第二章 章末检测(二) 细胞工程-【优化探究】2025-2026学年新教材高中生物学选择性必修3同步导学案配套PPT课件（苏教版）

第二章　 细胞工程 章末检测(二)　细胞工程 (满分：100分) 一、单选题:本部分包括14题,每题2分,共计28分。每题只有一个选项最符合题意。 1.有关植物组织培养的叙述,正确的是 (　　) A.为提高愈伤组织的诱导速率,应给予适当时间和强度的光照 B.组织培养过程中需先形成愈伤组织,然后再形成胚状体等结构 C.菊花的组织培养实验中,选材不会影响实验结果 D.脱分化过程中,细胞的形态和结构发生变化,发生基因的选择性表达 D 解析:光照不利于愈伤组织形成,因此形成愈伤组织的过程中不需要光照,A错误;并非所有的植物都需要经过愈伤组织阶段才能形成胚状体,有些植物可以直接从外植体形成胚状体,而不必经过愈伤组织阶段,这取决于植物的种类和基因型,以及培养条件和激素的使用,B错误;由于不同部位的植物细胞全能性大小不同,所以菊花的组织培养实验中选材部位会影响实验的结果,C错误;脱分化是指已分化的细胞经过诱导后失去其特有的结构和功能,转变成未分化细胞,此过程中,细胞的形态和结构发生变化,发生基因的选择性表达,D正确。 D 2.某研究性学习小组拟培育一种名贵花卉的脱毒苗,其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→生芽、生根→移栽”。相关叙述错误的是(　　) A.取材部位一般选择植物生长点部位附近 B.外植体接种前需进行流水冲洗、酒精消毒、氯化汞处理等消毒措施 C.为充分利用培养条件,每个锥形瓶可以接种6~8个外植体 D.将组培苗移栽后,需进行病毒接种实验来筛选出脱毒苗 解析:制备脱毒苗一般选取生长点部位细胞,因为该部位细胞含病毒少,甚至不含病毒,因而可获得脱毒苗,A正确;消毒的原则是既要杀死材料表面的微生物,又要减少消毒剂对细胞的伤害,通常外植体接种前常进行流水冲洗、酒精处理、消毒液处理等消毒措施,B正确;为充分利用培养条件,每个锥形瓶可接种6~8个外植体,从而保证成功获得培养对象,C正确;将组培苗移栽后,不需要进行病毒接种实验来筛选出脱毒苗,因为培养的不是抗毒苗,D错误。 3.植物细胞工程技术包括植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术,在快速繁殖、农作物育种及提高农作物产量等方面具有广泛应用。下列有关说法正确的是 (　　) A.用自然生长的茎进行植物组织培养需用适宜浓度的乙醇和氯化汞的混合液消毒 B.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换 C.为防止杂菌污染,从接种外植体到生成试管苗应尽量在同一个锥形瓶内完成 D.移栽前应用流水清洗掉根部培养基后,将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土 D 解析:自然生长茎段的消毒属于外植体消毒,先用70%乙醇,再用无菌水清洗,再用0.1%氯化汞消毒处理,最后再用无菌水清洗,A错误;培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染,并不影响气体交换,B错误;接种外植体到生成试管苗不能在同一个锥形瓶中完成,因为脱分化和再分化的条件以及培养基都不一样,C错误;组培苗生存能力较弱,需要进行炼苗,移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土,D正确。 4.为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力,某研究小组的实验过程如图。相关叙述正确的是(　　) A.原生质体没有细胞壁,其全能性丧失 B.获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中进行保存 C.与过程②相比,过程③培养基中生长素的比例较高 D.过程②、③使用的培养基需要添加生长素、细胞分裂素、秋水仙素等激素 C 解析:原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性,A错误;原生质体在30%的蔗糖溶液中会失水皱缩,B错误;培养基中生长素与细胞分裂素的比例高,有利于根的分化、抑制芽的形成,培养基中生长素与细胞分裂素的比例低,有利于芽的分化、抑制根的形成,因此与过程②(诱导生芽)相比,过程③(诱导生根)培养基中生长素的比例较高,C正确;②③均表示再分化过程,过程②、③使用的培养基需要添加生长素、细胞分裂素,D错误。 5.科学家通过诱导天竺葵原生质体和香茅草原生质体融合,培育出一种能散发出对人体无害的具特殊气味的驱蚊草。下列关于驱蚊草培育的叙述,错误的是 (　　) A.驱蚊草和天竺葵属于不同物种,两者不能自然杂交产生可育后代 B.驱蚊草的培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG和激素等物质 C.驱蚊草的培育过程利用了植物体细胞杂交技术,无愈伤组织形成 D.天竺葵和香茅草不能自然杂交,是因为不同物种间存在生殖隔离 C 解析:驱蚊草是经植物体细胞杂交获得的,与天竺葵属于不同物种,两者不能自然杂交产生可育后代,物种间存在生殖隔离,A正确;驱蚊草培育过程用到纤维素酶、果胶酶去除植物细胞壁,用PEG诱导原生质体融合,并且在由杂种细胞培育成杂种植株的过程中用到了不同比例的激素,B正确;驱蚊草培育过程利用了植物体细胞杂交技术,该过程有愈伤组织形成,C错误;天竺葵和香茅草属于不同物种,不同物种存在生殖隔离,不能自然杂交,D正确。 6.银杏的次生代谢产物如银杏黄酮、银杏内酯对人体健康有重要作用等,一般从叶片中取得,但效率低。研究表明低氧胁迫条件下,培养银杏细胞能提高银杏黄酮、银杏内酯产量。利用植物细胞培养技术生产银杏的次生代谢产物具有一定的研究意义与应用前景。下列说法正确的是(　　) A.用通气不良的介质封口,可以提升黄酮和内酯的产量 B.为获得次生代谢产物,需要将外植体脱分化和再分化培养成植株 C.扩大培养细胞提取次生代谢物,一般使用固体培养基 D.利用这种方法进行细胞代谢产物的工厂化生产需要受季节、环境等条件的限制 A 解析:由题意“低氧胁迫条件下,培养银杏细胞能提高银杏黄酮、银杏内酯产量”可知,用通气不良的介质封口,可以提升黄酮和内酯的产量,A正确;为获得次生代谢产物,需要将外植体培养成特定的组织细胞即可,B错误;扩大培养细胞提取次生代谢产物,一般使用液体培养基,C错误;利用这种方法进行细胞代谢产物的工厂化生产不受季节、环境等条件的限制,D错误。 7.猴痘是一种病毒性人畜共患病,在人类 中出现的症状与过去在天花患者身上所 看到的症状相似,B6R蛋白是猴痘病毒的 抗原。为制备抗B6R蛋白的单克隆抗体, 研究人员进行了相关实验,如图所示,其 中①~④表示细胞。下列叙述正确的是 (　　) A.细胞①含有从小鼠的脾中得到的能产生特定抗体的B淋巴细胞 B.诱导细胞①②融合的常用方法与诱导原生质体融合的方法相同 C.④过程需要添加抗生素等物质,以防止病毒污染 D.图中的培养瓶需要置于含有95% O2和5% CO2的混合气体中培养 A 解析:单克隆抗体制备过程中需要将产生特定抗体的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,给小鼠注射B6R蛋白的目的是使小鼠针对该抗原产生特异性免疫,从而使体内出现能产生抗B6R蛋白抗体的B淋巴细胞,因此从小鼠脾脏提取的细胞①含有能产生特定抗体的B淋巴细胞,A正确;诱导动物细胞融合特有的方法是灭活病毒诱导法,因此诱导细胞①②融合的常用方法与诱导原生质体融合的方法不完全相同,B错误;抗生素可以抑制细菌的生长,不能抑制病毒的生长,C错误;氧浓度过高会对细胞产生毒性,抑制其生长,D错误。 8.抗PD-L1单克隆抗体能与骨髓瘤细胞 质膜表面的PD-L1特异性结合,因而具 有治疗某些癌症的作用。如图是制备 抗PD-L1单克隆抗体的示意图,下列叙 述错误的是 (　　) A.在分离B淋巴细胞前,需要对小鼠注射PD-L1进行免疫处理 B.多孔玻璃板中的细胞为B淋巴细胞和鼠骨髓瘤细胞的融合细胞 C.图中细胞集落a~d既能大量增殖,又能产生抗体 D.图中细胞集落a可用于扩大化培养生产抗PD-L1单克隆抗体 B 解析:在分离B淋巴细胞前,需要对小鼠注射PD⁃L1进行免疫处理,获得产生特定抗体的B淋巴细胞,A正确;多孔玻璃板中的细胞有未融合的B淋巴细胞和鼠骨髓瘤细胞、同种细胞融合的细胞、B淋巴细胞和鼠骨髓瘤细胞的融合细胞,B错误;图中细胞a~d表示杂交细胞,既能大量繁殖,又能产生抗体,C正确;图中细胞聚落a能产生抗PD-L1的抗体,可扩大化培养生产抗PD-L1的单克隆抗体,D正确。 9.曲妥珠单抗是抗人表皮生长因子受体(HER2)的单克隆抗体,能竞争性阻止人表皮生长因子与HER2结合,进而抑制乳腺癌细胞生长。下列相关叙述正确的是 (　　) A.乳腺癌细胞具有无限增殖的能力,因此体外培养癌细胞时只需提供血清 B.曲妥珠单抗制备时至少需要2次筛选,第2次筛选常用选择培养基进行 C.曲妥珠单抗本身不具备治疗乳腺癌的作用,只有携带抗癌药物才起作用 D.乳腺癌细胞中人表皮生长因子受体基因的表达量一般比正常乳腺细胞高 D 解析:动物细胞培养需要营养物质、气体环境、无菌无毒环境等,乳腺癌细胞属于动物细胞,因此体外培养癌细胞时需要营养物质,还需要血清等天然物质,A错误;曲妥珠单抗制备时至少需要2次筛选,第1次筛选常用选择培养基进行,第2次筛选利用多孔板法和抗原—抗体杂交法,获得产生特定抗体的杂交细胞,B错误;曲妥珠单抗是抗人表皮生长因子受体(HER2)的单克隆抗体,能竞争性阻止人表皮生长因子与HER2结合,进而抑制乳腺癌细胞生长,因此曲妥珠单抗本身具备治疗乳腺癌的作用,C错误;乳腺癌细胞具有无限增殖的能力,生长因子与生长因子受体(HER2)结合后能促进细胞增殖,推测乳腺癌细胞中人表皮生长因子受体基因的表达量比正常乳腺细胞高,D正确。 10.下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述,正确的是(　　) A.通常采用培养法或化学诱导法使精子获得能量后进行体外受精 B.哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养不需要额外提供营养物质 C.克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程 D.将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖 C 解析:对精子进行获能处理包括培养法和化学诱导法,但精子获能不是获得能量,A错误;哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养所需营养物质与体内基本相同,例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然成分,B错误;克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程,该技术可加速家畜遗传改良,C正确;将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程可以看作动物无性繁殖或克隆的方法,D错误。 11.精子载体法是以精子作为外 源基因载体携带外源基因进入 卵细胞,如图表示用该方法制备 转基因鼠的基本流程。下列叙述正确的是(　　) A.①过程需要将未成熟的精子放入ATP溶液中进行获能处理得到成熟的精子 B.②采用体外受精技术,受精卵中的遗传信息仅来自父母双方 C.②③的培养液成分相同,且图中转基因鼠与克隆鼠的生殖方式相同 D.上述过程中,可对提供卵细胞的母体使用促性腺激素使其超数排卵,对代孕母体使用相关激素使其同期发情 D 解析:①过程为精子获能,需将成熟精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体溶液中,用化学药物诱导精子获能,A错误;②采用体外受精技术,受精卵中的遗传物质来自父母双方和外源基因,B错误;②为体外受精过程,③为早期胚胎培养过程,前者在获能溶液或专用的受精溶液中进行,后者在发育培养液中进行,这两个过程所用培养液的成分不完全相同,且转基因鼠属于有性生殖,克隆鼠为无性生殖,二者的生殖方式不同,C错误;胚胎移植时,需对供体和受体使用激素进行同期发情处理,以保证胚胎移植入相同的生理环境,同时对提供卵细胞的母体使用促性腺激素使其超数排卵,D正确。 12.单峰骆驼在野外几乎灭绝,科学家欲通过胚胎工程的方法拯救野化单峰骆驼,进行了图示研究。下列 叙述错误的是 (　　) A.为使A野化单峰骆驼超数排卵, 可注射适量的促性腺激素 B.图中①操作可将采集到的新鲜 精子与成熟的卵子共同培养 C.胚胎移植前,C受体雌性骆驼需要进行同期发情处理 D.早期胚胎的卵裂期,胚胎总体积不增加,有机物总量减少 B 解析:注射适量的促性腺激素,促进A野化单峰骆驼超数排卵,A正确;将采集到的新鲜精子经过获能处理,再与成熟的卵子共同培养,B错误;胚胎移植前,C受体雌性骆驼需要进行同期发情处理,使受体与供体野化单峰雌骆驼处于相同的生理状态,C正确;早期胚胎的卵裂期,在透明带内细胞进行有丝分裂,胚胎的总体积不增加,但由于细胞呼吸对有机物的消耗,有机物总量减少,D正确。 13.如图是科学家培养转基因试管牛的过程示意图,下列相关叙述不正确的是 (　　) A.1部位的细胞具有发育的全 能性,将来发育成胎儿的各种 组织 B.过程①可以用外源促性腺激素处理,使其排出更多的卵子 C.进行过程③时,受体应处于适合的生理状态,可事先用激素对供体和受体进行同期发情处理 D.为确保得到所需性别的转基因牛,往往对移植前的胚胎进行性别鉴定 A 解析:1部位的细胞表示透明带,不具有发育的全能性,3表示内细胞团细胞,将来发育成胎儿的各种组织,A错误;过程①可以用外源促性腺激素处理,使雌性个体超数排卵,B正确;进行过程③胚胎移植时,受体应处于适合的生理状态,可事先用刺激素(孕激素)对供体和受体进行同期发情处理,提高胚胎移植的成功率,C正确;为确保得到所需性别的转基因牛,往往对移植前的胚胎进行性别鉴定,即取2部位(滋养层)的细胞做DNA检测来鉴定性别,D正确。 14.线粒体置换技术是将妈妈携带突变线粒体的卵子细胞核移植到去核的健康线粒体捐赠者卵胞浆中获得的重构卵母细胞,与携带者丈夫精子进行受精,从而获得重构胚胎也就是通常说的“三亲胚胎”,也被称为“第四代试管婴儿”。下列有关说法错误的是 (　　) A.重构卵母细胞需培养成熟才可以与获能精子受精 B.第四代试管婴儿的DNA来自携带者与其丈夫 C.第四代试管婴儿可避免线粒体疾病 D.第四代试管婴儿的培育还需要经历早期胚胎培养和胚胎移植等技术 B 解析:体外受精时,卵母细胞需培养至成熟才可以和获能精子进行体外受精,A正确;细胞中的DNA包括核DNA和质DNA,第四代试管婴儿的核DNA来自携带者及其丈夫,质DNA来自捐赠者线粒体DNA,B错误;第四代试管婴儿是由携带者突变线粒体的卵子提供细胞核,捐赠者提供去核的细胞质,可避免携带者的线粒体疾病通过母系遗传传递给下一代,C正确;第四代试管婴儿的培育还需要经历早期胚胎培养培养到适宜时期,再经历胚胎移植等技术移植到母体子宫孕育成熟,D正确。 二、多选题:本部分包括4题,每题3分,共计12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。 15.甘薯长期营养繁殖会导致病毒蔓延,我国科研人员利用甘薯茎尖培养获得脱毒苗,使甘薯的产量和品质大幅度提高,脱毒流程如图,下列相关叙述错误的是 (　　) A.茎尖材料消毒时,用氯化汞溶液处理30 s后需再用无菌水冲洗 B.诱导组织培养时需更换培养基,通常使愈伤组织先生根再出芽 C.病毒检测时可用抗毒血清进行免疫检测,呈阳性反应则为带毒苗 D.生根试管苗在温室炼苗后,应连带培养基栽植于肥沃疏松基质中 答案:ABD 解析:茎尖材料消毒时,用氯化汞溶液处理5 min后需再用无菌水冲洗,A错误;脱分化和再分化使用的培养基不同,通常使愈伤组织先生芽再生根,B错误;病毒含有特定的蛋白质抗原,可利用抗毒血清进行检测,C正确;生根试管苗在培养箱内生长几日,用流水清洗掉根部的培养基后,将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土,D错误。 16.利用山金柑愈伤组织细胞(2n)和早花柠檬叶肉细胞(2n)进行体细胞杂交可以得到高品质、抗逆性强的杂种植株。如图是7组杂种植株核DNA和线粒体DNA来源鉴定的结果。下列分析正确的是 (　　) A.进行原生质体融合有多种手段,如电融合法、离心法、聚乙二醇诱导法等 B.细胞融合依赖膜的流动性,获得的融合原生质体需放在无菌水中以防杂菌污染 C.可通过观察融合后细胞的颜色进行初步筛选 D.杂种植株是二倍体,其核DNA只来自早花柠檬,线粒体DNA只来自山金柑 答案:ACD 解析:诱导原生质体融合的方法有电融合法、离心法、聚乙二醇诱导法等,A正确;细胞融合依赖于生物膜的流动性,但获得的原生质体(没有细胞壁)不能放在无菌水中,以防原生质体吸水涨破,B错误;愈伤组织无色,叶肉细胞因为含有叶绿体为绿色,其中供体细胞特有的结构是叶绿体,可通过观察叶绿体的有无,即有无绿色作为初步筛选杂种细胞的标志,C正确;杂种植株核DNA与早花柠檬细胞核DNA完全相同,而早花柠檬属于二倍体生物,故杂种植株应该是二倍体,核DNA只来自早花柠檬,由图可知,杂种植株线粒体DNA和山金柑的线粒体DNA完全相同,说明杂种植株的线粒体完全来自山金柑线粒体,D正确。 17.科研人员利用如图所示的流程, 将雄鼠多能干细胞(PSC)诱导产生 精子,并使其成功与卵细胞受精,得 到正常后代,这项研究给男性无精症导致的不孕不育带来了福音。下列分析错误的是 ( 　　) A.PSC经诱导分化成精原细胞的过程中,会发生染色体数目的变化 B.步骤④只能加入一个分化出的精子,以避免多个精子和卵细胞融合 C.步骤⑤受精卵在体外培养时需提供95%氧气和5%CO2的混合气体环境 D.上述流程利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术 ABC 解析:PSC经诱导分化成精原细胞的根本原因是发生了基因的选择性表达,该过程中染色体数目不变,A错误;为保证受精的成功,步骤④可加入多个分化出的精子,卵细胞受精后会自动发生相应的变化避免多精入卵,B错误;动物细胞培养需要一定的气体环境,氧浓度过高也会对细胞产生毒性,C错误;上述流程利用了动物细胞培养(如精子、卵细胞和精原细胞等培养)、体外受精(精子和卵细胞结合成为受精卵)和胚胎移植等生物技术,D正确。 18.2018年3月,最后一头雄性北方白犀牛去世,至此世界上仅剩两头雌性个体。如今,科研团队拟采用提前保存的北方白犀牛冷冻精子借助核移植、体外受精等技术,以南方白犀牛作为代孕母畜人工繁育北方白犀牛。下列叙述合理的是 (　　) A.须注射免疫抑制剂以减弱代孕母畜对植入胚胎的免疫排斥反应 B.冷冻保存的精子需再经获能处理才可用于体外受精 C.若取雌性白犀牛的体细胞进行核移植,获得的克隆后代可繁衍为一个种群 D.可将早期胚胎切割成2等份、4等份、8等份等,以提高胚胎的利用率 BD 解析:代孕母畜对植入胚胎基本上不会产生免疫排斥反应,不需要注射免疫抑制剂,A错误;冷冻保存的精子已经成熟,不需要再培养,但需要获能处理才可用于体外受精,B正确;用雌性白犀牛体细胞进行核移植克隆出多头子代,获得的克隆后代均为雌性,不能繁殖后代,故不是一个种群,C错误;可将早期胚胎(发育良好的桑葚胚或囊胚)切割成2等份、4等份、8等份等,以提高胚胎的利用率,属于无性繁殖,D正确。 三、非选择题:本部分包括5题,共计60分。 19.(12分)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。红豆杉的次生产物紫杉醇是一种高效抗癌药物,但由于红豆杉野生资源匮乏,且红豆杉植株紫杉醇含量极低,导致了紫杉醇的供应严重不足。因此,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。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、染色体消除等,使细胞不再持续分裂;碘乙酰胺处理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。  (2)过程②中将愈伤组织加入　 　　酶液去壁,离心后弃去上清液,加入洗液多次洗涤后获得原生质体。多次洗涤的目的是 　　　　　　　　　 　　　。对红豆杉和柴胡原生质体进行的A、B处理分别为　　　　　　　　　　。  消毒 脱分化 纤维素酶和果胶 去除原生质体上残留的酶液 X射线、碘乙酰胺 (3)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。据此应选择 　　　　的原生质体用于融合。  (4)过程③常用的化学试剂是　　 　　,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_________________ 　。 有荧光 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 (5)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 由表可知,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亲本　　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是__________________________ 　 　。  乙 柴胡 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 解析:(1)植物组织培养应注意无菌操作,故过程①中需要用无菌水和氯化汞对外植体进行消毒后接种于MS培养基上,之后诱导脱分化形成愈伤组织。 (2)由于植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性,可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁;过程②中将愈伤组织加入纤维素酶和果胶酶液去壁,离心后弃上清液,加入洗液多次洗涤后获得原生质体。为了去除原生质体上残留的酶液需要加入洗液多次洗涤。根据题意可知,要培育能产生紫杉醇的柴胡,红豆杉是供体需要X射线照射,柴胡是受体需要碘乙酰胺处理。 (3)根据题干信息可知,荧光的强度与原生质体的活力呈现正相关,因此应选择发荧光的原生质体用于融合。 (4)获得的原生质体常使用化学试剂聚乙二醇诱导融合。杂种细胞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。 (5)根据表格信息可知,植株后代乙无红豆杉DNA片段,说明其一定不是所需植株;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。 20.(12分)细胞工程是细胞生物学理论与现代工程技术相结合,综合应用于农业、医药及食品等领域的科学技术。 Ⅰ.在农业方面:甘蔗新台糖22号(ROC22)具有高产高糖等优良特性但耐寒性差,桂糖28号(GT28)是耐寒品种,用ROC22和GT28进行体细胞融合,可望获得耐寒性更强且农艺性 状优良的杂交后代。如图为培 育过程示意图,请分析并回答下 列问题。 Ⅱ.在医药食品方面:人参和西洋参含有的人参皂苷具有抗肿瘤等作用。科研人员选用人参和西洋参有性杂交获得的杂种胚细胞以及人参种子胚、西洋参种子胚的愈伤组织进行悬浮细胞培养,建立其单细胞株系并对三者的部分特性进行比较研究,图1是主要流程。 (1)运用体细胞融合技术培育出ROC22和GT28的杂交后代过程中,所运用的生物学原理有　 　　　　　　　　。过程a所需的酶是　　　　　　　　　,细胞融合完成的标志是________________ ___________。  (2)过程①称为　　　。过程④优化悬浮细胞培养体系,最重要的条件是蔗糖浓度的筛选,蔗糖浓度过低和过高均不利于悬浮细胞的培养,原因是__________________________________________________________________ 　　　　　　　　　　　　　。  细胞质膜的流动性和植物细胞的全能性 纤维素酶和果胶酶 杂种细胞再生 脱分化 蔗糖浓度过低不能给细胞提供足够的碳源和能源,过高会造成 渗透压过高细胞失水死亡 出细胞壁 (3)科研人员研究了三种愈伤组织中的人参皂苷Re、Rg3、Rb1和M⁃Rb1含量,结果见图2,其中Re具有治疗心肌缺血的功能,Rg3具有抗癌作用。杂种胚中的大多数种类的皂苷的含量均高于其他两种,这体现了　　 　。若要获得具有抗癌作用的药物应优先选择　　　的愈伤组织。  杂种优势 人参 (4)科研人员继续研究了Rg3和常见的化疗药物5⁃FU对肿瘤的抑制效果: ①首先培养胃癌细胞,培养液中加入胎牛血清的目的是_________________ 　　　。培养条件为:5% CO2,作用是　　　　　　　　　、饱和湿度,温度为37 ℃。将准备好的胃癌细胞悬浊液皮下接种于小鼠裸鼠,每只裸鼠接种0.1 mL细胞悬浊液。接种后2周可见鼠背部长出肿块,证明接种成功。  ②将上述40只裸鼠随机分为四组,生理盐水组(对照组)、5⁃FU组、Rg3组和5⁃FU+Rg3组(联合给药组)。各组均采用腹腔注射给药,给药前测定肿瘤的体积,给药后每2日测量1次肿瘤体积。根据实验结果可以得出的结论是　 　　　　　　　　　　　　　　。  补充未知的营养 维持培养液的pH 5⁃FU和Rg3均能抑制肿瘤生长,5⁃FU和Rg3联合给药效果更好 物质 解析:(1)运用体细胞融合技术培育出ROC22和GT28的杂交后代过程中,运用了植物体细胞杂交技术,该过程所运用的生物学原理有细胞质膜的流动性和植物细胞的全能性。图中过程a所需的酶是纤维素酶和果胶酶,因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,杂种细胞再生出细胞壁是细胞融合完成的标志,而后对杂种细胞进行植物组织培养获得杂种植株。 (2)过程①称为脱分化过程,其实质是使细胞失去原有的结构和功能的过程。过程④优化悬浮细胞培养体系,最重要的条件是蔗糖浓度的筛选,蔗糖浓度过低和过高均不利于悬浮细胞的培养,这是因为蔗糖浓度过低不能给细胞提供足够的碳源和能源,过高会造成渗透压过高细胞失水死亡,因而可通过实验确定细胞悬浮培养所需要的适宜浓度。 (3)杂种胚中的大多数种类的皂苷的含量均高于其他两种,这体现了杂种优势。图2显示,人参的愈伤组织Rg3含量最高,因此,若要获得具有抗癌作用的药物应优先选择人参(种子胚)的愈伤组织。 (4)①培养液中加入胎牛血清的目的是补充未知的营养物质。培养的气体条件为5%CO2,其作用是维持培养液的pH。 ②根据图3计算肿瘤体积变化的公式:给药后肿瘤体积/给药前肿瘤的体积。实验结果显示,三种处理方式均会使肿瘤体积变小,且共同使用的效果更好,因而可以得出的结论是5⁃FU和Rg3均能抑制肿瘤生长,5⁃FU和Rg3联合给药效果更好。 21.(12分)EV71是引发手足口病的一种人肠道病毒。为制备抗EV71的单克隆抗体,科研人员用小鼠进行实验。抗原的选择和制备过程为:将EV71灭活病毒、EV71外壳蛋白VP1和VP2、非EV71蛋白注射到小鼠体内,多次免疫后,取上述各组小鼠血清和未免疫小鼠血清,测定抗体与抗原的结合强度,结果如图1所示。单克隆抗体的制备流程如图2所示。 (1)EV71免疫的小鼠血清抗体　　　(填“是”或“不是”)单一抗体,据图分析判断依据是________________________________________________________ 　　　　　。  (2)图2中制备抗EV71单克隆抗体时,选用　　　免疫的小鼠的B细胞效果最佳。  (3)相比较植物细胞,诱导融合动物细胞特有的方法是　 　　　　,经诱导融合后,在融合体系中会出现未融合的细胞以及多种融合的细胞,其原因是　　　　　　　　　。用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选目的是获得杂交细胞。  不是 EV71免疫的小鼠血清可以结合EV71、VP1和VP2等 多种抗原 VP1 灭活病毒诱导法 细胞融合是随机的 (4)双抗体夹心法是医学上常用的定量检测抗原的方法,具体原理如图: ①固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合,这是由于不同抗体与同一抗原表面的不同部位结合。该检测方法中,酶标抗体的作用是______________ 　　　　　　　　　　　　　 　　　　。②研究人员获得三种抗EV71单克隆抗体,分别记为A、B、C,为检测它们之中哪两种适合用于双抗体夹心法,科研人员需要进行　　　组实验,检测并比较各组实验的产物量。 合;酶催化检测底物反应,可通过测定酶反应产物量来判断待测抗原量 与待测抗原结 6 (5)烟草具有生长周期短、生长环境要求低、叶片生物量大等优点,是良好的植物生物反应器。与动物细胞培养相比,利用烟草生物反应器生产抗体的优点有　　　　（填序号）。  ①可利用生物膜系统对蛋白质进行加工 ②需要无菌、无毒环境 ③不需要较复杂的培养基 ④抗体易分离提纯 ③ 解析:(1)分析柱形图可知,EV71免疫的小鼠血清可以与EV71、VP1和VP2多种抗原相结合,由此说明EV71免疫的小鼠血清抗体不是单一抗体。 (2)①②制备抗EV71单克隆抗体时,选用VP1免疫的小鼠脾脏细胞效果最佳,依据是第2组血清抗体可以结合EV71病毒(和VP1蛋白),第3组血清抗体无法特异性结合EV71病毒,仅能结合VP2。 (3)相比较植物细胞,诱导融合动物细胞特有的方法是灭活病毒诱导法,由于细胞融合是随机的,所以在融合体系中会出现未融合的细胞以及多种融合的细胞,用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选目的是获得杂交细胞。 (4)①双抗体夹心法是常用的定量检测抗原的方法,从图中可以发现固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合,由此可见在该检测方法中,酶标抗体的作用是与待测抗原结合,另外通过酶催化检测底物反应,可通过测定酶反应产物量来判断待测抗原量。 ②分析可知双抗体夹心法需要任意选择两种抗体,现有A、B、C三种抗体,即可有以下几种组合,AB、AC、AA、BB、BC、CC,总共有6种组合方式,因此科研人员需要进行6组实验,检测并比较各组实验的产物量。 (5)动物细胞需要配置培养基进行培养,而烟草作为生产者,种植之后可利用土壤、空气等自然环境中的物质,无需配置较复杂的培养基,也不需要无菌无毒环境。即与动物细胞培养相比,利用烟草生物反应器生产抗体的优点有③不需要较复杂的培养基。故选③。 22.(12分)紧密连接蛋白(CLDN6) 是一种跨膜蛋白,在乳腺癌、肝 癌等多种癌症中特异性高表达, 能促进肿瘤发生、生长和迁移 等。美登素(DM1)是一种抑制 微管蛋白聚集的化疗药物,副作 用较大。为实现DM1对肿瘤细 胞的靶向作用,研究人员以CLDN6为靶点制备相应单克隆抗体并构建抗体—药物偶联物(CLDN6抗体⁃DM1),部分过程及作用机制如图1。 (1)CLDN6蛋白是一个跨膜蛋白,包括胞外区、跨膜区和胞内区,制备免疫小鼠所用的抗原时,应提取　 　区基因序列用于设计抗原。研究中需多次对小鼠注射抗原,目的是　　　　　　　　　　　　　　。  (2)CLDN6抗体—药物偶联物(CLDN6⁃DM1)与肿瘤细胞质膜上CLDN6蛋白结合后才能进入细胞,体现了细胞质膜具有_______________________　 　　　的功能,释放的DM1通过抑制细胞内　　　　的形成,从而抑制癌细胞增殖。  胞外 获得更多的已活化B淋巴细胞 进行细胞间信息交流 纺锤体 (3)为探究CLDN6抗体—药物偶联物(CLDN6抗体⁃DM1)对乳腺癌细胞的作用效果,科研人员用不同浓度的游离DM1、CLDN6抗体⁃DM1和IgG*⁃DM1(IgG*是中和毒素的一类抗体)分别处理乳腺癌细胞并检测细胞活力,结果如图2。 ①结合图1分析,图2中IgG*⁃DM1处理组细胞活性几乎无变化,其原因是 　　　　　　　 　　　　　。  ②结果表明,CLDN6抗体⁃DM1对乳腺癌细胞作用显著,作用机理是 ______________________________________________________________________　　　　　　　　 ,临床上运用CLDN6抗体⁃DM1治疗乳腺癌还具有的优点有　　　　　　　　　　　。  IgG*⁃DM1不能与肿瘤细胞上的CLDN6蛋白结合 CLDN6抗体⁃DM1与乳腺癌细胞上的CLDN6蛋白特异性结合,进入细 胞中,通过溶酶体裂解,将DM1释放出来发挥作用 用药量小,副作用小 解析:(1)依题意,紧密连接蛋白(CLDN6)是一种跨膜蛋白,包括胞外区、跨膜区和胞内区,其中抗原特性由胞外区决定,因此制备免疫小鼠所用的抗原时,应提取胞外区基因序列用于设计抗原。研究中需多次对小鼠注射抗原,目的是获得足够的能产生特定抗体的B淋巴细胞。 (2)据图可知,CLDN6抗体—药物偶联物(CLDN6⁃DM1)与肿瘤细胞质膜上CLDN6蛋白结合后才能进入细胞,体现了细胞质膜具有信息交流的功能;依题意,美登素(DM1)是一种抑制微管蛋白聚集的化疗药物,副作用较大,癌细胞增殖方式是有丝分裂,在前期细胞两极发出星射线形成纺锤体,纺锤体是由星射线形成,而星射线的主要成分是微管蛋白,所以释放的DM1是通过抑制细胞内纺锤体的形成抑制癌细胞增殖。 (3)①结合图1分析,图2中IgG*⁃DM1处理组细胞活性几乎无变化,其原因是抗原和抗体结合具有特异性,IgG*是中和毒素的一类抗体,是无关抗体,不能与肿瘤细胞上的CLDN6蛋白结合。 ②结合图1可知,CLDN6抗体⁃DM1对乳腺癌细胞作用显著,随着使用浓度的增加,乳腺癌细胞的细胞活力明显下降,依据是:CLDN6抗体⁃DM1与乳腺癌细胞上的CLDN6蛋白特异性结合,进入细胞中,通过溶酶体裂解,将DM1释放出来发挥作用;CLDN6抗体⁃DM1包括3部分,抗体、接头和药物,抗体可以将药物特异性地带到CLDN6蛋白表达的肿瘤细胞,并进入细胞后,药物才能发挥作用,减少了用药量,副作用也小。 23.(12分)雌性哺乳动物在早期胚胎发育过程中1条X染色体会发生整体范围内的沉默(基因转录活性被抑制),仅有少数“逃逸”基因仍能正常表达,这一生理过程称作X染色体失活(XCI)。XCI能保证雌、雄间X染色体上基因表达水平的一致,也造成体外受精胎儿性别比例的失衡。 (1)为制备体外受精(IVF)的胚胎,研究人员采用超数排卵方法采集小鼠 　　 的卵母细胞,另一方面,将成年健康公鼠的精子在体外条件下进行 　 　处理,将二者置于适当的培养液中完成体外受精。收集早期胚胎,移植到经过　 　　　处理的代孕母鼠中,获得的胚胎含有　　(填“单”“双”或“三”)亲的遗传物质。  成熟 获能 同期发情 双 (2)研究人员从囊胚的　　　　取样,对体外受精的早期胚胎进行性别鉴定,表中结果显示胎儿性别比例(雄/雌)　　　　自然生产(IVO)胎儿的性别比例。  组别 胚胎数 活仔率/% 雄/雌 IVO 81 56.25 1.08 IVF 82 45.58 1.48 滋养层 高于 (3)为进一步揭示体外受精的胎儿性别比例失衡的原因,研究人员剖取第7.5天的小鼠胚胎进行胎儿发育情况统计,结果如图1。 ①结果显示IVO组雌、雄胎儿形态异常比率　　　,而在IVF组中, 　　　　　　　 　　　　　。  ②研究人员收集不同组别的胚胎细胞,定量检测具代表性的“非逃逸”基因,结果显示这些基因的表达在IVF雌性胚胎中显著　　　　IVO雌性胚胎,说明IVF雌性胚胎XCI不足。  ③已有研究表明,XCI高度依赖激活因子RNF12,研究人员利用免疫荧光技术检测RNF12蛋白的表达量如图2。 相当 雌性形态异常胎儿的比例显著高于雄性形态异常胎儿 高于 注:均为鉴定性别后的雌性胚胎,DAPI标记细胞核所在位置,标尺:50 μm。 结果显示___________________________________________________________ 　 。  IVF在4细胞和8细胞及桑葚胚时期RNF12蛋白表达水平 显著低于IVO (4)综上所述,XCI造成体外受精的胎儿性别比例失衡的可能原因是体外受精过程引发小鼠部分雌性胚胎　 　　　,引发　 　　　,导致雌性发育异常及雄雌比例升高。  RNF12低表达 XCI下降 解析:(1)通常用促性腺激素处理雌性哺乳动物,使其超数排卵,采集小鼠成熟的卵母细胞;另一方面,获得的精子在体外进行获能处理,将二者置于适当的培养液中完成体外受精;受精卵在体外培养成早期胚胎,移植到经过同期发情处理的代孕母鼠中,获得的胚胎含有提供卵细胞和精子双亲的遗传物质。 (2)滋养层细胞可发育为胎儿的胎膜和胎盘,进行性别鉴定时应选取滋养层细胞;分析表格数据可知,表中结果显示体外受精(IVF)胎儿性别比例(雄/雌)高于自然生产(IVO)胎儿的性别比例。 (3)①根据图1,结果显示IVO组雌、雄胎儿形态异常比率相当,而在IVF组中雌性形态异常胎儿的比例显著高于雄性形态异常胎儿。 ②依题意可知,X染色体失活(XCI)时,“非逃逸”基因的转录被抑制,故由“说明IVF雌性胚胎XCI不足”可知,“非逃逸”基因的表达在IVF雌性胚胎中显著高于IVO雌性胚胎。 ③XCI高度依赖激活因子RNF12,RNF12蛋白的表达量如图2,根据图2可知,IVF在4细胞和8细胞及桑葚胚时期RNF12蛋白表达水平显著低于IVO。 (4)分析题意,XCI能保证雌、雄间X染色体上基因表达水平的一致,也造成体外受精胎儿性别比例的失衡,而RNF12在体外受精时表达较低,故综上所述,体外受精过程引发小鼠部分雌性胚胎RNF12低表达,引发X染色体失活(XCI)下降,导致雌性发育异常及雄雌比例升高。 $$