第2章 细胞工程 单元综合提升-【金版新学案】2024-2025学年高中生物选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019 不定项）

单元综合提升 1．无论脱分化还是再分化，过程中均需提供光照。(×) 2．植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素的比值始终不变。(×) 3．用纤维素酶和果胶酶酶解法获得的植物原生质体失去了细胞全能性。(×) 4．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。(√) 5．动物细胞在培养过程中都具有细胞贴壁的现象。(×) 6．贴壁细胞用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。(√) 7．用于核移植的供体细胞一般都选用10代以内的培养细胞。(√) 8．将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行诱导融合，培养液中融合后的细胞即为杂交瘤细胞。(×) 9．精子获能液常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等。(√) 10．当精子入卵后，透明带立即发生生理反应，阻止后来的精子进入。(×) 11．在胚胎移植中，对供体母畜要进行超数排卵处理，对供、受体要进行同期发情处理。(√) 12．做DNA分析、鉴定性别要取内细胞团处的细胞。(×) 学生用书第78页 1．植物组织培养与植物体细胞杂交的比较 针对练1.(2024·江苏南通一模)马铃薯四倍体栽培种没有青枯病的抗性基因，少数马铃薯野生种存在青枯病的抗性基因。由于核型等差异，野生种难以与四倍体马铃薯栽培种直接杂交繁育，为获得具有抗青枯病的马铃薯栽培种，研究人员进行了植物体细胞杂交的实验研究，过程如下图所示。下列叙述正确的是(　　) A．在低渗溶液中，用纤维素酶和果胶酶处理A和B以获得两种原生质体 B．培育成的马铃薯新品种与野生型或四倍体栽培种之间存在核型差异 C．过程②的培养基中需添加等量的生长素类和赤霉素类植物生长调节剂 D．③为再分化过程，可用DNA分子杂交技术鉴定植株的抗病性状 答案：B 解析：酶解法可用于去除细胞壁获得原生质体，但不能在低渗溶液中进行，否则原生质体会吸水涨破，A错误；培育成的马铃薯新品种是细胞融合的结果，其为六倍体，与野生型(二倍体)或四倍体栽培种之间存在核型差异，B正确；过程②是植物组织培养的脱分化过程，其培养基中需添加等量的生长素类和细胞分裂素类植物生长调节剂，C错误；③为再分化过程，植株的抗病性状是由蛋白质表现出来的，采用抗原－抗体杂交的方法，D错误。 针对练2.下图是通过植物体细胞杂交技术获得“番茄—马铃薯”植株的技术流程图，下列说法正确的是(　　) A．图中过程②表示再分化的过程 B．植物体细胞融合完成的标志是原生质体融合 C．已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于三倍体 D．该过程体现了植物细胞的全能性 答案：D 解析：分析题图可知，②表示人工诱导原生质体融合的过程，A错误；植物体细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁，B错误；“番茄—马铃薯”属于异源六倍体，C错误。 2．比较植物体细胞杂交和动物细胞融合 项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性、细胞增殖 融合前处理 除去细胞壁 使细胞分散开 相关酶 纤维素酶和果胶酶 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 诱导方法 物理法：电融合法、离心法； 化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法 物理法：电融合法； 化学法：聚乙二醇(PEG)融合法； 生物法：灭活病毒诱导法 结果 杂种植株 杂交细胞 应用 培育植物新品种 主要用于制备单克隆抗体 学生用书第79页 意义 突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合 相同点 动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法相似 针对练3.人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒，可诱发细胞癌变。抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如图所示。下列叙述不正确的是(　　) A．在HAT培养基上存活的杂交瘤细胞既能无限增殖又可以分泌抗体 B．单克隆抗体的特点是灵敏度高、特异性强，可以大量制备 C．可用HPV衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞 D．单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜的选择透过性 答案：D 解析：单克隆抗体的制备过程主要运用的是细胞工程技术包括动物细胞培养和动物细胞融合，原理依次是细胞增殖、细胞膜的流动性，D错误。 针对练4.(2024·江西南昌高三期末)细胞工程包括植物细胞工程和动物细胞工程。某同学对植物细胞工程和动物细胞工程进行了比较，下列说法错误的是(　　) 选项 比较内容 植物细胞工程 动物细胞工程 A 克隆个体 植物组织培养可快速获得大量植株 动物细胞核移植可获得克隆动物 B 培养基 常用固体培养基，只添加无机成分 常用液体培养基，添加生长必需营养、动物血清 C 全能性表达 易 难 D 细胞融合应用 克服远缘杂交不亲和障碍获得杂种植株 制备单克隆抗体 答案：B 解析：在克隆个体方面，植物细胞工程可通过植物组织培养获得大量完整植株，动物细胞工程可通过动物细胞核移植获得克隆个体，A正确；植物组织培养所用的培养基中需添加蔗糖等有机营养成分，B错误；植物细胞更易表达出全能性，而动物细胞全能性表达受限，目前只有动物细胞核全能性表达成功的案例，C正确；不同物种细胞的原生质体融合后经植物组织培养可获得杂种植株，从而克服远缘杂交不亲和的障碍，动物细胞工程可用于制备单克隆抗体，D正确。 3．有性生殖和无性生殖的比较 胚胎移植是有性繁殖还是无性繁殖，取决于胚胎的来源：若由受精卵发育而成，属于有性繁殖；若由核移植技术形成的重组细胞发育而成，或由胚胎分割获得，则属于无性繁殖。 (1)自然受精、人工授精和体外受精的比较 项目 自然受精 人工授精 体外受精 不同点 过程 雌雄动物交配完成 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精 人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程 场所 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 体外培养液中 相同点 ①精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程；②都是有性生殖 (2)无性生殖 ①克隆动物——动物细胞核移植，体现了动物细胞核的全能性。 ②胚胎分割移植是无性繁殖或克隆的方法之一，能够获得多个遗传物质相同的个体。 针对练5.下列关于“试管牛”培养流程的叙述，不正确的是(　　) 学生用书第80页 A．过程①可对供体母牛注射促性腺激素，使其排出更多的卵子 B．过程②发生的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体或雌、雄原核 C．大量的研究已经证明，过程③基本不会发生免疫排斥反应 D．移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中受受体的影响 答案：D 解析：过程①可对供体母牛注射促性腺激素使其超数排卵，即使其排出更多的卵子，A正确；过程②表示体外受精，在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志，B正确；胚胎移植时，受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这是胚胎移植成功的理论基础，C正确；“试管牛”的遗传物质来自供体母牛和供体公牛，胚胎遗传性状取决于供体，在孕育过程中不受受体的影响，D错误。 针对练6.研究人员采用体细胞克隆技术培育克隆羊，其操作流程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．X不能直接发育为个体的原因是细胞中的遗传物质不能表达 B．重组细胞要进行分裂和发育需经振荡或用灭活的病毒、PEG等激活 C．早期胚胎在丙体内能正常孕育是因为胚胎可与母体建立正常的生理和组织联系 D．经培育得到的丁羊，其细胞内的遗传物质与甲完全相同 答案：C 解析：X不能直接发育为个体的原因是动物体细胞表现全能性十分困难，A错误；重组细胞要进行分裂和发育需用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活，B错误；经培育得到的丁羊，其细胞核遗传物质来自甲，而细胞质遗传物质大部分来自乙，因此其细胞内的遗传物质与甲不完全相同，D错误。 1．(2023·河北卷)植物细胞悬浮培养是将单个细胞或细胞团进行液体培养增殖的技术。下列叙述错误的是(　　) A．植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理 B．经纤维素酶和果胶酶充分处理后，植物细胞团分散为单个完整的悬浮细胞 C．为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度、pH和渗透压 D.利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗 答案：B 解析：为了避免杂菌污染，植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理，A正确；纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得的是原生质体，不能获得单个完整的悬浮细胞，B错误；细胞的正常生长需要适宜的条件，因此，为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度、pH和渗透压，C正确；利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗，同样也不受季节和天气的限制，D正确。 2．(2023·江苏卷)研究者通过体细胞杂交技术，探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。下列相关叙述正确的是(　　) A．从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，用于去除细胞壁 B．原生质体需在低渗溶液中长期保存，以防止过度失水而死亡 C．检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，活的原生质体被染色 D．聚乙二醇促进原生质体融合后，以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞 答案：D 解析：从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，不能用于去除细胞壁，因为紫菜细胞的细胞壁成分中没有蛋白质，A错误；获得的原生质体若处在低渗溶液中，会吸水涨破，B错误；检测原生质体活力时可用台盼蓝染色，活的原生质体不能被染色，C错误；聚乙二醇作为诱导剂可促进原生质体融合，对于杂种细胞可以叶绿体颜色等差异为标志来进行识别，D正确。 3．(2023·山东卷)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 解析：有些产物不能或难以通过化学合成途径得到，故可利用该技术获得某些无法通过化学合成途径得到的产物，A正确；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；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物的产量，C错误；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。 学生用书第81页 4.(2023·辽宁卷)大量悬浮培养产流感病毒的单克隆细胞，可用于流感疫苗的生产。下列叙述错误的是(　　) A．悬浮培养单克隆细胞可有效避免接触抑制 B．用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清 C．当病毒达到一定数量时会影响细胞的增殖 D．培养基pH不会影响单克隆细胞的病毒产量 答案：D 解析：悬浮培养单克隆细胞，可以保证足够的气体交换，通过振荡或转动装置使细胞始终处于分散悬浮于培养液内，可有效避免接触抑制，A正确；由于细胞的生长是比较复杂的过程，血清中含有一些必需的因子，用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清，B正确；病毒借助于细胞进行繁殖，利用了活细胞的物质、能量、酶等，当病毒达到一定数量时细胞的生命活动受到影响，会影响细胞的增殖，C正确；细胞的正常生命活动需要适宜的pH，培养基pH会影响细胞代谢，进而影响单克隆细胞的病毒产量，D错误。 5．(2023·海南卷)某团队通过多代细胞培养，将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除，获得XO胚胎干细胞，再经过一系列处理，使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是(　　) A．营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制 B．获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异 C．XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化 D．若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育 答案：A 解析：营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞也会发生接触抑制，A错误；XO胚胎干细胞中丢失了Y染色体，因而该细胞的获得过程发生了染色体数目变异，B正确；XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化，即细胞的功能发生了特化，因而发生了细胞分化，C正确；若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法，即获得有功能的卵母细胞，进而用于繁育，实现濒危物种的保护，D正确。 6．(2023·北京卷)甲状旁腺激素(PTH)水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗体用于快速检测PTH，有关制备过程的叙述不正确的是(　　) A．需要使用动物细胞培养技术 B．需要制备用PTH免疫的小鼠 C．利用抗原—抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞 D．筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞 答案：D 解析：单克隆抗体制备过程中需要对骨髓瘤细胞等进行培养，即需要使用动物细胞培养技术，A正确；该操作的目的是制备单克隆抗体用于快速检测PTH，故应用PTH刺激小鼠，使其产生相应的B细胞，B正确；抗原与抗体的结合具有特异性，可利用抗原—抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞，C正确；由于一种B细胞经分化形成浆细胞后通常只能产生一种抗体，故筛选出的单个杂交瘤细胞无法分泌多种抗体，D错误。 7．(2023·天津卷)多种方法获得的早期胚胎，均需移植给受体才能获得后代。下图列举了几项技术成果。 下列叙述正确的是(　　) A．经胚胎移植产生的后代与受体均保持一致 B．①需获得MⅡ期的去核卵母细胞 C．②能大幅改良动物性状 D．③可通过②技术实现扩大化生产，①②可通过③技术实现性状改良 答案：D 解析：子代动物的遗传性状与供体基本一致，但与受体无关，A错误。核移植过程中需要处于MⅡ中期的去核卵母细胞，而过程①是培育试管动物，需要培育到适宜时期(桑葚胚或囊胚等时期)进行胚胎移植，B错误。过程②得到的是克隆动物，是无性生殖的一种，不能大幅改良动物性状，C错误。过程②克隆技术可得到大量同种个体，为过程③提供了量产方式；过程③是转基因技术，转基因可导入外源优良基因，为过程①、②提供了改良性状的方式，D正确。 8．(2023·浙江1月选考)在家畜优良品种培育过程中常涉及胚胎工程的相关技术。下列叙述错误的是(　　) A．经获能处理的精子才能用于体外受精 B．受精卵经体外培养可获得早期胚胎 C.胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率 D．胚胎移植前需对受体进行选择和处理 答案：C 解析：精子需要经过获能处理才具有受精能力，A正确；受精卵经体外培养可获得早期胚胎，B正确；胚胎分割可以获得多个胚胎，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，C错误；胚胎移植前，需选择健康体质和正常繁殖能力的受体且进行同期发情处理，D正确。 9．(2020·全国Ⅰ卷)为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。 回答下列问题： (1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是 ________________________________________________________________________。 (2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养 学生用书第82页 基属于　　　　　　　，使用该培养基进行细胞培养的结果是　　　　　　　　　　　。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是　　　　　　　　　　　　。 (4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有 ________________________________________________________________________ (答出2点即可)。 答案：(1)诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞　(2)取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液　(3)选择培养基　只有杂交瘤细胞能够生存　抗原与抗体的反应具有特异性　(4)将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养 解析：(1)利用小鼠甲制备单克隆抗体时，先要给小鼠甲注射相应的抗原，目的是获得经免疫的、能产生相应抗体的B淋巴细胞。(2)利用小鼠甲的脾脏制备单细胞悬液的步骤是：①取小鼠甲的脾脏并剪碎；②用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理使其分散成单个细胞；③利用培养液将分散的细胞制成细胞悬液。(3)为了得到所需要的杂交瘤细胞，在细胞培养过程中要进行筛选。第一次筛选是利用选择培养基进行筛选，在选择培养基上只有融合的杂种细胞才能生长，未融合的、同种细胞融合的细胞都不能存活。后续过程还需要利用抗原与抗体的反应具有特异性的原理进行多次筛选，目的是得到能产生所需要的抗体并能无限增殖的杂交瘤细胞。(4)若要将得到的杂交瘤细胞进行大量增殖，可以在体外条件下进行大规模培养或将其注射到小鼠腹腔内增殖。 10．(2023·湖南卷，节选)某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答下列问题： (1)若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌，培养基的主要营养物质包括水和　　　　　　。 (2)现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌H，其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽对　　　　　　　　　　　　　　　　的抑制效果较好，若要确定其有抑菌效果的最低浓度，需在　　　　　μg·mL-1浓度区间进一步实验。 测试菌 抗菌肽浓度/(μg·mL-1) 55.20 27.60 13.80 6.90 3.45 1.73 0.86 金黄色葡萄球菌 － － － － － ＋ ＋ 枯草芽孢杆菌 － － － － － ＋ ＋ 禾谷镰孢菌 － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 假丝酵母 － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 注：“＋”表示长菌，“－”表示未长菌。 (3)研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官，可自组装或与成熟细胞组装成肺类装配体，如图所示。肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH以及________________________________________________________________________ ______________________________________________________________(答出两点) 等基本条件。肺类装配体形成过程中是否运用了动物细胞融合技术　　　　(填“是”或“否”)。 (4)耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)是一种耐药菌，严重危害人类健康。科研人员拟用MRSA感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽是否对MRSA引起的肺炎有治疗潜力。以下实验材料中必备的是　　　　。 ①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体　②MRSA感染的肺类装配体　③解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽　④生理盐水　⑤青霉素(抗金黄色葡萄球菌的药物)　⑥万古霉素(抗MRSA的药物) 答案：(1)无机盐、碳源　(2)金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌　1.73～3.45　(3)无菌、无毒环境，含95%空气和5%CO2的气体环境　否　(4)②③④⑥ 解析：(1)由题意可知，根际促生菌具有固氮作用，可利用空气中的氮气作为氮源，因此用于筛选根际促生菌的培养基的主要营养物质包括水、无机盐和碳源。(2)由题表可知，在抗菌肽浓度为3.45～55.20 μg·mL-1范围内，金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌均不能生长，表明该抗菌肽对它们的抑菌效果较好；因为抗菌肽的浓度为1.73 μg·mL-1时，它们均能生长，所以要确定抗菌肽抑菌效果的最低浓度，应在1.73～3.45 μg·mL-1的浓度区间进一步实验。(3)肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH以及无菌、无毒环境，含95%空气和5% CO2的气体环境等基本条件；由题图示可知，肺类装配体形成的过程中没有运用动物细胞融合技术，只涉及了细胞的分裂和分化等内容。(4)科研人员拟用MRSA感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽是否对MRSA引起的肺炎有治疗潜力，必备实验材料为：②MRSA感染的肺类装配体、③解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽、④生理盐水(设置对照实验使用)、⑥万古霉素(抗MRSA的药物，比较解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽的疗效)，故选②③④⑥。 学科网（北京）股份有限公司 $$