第2章 细胞工程 感知高考-【新课程能力培养】2025-2026学年高中生物选择必修3 生物技术与工程练习手册（人教版）

感知 1.(2024北京卷)五彩缤纷的月季装点着美 丽的京城，其中变色月季“光谱”备受青 睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照 引起花瓣细胞液泡中花青素发生变化。下 列利用“光谱”月季进行的实验，难以达 成目的的是() A.用花瓣细胞观察质壁分离现象 B.用花瓣大量提取叶绿素 C.探索生长素促进其插条生根的最适浓度 D.利用幼嫩茎段进行植物组织培养 2.(2024辽宁卷)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 3.（2024山东卷)棉蚜是个体微小、肉眼可 见的害虫。与不抗棉蚜的棉花品种相比， 抗棉蚜棉花品种体内某种次生代谢物的含 量高，该次生代谢物对棉蚜有一定的毒害 作用。下列叙述错误的是() A.统计棉田不同害虫物种的相对数量时 可用日测估计法 B.棉蚜天敌对棉蚜种群的作用强度与棉 蚜种群的密度有关 第2章细胞工程。 高考2 C.提高棉花体内该次生代谢物的含量用 于防治棉蚜属于化学防治 D.若用该次生代谢物防治棉蚜，需评估 其对棉蚜天敌的影响 4.(不定项)(2024山东卷)下列关于植物 愈伤组织的叙述正确的是() 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 5.(2024辽宁卷)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( 指数增长期平台期 10以 ② 延 o !迟 ·期① 23 4 5 时间/d A.传代培养时，培养皿需密封以防止污染 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 6.（2024北京卷)我国科学家体外诱导食蟹 练 29 高中生物学选择性必修3（人教版） 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）。下列叙述错误的 是( 架 食蟹猴 胚胎干细胞 类囊胚 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 7.(2024·浙江卷)植物体在干旱、虫害或微 生物侵害等胁迫过程中会产生防御物质， 这类物质属于次生代谢产物。次生代谢产 物在植物抗虫、抗病等方面发挥作用，也 是药物、香料和色素等的重要来源。次生 代谢产物X的研发流程如下所示： 筛选高产细胞→细胞生长和产物X合成关系的 确定→发酵生产X 回答下列问题： (1)获得高产细胞时，以X含量高的植 物品种的器官和组织作为 经脱分化形成愈伤组织，然后通过液 体振荡和用一定孔径的筛网进行 获得分散的单细胞。 (2)对分离获得的单细胞进行 培 养，并通过添加 或营养缺陷 培养方法获取细胞周期同步、遗传和 代谢稳定、来源单一的细胞群。为进 一步提高目标细胞的X含量，将微 生物菌体或其产物作为诱导子加入到 30)练 培养基中，该过程模拟了 的 胁迫。 (3)在大规模培养高产细胞前，需了解植 物细胞生长和产物合成的关系。培养 细胞生产次生代谢产物的模型分为3 种，如图所示。若X只在细胞生长 停止后才能合成，则X的合成符合 图 (填“甲”“乙”或 “丙”)，根据该图所示的关系，从培 养阶段及其目标角度，提出获得大量 X的方法： 一细胞生物量（反映细胞生长）--~次生代谢产物产量 4 培养时间· 培养时间· 培养时间· 分 分 (4)多种次生代谢产物在根部合成与积 累，如人参、三叶青等药用植物，可 通过 培养替代细胞悬浮培养 生产次生代谢产物。随着基因组测序 和功能基因组学的发展，在全面了解 生物体合成某次生代谢产物的 和 的基础上，可利用合成生 物学的方法改造酵母菌等微生物，利 用 工程生产植物的次生代谢 产物。 8.(2023·湖北卷改编)某病毒对动物养殖业 危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳 蛋白A为抗原来制备单克隆抗体，以 期快速检测该病毒，其主要技术路线如图 所示： 离体培养 基因A 转基因 蛋白A 免疫免疫的 小鼠厂脾细胞 的小鼠骨 工程菌 髓瘤细胞 诱导融合 单克隆抗体筛选杂交瘤细胞筛选 回答下列问题： (1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前，已免疫的 脾细胞（含浆细胞） (填 “需要”或“不需要”)通过原代培养 扩大细胞数量；添加脂溶性物质PEG 第2章细胞工程。 可促进细胞融合，该过程中PEG对 细胞膜的作用是 (2)在杂交瘤细胞筛选过程中，常使用特 定的选择培养基（如HAT培养基）， 该培养基对 和 生长 具有抑制作用。 (3)单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒 外壳蛋白进行杂交，其目的是 练(31高中生物学选择性必修3（人教版） 胎的后代具有相同的遗传物质，因此采用胚胎分割技术 可获得同卵双胎或多胎，可看作动物的无性繁殖或克隆 的方法之一，B、D正确：胚胎移植时，供体母畜必须 具备优秀的遗传性能，但受体母畜不需要具备优秀的遗 传性能，C错误。 8.(1)促性腺获能MⅡ（减数分裂Ⅱ中）检 查受精状况和受精卵的发育能力(2)桑葚胚或囊胚 (3)胚胎移植同期发情受体对移入子宫的外来 胚胎基本不发生免疫排斥 【解析】(1)图中①过程常用促性腺激素促进布朗 瑞士奶牛超数排卵。若采用人工授精，采集的精子要经 过获能过程才能与处于MⅡ期的卵子结合形成受精卵， 然后将受精卵移入发育培养液中，目的是检查受精状况 和受精卵的发育能力。(2)若布朗瑞士奶牛与布朗瑞 士公牛自然交配，配种后第7天需用特制的冲卵装置将 母牛体内的胚胎冲洗出来进行质量检查，此时胚胎发育 时期为桑葚胚或囊胚。(3)分析图可知，图中④过程 为胚胎移植，在此之前先要对本地母牛进行同期发情处 理。胚胎在本地母牛子宫内能够存活的生理学基础是受 体对外来胚胎基本不发生免疫排斥。 9.(1)具有优良遗传性状的同种牛是同一物种 (2)注射激素促性腺(3)BD(4)③④②⑤⑥① 输卵管(5)不一定相同因为这些胚胎都是由不 同的受精卵发育而来的，它们的基因型可能相同，也可 能不同 【解析】(1)选择遗传特性和生产性能优秀的供 体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体 必须是同一物种。(2)同期发情是指利用某些激素制 剂人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，使之在 预定时间内集中发情，供体母牛和受体母牛需进行同期 发情处理；促性腺激素可以促进超数排卵，可以使供体 母牛产生更多的卵细胞，以得到更多优良的后代。(3) 精子具有真正的受精能力称为精子获能，由于获能差异 的大小并不能阻止多精子入卵受精（获能弱的精子也能 进入)，A错误；精子穿越卵子透明带触及卵黄膜，导 致透明带反应，可阻止多精子入卵受精，B正确；精子 触发卵黄膜表面微绒毛的抱合反应，精子还是能人卵受 精，C错误；卵黄膜封闭，阻止多精子进人，是第二道 屏障，D正确。(4)受精过程为③顶体反应（是指精 子获能后，在输卵管壶腹部与卵子相遇后，精子释放顶 体酶，溶蚀放射冠和透明带的过程)→④穿越透明带→ ②释放第二极体→⑤雌、雄原核的形成→⑥核膜消失， 雌、雄原核融合→①第一次卵裂开始。输卵管是受精的 场所。(5)一次给受体移入多个胚胎，产生的多个后 代，由于这些胚胎都是由不同的受精卵发育而来的，因 48 此它们后代的基因型可能相同，也可能不同。 ●“感知高考2 1.B【解析】花瓣细胞含有中央大液泡，液泡中含 有花青素，因此可用花瓣细胞观察质壁分离现象，A不 符合题意；花瓣含花青素，而不含叶绿素，因此不能用 花瓣提取叶绿素，B符合题意；生长素能促进月季的茎 段生根，可利用月季的茎段作为材料来探索生长素促进 其插条生根的最适浓度，C不符合题意；月季的幼嫩茎 段能分裂，能利用幼嫩茎段的外植体进行植物组织培 养，D不符合题意。 2.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 时需加人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，使其可以进一步分裂，C正确：加 人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。 3.C【解析】统计棉田不同害虫物种的相对数量时 可用目测估计法或记名计算法，A正确；棉蚜天敌属于 密度制约因素，因此棉蚜天敌对棉蚜种群的作用强度与 棉蚜种群的密度有关，B正确：提高棉花体内该次生代 谢物的含量用于防治棉蚜属于生物防治，C错误：该次 生代谢物对棉蚜有一定的毒害作用，也可能对棉蚜天敌 有影响，说明若用该次生代谢物防治棉蚜，需评估其对 棉蚜天敌的影响，D正确。 4.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，从繁殖方式看属于无性繁 殖，D正确。 5.D【解析】传代培养时培养器皿允许内部气体和 培养箱中的气体进行交换，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：细胞增长进人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。 6.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。 7.(1)外植体过滤(2)克隆DNA合成抑制 剂微生物侵害(3)丙先培养大量细胞，改变条 件使细胞停止生长，大量产生X(4)器官代谢途 径关键酶发酵 【解析】(1)植物体的器官和组织、细胞都可以作 为外植体，经脱分化形成愈伤组织，将愈伤组织进行振 荡培养，使其分散成小的细胞团或单细胞，然后用适当 孔径的不锈钢筛网过滤，除去大的细胞团和残渣，离心 除去小的残渣，得到单细胞悬浮液。(2)分离获得的 单细胞进行克隆培养，并通过添加DNA合成抑制剂， 处于S期的细胞立刻被抑制，洗去TR后可恢复正常分 裂，而处于其他时期的细胞不受过量TR影响或营养缺 陷培养方法获取细胞周期同步、遗传和代谢稳定、来源 单一的细胞群。将微生物菌体或其产物作为诱导子加人 到培养基中，模拟了微生物侵害的条件。(3)由题可 第3章 >m第1节重组DNA技术的基本工具 基础练习 1.D【解析】基因工程是指按照人类的愿望，将不 同生物的遗传物质在体外人工剪切并和载体重组后转 入细胞内进行扩增，并表达产生所需蛋白质的技术。 可定向改造生物的遗传性状，依据的原理是基因重组， A正确；基因工程是在分子水平上对DNA(或基因) 进行设计施工的，需要限制酶、DNA连接酶和载体 B正确：限制酶具有专一性，可识别特定的核苷酸序 列，并在特定的切点上切割DNA分子，C正确；质粒 为环状的DNA分子，不含有游离的磷酸基团，D 错误。 2.B【解析】质粒不仅分布于原核生物中，在真核 生物酵母菌细胞内也有分布，A错误；构建基因表达载 体时，常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质 粒，以产生相同的黏性末端，B正确；DNA聚合酶用于 DNA的复制，不用于基因工程，而DNA连接酶能够催 化形成磷酸二酯键，是基因工程中的“分子手术刀”，C 参考答案与解析。 知X只在细胞生长停止后才能合成，所以图丙符合。所 以要获得大量X的方法，是先培养大量细胞，改变条件 使细胞停止生长从而大量产生X。(4)由题可知，多 种次生代谢产物在根部合成与积累，所以要对根进行培 养，为了方便进行次生代谢物的收集，可以通过器官培 养替代细胞悬浮培养生产次生代谢产物。要大量获得次 生代谢物可以通过基因工程，将相关基因转入酵母菌体 内，然后通过发酵工程获得，基因工程的前提是要了解 生物体合成某次生代谢产物的代谢途径和关键酶。 8.(1)不需要使细胞接触处的磷脂分子重新排 布，细胞膜打开，细胞发生融合(2)未融合的亲本 细胞融合且具有同种核的细胞(3)通过抗体检测 呈阳性来获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞 【解析】(1)浆细胞是高度分化的细胞，不能增 殖，所以不需要通过原代培养来扩大细胞数量。脂溶性 物质PEG可使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞 膜打开，细胞发生融合。(2)在杂交瘤细胞筛选过程 中，用特定的选择培养基进行筛选，在该培养基上，未 融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡， 只有融合的杂交瘤细胞才能生长。(3)单克隆抗体筛 选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，是运用了抗 原一抗体杂交技术，抗体检测呈阳性的细胞，即为所需 的杂交瘤细胞。 基因工程 错误：细菌内的限制酶能限制异源DNA的侵人并使之 失活，即能将外源DNA切断，从而保护自身的遗传特 性，D错误。 3.A【解析】限制性内切核酸酶只能识别和切割 DNA序列，A错误；限制性内切核酸酶主要从某些原核 生物中提取，B正确：限制性内切核酸酶具有酶的特 性，其活性受温度和pH等因素的影响，C正确；限制 性内切核酸酶具有专一性，只能识别一种特定的脱氧核 苷酸序列，D正确。 4.A【解析】限制酶和DNA连接酶作用的部位都 是磷酸二酯键，其中限制酶能将磷酸二酯键切断，而 DNA连接酶能将磷酸二酯键连接起来，A正确；图中只 有①④是同一种限制酶切割形成的，因此①-~④DNA片 段是由3种限制酶切割后产生的，B错误；由于①④具 有相同的黏性末端，所以能用DNA连接酶连接起来， 形成重组DNA分子，C错误；②片段是在酶切位点为 :GAATTCH CTTAAG 的限制酶作用下形成的，D错误。 49