内容正文:
专题13 细胞工程
目录
第一部分 高考风向解读 洞察考向,感知前沿
第二部分 核心要点提升 要点精析、能力提升
要点01 植物激素在植物组织培养中的作用
要点02植物细胞工程的应用--细胞产物的工厂化生产
要点03动物细胞培养的条件
要点04单克隆抗体的应用
第三部分 题型精准突破 固本培优,精准提分
A组·保分基础练
题型01植物细胞工程
题型02 动物细胞工程
题型03胚胎工程
B组·增分能力练
第四部分 真题演练进阶 对标高考,感悟考法
考情解读
核心要点
高考考情
高考新风向
植物细胞工程
(2025天津卷)植物体细胞杂交、动物细胞工程
(2024天津卷)胚胎移植
(2023江苏卷)单克隆抗体制备、动物体细胞核移植
1. 需从“背流程”转向“懂机制”,从“做选择”转向“评伦理”,真正理解生物技术如何在分子、细胞、个体、社会四个层面发挥作用。
2. 从“孤立技术”到“跨模块整合”会考查综合情景
动物细胞工程
胚胎工程
新风向演练
1.【新热点】(2025·天津·二模)2025年春节档电影市场的火爆,得益于多部影片的精彩表现.其中电影《哪吒2》里相关情节和生物学中各种生物元素和概念匹配有误的是( )
A.哪吒的肉身重塑:ES有分化为体内的任何细胞并形成机体的组织和器官甚至个体的潜能
B.申公豹的药单:通过植物组织培养和细胞培养,可快速繁殖三七种苗及生产次生代谢物
C.哪吒大战敖丙:发生战斗时,组织细胞代谢旺盛,但细胞内ATP的含量基本不变
D.无量仙翁的灭魂丹:灭魂丹形似病毒、细菌,都是引起疾病的病原体,遗传物质是DNA
2.【结合实际】(2025·天津·一模)板蓝根(2n=14)具抗菌等作用。某课题组以甘蓝型油菜(2n=38)与板蓝根作为原材料,通过体细胞杂交培育了抗病菌的板蓝根-油菜杂交种。部分杂交种细胞染色体组成以及分裂过程中细胞两极染色体数目占比如表所示,下列叙述正确的是( )
杂交种
体细胞染色体数
减数分裂Ⅰ后期细胞两极染色体数目比的细胞占比(%)
26∶26
28∶24
23∶29
27∶25
其它
AS1
52
63.4
10.6
7.2
14.8
0.0
AS6
52-62
32.3
9.6
8.2
11.0
38.8
AS7
52-58
40.3
9.6
7.2
12.5
30.5
A.该育种过程中,两种植物受精后用秋水仙素诱导染色体数目加倍
B.板蓝根—油菜杂种AS1属于二倍体,体细胞中有两个染色体组
C.若要将获得的AS1、AS6和AS7等杂交种作为有性杂交的亲本,最好选择AS1
D.AS1有10.6%的细胞两极染色体数目比为28:24,可能是有部分染色单体未分离
3.【新情境】(2025·天津·二模)HER-2(一种跨膜糖蛋白)高表达通常只出现于胎儿期,正常人体组织中其表达量极低,在乳腺细胞中高表达可加速细胞分裂,使其增殖、分化过程失衡,最终转变为乳腺癌。抗体-药物偶联物T-DMI由曲妥珠单抗和药物DMI连接而成,对HER-2有很强的靶向性。下列相关分析错误的是( )
A.胎儿期HER-2高表达可能与胚胎发育有关,成人HER-2含量高可为乳腺癌诊断提供参考
B.因为获取的B淋巴细胞可能有多种,所以曲妥珠单抗制备过程需进行专一抗体阳性检测
C.DMI与HER-2特异性结合是T-DMI对癌细胞进行选择性杀伤的关键
D.利用同位素标记的曲妥珠单抗在乳腺组织中成像的技术可定位诊断肿瘤的位置
4.【新技术】(2025·天津河东·一模)某生物科技公司尝试利用体细胞核移植技术批量繁殖优质奶牛。实验中选择成年奶牛的耳部皮肤细胞作为核供体,将其细胞核移植到去核的卵母细胞中形成重构胚。重构胚在体外培养至早期胚胎后移植到代孕母牛子宫,但多批次实验均出现胚胎着床后早期流产。经检测发现,代孕母牛体内孕酮水平正常,但重构胚的滋养层细胞未能正常形成胎盘结构。据此推测,实验失败的最可能原因是( )
A.供体细胞核的端粒长度不足
B.卵母细胞去核时损伤了细胞质中的调控因子
C.体外培养时未添加动物血清提供营养
D.未对代孕母牛进行免疫抑制处理
知识串联·核心必记
要点01 植物激素在植物组织培养中的作用
生物素/细胞分裂素
植物组织的发育发现
高
有利于根的分化,抑制芽的形成
低
有利于芽的分化,抑制根的形成
适中
促进愈伤组织的形成
简记为:高根,低芽,中愈伤
【典例1】某小组以拟南芥原生质体为材料,研究了生长素(IAA)、组蛋白乙酰化及R基因对原生质体形成愈伤组织的影响。野生型(WT)和R基因突变型(rr)的原生质体分别经下表不同条件培养相同时间后,检测培养材料中R基因表达量,并统计愈伤组织形成率,结果如题15图所示。据此推断,下列叙述正确的是( )
编号
原生质体
培养条件
①
WT
培养基
②
WT
培养基+合适浓度的IAA
③
rr
培养基
④
rr
培养基+合适浓度的IAA
⑤
WT
培养基+组蛋白乙酰化抑制剂
A.R基因通过促进IAA的合成提高愈伤组织形成率
B.组蛋白乙酰化不利于WT原生质体形成愈伤组织
C.组蛋白乙酰化通过改变DNA碱基序列影响R基因表达量
D.若用IAA合成抑制剂处理WT原生质体,愈伤组织形成率将下降
要点02植物细胞工程的应用--细胞产物的工厂化生产
(1) 初生代谢与次生代谢:初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动,因此在整个生命过程中它一直进行着。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。次生代谢不是生物生长所必需的,一般在特定的组织或器官中,并在一定的环境和时间条件下才进行。次生代谢物有酚类、萜类和含氮化合物等
(2) (2)生产的技术手段:植物细胞培养技术,是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
(3) 过程
(4) 优点:生产速度快
(5) )实例:人参、三七、紫草和红豆杉的细胞产物都已实现了工厂化生产。
(6) 注意事项
【典例2】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自然状态含量少或无法通过化学合成途径得到的产物
B.单个植物细胞体积小,产生的次生代谢物少,故无法进行产物的工厂化生产
C.次生代谢物是植物基本生命活动所必需的微量物质,应选择产量高的细胞进行培养
D.该技术原理是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
要点03动物细胞培养的条件
营养条件
糖类、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、微量元素,此外还要添加血清等天然成分
无毒、无菌的环境
培养液和培养用具进行灭菌处理、定期更换培养液,清除代谢废物
适宜的温度和pH
培养温度:36.6±0.5℃;pH为7.2~7.4
气体环境
95%的空气:其中02是细胞代谢所必需的;
5%的CO2:维持培养液的pH
【典例3】动物细胞培养时操作不当会造成“黑胶虫”细菌的污染,该菌对氯霉素敏感。下列叙述正确的是( )
A.配制细胞培养基时,加氯霉素后,湿热灭菌处理
B.在加入氯霉素防治“黑胶虫”污染过程中,需要考虑细胞和细菌生长双重因素
C.考察“黑胶虫”污染程度时,应取细胞培养液,直接涂布在平板上培养后计数
D.采用更换培养基、胰蛋白酶处理和分瓶培养等操作可清除“黑胶虫”污染
要点04单克隆抗体的应用
(1) 被广泛用作诊断试剂,在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。
(2) 运载药物,形成抗体-药物偶联物,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤
(3) 用于治疗疾病
【典例4】抗体 - 药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成,它的作用机制如图所示。下列叙述正确的是( )
A.ADC中抗体的主要作用是发挥治疗效应,杀伤靶细胞
B.制备ADC中的抗体应用了体细胞核移植、动物细胞培养等技术
C.若接头结构不稳定,则可能会导致药物脱落,损伤正常细胞
D.ADC通过主动运输进入肿瘤细胞体现了细胞膜的选择透过性
01 植物细胞工程
1.(2025·天津·一模)地黄为多年生草本植物,含有地黄素、强心苷等多种药用成分,具有清热凉血、解毒等功效。利用植物细胞培养技术工厂化生产地黄素的基本流程如下:接种外植体→诱导形成愈伤组织→悬浮振荡培养→生物反应器中培养→分离、提纯。下列叙述正确的是( )
A.外植体需先后用次氯酸钠溶液和酒精进行灭菌
B.诱导形成愈伤组织需要一定的营养条件和适宜的光照
C.振荡培养的目的之一是增加培养液的溶氧量,促进细胞呼吸
D.该工厂化生产的目的是大幅提高单个细胞中地黄素、强心苷等的合成量
2.(2025·天津北辰·三模)SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶,参与生物体的基本代谢过程,能增强植物的抗逆性。下图为培育高抗氧化作物新品种的一种方式,下列叙述正确的是( )
A.①过程的原理与诱变育种的原理相同
B.SOD为初生代谢物,可以利用植物细胞培养获取
C.②受外源激素的调控,③只受内源激素的调控
D.在整个培养的过程中需要放入二氧化碳培养箱以维持pH的稳定
3.(2025·天津·二模)天津小站稻因品质优良而闻名。科研人员为获得小站稻脱毒苗,选取其茎尖进行植物组织培养,流程如下图所示。
茎尖组织→①→愈伤组织→②→脱毒苗
下列叙述正确的是( )
A.②阶段需调整激素比例以诱导根和芽的形成
B.①过程需光照以促进细胞脱分化
C.愈伤组织的细胞无细胞壁,分裂能力强
D.脱毒苗的抗病毒能力可遗传给子代
4.(2025 ·天津河西·二模)甘薯由于具有增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止动脉硬化等作用,故越来越被人们喜爱。但甘薯属于无性繁殖作物,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.用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,可以解决种苗用量大、成本高的问题
B.利用茎尖分生组织培养脱毒苗,使植株具备抗病毒的能力,产品质量得到提高
C.利用原生质体融合实现体细胞杂交,克服杂交不亲和,可以充分利用遗传资源
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,有利于缩短育种年限
02 动物细胞工程
5.(2025·天津·二模)生物技术与工程的发展催生了生物医药的生产。下列相关操作的叙述正确的是( )
A.体外培养杂交瘤细胞制备单克隆抗体时,培养液中加入血浆会影响单克隆抗体的纯度
B.对动物细胞培养时需要无菌无毒的环境,因此需要对培养基进行消毒处理
C.将基因组文库中的胰岛素基因与大肠杆菌的DNA重组后可利用发酵工程生产胰岛素
D.将药用蛋白基因与腺病毒重组,然后侵染奶牛的乳腺细胞可得到乳腺生物反应器
6.(2025·天津·二模)T-DMI是曲妥珠单抗和药物DMI连接而成的抗体-药物偶联物,对HER-2蛋白有很强的靶向性,可用于治疗HER-2过度表达的转移性乳腺癌。下列叙述错误的是( )
A.用选择培养基可筛选出产生HER-2抗体的杂交瘤细胞
B.向小鼠反复注射HER-2,以便在脾脏中获取免疫的B淋巴细胞
C.用灭活的病毒诱导细胞融合时细胞膜的蛋白质和脂质分子会重新排布
D.T-DMI中曲妥珠单抗与HER-2特异性结合是对癌细胞进行选择性杀伤的关键
7.(2025·天津·二模)我国科研团队研制出全球首个以尿液中的抗原为靶标的戊肝诊断试剂盒,该成果属于单克隆抗体在临床上的应用。下列叙述错误的是( )
A.该试剂盒的研制过程应用了动物细胞融合技术
B.该试剂盒的检测原理为抗原抗体的特异性结合
C.该试剂盒检测前的采样不会对受检者造成创伤
D.该试剂盒还可用于其他类型病毒性肝炎的检测
8.(2024·天津·一模)胞质杂种是指两个原生质体融合产生的杂种细胞,其中一个细胞的细胞核消失后,两个原生质体的细胞质杂交得到的个体。科研人员利用雄性不育的品种A与可育的品种B通过植物体细胞杂交技术获得了雄性不育的胞质杂种“华柚2号”,制备过程如下图所示,其中GFP(绿色荧光蛋白)基因转入了品种A的细胞核基因组中。经检测,“华柚2号”的细胞核和叶绿体基因来自品种B,线粒体基因来自品种A,下列说法正确的是( )
A.制备原生质体时需用胰蛋白酶或纤维素酶去除细胞壁
B.聚乙二醇或灭活的病毒可用于诱导原生质体A和B的融合
C.“华柚2号”的获得说明控制雄性不育的基因可能位于线粒体中
D.应筛选发绿色荧光的杂种细胞C经植物组织培养技术获得“华柚2号”
03 胚胎工程
9.(2025·天津·二模)卵母细胞成熟包括“细胞核成熟”和“细胞质成熟”。研究人员利用基因敲除技术敲除小鼠的Bta4基因,发现Bta4敲除的卵母细胞虽能正常受精,但形成的早期胚胎却全部停滞在1到2细胞阶段,胚胎停止发育的原因是卵母细胞中的mRNA不能被及时降解。下列说法错误的是( )
A.卵细胞形成过程中减数分裂是不连续的,MII期卵母细胞具备受精能力
B.早期胚胎发育到2细胞阶段是在透明带内进行的,胚胎的总体积不变
C.Bta4基因与卵母细胞中mRNA降解有关,可促使卵母细胞的细胞核成熟
D.卵母细胞中mRNA的及时降解是启动早期胚胎基因组表达的前提条件
10.(2025·天津·一模)2024年2月,我国科研人员首次采用体细胞核移植技术对现存藏羊群体中的优良个体进行种质复原保存,并用于良种藏羊高效繁育,选择优良欧拉型良种公羊和湖羊母羊,顺利培育了“克隆藏羊”,基本过程如图所示。相关分析正确的是( )
A.采集甲的卵母细胞,在体外培养到排出两个极体之后再去核
B.③过程得到重构胚,后期需用物理或化学方法激活重构胚
C.④过程依次经历囊胚、桑椹胚、原肠胚等发育阶段
D.丁羊为克隆藏羊,其遗传物质全部来自乙羊,性状与乙羊一致
11.(2025·天津·二模)一种能实现“线粒体置换”目的的技术原理如图所示,该技术可预防人类线粒体遗传病传给子代。下列叙述正确的是( )
A.供体次级卵母细胞中含有46个DNA分子
B.图中重组次级卵母细胞中含有两条X染色体
C.重组次级卵母细胞膜外极体的遗传物质与患者相同
D.患者第一极体基本不携带线粒体遗传病的致病基因
12.(2025·天津·二模)雌性小鼠在精子入卵后,被激活的卵子会完成MII排出第二极体(如图),第二极体仅与受精卵分裂形成的2个子细胞之一接触。在甲时期去除第二极体会导致胚胎明显缩小,不能正常存活,这一异常可通过向细胞1中注射第二极体的细胞提取液加以改善。在乙时期后去除第二极体对胚胎发育无显著影响。下列叙述错误的是( )
A.极体的形成与减数分裂时细胞质不均等分裂有关
B.MII的过程中不会发生染色体DNA的复制
C.胚胎细胞与第二极体间可能进行物质交换与信息交流
D.第二极体会被保留成为胚胎的组成部分以发挥重要作用
1.(2025·天津新华·一模)花椰菜(2n=18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白,结果如图2所示。下列有关叙述正确的是( )
注:1为花椰菜,Ⅱ为紫罗兰:1、2、3、4、5为待测植株
A.图1培育杂种植株所用的技术体现了细胞膜具有一定流动性原理和基因突变原理
B.②过程可用电融合法或灭活病毒诱导细胞融合,杂种细胞再生出细胞壁是成功的标志
C.只考虑细胞两两融合,图1培育出的植株体细胞中最多含有72条染色体,减数分裂时最多可形成18个四分体
D.可将病菌悬浮液均匀喷施于图2中的3和5植株叶片上,一段时间后,测定病斑面积占叶片总面积的百分比,筛选出抗病性强的杂种植株
2.(2025·天津南开·一模)下列关于单克隆抗体制备过程中相关操作的叙述,错误的是( )
A.骨髓瘤细胞会因培养液中营养物质缺乏和有害物质积累而增殖减慢
B.使用PEG、灭活病毒等均可诱导骨髓瘤细胞和 B 细胞的专一性融合
C.注射抗原后,从小鼠体内分离到的 B 细胞的纯度不影响单克隆抗体的纯度
D.克隆化培养和抗体检测是保证最终获得的抗体具有高度特异性和一致性的关键
3.(2025·天津·一模)红豆杉是濒危植物,其树皮产生的紫杉醇对癌症有一定的疗效。下图是植物组织培养和细胞培养的流程图。图中②为愈伤组织。通过B过程可最终产生新的植株。通过C过程可产生大量细胞。下列相关叙述中正确的是( )
A.A和B培养过程中都不需要光照条件
B.C过程可提取细胞初生代谢物——紫杉醇
C.B和C培养过程中所用的培养基物理性质一般相同
D.A和B过程都与基因选择性表达有关
(2025·天津·一模)应用靶向技术向肿瘤区域精确传送药物,控制肿瘤生长、增殖、代谢的“靶向治疗”是当前肿瘤研究的热点。根据靶向部位的不同,又可以将肿瘤靶向治疗分为肿瘤细胞靶向治疗和肿瘤血管靶向治疗两大类。
肿瘤细胞靶向治疗是利用肿瘤细胞表面的特异性受体作为靶向,药物与肿瘤细胞特异性结合,抑制肿瘤细胞的生长增殖,促使其死亡。肿瘤血管靶向治疗则是利用肿瘤区域新生毛细血管内皮细胞表面的特异性受体起作用。针对肿瘤细胞的药物要到达肿瘤细胞靶区,需要通过血管内皮细胞屏障进入肿瘤组织环境,因为靶向药物往往是由单克隆抗体和小分子药物组装而成,不易通过血管壁。而针对血管靶向的药物则有很大的优势,因为在给药后只需集聚在血管靶标部位,抑制肿瘤组织的血管生成,阻断机体通过血液对肿瘤组织提供营养物质,以达到“饿死”肿瘤细胞的目的,同时也阻断肿瘤细胞通过血管进行转移的途径。阅读材料,完成下面小题。
4.下列关于靶向治疗的叙述,正确的是( )
A.肿瘤细胞靶向治疗和肿瘤血管靶向治疗都需要靶向细胞具有特异性受体
B.靶向药物通过血管内皮细胞屏障进入肿瘤组织环境需要穿过3层膜
C.靶向治疗不仅能提高药物治疗效果而且对所有普通细胞都没有毒性
D.上述药物直接导致癌细胞死亡和癌细胞的“饿死”都是细胞凋亡
5.下列关于恶性肿瘤细胞形成、扩散和转移过程的叙述,错误的是( )
A.恶性肿瘤细胞易扩散转移的直接原因是质膜上的糖蛋白减少或缺失
B.恶性肿瘤细胞扩散和转移过程中会通过淋巴循环和血液循环运输
C.恶性肿瘤细胞表面没有MHC(组织相容性抗原),可被免疫系统杀伤
D.恶性肿瘤细胞的形成是基因突变等作用的结果
6.靶向药物一般由小分子化合物和单克隆抗体组成。下列关于单克隆抗体的叙述,错误的是( )
A.从血清中提取的抗体一般是多克隆抗体,是多种抗体的混合物
B.取小鼠脾脏细胞之前需先对小鼠注射靶向药物的特异性受体
C.靶向药物作为“生物导弹”,小分子是瞄准系统,单抗是杀伤性药物
D.单克隆的获得必须要求祖细胞是来源于一个细胞而不是多个细胞
7.(2025·天津·二模)科研人员利用诱导性多能干细胞制备了胰岛细胞,用于糖尿病的治疗。比较诱导性多能干细胞和胰岛细胞,相同的是( )
A.核内的遗传信息 B.膜蛋白的种类
C.高尔基体的数量 D.细胞的分化潜能
8.(2025·天津·二模)石蒜碱是从石蒜等的鳞茎中提取的一种次级代谢物,用石蒜碱制成的内胺盐具有较强的抗肿瘤作用,常用于肿瘤的治疗。实验人员采用植物细胞悬浮培养技术生产石蒜碱的过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.过程①为脱分化,通常用细胞分裂素和赤霉素进行诱导
B.过程②为了使细胞分散开,通常用胶原蛋白酶进行处理
C.过程③通过提取、分离和纯化的方法获取石蒜碱
D.图示生产石蒜碱的过程体现了植物细胞的全能性
9.(2024·天津北辰·三模)据悉多基因编辑猪皮移植手术已获成功,下列叙述错误的是( )
A.为防止免疫排斥反应,应该把患者的抗体基因进行删除
B.皮肤在人体的免疫中发挥重要作用,它属于人体免疫的第一道防线
C.器官移植中的免疫排斥反应既有细胞免疫也有体液免疫
D.更多的人加入到自愿捐献器官行列中,有助于缓解供体器官的短缺
10.(2024·天津北辰·三模)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程图如下,相关叙述错误的是( )
A.核移植前需将卵母细胞培养到MⅡ期
B.上述过程体现出动物细胞具有全能性
C.获得的组织器官移植给个体B一般不发生免疫排斥反应
D.胚胎干细胞需经过基因的选择性表达才能产生出所需的组织器官
11.(2024·天津河东·一模)2023年9月20日,全球第二例转基因猪的心脏成功移植到人体。该转基因猪是通过成纤维细胞克隆培养的,体内10多个基因经过了编辑。下列相关叙述正确的是( )
A.利用基因编辑技术敲除猪成纤维细胞内抗原决定基因
B.常用显微操作法去除由核膜包被的猪卵母细胞的细胞核
C.给代孕母猪注射免疫抑制剂阻止T细胞增殖,以利于代孕母猪接受胚胎
D.由于种间差异无需担心供体携带的病毒基因
12.(2025·天津·三模)基因组印记(通过甲基化实现受精卵中来自双亲的两个等位基因一个表达另一个不表达)阻碍了哺乳动物孤雌生殖的实验。某研究团队利用甲基化酶、去甲基化酶和基因编辑技术,改变了小鼠生殖细胞的“基因组印记”,使其“变性”,然后将一个极体注入修饰后的次级卵母细胞(类似受精作用),最终创造出“孤雌生殖”的小鼠。实验过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.体外培养卵母细胞时,需将培养皿置于只含CO2的培养箱中进行培养
B.需对代孕母鼠进行同期发情处理后,再进行胚胎移植
C.“孤雌小鼠”的诞生过程没有精子参与,其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同
D.移植后的囊胚进一步扩大,会导致滋养层破裂,胚胎从其中伸展出来
13.(2025·天津和平·二模)基因工程为培育抗病毒植物开辟了新途径。下图为研究人员培育转黄瓜花叶病毒外壳蛋白基因(CMV—CP基因)番茄的主要过程示意图。(Kanr为卡那霉素抗性基因)。
(1)将CMV-CP基因导入番茄细胞后,培育的番茄植株具有抗CMV感染能力,过程①接种的农杆菌细胞中,Kanr及CMV-CP基因应整合在Ti质粒的T—DNA内部,这是由于Ti质粒中仅T—DNA片段可以进入植物细胞并________。
(2)过程③、④所需的培养基为________(填“固体”或“液体”)培养基。研究发现高浓度的卡那霉素会使番茄的愈伤组织不能生长甚至死亡,③、④培养基中加入适宜浓度Kanr的作用为________。
(3)过程⑤再生植株抗性鉴定时,引物序列设计的主要依据是________。
(4)过程⑤利用PCR技术对样品CMV-CP基因扩增后电泳,根据标准参照,可以初步确定整合了CMV-CP基因的再生植株。通常需进一步通过基因碱基序列测定确认,原因是琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA分子的________,无法确定待检测DNA分子的碱基序列。
1.(2023·天津·高考真题)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
2.(2024·天津·高考真题)实验中常根据菌落外表特征鉴别微生物,进而对实验结果做出判断,下列实验不是根据菌落外表特征做出判断的是( )
A.艾弗里证明肺炎链球菌的转化因子是DNA
B.判断分离酵母菌的固体培养基是否被毛霉污染
C.利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株
D.判断在尿素为唯一氮源的培养基上生长的尿素降解菌是否有不同种类
3.(2025·天津·高考真题)内共生假说认为,线粒体起源于在厌氧真核细胞中共生的需氧细菌。研究人员将经过改造的大肠杆菌导入相应的专性厌氧酵母细胞质中构建共生体,为上述假说提供证据。
(1)获得专性厌氧呼吸的酵母菌株利用基因敲除技术破坏酵母菌_____的功能,导致该细胞器不能产生ATP。
(2)获得维生素营养缺陷且能分泌ATP的大肠杆菌菌株
①利用基因敲除技术获得维生素营养缺陷型大肠杆菌菌株A。
②构建含有ATP转运蛋白基因X的质粒2。
已知在基因X和质粒1上均无EcoRⅠ和NotⅠ酶切位点。研究者采用引物P1(含EcoRⅠ识别序列)和P2(含NotⅠ识别序列)对基因X进行扩增,并采用引物P3(含EcoRⅠ识别序列)和P4(含NotⅠ识别序列)对质粒1进行扩增,使质粒1线性化,再经酶切、连接,使基因X与质粒1重组为质粒2.请在下图质粒1处标出引物P3和P4的位置及方向_____。
③将质粒2转入菌株A中,筛选获得菌株B。
(3)采用下图所示过程将菌株B导入步骤(1)获得的酵母菌中,筛选获得融合菌株
促进膜融合的化学试剂通常选择_____。大肠杆菌细胞壁为双层结构,内层为坚固的肽聚糖,外层为脂质双分子层膜结构。融合细胞中的大肠杆菌形态正常且具有活性,说明与酵母细胞膜融合的是菌株B的_____。
在以丙酮酸为唯一碳源的选择培养基上筛选到能够增殖的融合菌株,其中酵母菌为大肠杆菌提供_____,大肠杆菌为酵母菌提供_____,表明二者建立了互利共生关系。在筛选融合菌株时,不能用葡萄糖为碳源,原因是:_____。
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专题13 细胞工程
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第一部分 高考风向解读 洞察考向,感知前沿
第二部分 核心要点提升 要点精析、能力提升
要点01 植物激素在植物组织培养中的作用
要点02植物细胞工程的应用--细胞产物的工厂化生产
要点03动物细胞培养的条件
要点04单克隆抗体的应用
第三部分 题型精准突破 固本培优,精准提分
A组·保分基础练
题型01植物细胞工程
题型02 动物细胞工程
题型03胚胎工程
B组·增分能力练
第四部分 真题演练进阶 对标高考,感悟考法
考情解读
核心要点
高考考情
高考新风向
植物细胞工程
(2025天津卷)植物体细胞杂交、动物细胞工程
(2024天津卷)胚胎移植
(2023江苏卷)单克隆抗体制备、动物体细胞核移植
1. 需从“背流程”转向“懂机制”,从“做选择”转向“评伦理”,真正理解生物技术如何在分子、细胞、个体、社会四个层面发挥作用。
2. 从“孤立技术”到“跨模块整合”会考查综合情景
动物细胞工程
胚胎工程
新风向演练
1.【新热点】(2025·天津·二模)2025年春节档电影市场的火爆,得益于多部影片的精彩表现.其中电影《哪吒2》里相关情节和生物学中各种生物元素和概念匹配有误的是( )
A.哪吒的肉身重塑:ES有分化为体内的任何细胞并形成机体的组织和器官甚至个体的潜能
B.申公豹的药单:通过植物组织培养和细胞培养,可快速繁殖三七种苗及生产次生代谢物
C.哪吒大战敖丙:发生战斗时,组织细胞代谢旺盛,但细胞内ATP的含量基本不变
D.无量仙翁的灭魂丹:灭魂丹形似病毒、细菌,都是引起疾病的病原体,遗传物质是DNA
【答案】D
【详解】A、ES细胞为胚胎干细胞具有发育的全能性,具有分化为成年动物体内任何一种类型细胞并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能,哪吒的肉体重塑可与之关联,A正确;
B、通过植物组织培养技术和细胞培养,对于三七等植物,既能快速繁殖种苗,又能利用细胞培养直接生产其次生代谢物,B正确;
C、ATP在细胞中含量少,但代谢旺盛时通过快速合成与分解保持动态平衡,总量基本不变,C正确;
D、病毒分为DNA病毒和RNA病毒(如流感病毒),并非所有病毒遗传物质均为DNA,而细菌的遗传物质是DNA。若灭魂丹包含RNA病毒,则遗传物质是RNA,D错误。
故选D。
2.【结合实际】(2025·天津·一模)板蓝根(2n=14)具抗菌等作用。某课题组以甘蓝型油菜(2n=38)与板蓝根作为原材料,通过体细胞杂交培育了抗病菌的板蓝根-油菜杂交种。部分杂交种细胞染色体组成以及分裂过程中细胞两极染色体数目占比如表所示,下列叙述正确的是( )
杂交种
体细胞染色体数
减数分裂Ⅰ后期细胞两极染色体数目比的细胞占比(%)
26∶26
28∶24
23∶29
27∶25
其它
AS1
52
63.4
10.6
7.2
14.8
0.0
AS6
52-62
32.3
9.6
8.2
11.0
38.8
AS7
52-58
40.3
9.6
7.2
12.5
30.5
A.该育种过程中,两种植物受精后用秋水仙素诱导染色体数目加倍
B.板蓝根—油菜杂种AS1属于二倍体,体细胞中有两个染色体组
C.若要将获得的AS1、AS6和AS7等杂交种作为有性杂交的亲本,最好选择AS1
D.AS1有10.6%的细胞两极染色体数目比为28:24,可能是有部分染色单体未分离
【答案】C
【详解】A、该育种过程中,利用的是植物体细胞杂交使染色体数目加倍,没有涉及两种植物的受精作用以及秋水仙素处理,A错误;
B、板蓝根是二倍体(2n = 14),甘蓝型油菜是二倍体(2n = 38),通过体细胞杂交培育的板蓝根 - 油菜杂种 AS1 体细胞染色体数为 52 条,是由两个不同物种的体细胞融合形成的,属于异源四倍体,体细胞中有四个染色体组,而不是两个染色体组,B错误;
C、从表格数据来看,AS1 体细胞染色体数为 52 条,在减数分裂Ⅰ后期细胞两极染色体数目比相对较为集中,且“其它”占比为 0,说明其染色体组成相对稳定;而 AS6 体细胞染色体数为 52 - 62 条,AS7 体细胞染色体数为 52 - 58 条,它们的染色体数不稳定,且“其它”占比较大,说明减数分裂时染色体行为异常的细胞较多。所以若要将获得的 AS1、AS6 和 AS7 等杂交种作为有性杂交的亲本,最好选择 AS1,C正确;
D、减数分裂Ⅰ后期发生同源染色体分离,着丝点并不分裂,不存在染色单体分离的情况。AS1有10.6%的细胞两极染色体数目比为28:24,可能是减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离异常导致的,而不是部分染色单体未分离,D错误。
故选C。
3.【新情境】(2025·天津·二模)HER-2(一种跨膜糖蛋白)高表达通常只出现于胎儿期,正常人体组织中其表达量极低,在乳腺细胞中高表达可加速细胞分裂,使其增殖、分化过程失衡,最终转变为乳腺癌。抗体-药物偶联物T-DMI由曲妥珠单抗和药物DMI连接而成,对HER-2有很强的靶向性。下列相关分析错误的是( )
A.胎儿期HER-2高表达可能与胚胎发育有关,成人HER-2含量高可为乳腺癌诊断提供参考
B.因为获取的B淋巴细胞可能有多种,所以曲妥珠单抗制备过程需进行专一抗体阳性检测
C.DMI与HER-2特异性结合是T-DMI对癌细胞进行选择性杀伤的关键
D.利用同位素标记的曲妥珠单抗在乳腺组织中成像的技术可定位诊断肿瘤的位置
【答案】C
【详解】A、HER-2(一种跨膜糖蛋白)高表达通常只出现于胎儿期,可能与胚胎发育有关,正常人体组织中其表达量极低,在乳腺细胞中高表达可加速细胞分裂,使其增殖、分化过程失衡,最终转变为乳腺癌,所以成人HER-2含量高可为乳腺癌诊断提供参考,A正确;
B、机体生活的环境存在多种抗原,所以获取的B淋巴细胞可能有多种,故曲妥珠单抗的制备过程需进行专一抗体阳性检测,以保证能与HER-2特异性结合,B正确;
C、DMI是药物,不能与HER-2特异性结合,能与HER-2特异性结合的是曲妥珠单抗,C错误;
D、曲妥珠单抗能与HER-2特异性结合,故利用同位素标记的曲妥珠单抗在乳腺组织中成像的技术可定位诊断肿瘤的位置,D正确。
故选C。
4.【新技术】(2025·天津河东·一模)某生物科技公司尝试利用体细胞核移植技术批量繁殖优质奶牛。实验中选择成年奶牛的耳部皮肤细胞作为核供体,将其细胞核移植到去核的卵母细胞中形成重构胚。重构胚在体外培养至早期胚胎后移植到代孕母牛子宫,但多批次实验均出现胚胎着床后早期流产。经检测发现,代孕母牛体内孕酮水平正常,但重构胚的滋养层细胞未能正常形成胎盘结构。据此推测,实验失败的最可能原因是( )
A.供体细胞核的端粒长度不足
B.卵母细胞去核时损伤了细胞质中的调控因子
C.体外培养时未添加动物血清提供营养
D.未对代孕母牛进行免疫抑制处理
【答案】B
【详解】A、端粒是染色体末端的一段重复序列,端粒长度与细胞的衰老和寿命等有关。在体细胞核移植中,供体细胞经过多次分裂后端粒可能会缩短。但是已经发育成胚胎,重构胚的滋养层细胞未能正常形成胎盘结构,与供体细胞核的端粒长度不足关系不大,A不符合题意;
B、卵母细胞细胞质中含有多种调控因子,这些调控因子对于激活供体细胞核、启动胚胎发育程序起着关键作用。如果卵母细胞去核时损伤了细胞质中的调控因子,那么重构胚在发育过程中就可能无法正常进行细胞分化等过程。滋养层细胞的形成和发育依赖于胚胎正常的早期发育调控,当调控因子受损时,滋养层细胞可能无法正常分化形成胎盘结构,从而导致胚胎着床后早期流产,B符合题意;
C、动物血清在体外培养体系中主要提供一些生长因子、激素、维生素等营养成分以及维持渗透压等作用。现代的体细胞核移植技术中,若未添加动物血清提供营养,可能都发育不成早期胚胎,C不符合题意;
D、胚胎移植时,受体(代孕母牛)对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应,这是胚胎移植能够成功的一个重要生理基础。所以未对代孕母牛进行免疫抑制处理一般不会导致胚胎着床后早期流产,D不符合题意。
故选B。
知识串联·核心必记
要点01 植物激素在植物组织培养中的作用
生物素/细胞分裂素
植物组织的发育发现
高
有利于根的分化,抑制芽的形成
低
有利于芽的分化,抑制根的形成
适中
促进愈伤组织的形成
简记为:高根,低芽,中愈伤
【典例1】某小组以拟南芥原生质体为材料,研究了生长素(IAA)、组蛋白乙酰化及R基因对原生质体形成愈伤组织的影响。野生型(WT)和R基因突变型(rr)的原生质体分别经下表不同条件培养相同时间后,检测培养材料中R基因表达量,并统计愈伤组织形成率,结果如题15图所示。据此推断,下列叙述正确的是( )
编号
原生质体
培养条件
①
WT
培养基
②
WT
培养基+合适浓度的IAA
③
rr
培养基
④
rr
培养基+合适浓度的IAA
⑤
WT
培养基+组蛋白乙酰化抑制剂
A.R基因通过促进IAA的合成提高愈伤组织形成率
B.组蛋白乙酰化不利于WT原生质体形成愈伤组织
C.组蛋白乙酰化通过改变DNA碱基序列影响R基因表达量
D.若用IAA合成抑制剂处理WT原生质体,愈伤组织形成率将下降
【答案】D
【详解】A、图中数据无法得出R基因是通过促进IAA的合成提高愈伤组织形成率,A错误;
B、①和③进行对比可以看出R基因表达量高,愈伤组织形成率高,①和⑤对比,使用组蛋白乙酰化抑制剂之后,R基因的表达量下降,愈伤组织的形成率也会降低,因此推测组蛋白乙酰化有利于WT原生质体形成愈伤组织,B错误;
C、图中的数据没有关于DNA碱基序列的测定,因此无法推测组蛋白乙酰化通过改变DNA碱基序列影响R基因表达量,C错误;
D、①和②对比可以看出IAA能够促进愈伤组织的形成,因此若用IAA合成抑制剂处理WT原生质体,愈伤组织形成率将降低,D正确。
故选D。
要点02植物细胞工程的应用--细胞产物的工厂化生产
(1) 初生代谢与次生代谢:初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动,因此在整个生命过程中它一直进行着。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。次生代谢不是生物生长所必需的,一般在特定的组织或器官中,并在一定的环境和时间条件下才进行。次生代谢物有酚类、萜类和含氮化合物等
(2) (2)生产的技术手段:植物细胞培养技术,是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
(3) 过程
(4) 优点:生产速度快
(5) )实例:人参、三七、紫草和红豆杉的细胞产物都已实现了工厂化生产。
(6) 注意事项
【典例2】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自然状态含量少或无法通过化学合成途径得到的产物
B.单个植物细胞体积小,产生的次生代谢物少,故无法进行产物的工厂化生产
C.次生代谢物是植物基本生命活动所必需的微量物质,应选择产量高的细胞进行培养
D.该技术原理是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
【详解】A、由于植物细胞的次生代谢物含量很低,从植物组织提取会大量破坏植物资源,有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到,人们可以利用植物细胞培养来获得目标产物,这个过程就是细胞产物的工厂化生产,A正确;
B、细胞产物的工厂化生产是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖,获得某些植物细胞的次生代谢物含量低,又不能或难以通过化学合成途径得到的目标产物。故单个植物细胞体积小,产生的次生代谢物少,可以进行产物的工厂化生产,B错误;
C、次生代谢物不是植物基本的生命活动所必需的产物,C错误;
D、细胞产物的工厂化生产主要是利用植物细胞培养技术,通过促进细胞增殖,以从细胞群中获得次生代谢物,单个细胞中次生代谢产物的含量并没有提高,D错误。
故选A。
要点03动物细胞培养的条件
营养条件
糖类、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、微量元素,此外还要添加血清等天然成分
无毒、无菌的环境
培养液和培养用具进行灭菌处理、定期更换培养液,清除代谢废物
适宜的温度和pH
培养温度:36.6±0.5℃;pH为7.2~7.4
气体环境
95%的空气:其中02是细胞代谢所必需的;
5%的CO2:维持培养液的pH
【典例3】动物细胞培养时操作不当会造成“黑胶虫”细菌的污染,该菌对氯霉素敏感。下列叙述正确的是( )
A.配制细胞培养基时,加氯霉素后,湿热灭菌处理
B.在加入氯霉素防治“黑胶虫”污染过程中,需要考虑细胞和细菌生长双重因素
C.考察“黑胶虫”污染程度时,应取细胞培养液,直接涂布在平板上培养后计数
D.采用更换培养基、胰蛋白酶处理和分瓶培养等操作可清除“黑胶虫”污染
【答案】B
【分析】 动物细胞培养就是从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。
【详解】A.、配制细胞培养基时,湿热灭菌处理后通过过滤灭菌加氯霉素和血清,A错误;
B、在加入氯霉素防治“黑胶虫”污染过程中,需要考虑细胞和细菌生长双重因素,保证动物细胞正常生长并抑制细菌生长,B正确;
C、考察“黑胶虫”污染程度时,应取细胞培养液,稀释后涂布在平板上培养后计数,C错误;
D、 采用更换培养基、胰蛋白酶处理和分瓶培养等操作不能清除“黑胶虫”污染,D错误。
故选B。
要点04单克隆抗体的应用
(1) 被广泛用作诊断试剂,在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。
(2) 运载药物,形成抗体-药物偶联物,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤
(3) 用于治疗疾病
【典例4】抗体 - 药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成,它的作用机制如图所示。下列叙述正确的是( )
A.ADC中抗体的主要作用是发挥治疗效应,杀伤靶细胞
B.制备ADC中的抗体应用了体细胞核移植、动物细胞培养等技术
C.若接头结构不稳定,则可能会导致药物脱落,损伤正常细胞
D.ADC通过主动运输进入肿瘤细胞体现了细胞膜的选择透过性
【答案】C
【详解】A、由题干信息可知,抗体药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,ADC中的抗体在选择性杀伤肿瘤细胞中起识别作用,A错误;
B、制备单克隆抗体用到的动物细胞工程技术有:动物细胞融合、动物细胞培养,B错误;
C、若接头结构不稳定,则可能会导致药物脱落,无法起到选择性杀伤靶细胞的作用,有可能损伤正常细胞,C正确。
D、ADC通过胞吞作用进入肿瘤细胞体现了细胞膜的流动性,D错误。
故选C。
01 植物细胞工程
1.(2025·天津·一模)地黄为多年生草本植物,含有地黄素、强心苷等多种药用成分,具有清热凉血、解毒等功效。利用植物细胞培养技术工厂化生产地黄素的基本流程如下:接种外植体→诱导形成愈伤组织→悬浮振荡培养→生物反应器中培养→分离、提纯。下列叙述正确的是( )
A.外植体需先后用次氯酸钠溶液和酒精进行灭菌
B.诱导形成愈伤组织需要一定的营养条件和适宜的光照
C.振荡培养的目的之一是增加培养液的溶氧量,促进细胞呼吸
D.该工厂化生产的目的是大幅提高单个细胞中地黄素、强心苷等的合成量
【答案】C
【详解】A、接种用的外植体需先后用酒精和次氯酸钠溶液进行消毒,A错误;
B、诱导形成愈伤组织的培养基中需添加一定的营养和激素,不需要光照,B错误;
C、振荡培养的目的是增加培养液的溶氧量,从而促进细胞的有氧呼吸,C正确;
D、该工厂化生产通过增加细胞数目提高地黄素合成量,而不是提高单个细胞中地黄素的合成量,D错误。
故选C。
2.(2025·天津北辰·三模)SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶,参与生物体的基本代谢过程,能增强植物的抗逆性。下图为培育高抗氧化作物新品种的一种方式,下列叙述正确的是( )
A.①过程的原理与诱变育种的原理相同
B.SOD为初生代谢物,可以利用植物细胞培养获取
C.②受外源激素的调控,③只受内源激素的调控
D.在整个培养的过程中需要放入二氧化碳培养箱以维持pH的稳定
【答案】B
【详解】A、①过程是将SOD基因导入植物细胞,属于基因工程技术,其原理是基因重组,而诱变育种的原理是基因突变,二者原理不同,A错误;
B、题意显示,SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶,参与生物体的基本代谢过程,能增强植物的抗逆性,说明SOD为初生代谢物,可以利用植物细胞培养获取,B正确;
C、②脱分化和③再分化过程都受外源激素(如生长素、细胞分裂素等)和内源激素的调控,C错误;
D、动物细胞培养过程中需要放入二氧化碳培养箱以维持pH的稳定,而植物组织培养过程中不需要,D错误。
故选B。
3.(2025·天津·二模)天津小站稻因品质优良而闻名。科研人员为获得小站稻脱毒苗,选取其茎尖进行植物组织培养,流程如下图所示。
茎尖组织→①→愈伤组织→②→脱毒苗
下列叙述正确的是( )
A.②阶段需调整激素比例以诱导根和芽的形成
B.①过程需光照以促进细胞脱分化
C.愈伤组织的细胞无细胞壁,分裂能力强
D.脱毒苗的抗病毒能力可遗传给子代
【答案】A
【详解】A、图中过程①代表脱分化,过程②③代表再分化,过程①②③所用的培养基成分及配比不都相同,主要是植物激素的含量比例不同,即②阶段需调整激素比例以诱导根和芽的形成,A正确;
B、①过程为脱分化过程,该过程不需光照,B错误;
C、愈伤组织是一团高度液泡化的、无定形状态的薄壁细胞,分裂能力强,全能性高,C错误;
D、脱毒苗携带病毒较少或无毒,不具有抗病毒能力,D错误。
故选A。
4.(2025 ·天津河西·二模)甘薯由于具有增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止动脉硬化等作用,故越来越被人们喜爱。但甘薯属于无性繁殖作物,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.用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,可以解决种苗用量大、成本高的问题
B.利用茎尖分生组织培养脱毒苗,使植株具备抗病毒的能力,产品质量得到提高
C.利用原生质体融合实现体细胞杂交,克服杂交不亲和,可以充分利用遗传资源
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,有利于缩短育种年限
【答案】B
【详解】A、植物细胞工程应用之一是:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,被人们形象地称为植物的快速繁殖技术,也叫作微型繁殖技术。它不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种的遗传特性。A正确;
B、茎尖等分裂旺盛部位基本无病毒感染。目前采用茎尖组织培养技术脱去病毒,已在许多作物上获得成功。脱毒的作物不仅能增产而且品质也明显优于没有脱毒的作物。脱毒≠抗病毒,B错误;
C、原生质体的融合原理是细胞膜具有一定的流动性,通过去壁、促融、细胞壁再生、组织培养技术后可培育出异源杂合体,C正确;
D、愈伤组织具有分裂旺盛的优点,适合用于诱变育种,能提高突变频率,有利于缩短育种年限。D正确。
故选B。
02 动物细胞工程
5.(2025·天津·二模)生物技术与工程的发展催生了生物医药的生产。下列相关操作的叙述正确的是( )
A.体外培养杂交瘤细胞制备单克隆抗体时,培养液中加入血浆会影响单克隆抗体的纯度
B.对动物细胞培养时需要无菌无毒的环境,因此需要对培养基进行消毒处理
C.将基因组文库中的胰岛素基因与大肠杆菌的DNA重组后可利用发酵工程生产胰岛素
D.将药用蛋白基因与腺病毒重组,然后侵染奶牛的乳腺细胞可得到乳腺生物反应器
【答案】A
【详解】A、体外培养杂交瘤细胞制备单克隆抗体时培养液中加入血浆会影响单克隆抗体的纯度,因为血浆中可能有其他的抗体,A正确;
B、对动物细胞培养时需要无菌无毒的环境,需要对培养基进行湿热灭菌处理,B错误;
C、从基因组文库中获得的胰岛素基因有内含子,在大肠杆菌中,其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除,无法表达出胰岛素,C错误;
D、将药用蛋白基因和乳腺蛋白启动子等调控元件一起与腺病毒重组,导入受精卵中可制备乳腺生物反应器,不是导入乳腺细胞中,D错误。
故选A。
6.(2025·天津·二模)T-DMI是曲妥珠单抗和药物DMI连接而成的抗体-药物偶联物,对HER-2蛋白有很强的靶向性,可用于治疗HER-2过度表达的转移性乳腺癌。下列叙述错误的是( )
A.用选择培养基可筛选出产生HER-2抗体的杂交瘤细胞
B.向小鼠反复注射HER-2,以便在脾脏中获取免疫的B淋巴细胞
C.用灭活的病毒诱导细胞融合时细胞膜的蛋白质和脂质分子会重新排布
D.T-DMI中曲妥珠单抗与HER-2特异性结合是对癌细胞进行选择性杀伤的关键
【答案】A
【详解】A、用选择培养基可以筛选出杂交瘤细胞,这些杂交瘤细胞还需要经过抗原—抗体杂交技术才能筛选出产生HER-2抗体的杂交瘤细胞,A错误;
B、向小鼠体内反复注射HER-2,目的是以便在脾脏中获取免疫的B淋巴细胞,B正确;
C、用灭活的病毒诱导细胞融合时,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,细胞发生融合,C正确;
D、T-DMI中曲妥珠单抗能与HER-2蛋白特异性结合,将其携带的药物定向运输至HER-2过度表达的转移性乳腺癌细胞中,这能保证药物DMI对癌细胞的选择性杀伤,D正确。
故选A。
7.(2025·天津·二模)我国科研团队研制出全球首个以尿液中的抗原为靶标的戊肝诊断试剂盒,该成果属于单克隆抗体在临床上的应用。下列叙述错误的是( )
A.该试剂盒的研制过程应用了动物细胞融合技术
B.该试剂盒的检测原理为抗原抗体的特异性结合
C.该试剂盒检测前的采样不会对受检者造成创伤
D.该试剂盒还可用于其他类型病毒性肝炎的检测
【答案】D
【详解】A、依据题干信息,戊肝诊断试剂盒属于单克隆抗体的研究成果,单克隆抗体制备过程需要已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合,所以动物细胞融合技术,A正确;
B、该试剂盒的检测原理为抗原抗体的特异性结合,B正确;
C、依据题干信息,该试剂盒以尿液中的抗原为靶标,所以该试剂盒检测前的采样不会对受检者造成创伤,C正确;
D、抗体具有特异性,所以戊肝诊断试剂盒只能用于戊肝的检测,不能用于其他类型病毒性肝炎的检测,D错误。
故选D。
8.(2024·天津·一模)胞质杂种是指两个原生质体融合产生的杂种细胞,其中一个细胞的细胞核消失后,两个原生质体的细胞质杂交得到的个体。科研人员利用雄性不育的品种A与可育的品种B通过植物体细胞杂交技术获得了雄性不育的胞质杂种“华柚2号”,制备过程如下图所示,其中GFP(绿色荧光蛋白)基因转入了品种A的细胞核基因组中。经检测,“华柚2号”的细胞核和叶绿体基因来自品种B,线粒体基因来自品种A,下列说法正确的是( )
A.制备原生质体时需用胰蛋白酶或纤维素酶去除细胞壁
B.聚乙二醇或灭活的病毒可用于诱导原生质体A和B的融合
C.“华柚2号”的获得说明控制雄性不育的基因可能位于线粒体中
D.应筛选发绿色荧光的杂种细胞C经植物组织培养技术获得“华柚2号”
【答案】C
【详解】A、制备原生质体时需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,A错误;
B、灭活的病毒不能用于植物原生质体的诱导,B错误;
C、雄性不育的胞质杂种华柚2号的细胞核和叶绿体基因来自品种B,线粒体基因来自品种A,融合后品种A的细胞核消失,控制雄性不育的基因可能位于线粒体中,C正确;
D、GFP(绿色荧光蛋白)基因转入了品种A的细胞核基因组中,而融合后的华柚2号不含品种A的细胞核,因此发绿色荧光的杂种细胞应被淘汰,D错误。
故选C。
03 胚胎工程
9.(2025·天津·二模)卵母细胞成熟包括“细胞核成熟”和“细胞质成熟”。研究人员利用基因敲除技术敲除小鼠的Bta4基因,发现Bta4敲除的卵母细胞虽能正常受精,但形成的早期胚胎却全部停滞在1到2细胞阶段,胚胎停止发育的原因是卵母细胞中的mRNA不能被及时降解。下列说法错误的是( )
A.卵细胞形成过程中减数分裂是不连续的,MII期卵母细胞具备受精能力
B.早期胚胎发育到2细胞阶段是在透明带内进行的,胚胎的总体积不变
C.Bta4基因与卵母细胞中mRNA降解有关,可促使卵母细胞的细胞核成熟
D.卵母细胞中mRNA的及时降解是启动早期胚胎基因组表达的前提条件
【答案】C
【详解】A、卵细胞形成过程中减数分裂是不连续的,MⅡ期卵母细胞具备受精能力,通常将次级卵母细胞培养到MⅡ中期,A正确;
B、胚胎发育的早期有一段时间是在透明带中进行的,这一时期称为卵裂期,2细胞阶段属于卵裂期,卵裂期胚胎的总体积不变,B正确;
C、Bta4基因敲除后卵母细胞能正常成熟和受精,说明该基因与细胞核成熟无关,而形成的早期胚胎却全部阻滞在1到2细胞阶段,推测可能是Bta4基因能促使细胞质成熟,C错误;
D、题意显示“胚胎停止发育原因是卵母细胞中的mRNA不能被及时降解”,显然,卵母细胞中mRNA的及时降解是启动早期胚胎基因组激活的前提条件,D正确。
故选C。
10.(2025·天津·一模)2024年2月,我国科研人员首次采用体细胞核移植技术对现存藏羊群体中的优良个体进行种质复原保存,并用于良种藏羊高效繁育,选择优良欧拉型良种公羊和湖羊母羊,顺利培育了“克隆藏羊”,基本过程如图所示。相关分析正确的是( )
A.采集甲的卵母细胞,在体外培养到排出两个极体之后再去核
B.③过程得到重构胚,后期需用物理或化学方法激活重构胚
C.④过程依次经历囊胚、桑椹胚、原肠胚等发育阶段
D.丁羊为克隆藏羊,其遗传物质全部来自乙羊,性状与乙羊一致
【答案】B
【详解】A、甲提供卵细胞细胞质,因此为湖羊母羊,采集其卵母细胞在体外培养到MⅡ期后去核,A错误;
B、③获得的重构胚,可以用物理或化学方法(如电刺激、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚,B正确;
C、④过程依次经桑葚胚、囊胚、原肠胚等发育阶段,C错误;
D、丁羊为克隆藏羊,其核遗传物质来自乙羊,质遗传物质来自甲羊,D错误。
故选B。
11.(2025·天津·二模)一种能实现“线粒体置换”目的的技术原理如图所示,该技术可预防人类线粒体遗传病传给子代。下列叙述正确的是( )
A.供体次级卵母细胞中含有46个DNA分子
B.图中重组次级卵母细胞中含有两条X染色体
C.重组次级卵母细胞膜外极体的遗传物质与患者相同
D.患者第一极体基本不携带线粒体遗传病的致病基因
【答案】D
【详解】A、供体次级卵母细胞中含的DNA分子大于46条,因为线粒体中也含DNA,A错误;
B、图中显示的重组次级卵母细胞是处于减数第二次分裂中期的细胞,故此时重组的次级卵母细胞只含1条X染色体,B错误;
C、重组次级卵母细胞是由第一极体和去核的卵母细胞形成的,其细胞膜外极体的遗传物质来自供体,与患者不同,C错误;
D、第一极体是卵原细胞经过减数第一次分裂产生的,线粒体存在于细胞质中,减数第一次分裂主要是同源染色体分离,第一极体基本不含细胞质,也就基本不携带线粒体遗传病的致病基因,D正确。
故选D。
12.(2025·天津·二模)雌性小鼠在精子入卵后,被激活的卵子会完成MII排出第二极体(如图),第二极体仅与受精卵分裂形成的2个子细胞之一接触。在甲时期去除第二极体会导致胚胎明显缩小,不能正常存活,这一异常可通过向细胞1中注射第二极体的细胞提取液加以改善。在乙时期后去除第二极体对胚胎发育无显著影响。下列叙述错误的是( )
A.极体的形成与减数分裂时细胞质不均等分裂有关
B.MII的过程中不会发生染色体DNA的复制
C.胚胎细胞与第二极体间可能进行物质交换与信息交流
D.第二极体会被保留成为胚胎的组成部分以发挥重要作用
【答案】D
【详解】A、减数分裂Ⅰ的后期由于细胞质不均等分裂导致形成大小不同的两个细胞,大的细胞被称为次级卵母细胞,小的细胞叫极体,可见极体的形成与减数分裂时细胞质不均等分裂有关,A正确;
B、减数分裂的特点是DNA只复制一次,而细胞分裂两次,所以在减数分裂Ⅱ的过程中不会发生染色体DNA的复制,B正确;
C、由题干信息可知,第二极体仅与受精卵分裂形成的2个子细胞之一接触,所以胚胎细胞与第二极体间可能进行物质交换与信息交流,C正确;
D、由题干信息可知,雌性小鼠在精子入卵后,被激活的卵子会完成减数分裂Ⅱ排出第二极体,D错误。
故选D。
1.(2025·天津新华·一模)花椰菜(2n=18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白,结果如图2所示。下列有关叙述正确的是( )
注:1为花椰菜,Ⅱ为紫罗兰:1、2、3、4、5为待测植株
A.图1培育杂种植株所用的技术体现了细胞膜具有一定流动性原理和基因突变原理
B.②过程可用电融合法或灭活病毒诱导细胞融合,杂种细胞再生出细胞壁是成功的标志
C.只考虑细胞两两融合,图1培育出的植株体细胞中最多含有72条染色体,减数分裂时最多可形成18个四分体
D.可将病菌悬浮液均匀喷施于图2中的3和5植株叶片上,一段时间后,测定病斑面积占叶片总面积的百分比,筛选出抗病性强的杂种植株
【答案】C
【详解】A、植物体细胞杂交技术将杂种细胞培养成完整植株,体现了植物细胞全能性;两个物种细胞的融合体现了细胞膜流动性原理和染色体变异原理,A错误;
B、植物细胞不能用灭活病毒诱导细胞融合,杂交细胞再生出新的细胞壁是植物细胞融合成功的标志之一,发育成完整植株是植物体细胞杂交技术成功的标志,B错误;
C、由于细胞随机融合,只考虑细胞两两融合,若两个花椰菜细胞融合则最多有36条染色体,在有丝分裂后期最多有72条染色体,减数分裂时最多可形成18个四分体,C正确;
D、根据图谱分析4号和5号个体含有紫罗兰和花椰菜两种类型的蛋白质,是杂种植株,可将病菌悬浮液均匀喷施于4、5号杂种植株叶片上,一段时间后,测定病斑面积占叶片总面积的百分比,筛选出抗病性强的杂种植株,D错误。
故选C。
2.(2025·天津南开·一模)下列关于单克隆抗体制备过程中相关操作的叙述,错误的是( )
A.骨髓瘤细胞会因培养液中营养物质缺乏和有害物质积累而增殖减慢
B.使用PEG、灭活病毒等均可诱导骨髓瘤细胞和 B 细胞的专一性融合
C.注射抗原后,从小鼠体内分离到的 B 细胞的纯度不影响单克隆抗体的纯度
D.克隆化培养和抗体检测是保证最终获得的抗体具有高度特异性和一致性的关键
【答案】B
【详解】A、骨髓瘤细胞密度过大、有害代谢物的积累和培养液中营养物质缺乏等因素而增殖减慢,需进行传代培养,A正确;
B、使用PEG(聚乙二醇)、灭活病毒等方法可以诱导骨髓瘤细胞和B细胞融合,但这种融合不是专一性的,会形成骨髓瘤-骨髓瘤细胞、B-B细胞以及骨髓瘤-B细胞等多种融合细胞,还需要后续的筛选步骤,B错误;
C、注射抗原后,从小鼠体内分离到的B细胞不纯,但是经过与骨髓瘤细胞融合、筛选等过程,最终获得的杂交瘤细胞产生的单克隆抗体纯度不受最初分离的B细胞纯度影响,因为筛选过程会选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞,C正确;
D、克隆化培养可以使杂交瘤细胞大量增殖,抗体检测能够筛选出能产生所需特异性抗体的杂交瘤细胞,这两个步骤是保证最终获得的抗体具有高度特异性和一致性的关键,D正确。
故选B。
3.(2025·天津·一模)红豆杉是濒危植物,其树皮产生的紫杉醇对癌症有一定的疗效。下图是植物组织培养和细胞培养的流程图。图中②为愈伤组织。通过B过程可最终产生新的植株。通过C过程可产生大量细胞。下列相关叙述中正确的是( )
A.A和B培养过程中都不需要光照条件
B.C过程可提取细胞初生代谢物——紫杉醇
C.B和C培养过程中所用的培养基物理性质一般相同
D.A和B过程都与基因选择性表达有关
【答案】D
【详解】A、A 过程为脱分化形成愈伤组织的过程,该过程不需要光照;而 B 过程为再分化形成新植株的过程,此过程需要光照,以利于叶绿素的合成等,A错误;
B、紫杉醇是红豆杉细胞的次生代谢产物,B错误;
C、B 过程是植物组织培养形成植株的过程,一般使用固体培养基;C 过程是细胞培养产生大量细胞的过程,一般使用液体培养基,C错误;
D、A 过程是脱分化,B 过程是再分化,无论是脱分化还是再分化,都是细胞内基因选择性表达的结果,D正确。
故选D。
(2025·天津·一模)应用靶向技术向肿瘤区域精确传送药物,控制肿瘤生长、增殖、代谢的“靶向治疗”是当前肿瘤研究的热点。根据靶向部位的不同,又可以将肿瘤靶向治疗分为肿瘤细胞靶向治疗和肿瘤血管靶向治疗两大类。
肿瘤细胞靶向治疗是利用肿瘤细胞表面的特异性受体作为靶向,药物与肿瘤细胞特异性结合,抑制肿瘤细胞的生长增殖,促使其死亡。肿瘤血管靶向治疗则是利用肿瘤区域新生毛细血管内皮细胞表面的特异性受体起作用。针对肿瘤细胞的药物要到达肿瘤细胞靶区,需要通过血管内皮细胞屏障进入肿瘤组织环境,因为靶向药物往往是由单克隆抗体和小分子药物组装而成,不易通过血管壁。而针对血管靶向的药物则有很大的优势,因为在给药后只需集聚在血管靶标部位,抑制肿瘤组织的血管生成,阻断机体通过血液对肿瘤组织提供营养物质,以达到“饿死”肿瘤细胞的目的,同时也阻断肿瘤细胞通过血管进行转移的途径。阅读材料,完成下面小题。
4.下列关于靶向治疗的叙述,正确的是( )
A.肿瘤细胞靶向治疗和肿瘤血管靶向治疗都需要靶向细胞具有特异性受体
B.靶向药物通过血管内皮细胞屏障进入肿瘤组织环境需要穿过3层膜
C.靶向治疗不仅能提高药物治疗效果而且对所有普通细胞都没有毒性
D.上述药物直接导致癌细胞死亡和癌细胞的“饿死”都是细胞凋亡
5.下列关于恶性肿瘤细胞形成、扩散和转移过程的叙述,错误的是( )
A.恶性肿瘤细胞易扩散转移的直接原因是质膜上的糖蛋白减少或缺失
B.恶性肿瘤细胞扩散和转移过程中会通过淋巴循环和血液循环运输
C.恶性肿瘤细胞表面没有MHC(组织相容性抗原),可被免疫系统杀伤
D.恶性肿瘤细胞的形成是基因突变等作用的结果
6.靶向药物一般由小分子化合物和单克隆抗体组成。下列关于单克隆抗体的叙述,错误的是( )
A.从血清中提取的抗体一般是多克隆抗体,是多种抗体的混合物
B.取小鼠脾脏细胞之前需先对小鼠注射靶向药物的特异性受体
C.靶向药物作为“生物导弹”,小分子是瞄准系统,单抗是杀伤性药物
D.单克隆的获得必须要求祖细胞是来源于一个细胞而不是多个细胞
【答案】4.A 5.C 6.C
4.A、题意显示“肿瘤细胞靶向治疗是利用肿瘤细胞表面的特异性受体作为靶向”、“肿瘤血管靶向治疗则是利用肿瘤区域新生毛细血管内皮细胞表面的特异性受体起作用”,据此可知,肿瘤细胞靶向治疗和肿瘤血管靶向治疗都需要靶向细胞具有特异性受体,A正确;
B、题意显示,“针对肿瘤细胞的药物要到达肿瘤细胞靶区,需要通过血管内皮细胞屏障进入肿瘤组织环境,又靶向药物往往是由单克隆抗体和小分子药物组装而成,不易通过血管壁”,因此靶向药物不易通过血管内皮细胞屏障,其可能是通过血管内皮细胞之间的间隙进入肿瘤组织环境的,这个过程不需要穿过生物膜,B错误;
C、靶向治疗是利用药物能够与靶向细胞上的特异性受体结合,使靶向细胞死亡的一种治疗方法,该方法可以提高药物治疗效果,但正常细胞中也可能存在能与该药物特异性结合的受体,药物也会对这些细胞有杀伤作用,C错误;
D、用药物直接导致细胞死亡属于细胞坏死,癌细胞的“饿死”属于细胞凋亡,D错误。
故选A。
5.A、恶性肿瘤细胞容易扩散和转移,直接原因是质膜(细胞膜)上的粘连蛋白如糖蛋白减少或缺失,进而导致细胞间的黏着性降低,A正确;
B、恶性肿瘤细胞扩散和转移过程中会通过淋巴循环和血液循环运输,所以恶性肿瘤有可能扩散到全身各处,B正确;
C、恶性肿瘤细胞表面的MHC(身份标签)和正常细胞上的有所不同,所以可以被免疫系统杀伤,C错误;
D、基因突变会导致相应基因表达增强或减弱,原癌基因突变或者过量表达而导致相应蛋白质活性过强,或者抑癌基因突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,就可能引起细胞癌变,所以恶性肿瘤细胞的形成是基因突变的结果,另外,染色体的表观修饰也会影响基因的表达,进而引起细胞癌变,D正确。
故选C。
6.A、由于生物会感染多种病原体,且每种病原体不一定只含有一种抗原,所以从动物血清中提取的抗体一般是多种抗体的混合物,A正确;
B、取小鼠脾脏细胞之前需先对小鼠注射靶向药物的特异性受体,以诱导小鼠产生能分泌相应抗体的B淋巴细胞,B正确;
C、靶向药物作为“生物导弹”,单抗能与靶细胞特异性结合,是瞄准系统,小分子是杀伤性药物,杀死靶细胞,C错误;
D、由于一个B细胞只针对一种特异的病原体,活化增殖后只产生一种特异性抗体,所以单克隆的获得必须要求祖细胞是来源于一个细胞而不是多个细胞,D正确。
故选C。
7.(2025·天津·二模)科研人员利用诱导性多能干细胞制备了胰岛细胞,用于糖尿病的治疗。比较诱导性多能干细胞和胰岛细胞,相同的是( )
A.核内的遗传信息 B.膜蛋白的种类
C.高尔基体的数量 D.细胞的分化潜能
【答案】A
【详解】A、利用诱导性多能干细胞制备了胰岛细胞,是细胞分化的过程,核内的遗传信息不变,A正确;
B、由于分化过程中细胞形态、结构、功能发生改变,因此膜蛋白的种类不完全相同,B错误;
C、细胞的功能不同,高尔基体的数量不同,胰岛细胞有分泌功能,高尔基体数量更多,C错误;
D、胰岛细胞分化程度相对较高,分化潜能较低,D错误。
故选A。
8.(2025·天津·二模)石蒜碱是从石蒜等的鳞茎中提取的一种次级代谢物,用石蒜碱制成的内胺盐具有较强的抗肿瘤作用,常用于肿瘤的治疗。实验人员采用植物细胞悬浮培养技术生产石蒜碱的过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.过程①为脱分化,通常用细胞分裂素和赤霉素进行诱导
B.过程②为了使细胞分散开,通常用胶原蛋白酶进行处理
C.过程③通过提取、分离和纯化的方法获取石蒜碱
D.图示生产石蒜碱的过程体现了植物细胞的全能性
【答案】C
【详解】A、愈伤组织的诱导(过程①)通常需外源生长素和细胞分裂素配合使用,并非细胞分裂素和赤霉素,A错误;
B、将愈伤组织分散成单个悬浮细胞(过程②)时常用纤维素酶和果胶酶处理,胶原蛋白酶主要用于动物细胞消化,B错误;
C、石蒜碱是从石蒜等的鳞茎中提取的一种次级代谢物,用由悬浮培养得到的含石蒜碱细胞团可经提取、分离和纯化获得石蒜碱,实现细胞产物的工厂化生产,C正确;
D、题图中仅体现了外植体脱分化并利用细胞产次级代谢产物,并未形成完整个体或分化为其他各种细胞,不能体现全能性,D错误。
故选C。
9.(2024·天津北辰·三模)据悉多基因编辑猪皮移植手术已获成功,下列叙述错误的是( )
A.为防止免疫排斥反应,应该把患者的抗体基因进行删除
B.皮肤在人体的免疫中发挥重要作用,它属于人体免疫的第一道防线
C.器官移植中的免疫排斥反应既有细胞免疫也有体液免疫
D.更多的人加入到自愿捐献器官行列中,有助于缓解供体器官的短缺
【答案】A
【详解】A、为防止免疫排斥反应,应该把猪器官上的抗原基因敲除,A错误;
B、皮肤在人体的免疫中发挥重要作用,属于物理屏障,它属于人体免疫的第一道防线,B正确;
C、器官移植中的免疫排斥反应既有细胞免疫也有体液免疫,其主要是细胞免疫,C正确;
D、器官移植是将异体器官转移到受体中,更多的人加入到自愿捐献器官行列中,有助于缓解供体器官的短缺,D正确。
故选A。
10.(2024·天津北辰·三模)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程图如下,相关叙述错误的是( )
A.核移植前需将卵母细胞培养到MⅡ期
B.上述过程体现出动物细胞具有全能性
C.获得的组织器官移植给个体B一般不发生免疫排斥反应
D.胚胎干细胞需经过基因的选择性表达才能产生出所需的组织器官
【答案】B
【详解】A、核移植前需将卵母细胞培养到MⅡ期,因为该时期的卵母细胞的细胞质中有促进细胞核全能性发挥的物质,A正确;
B、上述过程表示的是治疗性克隆的过程,该过程能体现出动物体细胞核具有全能性,因为以及培育到囊胚阶段,但不能体现动物细胞的全能性,B错误;
C、因为个体B是供核的一方,和克隆的组织器官的细胞核遗传物质相同,因此获得的组织器官移植给个体B一般不发生免疫排斥反应,C正确;
D、细胞分化的结果是能产生各种组织细胞,而细胞分化的实质是基因的选择性表达,因此,胚胎干细胞需经过基因的选择性表达才能产生出所需的组织器官,D正确。
故选B。
11.(2024·天津河东·一模)2023年9月20日,全球第二例转基因猪的心脏成功移植到人体。该转基因猪是通过成纤维细胞克隆培养的,体内10多个基因经过了编辑。下列相关叙述正确的是( )
A.利用基因编辑技术敲除猪成纤维细胞内抗原决定基因
B.常用显微操作法去除由核膜包被的猪卵母细胞的细胞核
C.给代孕母猪注射免疫抑制剂阻止T细胞增殖,以利于代孕母猪接受胚胎
D.由于种间差异无需担心供体携带的病毒基因
【答案】A
【详解】A.利用基因编辑技术敲除猪成纤维细胞内,引起人体免疫排斥有关的基因,避免移植出现免疫排斥, A 正确;
B.常用显微操作法去除处于减数分裂II中期卵母细胞的“细胞核”,其实是纺锤体-染色体复合物,并没有核膜包被,B错误;
C.胚胎移植过程中需对供、受体进行同期发情处理,处理后的受体对移入的胚胎基本上不发生免疫排斥反应,所以不需要阻止T细胞的增殖,C错误;
D.虽然存在种间差异,但由于都是哺乳动物,携带的病毒可能发生交叉感染,因此需要清除供体携带的病毒基因,D错误。
故答案为:A。
12.(2025·天津·三模)基因组印记(通过甲基化实现受精卵中来自双亲的两个等位基因一个表达另一个不表达)阻碍了哺乳动物孤雌生殖的实验。某研究团队利用甲基化酶、去甲基化酶和基因编辑技术,改变了小鼠生殖细胞的“基因组印记”,使其“变性”,然后将一个极体注入修饰后的次级卵母细胞(类似受精作用),最终创造出“孤雌生殖”的小鼠。实验过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.体外培养卵母细胞时,需将培养皿置于只含CO2的培养箱中进行培养
B.需对代孕母鼠进行同期发情处理后,再进行胚胎移植
C.“孤雌小鼠”的诞生过程没有精子参与,其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同
D.移植后的囊胚进一步扩大,会导致滋养层破裂,胚胎从其中伸展出来
【答案】B
【详解】A、体外培养卵母细胞时,需将培养皿置于含95%空气和5%CO2的培养箱中培养,A错误;
B、胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎或通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为个体的技术;胚胎移植的实质是早期胚胎在同种生理环境条件下空间位置的转移,为了保证胚胎移植的成功率需对代孕母鼠进行同期发情处理后,再进行胚胎移植,B正确;
C、“孤雌小鼠”是由修饰后的次级卵母细胞和一个第二极体结合后发育形成的,同时由于配子在形成过程中会经历减数分裂的基因重组,或发生基因突变,将导致“孤雌小鼠”的基因型不一定与提供卵母细胞的雌鼠相同,C错误;
D、移植后的囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程叫作孵化,D错误。
故选B。
13.(2025·天津和平·二模)基因工程为培育抗病毒植物开辟了新途径。下图为研究人员培育转黄瓜花叶病毒外壳蛋白基因(CMV—CP基因)番茄的主要过程示意图。(Kanr为卡那霉素抗性基因)。
(1)将CMV-CP基因导入番茄细胞后,培育的番茄植株具有抗CMV感染能力,过程①接种的农杆菌细胞中,Kanr及CMV-CP基因应整合在Ti质粒的T—DNA内部,这是由于Ti质粒中仅T—DNA片段可以进入植物细胞并________。
(2)过程③、④所需的培养基为________(填“固体”或“液体”)培养基。研究发现高浓度的卡那霉素会使番茄的愈伤组织不能生长甚至死亡,③、④培养基中加入适宜浓度Kanr的作用为________。
(3)过程⑤再生植株抗性鉴定时,引物序列设计的主要依据是________。
(4)过程⑤利用PCR技术对样品CMV-CP基因扩增后电泳,根据标准参照,可以初步确定整合了CMV-CP基因的再生植株。通常需进一步通过基因碱基序列测定确认,原因是琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA分子的________,无法确定待检测DNA分子的碱基序列。
【答案】(1)整合到植物细胞染色体DNA中
(2) 固体 杀死没有导入重组DNA的普通番茄细胞
(3)CMV—CP基因两端的部分核苷酸序列
(4)大小
【详解】(1)因Ti质粒中仅T-DNA片段可以进入植物细胞并整合到植物细胞染色体DNA中,故Kanr及CMV-CP基因应整合在Ti质粒的T-DNA内部。
(2)过程③、④为植物组织培养中的过程,植物组织培养过程所需的培养基为固体培养基。③、④培养基中加入适宜浓度Kan的作用为杀死没有导入重组DNA的普通番茄细胞。
(3)引物是能与DNA模板链结合的短的单链片段,过程⑤再生植株抗性鉴定时,引物应根据CMV—CP基因两端的部分核苷酸序列设计。
(4)电泳是指带电粒子在电场作用下,向与其携带电荷相反的电极迁移的过程;琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA分子的大小,无法确定待检测DNA分子的碱基序列。故过程⑤利用PCR技术对样品CMV-CP基因扩增后电泳,根据标准参照,可以初步确定整合了CMV-CP基因的再生植株,通常需进一步通过基因碱基序列测定确认。
1.(2023·天津·高考真题)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
【详解】A、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;
B、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;
C、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;
D、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。
故选D。
2.(2024·天津·高考真题)实验中常根据菌落外表特征鉴别微生物,进而对实验结果做出判断,下列实验不是根据菌落外表特征做出判断的是( )
A.艾弗里证明肺炎链球菌的转化因子是DNA
B.判断分离酵母菌的固体培养基是否被毛霉污染
C.利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株
D.判断在尿素为唯一氮源的培养基上生长的尿素降解菌是否有不同种类
【答案】C
【详解】A、艾弗里将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开,单独的、直接的观察它们各自的作用进行对比,R型肺炎双球菌没有荚膜(菌落表面粗糙),S型肺炎双球菌有荚膜(菌落表面光滑),该实验是通过观察培养基上形成的不同菌落特征,来判断转化是否成功的,A不符合题意;
B、毛霉属于多细胞的真菌,由细胞形成菌丝,可根据毛霉的形态判定固体培养基是否是被毛霉污染了,B不符合题意;
C、抗生素可消灭细菌,利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株是从抑菌圈边缘菌落挑取大肠杆菌来获得目的菌株,没有依靠菌落外表形态特征做出判断,C符合题意;
D、不同尿素降解菌降解尿素的能力不同,因此在分离出的以尿素为唯一氮源的尿素降解菌后,若要验证其中是否有不同种类降解菌,可在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,接种并培养初步筛选的菌种,若根据菌落周围出现红色环带的大小判定其种类,D不符合题意。
故选C。
3.(2025·天津·高考真题)内共生假说认为,线粒体起源于在厌氧真核细胞中共生的需氧细菌。研究人员将经过改造的大肠杆菌导入相应的专性厌氧酵母细胞质中构建共生体,为上述假说提供证据。
(1)获得专性厌氧呼吸的酵母菌株利用基因敲除技术破坏酵母菌_____的功能,导致该细胞器不能产生ATP。
(2)获得维生素营养缺陷且能分泌ATP的大肠杆菌菌株
①利用基因敲除技术获得维生素营养缺陷型大肠杆菌菌株A。
②构建含有ATP转运蛋白基因X的质粒2。
已知在基因X和质粒1上均无EcoRⅠ和NotⅠ酶切位点。研究者采用引物P1(含EcoRⅠ识别序列)和P2(含NotⅠ识别序列)对基因X进行扩增,并采用引物P3(含EcoRⅠ识别序列)和P4(含NotⅠ识别序列)对质粒1进行扩增,使质粒1线性化,再经酶切、连接,使基因X与质粒1重组为质粒2.请在下图质粒1处标出引物P3和P4的位置及方向_____。
③将质粒2转入菌株A中,筛选获得菌株B。
(3)采用下图所示过程将菌株B导入步骤(1)获得的酵母菌中,筛选获得融合菌株
促进膜融合的化学试剂通常选择_____。大肠杆菌细胞壁为双层结构,内层为坚固的肽聚糖,外层为脂质双分子层膜结构。融合细胞中的大肠杆菌形态正常且具有活性,说明与酵母细胞膜融合的是菌株B的_____。
在以丙酮酸为唯一碳源的选择培养基上筛选到能够增殖的融合菌株,其中酵母菌为大肠杆菌提供_____,大肠杆菌为酵母菌提供_____,表明二者建立了互利共生关系。在筛选融合菌株时,不能用葡萄糖为碳源,原因是:_____。
【答案】(1)线粒体
(2)
(3) PEG(或聚乙二醇,或高Ca2+-高pH) 细胞壁外层(或外层脂质双分子层膜) 维生素B1 ATP 葡萄糖可在酵母细胞质中分解产生ATP,未与大肠杆菌融合的酵母也可存活
【详解】(1)线粒体是有氧呼吸产生ATP的主要场所,要获得专性厌氧呼吸的酵母菌株,利用基因敲除技术破坏酵母菌线粒体的功能,就能导致该细胞器不能产生ATP。
(2)要使质粒1线性化,且能与扩增后的基因X经酶切、连接重组为质粒2,引物P3和P4应分别位于质粒1的两端,且方向相反(因为PCR扩增时引物是从5’到3’方向延伸的,这样才能保证扩增出的线性化质粒两端分别带有EcoR Ⅰ和Not Ⅰ识别序列,与基因X两端的酶切位点匹配)。位置及方向如图:。
(3)促进膜融合的化学试剂通常选择PEG(或聚乙二醇,或高Ca2+-高pH)。大肠杆菌细胞壁外层为脂质双分子层膜结构,融合细胞中的大肠杆菌形态正常且具有活性,说明与酵母细胞膜融合的是菌株B的细胞壁外层(或外层脂质双分子层膜)。
在以丙酮酸为唯一碳源的选择培养基上,酵母菌可进行代谢为大肠杆菌提供维生素B1,大肠杆菌能分泌ATP,为酵母菌提供ATP,表明二者建立了互利共生关系。不能用葡萄糖为碳源筛选融合菌株,原因是葡萄糖可在酵母细胞质中分解产生ATP,未与大肠杆菌融合的酵母也可存活,二者都能在以葡萄糖为碳源的培养基上都能生长,无法区分出只有二者互利共生才能生长的融合菌株。
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