内容正文:
二轮复习——细胞工程
1.考频与分值:选择题 2023~2025 年各 1 次,非选择题 2023~2024 年各 1 次。选择题 2~4分,非选择题 4~6分,占板块总分的 25%~30%。
2.核心内容:
(1)植物细胞工程:可给出不同培养基成分对胡萝卜组织培养的影响,如培养基中生长素与细胞分裂素比例不同,会影响愈伤组织分化方向;考查植物体细胞杂交,以白菜与甘蓝体细胞杂交为例,涉及用酶解法去除细胞壁获得原生质体,再用聚乙二醇诱导原生质体融合,筛选杂种细胞培育成杂种植株。
(2)动物细胞工程:以动物细胞培养生产单克隆抗体为例,考查动物细胞培养的无菌环境(培养基、培养用具灭菌,无菌操作)与营养条件(含葡萄糖、氨基酸、血清等);考查单克隆抗体制备,第一次筛选利用选择培养基筛选出既能无限增殖又能产生抗体的杂交瘤细胞,第二次筛选通过克隆化培养和抗体检测筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。
1.植物组织培养技术——原理:植物细胞的全能性
考点一 细胞工程
(1)植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。
(2)脱分化阶段不需要光,再分化阶段需要光。
(3)生长素与细胞分裂素的比值高时,促进根的分化、抑制芽的形成;比值低时,促进芽的分化、抑制根的形成;比值适中时,促进愈伤组织的形成。
(4)体内细胞未表现出全能性的原因:在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会选择性地表达。
2.植物体细胞杂交技术——原理:植物细胞的全能性、细胞膜的流动性
(1)原生质体融合成功的标志是再生出细胞壁。植物体细胞杂交完成的标志是培育出杂种植株。
(2)植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖溶液且浓度略大于原生质体内的浓度,这样不仅能为原生质体提供营养,还能维持一定的渗透压,使原生质体保持正常的形态。
3.针对两类目标(试管苗、细胞产物)的培养流程
(1)植物细胞培养技术是工厂化生产相关代谢产物的一条有效途径,在生产中通常要培养到愈伤组织阶段。因为此时细胞分裂能力旺盛,代谢快,有利于产物生成。
(2)植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,植物细胞培养的原理是细胞增殖。
4.动物细胞培养(以贴壁细胞为例)——原理:细胞增殖
(1)动物细胞培养过程
①保障无菌、无毒的措施:对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌条件下进行操作,定期更换培养液。
②动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。在进行细胞培养时,通常采用培养皿或松盖培养瓶,并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
③动物细胞培养过程中两次使用胰蛋白酶的作用不同。第一次:处理剪碎的组织,使其分散成单个细胞;第二次:使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来分散成单个细胞。
④区分原代培养和传代培养的关键:是否分瓶培养。
(2)干细胞
5.单克隆抗体的制备——原理:细胞膜的流动性、细胞增殖
6.动物体细胞核移植技术——原理:动物细胞核的全能性
(1)体细胞核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状可能不同的三个原因:①克隆动物遗传物质来自两个亲本;②发育过程中可能发生基因突变或染色体变异;③外界环境可能引起不可遗传的变异。
(2)克隆动物的产生属于无性繁殖过程,而试管动物则是在体外受精形成受精卵,由受精卵发育成的个体,因此属于有性繁殖。
(2025·广东)将人眼睑成纤维细胞传代培养后,再培养形成支架,在该支架上接种人口腔黏膜上皮细胞,培养一段时间后分离获得上皮细胞片层,可用于人工角膜的研究。上述过程不涉及 ( )
A.制备细胞悬液
B.置于5%CO2等适宜条件下培养
C.离心收集细胞
D.用胰蛋白酶消化支架后分离片层
【答案】D
【解析】A.动物细胞培养时,为增大细胞与培养液的接触面积,需要制备细胞悬液,A正确;B.5%的CO2可维持培养液的pH,B正确;C.培养一
段时间后分离获得上皮细胞片层,该过程需要通过离心收集细胞,C正确;D.支架是细胞生长的支持结构,消化支架会破坏其完整性,D错误。故选D。
1.(2025·河北)某科创小组将叶绿素合成相关基因转入小麦愈伤组织,获得再生植株,并进行相关检测。下列实验操作错误的是 ( )
A.将种子消毒后,取种胚接种到适当的固体培养基诱导愈伤组织
B.在提取的DNA溶液中加入二苯胺试剂,沸水浴后观察颜色以鉴定DNA
C.将小麦色素提取液滴加到滤纸条,然后将色素滴加部位浸入层析液进行层析
D.对叶片抽气处理后,转到富含CO2的清水中,探究不同光照下的光合作用强度
C
【解析】A.将种子消毒后,取种胚接种到脱分化培养基,可诱导形成愈伤组织,A正确;B.在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,因此可通过观察颜色以鉴定DNA,B正确;C.不能将色素滴加部位浸入层析液,因为这样会导致滤纸条上色素溶解于层析液中,无法分离色素,C错误;D.CO2是光合作用的原料,要探究不同光照下的光合作用强度,可将抽气处理后的叶片转到富含CO2的清水中,通过测定单位时间内叶片上浮的数量确定,D正确。故选C。
2.(2025·江苏)图示一种植物组织培养周期,①~③表示相应过程。下列相关叙述错误的是 ( )
A.过程①发生了细胞的脱分化和有丝分裂
B.过程②经细胞的再分化形成不同种类的细胞
C.过程②③所用培养基的成分、浓度相同
D.培养基中糖类既能作为碳源,又与维持渗透压有关
C
【解析】A.过程①发生了细胞的脱分化,细胞进行有丝分裂,A正确;B.②表示愈伤组织再分化形成胚状体,该过程可形成不同种类的细胞,B正确;C.②为愈伤组织再分化形成胚状体过程,③为胚状体诱导形成试管苗过程,因此二者所用培养基中两种激素的浓度不相同,C错误;D.培养基中可添加蔗糖,既能作为碳源,又能维持培养基的渗透压,D正确。故选C。
3.(2025·黑吉辽蒙)利用植物组织培养技术获得红豆杉试管苗,有助于解决紫杉醇药源短缺问题。下列叙述正确的是 ( )
A.细胞分裂素和生长素的比例会影响愈伤组织的形成
B.培养基先分装到锥形瓶,封口后用干热灭菌法灭菌
C.芽原基细胞由于基因选择性表达,不能用作外植体
D.紫杉醇不能通过细胞产物的工厂化生产来获取,植物组织培养的优势明显
A
【解析】A.在植物组织培养中,生长素和细胞分裂素的比例直接影响细胞的分化方向。生长素与细胞分裂素的用量比值高,有利于根的分化,抑制芽的形成;用量比值低,有利于芽的分化,抑制根的形成;用量比值适中,促进愈伤组织的形成,A正确;B.耐高温的和需要保持干燥的物品用干热灭菌法灭菌,培养基含大量水分,需用高压蒸汽灭菌法灭菌,B错误;C.外植体可以是植物的任何活细胞、组织或器官。芽原基细胞是分生组织的一部分,全能性高,可作为外植体,C错误;D.细胞产物的工厂化生产正是通过植物组织培养技术实现的,通过培养高产紫杉醇的细胞,从培养液中提取紫杉醇,D错误。故选A。
4.(2025·浙江)某研究小组进行微型月季的快速繁殖研究,结果如表所示。
注:丛生苗为丛状生长的幼苗,IBA(吲哚丁酸)为生长素类物质。
流程 最佳措施或最适培养基
①外植体腋芽消毒 75%乙醇浸泡30 s+5%NaClO浸泡6 min
②诱导出丛生苗 MS+3.0 mg·L-16-BA+0.05 mg·L-1NAA
③丛生苗的扩增 MS+2.0 mg·L-16-BA+0.1 mg·L-1NAA
④丛生苗的生根 MS+0.25 mg·L-1IBA+0.25 mg·L-1NAA
下列叙述正确的是 ( )
A.流程①的效果取决于消毒剂的浓度
B.流程②不需要经过脱分化形成愈伤组织的阶段
C.与流程②相比,流程③培养基中细胞分裂素类与生长素类物质的比值更大
D.与流程③相比,提高流程④培养基的盐浓度有利于从生苗的生根
B
【解析】A.流程①中,消毒效果不仅取决于消毒剂浓度,还取决于消毒时间和消毒剂种类,A错误;B.流程②不需要经过脱分化形成愈伤组织的阶段,直接经腋芽分化为丛生苗,B正确;C.通过计算可知,与流程②相比,流程③培养基中细胞分裂素类与生长素类物质的比值更低,C错误;D.与流程③相比,提高流程④培养基的IBA浓度有利于丛生苗的生根,D错误。故选B。
5.(2025·河北)生物工程在社会生产中的应用日益广泛,下列相关技术和方法错误的是 ( )
A.利用组织培养技术实现兰花的快速繁殖和优良性状的保持
B.在没有CO2的有氧环境中进行胚胎干细胞培养
C.利用灭活病毒诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合
D.对供体母牛注射促性腺激素使其超数排卵用于胚胎制备
B
【解析】A.植物组织培养技术可以实现名贵兰花快速繁殖,同时植物组织培养属于无性繁殖,故能保持亲本优良性状,A正确;B.动物细胞培养需要CO2条件,CO2可维持培养液的pH值,B错误;C.在单克隆抗体制备过程中,可用灭活病毒诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,C正确;D.用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理,可获得更多的卵细胞用于胚胎制备,D错误。故选B。
6.(2025·四川)研究人员用花椰菜(BB,2n=18)根与黑芥(CC,2n=16)叶片分别制备原生质体,经PEG诱导融合形成杂种细胞,进一步培养获得再生植株,其中的植株N经鉴定有33条染色体。下列叙述正确的是 ( )
A.两个原生质体融合形成的细胞即为杂种细胞
B.再生植株N的形成证明杂种细胞仍具有全能性
C.花椰菜和黑芥的原生质体能融合,证明两种植物间不存在生殖隔离
D.植株N的B组和C组染色体不能正常联会配对,无法产生可育配子
B
【解析】A.同一物种的两个原生质体融合形成的不是杂种细胞,A错误;B.由杂种细胞进一步培养形成再生植株,证明了杂种细胞具有全能性,B正确;
C.花椰菜和黑芥的原生质体能融合不能证明它们之间不存在生殖隔离,生殖隔离是指两个物种在自然条件下不能交配,或交配后不能产生可育子代,C错误;D.植株N有33条染色体,花椰菜细胞染色体组成为BB(2n=18),黑芥叶片染色体组成为CC(2n=16),所以植株N的染色体组成有来自花椰菜的两个染色体组和黑芥的两个染色体组,但缺少一条染色体,当其进行减数分裂时,来自花椰菜的染色体和来自黑芥的染色体分别配对,然后可能形成含有花椰菜和黑芥各一个染色体组的配子,这种配子是可育的,D错误。故选B。
7.(2025·湖北)利用犬肾细胞MDCK扩增流感病毒,生产流感疫苗,具有标准化、产量高等优点。但MDCK细胞贴壁生长的特性不利于生产规模的扩大,严重制约疫苗的生产效率。研究人员通过筛选,成功获得一种无成瘤性的(多代培养不会癌变)、可悬浮培养的MDCK细胞——XF06。下列叙述错误的是 ( )
A.XF06悬浮培养可提高细胞密度,进而提升生产效率
B.细胞贴壁生长特性的改变是由于流感病毒感染所导致
C.可采用离心技术从感染病毒的细胞裂解液中分离出流感病毒
D.采用无成瘤性细胞生产疫苗,是为了避免疫苗中有致瘤DNA的污染
D
【解析】A.动物细胞悬浮培养可避免接触抑制,有利于提高细胞密度,进而提升生产效率,A正确;B.可悬浮培养的MDCK细胞——XF06是通过筛选MDCK细胞获得的,其细胞贴壁生长特性的改变是由于流感病毒感染所导致,B正确;C.流感病毒可采用离心技术从感染病毒的细胞裂解液中分离获得,C正确;D.由题干信息可知,采用无成瘤性细胞生产疫苗,是为了克服MDCK细胞贴壁生长的现象,D错误。故选D。
8.(2025·湖北)水母雪莲是我国的一种名贵药材,主要活性成分为次生代谢产物黄酮。水母雪莲生长缓慢,长期的掠夺性采挖导致该药材资源严重匮乏。研究人员开展了悬浮培养水母雪莲细胞合成黄酮的工程技术研究,结果如表所示。下列叙述错误的是 ( )
转速/(r·min-1) 55 65 75 85
相对生长速率 0.21 0.25 0.26 0.25
细胞干重/(g·L-1) 7.50 9.70 11.4 9.50
黄酮产量/(g·L-1) 0.20 0.27 0.32 0.25
B
A.黄酮产量与细胞干重呈正相关
B.黄酮是水母雪莲细胞生存和生长所必需的
C.氧气供给对于水母雪莲细胞生长、分裂和代谢是必需的
D.转速为75 r·min-1时既利于细胞分裂,又利于黄酮的积累
【解析】A.分析表格数据可知,黄酮产量随着细胞干重增加而增加,所以黄酮产量与细胞干重呈正相关,A正确;B.由题干可知,黄酮属于次生代谢产物,不是水母雪莲细胞生存和生长所必需的,B错误;C.氧气是有氧呼吸的原料,有氧呼吸为细胞生长、分裂和代谢提供能量,所以氧气供给对于水母雪莲细胞生长、分裂和代谢是必需的,C正确;D.转速为75 r/min时相对生长速率最快,细胞干重和黄酮产量均最高,所以转速为75 r/min时既利于细胞分裂,又利于黄酮的积累,D正确。故选B。
9.(2025·甘肃)肿瘤坏死因子α(TNF-α)是一种细胞因子,高浓度时可以引发疾病。研究者利用细胞工程技术制备了TNF-α的单克隆抗体,用于治疗由TNF-α引发的疾病,制备流程如图。下列叙述正确的是 ( )
B
A.①是从小鼠的血液中获得的骨髓瘤细胞
B.②含未融合细胞、同种核及异种核融合细胞
C.③需用特定培养基筛选得到大量的杂交瘤细胞
D.④需在体外或小鼠腹腔进行克隆化培养和抗体检测
【解析】A.骨髓瘤细胞应该从骨髓中获取,A错误;B.B细胞和骨髓瘤细胞的融合是随机的,可能有些细胞不发生融合,有些两两融合,有些多个融合,有同种核融合细胞,也有异种核融合细胞,B正确;C.诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,但不能得到大量的杂交瘤细胞,C错误;D.进行克隆化培养,即用培养基培养或注入小鼠腹腔中培养,抗体检测不是在小鼠腹腔内进行,D错误。故选B。
10.(2024·浙江)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:
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培养基中,该过程模拟了 的胁迫。
外植体
过滤
克隆
DNA合成抑制剂
微生物侵害
(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。
。
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)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。
器官
代谢途径
关键酶
基因工程和发酵
【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,并通过添加过量DNA合成抑制剂(向细胞培养液中加入过量DNA合成抑制剂,处于S期的细胞立刻被抑制,洗去DNA合成抑制剂后可恢复正常分裂,而处于其他时期的细胞不受过量DNA合成抑制剂影响)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入到培养基中,模拟了微生物侵害的条件。
(3)由题可知X只在细胞生长停止后才能合成,所以丙图符合。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,通过分离提纯获得大量X。
(4)由题知,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,可以对根(器官)进行水培。要大量获得次生代谢物,在了解生物体合成某次生代谢产物的代谢途径和关键酶的基础上,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相关代谢途径和关键酶。
1.(2025·西宁期末)利用植物细胞工程技术对红豆杉进行培养,通过不同的途径,可获得不同的结果,见图。下列叙述正确的是 ( )
A.过程②生芽时,通常使用生长素占比高的培养基
B.过程③用射线等处理即可获得大量所需的突变体丙
C.过程④中将愈伤组织细胞悬浮培养以获得紫杉醇
D.植株乙和植株丙的遗传信息与植株甲完全相同
C
【解析】A.生长素与细胞分裂素的比值高时,利于生根,该值低时利于生芽,过程②需先生芽,再生根,所以需要先在生长素占比低的培养基中培养,A错误;B.基因突变具有低频性,过程③用射线等处理也不一定能获得大量所需的突变体丙,B错误;C.过程④中紫杉醇可通过植物细胞培养获得,应将愈伤组织细胞悬浮培养,C正确;D.所得三种植株中丙的遗传信息不一定与甲相同,因为植株丙是诱变育种得到的,遗传信息可能会发生改变,D错误。故选C。
2.(2025·贵州模拟)科研人员从野生森林猫皮肤组织中分离培养得到成纤维细胞,利用中华田园猫卵子作为细胞核受体,通过细胞核置换和人工激活,制作出多个体细胞克隆胚胎,将克隆胚胎移植入受体母猫后,经过62天孕育,成功得到一只森林猫体细胞克隆后代。经鉴定,该森林猫为克隆个体,实验流程如图所示。下列叙述错误的是 ( )
D
A.用来克隆的卵子是在体外培养到MⅡ期的卵母细胞
B.用电刺激、乙醇等进行人工激活的目的是激活重构胚
C.过程①采用了动物细胞工程中的体细胞核移植技术
D.通常将重组细胞置于含95%O2和5%CO2的培养箱中进行培养
【解析】A.克隆用的卵子需要在体外培养至MⅡ期(减数第二次分裂时期),卵子体积大,易操作,含有丰富营养成分和刺激细胞分化的物质,所以常用其作为细胞核受体,A正确;B.用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等)可以激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,B正确;C.过程①从野生森林猫取体细胞取核,采集中华田园猫卵母细胞,体外培养到MⅡ期,通过显微操作去核,将供体细胞注入去核的卵母细胞,通过电融合法使两细胞融合,供体细胞核进入卵母,形成重构胚,属于动物细胞工程中的体细胞核移植技术,C正确;D.动物细胞置于含95%空气和5%CO2的培养箱中进行培养,D错误。故选D。
3.(2025·浙江模拟)如图为肾脏上皮细胞培养过程示意图,下列叙述错误的是
( )
A.甲→乙过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等消化处理
B.丙过程可在合成培养基中添加血清进行原代培养
C.丙和丁过程均会出现细胞贴壁和接触抑制现象
D.丁过程是传代培养,该过程可体现动物细胞的全能性
D
【解析】A.甲剪碎肾脏组织块→乙制成细胞悬液过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,分散成单个细胞,A正确;B.丙过程指细胞在添加血清的合成培养基中原代培养,B正确;C.丙原代培养过程和丁传代培养过程均会出现细胞贴壁和接触抑制现象,C正确;D.丁过程是传代培养过程,该过程不能体现动物细胞的全能性,D错误。故选D。
4.(2025·成都模拟)我国野生梅花鹿数量极为稀少,是国家一级重点保护野生动物。为保存野生梅花鹿的遗传资源,研究人员以耳缘组织为材料,成功培养了原代梅花鹿细胞,同时对其进行了冻存(过程如图所示)。下列叙述错误的是 ( )
D
A.动物细胞培养一般使用液体培养基,属于合成培养基,通常需要加入血清等天然成分
B.步骤①中常用胰蛋白酶处理、细胞出现贴壁后还需酶处理
C.冻存后的细胞可在液氮中长期保存,未来可用于遗传资源恢复
D.因为细胞培养需要在无菌条件下进行,所以需要定期更换培养液
【解析】A.动物细胞培养通常采用液体合成培养基,并需添加血清等天然成分以补充未知营养需求,A正确;B.步骤①中常用胰蛋白酶处理动物组织块,使其分散成单个细胞制成悬浮液。细胞贴壁生长后因接触抑制需再次酶解传代,B正确;C.液氮超低温环境可使细胞代谢近乎停滞,冻存细胞可长期保存并用于遗传资源恢复,C正确;D.定期更换培养液的主要目的是清除代谢产物并补充营养,与无菌条件无直接关联,D错误。故选D。
5.(2025·浙江模拟)Teruo利用农杆菌介导法将卡那霉素抗性基因和潮霉素抗性基因分别导入到2个四倍体马铃薯品种中,将2个品种的原生质体融合后,采用同时含有卡那霉素和潮霉素的双抗培养基进行选择,最终获得杂种植株。以下说法正确的是 ( )
C
A.②过程可用灭活的仙台病毒处理,杂种植株具有4个染色体组,但没有同源染色体
B.对组培苗进行锻炼时,采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌少且营养丰富
C.该育种过程发生了基因重组和染色体变异,克服了远缘杂交不亲和的障碍
D.②过程一共产生3种类型的细胞,③过程用双抗培养基可将杂种细胞筛选出来
【解析】A.原生质体融合一般用PEG,高Ca2+—高pH等方法,杂种植株含有两种植物细胞的所有染色体,具有4个染色体组,有同源染色体,A错误;B.蛭石之作为栽培的基质,是由于蛭石具有良好的透气性和保水性,有利于组培苗的生根和生长,对组培苗进行锻炼时,采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌少且营养丰富,B正确;C.该育种方法导入了有关基因,利用的原理有基因重组和染色体数目变异,克服了远缘杂交不亲和的障碍,C正确;D.②过程除了两两融合的3种细胞,还有未融合的细胞,杂种细胞具有两种抗生素的抗性,③过程用双抗培养基可以将杂种细胞选择出来,D错误。故选C。
6.(2025·江苏模拟)紫杉醇是一种有效的抗癌药物,传统生产方法是从红豆杉树皮和树叶中提取,如图为利用植物细胞工程生产紫杉醇的流程图,相关叙述错误的是 ( )
C
A.紫杉醇是植物代谢活动产生的次生代谢物
B.①过程为脱分化,添加生长素和细胞分裂素比例约为1∶1
C.②过程采用液体培养基,需要适当强度的光照
D.③过程需要用纤维素酶或果胶酶处理
【解析】A.紫杉醇是植物代谢活动产生的,对植物自身生命活动无明显功能,属于次生代谢物,而非初生代谢物,A正确;B.①过程表示形成愈伤组织,该过程中添加生长素和细胞分裂素比例约为1∶1,有利于脱分化,B正确;C.②过程是愈伤组织形成胚状体,采用固体培养基,需要适当强度的光照,C错误;D.③过程愈伤组织形成单个细胞,需要去除细胞壁,需要用纤维素酶和果胶酶处理,D正确。故选C。
7.(2025·河北一模)人RecQ解旋酶可作为新的白血病和乳腺癌肿瘤干细胞标志物。以RecQ解旋酶免疫小鼠为材料,融合免疫小鼠脾脏中的细胞及骨髓瘤细胞,筛选出杂交瘤细胞以此制备抗RecQ解旋酶单克隆抗体,流程如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A
A.在利用96孔板筛选杂交瘤细胞时,需要稀释至每孔最多1个细胞
B.③过程中灭活的病毒能诱导A和B细胞表面的糖蛋白失去活性促进细胞融合
C.将能产生抗体的杂交瘤细胞Ⅱ注入小鼠体内,从血浆中大量分离抗体
D.抗RecQ解旋酶单克隆抗体与RecQ解旋酶特异性结合,促进了肿瘤细胞的增殖
【解析】A.在利用96孔板筛选杂交瘤细胞时,需要进行有限稀释,使每孔最多1个细胞,这样可以保证每孔中的细胞是由单个细胞增殖而来,从而筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞,A正确;B.③过程中灭活的病毒能诱导细胞融合,其原理是病毒表面的糖蛋白等物质可以与细胞膜上的糖蛋白等受体结合,进而促进细胞融合,B错误;C.将能产生抗体的杂交瘤细胞Ⅱ注入小鼠体内,从小鼠的腹水中大量分离抗体,C错误;D.人RecQ解旋酶可作为肿瘤干细胞标志物,抗RecQ解旋酶单克隆抗体与RecQ解旋酶特异性结合,会抑制肿瘤细胞的增殖等相关活动,D错误。故选A。
8.(2025·甘肃)水稻白叶枯病(植株的叶片上会出现逐渐扩大的黄白色至枯白色病斑)由白叶枯病菌引起,严重威胁水稻生产和粮食安全。科学家利用CRISPR-Cas9基因组编辑技术,对水稻白叶枯病的易感基因SWEET(该基因被白叶枯病菌利用以侵染水稻)的启动子区进行了定点“修改”,编辑后的水稻幼胚通过植物组织培养技术获得抗病植株(如图)。回答下列问题:
(1)CRISPR-Cas9重组Ti质粒构建完成后,可通过 (方法)将该质粒转入植物细胞,并将 整合到该细胞的染色体上。为了能够筛选出转化成功的细胞,需要在植物组织培养基中添加 。
(2)实验中用到的水稻幼胚在植物组织培养中被称为 ,对其消毒时需依次使用酒精和 处理。诱导形成再生植株的过程中需使用生长素和细胞分裂素,原因是______________________________
。
农杆菌转化法
T-DNA
潮霉素
外植体
次氯酸钠(或氯化汞)
生长素和细胞分裂素是启动
细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素
(3)为了检测基因编辑水稻是否成功,首先需采用 技术检测目标基因的启动子区是否被成功编辑;然后,在个体水平需将基因编辑后的水稻与野生型水稻分别接种白叶枯病菌,通过比较 来验证抗病性。
(4)在该研究中,基因编辑成功后的水稻可以抗白叶枯病的原因为_________
。
PCR检测
病斑大小(或发病率)
SWEET的启动子区被定点“修改”,白叶枯病菌无法利用该基因侵染水稻
感病基因
【解析】(1)将重组Ti质粒转入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法,是将农杆菌中的含目的基因的Ti质粒上的T-DNA转移到受体细胞,并整合到该细胞的染色体DNA上。由图可知,重组Ti质粒上含有潮霉素抗性基因HygR,所以为了筛选出转化成功的细胞,需在植物组织培养基中添加潮霉素。
(2)植物组织培养过程中,离体的植物器官、组织或细胞称为外植体,对植物外植体消毒时需要依次使用酒精和次氯酸钠(或氯化汞)处理。在组织培养过程中,生长素和细胞分裂素的浓度和比例等会影响细胞的分裂和分化,诱导形成根和芽等不同的器官,从而形成再生植株。
(3)检测目标基因的启动子区是否被成功编辑,需要采用PCR检测。在个体水平上,将基因编辑后的水稻与野生型水稻分别接种白叶枯病菌,通过比较病斑的大小(或发病率)来验证抗病性。
(4)因为对感病基因SWEET的启动子区进行了定点“修改”,使得白叶枯病菌无法利用该基因侵染水稻,所以基因编辑成功后的水稻可以抗白叶枯病。
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