ddee)植株自交,产黄色种子ddee,则产黑色种子=1,故产黑色种子植株:产黄色种子植株=5:1。
④F1基因型为DdEEe,就E/e基因而言,该植株体细胞中含E基因的染色体多了一条,经减数分裂产生配子时,减数分裂Ⅰ后期,三条中随机两条移向细胞一级,剩下一条移向细胞另一极,产生的配子为EE:Ee:E:e=1:2:2:1。因此该植株自交,理论上后代中产黑色种子(D_ee)的植株所占比例为()。
故答案为:
(1)白菜型油菜和甘蓝杂交产生的后代是异源二倍体,减数分裂过程中染色体联会紊乱,不能产生正常配子
(2)植物体细胞杂交 76 19
(3)E DDee、Ddee 产黑色种子植株:产黄色种子植株=5:1
【点评】本题考查细胞工程/基因自由组合定律的相关内容,要求学生能运用所学的知识正确作答。
18.(2025 新疆模拟)某研究性学习小组以菊花为实验材料,进行了植物组织培养的探究实验。该小组配制了脱分化培养基、生芽培养基和生根培养基,在培养基煮沸后冷却前均加入一定浓度的次氯酸钠溶液,将培养基分装到培养瓶中,冷却到适宜温度后,立即在酒精消毒过的普通实验台面上进行接种。除上述操作外,其余操作与高中教材组织培养实验基本一致。该探究实验成功率较高。回答下列问题。
(1)配制上述培养基均需使用的两类激素是 生长素和细胞分裂素 ,不同培养基中两类激素的 浓度和比例 不同。
(2)与该小组进行的组织培养实验相比,高中教材组织培养实验在无菌操作时的主要区别是 使用高压蒸汽灭菌锅(对培养基进行高压蒸汽灭菌或湿热灭菌),使用超净工作台(进行无菌操作) 。
(3)设计实验探究在脱分化培养基中加入次氯酸钠溶液的最适浓度,简要写出实验思路: 利用不添加次氯酸钠和添加一系列浓度梯度次氯酸钠的培养基进行诱导愈伤组织实验 ,观察和统计 培养基的污染情况、愈伤组织的形成情况 (答出2点即可)。
(4)该小组进行上述组织培养探究实验的意义是 减少组织培养实验对灭菌和无菌操作设备的依赖,使组织培养实验更容易开展 。
【分析】植物组织培养操作流程:
①外植体的选择和处理:从具有本品种典型特征、生长健壮、无病虫害的植株上获取生长速度快、性状基本稳定的部位,作为外植体(从植物体上分离出的器官或组织的片段),将流水充分冲洗后的外植体用酒精消毒30s,然后立即用无菌水清洗2~3次;再用次氯酸钠溶液处理30min后,立即用无菌水清洗2~3次。用无菌滤纸吸去表面的水分,用解剖刀将外植体切成0.5~1cm长的小段。
②愈伤组织的诱导与培养:在酒精灯火焰旁,将外植体的1/3~1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18~22℃的培养箱中培养。定期观察和记录愈伤组织的生长情况。
③芽、根的诱导与培养:将生长良好的愈伤组织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,进一步诱导形成试管苗。
④炼苗移植:将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,壮苗后再移栽入土。
【解答】(1)植物组织培养过程中培养基均需使用的两类激素是细胞分裂素和生长素;不同培养基中两类激素的浓度和比例不同。
(2)与该小组进行的组织培养实验相比,高中教材组织培养实验在无菌操作时的主要区别是使用高压蒸汽灭菌锅对培养基进行高压蒸汽灭菌或湿热灭菌;使用超净工作台进行无菌操作。
(3)探究在脱分化培养基中加入次氯酸钠溶液的最适浓度,自变量为不同浓度的次氯酸钠溶液,因变量为培养基的污染情况、愈伤组织的形成情况。因此实验思路为利用不添加次氯酸钠和添加一系列浓度梯度次氯酸钠的培养基进行诱导愈伤组织实验,观察和统计培养基的污染情况、愈伤组织的形成情况。
(4)通过上述实验课减少组织培养实验对灭菌和无菌操作设备的依赖,使组织培养实验更容易开展。
故答案为:
(1)生长素和细胞分裂素 浓度和比例
(2)使用高压蒸汽灭菌锅(对培养基进行高压蒸汽灭菌或湿热灭菌),使用超净工作台(进行无菌操作)
(3)利用不添加次氯酸钠和添加一系列浓度梯度次氯酸钠的培养基进行诱导愈伤组织实验 培养基的污染情况、愈伤组织的形成情况
(4)减少组织培养实验对灭菌和无菌操作设备的依赖,使组织培养实验更容易开展
【点评】本题结合菊花组织培养的流程,考查植物组织培养技术,意在考查考生的识图能力和理解所学知识要点,把握知识间内在联系,形成知识网络结构的能力;能运用所学知识,准确判断问题的能力,属于考纲识记和理解层次的考查。
19.(2025 宜宾模拟)白藜芦醇属于多酚类化合物,具有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤等功能。科研人员尝试利用植物细胞工程技术规模化生产白藜芦醇,并结合免疫检测技术开发快速检测方法。回答下列问题。
(1)白藜芦醇可由虎杖代谢产生,但并非是虎杖生长和生存所必需的,白藜芦醇是虎杖的 次生代谢物 (填“初生代谢物”或“次生代谢物”)。
(2)取虎杖无菌幼苗的茎尖作为外植体,切成小段后接种于培养基中,诱导其 脱分化 ,即失去其 特有的结构与功能 ,进而形成愈伤组织,愈伤组织的特点是 高度液泡化、不定形的薄壁组织团块 ,将愈伤组织进行悬浮培养,诱导产生白藜芦醇。
(3)白藜芦醇直接免疫机体不能产生抗体,可将其与牛血清蛋白偶联,进而诱导机体产生抗体。科研人员利用细胞工程技术制备抗白藜芦醇单克隆抗体的基本流程如图所示:
抗原X为 白藜芦醇—牛血清蛋白偶联物 ,细胞A具有的特点是 既能迅速大量增殖,又能产生抗体 ,过程③需要对细胞A进行 克隆化培养与抗体检测 ,经过多次筛选,就可以获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞,体外培养所需细胞时,需要定期更换培养液,目的是 清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对所培养的细胞自身造成危害 。
【分析】制备单克隆抗体的过程,首先要通过融合获得杂交瘤细胞,后需要两次对细胞进行筛选:第一次是在特定的选择性培养基上,将杂交瘤细胞筛选出来;由于筛选出的杂交瘤细胞有很多种,因此第二次筛选的目的是通过专一抗体检测阳性和克隆化培养,从很多种杂交瘤细胞中将既能大量增殖、又能产生抗紫杉醇的抗体的杂交瘤细胞筛选出来。最终筛选出来的杂交瘤细胞,可以将其注射到小鼠腹腔内进行体内培养,也可以在体外培养液中进行大规模培养。单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点。
【解答】解:(1)次生代谢物是植物生长发育正常运行的非必需的小分子有机化合物,已知白藜芦醇并非是虎杖生长和生存所必需的,所以白藜芦醇是虎杖的次生代谢物。
(2)取植物的外植体接种于培养基中,诱导其脱分化,脱分化是指已分化的细胞失去其特有的结构和功能,转变为未分化细胞的过程,即失去其特有的结构和功能,进而形成愈伤组织,愈伤组织的特点是高度液泡化、不定形的薄壁组织团块。
(3)要制备抗白藜芦醇单克隆抗体,抗原X为白藜芦醇—牛血清蛋白偶联物,因为白藜芦醇直接免疫机体不能产生抗体,与牛血清蛋白偶联后作为抗原。细胞A是杂交瘤细胞,具有既能迅速大量增殖,又能产生抗体的特点,过程③需要对细胞A进行克隆化培养和抗体检测,以筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞,体外培养所需细胞时,需要定期更换培养液,目的是清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对所培养的细胞自身造成危害。
故答案为:
(1)次生代谢物
(2)脱分化 特有的结构与功能 高度液泡化、不定形的薄壁组织团块
(3)白藜芦醇—牛血清蛋白偶联物 既能迅速大量增殖,又能产生抗体 克隆化培养与抗体检测 清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对所培养的细胞自身造成危害
【点评】本题主要考查单克隆抗体及其应用、植物的组织培养的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
20.(2025 余干县一模)为研制抗病毒A的单克隆抗体,某研究小组以外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体,主要流程如图所示。回答下列问题:
(1)图中用蛋白A免疫小鼠的目的是 获得能产生抗蛋白A抗体的B淋巴细胞 。图中诱导融合利用的原理是 细胞膜具有一定的流动性 。B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经诱导融合后,在融合体系中会出现未融合的亲本细胞以及多种融合的细胞,其原因是 细胞融合是随机的,且融合具有多种可能性,融合率达不到100% 。
(2)从功能上看,图中杂交瘤细胞筛选所用的培养基与以尿素为唯一氮源的培养基均属于 选择培养基 。对筛选得到的杂交瘤细胞进行 克隆化培养和抗体检测 ,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(3)抗蛋白A的单克隆抗体可以 作为探针 作为检测病毒A。
【分析】1、单克隆抗体的制备是将骨髓瘤细胞与已免疫的B淋巴细胞结合,经过选择培养基的筛选得到杂交瘤细胞并经专一抗体检测后,培养能产生特定抗体的杂交瘤细胞即可得单克隆抗体。涉及动物细胞培养和动物细胞融合技术;杂交瘤细胞集合了两个细胞的遗传物质,但不一定全部表达。
2、单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂,具有准确、快速等优点。
【解答】解:(1)用蛋白A免疫小鼠,是因为蛋白A作为抗原,能刺激小鼠的免疫系统,使小鼠体内的B淋巴细胞增殖分化,产生能分泌抗蛋白A抗体的B淋巴细胞,从而获得能产生特异性抗体的B淋巴细胞。诱导融合利用的原理是细胞膜具有一定的流动性。在诱导剂的作用下,B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的细胞膜相互融合,实现细胞的融合。B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经诱导融合后,在融合体系中会出现未融合的亲本细胞以及多种融合的细胞,原因是细胞融合是随机的,而且诱导融合只是提高细胞融合的概率,并不能保证所有细胞都按照特定的方式融合。同时,细胞之间的融合具有多种可能性,融合率达不到100%,可能是B淋巴细胞—B淋巴细胞融合、骨髓瘤细胞—骨髓瘤细胞融合,也可能是B淋巴细胞—骨髓瘤细胞融合,还有未融合的亲本细胞存在。
(2)从功能上看,图中杂交瘤细胞筛选所用的培养基是为了筛选出杂交瘤细胞,以尿素为唯一氮源的培养基是为了筛选出能分解尿素的微生物,二者均属于选择培养基,即根据某种微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基,用于将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来。对筛选得到的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,通过克隆化培养可以大量扩增杂交瘤细胞,通过抗体检测可以筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞,从而获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
(3)抗蛋白A的单克隆抗体可以作为探针,利用抗原﹣抗体特异性结合的原理,来检测病毒A。因为单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点,能与病毒A表面的蛋白A特异性结合,从而检测出病毒A的存在。
故答案为:
(1)获得能产生抗蛋白A抗体的B淋巴细胞 细胞膜具有一定的流动性 细胞融合是随机的,且融合具有多种可能性,融合率达不到100%
(2)选择培养基 克隆化培养和抗体检测
(3)作为探针
【点评】本题主要考查单克隆抗体及其应用的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
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