专题12 细胞工程（3大串讲+3大题型）（复习讲义）（上海专用）2026年高考生物二轮复习讲练测

专题12 细胞工程 ( 目录 第一部分 知识网络构建 思维导航，融会贯通 第二部分 高考风向解读 洞察考向，感知前沿 第三部分 核心知识串讲 核心串讲 串讲1 植物细胞工程 串讲 2 动物细胞工程 串讲3 胚胎工程 能力进阶 能力1 植物组织培养和植物细胞培养的比较 能力2 植物组织培养与动物细胞培养的比较 能力3 植物体细胞杂交和动物细胞融合 能力4 比较自然受精、人工授精和体外受精 能力5 胚胎移植的生理学基础 能力6 胚胎分割动物和体细胞核克隆动物的异同 第四部分 分层精准突破 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 第五部分 真题 实战进阶 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 细胞工程 （2022上海卷）植物细胞工程的实际应用 1. 结合最新科技研究成果综合考查细胞工程，重点考察细胞工程的成熟技术； 2. 结合代谢、遗传、基因工程进行交叉命题，重点考察细胞工程与代谢的联系，以及基因工程和细胞工程的综合应用。 新风向演练 1．【新情境·抗虫耐除草剂转基因水稻】（24-25高二下·上海浦东新·期末）培育抗虫耐除草剂转基因水稻是应对病虫草害导致水稻减产的一种防治方式， Cry1Ab蛋白和Vip3Af2蛋白分别对水稻螟蛾科害虫和夜蛾科害虫有较强的杀伤效果，科研人员构建了cry1Ab-vip3Af2抗虫融合基因(简称c-v基因)，并从某种细菌中分离得到了对常用除草剂草甘膦有高度耐受能力的cp4基因，培育了一种新型抗虫耐除草剂转基因水稻。 以下为主要研究过程： I：   利用工具酶、  目的基因等构建表达载体； Ⅱ：  将构建的表达载体导入农杆菌，将此农杆菌接种到1号培养基； Ⅲ：从1号培养基选取合适的单菌落接种到2号培养基扩大培养； IV：将利用水稻种子形成的愈伤组织与第Ⅲ步获得的菌种共同培养； V：  将第IV步获得的愈伤组织转移到3号培养基促进愈伤组织的生长； VI：将第V步获得的愈伤组织转移到4号培养基，诱导芽的形成； Ⅶ：将第VI步获得的幼体转移培养，获得第1代转基因水稻(T1)，经筛选获得两株抗虫耐除草剂转基因水稻s6和s8； VIII：s6和s8分别自交，分别收集种子，萌发培养后获得第2代转基因水稻(T2)，重复该过程获得第3 代转基因水稻 (T3)。 (1)第Ⅰ步构建的表达载体中，包含的基因或序列有 。 A．c-v基因 B．启动子 C．cp4基因 D．标记基因 (2)下列对1号和2号培养基的分析中， 正确的是 。 A．1号培养基一般使用选择培养基 B．2号培养基一般使用天然培养基 C．1号培养基一般采用稀释涂布法接种 D．2号培养基一般采用平板划线法接种 (3)下列关于3号和4号培养基区别的分析中， 正确的是 。 A．琼脂的浓度不同 B．生长素和细胞分裂素的浓度不同 C．抗生素的种类不同 D．赤霉素和细胞分裂素的浓度不同 目的基因进入受体细胞后，有的可以整合到水稻基因组中 图a， 有的不会发生整合 图b，只有整合到水稻基因组中的目的基因才能随染色体遗传到下一代。 为评估c-ν基因是否稳定整合到水稻基因组中，科研人员设计了特异性引物， 利用PCR 对s6和s8株系 T1~T3 的所有个体进行检测分析， 结果见表。 株系 世代 s6 s8 检测到c-v基因 未检测到c-v基因 检测到 c-v基因 未检测到 c-v基因 T1 100% 0 100% 0 T2 75% 25% 1% 99% T3 62.5% 37.5% 0 100% (4)利用PCR 检测 c-v基因需要合适的引物，根据下图可知需要选择引物_______和引物_______。 (5)在s6的T2中, 有25%没有检测到c-v基因, 面s8的T2中, 有99%没有检测到c-v基因, 产生该结果的原因可能是: s6中, c-v基因_______; s8中, c-v基因_______。(编号选填) ①整合到一条染色体中②整合到一对同源染色体中③没有整合到基因组中 国家口岸常需快速检测进出口产品是否为转基因产品。为检测出含耐草甘膦基因的转基因产品，科研人员利用如下图所示的流程制备了单克隆抗体。 甲表示细胞，a~e表示过程。 (6)图中过程a注入小鼠体内的是 。 A．c-v基因 B．cp4基因 C．cp4蛋白 D．Cry1Ab蛋白和 Vip3Af2蛋白 (7)图中细胞甲一般选用 。 A．人骨髓瘤细胞 B．水稻体细胞原生质体 C．小鼠骨髓瘤细胞 D．水稻愈伤组织原生质体 (8)下列关于图中过程b~e的分析中， 正确的是 . A．过程b表示细胞融合 B．过程c是筛选抗体分泌阳性的细胞 C．过程d是筛选杂合细胞 D．过程e必须在严格无菌环境下进行 【答案】(1)ABCD (2)AC (3)B (4) 4 5 (5) ① ③ (6)C (7)C (8)AD 【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。从分子水平上检测目的基因的方法：（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。 【详解】（1）题意显示，科研人员构建了cry1Ab-vip3Af2抗虫融合基因(简称c-v基因)，并从某种细菌中分离得到了对常用除草剂草甘膦有高度耐受能力的cp4基因，培育了一种新型抗虫耐除草剂转基因水稻，该信息说明转基因水稻中含有目的基因c-v基因和cp4基因，即在培育该转基因水稻的过程中首先要构建目的基因表达载体，为了保证目的基因正常表达，需要基因表达载体中包含能在水稻细胞中驱动转录过程的启动子，同时为了筛选含有目的基因的受体细胞还需要让目的基因表达载体带有标记基因，即在构建表达载体过程中其中需要包含c-v基因、 标记基因、 cp4基因和 启动子，即ABCD正确。 故选ABCD。 （2）A、将构建的表达载体导入农杆菌，将此农杆菌接种到1号培养基，这里1号培养基能够将成功导入目的基因的农杆菌筛选出来，即1号培养基一般使用选择培养基，A正确； B、从1号培养基选取合适的单菌落接种到2号培养基扩大培养，该步骤的目的是获得数量较多的转基因农杆菌，该培养基不是天然培养基，应该用合成培养基，这样可以避免杂菌污染，B错误； C、1号培养基一般采用稀释涂布法接种，这样可以获得单菌落，而后根据单菌落的生长情况筛选目的菌，C正确； D、2号培养基的目的是扩大培养，此时选择的是液体培养基，因而不能采用平板划线法接种，D错误。 故选AC。 （3） A、题意显示，将第Ⅳ步获得的愈伤组织转移到3号培养基促进愈伤组织的生长，将第Ⅴ步获得的愈伤组织转移到4号培养基，诱导芽的形成，这两个培养基均为固体培养基，因此，两种培养基种琼脂的浓度是相同的，A错误； B、在3号培养基上获得的是愈伤组织，在4号培养基获得的是芽，可见两种培养基上的培养物分化方向不同，因此它们的不同表现为生长素和细胞分裂素的浓度不同，B正确； C、这两个培养基上若添加抗生素的话，则抗生素的种类相同，C错误； D、在3号和4号培养基上获得的培养物不同，是由于生长素和细胞分裂素的比例不同，与赤霉素无关，即D错误。 故选B。 （4）在PCR扩增DNA的过程中需要合适的引物，首先引物需要和模板链进行配对，且在引物的作用下延伸子链的方向是5’→3’，即脱氧核苷酸依次连接到引物的3’端，且扩增出的DNA需要包含两个目的基因，因此需要选择的引物是图中的引物4和引物5。这样可以获得含有两种目的基因的DNA片段，进而可以完成后续的检测。 （5） 在s6的T2中，有1/4=25%没有检测到c-v基因，T3中有3/8=37.5%的个体没有检测到c-v基因，说明相关基因①整合到一条染色体中，则s6相当于基因型为Aa的个体自交一代和自交两代获得的后代中含有基因型为aa个体的比例（分别为1/4和3/8）；s8的T2中，有99%没有检测到c-v基因，说明目的基因③没有整合到基因组中，因而不能遗传给子代。 （6）由题意可知，为检测出含耐草甘膦基因的转基因产品，所以该操作目的是获得抗草甘膦的抗体，应向小鼠体内注入cp4蛋白，以便获得能分泌抗草甘膦抗体的B细胞，ABD错误，C正确。 故选C。 （7）图中细胞甲一般选用小鼠骨髓瘤细胞，利用其具有无限增殖的特性，同时可以更好地与小鼠B细胞融合，ABD错误，C正确。 故选C。 （8）A、b表示将瘤细胞和从小鼠体内分泌出的可分泌抗体的B细胞进行融合，A正确； B、c表示筛选融合细胞，B错误； C、d表示筛选出既能无限增殖，又能分泌出特异性抗体的融合细胞，C错误； D、e表示细胞培养，必须在严格无菌环境下进行 D正确。 故选AD。 2．【新情境·新冠灭活疫苗】（24-25高三上·上海·阶段练习）我国科兴及北京生物两款新冠灭活疫苗均使用 Vero细胞（非洲绿猴肾细胞的传代细胞系） 进行病毒扩增培养（见下图）： (1)动物细胞工程常用的技术手段有多种， 其中________是其他动物细胞工程技术的基础。Vero细胞的培养应在培养箱中进行， 箱内的气体环境条件为________。 (2)Vero细胞的传代培养过程中需要使用________酶使细胞分散， 并在合成培养基中加入________等天然成分。此外，在培养过程中， 应定期更换培养液， 目的是________。 (3)将已对新冠病毒发生免疫的B淋巴细胞和 Vero细胞系获得杂交细胞， 再经过________筛“选、克隆化培养和________检测， 获得产生特定抗体的________，用以生产单克隆抗体。单克隆抗体的优点是：________。 Ⅱ. 为研究多种血糖调节因子的作用， 我国科学家开发出胰岛素抵抗模型鼠。为扩增模型鼠数量，科学家通过诱导优良模型鼠体细胞转化获得iPS细胞，继而利用iPS细胞培育出与模型鼠遗传特性相同的克隆鼠， 具体步骤如图所示。请回答下列问题： (4)图中黑鼠的体细胞在诱导因子的作用下转化为iPS 细胞的过程与植物组织培养中的________过程类似。该过程结束后，细胞的全能性________（填A“提高”或B“降低”）。 (5)图中灰鼠形成的受精卵，经过一次有丝分裂后可得到双细胞胚。为获得更多的双细胞胚，可对灰鼠注射________激素， 使其超数排卵。图中的重构胚在胚胎移植前需要对供体和受体进行________处理， 胚胎移植的实质是________。 (6)进入代孕白鼠子宫内继续发育， X鼠的体色为________；上图中可以是雄鼠的有________（填图中相关鼠的名称）。 (7)若以图示方法进行人体医学实验，重构胚移植后孕育出一个新个体称为________（填个体“治疗性”或“生殖性”）克隆， 我国政府坚持的“四不原则”态度是________任何幼儿相关实验。 【答案】(1)动物细胞培养 5%CO2、95%空气 (2)胰蛋白酶（或胶原蛋白酶） 血清 清除代谢废物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害 (3)（特定的）选择培养基 专一抗体 杂交瘤细胞 能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合、并且可以大量制备 (4)脱分化 提高 (5)促性腺 同期发情 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 (6)黑色 黑鼠和X鼠 (7)生殖性 不赞成、不允许、不支持、不接受 【分析】1、动物细胞培养的条件营养：将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配置而成的培养基，称为合成培养基。（通常需要加入血清等一些天然成分）无菌、无毒的环境：添加抗生素温度、pH和渗透压：36.5±0.5℃7.2～7.4气体环境：O2是细胞代谢所需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。置于含有95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱进行培养。 2、题图分析：分析图中操作过程，内细胞团细胞被iPS细胞取代，最终形成的X鼠细胞核来源于黑鼠，其遗传特性与黑鼠相同。 【详解】（1）动物细胞工程常用的技术包括动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植等，其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。Vero细胞的培养应置于含有95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱进行培养。 （2）Vero细胞的传代培养过程中需要使用胰蛋白酶、胶原蛋白酶使细胞分散。将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。为了清除代谢废物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，在培养过程中，应定期更换培养液。 （3）将已对新冠病毒发生免疫的B淋巴细胞和Vero细胞系获得杂交细胞，再经过选择培养基筛选、筛选出杂交瘤细胞，接着对选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和专一抗体检测，获得产生特定抗体的杂交瘤细胞，用以生产单克隆抗体。单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合、并且可以大量制备。 （4）黑鼠体细胞在诱导因子的作用下转化为iPS细胞的过程与植物组织培养中的脱分化过程类似，是组织细胞恢复分裂分化能力的过程。iPS细胞与小鼠内细胞团一样，具有全能性，该过程结束后，细胞的全能性提高。 （5）超数排卵是指应用外源促性腺激素，诱导卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。图中的重构胚在胚胎移植前需要对供体和受体进行同期发情处理，胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。 （6）克隆属于无性繁殖，iPS细胞来自黑鼠，所以X鼠的体色为黑色。图中提供胚胎的灰鼠和代孕白鼠都是雌鼠，可以是雄鼠的有黑鼠和X鼠。 （7）若以图示方法进行人体医学实验，重构胚移植后孕育出一个新个体称为生殖性克隆，我国政府坚持的“四不原则”态度是不赞成、不允许、不支持、不接受任何相关实验。 核心串讲1 植物细胞工程 1.植物组织培养技术 （1）定义：将离体的植物细胞、组织或器官（外植体）在适宜的培养条件下经脱分化形成愈伤组织，然后经过再分化，形成芽、根并最终发育成完整植株，这一过程称为植物组织培养。 （2）原理、过程、具体操作： 注意： ①实验中使用的培养基和所有的器械都要灭菌。接种操作必须在酒精灯火焰旁进行，并且每次使用后的器械都要灭菌。 ②接种时注意外植体的方向，不要倒插。 ③诱导愈伤组织期间一般不需要光照，后续培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。 ④植物激素中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，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向： 1）生长素的浓度＞细胞分裂素，有利于诱导植物根的生成； 2）生长素的浓度＜细胞分裂素，有利于诱导植物芽的生成； 3）生长素的浓度≈细胞分裂素且都较高时，有利于愈伤组织的形成。 （3）植物组织培养的应用： （4）植物细胞培养的应用：植物细胞除了能诱导形成完整植株外，还能像微生物一样在生物反应器里进行大规模的悬浮培养，用于生产重要的植物次生代谢产物。 注意：初生代谢和次生代谢 ①初生代谢：生物生长和生存所必需的代谢活动。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。 ②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。 2.植物体细胞杂交技术 （1）概念：指将不同来源的植物细胞在一定条件下融合形成杂合细胞，并使之分化再生，最终形成新植物体的技术。 （2）原理、过程、意义、局限性： 核心串讲2 动物细胞工程 1.动物细胞培养技术 2.动物细胞融合技术 筛选次数 筛选原因 筛选原理 筛选方法 筛选结果 第一次筛选 诱导融合后会得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞 选择培养 用特定的选择培养基（HAT培养基）进行选择：未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长 筛选出融合的杂种细胞 第二次筛选 选择培养获得的杂交瘤细胞中既有产生所需抗体的细胞，又有产生其他抗体的细胞 抗原-抗体特异性结合 用多孔板培养，在每个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞的情况下进行克隆化培养和抗体检测，经过多次筛选得到足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 筛选出分泌所需抗体的杂交瘤细胞 3.细胞核移植技术 （1）细胞核移植技术： （2）克隆技术： ①难点：的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，导致胚胎发育率低；对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。 ②应用： 前景 农牧业 可将具有特殊期望性状的动物通过克隆产生更多的畜群 科学研究 基因完全相同的动物可为有关实验提供最佳的“对照动物” 制药行业 人们正在尝试用克隆动物生产具有潜在医疗用途的产品 野生物种保护 可利用克隆技术繁殖濒危物种，为生态保护带来了无限希望 克隆技术存在问题 克隆动物的健康水平较差，很多克隆动物表现出诸如肥胖、肺炎、肝功能低下、早衰性死亡等方面的缺陷。 （3）细胞核移植的探究历程： 1958年 斯图尔德用胡萝卜根的韧皮部组织成功培育出新的植株，证明了植物细胞具有全能性。 1938年 德国胚胎学家斯佩曼报道了他的实验结果：用头发将蝾螈的受精卵结扎成两部分，并把细胞核推移到一侧，结果发现只有带核的一侧受精卵能够继续发育，而另一侧无核受精卵则处在发育停滞状态；但如果将经过几次分裂的细胞核重新推移到无核侧，则该侧受精卵也能重新开始分裂并发育成个体。这个开创性试验首次提示：经过几次分裂并初步分化了的动物细胞核依然具有发育成完整个体的能力。 1952年 研究者们首先在非洲豹蛙中通过胚胎细胞核移植成功获得了克隆后代。 20世纪60年代 我国科学家童第周以金鱼和鳑鲏鱼为研究对象，创造性地进行了鱼类不同亚科之间的细胞核移植；此后，借助哺乳动物的胚胎细胞核移植技术又相继获得了小鼠、绵羊、牛、山羊和猪的克隆后代。然而，这一时期的细胞核移植技术都是采用分化程度较低的胚胎细胞核进行的。 1996年 “多莉”羊则是人类首次用成年动物的体细胞细胞核进行移植获得的克隆动物，真正开启了哺乳动物的体细胞克隆时代。 “多莉”羊诞生后，多种高等哺乳动物已被成功克隆，但灵长类动物的体细胞克隆技术却一直没有取得成功。在经历了多次失败的尝试后，灵长类体细胞克隆成了 世界级难题，甚至被认为是现有技术不可能实现的。 2017年底 中国科学院神经 科学研究所的科研团队经过多年的艰苦探索，攻克了一系列技术难题，终于在2017年底实现了非人灵长类的体细胞克隆的突破。“中中”和“华华”的诞生标志着动物体细胞克隆技术达到了一个新的高度。 4.干细胞技术 （1）干细胞概念：具有自我更新和增殖、分化能力的细胞 （2）干细胞的分类：根据干细胞所处的发育阶段，可以把干细胞分成胚胎干细胞和成体干细胞。 核心串讲3 胚胎工程 1. 动物胚胎的形成经历受精及早期发育 2.胚胎工程快速繁育优良动物品种（胚胎工程技术应用） 注意： ①为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理？使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境。 ②在牛的胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查，其目的分别是什么？第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理，第二次用促性腺激素处理使供体超数排卵。第一次是对收集的胚胎进行质量检查，第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查。 ③胚胎移植的优势是什么？可以发挥雌性优良个体的繁殖能力。 能力1 植物组织培养和植物细胞培养的比较 比较项目 植物组织培养 植物细胞培养 目的 获得植物体 获得细胞产物 原理 植物细胞的全能性 细胞增殖 过程 应用 快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种等 细胞产物的工厂化生产，如紫草宁、人参皂苷、紫杉醇等 能力2 植物组织培养与动物细胞培养的比较 植物组织培养 动物细胞培养 原理 细胞全能性 细胞增殖和生长 培养基物理状态 固体培养基 液体培养基 培养结果 植物体 细胞 培养目的 快速繁殖、培育无病毒植株等 获得细胞或细胞产物 过程 外植体 ↓脱分化 愈伤组织 ↓再分化 芽、根或胚状体 ↓生长发育 植物体 动物的组织 ↓机械法或消化法 单个细胞 ↓ 原代培养 ↓ 传代培养 相同点 ①两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂； ②均需要无菌操作、无菌培养，需要适宜的温度、pH等条件 能力3 植物体细胞杂交和动物细胞融合 项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性、细胞增殖 融合前处理 除去细胞壁 使细胞分散开 相关酶 纤维素酶和果胶酶 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 诱导方法 物理法：电融合法、离心法； 化学法：聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2＋—高pH融合法等 物理法：电融合法； 化学法：聚乙二醇（PEG）融合法； 生物法：灭活病毒诱导法 结果 杂种植株 杂交细胞 应用 培育植物新品种 主要用于制备单克隆抗体 意义 突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合 相同点 动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法相似 能力4 比较自然受精、人工授精和体外受精 项目 自然受精 人工授精 体外受精 不同点 过程不同 通过雌雄动物交配完成受精 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精 人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程 场所不同 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 体外培养液中 相同点 （1）精子获能、卵子成熟后才能完成受精过程； （2）都是有性生殖 能力5 胚胎移植的生理学基础 1.胚胎移入的基础：排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的，为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。 2.胚胎收集的基础：早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态为胚胎的收集提供可能 3.移入胚胎存活的基础：受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内存活提供了可能。 4.留胚胎遗传特性基础：供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，其遗传物质不会发生改变 能力6 胚胎分割动物和体细胞核克隆动物的异同 项目 胚胎分割动物 体细胞核克隆动物 相同点 都属于无性繁殖或克隆，最终技术是胚胎移植 不同点 胚胎的来源 雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎 通过核移植技术获得的重组胚胎 遗传物质 胚胎分割动物具有相同的遗传物质，两个亲本提供的核遗传物质一样多 克隆动物的核遗传物质主要由供体细胞核提供 起点 经过受精作用或其他方式形成的一个细胞 经过核移植技术形成的一个细胞 01 植物细胞工程 1．（2025·上海黄浦·二模）紫杉醇的生物合成 紫杉醇是治疗某些癌症的特效药，传统获取方法是从红豆杉的树皮中提取。为提高生产效率，研究人员构建了转紫杉醇合成关键酶（Bapt）基因的红豆杉细胞，通过悬浮培养获得了高纯度的紫杉醇，主要流程见图1，其中I ~ IV代表操作步骤，Apr表示氨苄青霉抗性基因，GFP表示绿色荧光蛋白基因。 (1)为与Ti质粒高效连接，Bapt基因两端应携带EcoRⅠ或SacⅠ的识别序列，同时要有额外的保护碱基。在设计PCR引物时，保护碱基应添加在_____。 A．两条引物的5'端 B．两条引物的3'端 C．引物1的3' 端和引物2的5' 端 D．引物2的3'端和引物1的5'端 (2)步骤I ~ IV中，需作筛选处理的是_____。 (3)步骤Ⅲ中，用于转化红豆杉细胞的农杆菌的表型应为_____。（编号选填） ①氨苄青霉素敏感 ②发出绿色荧光 ③氨苄青霉素抗性 ④不发绿色荧光 (4)为进一步提升转基因红豆杉细胞产紫杉醇的能力，下列策略合理的有_____。 A．提升Bapt基因的复制能力 B．提升Bapt基因的转录水平 C．对Bapt基因进行定向进化 D．对Bapt酶进行定点突变 进一步研究发现，红豆杉组织中存在内生微生物，也能合成紫杉醇。下图2为内生微生物的分离筛选，以及利用红豆杉组织碎、麦麸等废弃物发酵生产紫杉醇的主要流程。 (5)红豆杉组织中存在内生微生物，并能合成紫杉醇。下列有关该现象的说法，合理的是_____。 A．红豆杉与内生微生物可能存在共同的原始祖先 B．红豆杉与内生微生物的共生关系是相互选择的结果 C．内生微生物合成紫杉醇的能力由红豆杉的遗传物质决定 D．内生微生物为了适应红豆杉环境，产生了合成紫杉醇的变异 (6)根据研究目的，图2中培养基①的类型是_____。（编号选填） ①固体培养基 ②液体培养基 ③通用培养基 ④选择培养基 (7)下列控制参数中，对反应器①和反应器②的反应都有较大影响的是_____。 A．温度 B．pH C．溶解氧 D．反应物浓度 (8)本案例中，运用植物细胞培养技术和内生菌发酵技术生产紫杉醇，就其产业化应用而言，它们的基本原理是_____。 A．必须改造相关生物的基因 B．以糖类等有机物作为主要原料 C．以活细胞作为生物反应器 D．以原生物体的代谢物为产品 【答案】(1)A (2)Ⅱ和IV (3)③④ (4)BC (5)AB (6)①③ (7)ABD (8)C 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）在设计 PCR 引物时，限制性内切酶的识别序列需添加在引物的 5' 端，而保护碱基应位于识别序列的外侧（即更远离 3' 端）。由于 PCR 扩增时，引物的 3' 端需与模板严格互补配对以启动 DNA 合成，因此保护碱基只能添加在5' 端（不影响配对）。两条引物分别对应基因的两端，故保护碱基应添加在两条引物的 5' 端，A符合题意。 故选A。 （2）步骤 II：将重组 Ti 质粒导入农杆菌后，需通过氨苄青霉素抗性筛选含目的基因的农杆菌。 步骤 IV：悬浮培养转基因红豆杉细胞后，需筛选高产紫杉醇的细胞株。 步骤 I（构建重组质粒）和 III（农杆菌转化植物细胞）无需直接筛选，因此需筛选的步骤为 II 和 IV。 （3）重组 Ti 质粒含氨苄青霉素抗性基因（Apr），因此成功导入质粒的农杆菌具有氨苄青霉素抗性（③）。 绿色荧光蛋白基因（GFP）虽在 Ti 质粒上，但 GFP 通常在植物细胞中表达，农杆菌本身不发光，故表型为不发绿色荧光（④）。 （4） A 、基因复制能力与表达量无直接关联，且细胞内质粒拷贝数有限，A错误； B、提升Bapt基因的转录水平可直接增加 Bapt 基因的 mRNA 量，从而提高酶的合成量，促进紫杉醇合成，B正确； C、通过不断筛选高产紫杉醇细胞，可使Bapt基因定向进化，C正确； D、定点突变需对基因进行操作，D错误。 故选BC。 （5）A、红豆杉与内生微生物可能因共同祖先保留了合成紫杉醇的相关基因，合理。 B、共生关系是长期相互选择、协同进化的结果，合理。 C 、内生微生物的遗传物质独立，合成能力由自身基因决定。 D 、变异是不定向的，环境（红豆杉）仅起选择作用，而非诱导变异。 故选AB。 （6）①固体培养基：用于分离单菌落（图 2 中 “挑取单菌落” 需固体培养基）。 ③通用培养基：分离内生微生物时，若未添加特殊选择成分，默认使用通用培养基（非选择培养基）。 （7）ABD、温度、pH、反应物浓度是细胞培养和微生物发酵的共同关键参数，显著影响细胞代谢和产物合成，ABC正确； C、溶解氧（C）：植物细胞培养和需氧 / 厌氧微生物发酵需求不同，题干未明确微生物类型，故非共同关键参数，C错误。 故选ABD。 （8）植物细胞培养和内生菌发酵的共同点是利用活细胞作为生物反应器，通过细胞代谢合成目标产物（紫杉醇），C符合题意。 故选C。 2．（24-25高三上·上海·阶段练习）下图表示科学家通过植物细胞工程，培育“矮牵牛—粉蓝烟草”杂种植株的过程。根据所学知识完成下列问题： (1)利用矮牵牛的茎尖分生组织经过一系列实验操作可得到新的矮牵牛植株的根本原因是________。 (2)植物体细胞杂交依据的生物学原理主要有________。人工诱导原生质体融合的方法基本可分为两大类——物理法和化学法， 其中化学法包括________、________，植物体细胞融合完成的标志是________。 (3)“矮牵牛-粉蓝烟草”杂种植株的体细胞内含________条染色体， 属于________倍体植株。 Ⅱ.银杏的次生代谢产物， 如银杏黄酮（具有抑制癌细胞增殖， 扩张冠脉血管、增加冠脉血液流量和解除痉挛的作用）、银杏内酯（具有促进脑血微循环、抑菌抗炎的作用）等，一般从叶片。中取得， 但传统载植方法周期长、成本高、受环境影响大， 无法很好满足市场需求。因而利用组织培养技术，从愈伤组织中提取， 具有一定的研究意义与应用前景。请回答下列相关问题： (4)研究表明， 选择银杏叶片比选择胚作为外植体材料成功率更低，原因可能是诱导叶片脱分化形成________的难度较大。因此，往往选择细胞生长分裂旺盛的部位作为外植体，但外植体也不能太嫩，因为太嫩的组织细胞虽细胞分裂较旺盛， 但在____时次氯酸钠等药品渗透也较快，在后续用________多次冲洗也不易清除， 导致细胞易失活甚至破裂。 (5)外植体愈伤组织试管苗植株，为获得银杏阳次生代谢产物，____（填A“需要”或B：“不需要”） 走完如上述流程图的全过程。有关做法是： 可以将____转入到____培养基中， 进一步扩大培养， 以提取有益次生代谢物，在此过程中需要做到____操作。与固体培养基培养愈伤组织相比， 此做法的优点有哪两项____ A． 与培养基的结合更加充分 B． 受培养基中成分差异的影响较小 C．对环境不敏感 D． 对营养物质的吸收更容易 (6)此外， 研究表明， 用通气较为不良的介质封口， 如塑料膜或玻璃纸， 可以提升黄酮和内酯的产量， 可能原因是________胁迫细胞诱导产生次生代谢物。 (7)学习了植物组培技术后， 同学们尝试进行了以菊花枝条为外植体的组织培养， 结果有同学在首次对菊花继代培养配制MS生根培养基时， 忘记添加NAA （NAA： 萘乙酸， 为尘长素类似物），结果与添加NAA 的生根培养基中的菊花幼苗相比， 无添加NAA 培养基中的菊花幼苗也育生根ₖ、其原因可能是________。不过其生根数量较少且根长较短， 可能的原因是________。 (8)请例举植物组织培养技术的应用________（至少两项， 上述中提到的除外）。 【答案】(1)矮牵牛的茎尖分生组织含有矮牵牛的全部遗传物质 (2)细胞膜的流动性 PEG(或聚乙二醇)促融 高Ca2+-高pH融合法 杂种细胞再生出细胞壁 (3)38 四 (4)愈伤组织 消毒 无菌水 (5)B 愈伤组织 液体 无菌 AD (6)低氧 (7)植物体内可以产生内源生长素 植物体内可以产生的内源生长素较少 (8)基因工程育种、单倍体育种等育种 【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。 2、植物组织培养的条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；②一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。 【详解】（1）由于矮牵牛的茎尖分生组织含有矮牵牛的全部遗传物质，所以在特定条件下其可发育为完整的植株。 （2）植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性，人工诱导原生质体融合的方法很多，基本可分为两大类物理法和化学法，其中化学法主要用PEG(或聚乙二醇)促融、高Ca2+-高pH融合法等，杂种细胞再生出细胞壁是植物体细胞融合完成的标志。 （3）“矮牵牛-粉蓝烟草”杂种植株的体细胞内含有的染色体数目是矮牵牛和粉蓝烟草的体细胞中染色体数目之和，为14+24=38，属于四倍体植株。 （4）选择银杏叶片比选择胚作为外植体材料成功率更低，原因可能是诱导叶片脱分化形成愈伤组织的难度较大。外植体也不能太嫩，因为太嫩的组织细胞虽细胞分裂较旺盛，但在消毒时次氯酸钠等药品渗透也较快，在后续用无菌水多次冲洗也不易清除，导致细胞易失活甚至破裂。 （5）为获得银杏的次生代谢产物，A（不需要）走完如上述流程图的全过程。可以将愈伤组织转入到液体培养基中，进一步扩大培养，以提取有益次生代谢物，在此过程中需要做到无菌操作。与固体培养基培养愈伤组织相比，液体培养基培养愈伤组织的优点有：与培养基的结合更加充分、对营养物质的吸收更容易。 故选AD。 （6）研究表明，用通气较为不良的介质封口，如塑料膜或玻璃纸，可以提升黄酮和内酯的产量，可能原因是低氧胁迫细胞诱导产生次生代谢物。 （7）与添加NAA的生根培养基中的菊花幼苗相比，无添加NAA培养基中的菊花幼苗也有生根，其原因可能是植物体内可以产生内源生长素。不过其生根数量较少且根长较短，可能的原因是内源生长素较少。 （8）植物组织培养技术的应用花卉和果树的快速大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于基因工程育种、单倍体育种等育种过程中。 02 动物细胞工程 3．（23-24高三上·上海·期中）植物体细胞杂交技术可将不同种植物的优势集中在一个个体上，培育人们生产所需 的优良杂种植株。如图为利用某种耐酸植物甲(4N) 和高产植物乙(2N)，培育高产耐酸植物丙的过程。回答下列问题； (1)图中①过程为酶解法去壁，该过程所需的酶是_____________,进行该操作前需对甲、乙植物细胞进行________(选填“消毒”或“灭菌”)处理，以防止杂菌污染。 (2)PEG诱导后，除了“甲’+乙′”,还存在_______，_______ (3)图中过程②称为________ ，由杂种细胞发育为植物丙的原因是_______ (4)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, 逐渐改变培养基这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如下图所示，植物激素X的名称是_____________ ，植物激素Y的名称是_________________。当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时，___________________。 2017年11月-12月，中科院神经科学研究团队利用体细胞克隆技术克隆出了猕猴“中中”和“华华”,该成果标志着中国率先开启了以体细胞克隆猴作为实验动物模型的新时代。 (5)图中选择猕猴胚胎期而非成年期的成纤维细胞进行培养，其原因是_________________。 (6)刚放入培养瓶中的细胞沉降到瓶底部首先会出现细胞贴壁现象。传代培养时，常利用______________________酶，制成细胞悬液后转入新的培养瓶中。需要控制的培养条件包括______________________ ①无菌 ②适宜的温度 ③5％的CO2 ④充足的溶解氧 ⑤充足的光照    ⑥合适的渗透压   ⑦充足的营养物质 (7)图所示过程涉及的生物技术有______________________（答出两点） 以体细胞克隆猴作为实验动物模型的显著优势之一是同一批克隆猴的遗传背景相同，图中克隆猴的遗传物质主要来自称猴胚胎成纤维细胞的细胞核。图中步骤①是克隆猴的技术难点之一，需要将卵母细胞培养到MII期后进行去核操作，而后用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育。 (8)体细胞克隆猴的另外一个技术难点是猴的体细胞克隆胚胎发育差。科学家发现，胚胎发育障碍与克隆胚胎基因组上大量组蛋白的甲基化密切相关。由此推测，图中kdm4dmRNA翻译产生的酶的作用是______________________ ,kdm4dmRNA导入重组细胞的技术是______________________。 【答案】(1) 纤维素酶和果胶酶 消毒 (2) 甲′+甲′ 乙′+乙′ (3) 脱分化 植物细胞具有全能性 (4) 细胞分裂素 生长素 诱导愈伤组织分化为芽 (5)胚胎成纤维细胞增殖能力更强，分化程度低，全能性高，易于培养 (6) 胰蛋白酶（胶原蛋白酶） ① ② ③ ④ (7)细胞核移植技术，动物细胞培养技术 (8) 催化组蛋白去甲基化 转基因技术 【分析】1、利用细胞工程技术培养杂交植株时，①首先利用纤维素酶和果胶酶处理细胞去除其细胞壁；甲乙两细胞的原生质体经诱导产生“甲'+乙'”，即融合的原生质体，其再生新的细胞壁，形成杂种细胞，杂种细胞经过②脱分化过程形成愈伤组织，再经过再分化过程形成植株丙'，该植株经过图中③过程的选择作用培养出高产耐酸植物丙。 2、胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者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，使之继续发育为新个体的技术，这是胚胎工程的最后一道工序，胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。 【详解】（1）由植物细胞变成原生质体，需要去掉细胞壁，细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，酶具有专一性，所以应用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁；为了防止杂菌污染，进行该操作前需对甲、乙植物细胞进行消毒处理。 （2）PEG诱导后，任何两个细胞都可以融合，因此除了“甲'+乙'”，还存在甲′+甲′、乙′+乙′。 （3）脱分化指由分化状态变为未分化状态，据图1可知，过程②表示杂种细胞形成分化程度较低的愈伤组织，表示脱分化。由杂种细胞发育为植物丙的原因是植物细胞具有全能性。 （4）植物组织培养时植物激素处理的不同处理：生长素与细胞分裂素比例适中时，有利于愈伤组织的形成；生长素/细胞分裂素比例升高，利于根的分化；生长素/细胞分裂素比例降低，利于芽的分化。仔细分析所给示意图，可知植物激素X与植物激素Y浓度比为1时，利于愈伤组织的形成；大于1时利于诱导未分化细胞群分化出芽；小于1时利于诱导未分化细胞群分化出根，因此植物X是细胞分裂素，植物Y是生长素。 （5）由于胚胎成纤维细胞增殖能力更强，更易于培养，因此在进行核移植时，通常选择胚胎期的成纤维细胞进行培养； （6）进行传代培养时，常利用胰蛋白酶处理，制成细胞悬液后转入到新的培养瓶中。需要控制的培养条件包括无菌、适宜的温度、5％的CO2、充足的溶解氧，所以选① ② ③ ④。培养液的成分和理化性质是相对固定的，不需要控制。 （7）图示过程表示体细胞克隆猴的技术流程，动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，涉及的主要技术有动物细胞核移植技术、早期胚胎培养技术（或动物细胞培养技术）、胚胎移植技术。 （8）由于胚胎发育障碍与克隆胚胎基因组上大量组蛋白的甲基化密切相关，为了使胚胎顺利发育，需要对组蛋白进行去甲基化操作，因此可推知图中kdm4dmRNA翻译产生的酶的作用是催化组蛋白去甲基化的。kdm4dmRNA导入重组细胞的技术是转基因技术。 4．（23-24高三上·上海·期中）近年来，由于世界人口的迅速增长、生物资源的过度开发和环境污染的日渐增重等诸多问题，导致野生动物郊狼的物种数量不断减少、濒临灭绝，采集精子或卵子开展常规辅助生殖较为困难，甚至无法完成。科研人员利用种间体细胞核移植技术（iSCNT）在野生动物遗传资源的保护中发挥了重要作用。具体流程如下： (1)一般来说，郊狼耳廓组织在培养时除营养外，还需提供的条件是适宜的温度、pH和渗透压、__、_ 。 (2)待郊狼数量增多以后，还可以采用体外受精技术或动物细胞核移植技术获得郊狼胚胎，并进行胚胎移植，进一步恢复濒危郊狼的种群数量。下列叙述正确的是____ ①动物细胞核移植属于动物细胞工程技术 ②体外受精前需要对郊狼的精子进行获能处理 ③体外受精前常需要对雌性郊狼进行超数排卵处理 ④胚胎早期发育时，桑葚胚内部开始出现含液体的腔 ⑤胚胎移植时，受体常会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应 (3)与胚胎细胞核移植技术相比，iSCNT技术难度更____，原因是____。 (4)采用机械方法将郊狼早期胚胎切割后移植，可以获得同卵双胎或多胎，下列说法正确的是____ A．胚胎分割时，应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚 B．不考虑基因突变，利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎 C．胚胎分割时，需将囊胚的滋养层进行均等分割 D．胚胎移植充分发挥雌性优良受体的繁殖潜能 (5)从生态的角度分析，iSCNT技术的优点是____。 (6)生物技术在造福人类的同时也可能带来安全与伦理问题，下列有关生物技术安全性等问题的观点错误的是____ A．生殖性克隆人理论上增加了人类基因的多样性 B．生殖性克隆需要核移植技术，而治疗性克隆不需要 C．鉴于转基因食品安全的不确定性，应该禁止转基因食品上市 D．我国禁止克隆人的实验，对治疗性克隆实验也进行严格审查 【答案】(1) 无菌、无毒的环境 适宜的气体环境 (2)①②③ (3) 大 体细胞分化程度高，表现全能性更困难 (4)B (5)利于保护生物多样性，维持生态系统稳定性 (6)ABC 【分析】动物体内的细胞之所以能够维持正常的生命活动，有些细胞还能不断增殖，是因为机体给这些细胞提供了适宜的条件，包括充足的营养、稳定的内环境等。在体外培养动物细胞，也需要满足类似的条件。 【详解】（1）动物细胞培养需要适宜的温度、pH和渗透压，同时需要无菌、无毒的环境和适宜的气体环境，主要是95%空气和5%CO2的混合气体。 （2）①动物细胞核移植属于动物细胞工程技术，包括体细胞核移植技术和胚胎细胞核移植技术，①正确； ②体外受精前需要对郊狼的精子进行获能处理，获能后的精子才能和减数第二次分裂中期的卵母细胞发生受精作用，②正确； ③体外受精前常需要对雌性郊狼进行超数排卵处理，使其产生更多的卵母细胞，③正确； ④胚胎早期发育时，囊胚内部开始出现含液体的腔，④错误； ⑤胚胎移植时，胚胎不会发生免疫排斥反应，这是胚胎移植的基础，⑤错误； 故①②③正确。 （3）高度分化的动物细胞全能性受到了限制，体细胞比胚胎细胞分化程度高，表现全能性更困难，更不容易成功。 （4）A、胚胎分割时，应选取发育良好、形态正常的囊胚或桑葚胚，A错误； B、不考虑基因突变，利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎，最初来自一个受精卵，B正确； C、胚胎分割时，需将囊胚的内细胞团进行均等分割，C错误； D、胚胎移植充分发挥雌性优良供体的繁殖潜能，D错误。 故选B。 （5）iSCNT技术利于保护生物多样性，对濒危物种进行保护，维持生态系统稳定性。 （6）A、生殖性克隆人的基因已经存在，理论上不会增加了人类基因的多样性，A错误； B、生殖性克隆人和治疗性克隆人都需要进行核移植，B错误； C、转基因食品安全存在争议，但不能一味的禁止，既要维护消费者对转基因产品的知情权和选择权，又最大程度地保证了转基因技术和已经上市的转基因产品的安全性，C错误； D、我国禁止克隆人的实验，对治疗性克隆实验也进行严格审查，反对任何形式和目的的生殖性克隆人，D正确。 故选ABC。 03 胚胎工程 5．（23-24高三上·上海·阶段练习）干细胞是医学界的“万能细胞”。研究人员将骨髓间充质干细胞（BMSC）应用于严重损伤肝脏的再生，获得较好的效果。 (1)BMSC在体外经诱导可以形成多种类型的细胞，此过程中发生了________。 A．有丝分裂 B．减数分裂 C．细胞分化 D．细胞生长 (2)干细胞可从不同的角度进行分类，据图判断BMSC属于________（编号选填） ①胚胎干细胞 ②成体干细胞 ③全能干细胞 ④多能干细胞 ⑤单能干细胞 研究表明，Notch信号通路会影响干细胞的分裂和分化。图为BMSC中Notch信号通路示意图。Notch蛋白的大量形成，会抑制BMSC向特定方向变化，促进细胞的增殖。 (3)如图所示Notch蛋白经酶切水解形成NICD后，通过结构_________进入细胞核，与转录因子结合后导致靶基因激活，促进Notch基因经过[①]_______和[②]_______两个过程合成Notch前体蛋白，从而发挥相关作用。 (4)体外培养BMSC时添加肝细胞生长因子，可以诱导其形成肝细胞。据题中信息分析，可以通过检测到_________，说明已经诱导成功。 A．Notch蛋白含量增多 B．Notch-mRNA含量减少 C．Notch基因含量减少 (5)Rag基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员通过诱导Rag基因缺失小鼠的体细胞获得诱导多能干细胞（iPS细胞），然后将Rag基因导入iPS细胞并诱导使其分化为造血干细胞，再移植到Rag基因缺失小鼠体内进行治疗。下列分析正确的是 。 A．诱导获得iPS细胞时需要在体细胞中表达一些关键基因 B．培养iPS细胞时需提供95%空气和5%CO的混合气体环境 C．利用显微注射技术可以将Rag基因直接注入到iPS细胞 D．利用iPS细胞进行治疗存在导致小鼠发生肿瘤的风险 肺癌是生长在气管、支气管、细支气管包括肺泡组织的一种恶性肿瘤。癌症的治疗过程会出现各种副作用，为降低肺癌治疗药物的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上，构建抗体药物偶联物（ADC），过程如下图所示。 (6)本实验中，小鼠注射的特定抗原应取自_______。 (7)图中参与细胞融合的A细胞是______________。 (8)为了得到能产生单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。其中“第1次筛选”和“第2次筛选”，分别筛选的是______、______。 ①浆细胞 ②杂交瘤细胞 ③能产生某种抗体的杂交瘤细胞 ④某种抗体基因 (9)研究发现，ADC在患者体内的作用如下图所示。请据图分析，ADC能降低药物副作用的原因： ____________。 【答案】(1)ACD (2)②④ (3) 核孔 转录 翻译 (4)B (5)ABD (6)人的肺癌细胞 (7)已免疫的B淋巴细胞（浆细胞） (8) ② ③ (9)抗原抗体的特异性识别，使单克隆抗体能精确地定位肺癌细胞，实现了ADC对癌细胞的选择性杀伤。 【分析】1、基因控制蛋白质合成包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，而翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。 2、胚胎干细胞(ES细胞)具有自我更新及多向分化潜能，为发育学、遗传学、人类疾病的发病机理与替代治疗等研究提供非常宝贵的资源。iPS细胞技术是借助基因导入技术将某些特定因子基因导入动物或人的体细胞，以将其重编程或诱导为ES细胞样的细胞,即iPS细胞。 【详解】（1）A、BMSC为体细胞，通过有丝分裂使细胞数目增加，A正确； B、BMSC为体细胞，分列方式为有丝分裂，不能进行减数分裂，B错误； C、BMSC通过细胞分化使细胞种类增多，C正确； D、BMSC在分裂分化的过程中都伴随着细胞的生长，D正确； 故选ACD。 （2）动物体内的干细胞，按照其来源可分为胚胎干细胞和成体干细胞，按照分化程度可分为全能干细胞、多能干细胞、单（专）能干细胞。BMSC来自骨髓，故为成体干细胞，BMSC在体外经诱导可以形成多种类型的细胞，故为多能干细胞，所以选②④ 。 （3）核孔是大分子进出细胞核的通道，蛋白质合成需要经过转录和翻译过程。图中Notch蛋白经酶切水解形成NICD后，通过核孔进入细胞核，与转录因子结合后导致靶基因激活，促进Notch基因转录（①），转录生成的mRNA再通过核孔进入细胞质完成翻译（②），合成Notch前体蛋白，从而发挥相关作用。 （4）Notch蛋白的大量形成，会抑制BMSC向特定方向变化，促进细胞的增殖，体外培养BMSC时添加肝细胞生长因子，可以诱导其形成肝细胞，该过程应该减弱对BMSC向特定方向变化的抑制，故Notch蛋白含量减少，Notch-mRNA含量减少，Notch基因含量不变，AC错误，B正确。 故选B。 （5）A、诱导获得iPS细胞时是脱分化的过程，根本原因也是基因的选择性表达，需要在体细胞中表达一些关键基因，A正确； B、培养iPS细胞时需提供95%空气（提供氧气，有助于细胞呼吸）和5%CO2（有助于维持培养液的pH）的混合气体环境，B正确； C、直接注射基因容易导致基因丢失，一般需要将Rag基因和载体连接形成重组DNA分子再显微注射到iPS细胞，C错误； D、iPS细胞为多能干细胞，可以诱导其进行不同方向的分化，利用iPS细胞并诱导使其分化为造血干细胞，进行治疗，造血干细胞分裂旺盛，存在导致小鼠发生肿瘤的风险，D正确。 故选ABD。 （6）本实验要生产的是肺癌的单克隆抗体，应该选择肺癌细胞作为抗原对小鼠进行免疫处理。 （7）抗体是由成熟的B淋巴细胞（即浆细胞）产生的，只有经肺癌细胞抗原免疫的B淋巴细胞 ，才能产生抗肺癌的特定抗体，故图中参与细胞融合的A细胞是已免疫的B淋巴细胞（即浆细胞）。 （8）第1次筛选用特定的选择培养基筛选出来的是杂交瘤细胞，该细胞集合了B淋巴细胞合成和分泌抗体的能力和骨髓瘤细胞可无限增殖的能力。但这些杂交瘤细胞合成和分泌的抗体种类多种多样，所以要进行第2次筛选，进行克隆化培养和抗体检测，得到能产生某种抗体的杂交瘤细胞。 （9）ADC中的单克隆抗体能精确地定位肺癌细胞，让药物作用于肺癌细胞，而不是正常的细胞，可以降低肺癌治疗药物的副作用，这个过程依赖于特异性的抗原与抗体反应，可以有效地治疗疾病。 6．（2023·上海嘉定·一模）研究表明羊乳中的β-乳球蛋白（BLG）是人体主要过敏源，图为研究人员利用基因编辑技术敲除山羊中BLG基因同时敲入人乳铁蛋白（hLF）基因并获得转基因山羊的操作过程。 图中sgBLG /Cas9复合物中，sgBLG为能准确识别图中山羊DNA特定序列的RNA，并引导Cas9蛋白对DNA进行切割。检测发现过程②中，hLF基因成功插入在母羊乙成纤维细胞中的一条常染色体上。 (1)上述操作过程中的目的基因是______，获得该目的基因的主要方法是______。 (2)Cas9蛋白类似于基因工程中常用到的____酶，但Cas9蛋白特性与该酶的区别是___。 (3)图中复合物1 所识别的DNA序列为5’-TATACTGGC-3’，则sgBLG的序列为 。（单选） A．5’-AUAUGACCG-3’ B．5’-GCCAGTATA -3’ C．5’-ATATGACCG-3’ D．5’-GCCAGUAUA-3’ (4)下列①—⑥生物技术中，过程①②运用到的技术有_____，过程③④⑤中，运用到的技术有______。（编号选填） ①显微注射技术 ②动物细胞培养技术 ③胚胎移植技术 ④DNA重组技术 ⑤动物细胞融合技术 ⑥细胞核移植技术 (5)与图中获得的转基因山羊性状最相似的是母羊 。（单选） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 (6)科研团队想进一步获得纯合能稳定遗传“人乳铁蛋白基因”的转基因山羊，其技术路线的设计思路是________________。 【答案】(1) 人乳铁蛋白基因 PCR技术 (2)限制性内切核酸酶 Cas9蛋白没有限制性内切核酸酶具有专一识别DNA分子特定核苷酸序列的特性 (3)D (4) ①④ ②③⑥ (5)B (6)用图中获得的转基因山羊与普通山羊进行得到子代，通过基因检测，筛选出带有目的基因的雌雄子代进行杂交获得含人乳铁蛋白基因的纯合子代；通过图相关流程，分别选择雌雄个体作为目的基因受体细胞的供体，从而获得含有人乳铁蛋白基因雌、雄转基因山羊，然后进行杂交来获得含人乳铁蛋白基因的纯合子代 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】（1）依据题意：利用基因编辑技术敲除山羊中BLG基因同时敲入人乳铁蛋白（hLF）基因并获得转基因山羊，可知目的基因是人乳铁蛋白基因。PCR技术可以体外扩增人乳铁蛋白基因，从而获得更多数量的人乳铁蛋白基因。 （2）题干中“引导Cas9蛋白对DNA进行切割”，说明Cas9蛋白可以切割DNA分子，所以与限制性内切核酸酶作用类似。sgBLG为能准确识别图中山羊DNA特定序列的RNA，并引导Cas9蛋白对DNA进行切割，说明Cas9蛋白没有限制性内切核酸酶具有专一识别DNA分子特定核苷酸序列的特性。 （3）sgBLG为能准确识别图中山羊DNA特定序列的RNA，转录的方向是从DNA模板的3’到5’，因此转录产生的RNA序列是5’-GCCAGUAUA-3’，故选D。 （4）过程①是将目的基因插入到母羊乙成纤维细胞中的一条常染色体上，此过程涉及DNA重组技术，过程②是将重组DNA分子导入母羊乙成纤维细胞中，重组DNA分子导入动物细胞一般使用显微注射技术，故选①④。③④⑤是将含有目的基因的受体细胞通过核移植技术获得重组细胞，再通过动物细胞培养技术获得早期胚胎，最后通过胚胎移植技术获得转基因山羊，故选②③⑥。 （5）转基因山羊几乎所有的核DNA都来自母羊乙，因此与图中获得的转基因山羊性状最相似的是母羊乙。 （6）获得纯合能稳定遗传“人乳铁蛋白基因”的转基因山羊，其技术路线的设计思路是用图中获得的转基因山羊与普通山羊进行得到子代，通过基因检测，筛选出带有目的基因的雌雄子代进行杂交获得含人乳铁蛋白基因的纯合子代；通过图相关流程，分别选择雌雄个体作为目的基因受体细胞的供体，从而获得含有人乳铁蛋白基因雌、雄转基因山羊，然后进行杂交来获得含人乳铁蛋白基因的纯合子代。 1．（25-26高三上·上海·期中）为解决卵巢早衰、生精障碍引发的不孕不育,研究者将皮肤细胞“改造”为能和精子“受精”的“类卵细胞”，如图1所示。去核卵母细胞质里残留的物质可使皮肤细胞核跳过DNA复制阶段，直接进入分裂状态 (1)图中“？”代表的时期是_______。 (2)导致异常“类卵细胞”形成的原因是_______。 A．着丝粒未断裂 B．同源染色体未联会 C．染色体未排列在赤道面 D．纺锤体形成被抑制 (3)正常“类卵细胞”形成过程中，细胞内染色体的数量变化是_______。 A．23→46→23 B．46→92→46→23 C．92→46→23 D．46→23 研究者通过测序标记了某女性皮肤成纤维细胞的染色体来源（父源/母源），将“类卵细胞”进行体外受精并培养至胚胎阶段，然后对卵裂期的细胞进行检测。结果显示，来自于类卵细胞中的每条染色体上均只含有父源或母源的基因。图2为统计得到的父源和母源染色体在类卵细胞中的出现频率。 (4)一般情况，体外胚胎培养需要_______。（编号选填） ①培养基添加血清 ②培养基添加抗生素 ③5%CO2 ④培养基添加琼脂 ⑤37℃ (5)综合上述信息，类卵细胞在形成过程中发生了_______。（编号选填） ①等位基因的分离 ②非等位基因的自由组合 ③交叉互换引发的基因重组 (6)待上述技术成熟后，在临床阶段的胚胎移植应选择_______。 A．受精卵 B．桑椹胚 C．囊胚 D．原肠胚 【答案】(1)有丝分裂中期 (2)BC (3)D (4)①②③⑤ (5)①② (6)BC 【分析】动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。需要的条件为适宜的营养物质、无菌无毒环境、温度、pH和渗透压、相应的气体环境。 【详解】（1）“？”代表的时期是有丝分裂中期，因为该时期存在同源染色体，且染色体的着丝粒整齐的排列在赤道板中央，这是有丝分裂中期的典型特征。 （2）A、由“实验性减数分裂”图可知，正常的“类卵细胞”和异常“类卵细胞”形成，都发生了着丝粒的断裂，A错误； B、由“实验性减数分裂”图可知，正常的“类卵细胞”和异常“类卵细胞”形成，不存在同源染色体，所以未发生同源染色体联会，B正确； C、由“实验性减数分裂”图可知，正常的“类卵细胞”染色体均分，排列在赤道面上，而异常“类卵细胞”，染色体未排列在赤道面上，导致染色体未均分形成的，C正确； D、由“实验性减数分裂”图可知，异常“类卵细胞”形成，纺锤体形成未被抑制，如果纺锤体形成被抑制，细胞的分裂异常，得到的异常“类卵细胞”中染色体数应该会和分裂前的细胞染色体数相等，而不会减少，D错误。 故选BC。 （3）皮肤细胞染色体数为46条，G1期的细胞中含有46条染色体，核移植至去核的卵母细胞，染色体数为46条，再经过染色体均分，形成正常“类卵细胞”，此时细胞中染色体数目为23，所以正常“类卵细胞”形成过程中，细胞内染色体的数量变化是46→23，D正确，ABC错误。 故选D。 （4）①体外胚胎培养时，培养基添加血清能够提供细胞生长所需的营养物质等，①正确； ②培养基添加抗生素可防止杂菌污染，保证培养环境无菌，②正确； ③5%CO2的作用是维持培养液的pH，③正确； ④培养基添加琼脂是用于固体培养基，而体外胚胎培养一般用液体培养基，不需要添加琼脂，④错误； ⑤37℃是适宜的培养温度，⑤正确。 故选①②③⑤。 （5）类卵细胞形成过程模拟减数分裂，减数分裂过程中会发生等位基因的分离（①）和非等位基因的自由组合（②），而交叉互换引发的基因重组需要同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，从题目信息看，没有相关证据表明发生了交叉互换（③错误）。 故选①②。 （6）在胚胎移植时，桑椹胚细胞还未出现分化，受精卵分化程度较低，都比较适合移植，而囊胚和原肠胚阶段细胞分化程度高，移植后发育难度大，不适合移植，BC正确，AD错误。 故选BC。 2．（23-24高三上·上海·阶段练习）人溶菌酶（hLZ）是天然抗生素替代品。科学家培育出转入溶菌酶基因山羊以大规模生产人溶菌酶（从乳汁中提取），过程如左图所示。其中编号①—⑨表示过程；质粒S中的标记基因Leu控制合成亮氨酸，标记基因GFP控制合成绿色荧光蛋白。下表为四种限制酶的识别序列及切割位点。 限制酶 BamHI Bgl II Hind II XbaI 识别序列和切割位点 G↓GATCC A↓GATCT A↓AGCTT T'↓CTAGA (1)左图中涉及到的生物技术有_______、_______、_______、_______。 (2)左图中A片段为双链结构，该序列包含的目的基因是________________；由A扩增出大量相同DNA片段的常用方法是____________；在扩增过程中需要设计的引物是右图中的____。 (3)图扩增目的基因时，叙述正确的是____。 A．需要了解目的基因的全部碱基序列 B．新链的合成只能由3’-5’方向延伸 C．反应体系加入的酶需具有热稳定性 D．目的基因两侧限制酶序列需设计在引物5’端 (4)物质B是用_________________（填限制酶种类）限制酶切割的结果。 (5)下列能成功筛选出含重组质粒T的成纤维细胞的必备过程是____。 A．培养基中不加入亮氨酸，培养一段时间后观察，细胞显示出绿色荧光 B．培养基中不加入亮氨酸，培养一段时间后观察，细胞不显示出绿色荧光 C．培养基中加亮氨酸，培养一段时间后观察，细胞不显示出绿色荧光 D．培养基中加亮氨酸，培养一段时间后观察，细胞显示出绿色荧光 (6)若山羊成纤维细胞中，含重组质粒T的细胞数与含质粒S的细胞数之比为1：6，增大DNA连接酶用量能否提高上述比值？______________。原因是______________。 【答案】(1) 重组DNA技术 细胞核移植技术 动物组织和细胞培养技术 胚胎移植技术 (2) 溶菌酶基因 PCR技术 BC (3)CD (4)BamHI、HindⅢ (5)C (6) 不能 DNA连接酶对所连接的DNA片段没有选择性，只要黏性末端相同的DNA片段，都可以连接 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取。（2）基因表达载体的构建。（3）将目的基因导入受体细胞。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）图中①②为目的基因的获取，③为表达载体的构建，①②③涉及重组DNA技术；④为将目的基因导入受体细胞，⑤⑥⑦是将山羊胎儿的成纤维细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中，得到重组细胞，涉及细胞核移植技术；⑧为将重组细胞诱导培养形成早期胚胎，涉及动物组织和细胞培养技术；⑨为将早期胚胎移入母羊的子宫中孕育，涉及胚胎移植技术。 （2）据题意可知，该基因工程是转入溶菌酶基因山羊以大规模生产人溶菌酶，因此目的基因是溶菌酶基因。由A扩增出大量相同DNA片段的常用方法是PCR技术。DNA聚合酶只能从子链的3'端延伸，因此在扩增过程中需要设计的引物是右图中的BC。 （3）PCR技术的原理是模拟生物体内DNA分子复制的过程，利用DNA分子热变性原理，通过控制温度控制控制DNA分子的解聚和结合。 A、扩增目的基因时，不需要了解目的基因的全部碱基序列，但需要一小段能与该基因碱基序列互补配对的短链核苷酸作为引物，A错误； BD、DNA聚合酶只能从子链的3'端延伸，因此新链的合成只能从5'→3'，目的基因两侧限制酶序列需设计在引物5'端，B错误，D正确； C、反应体系加入的酶需要具有热稳定性(耐高温的聚合酶)，C正确。 故选CD。 （4） 据图分析，用限制酶切割物质B形成的黏性末端GATCC…与BamHⅠ的识别序列一致，黏性末端AGCTT…与HindⅢ的识别序列一致，故物质 B 是用限制酶BamHⅠ、HindⅢ切割的结果。 （5）据第4问可知，用限制酶BamHⅠ、HindⅢ切割质粒S和目的基因，形成的重组质粒 T是（Leu+XbaⅠ+B），标记基因 Leu 控制合成亮氨酸，无需加入亮氨酸即可生长，GFP被限制酶切去，不会出现荧光。故培养基中不加亮氨酸，培养一段时间后观察，细胞不显示出绿色荧光的成纤维细胞是含有重组质粒 T 的细胞，ABD错误，C正确。 故选C。 （6） DNA连接酶的作用是连接DNA片段，但对所连接的DNA片段没有选择性，只要黏性末端相同的DNA片段，都可以连接，经限制酶切开的黏性末端可能在DNA连接酶的作用下环化而未整合进B片段，而呈现S质粒。故不能通过增大DNA连接酶用量能否提高对应的比值。 3．（25-26高三上·上海杨浦·阶段练习）花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗病基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失分裂能力。抗黑腐病杂种花椰菜的制备流程如图1所示，图2为杂种花椰菜组培时依次经历的几个阶段。 (1)图1中过程①所需的酶是___________。 (2)过程②后筛选出的杂交细胞需进一步培养，这些细胞具备的特点有______（编号选填）。 ①颜色为绿色 ②具有分裂能力 ③有细胞壁 (3)图2中各培养阶段_____（多选）。 A．均需保持无菌 B．培养基的物理性质不同 C．植物激素的比例不同 D．营养物质的种类相同 (4)若将图2中阶段Ⅱ的丛芽转移至无植物激素的培养基，一段时间后也能生根。下列分析合理的是______（单选）。 A．原有培养基中高浓度生长素对根生长的抑制作用解除 B．原有培养基中高浓度细胞分裂素对根生长的抑制作用解除 C．芽顶端产生了生长素向基部运输，促进生根 D．芽顶端产生了细胞分裂素向基部运输，促进生根 (5)再生植株中仅少部分表现为抗病，对此下列解释合理的是_______（多选）。 A．紫外线引发的染色体结构片段化有随机性 B．两种生物核遗传物质融合后，抗病基因未表达 C．植株再生过程中易发生抗病基因突变 D．愈伤组织培养基中漏添加了黑腐病菌 研究者对部分筛选出的杂种新植株的染色体数进行了统计，结果如表。 植株 花椰菜 黑芥 杂种植株1 杂种植株2 杂种植株3 染色体条数 18 16 34 30 58 (6)在统计植株染色体数目时，需选择观察_______（单选）。 A．根尖分生区分裂中期 B．花粉母细胞减I中期 C．根尖伸长区分裂后期 D．花粉母细胞减II中期 (7)杂种植株2表现为抗病，且生长状况良好。其染色体中来自花椰菜和来自黑芥的分别为______（单选）。 A．15条、15条 B．18条、12条 C．20条、10条 D．29条、1条 (8)随着杂种新植株的大规模种植，有人预测将来依旧会发生黑腐病害，其预测依据有____（编号选填）。 ①该品种的大规模种植对黑腐病菌种群构成了定向选择压力 ②在黑腐病菌种群中，有概率出现能抵抗该抗病性的毒性突变株 ③作物遗传背景单一，新植株容易被黑腐病菌突变株大面积感染 【答案】(1)纤维素酶和果胶酶 (2)①②③ (3)ACD (4)C (5)AB (6)A (7)B (8)①②③ 【分析】图1中过程①为采用酶解法去除细胞壁的过程，②表示诱导原生质体融合的过程，③表示脱分化，④表示再分化。 【详解】（1）分析图示信息可知，过程①为采用酶解法去除细胞壁的过程，该过程使用纤维素酶和果胶酶。 （2）分析图示信息可知，②表示诱导原生质体融合的过程，过程②后筛选出的杂交细胞需进一步植物组织培养，根据题意，想要获得杂种花椰菜细胞，此时杂种细胞应能够分裂，且含有细胞壁，同时由于含有叶肉细胞的原生质体，所以细胞颜色为绿色，①②③正确。 故选①②③。 （3）A、图2过程是再分化生根生芽的过程，在该过程中，需要保持无菌环境，A正确； B、在生根、生芽过程中，培养基均是固体培养基，物理性质相同，B错误； C、在生根、生芽过程中，由于生长素/细胞分裂素比值高，促进根的发育，比值低时促进芽的发育，所以在生根、生芽阶段，植物激素的比例不同，C正确； D、在生根、生芽过程中，培养基中的所需营养物质种类是相同的，D正确。 故选ACD。 （4）A、在生芽培养基中，生长素/细胞分裂素比值低，所以原有培养基中生长素对根生长无抑制作用，A不合理； BD、细胞分裂素能够促进细胞分裂，对根没有抑制作用，BD不合理； C、生长素可以促进生根，将丛芽转移至无植物激素的培养基，芽顶端可以产生生长素，生长素向基部运输，促进生根，C合理。 故选C。 （5）A、根据题意可知，用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，紫外线引发的染色体结构片段化有随机性，可能会导致抗病基因被破坏，则可能导致仅少部分表现为抗病，A正确； B、再生植株是由黑芥原生质体和花椰菜根细胞原生质体融合后形成的，两种生物核遗传物质融合后，抗病基因未表达，可能导致仅少部分表现为抗病，B正确； C、突变具有低频性和不定向性，所以植株再生过程中不易发生抗病基因突变，C错误； D、愈伤组织培养基中漏添加了黑腐病菌，不会影响再生植株抗病基因的表达，不该只有少数表现为抗病，D错误。 故选AB。 （6）有丝分裂中期，染色体形态稳定，且着丝粒排列在赤道板上，最适合统计染色体数目，根尖分生区分裂进行的是有丝分裂，A正确，BCD错误。 故选A。 （7）根据表格信息可知，花椰菜18条染色体，黑芥16条染色体，在培育杂种植株时，花椰菜的染色体未被破坏，所以，杂种植株2中30条染色体，其中18条来自花椰菜，剩余的12条来自黑芥，B正确，ACD错误。 故选B。 （8）①该品种的大规模种植对黑腐病菌种群构成了定向选择压力，会促使病菌进化出毒性菌株，依旧会发生黑腐病害，①正确； ②在黑腐病菌种群中，有概率出现能抵抗该抗病性的毒性突变株，这些突变株可能导致病害再次发生，②正确； ③作物遗传背景单一，新植株容易被黑腐病菌突变株大面积感染，因为缺乏遗传多样性，病害易传播，③正确。 故选①②③。 4．（24-25高二下·上海·期中）莠去津是一种含氮农药，在土壤中不易降解，为修复被其污染的土壤，按下图1程序选育能降解莠去津的细菌（目的菌）。已知莠去津在水中溶解度低，含过量莠去津的固体培养基不透明。 (1)由图1推断，从A瓶到C瓶液体培养的目的是_______（编号选填）。 ①初步选择能降解莠去津的细菌 ②初步选择能降解莠去津的细菌菌落 ③增加能降解莠去津的细菌数量 ④去除土壤中的杂质 (2)图2为A~C瓶中三类细菌的最大密度柱形图，甲类细菌密度迅速降低的主要原因可能是_______（编号选填）。 ①莠去津会杀死甲类细菌 ②培养液中缺少甲类细菌可利用的氮源 ③振荡造成培养液中溶氧增加，抑制了甲类细菌生长 ④培养液中没有甲类细菌寄生的宿主 (3)实验中将C瓶菌种接种到固体培养基的方法是________（①平板划线法/②稀释涂布法/③逐个接种法）（编号选填），菌种接种之前通常要进行________。 (4)一段时间后，培养基出现无透明圈和有透明圈两种菌落。请根据培养结果，分析哪种菌落中的细菌是筛选出来的目的菌，并说明理由：________。 (5)为探究固体培养基中的非目的菌来自C瓶菌种还是培养基，应如何设置对照组？_______。 花椰菜（2n=18）是人们喜爱的蔬菜，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。科研人员利用相关技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种，过程如图3所示。 (6)科研人员分别取紫罗兰叶肉细胞和黑暗处发芽的花椰菜胚轴细胞，经过一定处理，得到两种原生质体，下列适合用于制备原生质体的是（　　）（多选） A．蛋白酶 B．纤维素酶 C．果胶酶 D．机械分离 (7)过程②诱导两种原生质体融合的方法有________（编号选填）。 ①酶解法 ②PEG促融 ③灭活病毒 ④电融合 ⑤农杆菌介导法 ⑥显微注射法 ⑦胰蛋白酶处理 (8)所得新品种花椰菜染色体数目为________（编号选填）。 ①2n=16 ②4n=18 ③2n=32 ④4n=32 融合较好的原生质体呈哑铃型。研究人员用不同浓度促溶剂诱导，然后用光学显微镜观察融合原生质体，结果如表所示。 促溶剂质量分数 原生质体状态 25% 有破碎现象，哑铃型原生质体比例<0.01% 30% 形态正常，哑铃型原生质体比例0.03% 35% 原生质体出现缩小现象，哑铃型原生质体比例0.01—0.02% 40% 原生质体出现缩小现象，哑铃型原生质体比例0.01—0.02% (9)当促融剂质量分数为35%和40%时原生质体出现缩小现象，试分析原因：_________。 愈伤组织后续培养所用的培养基中，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，愈伤组织的变化情况如图4所示。 (10)植物激素X和Y分别是________和________（①生长素②细胞分裂素③赤霉素④脱落酸⑤乙烯），新品种花椰菜培育过程中主要涉及的生物技术有________（①胚胎移植技术②植物细胞和组织培养技术③体细胞杂交技术④体外受精技术⑤无菌操作技术）（编号选填）。 【答案】(1)①③ (2)②③ (3) ② 梯度稀释 (4)有透明圈菌落中的细菌是筛选出来的目的菌，理由是目的菌能降解莠去津，使菌落周围的莠去津被分解，从而出现透明圈 (5)配制的培养基灭菌后不接种，与实验组放在相同条件下培养 (6)BCD (7)②④ (8)④ (9)促融剂溶液浓度大于原生质体内的浓度，导致原生质体失水 (10) ② ① ②③⑤ 【分析】当可能提供目的菌的环境中菌种较少时，为确保能够从样品中分离到所需要的微生物，通常要进行数次选择培养以提高其密度。选择培养后目的菌仍与其他杂菌混在一起，因此若要获得纯种菌，必须在固体培养基上接种分离，为保证在固体培养基上得到单个菌形成的菌落，在接种前要进行梯度稀释。培养基上有透明带，说明莠去津被降解了，也就说明有我们所需要的目的菌。 【详解】（1）在选育能降解莠去津的细菌实验中，使用无氮培养液 + 过量莠去津进行培养。无氮培养液意味着只有能利用莠去津作为氮源的细菌才能生长。①在无氮且含过量莠去津的培养液中，只有能降解莠去津获取氮源的细菌才能生存，所以从 A 瓶到 C 瓶的液体培养可以初步选择能降解莠去津的细菌，①正确； ②液体培养阶段还未形成菌落，菌落是在固体培养基上形成的，②错误；③通过在适宜条件下进行液体振荡培养，能为细菌提供良好的生长环境，从而增加能降解莠去津的细菌数量，③正确；④从 A 瓶到 C 瓶的液体培养主要目的不是去除土壤中的杂质，虽然在培养过程中可能会有一些杂质被去除，但这不是主要目的，④错误。 故本题答案为：①③； （2）在无氮培养液+过量莠去津的环境中，甲类细菌密度迅速降低。莠去津是含氮农药，培养液中缺少甲类细菌可利用的氮源可能导致其无法正常生长繁殖，从而数量减少；振荡造成培养液中溶氧增加，若甲类细菌是厌氧型细菌，也可能抑制其生长；若莠去津会杀死甲类细菌以及甲类细菌需要寄生宿主，则其在A瓶中不会有较多的数量，。所以主要原因可能是②③； （3）观察图1，将C瓶菌种接种到固体培养基时，是将1mL菌液均匀涂布在固体培养基表面，所以采用的方法是②稀释涂布法。菌种接种之前通常要进行梯度稀释，这样可以使接种到固体培养基上的菌液中的细菌数量适中，便于形成单个菌落； （4）因为莠去津在水中溶解度低，含过量莠去津的固体培养基不透明，而能降解莠去津的细菌会将其周围的莠去津分解，从而在菌落周围形成透明圈。所以有透明圈菌落中的细菌是筛选出来的目的菌，理由是目的菌能降解莠去津，使菌落周围的莠去津被分解，从而出现透明圈； （5）设置对照组为配制的培养基灭菌后不接种，与实验组（接种 C 瓶菌种的培养基）放在相同条件下培养。若对照组无菌落出现，说明非目的菌来自 C 瓶菌种；若对照组出现菌落，说明非目的菌来自培养基； （6）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，要制备植物细胞的原生质体，需要去除细胞壁，常用纤维素酶和果胶酶处理，因为它们可以特异性地分解纤维素和果胶，而不破坏细胞的其他结构。蛋白酶主要用于分解蛋白质，植物细胞壁中不含蛋白质，A选项不合适；机械分离也可于制备原生质体。所以答案选BCD； （7）①酶解法主要用于去除细胞壁，不是诱导原生质体融合的方法，①错误；②PEG促融是常用的诱导植物原生质体融合的化学方法，②正确；③灭活病毒常用于诱导动物细胞融合，对植物原生质体融合一般不适用，③错误；④电融合是诱导植物原生质体融合的物理方法，④正确；⑤农杆菌介导法是将目的基因导入植物细胞的方法，不是诱导原生质体融合的方法，⑤错误；⑥显微注射法一般用于将外源基因导入动物细胞或受精卵等，不是诱导原生质体融合的方法，⑥错误；⑦胰蛋白酶处理常用于动物细胞培养中使细胞分散，不适用于植物原生质体融合，⑦错误。所以过程②诱导两种原生质体融合的方法有②④； （8）花椰菜（2n = 18），紫罗兰（2n=14），通过原生质体融合得到的新品种花椰菜是异源四倍体，其染色体数目为18 + 14=32，即4n = 32。 故本问答案为：④； （9）当促融剂质量分数为35%和40%时，促融剂溶液浓度大于原生质体内的溶液浓度，根据渗透作用原理，水分子会从低浓度的原生质体溶液向高浓度的促融剂溶液扩散，导致原生质体失水，从而出现缩小现象； （10）在植物组织培养中，生长素和细胞分裂素的比例会影响愈伤组织的分化方向。当生长素与细胞分裂素比例适中时，促进愈伤组织的形成；当生长素含量高于细胞分裂素时，有利于根的分化；当细胞分裂素含量高于生长素时，有利于芽的分化。观察可知，植物激素Y含量较高时有利于根的分化，植物激素X含量较高时有利于芽的分化，所以植物激素Y是生长素（①），植物激素X是细胞分裂素（②）。新品种花椰菜培育过程中，需要将离体的组织、细胞培养成完整的植株，这涉及植物细胞和组织培养技术（②），在植物细胞和组织培养过程中需要在无菌条件下操作，涉及无菌操作技术（⑤）；如果是通过体细胞杂交培育新品种，还会涉及体细胞杂交技术（③）。胚胎移植技术和体外受精技术主要应用于动物的繁殖过程，与花椰菜培育无关。所以新品种花椰菜培育过程中主要涉及的生物技术有②③⑤； 5．（2025·上海普陀·二模）榴莲是一种热带果树，主要通过直接引种和植物组织培养两种方式在海南地区培育。利用植物植物培养的方式培育榴莲时，取植株的顶芽药物处理，诱导形成图10所示的愈伤组织。为提高愈伤组织的成功率，研究人员尝试不同的药物配比处理（见表）。 不同配比药物处理对愈伤组织形成的影响 细胞分裂素 2.4-D(mg/L) 愈伤组织形成比例(mg/L) 0.0 0.0 0.20±0.12 0.1 0.1 0.56±0.11 0.3 0.3 0.56±0.11 0.5 0.5 0.89±0.11 1.0 1.0 0.89±0.11 2.0 0.67±0.07 3.0 0.78±0.1 4.0 0.93±0.07 5.0 0.22±0.11 6.0 0.11±0.11 (1)表结果中，最适合愈伤组织形成的药物处理组合是______________，成功诱导出愈伤组织后，需要调整药物比例，以促进其分裂、分化，继续发育成完整的榴莲植株。 (2)与有性生殖培育相比，上述榴莲培育方法的优势体现在____。 A．容易获得得脱毒植株 B．易保持亲本优良形状 C．更易体现遗传多样性 D．不容易受季节的限制 海南保亭县发现一株多年以前引种的榴莲可以开花结果，为方便后续引种，需要鉴定该榴莲的具体品种，仅从形态学特征很难区分其究竟属于品种A还是品种B，拟采用分子生物学方法检测，步骤如下。 分别获取A品种、B品种，以及待测品种的榴莲嫩叶组织样品，并提取DNA分子； 根据A、B两品种的同源基因序列（图1所示），设计PCR引物。其中，引物①的位置已标出，引物②与图1方框中的序列相同： 使用凝胶电泳鉴定PCR扩增产物，电泳结果如下图2所示。 (3)请在图2中画出品种A、B榴莲的样本所扩增产物的大致位置______________，并根据结果判断待检测样品属于品种______________（选填：A/B）。 有人认为“榴莲易引起体温升高”，科研发现榴莲中含有硫化物DEDS、DPDS。人类肾干细胞293T不能表达TRP蛋白（参与体温调节的一种蛋白质），研究者提取人类其他细胞中的TRPmRNA，逆转录得到DNA，再导入293T细胞中，以获得能成功表达的293T+细胞系，向293T+细胞的培养液中加入两种硫化物，结果如图3。 (4)上述用293T细胞系所做的研究，需要运用的实验技术有______________。（编号选填） ①细胞融合②胚胎移植③细胞核移植④传代培养⑤原代培养⑥RNA 干扰 (5)293T细胞内TRP基因不表达，而获得的293T+细胞可以表达TRP蛋白，对此现象的解释不合理的是___。 A．293T细胞中的TRP基因高度甲基化 B．293T细胞中的TRP基因所在染色质发生组蛋白修饰 C．293T+细胞中的TRP基因发生基因突变 D．293T+细胞含有促进其表达的碱基序列 (6)请结合图3结果解释“榴莲易引起体温升高”这一说法的科学性。若要进一步检验该假说，请简述实验思路。______________ 【答案】(1)1mg/L的细胞分裂素与4.0mg/L的2.4D (2)ABD (3)    B (4)④ (5)C (6)不完全科学。根据图结果可知，DEDS的浓度越高，TRP的相对活性也随之明显升高，DPDS也有类似但较弱的作用。所以DEDS等硫化合物可提高TRP活性。又因为TRP可参与体温调控，推测榴莲中的硫化合物进入体，可能引起体温升高。但缺乏含硫化物与体温的直接实验数据。 若要进一步证明该假说，可以采取如下方案： （1）给小鼠（或其它合适的动物）分组，分别喂服含有不同浓度（包括浓度为0的作为阴性对照）的DEDS、DPDS的溶液，再合适的时间检测体温，若这些含硫化合物能提高体温，则支持该假说； （2）给小鼠（或其它合适的动物）分组，分别喂服正常榴莲果肉及去除DEDS、DPDS的榴莲果肉，以不服用榴莲果肉的为阴性对照组，若喂服去除含硫化合物组动物体温升高幅度显著低于喂服正常榴莲果肉组，则支持该假说 【分析】1、植物组织培养依据的原理为植物体细胞的全能性，即已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能；培养过程的顺序是离体植物器官、组织或细胞（外植体）脱分化形成愈伤组织，再分化形成根、芽等器官进而形成新的植物体。 2、由表可知，当用1mg/L的细胞分裂素与4.0mg/L的2.4-D处理时，愈伤组织的形成比例最高，说明该处理最适合愈伤组织的形成。 【详解】（1）由表可知，当用1mg/L的细胞分裂素与4.0mg/L的2.4-D处理时，愈伤组织的形成比例最高，说明该处理最适合愈伤组织的形成。 （2）ABD、通过组培获得完整植株的过程较有性生殖有容易获得得脱毒植株（通过含病毒较少甚至不含病毒的根尖、茎尖等进行培养）、易保持亲本优良形状（无性生殖的优点之一）、不容易受季节的限制（实验室可调控相应的培养条件），ABD正确； C、有性生殖通过基因重组更易体现遗传多样性，C错误。 故选ABD。 （3）由图可知，根据引物位置，其扩增产物含160个碱基对，根据碱基互补配对原则可知，扩增出的产物属于品种B，结合图2可知，待测样品含160个碱基对，为品种B。扩增产物在图2中产物位置见下图：      （4）上述技术中涉及细胞培养，由于已经获得细胞系，所以涉及细胞培养中的传代培养。 （5）A、甲基化会影响基因的表达，可能293T细胞中的TRP基因高度甲基化，导致其不表达，A正确； B、组蛋白修饰会影响基因的表达，可能293T细胞中的TRP基因所在染色质发生组蛋白修饰，导致其不表达，B正确； C、一般情况下，基因突变后可正常表达，只是可能表达产物在结构和功能上有一定差异，293T+细胞中的TRP基因发生基因突变后可表达，C错误； D、若293T+细胞含有促进其表达的碱基序列，则其可能正常表达，而293T细胞内可能不含相应的序列而不表达，D正确。 故选C。 （6）根据图结果可知，DEDS的浓度越高，TRP的相对活性也随之明显升高，DPDS也有类似但较弱的作用。所以DEDS等硫化合物可提高TRP活性。又因为TRP可参与体温调控，推测榴莲中的硫化合物进入体，可能引起体温升高。但由于缺乏含硫化物与体温的直接实验数据，不能得出榴莲易引起体温升高的结论，该说法缺乏科学性。 若要进一步验证该假说，则需设计含硫化物DEDS、DPDS的食物喂服实验动物，观察其体温变化。即可给小鼠（或其它合适的动物）分组，分别喂服含有不同浓度（包括浓度为0的作为阴性对照）的DEDS、DPDS的溶液，再合适的时间检测体温，若这些含硫化合物能提高体温，则支持该假说；也可给小鼠（或其它合适的动物）分组，分别喂服正常榴莲果肉及去除DEDS、DPDS的榴莲果肉，以不服用榴莲果肉的为阴性对照组，若喂服去除含硫化合物组动物体温升高幅度显著低于喂服正常榴莲果肉组，则支持该假。 6．（2023·上海杨浦·模拟预测）OTOF基因突变会导致遗传性耳聋，其中的机理之一是无法产生结构完整的OTOF蛋白。临床上针对该病通常有两条治疗策略：一是导入正常基因（图1上方为该基因全序列，构建表达载体需要双AAV载体，因为其能够装载的基因大小有限），以表达正常蛋白（图中①-⑧代表引物）；二是导入校正基因，使突变后的OTOF基因仍能产生正常蛋白（如图2）。 (1)在构建AAV-OTOF表达载体时，需用PCR获取正常基因，据图1分析，所需要的引物是________（编号选填）。 (2)为了确保AAV载体发挥其应有的功能，在改造该载体时需保留原有腺病毒的部分DNA序列，其目的最可能是_________。 A．确保自我复制 B．防止核酸酶降解 C．便于目的基因连接 D．使表达载体留在胞质中 (3)AAV表达载体的克隆过程需要满足的培养条件包括__________。（编号选填） ①5%CO2        ②无菌            ③光照            ④无机盐            ⑤生长因子 (4)图1中受体细胞（人体胚胎肾细胞）是经过遗传改造的，在其克隆培养过程，涉及________。 A．细胞增殖 B．细胞分化 C．原代培养 D．传代培养 (5)为测定受体细胞内OTOF蛋白的表达量，从细胞内分离纯化该蛋白，加入双缩脲试剂后，溶液颜色为________。定量测定该蛋白质需先制备标准曲线，该曲线纵坐标应设定为__________。 A．蛋白质含量 B．吸光值 C．测定液总体积 D．反应温度 (6)某患者OTOF基因编码链第1273位5'-CGA-3'（编码精氨酸）突变为5'-TGA3'，导致终止密码子提前出现，肽链中断合成。在图2所示的治疗策略中，校正基因表达出的校正tRNA可识别mRNA上的该终止密码子，但同时能携带精氨酸，试判断校正基因的编码链上编码该反密码子的序列是________。 A．5'-TGA-3' B．5'-TCA-3' C．5'-ACT-3' D．5'-CGA-3' (7)遗传性耳聋大约与90余个基因的1000多个突变位点有关。一些显性突变基因不仅无功能，而且干扰正常等位基因产物的功能。对于显性突变引发的遗传性耳聋，下列预防或治疗措施有效的是__________。 A．孕期B超检查 B．体外受精后基因检测 C．在患者体内注射针对显性突变基因表达产物的单克隆抗体 D．基于RNA干扰技术，在病变组织细胞中阻断突变基因表达 (8)表观遗传是基因选择性表达的分子机制，也是细胞分化及脱分化的分子基础。有人提出：“将患者体细胞在体外诱导形成诱导性多能干细胞（iPS细胞），再移植至病变部位，可以治疗显性突变引起的遗传性耳聋”，试根据资料及所学知识判断该说法是否合理，并阐述理由________。 【答案】(1)②③⑥⑦ (2)A (3)①②④⑤ (4)ACD (5)B (6)B (7)BCD (8)合理。将诱导形成的多能干细胞（iPS细胞）移植至病变部位，利用基因选择性表达的分子机制，使其OTOF基因正常表达，合成正常的OTOF蛋白，从而达到治疗的目的 【分析】1、PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，需提供DNA模板，分别与两条模板链结合的2种物，4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶；同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。扩增的过程是：目的基因DNA受热变性后解为单链，引物与单链相应互补序列结合；然后以单链DNA为模板，在DNA聚合酶作用下进行延伸，即将4种脱氧核苷酸加到引物的3’端，如此重复循环多次由于延伸后得到的产物又可以作为下一个循环的模板，因而每一次循环后目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增。每次循环般可以分为变性、复性和延伸三步。 2、基因工程中作为载体的条件：（1）携带目的基因能够在宿主细胞内进行自我复制；（2）有一个至多个限制酶的切割位点，便于目的基因的插入；（3）具有标记基因，便于重组DNA分子的筛选。 【详解】（1）在构建AAV-OTOF表达载体时，需用PCR获取正常基因，据图1分析，需要构建两种基因表达载体，由于引物与目的基因单链相应互补序列结合，然后以单链DNA为模板，在DNA聚合酶作用下进行延伸，使子链从引物的3’端延伸，因此构建1-2790bp片段的基因表达载体时需要引物为②③，构建2791-5994bp片段的基因表达载体时需要引物为⑥⑦。 （2）作为载体，必须能够携带目的基因在宿主细胞内进行复制，因此在改造该载体时需保留原有腺病毒的部分DNA序列，其目的最可能是确保目的基因在宿主细胞内能够自我复制。综上所述，A正确，BCD错误。故选A。 （3）识图分析可知，AAV表达载体的克隆过程即在人胚胎肾细胞内克隆的过程，该过程需要培养人胚胎肾细胞，因此培养条件包括：①气体条件，包括95%的空气和5%CO2，CO2调节培养液的pH；②无菌、无毒的环境：细胞培养需要在无菌、无毒的条件下进行；③营养：动物细胞培养需要含有细胞所需的各种营养物质，包括糖类、氨基酸、无机盐以及生长因子等，通常需要加入动物血清；④适宜的温度、pH和渗透压。综上所述，选①②④⑤。 （4）图1中受体细胞（人体胚胎肾细胞）是经过遗传改造的，在其克隆培养过程涉及到细胞增殖，动物细胞培养过程包括原代培养和传代培养。故选ACD。 （5）由于蛋白质遇到双缩脲试剂出现紫色反应，因此溶液颜色为紫色。定量测定该蛋白质含量用分光光度法，需先制备标准曲线，那么曲线横坐标为蛋白质的浓度，纵坐标为吸光度。故选B。 （6）根据题意，OTOF基因编码链第1273位5'-CGA-3'（编码精氨酸），则非编码链对于碱基为GCT，对应mRNA上的密码子为CGA，该处基因编码链突变为5'-TGA3'，导致终止密码子UGA提前出现，而校正基因表达出的校正tRNA可识别mRNA上的该终止密码子UGA，但同时能携带精氨酸，那么校正tRNA上的反密码子为3'-ACU5'，因此校正基因的编码链上编码该反密码子的序列是5'-TCA-3'。故选B。 （7）根据题意，遗传性耳聋是由于突变位点发生显性突变后，一些显性突变基因不仅无功能，而且干扰正常等位基因产物的功能导致耳聋的发生，因此根据此病因，可以在患者体内注射针对显性突变基因表达产物的单克隆抗体，使得抗体与显性突变基因表达的产物结合，避免它们对正常等位基因产物的干扰；或者基于RNA干扰技术，在病变组织细胞中阻断突变基因表达，从而避免对正常等位基因产物的干扰，已达到治疗的目的。通过体外受精后进行基因检测，可以达到预防该遗传病的目的。而孕期B超检查，无法检测突变的基因，也不能检测出耳聋。综上所述，故选BCD。 （8）根据题意，OTOF基因突变会导致遗传性耳聋，其中的机理之一是无法产生结构完整的OTOF蛋白。结合资料及所学知识，可以将患者体细胞在体外诱导形成诱导性多能干细胞（iPS细胞），然后将诱导形成的多能干细胞（iPS细胞）移植至病变部位，利用基因选择性表达的分子机制，使细胞发生分化，诱导其OTOF基因正常表达，合成正常的OTOF蛋白，从而达到治疗的目的。 1．（2022·上海·高考真题）地钱具有重要的药用价值，若要利用叶片快速人工繁育，可用的技术是（    ） A．单倍体育种技术 B．干细胞技术 C．细胞核移植技术 D．植物组织培养技术 【答案】D 【分析】植物组织培养技术：（1）过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）→愈伤组织→胚状体→植株（新植体）；（2）原理：植物细胞的全能性；（3）条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；②一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）；（4）植物细胞工程技术的应用：植物繁殖的新途径（包括微型繁殖，作物脱毒、人工种子等）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。 【详解】用叶片快速人工繁育，可用的技术是植物组织培养，该技术的原理是植物细胞的全能性，D正确， 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12 细胞工程 ( 目录 第一部分 知识网络构建 思维导航，融会贯通 第二部分 高考风向解读 洞察考向，感知前沿 第三部分 核心知识串讲 核心串讲 串讲1 植物细胞工程 串讲 2 动物细胞工程 串讲3 胚胎工程 能力进阶 能力1 植物组织培养和植物细胞培养的比较 能力2 植物组织培养与动物细胞培养的比较 能力3 植物体细胞杂交和动物细胞融合 能力4 比较自然受精、人工授精和体外受精 能力5 胚胎移植的生理学基础 能力6 胚胎分割动物和体细胞核克隆动物的异同 第四部分 分层精准突破 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 第五部分 真题 实战进阶 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 细胞工程 （2022上海卷）植物细胞工程的实际应用 1. 结合最新科技研究成果综合考查细胞工程，重点考察细胞工程的成熟技术； 2. 结合代谢、遗传、基因工程进行交叉命题，重点考察细胞工程与代谢的联系，以及基因工程和细胞工程的综合应用。 新风向演练 1．【新情境·抗虫耐除草剂转基因水稻】（24-25高二下·上海浦东新·期末）培育抗虫耐除草剂转基因水稻是应对病虫草害导致水稻减产的一种防治方式， Cry1Ab蛋白和Vip3Af2蛋白分别对水稻螟蛾科害虫和夜蛾科害虫有较强的杀伤效果，科研人员构建了cry1Ab-vip3Af2抗虫融合基因(简称c-v基因)，并从某种细菌中分离得到了对常用除草剂草甘膦有高度耐受能力的cp4基因，培育了一种新型抗虫耐除草剂转基因水稻。 以下为主要研究过程： I：   利用工具酶、  目的基因等构建表达载体； Ⅱ：  将构建的表达载体导入农杆菌，将此农杆菌接种到1号培养基； Ⅲ：从1号培养基选取合适的单菌落接种到2号培养基扩大培养； IV：将利用水稻种子形成的愈伤组织与第Ⅲ步获得的菌种共同培养； V：  将第IV步获得的愈伤组织转移到3号培养基促进愈伤组织的生长； VI：将第V步获得的愈伤组织转移到4号培养基，诱导芽的形成； Ⅶ：将第VI步获得的幼体转移培养，获得第1代转基因水稻(T1)，经筛选获得两株抗虫耐除草剂转基因水稻s6和s8； VIII：s6和s8分别自交，分别收集种子，萌发培养后获得第2代转基因水稻(T2)，重复该过程获得第3 代转基因水稻 (T3)。 (1)第Ⅰ步构建的表达载体中，包含的基因或序列有 。 A．c-v基因 B．启动子 C．cp4基因 D．标记基因 (2)下列对1号和2号培养基的分析中， 正确的是 。 A．1号培养基一般使用选择培养基 B．2号培养基一般使用天然培养基 C．1号培养基一般采用稀释涂布法接种 D．2号培养基一般采用平板划线法接种 (3)下列关于3号和4号培养基区别的分析中， 正确的是 。 A．琼脂的浓度不同 B．生长素和细胞分裂素的浓度不同 C．抗生素的种类不同 D．赤霉素和细胞分裂素的浓度不同 目的基因进入受体细胞后，有的可以整合到水稻基因组中 图a， 有的不会发生整合 图b，只有整合到水稻基因组中的目的基因才能随染色体遗传到下一代。 为评估c-ν基因是否稳定整合到水稻基因组中，科研人员设计了特异性引物， 利用PCR 对s6和s8株系 T1~T3 的所有个体进行检测分析， 结果见表。 株系 世代 s6 s8 检测到c-v基因 未检测到c-v基因 检测到 c-v基因 未检测到 c-v基因 T1 100% 0 100% 0 T2 75% 25% 1% 99% T3 62.5% 37.5% 0 100% (4)利用PCR 检测 c-v基因需要合适的引物，根据下图可知需要选择引物_______和引物_______。 (5)在s6的T2中, 有25%没有检测到c-v基因, 面s8的T2中, 有99%没有检测到c-v基因, 产生该结果的原因可能是: s6中, c-v基因_______; s8中, c-v基因_______。(编号选填) ①整合到一条染色体中②整合到一对同源染色体中③没有整合到基因组中 国家口岸常需快速检测进出口产品是否为转基因产品。为检测出含耐草甘膦基因的转基因产品，科研人员利用如下图所示的流程制备了单克隆抗体。 甲表示细胞，a~e表示过程。 (6)图中过程a注入小鼠体内的是 。 A．c-v基因 B．cp4基因 C．cp4蛋白 D．Cry1Ab蛋白和 Vip3Af2蛋白 (7)图中细胞甲一般选用 。 A．人骨髓瘤细胞 B．水稻体细胞原生质体 C．小鼠骨髓瘤细胞 D．水稻愈伤组织原生质体 (8)下列关于图中过程b~e的分析中， 正确的是 . A．过程b表示细胞融合 B．过程c是筛选抗体分泌阳性的细胞 C．过程d是筛选杂合细胞 D．过程e必须在严格无菌环境下进行 2．【新情境·新冠灭活疫苗】（24-25高三上·上海·阶段练习）我国科兴及北京生物两款新冠灭活疫苗均使用 Vero细胞（非洲绿猴肾细胞的传代细胞系） 进行病毒扩增培养（见下图）： (1)动物细胞工程常用的技术手段有多种， 其中________是其他动物细胞工程技术的基础。Vero细胞的培养应在培养箱中进行， 箱内的气体环境条件为________。 (2)Vero细胞的传代培养过程中需要使用________酶使细胞分散， 并在合成培养基中加入________等天然成分。此外，在培养过程中， 应定期更换培养液， 目的是________。 (3)将已对新冠病毒发生免疫的B淋巴细胞和 Vero细胞系获得杂交细胞， 再经过________筛“选、克隆化培养和________检测， 获得产生特定抗体的________，用以生产单克隆抗体。单克隆抗体的优点是：________。 Ⅱ. 为研究多种血糖调节因子的作用， 我国科学家开发出胰岛素抵抗模型鼠。为扩增模型鼠数量，科学家通过诱导优良模型鼠体细胞转化获得iPS细胞，继而利用iPS细胞培育出与模型鼠遗传特性相同的克隆鼠， 具体步骤如图所示。请回答下列问题： (4)图中黑鼠的体细胞在诱导因子的作用下转化为iPS 细胞的过程与植物组织培养中的________过程类似。该过程结束后，细胞的全能性________（填A“提高”或B“降低”）。 (5)图中灰鼠形成的受精卵，经过一次有丝分裂后可得到双细胞胚。为获得更多的双细胞胚，可对灰鼠注射________激素， 使其超数排卵。图中的重构胚在胚胎移植前需要对供体和受体进行________处理， 胚胎移植的实质是________。 (6)进入代孕白鼠子宫内继续发育， X鼠的体色为________；上图中可以是雄鼠的有________（填图中相关鼠的名称）。 (7)若以图示方法进行人体医学实验，重构胚移植后孕育出一个新个体称为________（填个体“治疗性”或“生殖性”）克隆， 我国政府坚持的“四不原则”态度是________任何幼儿相关实验。 核心串讲1 植物细胞工程 1.植物组织培养技术 （1）定义：将离体的植物细胞、组织或器官（外植体）在适宜的培养条件下经脱分化形成愈伤组织，然后经过再分化，形成芽、根并最终发育成完整植株，这一过程称为植物组织培养。 （2）原理、过程、具体操作： 注意： ①实验中使用的培养基和所有的器械都要灭菌。接种操作必须在酒精灯火焰旁进行，并且每次使用后的器械都要灭菌。 ②接种时注意外植体的方向，不要倒插。 ③诱导愈伤组织期间一般不需要光照，后续培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。 ④植物激素中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，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向： 1）生长素的浓度＞细胞分裂素，有利于诱导植物根的生成； 2）生长素的浓度＜细胞分裂素，有利于诱导植物芽的生成； 3）生长素的浓度≈细胞分裂素且都较高时，有利于愈伤组织的形成。 （3）植物组织培养的应用： （4）植物细胞培养的应用：植物细胞除了能诱导形成完整植株外，还能像微生物一样在生物反应器里进行大规模的悬浮培养，用于生产重要的植物次生代谢产物。 注意：初生代谢和次生代谢 ①初生代谢：生物生长和生存所必需的代谢活动。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。 ②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。 2.植物体细胞杂交技术 （1）概念：指将不同来源的植物细胞在一定条件下融合形成杂合细胞，并使之分化再生，最终形成新植物体的技术。 （2）原理、过程、意义、局限性： 核心串讲2 动物细胞工程 1.动物细胞培养技术 2.动物细胞融合技术 筛选次数 筛选原因 筛选原理 筛选方法 筛选结果 第一次筛选 诱导融合后会得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞 选择培养 用特定的选择培养基（HAT培养基）进行选择：未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长 筛选出融合的杂种细胞 第二次筛选 选择培养获得的杂交瘤细胞中既有产生所需抗体的细胞，又有产生其他抗体的细胞 抗原-抗体特异性结合 用多孔板培养，在每个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞的情况下进行克隆化培养和抗体检测，经过多次筛选得到足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 筛选出分泌所需抗体的杂交瘤细胞 3.细胞核移植技术 （1）细胞核移植技术： （2）克隆技术： ①难点：的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，导致胚胎发育率低；对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。 ②应用： 前景 农牧业 可将具有特殊期望性状的动物通过克隆产生更多的畜群 科学研究 基因完全相同的动物可为有关实验提供最佳的“对照动物” 制药行业 人们正在尝试用克隆动物生产具有潜在医疗用途的产品 野生物种保护 可利用克隆技术繁殖濒危物种，为生态保护带来了无限希望 克隆技术存在问题 克隆动物的健康水平较差，很多克隆动物表现出诸如肥胖、肺炎、肝功能低下、早衰性死亡等方面的缺陷。 （3）细胞核移植的探究历程： 1958年 斯图尔德用胡萝卜根的韧皮部组织成功培育出新的植株，证明了植物细胞具有全能性。 1938年 德国胚胎学家斯佩曼报道了他的实验结果：用头发将蝾螈的受精卵结扎成两部分，并把细胞核推移到一侧，结果发现只有带核的一侧受精卵能够继续发育，而另一侧无核受精卵则处在发育停滞状态；但如果将经过几次分裂的细胞核重新推移到无核侧，则该侧受精卵也能重新开始分裂并发育成个体。这个开创性试验首次提示：经过几次分裂并初步分化了的动物细胞核依然具有发育成完整个体的能力。 1952年 研究者们首先在非洲豹蛙中通过胚胎细胞核移植成功获得了克隆后代。 20世纪60年代 我国科学家童第周以金鱼和鳑鲏鱼为研究对象，创造性地进行了鱼类不同亚科之间的细胞核移植；此后，借助哺乳动物的胚胎细胞核移植技术又相继获得了小鼠、绵羊、牛、山羊和猪的克隆后代。然而，这一时期的细胞核移植技术都是采用分化程度较低的胚胎细胞核进行的。 1996年 “多莉”羊则是人类首次用成年动物的体细胞细胞核进行移植获得的克隆动物，真正开启了哺乳动物的体细胞克隆时代。 “多莉”羊诞生后，多种高等哺乳动物已被成功克隆，但灵长类动物的体细胞克隆技术却一直没有取得成功。在经历了多次失败的尝试后，灵长类体细胞克隆成了 世界级难题，甚至被认为是现有技术不可能实现的。 2017年底 中国科学院神经 科学研究所的科研团队经过多年的艰苦探索，攻克了一系列技术难题，终于在2017年底实现了非人灵长类的体细胞克隆的突破。“中中”和“华华”的诞生标志着动物体细胞克隆技术达到了一个新的高度。 4.干细胞技术 （1）干细胞概念：具有自我更新和增殖、分化能力的细胞 （2）干细胞的分类：根据干细胞所处的发育阶段，可以把干细胞分成胚胎干细胞和成体干细胞。 核心串讲3 胚胎工程 1. 动物胚胎的形成经历受精及早期发育 2.胚胎工程快速繁育优良动物品种（胚胎工程技术应用） 注意： ①为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理？使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境。 ②在牛的胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查，其目的分别是什么？第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理，第二次用促性腺激素处理使供体超数排卵。第一次是对收集的胚胎进行质量检查，第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查。 ③胚胎移植的优势是什么？可以发挥雌性优良个体的繁殖能力。 能力1 植物组织培养和植物细胞培养的比较 比较项目 植物组织培养 植物细胞培养 目的 获得植物体 获得细胞产物 原理 植物细胞的全能性 细胞增殖 过程 应用 快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种等 细胞产物的工厂化生产，如紫草宁、人参皂苷、紫杉醇等 能力2 植物组织培养与动物细胞培养的比较 植物组织培养 动物细胞培养 原理 细胞全能性 细胞增殖和生长 培养基物理状态 固体培养基 液体培养基 培养结果 植物体 细胞 培养目的 快速繁殖、培育无病毒植株等 获得细胞或细胞产物 过程 外植体 ↓脱分化 愈伤组织 ↓再分化 芽、根或胚状体 ↓生长发育 植物体 动物的组织 ↓机械法或消化法 单个细胞 ↓ 原代培养 ↓ 传代培养 相同点 ①两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂； ②均需要无菌操作、无菌培养，需要适宜的温度、pH等条件 能力3 植物体细胞杂交和动物细胞融合 项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性、细胞增殖 融合前处理 除去细胞壁 使细胞分散开 相关酶 纤维素酶和果胶酶 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 诱导方法 物理法：电融合法、离心法； 化学法：聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2＋—高pH融合法等 物理法：电融合法； 化学法：聚乙二醇（PEG）融合法； 生物法：灭活病毒诱导法 结果 杂种植株 杂交细胞 应用 培育植物新品种 主要用于制备单克隆抗体 意义 突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合 相同点 动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法相似 能力4 比较自然受精、人工授精和体外受精 项目 自然受精 人工授精 体外受精 不同点 过程不同 通过雌雄动物交配完成受精 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精 人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程 场所不同 雌性动物输卵管中 雌性动物输卵管中 体外培养液中 相同点 （1）精子获能、卵子成熟后才能完成受精过程； （2）都是有性生殖 能力5 胚胎移植的生理学基础 1.胚胎移入的基础：排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的，为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。 2.胚胎收集的基础：早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态为胚胎的收集提供可能 3.移入胚胎存活的基础：受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内存活提供了可能。 4.留胚胎遗传特性基础：供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，其遗传物质不会发生改变 能力6 胚胎分割动物和体细胞核克隆动物的异同 项目 胚胎分割动物 体细胞核克隆动物 相同点 都属于无性繁殖或克隆，最终技术是胚胎移植 不同点 胚胎的来源 雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎 通过核移植技术获得的重组胚胎 遗传物质 胚胎分割动物具有相同的遗传物质，两个亲本提供的核遗传物质一样多 克隆动物的核遗传物质主要由供体细胞核提供 起点 经过受精作用或其他方式形成的一个细胞 经过核移植技术形成的一个细胞 01 植物细胞工程 1．（2025·上海黄浦·二模）紫杉醇的生物合成 紫杉醇是治疗某些癌症的特效药，传统获取方法是从红豆杉的树皮中提取。为提高生产效率，研究人员构建了转紫杉醇合成关键酶（Bapt）基因的红豆杉细胞，通过悬浮培养获得了高纯度的紫杉醇，主要流程见图1，其中I ~ IV代表操作步骤，Apr表示氨苄青霉抗性基因，GFP表示绿色荧光蛋白基因。 (1)为与Ti质粒高效连接，Bapt基因两端应携带EcoRⅠ或SacⅠ的识别序列，同时要有额外的保护碱基。在设计PCR引物时，保护碱基应添加在_____。 A．两条引物的5'端 B．两条引物的3'端 C．引物1的3' 端和引物2的5' 端 D．引物2的3'端和引物1的5'端 (2)步骤I ~ IV中，需作筛选处理的是_____。 (3)步骤Ⅲ中，用于转化红豆杉细胞的农杆菌的表型应为_____。（编号选填） ①氨苄青霉素敏感 ②发出绿色荧光 ③氨苄青霉素抗性 ④不发绿色荧光 (4)为进一步提升转基因红豆杉细胞产紫杉醇的能力，下列策略合理的有_____。 A．提升Bapt基因的复制能力 B．提升Bapt基因的转录水平 C．对Bapt基因进行定向进化 D．对Bapt酶进行定点突变 进一步研究发现，红豆杉组织中存在内生微生物，也能合成紫杉醇。下图2为内生微生物的分离筛选，以及利用红豆杉组织碎、麦麸等废弃物发酵生产紫杉醇的主要流程。 (5)红豆杉组织中存在内生微生物，并能合成紫杉醇。下列有关该现象的说法，合理的是_____。 A．红豆杉与内生微生物可能存在共同的原始祖先 B．红豆杉与内生微生物的共生关系是相互选择的结果 C．内生微生物合成紫杉醇的能力由红豆杉的遗传物质决定 D．内生微生物为了适应红豆杉环境，产生了合成紫杉醇的变异 (6)根据研究目的，图2中培养基①的类型是_____。（编号选填） ①固体培养基 ②液体培养基 ③通用培养基 ④选择培养基 (7)下列控制参数中，对反应器①和反应器②的反应都有较大影响的是_____。 A．温度 B．pH C．溶解氧 D．反应物浓度 (8)本案例中，运用植物细胞培养技术和内生菌发酵技术生产紫杉醇，就其产业化应用而言，它们的基本原理是_____。 A．必须改造相关生物的基因 B．以糖类等有机物作为主要原料 C．以活细胞作为生物反应器 D．以原生物体的代谢物为产品 2．（24-25高三上·上海·阶段练习）下图表示科学家通过植物细胞工程，培育“矮牵牛—粉蓝烟草”杂种植株的过程。根据所学知识完成下列问题： (1)利用矮牵牛的茎尖分生组织经过一系列实验操作可得到新的矮牵牛植株的根本原因是________。 (2)植物体细胞杂交依据的生物学原理主要有________。人工诱导原生质体融合的方法基本可分为两大类——物理法和化学法， 其中化学法包括________、________，植物体细胞融合完成的标志是________。 (3)“矮牵牛-粉蓝烟草”杂种植株的体细胞内含________条染色体， 属于________倍体植株。 Ⅱ.银杏的次生代谢产物， 如银杏黄酮（具有抑制癌细胞增殖， 扩张冠脉血管、增加冠脉血液流量和解除痉挛的作用）、银杏内酯（具有促进脑血微循环、抑菌抗炎的作用）等，一般从叶片。中取得， 但传统载植方法周期长、成本高、受环境影响大， 无法很好满足市场需求。因而利用组织培养技术，从愈伤组织中提取， 具有一定的研究意义与应用前景。请回答下列相关问题： (4)研究表明， 选择银杏叶片比选择胚作为外植体材料成功率更低，原因可能是诱导叶片脱分化形成________的难度较大。因此，往往选择细胞生长分裂旺盛的部位作为外植体，但外植体也不能太嫩，因为太嫩的组织细胞虽细胞分裂较旺盛， 但在____时次氯酸钠等药品渗透也较快，在后续用________多次冲洗也不易清除， 导致细胞易失活甚至破裂。 (5)外植体愈伤组织试管苗植株，为获得银杏阳次生代谢产物，____（填A“需要”或B：“不需要”） 走完如上述流程图的全过程。有关做法是： 可以将____转入到____培养基中， 进一步扩大培养， 以提取有益次生代谢物，在此过程中需要做到____操作。与固体培养基培养愈伤组织相比， 此做法的优点有哪两项____ A． 与培养基的结合更加充分 B． 受培养基中成分差异的影响较小 C．对环境不敏感 D． 对营养物质的吸收更容易 (6)此外， 研究表明， 用通气较为不良的介质封口， 如塑料膜或玻璃纸， 可以提升黄酮和内酯的产量， 可能原因是________胁迫细胞诱导产生次生代谢物。 (7)学习了植物组培技术后， 同学们尝试进行了以菊花枝条为外植体的组织培养， 结果有同学在首次对菊花继代培养配制MS生根培养基时， 忘记添加NAA （NAA： 萘乙酸， 为尘长素类似物），结果与添加NAA 的生根培养基中的菊花幼苗相比， 无添加NAA 培养基中的菊花幼苗也育生根ₖ、其原因可能是________。不过其生根数量较少且根长较短， 可能的原因是________。 (8)请例举植物组织培养技术的应用________（至少两项， 上述中提到的除外）。 02 动物细胞工程 3．（23-24高三上·上海·期中）植物体细胞杂交技术可将不同种植物的优势集中在一个个体上，培育人们生产所需 的优良杂种植株。如图为利用某种耐酸植物甲(4N) 和高产植物乙(2N)，培育高产耐酸植物丙的过程。回答下列问题； (1)图中①过程为酶解法去壁，该过程所需的酶是_____________,进行该操作前需对甲、乙植物细胞进行________(选填“消毒”或“灭菌”)处理，以防止杂菌污染。 (2)PEG诱导后，除了“甲’+乙′”,还存在_______，_______ (3)图中过程②称为________ ，由杂种细胞发育为植物丙的原因是_______ (4)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, 逐渐改变培养基这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如下图所示，植物激素X的名称是_____________ ，植物激素Y的名称是_________________。当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时，___________________。 2017年11月-12月，中科院神经科学研究团队利用体细胞克隆技术克隆出了猕猴“中中”和“华华”,该成果标志着中国率先开启了以体细胞克隆猴作为实验动物模型的新时代。 (5)图中选择猕猴胚胎期而非成年期的成纤维细胞进行培养，其原因是_________________。 (6)刚放入培养瓶中的细胞沉降到瓶底部首先会出现细胞贴壁现象。传代培养时，常利用______________________酶，制成细胞悬液后转入新的培养瓶中。需要控制的培养条件包括______________________ ①无菌 ②适宜的温度 ③5％的CO2 ④充足的溶解氧 ⑤充足的光照    ⑥合适的渗透压   ⑦充足的营养物质 (7)图所示过程涉及的生物技术有______________________（答出两点） 以体细胞克隆猴作为实验动物模型的显著优势之一是同一批克隆猴的遗传背景相同，图中克隆猴的遗传物质主要来自称猴胚胎成纤维细胞的细胞核。图中步骤①是克隆猴的技术难点之一，需要将卵母细胞培养到MII期后进行去核操作，而后用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育。 (8)体细胞克隆猴的另外一个技术难点是猴的体细胞克隆胚胎发育差。科学家发现，胚胎发育障碍与克隆胚胎基因组上大量组蛋白的甲基化密切相关。由此推测，图中kdm4dmRNA翻译产生的酶的作用是______________________ ,kdm4dmRNA导入重组细胞的技术是______________________。 4．（23-24高三上·上海·期中）近年来，由于世界人口的迅速增长、生物资源的过度开发和环境污染的日渐增重等诸多问题，导致野生动物郊狼的物种数量不断减少、濒临灭绝，采集精子或卵子开展常规辅助生殖较为困难，甚至无法完成。科研人员利用种间体细胞核移植技术（iSCNT）在野生动物遗传资源的保护中发挥了重要作用。具体流程如下： (1)一般来说，郊狼耳廓组织在培养时除营养外，还需提供的条件是适宜的温度、pH和渗透压、__、_ 。 (2)待郊狼数量增多以后，还可以采用体外受精技术或动物细胞核移植技术获得郊狼胚胎，并进行胚胎移植，进一步恢复濒危郊狼的种群数量。下列叙述正确的是____ ①动物细胞核移植属于动物细胞工程技术 ②体外受精前需要对郊狼的精子进行获能处理 ③体外受精前常需要对雌性郊狼进行超数排卵处理 ④胚胎早期发育时，桑葚胚内部开始出现含液体的腔 ⑤胚胎移植时，受体常会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应 (3)与胚胎细胞核移植技术相比，iSCNT技术难度更____，原因是____。 (4)采用机械方法将郊狼早期胚胎切割后移植，可以获得同卵双胎或多胎，下列说法正确的是____ A．胚胎分割时，应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚 B．不考虑基因突变，利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎 C．胚胎分割时，需将囊胚的滋养层进行均等分割 D．胚胎移植充分发挥雌性优良受体的繁殖潜能 (5)从生态的角度分析，iSCNT技术的优点是____。 (6)生物技术在造福人类的同时也可能带来安全与伦理问题，下列有关生物技术安全性等问题的观点错误的是____ A．生殖性克隆人理论上增加了人类基因的多样性 B．生殖性克隆需要核移植技术，而治疗性克隆不需要 C．鉴于转基因食品安全的不确定性，应该禁止转基因食品上市 D．我国禁止克隆人的实验，对治疗性克隆实验也进行严格审查 03 胚胎工程 5．（23-24高三上·上海·阶段练习）干细胞是医学界的“万能细胞”。研究人员将骨髓间充质干细胞（BMSC）应用于严重损伤肝脏的再生，获得较好的效果。 (1)BMSC在体外经诱导可以形成多种类型的细胞，此过程中发生了________。 A．有丝分裂 B．减数分裂 C．细胞分化 D．细胞生长 (2)干细胞可从不同的角度进行分类，据图判断BMSC属于________（编号选填） ①胚胎干细胞 ②成体干细胞 ③全能干细胞 ④多能干细胞 ⑤单能干细胞 研究表明，Notch信号通路会影响干细胞的分裂和分化。图为BMSC中Notch信号通路示意图。Notch蛋白的大量形成，会抑制BMSC向特定方向变化，促进细胞的增殖。 (3)如图所示Notch蛋白经酶切水解形成NICD后，通过结构_________进入细胞核，与转录因子结合后导致靶基因激活，促进Notch基因经过[①]_______和[②]_______两个过程合成Notch前体蛋白，从而发挥相关作用。 (4)体外培养BMSC时添加肝细胞生长因子，可以诱导其形成肝细胞。据题中信息分析，可以通过检测到_________，说明已经诱导成功。 A．Notch蛋白含量增多 B．Notch-mRNA含量减少 C．Notch基因含量减少 (5)Rag基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员通过诱导Rag基因缺失小鼠的体细胞获得诱导多能干细胞（iPS细胞），然后将Rag基因导入iPS细胞并诱导使其分化为造血干细胞，再移植到Rag基因缺失小鼠体内进行治疗。下列分析正确的是 。 A．诱导获得iPS细胞时需要在体细胞中表达一些关键基因 B．培养iPS细胞时需提供95%空气和5%CO的混合气体环境 C．利用显微注射技术可以将Rag基因直接注入到iPS细胞 D．利用iPS细胞进行治疗存在导致小鼠发生肿瘤的风险 肺癌是生长在气管、支气管、细支气管包括肺泡组织的一种恶性肿瘤。癌症的治疗过程会出现各种副作用，为降低肺癌治疗药物的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上，构建抗体药物偶联物（ADC），过程如下图所示。 (6)本实验中，小鼠注射的特定抗原应取自_______。 (7)图中参与细胞融合的A细胞是______________。 (8)为了得到能产生单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。其中“第1次筛选”和“第2次筛选”，分别筛选的是______、______。 ①浆细胞 ②杂交瘤细胞 ③能产生某种抗体的杂交瘤细胞 ④某种抗体基因 (9)研究发现，ADC在患者体内的作用如下图所示。请据图分析，ADC能降低药物副作用的原因： ____________。 6．（2023·上海嘉定·一模）研究表明羊乳中的β-乳球蛋白（BLG）是人体主要过敏源，图为研究人员利用基因编辑技术敲除山羊中BLG基因同时敲入人乳铁蛋白（hLF）基因并获得转基因山羊的操作过程。 图中sgBLG /Cas9复合物中，sgBLG为能准确识别图中山羊DNA特定序列的RNA，并引导Cas9蛋白对DNA进行切割。检测发现过程②中，hLF基因成功插入在母羊乙成纤维细胞中的一条常染色体上。 (1)上述操作过程中的目的基因是______，获得该目的基因的主要方法是______。 (2)Cas9蛋白类似于基因工程中常用到的____酶，但Cas9蛋白特性与该酶的区别是___。 (3)图中复合物1 所识别的DNA序列为5’-TATACTGGC-3’，则sgBLG的序列为 。（单选） A．5’-AUAUGACCG-3’ B．5’-GCCAGTATA -3’ C．5’-ATATGACCG-3’ D．5’-GCCAGUAUA-3’ (4)下列①—⑥生物技术中，过程①②运用到的技术有_____，过程③④⑤中，运用到的技术有______。（编号选填） ①显微注射技术 ②动物细胞培养技术 ③胚胎移植技术 ④DNA重组技术 ⑤动物细胞融合技术 ⑥细胞核移植技术 (5)与图中获得的转基因山羊性状最相似的是母羊 。（单选） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 (6)科研团队想进一步获得纯合能稳定遗传“人乳铁蛋白基因”的转基因山羊，其技术路线的设计思路是________________。 1．（25-26高三上·上海·期中）为解决卵巢早衰、生精障碍引发的不孕不育,研究者将皮肤细胞“改造”为能和精子“受精”的“类卵细胞”，如图1所示。去核卵母细胞质里残留的物质可使皮肤细胞核跳过DNA复制阶段，直接进入分裂状态 (1)图中“？”代表的时期是_______。 (2)导致异常“类卵细胞”形成的原因是_______。 A．着丝粒未断裂 B．同源染色体未联会 C．染色体未排列在赤道面 D．纺锤体形成被抑制 (3)正常“类卵细胞”形成过程中，细胞内染色体的数量变化是_______。 A．23→46→23 B．46→92→46→23 C．92→46→23 D．46→23 研究者通过测序标记了某女性皮肤成纤维细胞的染色体来源（父源/母源），将“类卵细胞”进行体外受精并培养至胚胎阶段，然后对卵裂期的细胞进行检测。结果显示，来自于类卵细胞中的每条染色体上均只含有父源或母源的基因。图2为统计得到的父源和母源染色体在类卵细胞中的出现频率。 (4)一般情况，体外胚胎培养需要_______。（编号选填） ①培养基添加血清 ②培养基添加抗生素 ③5%CO2 ④培养基添加琼脂 ⑤37℃ (5)综合上述信息，类卵细胞在形成过程中发生了_______。（编号选填） ①等位基因的分离 ②非等位基因的自由组合 ③交叉互换引发的基因重组 (6)待上述技术成熟后，在临床阶段的胚胎移植应选择_______。 A．受精卵 B．桑椹胚 C．囊胚 D．原肠胚 2．（23-24高三上·上海·阶段练习）人溶菌酶（hLZ）是天然抗生素替代品。科学家培育出转入溶菌酶基因山羊以大规模生产人溶菌酶（从乳汁中提取），过程如左图所示。其中编号①—⑨表示过程；质粒S中的标记基因Leu控制合成亮氨酸，标记基因GFP控制合成绿色荧光蛋白。下表为四种限制酶的识别序列及切割位点。 限制酶 BamHI Bgl II Hind II XbaI 识别序列和切割位点 G↓GATCC A↓GATCT A↓AGCTT T'↓CTAGA (1)左图中涉及到的生物技术有_______、_______、_______、_______。 (2)左图中A片段为双链结构，该序列包含的目的基因是________________；由A扩增出大量相同DNA片段的常用方法是____________；在扩增过程中需要设计的引物是右图中的____。 (3)图扩增目的基因时，叙述正确的是____。 A．需要了解目的基因的全部碱基序列 B．新链的合成只能由3’-5’方向延伸 C．反应体系加入的酶需具有热稳定性 D．目的基因两侧限制酶序列需设计在引物5’端 (4)物质B是用_________________（填限制酶种类）限制酶切割的结果。 (5)下列能成功筛选出含重组质粒T的成纤维细胞的必备过程是____。 A．培养基中不加入亮氨酸，培养一段时间后观察，细胞显示出绿色荧光 B．培养基中不加入亮氨酸，培养一段时间后观察，细胞不显示出绿色荧光 C．培养基中加亮氨酸，培养一段时间后观察，细胞不显示出绿色荧光 D．培养基中加亮氨酸，培养一段时间后观察，细胞显示出绿色荧光 (6)若山羊成纤维细胞中，含重组质粒T的细胞数与含质粒S的细胞数之比为1：6，增大DNA连接酶用量能否提高上述比值？______________。原因是______________。 3．（25-26高三上·上海杨浦·阶段练习）花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗病基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失分裂能力。抗黑腐病杂种花椰菜的制备流程如图1所示，图2为杂种花椰菜组培时依次经历的几个阶段。 (1)图1中过程①所需的酶是___________。 (2)过程②后筛选出的杂交细胞需进一步培养，这些细胞具备的特点有______（编号选填）。 ①颜色为绿色 ②具有分裂能力 ③有细胞壁 (3)图2中各培养阶段_____（多选）。 A．均需保持无菌 B．培养基的物理性质不同 C．植物激素的比例不同 D．营养物质的种类相同 (4)若将图2中阶段Ⅱ的丛芽转移至无植物激素的培养基，一段时间后也能生根。下列分析合理的是______（单选）。 A．原有培养基中高浓度生长素对根生长的抑制作用解除 B．原有培养基中高浓度细胞分裂素对根生长的抑制作用解除 C．芽顶端产生了生长素向基部运输，促进生根 D．芽顶端产生了细胞分裂素向基部运输，促进生根 (5)再生植株中仅少部分表现为抗病，对此下列解释合理的是_______（多选）。 A．紫外线引发的染色体结构片段化有随机性 B．两种生物核遗传物质融合后，抗病基因未表达 C．植株再生过程中易发生抗病基因突变 D．愈伤组织培养基中漏添加了黑腐病菌 研究者对部分筛选出的杂种新植株的染色体数进行了统计，结果如表。 植株 花椰菜 黑芥 杂种植株1 杂种植株2 杂种植株3 染色体条数 18 16 34 30 58 (6)在统计植株染色体数目时，需选择观察_______（单选）。 A．根尖分生区分裂中期 B．花粉母细胞减I中期 C．根尖伸长区分裂后期 D．花粉母细胞减II中期 (7)杂种植株2表现为抗病，且生长状况良好。其染色体中来自花椰菜和来自黑芥的分别为______（单选）。 A．15条、15条 B．18条、12条 C．20条、10条 D．29条、1条 (8)随着杂种新植株的大规模种植，有人预测将来依旧会发生黑腐病害，其预测依据有____（编号选填）。 ①该品种的大规模种植对黑腐病菌种群构成了定向选择压力 ②在黑腐病菌种群中，有概率出现能抵抗该抗病性的毒性突变株 ③作物遗传背景单一，新植株容易被黑腐病菌突变株大面积感染 4．（24-25高二下·上海·期中）莠去津是一种含氮农药，在土壤中不易降解，为修复被其污染的土壤，按下图1程序选育能降解莠去津的细菌（目的菌）。已知莠去津在水中溶解度低，含过量莠去津的固体培养基不透明。 (1)由图1推断，从A瓶到C瓶液体培养的目的是_______（编号选填）。 ①初步选择能降解莠去津的细菌 ②初步选择能降解莠去津的细菌菌落 ③增加能降解莠去津的细菌数量 ④去除土壤中的杂质 (2)图2为A~C瓶中三类细菌的最大密度柱形图，甲类细菌密度迅速降低的主要原因可能是_______（编号选填）。 ①莠去津会杀死甲类细菌 ②培养液中缺少甲类细菌可利用的氮源 ③振荡造成培养液中溶氧增加，抑制了甲类细菌生长 ④培养液中没有甲类细菌寄生的宿主 (3)实验中将C瓶菌种接种到固体培养基的方法是________（①平板划线法/②稀释涂布法/③逐个接种法）（编号选填），菌种接种之前通常要进行________。 (4)一段时间后，培养基出现无透明圈和有透明圈两种菌落。请根据培养结果，分析哪种菌落中的细菌是筛选出来的目的菌，并说明理由：________。 (5)为探究固体培养基中的非目的菌来自C瓶菌种还是培养基，应如何设置对照组？_______。 花椰菜（2n=18）是人们喜爱的蔬菜，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。科研人员利用相关技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种，过程如图3所示。 (6)科研人员分别取紫罗兰叶肉细胞和黑暗处发芽的花椰菜胚轴细胞，经过一定处理，得到两种原生质体，下列适合用于制备原生质体的是（　　）（多选） A．蛋白酶 B．纤维素酶 C．果胶酶 D．机械分离 (7)过程②诱导两种原生质体融合的方法有________（编号选填）。 ①酶解法 ②PEG促融 ③灭活病毒 ④电融合 ⑤农杆菌介导法 ⑥显微注射法 ⑦胰蛋白酶处理 (8)所得新品种花椰菜染色体数目为________（编号选填）。 ①2n=16 ②4n=18 ③2n=32 ④4n=32 融合较好的原生质体呈哑铃型。研究人员用不同浓度促溶剂诱导，然后用光学显微镜观察融合原生质体，结果如表所示。 促溶剂质量分数 原生质体状态 25% 有破碎现象，哑铃型原生质体比例<0.01% 30% 形态正常，哑铃型原生质体比例0.03% 35% 原生质体出现缩小现象，哑铃型原生质体比例0.01—0.02% 40% 原生质体出现缩小现象，哑铃型原生质体比例0.01—0.02% (9)当促融剂质量分数为35%和40%时原生质体出现缩小现象，试分析原因：_________。 愈伤组织后续培养所用的培养基中，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，愈伤组织的变化情况如图4所示。 (10)植物激素X和Y分别是________和________（①生长素②细胞分裂素③赤霉素④脱落酸⑤乙烯），新品种花椰菜培育过程中主要涉及的生物技术有________（①胚胎移植技术②植物细胞和组织培养技术③体细胞杂交技术④体外受精技术⑤无菌操作技术）（编号选填）。 5．（2025·上海普陀·二模）榴莲是一种热带果树，主要通过直接引种和植物组织培养两种方式在海南地区培育。利用植物植物培养的方式培育榴莲时，取植株的顶芽药物处理，诱导形成图10所示的愈伤组织。为提高愈伤组织的成功率，研究人员尝试不同的药物配比处理（见表）。 不同配比药物处理对愈伤组织形成的影响 细胞分裂素 2.4-D(mg/L) 愈伤组织形成比例(mg/L) 0.0 0.0 0.20±0.12 0.1 0.1 0.56±0.11 0.3 0.3 0.56±0.11 0.5 0.5 0.89±0.11 1.0 1.0 0.89±0.11 2.0 0.67±0.07 3.0 0.78±0.1 4.0 0.93±0.07 5.0 0.22±0.11 6.0 0.11±0.11 (1)表结果中，最适合愈伤组织形成的药物处理组合是______________，成功诱导出愈伤组织后，需要调整药物比例，以促进其分裂、分化，继续发育成完整的榴莲植株。 (2)与有性生殖培育相比，上述榴莲培育方法的优势体现在____。 A．容易获得得脱毒植株 B．易保持亲本优良形状 C．更易体现遗传多样性 D．不容易受季节的限制 海南保亭县发现一株多年以前引种的榴莲可以开花结果，为方便后续引种，需要鉴定该榴莲的具体品种，仅从形态学特征很难区分其究竟属于品种A还是品种B，拟采用分子生物学方法检测，步骤如下。 分别获取A品种、B品种，以及待测品种的榴莲嫩叶组织样品，并提取DNA分子； 根据A、B两品种的同源基因序列（图1所示），设计PCR引物。其中，引物①的位置已标出，引物②与图1方框中的序列相同： 使用凝胶电泳鉴定PCR扩增产物，电泳结果如下图2所示。 (3)请在图2中画出品种A、B榴莲的样本所扩增产物的大致位置______________，并根据结果判断待检测样品属于品种______________（选填：A/B）。 有人认为“榴莲易引起体温升高”，科研发现榴莲中含有硫化物DEDS、DPDS。人类肾干细胞293T不能表达TRP蛋白（参与体温调节的一种蛋白质），研究者提取人类其他细胞中的TRPmRNA，逆转录得到DNA，再导入293T细胞中，以获得能成功表达的293T+细胞系，向293T+细胞的培养液中加入两种硫化物，结果如图3。 (4)上述用293T细胞系所做的研究，需要运用的实验技术有______________。（编号选填） ①细胞融合②胚胎移植③细胞核移植④传代培养⑤原代培养⑥RNA 干扰 (5)293T细胞内TRP基因不表达，而获得的293T+细胞可以表达TRP蛋白，对此现象的解释不合理的是___。 A．293T细胞中的TRP基因高度甲基化 B．293T细胞中的TRP基因所在染色质发生组蛋白修饰 C．293T+细胞中的TRP基因发生基因突变 D．293T+细胞含有促进其表达的碱基序列 (6)请结合图3结果解释“榴莲易引起体温升高”这一说法的科学性。若要进一步检验该假说，请简述实验思路。______________ 6．（2023·上海杨浦·模拟预测）OTOF基因突变会导致遗传性耳聋，其中的机理之一是无法产生结构完整的OTOF蛋白。临床上针对该病通常有两条治疗策略：一是导入正常基因（图1上方为该基因全序列，构建表达载体需要双AAV载体，因为其能够装载的基因大小有限），以表达正常蛋白（图中①-⑧代表引物）；二是导入校正基因，使突变后的OTOF基因仍能产生正常蛋白（如图2）。 (1)在构建AAV-OTOF表达载体时，需用PCR获取正常基因，据图1分析，所需要的引物是________（编号选填）。 (2)为了确保AAV载体发挥其应有的功能，在改造该载体时需保留原有腺病毒的部分DNA序列，其目的最可能是_________。 A．确保自我复制 B．防止核酸酶降解 C．便于目的基因连接 D．使表达载体留在胞质中 (3)AAV表达载体的克隆过程需要满足的培养条件包括__________。（编号选填） ①5%CO2        ②无菌            ③光照            ④无机盐            ⑤生长因子 (4)图1中受体细胞（人体胚胎肾细胞）是经过遗传改造的，在其克隆培养过程，涉及________。 A．细胞增殖 B．细胞分化 C．原代培养 D．传代培养 (5)为测定受体细胞内OTOF蛋白的表达量，从细胞内分离纯化该蛋白，加入双缩脲试剂后，溶液颜色为________。定量测定该蛋白质需先制备标准曲线，该曲线纵坐标应设定为__________。 A．蛋白质含量 B．吸光值 C．测定液总体积 D．反应温度 (6)某患者OTOF基因编码链第1273位5'-CGA-3'（编码精氨酸）突变为5'-TGA3'，导致终止密码子提前出现，肽链中断合成。在图2所示的治疗策略中，校正基因表达出的校正tRNA可识别mRNA上的该终止密码子，但同时能携带精氨酸，试判断校正基因的编码链上编码该反密码子的序列是________。 A．5'-TGA-3' B．5'-TCA-3' C．5'-ACT-3' D．5'-CGA-3' (7)遗传性耳聋大约与90余个基因的1000多个突变位点有关。一些显性突变基因不仅无功能，而且干扰正常等位基因产物的功能。对于显性突变引发的遗传性耳聋，下列预防或治疗措施有效的是__________。 A．孕期B超检查 B．体外受精后基因检测 C．在患者体内注射针对显性突变基因表达产物的单克隆抗体 D．基于RNA干扰技术，在病变组织细胞中阻断突变基因表达 (8)表观遗传是基因选择性表达的分子机制，也是细胞分化及脱分化的分子基础。有人提出：“将患者体细胞在体外诱导形成诱导性多能干细胞（iPS细胞），再移植至病变部位，可以治疗显性突变引起的遗传性耳聋”，试根据资料及所学知识判断该说法是否合理，并阐述理由________。 1．（2022·上海·高考真题）地钱具有重要的药用价值，若要利用叶片快速人工繁育，可用的技术是（    ） A．单倍体育种技术 B．干细胞技术 C．细胞核移植技术 D．植物组织培养技术 / 学科网（北京）股份有限公司 $