巩固练习（四）细胞工程综合练习-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

高中生物（人教版） 选择性必修3 分层作业 巩固练习（四）-细胞工程综合 1．(2025·齐齐哈尔高二月考)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。 回答下列问题： (1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为______________________________________________________。 (2)在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到________________和__________________的影响而产生突变。 (3)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是_________________________________。 (4)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是______________________________ ________________________________________________________________________。 在新的培养基上愈伤组织通过____________________过程，最终可形成试管苗。 2．(2024·成都高二调研)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。红豆杉的次生代谢物紫杉醇具有高抗癌活性，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，过程如图所示。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中需将植物组织经酒精和次氯酸钠的______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______________________的酶液中去壁，离心后弃去上清液，加入洗液多次洗涤后获得原生质体。可采用二乙酸荧光素(FDA)法测定原生质体活力，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细胞膜，会留在细胞内发出荧光。据此应选择__________的原生质体用于融合。 (3)获得的原生质体常使用化学试剂________诱导融合，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__________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)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： 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于亲本柴胡的染色体，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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 3．(2025·阜阳高二月考)土地盐碱化不但造成了资源的破坏，农业生产的巨大损失，而且还对生态环境构成了威胁。另外，盐碱化过程通常与荒漠化过程相伴生，甚至相互促进、相互转化，如图是培养耐盐植株的实验流程图。请回答下列问题： ―→―→―→ (1)在一定的营养和激素等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，失去特有的结构和功能，转变为未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织，该组织称为________________。 (2)再分化形成根、芽的过程一般需要提供光照，原因是______________________________。用γ射线处理愈伤组织而不直接处理茎段的原因是__________________________________ ______________________________________________________________________________， 处理2中添加的物质X为_____________________________________________。 (3)培育脱毒苗时，一般选择植物的__________进行组织培养，理由是__________________。 (4)利用植物体细胞杂交技术也能培育耐盐植株，该技术的原理是______________________________________，意义是_________________________。 4．埃博拉病毒(EBO)呈纤维状，EBO衣壳外有包膜，包膜上有5种蛋白棘突(VP系列蛋白和GP蛋白)，其中GP蛋白最为关键，能被宿主细胞强烈识别。人感染埃博拉病毒后会引起出血热，治疗该病的有效方法是注射抗体。如图为制备埃博拉病毒的单克隆抗体的过程，据图回答下列问题： (1)以埃博拉病毒GP蛋白作为疫苗比较安全，其原因是GP蛋白自身没有感染能力，但保留有____________。 (2)已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的过程体现了细胞膜具有__________________的特点。在体外融合时需要诱导，与诱导植物原生质体融合不同的是图中还可用________________诱导融合。 (3)图中筛选1所采用的培养基属于____________，筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是________________________。两次筛选后的所需细胞群应具备的特点是________________________________________________________________________ ____________________。 (4)为了维持培养液的pH，需要提供的气体环境是______________________________。 (5)获得的单克隆抗体最终可以从__________________________________中提取。“抗体—药物偶联物”中，抗体的作用是__________________________________________。 5．1型糖尿病的病因是胰岛B细胞损伤，2型糖尿病多表现为对胰岛素不敏感，不同类型糖尿病的临床治疗方案不同。抗胰岛素抗体可快速检测胰岛素含量，为临床诊断提供依据。如图为某科研小组制备抗胰岛素单克隆抗体的流程。请回答下列问题： (1)实验开始时需给实验小鼠多次注射__________，目的是________________________________________________________________________ ____________。经过免疫反应后提取出的B淋巴细胞无法通过直接进行动物细胞培养获得大量抗体，其原因是_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)研究发现，细胞中DNA合成有D和S两条途径，氨基蝶呤可以阻断D途径而不能阻断S途径。在HAT培养基(起选择作用的一种培养基)中加入氨基蝶呤后，未融合的亲本细胞和同种细胞融合形成的细胞均因DNA无法复制而死亡，只有杂交瘤细胞能连续增殖。据此判断杂交瘤细胞DNA合成存在以上的______途径。 (3)阳性克隆扩大培养常用有限稀释法，即将专一抗体检验阳性的细胞稀释到7～10个/mL，每个孔加入细胞稀释液的体积为________(填“0.1”“1”或“10”)mL，达到单克隆培养目的。 (4)成人隐匿性自身免疫性糖尿病(LADA)的病理进程比较缓慢，早期表现酷似2型糖尿病，后期逐渐呈现1型糖尿病病征，LADA的临床诊断，除了做必要的抗体和生化指标检验外，还有一个标准是诊断后至少六个月不需要进行胰岛素治疗。据此推测该标准的设立依据是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 6．科学家已经在实验室中成功培育出膀胱，并顺利移植到7名患者体内。这种技术为那些急需器官移植的患者带来了福音。请回答下列问题： (1)科学家从患者的膀胱上取下一小块活细胞样本，将其中的肌肉细胞和膀胱上皮细胞分别置于不同的培养皿中培养。在培养之前，需用____________处理以分散细胞，细胞在培养皿中的培养过程属于________代培养。与植物组织培养相比，动物细胞培养的培养基的主要不同点是含有___________________________________________________________。 (2)约1周后将培养皿中培养的细胞放在由胶原质制成的支架上继续培养，再过7周左右，原先的数万个细胞已经增殖到15亿个左右，布满支架，膀胱上皮在内，肌肉在外，形成新膀胱。细胞数目大量增加，其增殖方式是______________，这些细胞形成肌肉和膀胱上皮的过程中要经过______________。 (3)医生将新膀胱移植到患者膀胱的上面，这样新器官会继续生长并与老器官重组取代老器官中丧失功能的部分。新器官与老器官的重组__________(填“是”或“不是”)基因重组；新膀胱移植后，__________(填“会”或“不会”)引起免疫排斥反应。 (4)除上述方法外，还可将患者的体细胞核移入去核的__________中，利用体细胞__________技术，形成相应组织、器官用于疾病的治疗。 7.水竹是单子叶禾本科植物，易管理和培植，干净而雅致。水竹配上假山奇石，制作成小盆景，极具自然之美感。如图为通过植物组织培养大量获得水竹幼苗的过程。回答下列问题： (1)通过植物组织培养获得水竹幼苗的原理是________________________；尽量选择分裂旺盛、带有分生区的部位作为外植体，原因是________________________________。 (2)过程①为脱分化，脱分化是指__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 过程②的实质是_____________________________________________________。 (3)水竹的种子一般在9～10月成熟，但其收获易受气候的影响，其优良杂种的后代也会因发生____________而丧失其优良特性，利用植物组织培养技术可以克服这些缺陷。 (4)在水竹植物组织培养过程中，经过筛选还可能获得大量有用的突变体，突变体产生的原因是在培养过程中，培养细胞__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 8.请回答下列有关植物组织培养的问题： (1)用于植物组织培养的植物材料称为_______________________________________。 (2)组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称为______________。 (3)在再分化阶段所用的培养基中，含有植物激素X和植物激素Y。逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如图所示。据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系。 ①当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时，____________________________________。 ②当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时，______________________________。 ③当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时，_____________________________。 (4)生产上用试管苗保存植物的优良性状，其原因是_________________________________。 9.研究发现，Graves病(GD)患者的甲状腺细胞会表达大量细胞间黏附分子－1(ICAM－1)，导致甲状腺肿大。科研人员通过制备单克隆抗体，对治疗GD进行了尝试。回答下列问题： (1)为检测注射ICAM－1的小鼠体内是否产生相应的抗体，需在多孔培养板中加入ICAM－1和____________________，依据反应结果，选出________________反应最强的培养孔所对应的小鼠继续实验。 (2)在培养骨髓瘤细胞和小鼠脾脏细胞时，培养箱中的气体环境要求是含________________________________的气体；然后可通过一定手段让这两种细胞融合，融合完成后，融合体系中会出现多种类型的细胞，原因是_______________________________ ________________________________________________________________________。 (3)融合体系中的B淋巴细胞不需要利用选择培养基进行筛选，经多次传代培养后就不能存活，原因是______________________。而融合体系中的其他细胞，还需进行两次筛选，首先用HAT培养基筛选出具有__________能力的杂交瘤细胞；然后将这些杂交瘤细胞放在多孔培养板上培养，用ICAM－1检测，筛选出__________________________的杂交瘤细胞。 10.(2024·南昌高二期中)科学家通过如图所示的方法将黑鼠的成纤维细胞诱导成iPS细胞，再将其与灰鼠的卵母细胞通过核移植技术得到克隆鼠Y。请回答下列问题： (1)从小鼠中取出的组织块在进行细胞培养前，需先用___________________________ (写出两点方法)制成细胞悬液，再置于培养瓶中进行初次培养，即________培养。 (2)将黑鼠成纤维细胞诱导为iPS细胞时，除图中方法外，还可采用________________________________________________________________________ (答出一点)方法进行诱导。研究人员将iPS细胞注入去核卵母细胞时，用灭活的仙台病毒进行了短暂处理，推测其作用是______________________________________，此外，还可以采用________法。 (3)从灰鼠体内采集的卵母细胞要进行去核处理，目的是_____________________________。 (4)据图分析，组蛋白的______和______有利于重构胚后续的胚胎发育。 答案 1.答案　(1)植物细胞具有全能性　(2)培养条件　诱变因素　(3)形成层容易诱导形成愈伤组织　(4)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的浓度和比例不同　再分化 2.答案　(1)消毒　脱分化　(2)纤维素酶和果胶酶　发出荧光　(3)聚乙二醇(PEG)　杂种细胞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　(4)乙　甲、丙类型植株细胞的染色体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 3.答案　(1)愈伤组织　(2)叶绿素的合成需要光照　愈伤组织细胞分裂能力强，易诱发突变　盐分　(3)顶端分生区附近(茎尖)　该部位病毒极少甚至无病毒　(4)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性　打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 4.答案　(1)抗原性　(2)流动性　灭活的病毒　(3)选择培养基　抗原与抗体的反应具有特异性　既能无限增殖，又能产生所需抗体　(4)95%空气和5%CO2　(5)小鼠腹水或细胞培养液　靶向作用 5.答案　(1)胰岛素　获得更多能够产生特定抗体(抗胰岛素抗体)的B淋巴细胞　B淋巴细胞不能无限增殖而且寿命有限　(2)D和S　(3)0.1　(4)LADA早期胰岛B细胞没有受损(胰岛素较充足)，机体对胰岛素不敏感且病理进程比较缓慢 解析　(3)抗体检验阳性的细胞稀释到7～10个/mL，每个孔加入细胞稀释液的体积为0.1 mL，使每个孔内不多于一个细胞，以达到单克隆培养的目的。(4)由于LADA早期表现酷似2型糖尿病，后期逐渐呈现1型糖尿病病征，说明LADA早期胰岛B细胞没有受损(胰岛素较充足)，机体对胰岛素不敏感且病理进程比较缓慢，因此LADA的临床诊断，除了做必要的抗体和生化指标检验外，还有一个标准是诊断后至少六个月不需要进行胰岛素治疗。 6.答案　(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)　原　血清等一些天然成分　(2)有丝分裂　细胞分化　(3)不是　不会　(4)卵母细胞　核移植 解析　(3)基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，新器官与老器官的重组不属于基因重组。新、老器官具有相同的蛋白质等物质，因此新膀胱移植后，不会成为抗原，不会引起免疫排斥反应。(4)除上述方法外，还可采用体细胞核移植的方法形成相应的组织、器官，即将患者的体细胞核移入去核的卵母细胞中形成重构胚，进一步培育形成相应的组织和器官。 7.答案　(1)植物细胞的全能性　这样的外植体容易诱导形成愈伤组织　(2)已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程　基因的选择性表达　(3)性状分离　(4)一直处于不断增殖的状态，容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变 解析　(3)杂种后代自交易发生性状分离而丧失其优良特性，利用植物组织培养技术可以克服这些缺陷。(4)植物组织培养过程中，可能获得大量的突变体，突变体产生的原因是在培养过程中，培养细胞一直处于不断增殖的状态，容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。 8.答案　(1)外植体　(2)脱分化　(3)①未分化细胞群经分裂形成愈伤组织　②未分化细胞群分化形成芽　③未分化细胞群分化形成根　(4)组织培养形成试管苗的过程属于无性繁殖，后代不发生性状分离 9.答案　(1)免疫小鼠的血清　抗原—抗体　(2)95%的空气和5%的CO2　细胞融合是随机的，且融合率达不到100%　(3)B淋巴细胞不能无限增殖　无限增殖　能产生抗ICAM－1 抗体 10.答案　(1)机械方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理　原代　(2)借助载体将特定基因导入细胞或直接将特定蛋白导入细胞　诱导体细胞与去核卵母细胞融合　PEG融合法、电融合　(3)使克隆鼠的核遗传物质全部来自黑鼠　(4)乙酰化　去甲基化 解析　(4)结合题图可知，将Kdm4d的mRNA注入重构胚，同时用TSA处理，重构胚发育成克隆鼠，而Kdm4d的mRNA表达产物为组蛋白去甲基化酶，可以使组蛋白去甲基化，TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂，能抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，即组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程。 1 学科网（北京）股份有限公司 $