专题通关21 细胞工程及其应用-【高考领航】2025年高考生物总复习四测通关卷

专题通关21　细胞工程及其应用 1．C　植物组织培养获得的植株茎尖切段需用70%的酒精和5%的次氯酸钠进行消毒处理，清洗时用无菌水，A正确；愈伤组织的诱导过程要在无菌条件下进行，避免杂菌的污染，B正确；细胞分裂素用量与生长素用量相等时，有利于愈伤组织的诱导，C错误；植物组织培养的再分化过程需要提供光能，以诱导叶绿素的形成，D正确。 2．D　图①为去除细胞壁过程，植物细胞壁的成分为纤维素和果胶，故可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A错误；愈伤组织细胞通过有丝分裂和细胞分化形成了植物体，B错误；相比于生芽培养基，生根培养基中生长素含量比例较高，C错误；植物细胞壁的形成与高尔基体有关，且需要消耗能量，因此，融合细胞生成细胞壁时，细胞内高尔基体和线粒体活动可能增强，D正确。 3．C　诱导红豆杉茎尖经过脱分化过程形成愈伤组织，A错误；在培养过程中提高细胞分裂素和生长素的比例有利于促进芽的形成，B错误；用液体培养基培养固定在一定空间内的愈伤组织生产紫杉醇时，需要通入无菌空气，利于细胞进行有氧呼吸，C正确；同一植株不同部位的组织细胞经诱导培养获得的植株基因型不一定相同，如花粉粒培养获得的愈伤组织细胞内染色体数目是正常体细胞的一半，D错误。 4．D　植物组织培养利用的是植物细胞全能性原理，且出芽和生根是细胞再分化的结果，A错误；消毒与灭菌不同，消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害， B错误；根据题意，青蒿素是从菊花科植物黄花蒿的叶片内提取的，而茎和其他部位中的青蒿素含量很微小，故不能从愈伤组织和培养液中直接提取，C错误；植物组织培养在出芽后必需要有光照才能合成叶绿素进行光合作用，所以应该在一定阶段给予适当光照，D正确。 5．D　过程①是花药离体培养，理论依据是细胞的全能性，A正确；诱变可以提高突变的频率，因此过程②用γ射线照射单倍体幼苗，目的是提高幼苗的突变频率，B正确；过程③用除草剂喷洒单倍体幼苗，目的是要筛选出抗除草剂的植株，C正确；植物组织培养为无性繁殖，过程④培育出的是单倍体植株，因此通过过程④和⑤获得的抗除草剂植株仍然是二倍体，D错误。 6．D　利用植物组织培养技术，可在短时间内获得大量试管苗，实现大规模生产，从而降低成本，解决种苗用量大、成本高的问题，A合理；茎尖等分裂旺盛部位病毒极少，甚至无病毒感染，所以利用茎尖分生组织培养出无病毒且保持优良性状的幼苗，产品质量得到提高，B合理；通过植物体细胞杂交技术可以实现两个植物物种间的体细胞杂交，得到同时具有两种遗传物质的植物，可以实现种间的杂交，克服了远缘杂交不亲和的障碍，C合理；愈伤组织具有分裂旺盛的优点，适于诱变育种的取材，能提高突变频率，由于基因突变具有不定向性，因此不能确保得到优良品种，D不合理。 7．B　上述过程并未得到完整个体或各种细胞，故不能体现细胞的全能性，其原理是细胞增殖，A错误；上述过程主要是动物细胞培养技术，培养需要无毒、无菌和合适配比的营养和气体条件，B正确；培养的材料应取分化程度较低的细胞，C错误；“细胞培养肉”制造过程中，肌肉细胞的培养需要借助合适的支架体系来防止细胞的接触抑制，成本较高，D错误。 8．A　培养动物细胞的原理是细胞增殖，一般使用液体培养基，A错误；动物细胞培养前要用胰蛋白酶将组织细胞分散成单个细胞，动物细胞培养过程中，也需要用胰蛋白酶将接触抑制的细胞分散开来，再分瓶培养，B正确；多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，C正确；动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2，CO2的主要作用是维持培养液的pH，D正确。 9．D　注射PD­L1后，脾中B淋巴细胞可能部分转化为浆细胞产生抗体，但体外培养并不能产生单克隆抗体，A错误；诱导动物细胞融合的方法：PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法，融合后的细胞有可能是具有同种核的细胞，也有可能是杂交瘤细胞，B错误；图中细胞群a～d表示杂交瘤细胞，能大量增殖，但是加入PD­L1抗原后只有a细胞群抗体检测呈阳性，因此只有a细胞群能产生抗PD­L1单克隆抗体，C错误；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(细胞群a)，D正确。 10．C　由于提取的B淋巴细胞有多种，因此形成的杂交瘤细胞不一定产生所需的抗体，故图中杂交瘤细胞还需要进行抗体阳性检测，以进一步筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞，A错误；免疫B细胞含有次黄嘌呤磷酸核糖转移酶，但其自身不增殖，选择免疫B细胞制备杂交瘤细胞主要是因为其能产生特异性抗体，B错误；灭活的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B淋巴细胞与杂交瘤细胞融合，C正确；单克隆抗体可与抗原发生特异性结合，从而导致其携带的药物可靶向性杀死癌细胞，单克隆抗体不能直接消灭靶细胞，D错误。 11．ABC　材料中诱导产生的人类全能干细胞类似受精卵发育3天的状态，具有分裂和分化能力，A正确；材料中诱导产生的人类全能干细胞类似受精卵，具有细胞全能性，能分化形成各种器官，且自体移植时不发生免疫排斥反应，因此有助于解决器官短缺、异体移植排斥反应等问题，B、C正确；材料中人类全能干细胞是由体细胞诱导培养成的，故材料中的体细胞和人类全能干细胞基因组成是相同的，但是基因表达情况不完全相同，D错误。 12．BD　无论体内受精还是体外受精，精子均需要获能后才能完成受精，A错误；①胚胎分割属于无性生殖，进行①胚胎分割后获得的2个健康胚胎的遗传性状相同，B正确；可从早期囊胚(b)中的内细胞团细胞获得胚胎干细胞，C错误；进行②胚胎移植时能否成功，与供体和受体的生理状态有关，通常需要用激素进行同期发情处理，D正确。 13．解析：(1)细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，过程①使用了纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得植物原生质体。(2)过程②是诱导原生质体融合，常用的化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法，使两种细胞的原生质体融合。若过程②形成的细胞均为2个细胞融合而来，则两种细胞的原生质体融合时有可能是两个滩涂野耐盐大豆细胞相互融合，也可能是两个普通高产大豆细胞相互融合，或滩涂野耐盐大豆细胞和普通高产大豆细胞相互融合，所以有3种情况。(3)过程③表示杂种细胞再生出细胞壁，过程④⑤分别表示脱分化形成愈伤组织、再分化形成幼苗的过程，过程④⑤运用的技术是植物组织培养，体现了植物细胞具有全能性。(4)分析题意，加入质量分数为0.6%的氯化钠以后，只有具有耐盐特性的细胞才能生存，则普通高产大豆细胞不具有耐盐特性，不能形成愈伤组织，而另外两种细胞(滩涂野耐盐大豆细胞和杂种细胞)都具有耐盐特性，能够在质量分数为0.6%的氯化钠环境中存活，所以能形成愈伤组织。 答案：(1)纤维素酶和果胶酶　(2)聚乙二醇(PEG)融合法　高Ca2＋—高pH融合法　3　(3)杂种细胞再生出细胞壁　脱分化　再分化　植物组织培养　植物细胞具有全能性　(4)普通高产大豆细胞　加入质量分数为0.6%的氯化钠溶液以后，只有具有耐盐特性的细胞才能生存，普通高产大豆细胞不具有耐盐特性，不能形成愈伤组织 14．解析：(1)单克隆抗体制备过程中两次筛选，第一次筛选出杂交瘤细胞，用特定的选择培养基，未融合的亲本细胞、融合的具有同种核的细胞都死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长；第二次筛选出能合成特定抗体的杂交瘤细胞，以克隆化培养和抗体检测的方法进行，选择抗体检测阳性的。(2)ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成，抗体具有特异性，可以实现对肿瘤细胞的选择性杀伤，减少了用药量，也降低了副作用。(3)过继性细胞治疗中，从肿瘤患者体内获取的免疫细胞置于适宜环境下培养，可分为两大类：一类细胞悬浮培养，一类细胞贴壁。在细胞培养的过程中，由于细胞密度过大、有害代谢物积累、培养液中营养物质缺乏和接触抑制，细胞分裂受阻；培养过程中出现接触抑制现象时，可用胰蛋白酶处理贴壁细胞使之分散成单个细胞进行传代培养。(4)过继性细胞治疗有效避免免疫排斥，原因是自体免疫细胞进行诱导培养得到的免疫细胞与人体细胞的组织相容性抗原相同。 答案：(1)选择培养基　克隆化培养　抗体检测　(2)抗体、接头、药物　(3)悬浮培养　贴壁　细胞密度过大、有害代谢物积累、培养液中营养物质缺乏　胰蛋白　(4)以自体免疫细胞进行诱导培养得到的免疫细胞与人体细胞的组织相容性抗原相同 15．解析：(1)动物细胞培养所要满足的条件是：①无菌、无毒环境，除了操作和培养环境无菌外，还要向培养液中添加抗生素；②营养，体外培养与体内培养几乎相同；③温度、pH和渗透压；④气体环境，95%空气(细胞代谢必需的)和5%CO2(CO2的主要作用是维持营养液的pH)。(2)5%CO2的主要作用是维持营养液的pH。(3)②为了排除是肝脏培养液或是肝脏小块对实验的影响，应向乙或丁装置中放置肝脏小块；④由题目中吉姆萨染液(使染色体着色)可知，应该是观察染色体的形态和数目，并对比分析。甲组添加肝脏小块，淋巴细胞染色体正常，丙组没有添加，出现染色体异常，说明肝脏小块对有机物X具有解毒作用。 答案：(1)无菌、无毒的环境　(2)维持培养液的pH (3)②向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块　④染色体的形态和数量　肝脏小块对有机物X具有解毒作用 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题通关21　细胞工程及其应用 (满分：100分) 一、单项选择题(本题共10小题，每小题3分，共30分) 1．为解决姜科植物繁殖系数低的问题，扩大姜科植物的繁殖规模，提高品种自身抗逆性和增产潜力，科研人员通过植物组织培养技术构建了姜科植物离体快速繁殖体系，包括外植体的选择与消毒处理、愈伤组织的诱导和生芽、生根培养等。下列相关叙述错误的是(　　) A．选取姜的茎尖作为外植体，通常使用酒精和次氯酸钠溶液进行消毒处理 B．愈伤组织的诱导过程要在无菌条件下进行 C．细胞分裂素用量与生长素用量相等时，有利于不定芽的诱导 D．植物组织培养的再分化过程需要提供光能 2．(2024·湖南岳阳校考)科研人员将苜蓿与百脉根(富含单宁，单宁可减少膨胀病的发生)进行植物体细胞杂交以期获得抗膨胀病苜蓿新品种，技术路线如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．图中①过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶去除细胞壁 B．愈伤组织细胞通过减数分裂和有丝分裂形成了植物体 C．相比于生芽培养基，生根培养基中生长素含量比例较低 D．融合细胞生成细胞壁时，高尔基体和线粒体的活动可能增强 3．(2024·山东潍坊昌乐二中校考)为拯救珍稀植物红豆杉，并同时获得高抗癌活性物质——紫杉醇，科研小组设计了如图所示的实验流程。下列相关叙述正确的是(　　) A．诱导红豆杉茎尖经过再分化过程形成愈伤组织 B．在培养过程中提高细胞分裂素和生长素的比例有利于促进根的形成 C．用液体培养基扩大培养愈伤组织生产紫杉醇时，通常要通入无菌空气 D．同一株植物不同部位的组织细胞经诱导培养获得的植株基因型一定相同 4．(2024·海南统考预测)青蒿素是从菊花科植物黄花蒿的叶片内提取的强抗疟成分，而黄花蒿的茎及其他部位中的青蒿素含量极其稀少。某科学家试图运用植物组织培养技术以较低的代价获得大量的青蒿素，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述正确的是(　　) A．该技术的理论依据是植物细胞具有全能性，出芽和生根是脱分化的结果 B．灭菌的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害 C．可以利用愈伤组织进行细胞产物的工厂化生产，也可以从培养液中获得青蒿素 D．该培养过程需要在一定阶段给予适当光照 5．(2024·安徽蚌埠模拟)为快速培育抗除草剂的水稻(2N＝24)，育种工作者用如图所示方法进行育种，下列说法不正确的是(　　) A．过程①花药离体培养的理论依据是细胞的全能性 B．过程②用γ射线照射单倍体幼苗，目的是提高幼苗的突变频率 C．过程③用除草剂喷洒单倍体幼苗，目的是筛选出抗除草剂的植株 D．通过过程④和过程⑤，培育出的抗除草剂植株属于四倍体植株 6．甘薯由于能增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止动脉硬化等越来越被人们喜爱。但甘薯属无性繁殖作物，同时又是同源六倍体，具有自交不育和杂交不亲和性，这使甘薯生产和育种存在诸多常规方法难于解决的问题。下列相关操作不合理的是(　　) A．利用植物组织培养技术制作人工种子，可解决种苗用量大、成本高的问题 B．利用茎尖分生组织培养脱毒苗，产品质量得到提高 C．利用原生质体融合实现体细胞杂交，可以克服杂交不亲和，充分利用遗传资源 D．利用培养的愈伤组织进行诱变育种，可以显著提高变异频率，确保得到优良品种 7．(2024·浙江高三校联考)2023年3月，中国首块100%鸡细胞肉在杭州一家生物公司研制成功，这是一块完全不含植物支架的动物细胞培养肉产品。培养细胞取自杭州的一种本土鸡，培养肉经多种烹饪方式后的口感与传统鸡肉几乎无差别。下列关于该技术的叙述正确的是(　　) A．原理是细胞的全能性 B．培养需要无毒、无菌和合适配比的营养和气体条件 C．培养的材料可取分化程度较高的肌肉干细胞，经消化分散后培养 D．所需的成本低，且细胞培养肉的质量可控，很有发展前景 8．(2024·河南实验中学校考)动物细胞培养需要在适宜条件下进行。下列关于动物细胞培养的叙述不正确的是(　　) A．动物细胞培养一般选用固体培养基 B．胰蛋白酶处理可以使细胞分散开 C．多数动物细胞适宜生存在pH为7.2～7.4的环境 D．动物细胞培养所需的主要气体包括O2和CO2 9．(2024·河南洛阳校考)抗PD-L1单克隆抗体能与肿瘤细胞膜表面的PD-L1特异性结合，因而具有治疗某些癌症的作用。如图表示制备抗 PD-L1单克隆抗体的流程。下列叙述正确的是(　　) A．注射 PD-L1后脾中 B淋巴细胞在体外培养时可分泌单克隆抗体 B．诱导融合也可以采用电融合法，融合后的细胞即为杂交瘤细胞 C．图中细胞群a～d既能大量增殖，又能产生抗 PD-L1单克隆抗体 D．加入 PD-L1抗原经多次筛选后获得的细胞群a可用于大规模培养 10．(2024·辽宁高三校联考)骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT－)，在HAT培养液中会出现DNA合成障碍而无法生长。如图为用于生产单克隆抗体的某杂交瘤细胞制备过程，下列叙述正确的是(　　) A．图中杂交瘤细胞无需再筛选，可直接生产单克隆抗体 B．选择免疫B细胞制备杂交瘤细胞主要是因为它可在HAT培养液中生长增殖 C．灭活的病毒可使细胞膜上部分分子重新排布而诱导细胞融合 D．单克隆抗体可直接消灭靶细胞，因而可用于癌症的治疗 二、不定项选择题(本题共2小题，每小题5分，共10分) 11．我国科学家研究发现，通过体细胞诱导培养出了类似受精卵发育3天状态的人类全能干细胞，这是目前全球在体外培养的“最年轻”的人类细胞。下列相关说法正确的是(　　) A．材料中诱导产生的人类全能干细胞具有分裂和分化能力 B．材料中诱导产生的人类全能干细胞具有细胞全能性 C．该项技术有助于解决器官短缺、异体移植排斥反应等问题 D．材料中体细胞与人类全能干细胞的基因组成相同，基因表达情况也相同 12．胚胎工程理论的发展和技术的应用提高了良种奶牛的繁育速度，保证了我国高品质牛奶的充足供应。如图表示繁殖良种奶牛以及获取胚胎干细胞的流程，下列叙述正确的是(　　) A．体外受精与体内受精不同的是体外受精前精子需要获能 B．进行①胚胎分割后获得的2个健康胚胎的遗传性状相同 C．可从早期囊胚(b)中的滋养层细胞获得胚胎干细胞(e) D．进行②胚胎移植时能否成功，与供体和受体的生理状态有关 选 择 题 答 题 栏 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 三、非选择题(本题共3小题，共60分) 13．(17分)如图是科学家利用滩涂野耐盐大豆和普通高产大豆进行体细胞杂交，培育“耐盐—高产大豆”新品种的过程示意图，①～⑤表示培育过程，请据图回答下列问题： (1)过程①使用了______________去除细胞壁，获得植物原生质体。 (2)过程②常用的化学法包括____________、______________，使两种细胞的原生质体融合。若过程②形成的细胞均为2个细胞融合而来，则经过该过程后，产生的融合细胞最多有______种。 (3)过程③表示__________________，过程④⑤分别表示_________、________过程，过程④⑤运用的技术是__________，体现出______________________。 (4)科学家在甲瓶的培养基中加入了质量分数为0.6%的NaCl溶液，发现仅有部分细胞形成愈伤组织，未形成愈伤组织的细胞是_________________________ (填“滩涂野耐盐大豆细胞”“普通高产大豆细胞”或“杂种细胞”)，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 14．(21分)(2024·重庆育才中学校考)在肿瘤患者的治疗中，被动免疫治疗是指被动地将具有抗肿瘤活性的免疫制剂或细胞回输给肿瘤患者机体进行治疗，该治疗方案适用于肿瘤晚期患者，主要分为单克隆抗体治疗和过继性细胞治疗两类，其中过继性细胞治疗相关过程如图所示。回答下列问题： (1)在单克隆抗体治疗中，为了获取能产生抗肿瘤细胞的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。筛选所用的培养基属于__________(按功能)。筛选出来的杂交瘤细胞进行___________和_________才可以获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。 (2)科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合，制成了抗体—药物偶联物(ADC)，ADC通常由______________________三部分组成。 (3)过继性细胞治疗中，从肿瘤患者体内获取的免疫细胞置于适宜环境下培养，可分为两大类：一类细胞__________，一类细胞________。培养过程中会出现分裂受阻，其原因主要有______________________________________________ __________________________________________________________________________________________________(答出2点)， 培养过程中出现接触抑制现象时，可用____________酶处理贴壁细胞使之分散成单个细胞进行传代培养。 (4)过继性细胞治疗能有效避免免疫排斥，其原因是______________________ __________________________________________________________________________________________________________________________。 15．(22分)动物器官的体外培养技术对研究器官的生理、病理过程及其机制的意义重大。如图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图，请回答下列问题： (1)体外培养肝脏小块要满足的条件：适宜的温度、pH、渗透压、气体环境、营养和____________。 (2)气室中充入5%CO2的主要作用是__________________。 (3)有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用如图所示装置和下列提供的材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。 材料用具：肝脏小块、外周血淋巴细胞、淋巴细胞培养液、植物凝集素(刺激淋巴细胞分裂); 显微镜、载玻片、盖玻片、玻璃皿、滴管；吉姆萨染液(使染色体着色)、有机物 X 溶液等。 实验过程： ①在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份，备用。 ②利用甲、乙、丙、丁4组装置(与上图相同)，按下表所示步骤操作(“ √ ”表示已完成步骤) 操作步骤 甲 乙 丙 丁 步骤一：加入肝脏培养液 √ √ √ √ 步骤二：加入有机物X溶液 √ √ 步骤三：放置肝脏小块 √ 表中还需进行的操作是_____________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________。 ③培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中并继续培养淋巴细胞。 ④一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察________________ ________，并对比分析。若只有丙组淋巴细胞出现异常，甲组的淋巴细胞正常，则说明________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________。 学科网（北京）股份有限公司 $$