【增分测评卷】第二章 植物细胞工程 第三章 动物细胞工程（含解析）-《精讲精练》26版高中同步新教材生物浙科版选择性必修3

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密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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第二章　植物细胞工程
第三章　动物细胞工程
全卷满分100分　考试用时90分钟
一、选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分。每小题列出的四个备选项中,只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.影响植物组织培养的因素包括(　　)
①培养基的配制　　　②外植体的选取　　　③激素的运用
④消毒　　　⑤温度、pH、光照
A.①②③④⑤　　　B.①②③
C.①②③④　　　D.①②③⑤
2.下列过程不涉及植物组织培养技术的是(　　)
A.二倍体水稻刚萌发的种子经秋水仙素处理后培育出四倍体植株
B.转入抗卡那霉素基因的烟草细胞培育出转基因植株
C.利用菊花花瓣细胞培育出菊花新植株
D.利用白菜和甘蓝的体细胞培育出“白菜-甘蓝”
3.下列关于菊花组织培养过程的叙述,正确的是(　　)
A.培育菊花丛状苗的过程可以不经历脱分化过程
B.培养基成分不会影响愈伤组织的再分化途径类型
C.一般选取菊花的叶肉细胞获得脱毒苗
D.组织培养技术不能用于选育抗病性强的菊花新品种
4.为培育具有市场竞争力的无籽柑橘,研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是(　　)
A.过程①需使用胰蛋白酶处理
B.实现过程②依赖膜的流动性
C.过程③需应用植物组织培养技术
D.三倍体植株可产生无籽柑橘
5.花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病,野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株。流程如图,据图分析下列叙述错误的是(　　)
A.原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇,其作用是保持原生质体的完整性
B.显微镜观察融合的活细胞中有供体的叶绿体存在,这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志
C.原生质体经过细胞壁再生,进而脱分化和再分化形成愈伤组织
D.对杂种植株进行黑腐病菌接种实验,可筛选出具有高抗性的杂种植株
6.病毒感染果蔬后,会借助胞间连丝等结构扩散,导致果蔬产量和品质降低。利用植物组织培养技术可以快速生产出脱毒苗。下列叙述错误的是　(　　)
A.获取的植株茎尖切段需用75%的酒精和10%的次氯酸钠进行消毒处理
B.形成愈伤组织的过程中,可能会发生染色体变异、基因突变及细胞分化
C.脱毒苗培育过程需要更换培养基,提高生长素的比例有利于根的分化
D.植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达
7.如图为某研究小组利用菊花叶片获得菊花幼苗的实验流程。下列相关叙述错误的是(　　)
A.①过程需用纤维素酶和果胶酶处理
B.②为再分化,该过程培养基中细胞分裂素的比例较低
C.③过程将丛生芽转接到诱导生根培养基上形成幼苗
D.①②③过程体现了植物细胞具有全能性
8.下列关于动物细胞培养的叙述,错误的是(　　)
A.动物细胞培养的理论基础是细胞增殖
B.动物细胞原代培养后可用胃蛋白酶分散细胞
C.动物细胞培养的培养基中需含维生素、血清等
D.动物细胞培养的结果是获得细胞群,一般其遗传物质没有改变
9.下列关于细胞工程的叙述中,错误的是(　　)
A.植物细胞融合必须先制备原生质体
B.试管婴儿技术包括人工受精、胚胎体外培养和胚胎移植三方面
C.经细胞核移植培育出的新个体只具有一个亲本的遗传性状
D.单倍体育种过程中应用了植物组织培养技术
10.下列有关动物细胞工程和胚胎工程的叙述,正确的是(　　)
A.动物细胞培养时,需对细胞进行脱分化和胰蛋白酶处理
B.适宜条件下进行动物细胞培养,细胞周期的长短不随细胞培养进程而改变
C.胚胎工程中常对桑葚胚或囊胚进行二分割,以获得基因型完全相同的两个胚胎
D.为了防止早期胚胎培养过程中发生微生物污染,应将培养箱抽成真空
11.2021年,宁波牛奶集团通过胚胎移植技术繁育出21头“试管奶牛”,这是浙江省首次通过胚胎移植技术引进和扩繁顶级奶牛,标志着宁波市优秀奶牛种群繁育进入了加速发展时代。下列叙述正确的是(　　)
A.对受体母牛要采取超数排卵技术
B.顶级奶牛的主要功能是提供具有优良遗传特性的胚胎
C.为防止发生免疫排斥反应,要对供体和受体进行免疫检查
D.为保证移植成功率,应将胚胎培养至原肠胚再进行移植
12.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”两只克隆猕猴,突破了现有技术无法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。如图为“中中”和“华华”培育的流程,相关叙述不正确的是(　　)
A.该过程属于无性繁殖,体现了动物细胞核具有全能性
B.图中的卵子实际上是次级卵母细胞
C.③过程是动物胚胎的体外培养过程,需无菌、无毒环境
D.“中中”和“华华”的性别由纤维细胞的遗传物质决定
阅读下列材料,回答第13、14题。
　　良种牛与传统畜牧业养殖的牛相比具有更多的优点,肉牛的肉质更加优质具有更高的营养价值;奶牛产奶量与牛奶品质更高。育种专家采用了方法Ⅰ和方法Ⅱ来加快良种牛的繁殖速度。
13.关于图中试管牛E和克隆牛F的比较,下列叙述正确的是(　　)
A.两者的产生过程都采用了胚胎体外培养和胚胎移植技术
B.两者的性别不同
C.两者都以动物细胞的全能性为原理
D.两者都属于有性繁殖
14.关于图示中试管牛E和克隆牛F的产生过程,下列叙述错误的是(　　)
A.过程①需要用雌激素对B牛进行注射
B.过程③需提供95%空气和5%CO2的混合气体及一系列营养成分不同的液体培养基
C.过程④通过显微操作技术取核
D.过程⑦可将激活后的重组细胞培养至早期囊胚后移植
15.单克隆抗体在生物工程和临床医学上有着极为重要的地位和巨大的应用价值。下列有关单克隆抗体技术及其应用的叙述,正确的是(　　)
A.新冠病毒单克隆抗体诊断试剂盒需要根据新冠病毒内部的核酸研制
B.将选择培养基筛选得到的杂交瘤细胞直接用于生产单克隆抗体
C.利用抗原-抗体杂交技术可筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞
D.“生物导弹”中的单克隆抗体能特异性的结合抗原并杀死癌细胞
16.如图表示高等动物的个体发育过程,下列说法正确的是(　　)
① ②
受精卵 桑葚胚 囊胚 原肠胚 幼体 性成熟的个体
A.图中①过程表示胚胎发育
B.受精卵形成囊胚的过程中进行卵裂,每个细胞的体积基本不变
C.高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于囊胚期,终止于生命结束
D.原肠胚的细胞都是全能细胞
17.如图是利用胚胎工程技术培育优质奶牛的主要步骤,X表示受精卵。下列叙述正确的是(　　)
A.①②两个胚胎具有不同核遗传物质
B.③需移植到发情的母牛子宫内发育
C.a过程包括卵裂、囊胚和原肠胚等阶段
D.b过程需要一种成分复杂且稳定的培养液
18.实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
实验小鼠皮肤组织皮肤细胞悬液细胞群体1细胞群体2
A.甲过程需要对实验小鼠进行消毒
B.乙过程需要用胰蛋白酶等处理皮肤组织,使细胞分散开
C.丙过程表示原代培养,该过程中会出现接触抑制现象
D.丁过程表示传代培养,此过程中的细胞分瓶后能无限增殖
鼠源单克隆抗体制备的基本过程如下图所示。回答第19、20题。
19.下列哪项是鼠源单克隆抗体应用中最大的潜在风险(　　)
A.引发过敏反应
B.引发自身免疫病
C.引发免疫缺乏病
D.引发人鼠基因转移
20.下列关于鼠源单克隆抗体制备的叙述,错误的是(　　)
A.小鼠通常需要多次注射同种抗原蛋白,以提高相应细胞数量
B.在HAT培养基上能生长的细胞不一定能产生所需的抗体
C.克隆化培养过程中筛选抗体检验阳性的细胞以进行大规模培养
D.可将杂交瘤细胞注入小鼠血液中实现单克隆抗体的大规模生产
二、非选择题(本大题共5小题,共60分)
21.(14分)细胞融合技术有着广泛的应用。如图为细胞融合的简略过程,据图回答相关问题。
(1)若a、b是基因型yyRr和YYrr的两个玉米品种的花粉,且这两对基因独立遗传。科学家除去花粉细胞壁,然后诱导其融合,利用这些融合细胞培育出玉米新品种。
①对这两个品种的花粉可用诱导剂诱导融合,共可产生　　　　(仅考虑两两融合)种基因型的融合细胞,这些融合细胞经过脱分化形成　　　　,再经培养可得到　　　　种不同于亲本基因型的玉米新品种。
②若想培育出基因型为yyRR的玉米植株,也可直接用基因型为　　　(填“yyRr”或“YYrr”)的植株的花粉进行离体培养,得到单倍体植株后再经过　　　　　处理并筛选获得,这种方法叫作　　　　　　。
(2)若a、b表示番茄和马铃薯两种植物的体细胞,请据图回答下列问题:
①番茄-马铃薯培育过程中,运用了植物细胞工程中的　　　　　　　技术,植物体细胞融合完成的标志是　　　　　　　　　　　。
②a、b细胞融合之前,要用相应酶处理,得到有活力的　　　　　。
(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞,则d细胞的特点是　　　　　　　　　　　　　　　。生产上一般不能通过直接培养B淋巴细胞生产单克隆抗体的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。
22.(12分)下图中亲本植株的体细胞染色体数为2n,A、B、C、D表示以亲本植株为材料进行的四种人工繁殖过程,请据图回答下列问题:
(1)四种人工繁殖过程都用到的植物细胞工程技术是　　　　　　技术。图中①需经过的生理过程是　　　　　　　　。
(2)植物细胞获得具有活力的原生质体需要用　　　　　　　　处理,②过程表示将该植物的两个原生质体进行融合,融合时需用　　　　　　(填化学试剂)进行诱导,鉴定原生质体活力的方法有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。
(3)C过程中“先芽后根”主要通过控制生长素和细胞分裂素的　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 实现。
(4)通过D过程获得子代植株用到的工程技术手段是　　　　　　　技术,科学家已经利用该技术培育出了白菜-甘蓝和胡萝卜-羊角芹等,该技术具有的优点是　　　　　 　　　　　　　　　　　。
23.(10分)紫杉醇是红豆杉属植物产生的一种复杂的次生代谢产物(次生代谢不是生物生长所必需的,一般在特定的组织或器官中,并在一定的环境和时间条件下才能进行)。研究发现紫杉醇能和微管蛋白聚合体相互作用,阻碍了纺锤体的形成,从而阻碍了肿瘤细胞的分裂,直至死亡。生产紫杉醇的传统方法是从红豆杉的树皮中提取,但野生红豆杉是濒危植物,这种方法不利于对它们的保护,利用植物组织培养和植物细胞培养技术(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)获得紫杉醇是目前最具前景的生产紫杉醇的方式。
(1)紫杉醇生产过程首先选取已消毒的红豆杉的胚、叶等外植体进行　　　　　　　　　　过程,经多次悬浮培养后,从　　　　　　　　中分离出高产细胞系,进而获取紫杉醇。
(2)用于紫杉醇生产的培养基可以选用MS培养基,配制完该培养基后还需添加　　　　 　　　　　　　　　　　,并要经过　　　　后才能用于紫杉醇的生产。培养基中是否添加蔗糖对于紫杉醇生产也具有一定影响,蔗糖在植物组织培养中的作用是　　 　　　　　　　　。
(3)野生红豆杉是濒危植物,为快速繁殖红豆杉,可用植物组织培养过程中产生的体细胞胚包埋在含有　　　　　　　　　　　的物质中制成人工种子。
(4)肿瘤细胞作为研究紫杉醇作用的实验材料,可以在动物细胞培养的　　　　　　过程中获得。悬浮培养时随肿瘤细胞不断分裂,细胞密度过大、　　　　　　　　　和营养物质缺乏等因素而分裂受阻,故要通过定期更换培养液和　　　　　操作来解决此问题。
24.(12分)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,导致人体患病,抗体可阻断病毒的黏附或入侵。2021年12月8日,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。回答下列问题:
(1)制备抗S蛋白单克隆抗体时,分多次间隔给小鼠注射S蛋白,能获得大量产生　　　　　的B淋巴细胞。诱导小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合时,采用的诱导方法具体有　　　　 　　　　　　　　(答出两点即可)。
(2)为选出能产生专一抗体的细胞,要从特定培养基上筛选出杂交瘤细胞,然后稀释滴入多孔培养板中,使多孔培养板每孔中有一个细胞,然后筛选出抗体检测呈　　　　(填“阳性”或“阴性”)的细胞进行克隆化培养。
(3)用抗S蛋白的单克隆抗体生产的新冠病毒抗原试纸能准确诊断出某人是否感染的原因是抗S蛋白的单克隆抗体　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)鼠源单克隆抗体进入人体后,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,如从杂交瘤细胞中提取编码鼠源单克隆抗体的　　　　(填“5区”或“6区”)序列的基因(抗体的结构如下图所示),与从人体中获得的编码抗体　　　　(填“5区”或“6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。
25.(12分)如图为我国用体细胞培育克隆猴的流程,为了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基因转录出的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理重构胚。结合以上内容,回答下列问题:
(1)图中①和②分别表示　　　　　　和　　　　　。
(2)进行过程②前需用Ca2+载体激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,同时也可以在此进程中从囊胚的　　　　中分离得到胚胎干细胞。此胚胎干细胞经过相应技术处理,便可发展成为需要的各种组织,在不考虑变异的情况下,理论上再造组织染色体上的基因与胎猴染色体上的基因　　　　　　(填“完全一致”或“不完全一致”)。通过该方法获得的细胞或组织可以解决器官移植的　　　　　问题。
(3)向重构胚注入Kdm4d转录出的mRNA并用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理,目的是调控　　　　　　　,进而提高胚胎发育率和妊娠率。
附加题
1.某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时,参照品种B的最佳激素配比(见表)进行预实验。
品种B组织培养阶段 细胞分裂素浓度(μmol/L) 生长素浓度(μmol/L)
Ⅰ诱导形成愈伤组织 m1 n1
Ⅱ诱导形成幼芽 m2 n2
Ⅲ诱导生根 m3 n3
据表回答:
(1)Ⅰ 阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体,原因是　　　　　　　　　　　。
(2)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是　　　　阶段。
(3)为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度,参照品种B的激素配比(m1>2.0),以0.5 μmol/L为梯度,设计5个浓度水平的实验,细胞分裂素最高浓度应设为　　　　μmol/L。
(4)在　　　　阶段用秋水仙素对材料进行处理,最易获得由单个细胞形成的多倍体。
2. 紫罗兰(2n=14)花色丰富、抗虫性强、种子油富含 X-3-亚麻酸。为了让油菜(2n=38)具有紫罗兰的诸多优良性状,科研工作者进行了如图 1 所示实验,请分析回答:
(1)为了培养紫罗兰-油菜杂种植株,科研工作者选取二者的下胚轴细胞,并用　　　　酶和　 　　　酶处理去除细胞壁,从而获得原生质体。再用PEG诱导二者融合,所依据的生物学原理是细胞膜的　　　　。
(2)科研工作者分别用 4 种浓度的 PEG 对两种原生质体进行了融合实验,结果如图2所示:
注:1.由两个原生质体进行的融合称为二源融合;大于两个原生质体进行的融合称为多源融合。2.紫罗兰-油菜是由一个紫罗兰原生质体和一个油菜原生质体融合后培养产生的。
①该实验的自变量是　　　　,根据实验结果,为提高紫罗兰-油菜的成功率,应选用的最佳 PEG 浓度为　　　　%。
②图中二源融合原生质体最多为　　　　种,想确定二源融合原生质体是否由紫罗兰和油菜融合而成,需要借助　　　　观察染色体的形态和数目。
(3)筛选出所需的杂种细胞后,还要采用　　　　　　技术才能获得杂种植物,该过程需要在培养基中加入一定浓度的　　　　　　　　　　(填写相关植物激素的名称),使其脱分化形成愈伤组织,继而再分化,并生长发育成完整植株。
3.如图为通过胚胎工程繁殖良种牛部分过程的示意图。回答下列问题:
(1)为使供体母牛超数排卵,需要给其注射促排卵剂的主要成分是　　　　　　。
(2)在进行胚胎分割时,应选择发育良好的　　　　　　　的胚胎,将它移入含有培养液的培养皿中,然后在显微镜下用　　　　　　　　(填工具)分割胚胎,若要对胚胎进行性别或其他遗传性状分析,应该取囊胚的　　　　细胞进行染色体或DNA分析。
(3)理论上,图中所获得的子代良种牛遗传性状是否有明显差异 　　　　(填“是”或“否”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)有关上述过程,下列表述错误的是　　　　(多选)。
A.子代良种牛的优良性状仅由供体母牛决定
B.受体母牛也需要注射激素,使其处于发情、备孕的适宜状态
C.胚胎移植给受体母牛之前,需为受体母牛注射免疫抑制剂
D.若利用图中所示技术繁殖人类的后代,不存在技术和伦理问题
4.癌症的免疫疗法通过重新激活抗肿瘤的免疫细胞,克服肿瘤的免疫逃逸,在癌症治疗方法中取得越来越突出的地位,科研人员在不断研究中发现多种免疫治疗方法的结合是提高治疗效果的途径之一。
(1)癌细胞由于　　　　　　　　　　突变,其表面物质发生了改变,如某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA和PD-L1,如图1中PD-L1能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸。临床上可利用抗PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗,据图1推测,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。但此种方法对一些肿瘤无效。
(2)CD28是T细胞表面受体,T细胞的有效激活依赖于CD28在癌细胞与T细胞结合部位的聚集。因此,科研人员尝试构建既能结合PSMA,还能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28,诱导T细胞定向杀伤癌细胞,如图2。
　
制备过程:先将　　　　　　　　分别注射到小鼠体内,分离出B淋巴细胞,诱导其与小鼠的　 　　　细胞融合,筛选得到两种杂交瘤细胞,再诱导两种杂交瘤细胞融合。进行筛选后获得能产生如图2所示双特异抗体PSMA×CD28的双杂交瘤细胞。
(3)科研人员将癌细胞和T细胞共同培养,加入不同抗体,比较不同抗体对T细胞活化的作用。实验各组由活化T细胞产生的细胞因子IL-2含量如图3,结果说明　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
图3
(4)共同培养癌细胞和T细胞,经处理形成图4所示的细胞结合部位,再均分为两组,A组中加入非阻断性PD-1单抗(与PD-1结合后,PD-1仍可和PD-L1结合),B组加入正常PD-1单抗,两组均加入蓝色荧光标记的CD28单抗,观察荧光分布,结果如图4。请据此实验解释(3)中双特异性抗体PSMA×CD28与PD-1单抗联合使用对T细胞激活的影响:　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案全解全析
1.A　离体的植物组织和细胞,对营养、环境条件要求相对特殊,需要配制适宜的培养基,①正确;不同植物组织培养的难易程度差别很大,即使是同一种植物材料,器官来源及其生理状况、材料的年龄、保存时间的长短等也会影响实验结果,②正确;植物激素调控细胞的脱分化和再分化过程,③正确;植物组织培养需要对外植体进行消毒,④正确;植物组织培养需要适宜的温度、pH,还需要适时的光照,⑤正确。
2.A　二倍体水稻刚萌发的种子经秋水仙素处理后培育出四倍体植株,属于多倍体育种,不涉及植物组织培养技术,A正确。
3.A　从带芽的茎段上长出的丛状苗,不需要经过脱分化,A正确;愈伤组织形成完整植株的途径有两条,具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中植物激素的种类、浓度和配比,B错误;一般选取菊花的茎尖细胞获得脱毒苗,因为茎尖细胞不含病毒或病毒少,C错误;将抗病基因导入菊花受体细胞,并通过组织培养技术可将其培养为抗病性强的菊花新品种,D错误。
4.A　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,所以过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理,A错误;过程②为原生质体融合,该过程依赖膜的流动性,B正确;过程③需应用植物组织培养技术将杂种细胞培养形成个体,C正确;三倍体植株含有三个染色体组,减数分裂时联会紊乱,可产生无籽柑橘,D正确。
5.C　原生质体培养液中加入适宜浓度的甘露醇用于维持渗透压,有利于保持原生质体的完整性,A正确;用于融合的两种细胞中,叶肉细胞中特有的结构是叶绿体,观察融合的活细胞中有无叶绿体的存在,可以作为初步筛选杂种细胞的标志,B正确;原生质体再生出细胞壁后,经过脱分化形成愈伤组织,C错误;对杂种植株接种黑腐病菌,能正常生长的即具有高抗性的杂种植株,D正确。
6.B　形成愈伤组织的过程中,可能会发生染色体变异、基因突变,但是形成愈伤组织是脱分化过程,不会发生细胞分化,B错误;植物组织培养过程中,需要更换培养基,提高生长素的比例有利于生根,提高细胞分裂素的比例有利于芽的生长,C正确;根据题干信息“病毒感染果蔬后,会借助胞间连丝等结构扩散”可推知,植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达,D正确。
7.B　②为再分化,培养基中的生长素和细胞分裂素的比值低,有利于芽的分化,该过程形成丛生芽,因此该过程培养基中细胞分裂素的比例较高,B错误;①②③过程表示植物组织培养过程,从植物组织到幼苗形成的过程体现了植物细胞具有全能性,D正确。
8.B　动物细胞培养利用的原理是细胞增殖,结果是获得细胞群,一般其遗传物质没有改变,A、D正确;动物细胞原代培养后可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分散细胞,胃蛋白酶在强酸条件下发挥作用,而大多数细胞适宜的pH为7.2~7.4,B错误;动物细胞培养的培养基中需含维生素、血清等,可以为动物细胞提供营养物质,C正确。
9.C　植物细胞外面有一层细胞壁,这层细胞壁阻碍着细胞间的杂交,所以植物细胞融合前必须先去除细胞壁制备原生质体,A正确;经细胞核移植培育出的新个体遗传性状与供体不完全相同,因为新个体的性状还受到受体细胞质基因的控制,此外还受环境因素等的影响,C错误。
10.C　动物细胞培养时,需对细胞或组织进行胰蛋白酶处理,但不需要对细胞进行脱分化处理,植物组织培养需要对细胞进行脱分化处理,A错误;适宜条件下进行动物细胞培养,细胞周期的长短会随细胞培养进程而改变,B错误;来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,对桑葚胚或囊胚进行二分割,可获得基因型完全相同的两个胚胎,C正确;培养过程中培养箱不能抽成真空,因为细胞培养需要氧气和二氧化碳等气体环境,D错误。
11.B　对受体母牛和优良供体母牛要做同期发情处理,随后对供体母牛要做超数排卵处理,A错误;顶级奶牛作为供体,其主要作用是提供具有优良遗传特性的胚胎,B正确;受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应,C错误;一般选择原肠胚之前的胚胎进行胚胎移植,而不选择原肠胚,D错误。
12.C　该过程没有经过精卵的结合,属于无性繁殖,重组细胞能发育成完整个体说明动物细胞核具有全能性,A正确;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,B正确;③过程是动物胚胎移植过程,②过程是动物胚胎的体外培养过程,C错误;“中中”和“华华”是由重组细胞发育而来的,其细胞核内的遗传物质来自纤维细胞,因此性别由纤维细胞的遗传物质决定,D正确。
13.A　方法Ⅰ运用了体外受精技术、胚胎体外培养技术、胚胎移植技术,方法Ⅱ运用了体细胞核移植技术、胚胎体外培养技术、胚胎移植技术,A正确;试管牛E可能是公牛或母牛,克隆牛F是母牛,两者的性别可能相同,B错误;克隆牛F以动物细胞核的全能性为原理,C错误;试管牛E属于有性繁殖,克隆牛F属于无性繁殖,D错误。
14.A　过程①需要用促性腺激素对B牛进行注射,使B牛超数排卵,A错误。
15.C　单克隆抗体诊断试剂盒检测病毒的原理是抗原和抗体的结合具有特异性,所以新冠病毒单克隆抗体诊断试剂盒需要根据新冠病毒表面的抗原研制,A错误;选择培养基筛选得到的杂交瘤细胞需进行克隆化培养和抗体检测,不能直接用于生产单克隆抗体,B错误;“生物导弹”的原理是借助单克隆抗体的定位作用将药物定向带到癌细胞,在原位杀死癌细胞,单克隆抗体只起定位作用不能杀死癌细胞,D错误。
16.C　胚胎发育是指从受精卵到幼体出生前,胚后发育是指从幼体到性成熟个体,A错误;受精卵形成桑葚胚的过程中进行卵裂,细胞数目增多,但胚胎总体积基本不变,因此每个细胞的体积减小,B错误;桑葚胚的细胞全部是全能细胞,没有发生细胞分化,囊胚开始出现细胞分化,原肠胚出现了明显的细胞分化,D错误。
17.B　①②两个胚胎由胚胎分割得到,具有相同核遗传物质,A错误;a过程包括卵裂、囊胚等阶段,但不包括原肠胚,C错误;b过程需要多种成分复杂且稳定的培养液,以满足不同阶段的胚胎发育需求,D错误。
18.D　离体动物细胞的培养需要无菌、无毒的环境,甲过程表示从实验小鼠身上取下皮肤组织,该过程需要对小鼠进行消毒,A正确;皮肤细胞培养前需用胰蛋白酶等处理皮肤组织,使其分散成单个细胞,并制成细胞悬液,B正确;丁过程表示传代培养,但分瓶后,细胞并非都能无限增殖,D错误。
19.A　鼠源单克隆抗体临床应用时,对人是异种蛋白质,重复注射可使人产生特定的抗体,从而减弱或失去疗效,并可引发过敏反应,A正确;自身免疫病是免疫系统攻击自身组织引起的,与鼠源单克隆抗体无关,B错误;免疫缺乏病是由免疫系统功能减弱引起的,与鼠源单克隆抗体无关,C错误;鼠源单克隆抗体是蛋白质,没有基因,不会发生人鼠基因转移,D错误。
20.D　HAT培养基上筛选出的杂交瘤细胞能大量增殖,但并不都能产生目标抗体,需要进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞,才可产生高纯度的目标抗体,B正确。融合细胞首先需要经过HAT培养基进行筛选获得杂交瘤细胞,然后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,再进行体内或体外培养,大量制备单克隆抗体,C正确。可将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔内增殖,在腹水中提取单克隆抗体,D错误。
21.答案　(除标注外,每空1分)(1)6　愈伤组织　4　yyRr　秋水仙素　单倍体育种　(2)植物体细胞杂交　杂种细胞再生出细胞壁(2分)　原生质体　(3)既能无限增殖,又能产生特定的抗体(2分)　B淋巴细胞不能在体外无限增殖(2分)
解析　(1)①花粉有3种,即yR、yr、Yr,共可产生6种基因型的融合细胞,即yyRR、yyrr、YYrr(与亲本基因型相同)、YyRr、Yyrr、yyRr(与亲本基因型相同);这些融合细胞经过脱分化形成愈伤组织,再经培养可得到4种不同于亲本基因型的玉米新品种,即yyRR、yyrr、Yyrr、YyRr。②若想培育出基因型为yyRR的玉米植株,也可直接用yyRr植株的花粉培养获得单倍体幼苗(yR),再经过秋水仙素处理并筛选获得(yyRR),这种方法叫作单倍体育种。(2)①在番茄-马铃薯的培育过程中,运用了植物细胞工程中的植物体细胞杂交技术(包括植物细胞融合技术、植物组织培养技术)。②植物细胞融合之前,需要用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁,得到有活力的原生质体。(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞,且由d产生的抗体为单克隆抗体,则d细胞为杂交瘤细胞,其特点是既能无限增殖,又能产生特定的抗体;因B淋巴细胞不能在体外无限增殖,故生产上一般不能通过直接培养B淋巴细胞的方法生产单克隆抗体。
22.答案　(除标注外,每空1分)(1)植物组织培养　脱分化、再分化(2分)　(2)纤维素酶和果胶酶(2分)　PEG(或聚乙二醇)　渗透吸水和失水、胞质环流的强度、红墨水染色法、细胞呼吸强度(2分)　(3)比例　(4)植物体细胞杂交　打破生殖隔离、实现远缘杂交;培育具有两种生物性状的新品种(2分)
解析　(1)植物细胞工程的基础技术是植物组织培养,图中四种人工繁殖过程都用到了植物组织培养技术。(2)植物细胞壁的主要组成成分是纤维素和果胶,可利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得具有活力的原生质体。一般用PEG(聚乙二醇)作为诱导剂来诱导细胞融合。(3)培养基中的生长素和细胞分裂素比值低,有利于芽的分化,培养基中的生长素和细胞分裂素比值高,有利于根的分化。
23.答案　(除标注外,每空1分)(1)脱分化　分散的单细胞　(2)适宜浓度的生长素和细胞分裂素　灭菌　作为碳源、调节渗透压(2分)　(3)营养成分和保护功能　(4)传代培养　有害代谢产物积累　传代培养
解析　(1)利用植物组织培养和植物细胞培养技术获得紫杉醇的过程中需将外植体进行脱分化培养,形成愈伤组织,然后经多次悬浮培养,得到分散的单细胞,从中选择高产细胞系,提取紫杉醇。(2)MS培养基是基础培养基,还需在MS培养基中添加适宜浓度的生长素和细胞分裂素,并要经灭菌后(以防止污染)才能用于紫杉醇的生产。蔗糖在培养基中既作为碳源,又调节渗透压。(4)在动物细胞的传代培养过程中,若传代代数过多,则可能形成肿瘤细胞。悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢产物积累、培养液中营养物质缺乏等因素使分裂受阻,可通过定期更换培养液和传代培养解决,以达到补充营养、降低细胞密度和降低有害代谢产物浓度的效果。
24.答案　(每空2分)(1)特定抗体　聚乙二醇处理、电脉冲融合、病毒诱导、激光融合　(2)阳性　 (3)能准确识别抗原的细微差异,与抗原发生特异性结合　(4)5区　6区
解析　(1)S蛋白相当于抗原,可激发机体的特异性免疫,制备抗S蛋白单克隆抗体时,分多次间隔给小鼠注射S蛋白,从而获得大量产生特定抗体的B淋巴细胞。(2)利用多孔培养板进行多次克隆化培养和专一抗体检测,然后筛选出抗体检测呈阳性的细胞(能产生特定抗体的杂交瘤细胞)进行克隆化培养,此时该克隆化培养细胞具有的特点是既能无限增殖,又能产生特异性抗体。(4)据图可知,5区是抗原-抗体结合区,6区是引起人体免疫反应区,抗原抗体能够特异性结合,所以需要从杂交瘤细胞中提取编码鼠源单克隆抗体的5区序列的基因,与从人体中获得的编码抗体6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,以解决抗体失效问题。
25.答案　(每空2分)(1)去核卵母细胞　胚胎移植　(2)内细胞团　完全一致　免疫排斥　(3)相关基因的表达
解析　(1)将胎猴的体细胞与①去核的卵母细胞用灭活的仙台病毒进行短暂处理,灭活的仙台病毒具有诱导细胞融合的作用,使体细胞与去核卵母细胞融合后形成重构胚,重构胚通过②胚胎移植技术转移至代孕母猴体内,再经过妊娠过程,成功培育出了克隆猴。(2)囊胚期的内细胞团没有分化,可从中分离得到胚胎干细胞。再造组织染色体上的基因都存在于细胞核中,再造组织的细胞核完全来自胎猴,因此,在不考虑变异的情况下,再造组织染色体上的基因与胎猴染色体上的基因完全一致。通过该方法获得的细胞或组织可以解决器官移植的免疫排斥问题。(3)分析向重构胚注入Kdm4d转录出的mRNA并用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理的目的,如下表所示:
操作 结果 目的
将组蛋白去甲基化酶Kdm4d基因的mRNA注入重构胚 mRNA翻译出组蛋白去甲基化酶Kdm4d,降低组蛋白的甲基化水平 调节相关基因的表达,利于重构胚的分裂和发育,提高胚胎的发育率和妊娠率
用组蛋白脱乙酰酶抑制剂(TSA)处理重构胚 抑制组蛋白脱乙酰酶的作用,提高组蛋白的乙酰化水平
附加题
1.答案　(1)细胞分化程度低,容易诱导产生愈伤组织　(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ　(3)m1+1.0　(4)Ⅰ
解析　(1)在诱导愈伤组织形成时,通常采用茎尖、幼叶等作为外植体,因为这些部位的细胞分裂能力强、分化程度低,全能性容易表达,容易诱导其脱分化产生愈伤组织。(2)Ⅰ阶段愈伤组织形成是离体的植物细胞脱分化的结果,脱分化过程中细胞的结构和功能发生明显改变,Ⅱ、Ⅲ阶段形成幼芽、根的过程存在细胞的分化,脱分化和再分化都存在基因的选择性表达,故Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段都存在基因的选择性表达。(3)根据题意,表中数据为品种B的最佳激素配比,若要确定品种A的Ⅰ阶段最佳细胞分裂素浓度,以0.5 μmol/L为梯度,可参考m1为中间值,故实验中细胞分裂素最高浓度可设为m1+1.0 μmol/L。(4)秋水仙素诱导形成多倍体的原理是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成,导致染色体不能移向两极,从而引起染色体数目加倍,形成多倍体。Ⅰ阶段形成愈伤组织的过程中细胞发生了脱分化,分裂能力较强,此阶段用秋水仙素处理材料,更易获得多倍体。
2.答案　(1)纤维素　果胶　流动性　(2)PEG浓度　30　3　显微镜　(3)植物组织培养　生长素和细胞分裂素
解析　分析图1:图为植物体细胞杂交过程,首先利用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去壁获得原生质体,其次诱导原生质体融合形成杂种细胞,最后通过植物组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株。分析图2:PEG浓度为30%时,二源融合率高,且多源融合率低,是培育紫罗兰-油菜的最佳PEG浓度。(2)①根据柱形图中的横坐标可知,该实验的自变量是PEG浓度;②二源融合是指由两个原生质体进行的融合,图中二源融合原生质体最多为3种(紫罗兰原生质体自身融合、油菜原生质体自身融合、紫罗兰原生质体和油菜原生质体融合)。
3.答案　(1)促性腺激素　(2)囊胚或囊胚期以前　切割针(或切割刀)　滋养层　(3)否　经过胚胎分割技术获得的胚胎细胞细胞核中遗传物质相同,因而由该细胞发育成的个体遗传性状基本相同　(4)A、C、D
解析　(2)在进行胚胎分割时,应选择发育良好的早期胚胎(囊胚或囊胚期以前的胚胎),将它移入含有培养液的培养皿中,然后在显微镜下用切割针或切割刀分割。(3)图中利用胚胎分割技术所获得的子代良种牛都来自最初同一个早期胚胎,细胞核中遗传物质相同,因而由该细胞发育成的个体遗传性状基本相同,没有明显差异。(4)图中的良种牛是来自供体母牛的早期胚胎经过分割移植后形成的,而早期胚胎的优良性状是由供体母牛和优良的配种公牛共同决定的,因此子代良种牛的优良性状由供体母牛和优良的配种公牛共同决定,A错误。在胚胎移植时,供、受体母牛要处于相同的生理状态,因此受体母牛也需要注射激素,使其处于发情、备孕的适宜状态,B正确。胚胎移植过程中,受体对移入子宫的早期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,因此胚胎移植给受体母牛之前,不需要为受体母牛注射免疫抑制剂,C错误。若利用图中所示技术繁殖人类的后代,存在技术和伦理问题,D错误。
4.答案　(1)原癌基因或抑癌基因　PD-1单抗与PD-1的结合阻断了PD-1和PD-L1结合,避免PD-L1抑制T细胞活化　(2)PSMA、CD28　骨髓瘤　(3)PSMA×CD28和PD-1单抗联合使用能够显著激活T细胞,且一定范围内随抗体浓度增加激活作用增强;单独使用PSMA×CD28或PD-1单抗,都不能显著激活T细胞　(4)PD-1单抗能避免PD-1与PD-L1结合,使CD28可以分布到T细胞和癌细胞的结合部位,PSMA×CD28能更好地实现T细胞与癌细胞的有效结合,显著激活T细胞
解析　(1)由图1可知,癌细胞通过PD-L1与T细胞上的PD-1结合,抗PD-1的单克隆抗体可与PD-1结合,从而阻断PD-1和PD-L1结合,避免PD-L1抑制T细胞的活化。(2)科学家的目的是构建同时结合PSMA、CD28的双特异性抗体PSMA×CD28,所以PSMA和CD28相当于抗原,需要先将其分别注入小鼠体内,分离出B淋巴细胞,将B淋巴细胞和小鼠的骨髓瘤细胞融合,再诱导筛选得到的两种杂交瘤细胞融合。(4)据图4可知,A组癌细胞和T细胞结合部位无蓝色荧光,而B组两细胞结合部位荧光明显,说明B组中荧光标记的CD28聚集在了T细胞和癌细胞的结合部位,可推知PD-1单抗可使CD28向癌细胞和T细胞的结合部位聚集;双特异性抗体PSMA×CD28既可以结合CD28,也可以结合PSMA,能更好地实现T细胞与癌细胞的有效结合,故PSMA×CD28与PD-1单抗联合使用,可显著激活T细胞。