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 多选）

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．（2024·甘肃卷）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）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·吉林卷）迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时，先诱导外植体形成愈伤组织，再进行 学生用书第81页 细胞悬浮培养获得迷迭香酸，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是(　　) A．迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体 B．诱导愈伤组织时需加入NAA和脱落酸 C.悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团 D．茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率 答案：B 解析：迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体，生长旺盛，分裂能力较强，A正确；诱导愈伤组织时需加入NAA和细胞分裂素，B错误；悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团，获得更多的营养物质和氧气，使得其可以进一步分裂，C正确；加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量，推测茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物（不是植物生长所必需的）的合成速率，D正确。 4.（2024·吉林卷）从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是(　　) A．传代培养时，培养皿需密封防止污染 B．选取①的细胞进行传代培养比②更合理 C．直接用离心法收集细胞进行传代培养 D．细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关 答案：D 解析：传代培养时需要营造无菌、无毒以及95%空气＋5%CO2的气体环境，而非密封，A错误；选取②的细胞进行传代培养比①更合理，②时细胞增长开始变得缓慢，B错误；对于贴壁生长的细胞进行传代培养时，先需要用胰蛋白酶等处理，使之分散为单个细胞，然后再用离心法收集，C错误；细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大、细胞间产生接触抑制有关，D正确。 5．（2024·北京卷）我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构（类囊胚），为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系（如图）。相关叙述错误的是(　　) A．实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能 B．实验过程中使用的培养基含有糖类 C．类囊胚的获得利用了核移植技术 D．可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育 答案：C 解析：体外诱导食蟹猴胚胎干细胞， 形成了类似囊胚的结构（类囊胚），证实了食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能，A正确；实验过程中使用的培养基需含有糖类，糖类可为细胞培养提供能源物质，B正确；类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术，并没有进行核移植，C错误；可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体中继续胚胎发育，从而可以用来研究类囊胚的后续发育，D正确。 6．（2024·甘肃卷）甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优良品种，是季节性发情动物，每年产羔一次，每胎一羔，繁殖率较低。为促进畜牧业发展，研究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术提高藏羊的繁殖率，流程如下图。下列叙述错误的是(　　) A．藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵 B．藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精 C．受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理 D．后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙 答案：B 解析：促性腺激素能作用于卵巢，藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵，A正确；从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养成熟(MⅡ)后才可与获能的精子进行体外受精，B错误；在胚胎移植前要对接受胚胎的受体和供体进行同期发情处理，使供、受体的生理状况相同，因此受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理，C正确；后代丁是由藏羊甲的卵细胞和藏羊乙的精子结合形成的受精卵发育而来，因此后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙，D正确。 7．（2024·山东卷）下列关于植物愈伤组织的说法正确的是（多选）(　　) A．用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体 B．融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织 C．体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核 D．通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖 答案：BD 解析：植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，故用果胶酶和纤维素酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体，A错误；用纤维素酶和果胶酶分别处理不同的植物细胞，得到原生质体，运用物理方法或化学方法诱导融合，形成杂种细胞，再利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株，故融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织，B正确；体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的遗传物质，只有1个细胞核，C错误；通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于植物的组织培养，从繁殖看属于无性繁殖，D正确。 8．（2024·江西卷）某病毒颗粒表面有一特征性的大分子结构蛋白S（含有多个不同的抗原决定簇，每一个抗原决定簇能够刺激机体产生一种抗体）。为了建立一种灵敏、高效检测S蛋白的方法，研究人员采用杂交瘤技术制备了抗－S单克隆抗体（如图）。下列说法正确的是（多选）(　　) 学生用书第82页 A.利用胶原蛋白酶处理，可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞 B．制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B是相同的单克隆抗体 C．用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养，但不能冻存 D．单克隆抗体A和单克隆抗体B都能够特异性识别S蛋白 答案：AD 解析：胶原蛋白酶可以催化分解细胞外的胶原蛋白，因此利用胶原蛋白酶处理，可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞，A正确；由于蛋白S含有多个不同的抗原决定簇，每一个抗原决定簇能够刺激机体产生一种抗体，单克隆抗体A和单克隆抗体B来自不同的杂交瘤细胞，因此制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B不是相同的单克隆抗体，B错误；用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养，也可以冷冻保存，C错误；单克隆抗体A和单克隆抗体B都来自筛选出的杂交瘤细胞，因此都能够特异性识别S蛋白上的抗原决定簇，D正确。 9．（2024·全国甲卷）某种病原体的蛋白质A可被吞噬细胞摄入和处理，诱导特异性免疫。回答下列问题。 (1)病原体感染诱导产生浆细胞的特异性免疫方式属于　　　　。 (2)溶酶体中的蛋白酶可将蛋白质A的一条肽链水解成多个片段，蛋白酶切断的化学键是　　　　。 (3)不采用荧光素标记蛋白质A，设计实验验证蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中，简要写出实验思路和预期结果：___________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)体液免疫　(2)肽键　(3)实验思路：用含3H标记的亮氨酸的培养基或细胞培养该病原体，让其蛋白质A带上放射性标记；将蛋白质A带标记的病原体注入健康小白鼠体内，定期取小白鼠的吞噬细胞，检测其吞噬细胞的溶酶体中的放射性情况。预期结果：吞噬细胞的溶酶体中出现放射性 解析：(1)浆细胞是在体液免疫过程中由B细胞增殖分化形成的。(2)蛋白酶作用的化学键是肽键。(3)题中要求不采用荧光素标记蛋白质A，可以让该病原体的蛋白质A带上放射性标记，可用含有3H标记的亮氨酸的培养基或细胞培养该病原体，让其蛋白质A带上放射性标记。可以参考分泌蛋白的合成和运输过程完成该实验。 10．某些肿瘤细胞表面的PD -L1与细胞毒性T细胞(CTL)表面的PD -1结合能抑制CTL的免疫活性，导致肿瘤免疫逃逸。免疫检查点疗法使用单克隆抗体阻断PD -Ll和PD -1的结合，可恢复CTL的活性，用于肿瘤治疗。为进一步提高疗效，研究者以黑色素瘤模型小鼠为材料，开展该疗法与化疗的联合治疗研究。部分结果见图。 回答下列问题： (1)据图分析，　　　　疗法的治疗效果最佳，推测其原因是_____________________。 (2)黑色素瘤细胞能分泌吸引某类细胞靠近的细胞因子CXCL1，为使CTL响应此信号，可在CTL中导入　　　　　　　　　基因后再将其回输小鼠体内，从而进一步提高治疗效果。该基因的表达产物应定位于CTL的　　　　（答位置）且基因导入后不影响CTL　　　　　　　　的能力。 (3)某兴趣小组基于现有抗体—药物偶联物的思路提出了两种药物设计方案。方案一：将化疗药物与PD -L1 单克隆抗体结合在一起。方案二：将化疗药物与PD -1单克隆抗体结合在一起。你认为方案　　　　（填“一”或“二”）可行，理由是__________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)联合　该疗法既发挥了化疗药物的作用，也增加了活化的CTL数量　(2) CXCL1受体　（细胞膜）表面　杀伤肿瘤细胞　(3)一　方案一的偶联物既可阻断PD -1与PD -L1 结合，恢复CTL的活性，又使化疗药物靶向作用于肿瘤细胞 解析：(1)由图a可知，联合疗法肿瘤体积最小，再根据图b可知，采用联合疗法时活化的CTL的数目明显高于免疫检查点疗法和化疗等，原因是该疗法既发挥了化疗药物的作用，也增加了活化的CTL数量。(2)由于黑色素瘤细胞能分泌吸引某类细胞靠近的细胞因子CXCL1，故要进一步提高治疗效果，可以在CTL中导入细胞因子CXCL1受体基因，使CTL表达出细胞因子CXCL1受体，达到治疗的效果。由于细胞因子是一类多肽类化合物，故该基因的表达产物应定位于CTL的细胞膜上，且基因导入后不影响CTL杀伤肿瘤细胞的能力。(3)某肿瘤细胞表面的PD -L1与细胞毒性T细胞(CTL)表面的PD -1结合能抑制CTL的免疫活性，故应该将化疗药物与PD -L1 单克隆抗体结合在一起，即方案一的偶联物既可阻断PD -1与PD -L1 结合，恢复CTL的活性，又使化疗药物靶向作用于肿瘤细胞。 学科网（北京）股份有限公司 $$