专题02 细胞工程（期中真题汇编，北京专用）高二生物下学期

专题02 细胞工程 2大高频考点概览 考点01 植物细胞工程 考点02 动物细胞工程 地 城 考点01 植物细胞工程 一、单选题 1．(24-25高一下·北京市通州区·期中)下列关于菊花植物组织培养的叙述正确的是（　　） A．离体的菊花茎段必须经过严格灭菌后才能接种到培养基中 B．诱导愈伤组织阶段为了使细胞获得能量应给与适当的光照 C．培养基中生长素与细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化 D．利用菊花茎段培育形成的试管苗可直接移栽入土进一步培养 【答案】C 【分析】植物组织培养： 1、过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）经脱分化获得愈伤组织，经再分化获得胚状体，最后获得植株（新植体）。决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要。 2、原理：植物细胞的全能性。 3、应用：植物繁殖的新途径（快速繁殖优良品种、作物脱毒、人工种子）、作物新品种的培育（单倍体育种和突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。 【解析】A、离体的菊花茎段必需经过消毒才能接种到培养基中，灭菌过程会使外植体损伤，A错误； B、诱导愈伤组织过程中不需要进行光照，B错误； C、诱导生根和生芽的培养基的主要区别在于生长素和细胞分裂素的比例不同，诱导生根，生长素比例较大，诱导生芽，细胞分裂素比例较大，C正确； D、利用菊花茎段培育形成的试管苗需要移至草炭土或蛭石中培养锻炼（练苗），然后再转移至土中定植，D错误。 故选C。 2．(24-25高一下·北京市育才学校·期中)下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是（　　） A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 B．培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例影响愈伤组织的生长和分化 C．离体器官或组织的细胞都必须通过再分化才能形成愈伤组织 D．植物不同部位细胞经离体培养获得的愈伤组织基因不完全相同 【答案】C 【分析】植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，需要经过脱分化和再分化阶段。 【解析】A、培养基中添加蔗糖，可以为外植体提供营养和调节渗透压，A正确； B、培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例影响愈伤组织的生长和分化，当生长素比例偏高时，有利于根的分化，B正确； C、离体组织的细胞需要通过脱分化才能形成愈伤组织，C错误； D、植物不同部位细胞经离体培养获得的愈伤组织基因不完全相同，如花粉细胞和体细胞，D正确。 故选C。 3．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)植物组织培养技术通过与常规育种、转基因技术等相结合，应用于植物生产的多个领域。在下列技术中，不涉及植物组织培养技术的是（　　） A．利用花药离体培养得到单倍体植株 B．利用基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株 C．利用细胞工程培育“番茄-马铃薯”杂种植株 D．用秋水仙素处理植物幼苗，得到多倍体植株 【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）；②一定的营养成分（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。 【解析】A、花药离体培养需要利用植物组织培养技术得到单倍体植株，A不符合题意； B、利用基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株过程中，需要植物组织培养技术将重组细胞培育成植株，B不符合题意； C、将番茄和马铃薯进行体细胞杂交得到杂种细胞，利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株，C不符合题意； D、利用秋水仙素处理植物幼苗，该幼苗中染色体数目加倍变成多倍体植株，此过程不需要植物组织培养技术，D符合题意。 故选D。 4．(24-25高一下·北京市第三十五中学·期中)人工种子是人们模仿天然种子结构制造出来的生命有机体，它能像天然种子一样萌发生长。人工种子的核心部分胚状体可以由悬浮培养的芽尖细胞得到，也可以通过试管培养的花粉或胚囊获得，由此人们把胚状体分为“体细胞胚”和“花粉胚”。请据此判断下列说法中不正确的是（　　） A．人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难、发芽率低等问题 B．培育胚状体利用了植物组织培养技术 C．同一种植物“体细胞胚”和“花粉胚”的染色体组的数目比为1：1 D．该项技术的成功应用反映了细胞的全能性 【答案】C 【分析】1、人工种子通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，通过人工薄膜包装得到的种子。 2、优点：不受季节限制；可以很方便运输和储存；不会造成遗传性状的改变。 3、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。 【解析】A、人工种子具有很多优点，如解决有些作物品种繁殖能力差、结籽困难、发芽率低等问题，A正确； B、胚状体的形成是离体的细胞经脱分化和再分化形成的，即利用了植物组织培养技术，B正确； C、体细胞胚是由植物的体细胞经脱分化和再分化形成的，染色体数目与体细胞相同，而花粉胚是由花粉（经减数分裂形成）经脱分化和再分化形成的，染色体数目是体细胞的一半，因此，同一种植物的体细胞胚和花粉胚的染色体组的数目比是2：1，C错误； D、该项技术为植物组织培养，其原理是植物细胞的全能性，因此该项技术的成功应用反映了细胞的全能性，D正确。 故选C。 5．(24-25高一下·北京市育才学校·期中)科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如下图。相关叙述错误的是（　　） A．脱毒苗的形成是基因突变的结果 B．培养脱毒苗时茎尖大小为0.27mm最适宜 C．茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低 D．茎尖培育成完整植株体现了植物细胞的全能性 【答案】A 【分析】图示表示茎尖外植体大小对苗的脱毒率和成苗率的影响。茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低。在茎尖外植体大小为0.27mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm。 【解析】A、马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗，所依据的原理是细胞全能性，A错误； B、在茎尖外植体大小为0.27mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm，B正确； C、图中，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，C正确； D、细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。尖培育成完整植株体现了植物细胞的全能性，D正确。 故选A。 6．(24-25高一下·北京市通州区·期中)为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是（　　） A．过程①需使用胰蛋白酶处理 B．实现过程②依赖膜的流动性 C．过程③需应用植物组培技术 D．三倍体植株可产生无籽柑橘 【答案】A 【分析】分析图示可知，①过程为原生质体的制备过程，需要纤维素酶和果胶酶，②过程为原生质体的融合过程，需要诱导剂诱导融合，③过程为植物组织培养的过程。 【解析】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理，A错误； B、②过程为细胞融合过程，该过程依赖膜的流动性，B正确； C、过程③需应用植物组培技术将杂种细胞培养形成个体，C正确； D、三倍体植株含有三个染色体组，减数分裂时联会紊乱，可产生无籽柑橘，D正确。 故选A。 7．(24-25高一下·北京市延庆区·期中)用一定剂量的紫外线处理具有抗盐特性的拟南芥原生质体可使其染色体片段化，再利用此原生质体与水稻原生质体融合，以获得抗盐水稻植株。以下说法不正确的是（　　） A．植物体细胞杂交技术实现了远缘杂交育种 B．用一定浓度的盐水浇灌以筛选抗盐水稻植株 C．通过调整植物激素的比例诱导生芽或生根 D．使用灭活的病毒诱导两种原生质体的融合 【答案】D 【分析】植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物组织培养技术将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交的优点是：克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出作物新品种。 【解析】A、植物体细胞杂交技术能克服不同物种间的生殖隔离，实现远缘杂交育种，A正确； B、用一定浓度盐水浇灌可淘汰不抗盐的植株，保留抗盐性状的植株，属于个体水平的筛选，B正确； C、植物组织培养中，生长素与细胞分裂素的比例调控器官分化（高生长素促根，高细胞分裂素促芽），C正确； D、灭活病毒诱导细胞融合仅用于动物细胞，植物原生质体融合常用聚乙二醇（PEG）或离心法，D错误。 故选D。 8．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)为培育繁殖周期快、高产人参皂苷的杂种植物，研究人员将人参和胡萝卜的原生质体进行融合，并检测了原生质体密度对融合率的影响，结果如表。下列相关叙述不正确的是（　　） 原生质体密度（1：1混合） 0.5×105个/mL 2×105个/mL 5×105个/mL 10×105个/mL 融合率（%） 18.6 35.8 29.2 23.6 A．利用纤维素酶和果胶酶进行去壁处理获得原生质体 B．原生质体密度过高或过低均不利于原生质体的融合 C．融合后的原生质体经过脱分化即可发育成杂种植株 D．对杂种植株需进行生长速度和人参皂苷含量的检测 【答案】C 【分析】植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。 【解析】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，利用纤维素酶和果胶酶进行去壁处理获得原生质体，A正确； B、由表格数据分析可知，密度过低和密度过高融合率都不高，说明原生质体密度过高或过低均不利于原生质体的融合，B正确； C、融合后的原生质体经过脱分化和再分化后可形成杂种植株，C错误； D、该实验目的是为培育繁殖周期快、高产人参皂苷的杂种植物，因此实验过程中对杂种植株需进行生长速度和人参皂苷含量的检测，D正确。 故选C。 9．(24-25高一下·北京市平谷中学·期中)草木樨状黄芪（2n=32）是一种优良牧草，木本霸王（2n=22）是一种沙漠植物。研究者用UV照射木本霸王的原生质体，使其染色体片段化，并将处理后的木本霸王原生质体与草木樨状黄芪原生质体进行融合，获得染色体数为48条的杂种植株。下列说法错误的是（　　） A．需要用灭活病毒处理原生质体以获得杂种细胞 B．杂种植株的获得需经历脱分化和再分化的过程 C．杂种植株减数分裂时部分染色体可能无法联会 D．本研究可用于培育抗旱能力强的草木樨状黄芪 【答案】A 【分析】人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类—物理法和化学法。物理法包括电融合法、离心法等；化学法包括聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+—高pH融合法等，不能用灭活的病毒诱导植物原生质体融合。 【解析】A、灭活的病毒不能促进植物细胞的融合，A错误； B、杂种植株的获得需经历脱分化和再分化的过程，即植物的组织培养过程，使杂种细胞表达出全能性，B正确； C、UV照射木本霸王的原生质体，使其染色体片段化，并将处理后的木本霸王原生质体与草木樨状黄芪原生质体进行融合，说明杂种植株中来自木本霸王的染色体可能无法联会，C正确； D、木本霸王使沙漠植物，含有抗旱基因，故本研究可用于培育抗旱能力强的草木樨状黄芪，D正确。 故选A。 10．(24-25高一下·北京市陈经纶中学·期中)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了具有抗病性状的花椰菜新品种（过程如图1所示），并进一步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。下列有关叙述错误的是（　　） A．图1培育杂种植株利用了植物细胞全能性和细胞膜流动性原理 B．图2中属于杂种植株的是4和5，1可能是花椰菜 C．图1中过程①应在无菌水中进行，过程②应在固体培养基中进行 D．将病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上，一段时间后测定病斑面积占叶片总面积的百分比，可筛选抗病性强的杂种植株 【答案】C 【分析】1、图1为植物体细胞杂交实验过程图解，①表示酶解法去除细胞壁，②表示原生质体融合； 2、图2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，说明是杂种植株，而1、2、3号个体只有花椰菜中的蛋白质，说明不是杂种植株。 【解析】A、图1为植物体细胞杂交实验过程图解，②原生质体的融合体现了细胞膜具有流动性，杂种细胞培育成杂种植株体现植物细胞具有全能性，A正确； B、图2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，说明是杂种植株，1号个体只有花椰菜中的蛋白质，说明其可能是花椰菜，B正确； C、为避免原生质体吸水涨破，图1过程中①是在等渗或高渗溶液中进行，而不是在无菌水中，C错误； D、可将病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上，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，该技术属于个体生物学水平的鉴定，D正确。 故选C。 11．(24-25高一下·北京市东城区·期中)利用小麦细胞与柴胡细胞进行植物体细胞杂交，希望获得具有柴胡药效的小麦。通过PCR对杂种植株和双亲植株的物种特异性DNA进行扩增，电泳结果如下图所示。下列说法不正确的是（　　） A．用纤维素酶和果胶酶处理柴胡和小麦细胞 B．用电融合的方法或PEG诱导原生质体融合 C．杂种细胞中丢失了部分来自小麦的遗传信息 D．杂种细胞染色体组成与柴胡细胞完全相同 【答案】D 【分析】进行植物体细胞杂交时先用酶解法去除植物细胞的细胞壁，进行植物原生质体的融合，形成杂种细胞，再通过植物的组织培养将杂种细胞培育成杂种植株。不同种的植物之间具有生殖隔离，该种方法打破了不同种植物间的生殖隔离，克服了远缘杂交不亲和的障碍。 【解析】A、需要先用纤维素酶和果胶酶处理柴胡和小麦细胞获得原生质体，再进行融合获得杂种细胞，A正确； B、原生质体融合的常用方法包括了电融合、PEG、离心等方法，B正确； C、结合电泳结果分析，杂种细胞中没有包含小麦所有的DNA，说明丢失了部分来自小麦的遗传信息，C正确； D、结合电泳结果分析，杂种细胞只含有柴胡的部分DNA，即杂种细胞染色体组成与柴胡细胞不完全相同，D错误。 故选D。 二、非选择题 12．(24-25高一下·北京工业大学附属中学·期中)研究者以拟南芥根段作为组织培养材料，探讨了激素诱导愈伤组织分化生芽的机制。 （1）离体的拟南芥根段在适宜条件下可以培育出完整的植株，说明植物细胞具有________。在组织培养过程中，根段细胞经过________形成愈伤组织，此后调整培养基中细胞分裂素（CK）与生长素的比例可诱导愈伤组织分化。 （2）在愈伤组织生芽过程中，CK通过ARRs（A）基因和WUS（W）基因起作用。为探讨A基因与W基因的关系，将A基因功能缺失突变体（突变体a）和野生型的愈伤组织分别置于CK与生长素比例高的（高CK）培养基中诱导生芽，在此过程中测定W基因的表达量。图1中，野生型的W基因表达量与高CK诱导时间的关系是________。分析图1结果可得出的结论是：在高CK诱导下A基因促进W基因表达。得出结论的依据为：与野生型相比，________。 （3）用转基因方法在上述突变体a中过量表达W基因，获得材料甲。将材料甲、突变体a和野生型三组愈伤组织在高CK培养基中培养，三组愈伤组织分化生芽的比例如图2，由此能得出的结论包括________。 A．A基因在愈伤组织分化生芽的过程中起作用 B．w基因的表达产物调控A基因的表达 C．缺失A基因时W基因表达下能促进生芽 D．过量表达W基因可使生芽时间提前 【答案】（1）全能性 脱分化 （2）随着高CK诱导时间的延长，野生型的W基因表达量显著升高 随着高CK诱导时间的延长，突变体的W基因表达量显著低于野生型 （3）ACD 【分析】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；生长素和细胞分裂素能促进细胞分裂分化，在培养的不同时期对两者的比例会有不同要求，在再分化过程中，生长素高，促进根的分化，细胞分裂素比例高，促进芽的分化。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）。 【解析】（1）离体的植物组织能培养成完整植株是由于植物组织细胞含有该种生物全部的遗传信息，体现了细胞的全能性。已分化的细胞形成愈伤组织的过程称之为脱分化。 （2）由图可知，野生型的W基因表达量与高CK诱导时间的关系是随着处理时间的延长，W基因的表达量显著升高，突变体的W基因的表达量明显少于野生型，说明在高CK诱导下A基因促进W基因表达。 （3）由题可知，材料甲体内的W基因过量表达，突变体a的A基因功能缺失，野生型是正常的，分析图2可知，由野生型曲线和突变体a曲线对比可知，A基因在愈伤组织分化生芽的过程中起作用；突变体a中过量表达W基因（植株甲）后生芽比例升高，表明在A基因功能缺失的情况下，W基因的表达仍能促进生芽，题干中突变体a为A基因功能缺失突变体，材料甲生芽比例升高说明W的作用可能不依赖A基因；由材料甲曲线和野生型曲线比较可知，过量表达W基因可使生芽时间提前，ACD正确，B错误。 故选ACD。 13．(24-25高一下·北京市东城区·期中)A蛋白家族是细胞分裂素应答调节因子，包括A1、A12等。研究者以拟南芥根段为材料，探讨A蛋白在组织培养中参与调节的机制。 （1）植物器官、组织及细胞在离体培养条件下可形成再生植株，体现出植物细胞具有________。在植物组织培养过程中，需向培养基中添加生长素和细胞分裂素，以启动由愈伤组织形成芽的________过程。 （2）为探究A蛋白对愈伤组织再生芽的影响，研究者比较了野生型和al（A1缺失突变体）、al2（A12缺失突变体）和双突变体在组织培养过程中的芽再生能力，结果如图1.根据结果可知， 当A12存在时A1对芽的再生有________作用，当没有A12存在时A1对芽的再生有________作用。 （3）CLV是芽尖分生组织中的干细胞调节因子，CLV缺失突变体的再生芽数量明显减少。已有实验证明A1和A12均能与CLV基因启动子相同位点结合，调节下游基因表达。研究者进行了下列4组实验，检测报告基因的表达情况，证明A1与A12竞争结合CLV基因启动子区域促进基因的表达，且A12的促进作用显著大于A1。支持此结论的4组报告基因表达量关系为________。 组别 导入叶肉细胞的基因 1 / 含CLV基因启动子的报告基因 2 A1基因 3 A12基因 4 A1基因和A12基因 （4）综合上述研究结果，分析图1中野生型再生芽数量明显少于a1的原因是________。 （5）结合上述实验研究，完善A蛋白在植物组织培养过程中的调控机制，请将A1、A12和CLV基因补充在图2中________。 【答案】（1）全能性 再分化 （2）抑制 促进 （3）3组＞4组＞2组＞1组 （4）野生型植株中A1和A12基因同时存在，a1植株中A1基因突变，只有A12，A1与A12竞争结合CLV基因启动子，且A12的促进作用显著大于A1；两者同时存在时的促进作用小于只有A12时，CLV促进再生芽数量增多，因此，野生型再生芽数量明显小于a1 （5）①A1、②A12、③A12、④A1、⑤CLV基因 【分析】植物组织培养依据的原理为植物体细胞的全能性，即细胞经分裂、分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。离体的植物组织或细胞，在培养一段时间后，会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植株体。 【解析】（1）植物器官、组织及细胞在离体培养条件下可形成再生植株，即分裂、分化后的植物细胞发育成了完整植株，该过程体现出植物细胞具有全能性。由愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽的过程叫作再分化。 （2）分析图1可知，野生型植株同时含有A1、A12基因，可以表达A1、A12蛋白，al（A1缺失突变体）植株只含有A12基因，不能表达A1蛋白，al2植株属于A12缺失突变体，只含有A1基因，即该植株中不能表达A12蛋白，根据图1中结果可知，al（A1缺失突变体）植株再生芽的数量最多，其次是野生型植株，再次是al2植株，说明当A12存在时A1对芽的再生有抑制作用，当没有A12存在时A1对芽的再生有促进作用。 （3）根据题意，CLV是芽尖分生组织中的干细胞调节因子，CLV缺失突变体的再生芽数量明显减少。A1和A12均能与CLV基因启动子相同位点结合，实验证明A1与A12竞争结合CLV基因启动子区域促进基因的表达，且A12的促进作用显著大于A1。那么表中4组实验中，第3组叶肉细胞中只导入了A12基因，因此该组促进报告基因的表达量最多，其次是第4组叶肉细胞中导入了A1和A12基因，由于A1与A12竞争结合CLV基因启动子区域促进基因的表达，且A12的促进作用显著大于A1，因此该组报告基因的表达量少于第3组，再次是第2组，叶肉细胞中只导入了A1基因，那么第2组报告基因的表达量少于第4组，第1组叶肉细胞中没有导入A1和A12基因，该组报告基因表达量最少，因此4组报告基因表达量关系为3＞4＞2＞1。 （4）综合上述研究结果可知，野生型植株中A1和A12基因均正常，a1植株中A1基因突变，但A12基因正常，由于A1与A12竞争结合CLV基因启动子区域促进基因的表达，且A12的促进作用显著大于A1；a1植株中A1基因突变不能与A12竞争结合CLV基因启动子区域，因此a1植株CLV表达量多于野生型植株，CLV是芽尖分生组织中的干细胞调节因子，CLV缺失突变体的再生芽数量明显减少，因此CLV表达增量多促进再生芽数量增多。 （5）结合上述实验研究可知，A1竞争结合CLV基因启动子区域促进CLV基因表达量少，而A12竞争结合CLV基因启动子区域促进CLV基因表达量多，有利于促进再生芽数量增多。因此图中①为A1、②为A12、③为A12、④为A1、⑤为CLV基因，故图中A1、A12和CLV基因补充在图2中如下： 14．(24-25高一下·北京市第三十五中学·期中)紫杉醇是存在于珍稀植物红豆杉体内的一种次生代谢产物，具有高抗癌活性。 （1）利用植物细胞培养生产紫杉醇的过程________（体现/未体现）细胞的全能性。与从天然红豆杉植株中提取相比，该技术的意义是________。 （2）灵芝诱导子可能通过介导植物的防御反应来促进紫杉醇合成，在最佳诱导条件下对红豆杉进行细胞悬浮培养，结果如图1。 PPO能催化酚类物质氧化导致细胞褐化，进而使细胞膜的结构遭到破坏。PAL是紫杉醇形成途径中的关键酶，经灵芝诱导子处理后，PAL活性与对照相比明显上升。结合图1，在答题卡的图中（　　）内填入“+”或“-”________。 （3）过去普遍认为紫杉醇通过抑制有丝分裂来发挥抗癌作用。用标准剂量紫杉醇治疗后对患者的乳腺癌细胞进行研究，结果如图2。 以上实验结果是否支持传统认知的紫杉醇抗癌机理，请说明理由________。 （4）新的研究发现只有染色体不稳定性（CIN）水平高的乳腺癌患者才对紫杉醇敏感，推测紫杉醇可能通过提高这类患者体内含多极纺锤体癌细胞的比例诱导癌细胞死亡。选择一种药物，结合必需的实验材料和试剂，补充实验进行验证。 药物a：能提高CIN水平，且抑制有丝分裂 药物b：能提高CIN水平，但不能抑制有丝分裂 药物c：不能提高CIN水平，但能抑制有丝分裂 将CIN水平低的乳腺癌细胞分两组，________，培养一段时间，结果显示实验组多极纺锤体癌细胞比例、癌细胞死亡率均高于对照组。 【答案】（1）未体现 保护珍稀植物红豆杉 （2） （3）不支持，紫杉醇处理后患者的有丝分裂指数高于对照组，说明紫杉醇并未抑制细胞的有丝分裂 （4）实验组使用药物b和紫杉醇处理，对照组用等量紫杉醇处理 【分析】细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。 【解析】（1）细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。利用植物细胞培养生产紫杉醇的过程，没有获得个体和核各种细胞，未体现细胞的全能性。植物细胞培养能快速增加细胞数目，从而增加代谢物量，故与从天然红豆杉植株中提取相比，该技术可以保护珍稀植物红豆杉，减少对红豆杉的砍伐。 （2）由图可知，灵芝诱导子抑制OPP活性，PPO能催化酚类物质氧化导致细胞褐化，因而灵芝诱导子在一定范围内能使分类总量增加。PAL是紫杉醇形成途径中的关键酶，经灵芝诱导子处理后，PAL活性与对照相比明显上升，因此关系为： （3）紫杉醇处理后有丝分裂指数高于对照组，有丝分裂指数代表细胞增殖的活跃程度，说明紫杉醇并未抑制细胞的有丝分裂，以上实验结果不支持紫杉醇通过抑制有丝分裂来发挥抗癌作用。 （4）只有染色体不稳定性（CIN）水平高的乳腺癌患者才对紫杉醇敏感，推测紫杉醇可能通过提高这类患者体内含多极纺锤体癌细胞的比例诱导癌细胞死亡。紫杉醇不抑制有丝分裂，因此应选择能提高CIN水平，但不能抑制有丝分裂的药物b进行处理，实验组使用药物b和紫杉醇处理，对照组用等量紫杉醇处理，药物b能提高CIN水平，增加细胞对紫杉醇的敏感性，诱导癌细胞死亡，对照组细胞CIN水平较低，细胞对紫杉醇的敏感性较低，癌细胞死亡数量少，因此培养一段时间，结果显示实验组多极纺锤体癌细胞比例、癌细胞死亡率均高于对照组。 15．(24-25高一下·北京市延庆区·期中)花椰菜（2n=18）是人们喜爱的蔬菜，种植时容易被病菌侵害，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。 （1）科研人员分别取紫罗兰叶片和黑暗处发芽的花椰菜胚轴，经________酶处理得到两种原生质体，诱导两种原生质体融合。在显微镜下观察融合的活细胞中有________，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。通过________技术形成试管苗，进一步选择叶片形态特征介于二者之间的植株作为待测植株。 （2）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，结果如下图所示。据图判断，4、5号为杂种植株，判断的依据是________。 （3）检测筛选到的杂种植株的染色体数目，发现大多数细胞为28条。取杂种植株部分组织，用流式细胞仪测定了约250个细胞的DNA含量，请在图3的框内绘出你的预期结果________。 （4）为了培育具有抗病性状的花椰菜新品种，还需要在个体水平进行抗性测试。请你写出实验组的处理条件、检测的最佳指标，并预期实验结果________。 【答案】（1）纤维素酶和果胶（酶）叶绿体 植物组织培养 （2）4和5具有紫罗兰和花椰菜两种植物的特异性蛋白质 （3）见图（最高点的横坐标不能超过200） （4）用病菌悬浮液均匀喷洒杂种植株的叶面（实验处理），一段时间后，检测病斑面积占叶面积的比值，抗病植株的比值低于对照组 【分析】植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束；杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质；植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。 【解析】（1）在黑暗中生长的胚轴是白色的，细胞内不含叶绿体，因此科研人员分别取紫罗兰叶片和黑暗处发芽的花椰菜胚轴，经纤维素酶和果胶酶处理后，得到两种原生质体。用PEG试剂诱导两种原生质体融合，由于叶片细胞内含有叶绿体，而融合的细胞相对的较大，因此选择特征为含有叶绿体且形态较大的细胞，通过植物组织培养技术形成试管苗。 （2）对比图示中电泳结果可知，4号和5号个体含有紫罗兰和花椰菜两种类型的蛋白质，说明是杂种细胞。 （3）根据流式细胞仪测定了约250个细胞的DNA含量变化图分析，花椰菜绝大多数处于50，紫罗兰绝大多数处于150，因此杂种细胞的DNA含量应大多数处于200，其图示如下。 （4）为了培育具有抗病性状的花椰菜新品种，还需要在个体水平进行抗性测试，需要营造有病毒的环境中，因此用病菌悬浮液均匀喷洒杂种植株的叶面（实验处理），一段时间后，检测病斑面积占叶面积的比值，抗病植株的比值低于对照组。 16．(24-25高一下·北京市顺义一中·期中)甘蔗是蔗糖的主要来源，甘蔗R具有高产高糖的优良特性但耐寒性差；甘蔗G是耐寒品种。科研人员利用植物体细胞杂交技术以期快速培育出耐寒性更强且性状更优良的甘蔗新品种。 （1）如图1，利用________去除细胞壁获得原生质体。分别加入IOA和R-6G钝化后诱导原生质体融合。仅有杂种原生质体可持续分裂形成再生细胞团，原因是________。 （2）科研人员发现制备原生质体及原生质体融合后均会不同程度发生氧化褐变、细胞壁再生困难的现象。为解决这一问题，科研人员利用甘蔗杂种原生质体进行以下实验。 ①由图2可知，甘蔗杂种原生质体再生过程中最好使用________。 ②科研人员推测激素通过促进果胶合成关键酶基因GAUT表达，从而促进细胞壁再生，请将下表补充完整为该推测提供证据（选填下列字母）。 组别 激素使用 实验处理 检测指标 1 ________ 原生质体中转入过量表达GAUT基因载体 ________ 2 a 原生质体中转入抑制GAUT基因表达载体 3 ________ 不转入基因的原生质体 a.不使用激素 b.使用激素组合1 c.使用激素组合2 d.原生质体中2，4-D和6-BA的含量 e.完成再生壁的细胞比例 ③上表实验是否能够达成完整验证推测的目的？请简述理由________。 【答案】（1）纤维素酶和果胶酶 杂种原生质体生理互补，细胞呼吸正常，能正常分裂；而未融合或同种融合原生质体会在细胞呼吸不同阶段受到抑制，从而无法正常分裂 （2）激素组合1 a e a 不能，还需进行实验验证使用激素组合对GAUT基因表达量的影响 【分析】植物体细胞杂交技术：指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。操作步骤：先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁得到原生质体，再利用聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高PH融合法或电融合法、离心法诱导原生质体融合，融合后的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织，并可进一步发育成完整的杂种植株。 【解析】（1）分析题图1，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，可利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体。诱导原生质体融合后，只有杂种原生质体可持续分裂形成再生细胞团，而未融合或同种融合原生质体不能分裂，因为杂种原生质体生理互补，细胞呼吸正常，能正常分裂；而未融合或同种融合原生质体会在细胞呼吸不同阶段受到抑制从而无法正常分裂 （2）分析题图2可知，与使用激素组合2相比，使用激素组合1的甘蔗杂种原生质体完成再生壁的细胞比例较高，故甘蔗杂种原生质体再生过程中最好使用激素组合1。为验证激素通过促进果胶合成关键酶基因GAUT表达，从而促进细胞壁再生，可进行如下实验设计：将甘蔗杂种原生质体随机均分为1、2、3三组，1组不使用激素，原生质体中转入过量表达GAUT基因载体；2组不使用激素，原生质体中转入抑制GAUT基因表达载体；3组不使用激素，不转入基因的原生质体。在相同且适宜的条件下培养一段时间，检测各组完成再生壁的细胞比例。但由于没有进行实验验证使用激素组合对GAUT基因表达量的影响，故上表实验不能够达成完整验证推测的目的。 17．(24-25高一下·北京市育才学校·期中)请阅读以下科普短文，并回答问题。 紫杉醇是红豆杉属植物产生的一种次级代谢产物。1963年，美国的两位化学家首先从太平洋红豆杉树皮中提取出紫杉醇。1979年，科学家发现紫杉醇的抗癌机理：紫杉醇能与微管蛋白聚合体作用，促进微管聚合并使之稳定，阻碍了纺锤体形成，从而阻碍了肿瘤细胞的分裂。1992年紫杉醇获美国食品药品管理局批准上市，用于治疗常规化疗无效的卵巢癌和乳腺癌。研究发现，紫杉醇对多种癌症都有一定疗效。1995年我国成为第二个生产紫杉醇注射液的国家。 研究人员最初是从红豆杉的树皮中提取紫杉醇，产量极低。大量砍伐也使野生红豆杉的数量急剧下降。红豆杉生长速度慢，直径20cm的树需要生长10年，靠砍伐树木生产紫杉醇根本无法满足人们的需求。红豆杉在我国主要分布于云南、四川、西藏和东北等地，目前已有不少地区进行红豆杉的人工栽培。播种育苗和扦插繁殖虽能在一定程度上缓解矛盾，但不能从根本上解决问题。因此，通过植物组织培养和细胞培养的方法选育高产紫杉醇细胞系具有重大意义。利用植物组织培养技术生产紫杉醇的基本程序如下： （1）癌细胞的特点是________。紫杉醇抑制癌细胞增殖的作用机理与________（化学物质）类似。 （2）图中①表示________过程。用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织的目的是________。 （3）选取外植体后，冲洗后用75%酒精和0.1%氯化汞进行消毒处理。为研究不同组合对消毒结果的影响，进行了如下图所示的分组研究。消毒后，将外植体插入MS培养基中，24℃下黑暗培养，7d后记录外植体的染菌率，15d后记录诱导率。 当75%酒精浸泡时间增加至1.0min时，随着氯化汞浸泡时间的延长，外植体的________。综合考虑分组实验结果，研究者选择的消毒组合为A1B1，原因是________。 （4）研究者对愈伤组织进行悬浮培养，结果如图所示。细胞在培养的前几天活力逐渐增加，而后一直呈现下降趋势，可能的原因是________。 悬浮培养细胞生长曲线和活力变化曲线 【答案】（1）能无限增殖 秋水仙素 （2）脱分化 去除植物细胞的细胞壁 （3）染菌率和诱导率都下降 外植体的诱导率最高，而染菌率相对较低 （4）细胞密度增大，竞争加剧 【分析】题图分析：图1表示利用植物组织培养技术生产紫杉醇的基本程序，其中①表示脱分化过程。 图2表示用酒精和氯化汞联合消毒的不同与外植体染菌率和诱导率的关系，其中在75%酒精浸泡时间为1.0min条件下，随着氯化汞处理时间的延长，外植体的染菌率和诱导率都下降。 图3中随着培养时间的延长，细胞干重逐渐升高并达到稳定，而细胞活力先升高，然后急剧下降，并最后达到稳定。 【解析】（1）癌细胞的特点是能无限增殖。据资料可知，紫杉醇能与微管蛋白聚合体作用，促进微管聚合并使之稳定，阻碍了纺锤体形成，从而阻碍了肿瘤细胞的分裂，所以紫杉醇抑制癌细胞增殖的作用机理与秋水仙素类似。 （2）图1中①表示脱分化过程。用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织的目的是去除植物细胞的细胞壁。 （3）由图2可知，当75%酒精浸泡时间增加至1.0min时，随着氯化汞浸泡时间的延长，外植体的染菌率和诱导率都下降。综合考虑分组实验结果，之所以研究者选择的消毒组合为A1B1，是由于外植体的诱导率最高而染菌率相对较低。 （4）据图3曲线可知，细胞在培养的前几天活力逐渐增加，而后一直呈现下降趋势，可能的原因是细胞密度增大，竞争加剧。 18．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)愈伤组织在生物技术中有广泛的应用价值。为探究愈伤组织形成过程中的分子调控机制，研究人员以拟南芥为实验材料设计了一系列实验。 （1）植物组织培养是指在一定条件下，将________的植物器官、组织等在适宜条件下诱导经过________过程转变为愈伤组织，并重新分化，最终形成完成植株的过程。植物激素中________的浓度、比例等会影响着植物细胞的发育方向。 （2）已有研究表明转录因子W物质会影响愈伤组织的形成。 ①研究者利用生长素受体缺失型幼苗的茎尖在愈伤组织培养基中培养一段时间，测得转录因子W的基因相对表达量如图1所示，结果显示：________。 ②研究人员利用野生型、突变体1（W基因缺失）、突变体2（W基因过表达）进一步设计实验，每组分化情况如图2所示，结果表明：________。 （3）研究人员发现W物质会激活PLT7基因的转录，推测其通过PLT7调控愈伤组织的形成。并通过后续实验证明该推测。请在下表中补充支持该结论的实验组设计。 实验分组 WT W基因过表达 ________ 愈伤组织大小 +++ ________ + （4）请根据文中信息，写出生长素诱导愈伤组织形成的分子机制________。 【答案】（1）离体 脱分化 生长素、细胞分裂素 （2）与野生型植株相比，生长素受体缺失突变体中W基因的相对表达量始终更低 W物质能促进愈伤组织形成，促进芽的分化 （3）PLT7基因缺失突变体+W基因过表达 ++++ （4） 【分析】植物组织培养的流程是：离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经再分化形成胚状体，长出芽和根，进而形成完整植株。 【解析】（1）植物组织培养是指在一定条件下，将离体的植物器官、组织等在适宜条件下诱导经过脱分化过程转变为愈伤组织，并重新分化，最终形成完成植株的过程。植物组织培养时，生长素与细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，因此植物激素中生长素、细胞分裂素的浓度、比例等会影响着植物细胞的发育方向。 （2）①由图1可知：与野生型植株（WT）相比，生长素受体缺失突变体中W基因的相对表达量始终更低。 ②由题意可知，突变体1的W基因缺失，不能合成W物质；突变体2的W基因过表达，合成的W物质较正常植株多；野生型含有W基因且W基因表达正常。分析图2可知：与野生型相比，突变体1的愈伤组织和芽较小，突变体2的愈伤组织和芽较大，表明W物质能促进愈伤组织形成，促进芽的分化。 （3）W物质会激活PLT7基因的转录，推测其通过PLT7调控愈伤组织的形成。欲通过后续实验证明该推测，则依据表中信息可推知该实验的自变量是PLT7基因的有无及W基因表达情况，因变量是愈伤组织大小，因此表中需要补充的一组应该是PLT7基因缺失突变体+W基因过表达，W基因过表达组的愈伤组织应该是最大的，可表示为“++++”。 （4） 综上分析，生长素诱导愈伤组织形成的分子机制为：生长素能够促进W基因表达，其表达产物W物质能够激活PLT7基因的转录，进而通过PLT7的调控来促进愈伤组织的形成。生长素诱导愈伤组织形成的分子机制可用下图表示。 19．(24-25高一下·北京市通州区·期中)水稻白叶枯病由白叶枯菌引起，其导致水稻减产甚至绝收，为水稻三大病害之一。 （1）疣粒野生稻对白叶枯病高抗甚至免疫。但栽培水稻与疣粒野生稻存在________，无法通过有性杂交获得相应的抗性。 （2）研究人员利用不对称体细胞杂交技术（将一个亲本的染色体片段随机转移到另一个亲本体细胞中）对疣粒野生稻和栽培稻进行处理，以获得抗病栽培稻。已知大剂量的X射线能随机破坏细胞核中染色体结构，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（IOA）使细胞质中的某些酶失活，抑制细胞分裂。 ①用________处理两种水稻细胞，获得原生质体，再用X射线照射________的原生质体，用碘乙酰胺（IOA）处理另一亲本的原生质体，经诱导融合后得到杂种细胞。 ②将得到的多个杂种细胞培养为植株，并进行筛选，结果如下图。 可以确定是杂种植株的是________。 （3）研究发现，有些杂种植株染色体数目与栽培稻相同，性状明显偏向栽培稻，但也表现出疣粒野生稻的一些特性，其可能的原因是________。 【答案】（1）生殖隔离 （2）①纤维素酶和果胶酶 疣粒野生稻 ②3、4、5、7、9、10 （3）来自疣粒野生稻的某些基因通过染色体易位整合到栽培稻细胞中 【分析】疣粒野生稻对水稻白叶枯病具有高度的抗病性，为转移这种抗病性，进行了栽培稻+疣粒野生稻不对称体细胞杂交。以软X射线处理过的疣粒野生稻原生质体作供体，来源于栽培稻品种02428的原生质体经碘乙酰胺（IOA）失活后作受体，采用PEG法诱导二者的原生质体融合。 【解析】（1）不同物种之间存在生殖隔离，栽培水稻与疣粒野生稻存在生殖隔离，无法通过有性杂交获得相应的抗性。 （2）①去除植物细胞壁常用纤维素酶和果胶酶处理，得到原生质体。已知大剂量的X射线能随机破坏细胞核中染色体结构，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（IOA）使细胞质中的某些酶失活，抑制细胞分裂。疣粒野生稻对白叶枯病高抗甚至免疫，为了达到转移抗白叶枯病特性的目的，融合前要用X射线照射疣粒野生稻的原生质体。 ②杂种植株应同时具有疣粒野生稻和栽培稻的部分特征，从图中的DNA片段的对比来看，3、4、5、7、9、10这些植株的DNA片段既包含了与疣粒野生稻相似的部分，由包含了与栽培稻相似的部分。 （3）有些杂种植株染色体数目与栽培稻相同，性状明显偏向栽培稻，但也表现出野生稻的一些特性，推测这些杂种植株无多余染色体但具有野生稻特性的原因是来自野生稻的某些基因通过染色体易位整合到栽培稻细胞中。 20．(24-25高一下·北京市平谷中学·期中)常规种植的棉花（陆地棉）含有棉酚，棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里的许多黑色细小的腺体中。棉酚具有一定毒性，为培育棉酚含量低且品质好的棉花杂种植株，科研人员将某种棉酚含量低的野生棉（2n=2X=26）与品质好的陆地棉（2n=4X=52）进行了不对称体细胞杂交。 （1）科研人员首先制备了野生棉和陆地棉的悬浮细胞，用________酶分别处理，各自获得有活力的原生质体。 （2）用一定剂量的紫外线处理野生棉原生质体，破坏部分染色体。用流式细胞仪测定上述各种原生质体细胞的DNA含量，结果如图1所示。未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中________（选填图1中字母）。 （3）将紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体用化学诱导剂________诱导融合，进而进行植物组培形成完整的再生植株。 （4）科研人员选取再生植株及双亲的根尖进行解离、漂洗、染色后压片并制成临时装片，显微镜下对________期的细胞进行观察，比较染色体的形态和数目，分析再生植株的染色体变异类型。 （5）用特定的方法对陆地棉和野生棉基因组DNA进行扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。图2是用同样的方法对双亲及再生植株1～6进行扩增的结果。据图特定条带判断，再生植株1～6中确定为杂种植株的有________。 （6）对杂种植株可通过观察________，筛选出低酚的杂种植物。 【答案】（1）纤维素酶、果胶 （2）B、C、A （3）聚乙二醇/PEG （4）中 （5）1、3、5、6 （6）茎、叶黑色细小腺体的多少 【分析】植物体细胞杂交技术的原理：细胞膜的流动性、细胞的全能性。意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍，使后代具备两个亲本的遗传物质。 【解析】（1）进行植物体细胞杂交，首先需用纤维素酶和果胶酶处理野生棉和陆地棉的悬浮细胞，去除细胞壁，各自获得有活力的原生质体。 （2）一定剂量的紫外线处理野生棉原生质体，可破坏部分染色体。用流式细胞仪测定上述各种原生质体细胞的DNA含量，据图1可知，图A中大多数细胞的DNA含量约为100，图B中大多数细胞的DNA约等于50，图C细胞中DNA含量差异较大，未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中B、C、A。 （3）将紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体用化学诱导剂聚乙二醇（PEG）诱导融合，形成的融合细胞经过细胞壁再生，成为完整细胞，进而分裂和脱分化形成愈伤组织，经过再分化形成完整的再生植株。 （4）选取再生植株及双亲的根尖进行解离、漂洗、染色后压片并制成临时装片，显微镜下对中期的细胞进行观察，比较染色体的形态和数目，分析再生植株的染色体变异类型，因为有丝分裂中期染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体的最佳时期。 （5）杂种植株含有两个亲本的遗传物质，据图可知，1、3、5、6含有两个亲本的遗传物质，属于杂种植株。 （6）棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里的许多黑色细小的腺体中，对杂种植株可通过观察茎、叶黑色细小腺体的多少，筛选出低酚的杂种植物。 21．(24-25高一下·北京市人大附中·期中)平菇具有味道鲜美，抗杂菌污染的优势，杏鲍菇具有菌丝强壮，生长旺盛的优势。为获得具有优良性状的平菇形菌株，研究者利用原生质体融合技术，进行了如下研究。 （1）以原生质体融合技术培育杂种新菌株的典型优势是________。 （2）用酶解法处理平菇和杏鲍菇获取原生质体时，要严格控制酶的________（至少写两点），以获得存活质量较高的原生质体。培养原生质体时，需要向培养液中加入适宜浓度的甘露醇来维持________，以维持细胞正常的形态和功能。 （3）采用不同浓度PEG诱导原生质体融合，实验结果如表1所示 表1 PEG质量分数 25% 30% 35% 40% 原生质体状态 有破碎现象哑铃型细胞比例<0.01% 表现正常哑铃型细胞比例0.03% 原生质体出现缩小现象哑铃型细胞比例0.01～0.02% 原生质体出现缩小现象哑铃型细胞比例0.01～0.02% 两个原生质体融合效果较好时会呈现哑铃型细胞，融合的原理是________。实验结果显示：________。 （4）鉴定菌株间遗传关系时，常将待测菌株的菌丝体接种于同一培养基内，若两菌丝体间长出“拮抗线”，说明二者的遗传关系较远（见图1）。借助此原理，快速筛选出一株与两亲本菌株遗传关系较远的融合菌株X，请在图2中绘制模式图，标注接种菌丝体位置，注明菌株类型，并预测拮抗线的位置________。 （5）对上述融合菌株接种培养，筛选出外形为平菇形的5株新菌株，结果如表2所示。 表2 菌株编号 长满营养基质的时间/（d） 平均产量/（kg·sack-1） 1 27 0.55 2 27.6 0.54 3 26.4 0.51 4 26.2 0.68 5 25.8 0.58 根据上述结果，科研人员最终选择________作为目的菌种。目的菌种在向菌农推广前，还需要进行________等检测。 【答案】（1）打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 （2）使用种类、浓度、温度和处理时间等 （一定的）渗透压 （3）细胞膜的流动性 质量分数30%的PEG溶液诱导原生质体融合效果最好，高于或低于30%不利于获得融合的原生质体 （4） （5）菌株4 营养成分（能否稳定遗传） 【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株．在进行植物体细胞杂交时需要使用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁，使用化学方法（聚乙二醇）或物理方法诱导原生质体融合，不能用灭活的病毒诱导．可根据植物细胞的质壁分离和复原鉴定杂种细胞是否再生细胞壁，从而确定原生质体融合是否完成。 【解析】（1）以原生质体融合技术培育杂种新菌株的典型优势是打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。 （2）原生质体放在低渗溶液中，会吸水涨破，放在高渗溶液中会失水皱缩，利用酶解法去除细胞壁时，应严格控制使用种类、浓度、温度和处理时间等条件﹐以提高原生质体产量并降低破损率，以获得存活质量较高的原生质体。原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压以维持原生质体的形态和活性。 （3）原生质体融合的原理是细胞膜具有一定的流动性，已知两个原生质体融合效果较好时会呈现哑铃型细胞。实验结果显示：质量分数30%的PEG溶液诱导原生质体融合效果最好，高于或低于30%不利于获得融合的原生质体。 （4）已知待测菌株的菌丝体接种于同一培养基内，若两菌丝体间长出“拮抗线”，说明二者的遗传关系较远。借助此原理，若要快速筛选出一株与两亲本菌株遗传关系较远的融合菌株X，可接种菌丝如下： （5）分析表格中长满营养基质的时间和平均产量可知，菌株4的培养时间较短，且平均产量最大，故科研人员最终选择菌株4作为目的菌种。目的菌种在向菌农推广前，还需要营养成分（能否稳定遗传）。 22．(24-25高一下·北京市第五十五中学·期中)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：筛选高产细胞→细胞生长和产物X合成关系的确定→发酵生产X。回答下列问题： （1）获得高产细胞时，以X含量高的植物品种的器官和组织作为________，经脱分化形成________，然后通过液体振荡和用一定孔径的筛网进行过滤获得分散的单细胞。 （2）对分离获得的单细胞进行________培养，并通过添加DNA合成抑制剂或营养缺陷培养方法获取________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因子加入到培养基中，该过程模拟了________的胁迫。 （3）在大规模培养高产细胞前，需了解植物细胞生长和产物合成的关系。培养细胞生产次生代谢产物的模型分为3种，如图所示。若X只在细胞生长停止后才能合成，则X的合成符合图________（填“甲”“乙”“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。________ （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代谢途径和关键酶的基础上，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。 【答案】（1）外植体 愈伤组织 （2）克隆 细胞 微生物侵害 （3）丙 先培养大量细胞，改变条件使细胞停止生长，大量产生X （4）器官 发酵 【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）。 【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。 （2）分离获得的单细胞进行克隆培养（增加细胞数量），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，而处于其它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。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，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植物的次生代谢产物。 23．(24-25高一下·北京市西城区北京师范大学附属中学·期中)学习以下材料，回答（1）～（4）。 miR399基因调控柑橘胞质杂种雄z性不育 柑橘在我国南方广泛种植，无核是品种改良的主要目标之一。大多数柑橘都可单性结实（果实没有种子也能正常发育）。华柚2号是通过植物体细胞杂交技术获得的优良雄性不育无核种，属非对称融合的胞质杂种，其细胞核基因组全部来自叶肉亲本（HBP），而线粒体基因组来自愈伤亲本（G1）。育种程序如图1： 研究者以HBP为对照，探究华柚2号雄性不育机理。经分析获得多个差异表达基因，其中miR399基因在华柚2号花器官的不同发育时期表达均下调，它通过识别靶基因的响应元件（MRE）后剪切靶基因mRNA来调控花器官发育及花粉育性。为确定具有MRE序列的基因UB和Cs是否为miR399的靶基因，研究者通过在增强启动子35S下游连接不同的基因片段（a～e，如下表）构建了5种表达载体，将不同的表达载体组合转入烟草细胞。GFP（绿色荧光蛋白基因）正常表达即可在紫外光下观察到叶片发绿色荧光。 编号 35S-基因片段 a 35S b 35S-miR399 c 35S-UB-GFP d 35S-突变MRE-GFP e 35S-Cs-GFP 图2结果表明，miR399能对UB基因的mRNA有效剪切，从而调控发育。SE基因可以抑制花药表面开张，使花药难以开裂释放花粉；CE基因的过表达使花瓣和雄蕊形态异常。研究者通过裂解荧光素酶互补实验证实了SE蛋白和CE蛋白均为UB蛋白的互作蛋白，实验原理为：将萤火虫的荧光素酶分成无活性的N端和C端两段蛋白，将N端和C端各融合不同待测蛋白，如果这两个待测蛋白存在互作，那么荧光素的N和C端将在空间上靠近而恢复活性，催化底物产生荧光。通过检测荧光来判断两蛋白是否存在互作。 缺磷（Pi）会使植物相关代谢受到影响，导致花药发育异常从而表现雄性不育。转TM基因（miR399抑制基因）柑橘的总磷含量出现了显著的下调，其Pi转运基因（PHT）表达下调，有机磷释放基因（PAP）表达上调。 综上所述，本研究解析了miR399-UB轴调控柑橘花器官发育和雄性不育的分子机理，在基因表达和代谢等不同水平揭示了miR399调控柑橘生殖发育的机制，为继续培养无核柑橘提供了理论支持。 （1）图1中①过程常用________处理亲本细胞，④过程需要用到________技术。 （2）图2中的实验组为b+c和________组。结果说明UB是miR399的靶基因而Cs不是，得出此结论的依据是________。 （3）研究者还检测了野生型和转TM基因烟草的miR399和UB基因的表达量，结果为________。进一步确定miR399可以调控UB基因的表达。 （4）在确定SE和CE是UB的互作蛋白的裂解荧光素酶互补实验中，能够检测到发荧光的转基因植物导入的质粒组合应该是________。 （5）请综合以上信息，完善miR399-UB途径调控柑橘雄性不育的模型。 【答案】（1）纤维素酶和果胶酶 植物组织培养 （2）b+e b+c组比对照组（a+c）荧光颜色浅；b+e与对照组（a+e）荧光强度接近 （3）与野生型相比，转TM基因烟草miR399的表达量下降，UB基因的表达量上升 （4）“1、4”/“2、3” （5）①上调 ②PHT ③PAP 【分析】植物体细胞杂交，是指将植物不同种、属，甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合，然后进行离体培养，使其再生杂种植株的技术。 【解析】（1）图1中①过程是用酶解法去除细胞的细胞壁，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，可采用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁；④过程是由一个细胞形成一个个体，故需要用到植物组织培养技术。 （2）确定具有MRE序列的基因UB和Cs是否为miR399的靶基因，自变量应为UB或Cs的有无，图2中的实验组为b+c和b+e组。b+c组比对照组（a+c）荧光颜色浅；b+e与对照组（a+e）荧光强度接近，说明UB是miR399的靶基因而Cs不是。 （3）TM基因为miR399抑制基因，miR399能对UB基因的mRNA有效剪切，研究者检测了野生型和转TM基因烟草的miR399和UB基因的表达量，结果为与野生型相比，转TM基因烟草miR399的表达量下降，UB基因的表达量上升，进一步确定miR399可以调控UB基因的表达。 （4）在确定SE和CE均是UB的互作蛋白的裂解荧光素酶互补实验中，能使转基因植物发荧光的质粒组合应同时含有荧光素酶基因的N端和C端，且荧光素酶基因的N端或C端分别与UB基因或其作用蛋白基因结合，据图可知1、4”/“2、3”符合要求。 （5）根据题意可知，miR399能对UB基因的mRNA有效剪切，miR399表达下调，UB基因的表达量会上调；转TM基因（miR399抑制基因）柑橘的总磷含量出现了显著的下调，其Pi转运基因（PHT）表达下调，有机磷释放基因（PAP）表达上调。 地 城 考点02 动物细胞工程 一、单选题 1．(24-25高一下·北京市第五十五中学·期中)动物细胞培养和植物组织培养技术都是细胞工程的基础性技术，两种技术都（　　） A．能实现大量获得细胞产物 B．以细胞的全能性为技术原理 C．需要使用液体培养基 D．使用酶将组织分散为细胞 【答案】A 【分析】1、植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术，其原理为植物细胞的全能性。植物组织培养中细胞表现出全能性的条件为：离体、严格的无菌条件、适宜的培养条件及适宜浓度和比例的激素。 2、动物细胞培养：指从动物细胞中取出相关的组织，将它们分散成单个细胞，然后在适宜的条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。 【解析】A、动物细胞培养的可获得大量的细胞或细胞产物，生产实践中可将外植体脱分化获得愈伤组织，再经过细胞分裂可获得大量细胞进而获得大量细胞产物，即动物细胞培养和植物组织培养技术都能实现大量获得细胞产物，A正确； B、动物细胞培养过程中没有发育成完整个体，也没有分化成其他各种细胞，没有体现细胞的全能性，B错误； C、植物组织培养技术使用固体培养基，动物细胞培养一般使用液体培养基，C错误； D、植物组织培养技术不需要用酶将组织分散成细胞，动物细胞培养需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将组织分散为细胞，D错误。 故选A。 2．(24-25高一下·北京市通州区·期中)下列与动物细胞培养相关的叙述不正确的是（　　） A．动物细胞培养的原理是细胞的全能性 B．动物细胞培养过程中需定期更换培养液 C．动物细胞培养液中需要添加一定量的动物血清 D．CO2的作用是维持细胞培养液pH的相对稳定 【答案】A 【分析】动物细胞培养原理是细胞增殖；细胞全能性指已分化细胞仍具发育成完整个体的潜能；培养动物细胞需定期换液，目的是提供营养并清除代谢废物；动物细胞培养液要加动物血清，血清含细胞生长和增殖必需的营养、激素和生长因子；CO2可调节细胞培养液酸碱平衡，维持pH相对稳定。 【解析】A、动物细胞培养的原理是细胞增殖，而细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，动物细胞培养并没有发育成完整个体，所以不是细胞全能性，A错误； B、细胞培养过程中会产生代谢废物等，会影响细胞的生长环境，所以需要定期更换培养液，以提供细胞所需营养物质并清除代谢废物，B正确； C、动物细胞培养液中需要添加一定量的动物血清，因为血清中含有多种维持细胞生长和增殖所必需的营养成分、激素和生长因子等，C正确； D、CO2可以参与细胞培养液中酸碱平衡的调节，其作用是维持细胞培养液pH的相对稳定，D正确。 故选A。 3．(24-25高一下·北京市人大附中·期中)动物细胞培养技术是动物细胞工程的基础技术，下列有关分析正确的是（　　） A．首先要用机械方法或胃蛋白酶处理动物组织，获得细胞悬液 B．动物血清能够为细胞提供营养物质和调节细胞生命活动的信息分子 C．贴壁生长的细胞会在培养时发生接触抑制，而悬浮培养的细胞不会分裂受阻 D．传代培养时需要收集细胞，都可以直接利用离心法收集 【答案】B 【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，然后在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。动物细胞培养需满足基本的营养条件，培养液中需有氨基酸、无机盐、糖类和维生素等，同时需要适宜的温度、pH和渗透压，还需在无菌无毒的环境下去培养。无菌：对培养液和所有的培养用具进行灭菌处理，在无菌的环境下进行操作；无毒：定期更换培养液，以便清除代谢产物。 【解析】A、不能用胃蛋白酶，而应该使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶，A错误； B、动物血清取自动物血液有营养物质和调节物质，有利于动物细胞培养，B正确； C、悬浮培养的细胞因细胞密度过大、有害代谢物质积累和培养液中营养物质缺乏等因素也会分裂受阻，C错误； D、贴壁生长的细胞需要重新用胰蛋白酶处理，使分散成单个细胞，再用离心法收集，D错误。 故选B。 4．(24-25高一下·北京市昌平区·期中)科学家利用仙台病毒诱导A、B两种动物细胞进行融合，之后进行细胞培养。已知A、B两种细胞各自的生活环境（如下表所示），且融合细胞只能在选择培养基Ⅱ上生长，下列叙述错误的是（　　） A细胞 只能在选择培养基Ⅰ上生长，生长环境的pH为4～6 B细胞 只能在选择培养基Ⅱ上生长，生长环境的pH为7～8 A．可用PEG融合法和电融合法诱导动物细胞融合 B．选择培养基Ⅱ上存活下来并生长的细胞就是融合细胞 C．将融合后的细胞置于CO2培养箱以维持培养液的pH D．A、B两种动物细胞融合体现了细胞膜具有一定的流动性 【答案】B 【分析】诱导动物细胞融合的方法包括物理法、化学法（聚乙二醇等）和生物法（灭活的病毒）。 【解析】A、可用PEG融合法和电融合法、灭活病毒诱导法，诱导动物细胞融合，A正确； B、虽然融合细胞只能在选择培养基Ⅱ上生长，但在选择培养基Ⅱ上存活下来并生长的细胞不一定都是融合细胞，有可能存在B细胞（因为B细胞原本就能在选择培养基Ⅱ上生长），B错误； C、将融合后的细胞置于CO2培养箱以维持培养液的pH，C正确； D、A、B两种动物细胞融合，体现了细胞膜具有流动性，D正确。 故选B。 5．(24-25高一下·北京市平谷中学·期中)科研人员制备抗δ病毒N蛋白的单克隆抗体，并鉴定其与N蛋白的结合位点。将N蛋白第91～170位氨基酸（aa）分成3个片段（图a），检测该抗体与3个片段结合的情况，电泳结果如图b。相关叙述错误的是（　　） A．用N蛋白免疫小鼠即可获得单克隆抗体 B．体外培养杂交瘤细胞时需加入动物血清 C．第110-130位氨基酸之间存在结合位点 D．对照组需添加无关抗原 【答案】A 【分析】单克隆抗体的制备： （1）制备产生特异性抗体的B淋巴细胞：向免疫小鼠体内注射特定的抗原，然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞。 （2）获得杂交瘤细胞：①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合。②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，该杂种细胞既能够无限增殖又能产生单一抗体。 （3）克隆化培养和抗体检测。 （4）将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。 （5）提取单克隆抗体：从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。 【解析】A、用N蛋白免疫小鼠不可直接获得单克隆抗体，还需要进行筛选、克隆化培养和抗体检测，A错误； B、由于人们对细胞所需的营养物质尚未完全研究清楚，体外培养杂交瘤细胞时需加入动物血清，B正确； C、分析图b可知，A、B对应的片段能与抗体结合，结合图a可知第110-130位氨基酸之间存在结合位点，C正确； D、为了保证实验结果的严谨性，对照组需添加无关抗原，D正确。 故选A。 6．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构（类囊胚）。下列相关叙述错误的是（　　） A．该过程中所有细胞均含同源染色体 B．在类囊胚阶段，细胞逐渐分化 C．类囊胚的获得利用了核移植技术 D．欲研究后续发育，需用胚胎移植技术 【答案】C 【分析】动物胚胎发育的基本过程： （1）受精场所是母体的输卵管。 （2）卵裂期：细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积并不增加，或略有减小。 （3）桑椹胚：胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹，是全能细胞。 （4）囊胚：细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。 （5）原肠胚：有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔。 【解析】A、诱导食蟹猴胚胎干细胞形成类似囊胚的结构过程中存在细胞分裂分化，细胞中均含同源染色体，A正确； B、在类囊胚阶段，细胞开始出现分化，B正确； C、类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术，并没有进行核移植，C错误； D、可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体中继续胚胎发育，从而可以用来研究类囊胚的后续发育，D正确。 故选C。 7．(24-25高一下·北京市平谷中学·期中)敲除大鼠心肌细胞H的T基因，对照组与敲除组的H细胞在培养瓶中贴壁生长，检测两组细胞的数量变化，结果如图所示。下列相关叙述不合理的是（　　） A．体外培养H细胞需要添加动物血清 B．可用胰蛋白酶处理H细胞便于计数 C．敲除T基因的H细胞失去了分裂能力 D．提高T基因表达可能促进心脏损伤修复 【答案】C 【分析】对照组与敲除组的区别是有无T基因，相同培养时间内，对照组的H细胞数量多于敲除组，说明T基因的存在能促进细胞的分裂。 【解析】A、动物细胞培养时常加入动物血清，因此体外培养H细胞需要添加动物血清，A正确； B、可用胰蛋白酶处理H细胞使其分离为单细胞，便于计数，B正确； C、随着时间的延长，敲除组的H细胞数量依然增加了，说明敲除T基因的H细胞仍然有分裂能力，C错误； D、对照组含有T基因，相同培养时间内，对照组的细胞数量多于敲除组，说明T基因能促进细胞分裂，因此提高T基因表达可能促进心脏损伤修复，D正确。 故选C。 8．(24-25高一下·北京市第三十五中学·期中)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，并建立了成纤维细胞系（具备分化成各种细胞的潜力），同时对其进行了冻存保存，流程如下所示。下列叙述错误的是（　　） 取动物组织块剪碎→动物组织碎块制成细胞悬液→原代培养→冻存 A．鹿成纤维细胞系细胞类似于干细胞，具有分裂和分化的能力 B．鹿成纤维细胞系冻存时细胞代谢被抑制，细胞中酶的活性较弱 C．制细胞悬液中常用胰蛋白酶处理，若出现细胞贴壁后还需酶处理 D．在原代培养过程中，细胞要经过脱分化形成愈伤组织 【答案】D 【分析】动物细胞培养时，取幼龄动物的组织，剪碎后，用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，制成细胞悬浮液，转入细胞培养液中进行的培养是原代培养；当细胞贴满瓶壁，在用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，制成细胞悬浮液，转入培养液中进行的是传代培养。 【解析】A、根据题干“建立了成纤维细胞系（具备分化成各种细胞的潜力）”可知，鹿成纤维细胞系细胞类似于干细胞，具有分裂和分化的能力，A正确； B、细胞冻存时，温度较低，细胞代谢被抑制，细胞中酶的活性较弱，B正确； C、在制备细胞悬液时，常用胰蛋白酶处理，以分散细胞；若出现细胞贴壁后，同样需用胰蛋白酶处理使细胞分散，便于传代培养等后续操作，C正确； D、原代培养是指从机体取出后立即进行的细胞、组织培养，在此过程中细胞不会经过脱分化形成愈伤组织，脱分化形成愈伤组织是植物组织培养中的过程，D错误。 故选D。 9．(24-25高一下·北京市人大附中·期中)将诱导多能干细胞（iPSC）移植给急性心肌梗死小鼠，检测发现小鼠心肌电生理指标逐渐恢复正常。下列说法合理的是（　　） A．该实验仅需正常小鼠作为对照组 B．培养诱导多能干细胞通常不需要添加血清等天然成分 C．选择病鼠自身细胞获得iPSC再移植可避免免疫排斥 D．此结果说明可将iPSC移植用于治疗人类缺血性心肌病 【答案】C 【分析】诱导多能干细胞（iPSc）是类似胚胎干细胞的一种细胞，是具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。 诱导多能干细胞（iPSc）来源于生物自身的体细胞的诱导，诱导过程无需破坏胚胎，不会因为伦理问题限制在医学上的应用，再移植回可生物体内，可避免免疫排斥反应。 【解析】A、为了说明诱导多能干细胞（iPSc）移植给急性心肌梗死小鼠的影响，该实验需正常小鼠作为对照组，也需要急性心肌梗死小鼠为对照，A错误； B、培养干细胞也是动物细胞培养，也需要添加动物血清，B错误； C、诱导多能干细胞（iPSc）来源于病鼠自身的体细胞的诱导，再移植回可病鼠体内可避免免疫排斥，C正确； D、诱导多能干细胞（iPSc）可分化为心肌细胞，从而使急性心肌梗死小鼠的心肌电生理指标逐渐恢复正常，缺血性心肌病和急性心肌梗病因不同，不能通过增加心肌细胞得以治疗，D错误。 故选C。 10．(24-25高一下·北京市人大附中·期中)动物细胞工程技术在动物育种中有着广泛的应用，下列叙述正确的是（　　） A．获得克隆动物和转基因动物的过程都属于无性生殖 B．三种动物的培育过程都需要动物细胞培养技术和胚胎移植技术 C．目前三种动物培育成功率数很低，且都大多数存在健康问题，应用受限 D．对转基因动物应用体外受精技术得到的克隆动物能够稳定遗传其优良性状 【答案】B 【分析】克隆动物的培育一般采用了核移植技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术，因此属于无性生殖。试管动物的培育一般采用了体外受精技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术，因此属于有性生殖。 【解析】A、克隆动物一般采用了核移植技术，属于无性生殖方式产生的，转基因动物一般用受精卵作为受体细胞，属于有性生殖，A错误； B、体外受精技术需要体外培养未成熟的卵细胞，动物细胞核移植技术需要体外培养供体和受体细胞，三种动物的培育过程都需要动物细胞培养技术，B正确； C、只有克隆动物培育成功率低，且都大多数存在健康问题，应用受限，其他两种动物成功率较高，已广泛应用，C错误； D、对转基因动物应用体外受精技术得到的是试管动物不是克隆动物，属于有性生殖不一定能稳定遗传其性状，D错误。 故选B。 11．(24-25高一下·北京市第八十中学·期中)为检测某药物X的抗癌活性，在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞，使其贴壁生长，实验组加入溶于二甲亚矾的药物X，培养72小时后进行计数，比较实验组和对照组每个孔中细胞数目。下列有关叙述错误的是（　　） A．细胞培养液中通常需要加入血清等天然成分 B．可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并进行计数 C．对照组中应加入等体积的无菌蒸馏水，其他条件一致 D．若实验组细胞数远低于对照组，可初步判断此药物有抗癌效果 【答案】C 【分析】1、分析题意可知：本实验目的是为检测某药物X的抗癌活性，则实验自变量是药物X有无，因变量是癌细胞数量。 2、动物细胞培养的条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素，防止培养过程中的污染；③定期更换培养液，以便清除代谢废物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清等天然物质。（3）温度和pH。（4）气体环境：95%空气和5%的CO2。 【解析】A、培养动物细胞时，细胞培养液中通常需要加入血清，以保证动物细胞正常生长，A正确； B、对于已经贴壁生长的动物细胞，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使肝癌细胞脱落下来并进行计数，B正确； C、实验设计应遵循单一变量原则，实验组加入药物X，择对照组应加入等体积的无菌生理盐水（加入蒸馏水会使动物细胞涨破），C错误； D、分析实验结果可知，添加药物X的实验组肝癌细胞数目最少，可以初步判断药物X的抗癌效果较好，D正确。 故选C。 12．(24-25高一下·北京市人大附中·期中)我国科学家利用基因编辑技术，获得一只生物节律核心基因敲除的猕猴。取其成纤维细胞与去核的卵母细胞融合，将发育形成的早期胚胎植入代孕雌猴，获得5只克隆猴，用于研究节律机制。以下叙述错误的是（　　） A．克隆猴基因组成差异小，作为实验动物便于研究 B．刚刚采集到的卵母细胞应立即去核以便用于核移植 C．可用电融合法诱导去核卵母细胞和成纤维细胞融合 D．克隆猴的获得体现了动物体细胞的细胞核具有全能性 【答案】B 【解析】A、由于克隆猴基因组成差异小，用克隆猴作为实验动物，有利于使实验中的无关变量的控制，有利于增强实验的可信度，A正确； B、刚刚采集到的卵母细胞需要在体外培养到MⅡ期才能用于核移植，B错误； C、细胞融合的过程需要人工诱导，如聚乙二醇（PEG）融合法、灭活病毒诱导法、电融合法等，C正确； D、动物细胞核含有该物种的全套遗传信息，克隆猴的获得体现了动物体细胞的细胞核具有全能性，D正确。 故选B。 13．(24-25高一下·北京工业大学附属中学·期中)胚胎工程在畜牧业生产中发挥重要作用。下列叙述不正确的是（　　） A．进行胚胎移植前，要对供体和受体进行免疫检查，以防止发生免疫排斥反应 B．体外受精获得的胚胎需移植给受体才能获得后代 C．选择发育良好的桑椹胚或囊胚进行胚胎分割 D．胚胎工程能够明显缩短供体动物本身的繁殖周期 【答案】A 【分析】1、体外受精主要包括：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。 2、胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。 【解析】A、受体一般不会对供体发生免疫排斥，所以不必进行免疫检查，A错误； B、体外受精获得的胚胎必须经过胚胎移植才能获得后代，胚胎移植技术是胚胎工程的最终技术环节，B正确； C、进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，且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，C正确； D、胚胎工程能够明显缩短供体动物本身的繁殖周期，从而提高优良母畜的繁殖潜力，D正确。 故选A。 14．(24-25高一下·北京市海淀区·期中)图示为我国科学家成功培养得到健康存活的克隆恒河猴的过程，下列叙述错误的是（　　） A．培养过程涉及到体外受精、动物细胞培养和显微注射等技术 B．细胞核在受体细胞中不能完全恢复分化前功能导致克隆成功率低 C．胚胎移植前可用滋养层乙的细胞对克隆的恒河猴进行遗传筛查 D．该技术可获得特定疾病模型的恒河猴用于评估药物有效性 【答案】C 【分析】胚胎移植的生理基础（1）供体与受体相同的生理变化，为供体的胚胎植入受体提供了相同的生理环境；（2）胚胎在早期母体中处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能；（3）子宫不对外来胚胎发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能；（4）胚胎遗传性状不受受体任何影响。 【解析】A、图示将甲的内细胞团注入到乙的去内细胞团胚胎中，培养过程涉及到体外受精、动物细胞培养和显微注射等技术，A正确； B、细胞核的功能受到细胞质的影响，细胞核在受体细胞中不能完全恢复分化前功能导致克隆成功率低，B正确； C、移植后的胚胎内细胞团来自甲，内细胞团将发育成完整的克隆恒河猴胚胎，因此胚胎移植前用滋养层乙的细胞不能对克隆的恒河猴进行遗传筛查，C错误； D、该技术可获得特定疾病模型的恒河猴，构建动物模型，可用于评估药物有效性，D正确。 故选C。 15．(24-25高一下·北京市通州区·期中)我国科研工作者将可表达绿色荧光蛋白的供体猕猴的胚胎干细胞（简称4CL干细胞）注射至与其遗传信息不同的猕猴胚胎中，形成嵌合胚胎，并最终得到嵌合体猴，过程如下图所示。相关叙述正确的是（　　） A．4CL干细胞注入后仅能于受体胚胎中发育成上皮组织 B．桑葚胚阶段注入的4CL干细胞会与其他胚胎细胞发生融合 C．通过观察嵌合原肠胚的外观，能准确推断4CL干细胞的占比情况 D．嵌合体猴可能通过有性生殖将4CL干细胞的遗传信息遗传给后代 【答案】D 【分析】胚胎干细胞来源于早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞。胚胎干细胞，是高度未分化的细胞。如果进行体外培养，能够无限的增殖和分化。胚胎肝细胞还可以分化成多功能的细胞。胚胎干细胞具有多能性，可以分化成多种组织的能力但是无法独自发育成一个个体细胞。胚胎里的干细胞被称为一种“全能”细胞，可以分化成所有类型的细胞，并且携带生物体的全套遗传信息。 【解析】A、4CL干细胞在功能上，具有发育的全能性，即可以分化为成年动物体内任何一种组织和器官，A错误； B、4CL干细胞不会与其他胚胎细胞发生细胞融合，4CL干细胞会与其他细胞共同发育，B错误； C、原肠胚是胚胎发育的一个阶段，外观上难以直接量化不同来源细胞的占比，绿色荧光蛋白可用于标记4CL干细胞，但外观观察（如荧光分布）只能定性或半定量判断嵌合情况，无法“准确”推断占比，C错误； D、若嵌合体猴的原始生殖细胞中含有4CL干细胞的遗传信息，可以通过有性生殖将4CL干细胞的遗传信息遗传给后代，D正确。 故选D。 16．(24-25高一下·北京工业大学附属中学·期中)将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚中，一段时间后，将接受注射的囊胚均分为二，得到两只黑白相间的小鼠（Mc）。据此分析，下列叙述不正确的是（　　） A．获得Mc用到了胚胎移植技术 B．Mc表皮中有两种基因型的细胞 C．注射入的细胞会分化成Mc的多种组织 D．发育成的两只小鼠表型完全相同 【答案】D 【分析】胚胎发育过程： （1）卵裂期：细胞进行有丝分裂，数量增加，胚胎总体积不增加。 （2）桑椹胚：32个细胞左右的胚胎，之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能，属全能细胞。 （3）囊胚：细胞开始分化，其中个体较大的细胞叫内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐渐出现囊胚腔。注：囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫孵化。 （4）原肠胚：内细胞团表层形成外胚层，下方细胞形成内胚层，由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。 【解析】A、根据题干信息，获得Mc的生物技术利用胚胎移植技术，A正确； B、接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠，说明Mc表皮中有两种基因型的细胞，B正确； C、内细胞团能发育成胎儿的各种组织，注射的细胞来自黑色小鼠的内细胞团，会分化成Mc的多种组织，C正确； D、将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠，但性状表现不一定相同，D错误。 故选D。 二、非选择题 17．(24-25高一下·北京市通州区·期中)猫的Feld1蛋白主要存在于毛发和唾液中，是导致人类过敏的一种常见过敏原，因此开发Feld1蛋白的快速检测技术具有重要意义。 （1）科研人员通过多次注射________对小鼠进行免疫，然后从免疫小鼠的脾脏收集________细胞和骨髓瘤细胞混合，并加入________试剂促进细胞融合，经选择的杂交瘤细胞进行________培养和抗体阳性检测，最终在培养液中提取分离得到多种抗Feld1蛋白的单克隆抗体，分别命名为5H4和7D11。 （2）为了探究5H4和7D11结合抗原的具体表位，将Feld1蛋白分为F1、F2、F3三个小片段蛋白（图1A），并利用5H4和7D11进行蛋白质免疫印记实验（图1B），结果表明5H4和7D11分别识别Feld1蛋白的________片段。 （3）传统的双抗体夹心法可以快速检测样本中的抗原，原理如图2A。金标垫部位具有5H4蛋白-胶体金颗粒复合物，该复合物具有肉眼可见的红色斑点，并会随着标本流向移动。检测线（T线）和质控线（C线）分别包埋了固定在硝酸纤维素膜上的________（①5H4蛋白、②抗5H4蛋白的抗体、③7D11蛋白、④抗7D11蛋白的抗体）。请根据原理图分析不同结果下C线、T线的结果，并填入表格中________（“+”代表红色，“-”代表无色）。 （4）为了检测Feldl蛋白的含量，研究人员对双抗体夹心法做了进一步改造，如图3所示，三条检测线T1、T2、T3包埋相同的物质，请简述如何通过检测线的显色结果来判断待测血清中Feld1蛋白的相对含量________。 【答案】（1）Feld1蛋白 B细胞 PEG 克隆化 （2）F3、F1 （3）③、② 阳性结果 阴性结果 C线 + + T线 + - （4）检测线出现红色条带数量越多，Feld1蛋白的含量越多 【分析】血糖的升高会刺激下丘脑的感受器进而通过神经刺激胰岛B细胞分泌胰岛素，但同时血糖的升高也会直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素。胰岛素分泌的增多：①会抑制胰高血糖素的分泌；②促进糖类的氧化的分解；③促进血糖转化为肝糖原、肌糖原；④促进糖类转化为脂肪、非必需氨基酸。血糖降低，刺激下丘脑和胰岛B细胞，而下丘脑也会通过神经刺激胰岛B细胞分泌胰高血糖素。胰高血糖素会促进储能物质向血糖的转化，进而提高血糖。 【解析】（1）科研人员通过多次注射Feld1蛋白作为抗原，对实验小鼠进行免疫，产生相应的B淋巴细胞，然后从脾脏中收集B淋巴细胞，然后与骨髓瘤细胞混合，在PEG的作用下促进B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞，经选择的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体阳性检测，最终在培养液中提取分离得到多种抗Feld1的单克隆抗体。 （2）据图1B可知，5H4可与F3片段产生免疫反应，7D11可与F1片段产生免疫反应，故5H4和7D11分别识别Feld1蛋白的F3、F1片段。 （3）据图2A结合题干信息可知，该检测工具的工作原理是：若样品中含有待测物质，经过金标垫时，可与其上的5H4蛋白-胶体金颗粒复合物（红色）结合，并移向检测线，检测线预埋的物质应能与该物质结合，使部分红色物质停留在检测线，此时检测线显示为红色，部分样品继续向质控线移动，而质控线预埋的物质不管样品中是否含有待测物质，均能与5H4蛋白-胶体金颗粒复合物（红色）结合，显示红色，以确保检测工具的有效性若质控线不显示红色，则说明检测工具本身质量有问题，那么检测线的结果不可信，因此检测线（T线）和质控线（C线）分别包埋了固定在硝酸纤维素膜上的③7D11蛋白和②抗5H4蛋白的抗体；根据该检测工具的工作原理，阴性和阳性结果对应的C线、T线是否显红色如表所示（“+”代表红色，“-”代表无色）：。 （4）为了检测Feld1蛋白的含量，研究人员将一条检测线改成三条检测线，若检测线出现红色条带数量越多，则说明Feldl蛋白的含量越多。 18．(24-25高一下·北京市第八十中学·期中)学习以下材料，回答（1）～（5）题。 黑色素干细胞的动态变化 毛发的生长周期包括生长期、退化期和休止期（毛发脱落），毛发的生长和更新由毛囊的变化所驱动，毛囊的结构如图。毛发呈现出黑色是由于黑色素干细胞（McSC）分化的成熟黑色素细胞产生真黑色素将毛发“染”成了黑色。在人类和大多数动物毛囊中，McSC的耗尽会导致毛发变白。 研究人员构建McSC带有红色荧光标记的模型小鼠，对毛囊持续观察，研究McSC的生命历程。发现在毛发的生长期初期，McSC在毛囊的毛基质区增殖后全部分化为TA细胞（一种中间状态的细胞，可快速增殖，然后分化为成熟的黑色素细胞）；生长期中后期，在毛基质区全部为成熟黑色素细胞，这些细胞会在生长期结束时死亡；在生长期中后期，隆起区出现McSC，并表现出增殖能力；退化期后期，McSC出现在隆起区下部，到休止期大多数McSC则定位到毛基质区并保持未分化状态。研究人员据此提出大胆假设，毛基质区的大部分TA细胞会随着毛囊的生长而分化，McSC数量的维持依赖于TA细胞的分化、这有别于以往对成体干细胞的认知。 进一步研究发现，WNT蛋白是McSC分化不可或缺的信号分子，缺乏WNT蛋白将使得成熟黑色素细胞生成不足。McSC和TA细胞在隆起区和毛基质区的移动，使它们能够处于不同的WNT信号水平，从而可逆地走向分化或去分化。 对黑毛小鼠进行反复拔毛以加速毛囊老化的实验中，检测到在第七个休止期的毛基质区有显著的McSC丢失，这些小鼠表现出毛发变灰。值得注意的是，老化的毛囊中许多McSC已经改变了位置，分散到隆起区，而不在毛基质区紧密聚集。隆起区的McSC数量从拔毛前的10%增加到了50%。 小鼠毛发变白机制可能同样存在于人类，对此进行深入研究有望为实现白发变青丝提供依据。 （1）干细胞是动物或人体内保留的少数具有________能力的细胞。成熟黑色素细胞由McSC转变而来，请从分子或细胞水平提出可以区分这两种细胞的检测思路________（答出2条）。 （2）文中提到对McSC的认知“有别于以往对成体干细胞的认知”，是指McSC可来源于________。 （3）综合文中内容，完善McSC在毛发生长周期中的生命历程________。（在答题纸实线框中以文字和箭头的形式做答） （4）根据文中信息，下列与WNT有关的推测合理的是________（多选）。 A．毛基质区WNT基因表达量在生长期高于休止期 B．隆起区WNT基因表达在生长期中后期被上调 C．持续激活隆起区WNT信号，会促进McSC分化 （5）根据文中研究成果提出有望使反复拔毛小鼠毛色扭转的思路________。 【答案】（1）分裂和分化 观察细胞的形态结构；检测某些特定基因表达的情况；检测细胞中黑色素的含量等 （2）TA细胞的去分化 （3） （4）AC （5）促使隆起区的McSC重新恢复移动能力，回到毛基质区，分化为成熟的黑色素细胞 【分析】1、在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫作细胞分化。细胞分化是一种持久性的变化，一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。2、成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。 【解析】（1）干细胞是动物或人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。题干信息：成熟黑色素细胞由McSC转变而来，可见这两种细胞形态、结构功能不同，存在基因的选择性表达，故可以通过观察细胞的形态结构；检测某些特定基因表达的情况；检测细胞中黑色素的含量等区分成熟黑色素细胞核McSC细胞。 （2）成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。文中提到对MeSC的认知“有别于以往对成体干细胞的认知”，是指MeSC可来源于TA细胞的去分化。 （3）McSC的生命历程：在毛发的生长期初期，McSC在毛囊的毛基质区增殖后全部分化为TA细胞（一种中间状态的细胞，可快速增殖，然后分化为成熟的黑色素细胞）；生长期中后期，在毛基质区全部为成熟黑色素细胞，这些细胞会在生长期结束时死亡；在生长期中后期，隆起区出现McSC，并表现出增殖能力；退化期后期，McSC出现在隆起区下部，到休止期大多数McSC则定位到毛基质区并保持未分化状态。如图： （4）A、生长期中后期，在毛基质区全部为成熟黑色素细胞，又缺乏WNT蛋白将使得成熟黑色素细胞生成不足，可见毛基质区WNT基因表达量在生长期高于休止期，A正确； B、隆起区生长期中后期，TA细胞去分化为McSC，可见隆起区WNT基因表达在生长期中后期被下调，B错误； C、WNT蛋白是McSC分化不可或缺的信号分子，可见持续激活隆起区WNT信号，会促进McSC分化，C正确。 故选AC。 （5）根据文中研究成果：对黑毛小鼠进行反复拔毛以加速毛囊老化的实验中，老化的毛囊中许多McSC已经改变了位置，分散到隆起区，而不在毛基质区紧密聚集。隆起区的MeSC数量从拔毛前的10%增加到了50%；可知使反复拔毛小鼠毛色扭转的思路为促使隆起区的McSC重新恢复移动能力，回到毛基质区，分化为成熟的黑色素细胞。 19．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)雌性哺乳动物在早期胚胎发育过程中1条X染色体会发生整体范围内的沉默（“非逃逸”基因转录活性被抑制），X染色体失活（XCI），仅有少数“逃逸”基因仍能正常表达。XCI能保证雌、雄间X染色体上基因表达水平的一致，也会造成体外受精胎儿性别比例的失衡。 （1）为制备体外受精（IVF）的胚胎，研究人员采用超数排卵方法采集小鼠________期卵母细胞，另一方面，将成年健康公鼠的精子在体外条件下进行________处理，将二者置于适当的培养液中完成体外受精。收集早期胚胎，移植到经过________处理的代孕母鼠中，获得的胚胎含有________（填“单”“双”或“三”）亲的遗传物质。 （2）研究人员对体外受精胎儿性别进行鉴定，表中数据显示体外受精（IVF）胎儿性别比例（雄/雌）________自然生产（IVO）胎儿的性别比例。 组别 胚胎数 活仔率（%） 雄/雌 自然生产（IVO） 81 56.25 1.08 体外受精（IVF） 82 45.58 1.48 （3）为进一步揭示体外受精的胎儿性别比例失衡的原因，研究人员剖取第7.5天的小鼠胚胎进行胎儿发育情况统计，结果如图1： ①结果显示IVO组形态异常的胎儿的雌、雄比率相当，而在IVF组中，________。 ②研究人员收集不同组别的胚胎细胞，定量检测具代表性的“非逃逸”基因，结果显示这些基因的表达在IVF雌性胚胎中显著________（填“低于”“等于”或“高于”）IVO雌性胚胎，说明IVF雌性胚胎XCI不足。 ③已有研究表明，XCI高度依赖激活因子RNF12，研究人员利用免疫荧光技术检测RNF12蛋白的表达量如图2，结果为________。 （4）综上所述，XCI造成体外受精的胎儿性别比例失衡的可能原因是________。 【答案】（1）MⅡ 获能 同期发情 双 （2）高于 （3）雌性形态异常胎儿的比例显著高于雄性形态异常胎儿 高于 IVF在4细胞和8细胞及桑葚胚时期RNF12蛋白表达水平显著低于IVO （4）体外受精过程引发小鼠部分雌性胚胎RNF12低表达，引发XCI下降，导致雌性发育异常及雄/雌比例升高 【分析】胚胎移植是指将雌性动物体内的早期胚胎，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，使之继续发育为新个体的技术。 【解析】（1）通常用促性腺激素处理雌性哺乳动物，使其超数排卵，采集小鼠MII期卵母细胞，此时的卵母细胞已经发育成熟；另一方面，获得的精子在体外进行获能处理，将二者置于适当的培养液中完成体外受精。受精卵在体外培养成早期胚胎，移植到经过同期发情处理的代孕母鼠中，获得的胚胎含有提供卵细胞和精子双亲的遗传物质。 （2）依据表格数据可知，表中结果显示体外受精（IVF）胎儿性别比例（雄/雌）高于自然生产（IVO）胎儿的性别比例。 （3）①根据图1数据显示，IVF组中雌性形态异常胎儿的比例显著高于雄性形态异常胎儿。 ②依题意，“非逃逸”基因起作用，即基因转录活性被抑制，表现出X染色体失活（XCI），因而从结果显示这些基因的表达在IVF雌性胚胎中显著高于IVO雌性胚胎。 ③根据图2可知，IVF在4细胞和8细胞及桑葚胚时期RNF12蛋白表达水平显著低于IVO。 （4）综上所述，体外受精过程引发小鼠部分雌性胚胎RNF12低表达，引发X染色体失活（XCI）下降，导致雌性发育异常及雄/雌比例升高。 20．(24-25高一下·北京市第五十五中学·期中)学习以下材料，回答（1）～（4）题。 H3K9me3修饰——克隆胚胎的“路障”与“路标” 体细胞核移植（SCNT）技术已在动物保护、育种及疾病研究和治疗等方面展现出广泛的应用前景。但是严重的胚胎发育缺陷和极低的出生率却阻碍了SCNT的进一步发展。 由于受精胚胎的核基因组与供体细胞基本相同，所以供体细胞核的表观遗传状态成为导致克隆胚胎发育异常的主要影响因素。H3K9me3作为真核细胞内最重要的抑制性组蛋白修饰（如下图所示），对于抑制基因组内广泛存在的重复序列和维持基因组稳定性是至关重要的。研究者比较了小鼠体细胞克隆胚胎与自然受精的胚胎，发现相比于自然受精的胚胎，克隆胚胎的部分基因组区域仍存在较高水平的H3K9me3，说明受体细胞无法充分抹除供体细胞基因组携带的高水平的H3K9me3，最终会导致这些区域内基因的异常转录抑制。 向核移植细胞中注射表达组蛋白去甲基化酶Kdm4b的mRNA，可以有效降低供体基因组的H3K9me3修饰水平，激活克隆胚胎基因组的转录，显著改善克隆胚胎着床前的发育缺陷。这种策略已成功提高了SCNT在多个物种中的克隆效率，也促使了克隆猴“中中”和“华华”的诞生。 此外，研究人员还发现在胚胎着床前的发育过程中，在特定基因组区域上建立新的H3K9me3模式对维持克隆胚胎的正常发育同样是非常重要的。在未来的工作中，阐明早期胚胎中H3K9me3修饰模式的建立机制，以及克隆胚胎中新生H3K9me3异常的原因，将有助于发展出更高效的体细胞克隆技术。 （1）H3K9me3组蛋白修饰是一种表观修饰现象，这种修饰并未改变________，但________发生变化。除此之外，常见的表观遗传修饰还有________。 （2）Z基因、D基因和M基因是重要的全能性标记基因。据文中信息推测，这类基因在克隆胚胎此阶段的表达量________自然受精胚胎细胞阶段的表达量。 （3）下图表示克隆猴“中中”和“华华”的培育流程。对应文中“供体”的是图中的________。选用母猴卵母细胞时，选用________期卵母细胞作受体细胞，其原因是________。处理①方法的是________，起到诱导融合的作用。据文中信息判断，处理②的操作是________。 （4）请根据文中信息，解释题目中指出H3K9me3修饰既是克隆胚胎的“路障”又是“路标”的含义________。（选一项回答即可） 【答案】（1）基因的碱基序列 基因表达和表型 DNA甲基化（某些小RNA的作用） （2）低于 （3）胎猴 MⅡ 卵母细胞大，易操作，营养物质丰富；含有促进细胞核全能性表达的物质 电融合法 注射表达组蛋白去甲基化酶Kdm4b的mRNA （4）“路障”的含义：克隆胚胎的部分基因组区域存在供体细胞基因组携带的高水平的H3K9me3修饰，以及胚胎发育过程中不能在特定基因组区域上建立新的H3K9me3模式，都会造成克隆胚胎的发育缺陷和死亡。“路标”的含义：解决了上述“路障”，就能解决克隆胚胎发育缺陷问题，提高体细胞克隆技术的成功率。 【分析】1、生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。基因甲基化是常见的表观遗传现象，指基因上特定的碱基在DNA甲基转移酶的催化作用下添加上甲基基团的过程，基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达。除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。本题中，H3K9me3作为真核细胞内最重要的抑制性组蛋白修饰，通过抑制基因组的转录，而影响生物的性状，也属于表观遗传现象。2、克隆猴“中中”和“华华”的培育流程中，处理①为诱导体细胞与去核卵母细胞融合为重构胚，处理②为本题提供的解决组蛋白修饰的方案：向核移植细胞中注射表达组蛋白去甲基化酶Kdm4b的mRNA，可以有效降低供体基因组的H3K9me3修饰水平，激活克隆胚胎基因组的转录，显著改善克隆胚胎着床前的发育缺陷。 【解析】（1）H3K9me3组蛋白修饰是一种表观修饰现象，这种修饰并未改变基因的碱基序列，即遗传信息不变，但基因表达和表型发生变化。常见的表观遗传修饰还有DNA甲基化等。 （2）题目信息：“相比于自然受精的胚胎，克隆胚胎的部分基因组区域仍存在较高水平的H3K9me3，最终会导致这些区域内基因的异常转录抑制”，“向核移植细胞中注射表达组蛋白去甲基化酶Kdm4b的mRNA，可以有效降低供体基因组的H3K9me3修饰水平，激活克隆胚胎基因组的转录，显著改善克隆胚胎着床前的发育缺陷”，以上信息都说明胚胎发育的全能性相关基因在自然受精胚胎细胞阶段的表达量高于克隆胚胎此阶段的表达量。 （3）母猴提供卵母细胞（去核卵母细胞）作为受体，胎猴提供体细胞（细胞核）作为供体；处理①为诱导体细胞与去核卵母细胞融合为重构胚，可用灭活仙台病毒诱导，也可用电融合法等；据文中信息“向核移植细胞中注射表达组蛋白去甲基化酶Kdm4b的mRNA，可以有效降低供体基因组的H3K9me3修饰水平，激活克隆胚胎基因组的转录，显著改善克隆胚胎着床前的发育缺陷。这种策略已成功提高了SCNT在多个物种中的克隆效率，也促使了克隆猴“中中”和“华华”的诞生。”，推断处理②的操作是注射表达组蛋白去甲基化酶Kdm4b的mRNA。 （4）根据文中信息：“研究者比较了小鼠体细胞克隆胚胎与自然受精的胚胎，发现相比于自然受精的胚胎，克隆胚胎的部分基因组区域仍存在较高水平的H3K9me3，说明受体细胞无法充分抹除供体细胞基因组携带的高水平的H3K9me3，最终会导致这些区域内基因的异常转录抑制。”，以及“向核移植细胞中注射表达组蛋白去甲基化酶Kdm4b的mRNA，可以有效降低供体基因组的H3K9me3修饰水平，激活克隆胚胎基因组的转录，显著改善克隆胚胎着床前的发育缺陷。这种策略已成功提高了SCNT在多个物种中的克隆效率，也促使了克隆猴“中中”和“华华”的诞生”，可知，H3K9me3修饰是克隆胚胎的“路障”，其含义为：克隆胚胎的部分基因组区域存在供体细胞基因组携带的高水平的H3K9me3修饰，以及胚胎发育过程中不能在特定基因组区域上建立新的H3K9me3模式，都会造成克隆胚胎的发育缺陷和死亡。“路标”的含义：解决了上述“路障”，就能解决克隆胚胎发育缺陷问题，提高体细胞克隆技术的成功率。 21．(24-25高一下·北京市顺义一中·期中)学习以下材料，回答（1）～（4）题。 世界首例生物节律紊乱体细胞克隆猴模型的构建 生物节律紊乱与睡眠障碍、神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）、精神类疾病等密切相关。我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑技术和体细胞核移植（SCNT）技术，成功构建了体细胞BMAL1基因（产生昼夜节律必需）敲除的生物节律紊乱猕猴，为相关疾病研究提供了新型动物模型。 CRISPR/Cas9基因编辑系统能在DNA特定位置进行切割，被切割的DNA修复时会发生基因突变而导致靶基因失活。研究人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对多枚猕猴受精卵的BMAL1基因进行敲除，经胚胎移植后获得多只猕猴，有5只表现出BMAL1基因突变，分别命名为A3、A4、A6、A8、A10。这些BMAL1基因敲除猴不再按24小时周期活动，夜间活动明显增多，表现出昼夜活动和睡眠紊乱、焦虑和精神分裂症等症状。其中A6个体的基因敲除最完全，睡眠紊乱症状最明显。野生型和A6的BMAL1基因部分序列如图所示。 第一代BMAL1基因敲除猴的不同个体表现出不同程度的节律紊乱症状。为进一步获得理想动物模型，研究团队采集A6个体的成纤维细胞，经SCNT后获得多只BMAL1基因敲除猴。实验大致分为四步。第一，在纺锤体成像显微系统下，通过压电驱动移液管快速去除卵母细胞的纺锤体一染色体复合物；第二，将成纤维细胞引入卵黄周间隙，用病毒介导成纤维细胞与去核卵母细胞融合；第三，在37℃条件下培养，使重构胚在培养基中活化、发育；第四，将325个处于早期的胚胎移植给65只代孕母猴，最终获得5只第二代BMAL1基因敲除猕猴模型。 基因检测结果表明，第二代的5只猕猴均具有与A6相同的BMAL1双等位基因突变，且外周血mRNA中不存在野生型BMAL1的转录产物，证明猕猴体内BMAL1基因表达缺失。它们均表现出较多的夜间运动和更严重的睡眠障碍等症状，是更为理想的动物模型。 第二代BMAL1基因敲除猕猴模型的成功构建，预示着批量化、标准化创建疾病克隆猴模型的新时代正式开启。 （1）实验中采集的卵母细胞通常在体外培养至________期。 （2）结合资料，以下说法不合理的是________。 A．经CRISPR/Cas9基因编辑和胚胎移植获得的第一代5只模型猴基因型相同 B．A6的BMAL1基因所在的一对同源染色体上的碱基变化完全相同 C．从A6获取的成纤维细胞在用于SCNT之前需进行细胞培养 D．利用A6的成纤维细胞进行克隆获得的多只猕猴基因型相同 （3）请利用箭头加文字的形式完善第二代BMAL1基因敲除猴的基本构建流程。 （4）与传统动物模型小鼠相比，利用猕猴进行人类疾病药物研发的优势是________，与第一代BMAL1基因敲除猴模型相比，第二代猕猴模型用于研究生物节律紊乱及相关药物研发的优势是________。 【答案】（1）MⅡ（减数第二次分裂中、减数分裂Ⅱ中） （2）AB （3）   （4）猕猴与人亲缘关系更近，能更准确评估药效 遗传背景一致，基因敲除完全，节律紊乱症状明显 【分析】动物细胞核移植技术：将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞内，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。具体程序是：（1）核供体准备：将胚胎或体细胞制成单个胚胎细胞或单个体细胞。（2）核受体：卵母细胞的去核。（3）核移植：将单个胚细胞或体细胞注入到去核的卵母细胞中。（4）细胞融合：将二者在一定融合条件下进行融合，而后培养。（5）核移植后卵母细胞的激活：将融合后的胚胎在一定条件下激活并培养。（6）核移植胚胎培养：核移植胚胎在一定条件下进行培养，使其发育成早期胚胎，进行移植或冷冻保存。 【解析】（1）实验中采集的卵母细胞通常在体外培养至减数第二次分裂中期（MⅡ）。 （2）A、根据题干信息“有5只表现出BMAL1基因突变，分别命名为A3、A4、A6、A8、A10，其中A6个体的基因敲除最完全，睡眠紊乱症状最明显”，说明第一代5只模型猴基因型不同，A错误； B、根据图中显示的A6个体基因部分序列，可以发现一对同源染色体上的碱基变化不完全相同，有一条染色体上基因序列要长些，B错误； C、从A6获取的成纤维细胞在进行体细胞核移植之前需要体细胞核移植，C正确； D、利用A6的成纤维细胞进行克隆获得的多只猕猴属于第二代体细胞克隆猴，它们均表现出较多的夜间运动和更严重的睡眠障碍等症状，是更为理想的动物模型，所以基因型相同，D正确。 故选AB。 （3）根据题干信息： 第一，在纺锤体成像显微系统下，通过压电驱动移液管快速去除卵母细胞的纺锤体一染色体复合物； 第二，将成纤维细胞引入卵黄周间隙，用病毒介导成纤维细胞与去核卵母细胞融合； 第三，在37℃条件下培养，使重构胚在培养基中活化、发育； 第四，将325个处于早期的胚胎移植给65只代孕母猴，最终获得5只第二代BMAL1基因敲除猕猴模型。 所以基本流程图如下：    （4）与传统动物模型小鼠相比，利用猕猴进行人类疾病药物研发的优势是猕猴与人亲缘关系更近，能更准确评估药效； 第二代猕猴模型用于研究生物节律紊乱及相关药物研发的优势是遗传背景一致，基因敲除完全，节律紊乱症状明显。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 细胞工程 2大高频考点概览 考点01 植物细胞工程 考点02 动物细胞工程 地 城 考点01 植物细胞工程 一、单选题 1．(24-25高一下·北京市通州区·期中)下列关于菊花植物组织培养的叙述正确的是（　　） A．离体的菊花茎段必须经过严格灭菌后才能接种到培养基中 B．诱导愈伤组织阶段为了使细胞获得能量应给与适当的光照 C．培养基中生长素与细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化 D．利用菊花茎段培育形成的试管苗可直接移栽入土进一步培养 2．(24-25高一下·北京市育才学校·期中)下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是（　　） A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 B．培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例影响愈伤组织的生长和分化 C．离体器官或组织的细胞都必须通过再分化才能形成愈伤组织 D．植物不同部位细胞经离体培养获得的愈伤组织基因不完全相同 3．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)植物组织培养技术通过与常规育种、转基因技术等相结合，应用于植物生产的多个领域。在下列技术中，不涉及植物组织培养技术的是（　　） A．利用花药离体培养得到单倍体植株 B．利用基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株 C．利用细胞工程培育“番茄-马铃薯”杂种植株 D．用秋水仙素处理植物幼苗，得到多倍体植株 4．(24-25高一下·北京市第三十五中学·期中)人工种子是人们模仿天然种子结构制造出来的生命有机体，它能像天然种子一样萌发生长。人工种子的核心部分胚状体可以由悬浮培养的芽尖细胞得到，也可以通过试管培养的花粉或胚囊获得，由此人们把胚状体分为“体细胞胚”和“花粉胚”。请据此判断下列说法中不正确的是（　　） A．人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难、发芽率低等问题 B．培育胚状体利用了植物组织培养技术 C．同一种植物“体细胞胚”和“花粉胚”的染色体组的数目比为1：1 D．该项技术的成功应用反映了细胞的全能性 5．(24-25高一下·北京市育才学校·期中)科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如下图。相关叙述错误的是（　　） A．脱毒苗的形成是基因突变的结果 B．培养脱毒苗时茎尖大小为0.27mm最适宜 C．茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低 D．茎尖培育成完整植株体现了植物细胞的全能性 6．(24-25高一下·北京市通州区·期中)为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是（　　） A．过程①需使用胰蛋白酶处理 B．实现过程②依赖膜的流动性 C．过程③需应用植物组培技术 D．三倍体植株可产生无籽柑橘 7．(24-25高一下·北京市延庆区·期中)用一定剂量的紫外线处理具有抗盐特性的拟南芥原生质体可使其染色体片段化，再利用此原生质体与水稻原生质体融合，以获得抗盐水稻植株。以下说法不正确的是（　　） A．植物体细胞杂交技术实现了远缘杂交育种 B．用一定浓度的盐水浇灌以筛选抗盐水稻植株 C．通过调整植物激素的比例诱导生芽或生根 D．使用灭活的病毒诱导两种原生质体的融合 8．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)为培育繁殖周期快、高产人参皂苷的杂种植物，研究人员将人参和胡萝卜的原生质体进行融合，并检测了原生质体密度对融合率的影响，结果如表。下列相关叙述不正确的是（　　） 原生质体密度（1：1混合） 0.5×105个/mL 2×105个/mL 5×105个/mL 10×105个/mL 融合率（%） 18.6 35.8 29.2 23.6 A．利用纤维素酶和果胶酶进行去壁处理获得原生质体 B．原生质体密度过高或过低均不利于原生质体的融合 C．融合后的原生质体经过脱分化即可发育成杂种植株 D．对杂种植株需进行生长速度和人参皂苷含量的检测 9．(24-25高一下·北京市平谷中学·期中)草木樨状黄芪（2n=32）是一种优良牧草，木本霸王（2n=22）是一种沙漠植物。研究者用UV照射木本霸王的原生质体，使其染色体片段化，并将处理后的木本霸王原生质体与草木樨状黄芪原生质体进行融合，获得染色体数为48条的杂种植株。下列说法错误的是（　　） A．需要用灭活病毒处理原生质体以获得杂种细胞 B．杂种植株的获得需经历脱分化和再分化的过程 C．杂种植株减数分裂时部分染色体可能无法联会 D．本研究可用于培育抗旱能力强的草木樨状黄芪 10．(24-25高一下·北京市陈经纶中学·期中)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了具有抗病性状的花椰菜新品种（过程如图1所示），并进一步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。下列有关叙述错误的是（　　） A．图1培育杂种植株利用了植物细胞全能性和细胞膜流动性原理 B．图2中属于杂种植株的是4和5，1可能是花椰菜 C．图1中过程①应在无菌水中进行，过程②应在固体培养基中进行 D．将病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上，一段时间后测定病斑面积占叶片总面积的百分比，可筛选抗病性强的杂种植株 11．(24-25高一下·北京市东城区·期中)利用小麦细胞与柴胡细胞进行植物体细胞杂交，希望获得具有柴胡药效的小麦。通过PCR对杂种植株和双亲植株的物种特异性DNA进行扩增，电泳结果如下图所示。下列说法不正确的是（　　） A．用纤维素酶和果胶酶处理柴胡和小麦细胞 B．用电融合的方法或PEG诱导原生质体融合 C．杂种细胞中丢失了部分来自小麦的遗传信息 D．杂种细胞染色体组成与柴胡细胞完全相同 二、非选择题 12．(24-25高一下·北京工业大学附属中学·期中)研究者以拟南芥根段作为组织培养材料，探讨了激素诱导愈伤组织分化生芽的机制。 （1）离体的拟南芥根段在适宜条件下可以培育出完整的植株，说明植物细胞具有________。在组织培养过程中，根段细胞经过________形成愈伤组织，此后调整培养基中细胞分裂素（CK）与生长素的比例可诱导愈伤组织分化。 （2）在愈伤组织生芽过程中，CK通过ARRs（A）基因和WUS（W）基因起作用。为探讨A基因与W基因的关系，将A基因功能缺失突变体（突变体a）和野生型的愈伤组织分别置于CK与生长素比例高的（高CK）培养基中诱导生芽，在此过程中测定W基因的表达量。图1中，野生型的W基因表达量与高CK诱导时间的关系是________。分析图1结果可得出的结论是：在高CK诱导下A基因促进W基因表达。得出结论的依据为：与野生型相比，________。 （3）用转基因方法在上述突变体a中过量表达W基因，获得材料甲。将材料甲、突变体a和野生型三组愈伤组织在高CK培养基中培养，三组愈伤组织分化生芽的比例如图2，由此能得出的结论包括________。 A．A基因在愈伤组织分化生芽的过程中起作用 B．w基因的表达产物调控A基因的表达 C．缺失A基因时W基因表达下能促进生芽 D．过量表达W基因可使生芽时间提前 13．(24-25高一下·北京市东城区·期中)A蛋白家族是细胞分裂素应答调节因子，包括A1、A12等。研究者以拟南芥根段为材料，探讨A蛋白在组织培养中参与调节的机制。 （1）植物器官、组织及细胞在离体培养条件下可形成再生植株，体现出植物细胞具有________。在植物组织培养过程中，需向培养基中添加生长素和细胞分裂素，以启动由愈伤组织形成芽的________过程。 （2）为探究A蛋白对愈伤组织再生芽的影响，研究者比较了野生型和al（A1缺失突变体）、al2（A12缺失突变体）和双突变体在组织培养过程中的芽再生能力，结果如图1.根据结果可知， 当A12存在时A1对芽的再生有________作用，当没有A12存在时A1对芽的再生有________作用。 （3）CLV是芽尖分生组织中的干细胞调节因子，CLV缺失突变体的再生芽数量明显减少。已有实验证明A1和A12均能与CLV基因启动子相同位点结合，调节下游基因表达。研究者进行了下列4组实验，检测报告基因的表达情况，证明A1与A12竞争结合CLV基因启动子区域促进基因的表达，且A12的促进作用显著大于A1。支持此结论的4组报告基因表达量关系为________。 组别 导入叶肉细胞的基因 1 / 含CLV基因启动子的报告基因 2 A1基因 3 A12基因 4 A1基因和A12基因 （4）综合上述研究结果，分析图1中野生型再生芽数量明显少于a1的原因是________。 （5）结合上述实验研究，完善A蛋白在植物组织培养过程中的调控机制，请将A1、A12和CLV基因补充在图2中________。 14．(24-25高一下·北京市第三十五中学·期中)紫杉醇是存在于珍稀植物红豆杉体内的一种次生代谢产物，具有高抗癌活性。 （1）利用植物细胞培养生产紫杉醇的过程________（体现/未体现）细胞的全能性。与从天然红豆杉植株中提取相比，该技术的意义是________。 （2）灵芝诱导子可能通过介导植物的防御反应来促进紫杉醇合成，在最佳诱导条件下对红豆杉进行细胞悬浮培养，结果如图1。 PPO能催化酚类物质氧化导致细胞褐化，进而使细胞膜的结构遭到破坏。PAL是紫杉醇形成途径中的关键酶，经灵芝诱导子处理后，PAL活性与对照相比明显上升。结合图1，在答题卡的图中（　　）内填入“+”或“-”________。 （3）过去普遍认为紫杉醇通过抑制有丝分裂来发挥抗癌作用。用标准剂量紫杉醇治疗后对患者的乳腺癌细胞进行研究，结果如图2。 以上实验结果是否支持传统认知的紫杉醇抗癌机理，请说明理由________。 （4）新的研究发现只有染色体不稳定性（CIN）水平高的乳腺癌患者才对紫杉醇敏感，推测紫杉醇可能通过提高这类患者体内含多极纺锤体癌细胞的比例诱导癌细胞死亡。选择一种药物，结合必需的实验材料和试剂，补充实验进行验证。 药物a：能提高CIN水平，且抑制有丝分裂 药物b：能提高CIN水平，但不能抑制有丝分裂 药物c：不能提高CIN水平，但能抑制有丝分裂 将CIN水平低的乳腺癌细胞分两组，________，培养一段时间，结果显示实验组多极纺锤体癌细胞比例、癌细胞死亡率均高于对照组。 15．(24-25高一下·北京市延庆区·期中)花椰菜（2n=18）是人们喜爱的蔬菜，种植时容易被病菌侵害，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。 （1）科研人员分别取紫罗兰叶片和黑暗处发芽的花椰菜胚轴，经________酶处理得到两种原生质体，诱导两种原生质体融合。在显微镜下观察融合的活细胞中有________，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。通过________技术形成试管苗，进一步选择叶片形态特征介于二者之间的植株作为待测植株。 （2）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，结果如下图所示。据图判断，4、5号为杂种植株，判断的依据是________。 （3）检测筛选到的杂种植株的染色体数目，发现大多数细胞为28条。取杂种植株部分组织，用流式细胞仪测定了约250个细胞的DNA含量，请在图3的框内绘出你的预期结果________。 （4）为了培育具有抗病性状的花椰菜新品种，还需要在个体水平进行抗性测试。请你写出实验组的处理条件、检测的最佳指标，并预期实验结果________。 16．(24-25高一下·北京市顺义一中·期中)甘蔗是蔗糖的主要来源，甘蔗R具有高产高糖的优良特性但耐寒性差；甘蔗G是耐寒品种。科研人员利用植物体细胞杂交技术以期快速培育出耐寒性更强且性状更优良的甘蔗新品种。 （1）如图1，利用________去除细胞壁获得原生质体。分别加入IOA和R-6G钝化后诱导原生质体融合。仅有杂种原生质体可持续分裂形成再生细胞团，原因是________。 （2）科研人员发现制备原生质体及原生质体融合后均会不同程度发生氧化褐变、细胞壁再生困难的现象。为解决这一问题，科研人员利用甘蔗杂种原生质体进行以下实验。 ①由图2可知，甘蔗杂种原生质体再生过程中最好使用________。 ②科研人员推测激素通过促进果胶合成关键酶基因GAUT表达，从而促进细胞壁再生，请将下表补充完整为该推测提供证据（选填下列字母）。 组别 激素使用 实验处理 检测指标 1 ________ 原生质体中转入过量表达GAUT基因载体 ________ 2 a 原生质体中转入抑制GAUT基因表达载体 3 ________ 不转入基因的原生质体 a.不使用激素 b.使用激素组合1 c.使用激素组合2 d.原生质体中2，4-D和6-BA的含量 e.完成再生壁的细胞比例 ③上表实验是否能够达成完整验证推测的目的？请简述理由________。 17．(24-25高一下·北京市育才学校·期中)请阅读以下科普短文，并回答问题。 紫杉醇是红豆杉属植物产生的一种次级代谢产物。1963年，美国的两位化学家首先从太平洋红豆杉树皮中提取出紫杉醇。1979年，科学家发现紫杉醇的抗癌机理：紫杉醇能与微管蛋白聚合体作用，促进微管聚合并使之稳定，阻碍了纺锤体形成，从而阻碍了肿瘤细胞的分裂。1992年紫杉醇获美国食品药品管理局批准上市，用于治疗常规化疗无效的卵巢癌和乳腺癌。研究发现，紫杉醇对多种癌症都有一定疗效。1995年我国成为第二个生产紫杉醇注射液的国家。 研究人员最初是从红豆杉的树皮中提取紫杉醇，产量极低。大量砍伐也使野生红豆杉的数量急剧下降。红豆杉生长速度慢，直径20cm的树需要生长10年，靠砍伐树木生产紫杉醇根本无法满足人们的需求。红豆杉在我国主要分布于云南、四川、西藏和东北等地，目前已有不少地区进行红豆杉的人工栽培。播种育苗和扦插繁殖虽能在一定程度上缓解矛盾，但不能从根本上解决问题。因此，通过植物组织培养和细胞培养的方法选育高产紫杉醇细胞系具有重大意义。利用植物组织培养技术生产紫杉醇的基本程序如下： （1）癌细胞的特点是________。紫杉醇抑制癌细胞增殖的作用机理与________（化学物质）类似。 （2）图中①表示________过程。用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织的目的是________。 （3）选取外植体后，冲洗后用75%酒精和0.1%氯化汞进行消毒处理。为研究不同组合对消毒结果的影响，进行了如下图所示的分组研究。消毒后，将外植体插入MS培养基中，24℃下黑暗培养，7d后记录外植体的染菌率，15d后记录诱导率。 当75%酒精浸泡时间增加至1.0min时，随着氯化汞浸泡时间的延长，外植体的________。综合考虑分组实验结果，研究者选择的消毒组合为A1B1，原因是________。 （4）研究者对愈伤组织进行悬浮培养，结果如图所示。细胞在培养的前几天活力逐渐增加，而后一直呈现下降趋势，可能的原因是________。 悬浮培养细胞生长曲线和活力变化曲线 18．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)愈伤组织在生物技术中有广泛的应用价值。为探究愈伤组织形成过程中的分子调控机制，研究人员以拟南芥为实验材料设计了一系列实验。 （1）植物组织培养是指在一定条件下，将________的植物器官、组织等在适宜条件下诱导经过________过程转变为愈伤组织，并重新分化，最终形成完成植株的过程。植物激素中________的浓度、比例等会影响着植物细胞的发育方向。 （2）已有研究表明转录因子W物质会影响愈伤组织的形成。 ①研究者利用生长素受体缺失型幼苗的茎尖在愈伤组织培养基中培养一段时间，测得转录因子W的基因相对表达量如图1所示，结果显示：________。 ②研究人员利用野生型、突变体1（W基因缺失）、突变体2（W基因过表达）进一步设计实验，每组分化情况如图2所示，结果表明：________。 （3）研究人员发现W物质会激活PLT7基因的转录，推测其通过PLT7调控愈伤组织的形成。并通过后续实验证明该推测。请在下表中补充支持该结论的实验组设计。 实验分组 WT W基因过表达 ________ 愈伤组织大小 +++ ________ + （4）请根据文中信息，写出生长素诱导愈伤组织形成的分子机制________。 19．(24-25高一下·北京市通州区·期中)水稻白叶枯病由白叶枯菌引起，其导致水稻减产甚至绝收，为水稻三大病害之一。 （1）疣粒野生稻对白叶枯病高抗甚至免疫。但栽培水稻与疣粒野生稻存在________，无法通过有性杂交获得相应的抗性。 （2）研究人员利用不对称体细胞杂交技术（将一个亲本的染色体片段随机转移到另一个亲本体细胞中）对疣粒野生稻和栽培稻进行处理，以获得抗病栽培稻。已知大剂量的X射线能随机破坏细胞核中染色体结构，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（IOA）使细胞质中的某些酶失活，抑制细胞分裂。 ①用________处理两种水稻细胞，获得原生质体，再用X射线照射________的原生质体，用碘乙酰胺（IOA）处理另一亲本的原生质体，经诱导融合后得到杂种细胞。 ②将得到的多个杂种细胞培养为植株，并进行筛选，结果如下图。 可以确定是杂种植株的是________。 （3）研究发现，有些杂种植株染色体数目与栽培稻相同，性状明显偏向栽培稻，但也表现出疣粒野生稻的一些特性，其可能的原因是________。 20．(24-25高一下·北京市平谷中学·期中)常规种植的棉花（陆地棉）含有棉酚，棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里的许多黑色细小的腺体中。棉酚具有一定毒性，为培育棉酚含量低且品质好的棉花杂种植株，科研人员将某种棉酚含量低的野生棉（2n=2X=26）与品质好的陆地棉（2n=4X=52）进行了不对称体细胞杂交。 （1）科研人员首先制备了野生棉和陆地棉的悬浮细胞，用________酶分别处理，各自获得有活力的原生质体。 （2）用一定剂量的紫外线处理野生棉原生质体，破坏部分染色体。用流式细胞仪测定上述各种原生质体细胞的DNA含量，结果如图1所示。未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中________（选填图1中字母）。 （3）将紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体用化学诱导剂________诱导融合，进而进行植物组培形成完整的再生植株。 （4）科研人员选取再生植株及双亲的根尖进行解离、漂洗、染色后压片并制成临时装片，显微镜下对________期的细胞进行观察，比较染色体的形态和数目，分析再生植株的染色体变异类型。 （5）用特定的方法对陆地棉和野生棉基因组DNA进行扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。图2是用同样的方法对双亲及再生植株1～6进行扩增的结果。据图特定条带判断，再生植株1～6中确定为杂种植株的有________。 （6）对杂种植株可通过观察________，筛选出低酚的杂种植物。 21．(24-25高一下·北京市人大附中·期中)平菇具有味道鲜美，抗杂菌污染的优势，杏鲍菇具有菌丝强壮，生长旺盛的优势。为获得具有优良性状的平菇形菌株，研究者利用原生质体融合技术，进行了如下研究。 （1）以原生质体融合技术培育杂种新菌株的典型优势是________。 （2）用酶解法处理平菇和杏鲍菇获取原生质体时，要严格控制酶的________（至少写两点），以获得存活质量较高的原生质体。培养原生质体时，需要向培养液中加入适宜浓度的甘露醇来维持________，以维持细胞正常的形态和功能。 （3）采用不同浓度PEG诱导原生质体融合，实验结果如表1所示 表1 PEG质量分数 25% 30% 35% 40% 原生质体状态 有破碎现象哑铃型细胞比例<0.01% 表现正常哑铃型细胞比例0.03% 原生质体出现缩小现象哑铃型细胞比例0.01～0.02% 原生质体出现缩小现象哑铃型细胞比例0.01～0.02% 两个原生质体融合效果较好时会呈现哑铃型细胞，融合的原理是________。实验结果显示：________。 （4）鉴定菌株间遗传关系时，常将待测菌株的菌丝体接种于同一培养基内，若两菌丝体间长出“拮抗线”，说明二者的遗传关系较远（见图1）。借助此原理，快速筛选出一株与两亲本菌株遗传关系较远的融合菌株X，请在图2中绘制模式图，标注接种菌丝体位置，注明菌株类型，并预测拮抗线的位置________。 （5）对上述融合菌株接种培养，筛选出外形为平菇形的5株新菌株，结果如表2所示。 表2 菌株编号 长满营养基质的时间/（d） 平均产量/（kg·sack-1） 1 27 0.55 2 27.6 0.54 3 26.4 0.51 4 26.2 0.68 5 25.8 0.58 根据上述结果，科研人员最终选择________作为目的菌种。目的菌种在向菌农推广前，还需要进行________等检测。 22．(24-25高一下·北京市第五十五中学·期中)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：筛选高产细胞→细胞生长和产物X合成关系的确定→发酵生产X。回答下列问题： （1）获得高产细胞时，以X含量高的植物品种的器官和组织作为________，经脱分化形成________，然后通过液体振荡和用一定孔径的筛网进行过滤获得分散的单细胞。 （2）对分离获得的单细胞进行________培养，并通过添加DNA合成抑制剂或营养缺陷培养方法获取________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因子加入到培养基中，该过程模拟了________的胁迫。 （3）在大规模培养高产细胞前，需了解植物细胞生长和产物合成的关系。培养细胞生产次生代谢产物的模型分为3种，如图所示。若X只在细胞生长停止后才能合成，则X的合成符合图________（填“甲”“乙”“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。________ （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代谢途径和关键酶的基础上，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。 23．(24-25高一下·北京市西城区北京师范大学附属中学·期中)学习以下材料，回答（1）～（4）。 miR399基因调控柑橘胞质杂种雄z性不育 柑橘在我国南方广泛种植，无核是品种改良的主要目标之一。大多数柑橘都可单性结实（果实没有种子也能正常发育）。华柚2号是通过植物体细胞杂交技术获得的优良雄性不育无核种，属非对称融合的胞质杂种，其细胞核基因组全部来自叶肉亲本（HBP），而线粒体基因组来自愈伤亲本（G1）。育种程序如图1： 研究者以HBP为对照，探究华柚2号雄性不育机理。经分析获得多个差异表达基因，其中miR399基因在华柚2号花器官的不同发育时期表达均下调，它通过识别靶基因的响应元件（MRE）后剪切靶基因mRNA来调控花器官发育及花粉育性。为确定具有MRE序列的基因UB和Cs是否为miR399的靶基因，研究者通过在增强启动子35S下游连接不同的基因片段（a～e，如下表）构建了5种表达载体，将不同的表达载体组合转入烟草细胞。GFP（绿色荧光蛋白基因）正常表达即可在紫外光下观察到叶片发绿色荧光。 编号 35S-基因片段 a 35S b 35S-miR399 c 35S-UB-GFP d 35S-突变MRE-GFP e 35S-Cs-GFP 图2结果表明，miR399能对UB基因的mRNA有效剪切，从而调控发育。SE基因可以抑制花药表面开张，使花药难以开裂释放花粉；CE基因的过表达使花瓣和雄蕊形态异常。研究者通过裂解荧光素酶互补实验证实了SE蛋白和CE蛋白均为UB蛋白的互作蛋白，实验原理为：将萤火虫的荧光素酶分成无活性的N端和C端两段蛋白，将N端和C端各融合不同待测蛋白，如果这两个待测蛋白存在互作，那么荧光素的N和C端将在空间上靠近而恢复活性，催化底物产生荧光。通过检测荧光来判断两蛋白是否存在互作。 缺磷（Pi）会使植物相关代谢受到影响，导致花药发育异常从而表现雄性不育。转TM基因（miR399抑制基因）柑橘的总磷含量出现了显著的下调，其Pi转运基因（PHT）表达下调，有机磷释放基因（PAP）表达上调。 综上所述，本研究解析了miR399-UB轴调控柑橘花器官发育和雄性不育的分子机理，在基因表达和代谢等不同水平揭示了miR399调控柑橘生殖发育的机制，为继续培养无核柑橘提供了理论支持。 （1）图1中①过程常用________处理亲本细胞，④过程需要用到________技术。 （2）图2中的实验组为b+c和________组。结果说明UB是miR399的靶基因而Cs不是，得出此结论的依据是________。 （3）研究者还检测了野生型和转TM基因烟草的miR399和UB基因的表达量，结果为________。进一步确定miR399可以调控UB基因的表达。 （4）在确定SE和CE是UB的互作蛋白的裂解荧光素酶互补实验中，能够检测到发荧光的转基因植物导入的质粒组合应该是________。 （5）请综合以上信息，完善miR399-UB途径调控柑橘雄性不育的模型。 地 城 考点02 动物细胞工程 一、单选题 1．(24-25高一下·北京市第五十五中学·期中)动物细胞培养和植物组织培养技术都是细胞工程的基础性技术，两种技术都（　　） A．能实现大量获得细胞产物 B．以细胞的全能性为技术原理 C．需要使用液体培养基 D．使用酶将组织分散为细胞 2．(24-25高一下·北京市通州区·期中)下列与动物细胞培养相关的叙述不正确的是（　　） A．动物细胞培养的原理是细胞的全能性 B．动物细胞培养过程中需定期更换培养液 C．动物细胞培养液中需要添加一定量的动物血清 D．CO2的作用是维持细胞培养液pH的相对稳定 3．(24-25高一下·北京市人大附中·期中)动物细胞培养技术是动物细胞工程的基础技术，下列有关分析正确的是（　　） A．首先要用机械方法或胃蛋白酶处理动物组织，获得细胞悬液 B．动物血清能够为细胞提供营养物质和调节细胞生命活动的信息分子 C．贴壁生长的细胞会在培养时发生接触抑制，而悬浮培养的细胞不会分裂受阻 D．传代培养时需要收集细胞，都可以直接利用离心法收集 4．(24-25高一下·北京市昌平区·期中)科学家利用仙台病毒诱导A、B两种动物细胞进行融合，之后进行细胞培养。已知A、B两种细胞各自的生活环境（如下表所示），且融合细胞只能在选择培养基Ⅱ上生长，下列叙述错误的是（　　） A细胞 只能在选择培养基Ⅰ上生长，生长环境的pH为4～6 B细胞 只能在选择培养基Ⅱ上生长，生长环境的pH为7～8 A．可用PEG融合法和电融合法诱导动物细胞融合 B．选择培养基Ⅱ上存活下来并生长的细胞就是融合细胞 C．将融合后的细胞置于CO2培养箱以维持培养液的pH D．A、B两种动物细胞融合体现了细胞膜具有一定的流动性 5．(24-25高一下·北京市平谷中学·期中)科研人员制备抗δ病毒N蛋白的单克隆抗体，并鉴定其与N蛋白的结合位点。将N蛋白第91～170位氨基酸（aa）分成3个片段（图a），检测该抗体与3个片段结合的情况，电泳结果如图b。相关叙述错误的是（　　） A．用N蛋白免疫小鼠即可获得单克隆抗体 B．体外培养杂交瘤细胞时需加入动物血清 C．第110-130位氨基酸之间存在结合位点 D．对照组需添加无关抗原 6．(24-25高一下·北京市丰台区·期中)我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构（类囊胚）。下列相关叙述错误的是（　　） A．该过程中所有细胞均含同源染色体 B．在类囊胚阶段，细胞逐渐分化 C．类囊胚的获得利用了核移植技术 D．欲研究后续发育，需用胚胎移植技术 7．(24-25高一下·北京市平谷中学·期中)敲除大鼠心肌细胞H的T基因，对照组与敲除组的H细胞在培养瓶中贴壁生长，检测两组细胞的数量变化，结果如图所示。下列相关叙述不合理的是（　　） A．体外培养H细胞需要添加动物血清 B．可用胰蛋白酶处理H细胞便于计数 C．敲除T基因的H细胞失去了分裂能力 D．提高T基因表达可能促进心脏损伤修复 8．(24-25高一下·北京市第三十五中学·期中)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，并建立了成纤维细胞系（具备分化成各种细胞的潜力），同时对其进行了冻存保存，流程如下所示。下列叙述错误的是（　　） 取动物组织块剪碎→动物组织碎块制成细胞悬液→原代培养→冻存 A．鹿成纤维细胞系细胞类似于干细胞，具有分裂和分化的能力 B．鹿成纤维细胞系冻存时细胞代谢被抑制，细胞中酶的活性较弱 C．制细胞悬液中常用胰蛋白酶处理，若出现细胞贴壁后还需酶处理 D．在原代培养过程中，细胞要经过脱分化形成愈伤组织 9．(24-25高一下·北京市人大附中·期中)将诱导多能干细胞（iPSC）移植给急性心肌梗死小鼠，检测发现小鼠心肌电生理指标逐渐恢复正常。下列说法合理的是（　　） A．该实验仅需正常小鼠作为对照组 B．培养诱导多能干细胞通常不需要添加血清等天然成分 C．选择病鼠自身细胞获得iPSC再移植可避免免疫排斥 D．此结果说明可将iPSC移植用于治疗人类缺血性心肌病 10．(24-25高一下·北京市人大附中·期中)动物细胞工程技术在动物育种中有着广泛的应用，下列叙述正确的是（　　） A．获得克隆动物和转基因动物的过程都属于无性生殖 B．三种动物的培育过程都需要动物细胞培养技术和胚胎移植技术 C．目前三种动物培育成功率数很低，且都大多数存在健康问题，应用受限 D．对转基因动物应用体外受精技术得到的克隆动物能够稳定遗传其优良性状 11．(24-25高一下·北京市第八十中学·期中)为检测某药物X的抗癌活性，在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞，使其贴壁生长，实验组加入溶于二甲亚矾的药物X，培养72小时后进行计数，比较实验组和对照组每个孔中细胞数目。下列有关叙述错误的是（　　） A．细胞培养液中通常需要加入血清等天然成分 B．可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并进行计数 C．对照组中应加入等体积的无菌蒸馏水，其他条件一致 D．若实验组细胞数远低于对照组，可初步判断此药物有抗癌效果 12．(24-25高一下·北京市人大附中·期中)我国科学家利用基因编辑技术，获得一只生物节律核心基因敲除的猕猴。取其成纤维细胞与去核的卵母细胞融合，将发育形成的早期胚胎植入代孕雌猴，获得5只克隆猴，用于研究节律机制。以下叙述错误的是（　　） A．克隆猴基因组成差异小，作为实验动物便于研究 B．刚刚采集到的卵母细胞应立即去核以便用于核移植 C．可用电融合法诱导去核卵母细胞和成纤维细胞融合 D．克隆猴的获得体现了动物体细胞的细胞核具有全能性 13．(24-25高一下·北京工业大学附属中学·期中)胚胎工程在畜牧业生产中发挥重要作用。下列叙述不正确的是（　　） A．进行胚胎移植前，要对供体和受体进行免疫检查，以防止发生免疫排斥反应 B．体外受精获得的胚胎需移植给受体才能获得后代 C．选择发育良好的桑椹胚或囊胚进行胚胎分割 D．胚胎工程能够明显缩短供体动物本身的繁殖周期 14．(24-25高一下·北京市海淀区·期中)图示为我国科学家成功培养得到健康存活的克隆恒河猴的过程，下列叙述错误的是（　　） A．培养过程涉及到体外受精、动物细胞培养和显微注射等技术 B．细胞核在受体细胞中不能完全恢复分化前功能导致克隆成功率低 C．胚胎移植前可用滋养层乙的细胞对克隆的恒河猴进行遗传筛查 D．该技术可获得特定疾病模型的恒河猴用于评估药物有效性 15．(24-25高一下·北京市通州区·期中)我国科研工作者将可表达绿色荧光蛋白的供体猕猴的胚胎干细胞（简称4CL干细胞）注射至与其遗传信息不同的猕猴胚胎中，形成嵌合胚胎，并最终得到嵌合体猴，过程如下图所示。相关叙述正确的是（　　） A．4CL干细胞注入后仅能于受体胚胎中发育成上皮组织 B．桑葚胚阶段注入的4CL干细胞会与其他胚胎细胞发生融合 C．通过观察嵌合原肠胚的外观，能准确推断4CL干细胞的占比情况 D．嵌合体猴可能通过有性生殖将4CL干细胞的遗传信息遗传给后代 16．(24-25高一下·北京工业大学附属中学·期中)将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚中，一段时间后，将接受注射的囊胚均分为二，得到两只黑白相间的小鼠（Mc）。据此分析，下列叙述不正确的是（　　） A．获得Mc用到了胚胎移植技术 B．Mc表皮中有两种基因型的细胞 C．注射入的细胞会分化成Mc的多种组织 D．发育成的两只小鼠表型完全相同 二、非选择题 17．(24-25高一下·北京市通州区·期中)猫的Feld1蛋白主要存在于毛发和唾液中，是导致人类过敏的一种常见过敏原，因此开发Feld1蛋白的快速检测技术具有重要意义。 （1）科研人员通过多次注射________对小鼠进行免疫，然后从免疫小鼠的脾脏收集________细胞和骨髓瘤细胞混合，并加入________试剂促进细胞融合，经选择的杂交瘤细胞进行________培养和抗体阳性检测，最终在培养液中提取分离得到多种抗Feld1蛋白的单克隆抗体，分别命名为5H4和7D11。 （2）为了探究5H4和7D11结合抗原的具体表位，将Feld1蛋白分为F1、F2、F3三个小片段蛋白（图1A），并利用5H4和7D11进行蛋白质免疫印记实验（图1B），结果表明5H4和7D11分别识别Feld1蛋白的________片段。 （3）传统的双抗体夹心法可以快速检测样本中的抗原，原理如图2A。金标垫部位具有5H4蛋白-胶体金颗粒复合物，该复合物具有肉眼可见的红色斑点，并会随着标本流向移动。检测线（T线）和质控线（C线）分别包埋了固定在硝酸纤维素膜上的________（①5H4蛋白、②抗5H4蛋白的抗体、③7D11蛋白、④抗7D11蛋白的抗体）。请根据原理图分析不同结果下C线、T线的结果，并填入表格中________（“+”代表红色，“-”代表无色）。 （4）为了检测Feldl蛋白的含量，研究人员对双抗体夹心法做了进一步改造，如图3所示，三条检测线T1、T2、T3包埋相同的物质，请简述如何通过检测线的显色结果来判断待测血清中Feld1蛋白的相对含量________。 18．(24-25高一下·北京市第八十中学·期中)学习以下材料，回答（1）～（5）题。 黑色素干细胞的动态变化 毛发的生长周期包括生长期、退化期和休止期（毛发脱落），毛发的生长和更新由毛囊的变化所驱动，毛囊的结构如图。毛发呈现出黑色是由于黑色素干细胞（McSC）分化的成熟黑色素细胞产生真黑色素将毛发“染”成了黑色。在人类和大多数动物毛囊中，McSC的耗尽会导致毛发变白。 研究人员构建McSC带有红色荧光标记的模型小鼠，对毛囊持续观察，研究McSC的生命历程。发现在毛发的生长期初期，McSC在毛囊的毛基质区增殖后全部分化为TA细胞（一种中间状态的细胞，可快速增殖，然后分化为成熟的黑色素细胞）；生长期中后期，在毛基质区全部为成熟黑色素细胞，这些细胞会在生长期结束时死亡；在生长期中后期，隆起区出现McSC，并表现出增殖能力；退化期后期，McSC出现在隆起区下部，到休止期大多数McSC则定位到毛基质区并保持未分化状态。研究人员据此提出大胆假设，毛基质区的大部分TA细胞会随着毛囊的生长而分化，McSC数量的维持依赖于TA细胞的分化、这有别于以往对成体干细胞的认知。 进一步研究发现，WNT蛋白是McSC分化不可或缺的信号分子，缺乏WNT蛋白将使得成熟黑色素细胞生成不足。McSC和TA细胞在隆起区和毛基质区的移动，使它们能够处于不同的WNT信号水平，从而可逆地走向分化或去分化。 对黑毛小鼠进行反复拔毛以加速毛囊老化的实验中，检测到在第七个休止期的毛基质区有显著的McSC丢失，这些小鼠表现出毛发变灰。值得注意的是，老化的毛囊中许多McSC已经改变了位置，分散到隆起区，而不在毛基质区紧密聚集。隆起区的McSC数量从拔毛前的10%增加到了50%。 小鼠毛发变白机制可能同样存在于人类，对此进行深入研究有望为实现白发变青丝提供依据。 （1）干细胞是动物或人体内保留的少数具有________能力的细胞。成熟黑色素细胞由McSC转变而来，请从分子或细胞水平提出可以区分这两种细胞的检测思路________（答出2条）。 （2）文中提到对McSC的认知“有别于以往对成体干细胞的认知”，是指McSC可来源于________。 （3）综合文中内容，完善McSC在毛发生长周期中的生命历程________。（在答题纸实线框中以文字和箭头的形式做答） （4）根据文中信息，下列与WNT有关的推测合理的是________（多选）。 A．毛基质区WNT基因表达量在生长期高于休止期 B．隆起区WNT基因表达在生长期中后期被上调 C．持续激活隆起区WNT信号，会促进McSC分化 （5）根据文中研究成果提出有望使反复拔毛小鼠毛色扭转的思路________。 19．(24-25高一下·北京市八一学校·期中)雌性哺乳动物在早期胚胎发育过程中1条X染色体会发生整体范围内的沉默（“非逃逸”基因转录活性被抑制），X染色体失活（XCI），仅有少数“逃逸”基因仍能正常表达。XCI能保证雌、雄间X染色体上基因表达水平的一致，也会造成体外受精胎儿性别比例的失衡。 （1）为制备体外受精（IVF）的胚胎，研究人员采用超数排卵方法采集小鼠________期卵母细胞，另一方面，将成年健康公鼠的精子在体外条件下进行________处理，将二者置于适当的培养液中完成体外受精。收集早期胚胎，移植到经过________处理的代孕母鼠中，获得的胚胎含有________（填“单”“双”或“三”）亲的遗传物质。 （2）研究人员对体外受精胎儿性别进行鉴定，表中数据显示体外受精（IVF）胎儿性别比例（雄/雌）________自然生产（IVO）胎儿的性别比例。 组别 胚胎数 活仔率（%） 雄/雌 自然生产（IVO） 81 56.25 1.08 体外受精（IVF） 82 45.58 1.48 （3）为进一步揭示体外受精的胎儿性别比例失衡的原因，研究人员剖取第7.5天的小鼠胚胎进行胎儿发育情况统计，结果如图1： ①结果显示IVO组形态异常的胎儿的雌、雄比率相当，而在IVF组中，________。 ②研究人员收集不同组别的胚胎细胞，定量检测具代表性的“非逃逸”基因，结果显示这些基因的表达在IVF雌性胚胎中显著________（填“低于”“等于”或“高于”）IVO雌性胚胎，说明IVF雌性胚胎XCI不足。 ③已有研究表明，XCI高度依赖激活因子RNF12，研究人员利用免疫荧光技术检测RNF12蛋白的表达量如图2，结果为________。 （4）综上所述，XCI造成体外受精的胎儿性别比例失衡的可能原因是________。 20．(24-25高一下·北京市第五十五中学·期中)学习以下材料，回答（1）～（4）题。 H3K9me3修饰——克隆胚胎的“路障”与“路标” 体细胞核移植（SCNT）技术已在动物保护、育种及疾病研究和治疗等方面展现出广泛的应用前景。但是严重的胚胎发育缺陷和极低的出生率却阻碍了SCNT的进一步发展。 由于受精胚胎的核基因组与供体细胞基本相同，所以供体细胞核的表观遗传状态成为导致克隆胚胎发育异常的主要影响因素。H3K9me3作为真核细胞内最重要的抑制性组蛋白修饰（如下图所示），对于抑制基因组内广泛存在的重复序列和维持基因组稳定性是至关重要的。研究者比较了小鼠体细胞克隆胚胎与自然受精的胚胎，发现相比于自然受精的胚胎，克隆胚胎的部分基因组区域仍存在较高水平的H3K9me3，说明受体细胞无法充分抹除供体细胞基因组携带的高水平的H3K9me3，最终会导致这些区域内基因的异常转录抑制。 向核移植细胞中注射表达组蛋白去甲基化酶Kdm4b的mRNA，可以有效降低供体基因组的H3K9me3修饰水平，激活克隆胚胎基因组的转录，显著改善克隆胚胎着床前的发育缺陷。这种策略已成功提高了SCNT在多个物种中的克隆效率，也促使了克隆猴“中中”和“华华”的诞生。 此外，研究人员还发现在胚胎着床前的发育过程中，在特定基因组区域上建立新的H3K9me3模式对维持克隆胚胎的正常发育同样是非常重要的。在未来的工作中，阐明早期胚胎中H3K9me3修饰模式的建立机制，以及克隆胚胎中新生H3K9me3异常的原因，将有助于发展出更高效的体细胞克隆技术。 （1）H3K9me3组蛋白修饰是一种表观修饰现象，这种修饰并未改变________，但________发生变化。除此之外，常见的表观遗传修饰还有________。 （2）Z基因、D基因和M基因是重要的全能性标记基因。据文中信息推测，这类基因在克隆胚胎此阶段的表达量________自然受精胚胎细胞阶段的表达量。 （3）下图表示克隆猴“中中”和“华华”的培育流程。对应文中“供体”的是图中的________。选用母猴卵母细胞时，选用________期卵母细胞作受体细胞，其原因是________。处理①方法的是________，起到诱导融合的作用。据文中信息判断，处理②的操作是________。 （4）请根据文中信息，解释题目中指出H3K9me3修饰既是克隆胚胎的“路障”又是“路标”的含义________。（选一项回答即可） 21．(24-25高一下·北京市顺义一中·期中)学习以下材料，回答（1）～（4）题。 世界首例生物节律紊乱体细胞克隆猴模型的构建 生物节律紊乱与睡眠障碍、神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）、精神类疾病等密切相关。我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑技术和体细胞核移植（SCNT）技术，成功构建了体细胞BMAL1基因（产生昼夜节律必需）敲除的生物节律紊乱猕猴，为相关疾病研究提供了新型动物模型。 CRISPR/Cas9基因编辑系统能在DNA特定位置进行切割，被切割的DNA修复时会发生基因突变而导致靶基因失活。研究人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对多枚猕猴受精卵的BMAL1基因进行敲除，经胚胎移植后获得多只猕猴，有5只表现出BMAL1基因突变，分别命名为A3、A4、A6、A8、A10。这些BMAL1基因敲除猴不再按24小时周期活动，夜间活动明显增多，表现出昼夜活动和睡眠紊乱、焦虑和精神分裂症等症状。其中A6个体的基因敲除最完全，睡眠紊乱症状最明显。野生型和A6的BMAL1基因部分序列如图所示。 第一代BMAL1基因敲除猴的不同个体表现出不同程度的节律紊乱症状。为进一步获得理想动物模型，研究团队采集A6个体的成纤维细胞，经SCNT后获得多只BMAL1基因敲除猴。实验大致分为四步。第一，在纺锤体成像显微系统下，通过压电驱动移液管快速去除卵母细胞的纺锤体一染色体复合物；第二，将成纤维细胞引入卵黄周间隙，用病毒介导成纤维细胞与去核卵母细胞融合；第三，在37℃条件下培养，使重构胚在培养基中活化、发育；第四，将325个处于早期的胚胎移植给65只代孕母猴，最终获得5只第二代BMAL1基因敲除猕猴模型。 基因检测结果表明，第二代的5只猕猴均具有与A6相同的BMAL1双等位基因突变，且外周血mRNA中不存在野生型BMAL1的转录产物，证明猕猴体内BMAL1基因表达缺失。它们均表现出较多的夜间运动和更严重的睡眠障碍等症状，是更为理想的动物模型。 第二代BMAL1基因敲除猕猴模型的成功构建，预示着批量化、标准化创建疾病克隆猴模型的新时代正式开启。 （1）实验中采集的卵母细胞通常在体外培养至________期。 （2）结合资料，以下说法不合理的是________。 A．经CRISPR/Cas9基因编辑和胚胎移植获得的第一代5只模型猴基因型相同 B．A6的BMAL1基因所在的一对同源染色体上的碱基变化完全相同 C．从A6获取的成纤维细胞在用于SCNT之前需进行细胞培养 D．利用A6的成纤维细胞进行克隆获得的多只猕猴基因型相同 （3）请利用箭头加文字的形式完善第二代BMAL1基因敲除猴的基本构建流程。 （4）与传统动物模型小鼠相比，利用猕猴进行人类疾病药物研发的优势是________，与第一代BMAL1基因敲除猴模型相比，第二代猕猴模型用于研究生物节律紊乱及相关药物研发的优势是________。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 细胞工程 答案版 地 城 考点01 植物细胞工程 一、单选题 1．C 2．C 3．D 4．C 5．A 6．A 7．D 8．C 9．A 10．C 11．D 二、非选择题 12．（1）全能性 脱分化 （2）随着高CK诱导时间的延长，野生型的W基因表达量显著升高 随着高CK诱导时间的延长，突变体的W基因表达量显著低于野生型 （3）ACD 13．（1）全能性 再分化 （2）抑制 促进 （3）3组＞4组＞2组＞1组 （4）野生型植株中A1和A12基因同时存在，a1植株中A1基因突变，只有A12，A1与A12竞争结合CLV基因启动子，且A12的促进作用显著大于A1；两者同时存在时的促进作用小于只有A12时，CLV促进再生芽数量增多，因此，野生型再生芽数量明显小于a1 （5）①A1、②A12、③A12、④A1、⑤CLV基因 14．（1）未体现 保护珍稀植物红豆杉 （2） （3）不支持，紫杉醇处理后患者的有丝分裂指数高于对照组，说明紫杉醇并未抑制细胞的有丝分裂 （4）实验组使用药物b和紫杉醇处理，对照组用等量紫杉醇处理 15．（1）纤维素酶和果胶（酶）叶绿体 植物组织培养 （2）4和5具有紫罗兰和花椰菜两种植物的特异性蛋白质 （3）见图（最高点的横坐标不能超过200） （4）用病菌悬浮液均匀喷洒杂种植株的叶面（实验处理），一段时间后，检测病斑面积占叶面积的比值，抗病植株的比值低于对照组 16．（1）纤维素酶和果胶酶 杂种原生质体生理互补，细胞呼吸正常，能正常分裂；而未融合或同种融合原生质体会在细胞呼吸不同阶段受到抑制，从而无法正常分裂 （2）激素组合1 a e a 不能，还需进行实验验证使用激素组合对GAUT基因表达量的影响 17．（1）能无限增殖 秋水仙素 （2）脱分化 去除植物细胞的细胞壁 （3）染菌率和诱导率都下降 外植体的诱导率最高，而染菌率相对较低 （4）细胞密度增大，竞争加剧 18．（1）离体 脱分化 生长素、细胞分裂素 （2）与野生型植株相比，生长素受体缺失突变体中W基因的相对表达量始终更低 W物质能促进愈伤组织形成，促进芽的分化 （3）PLT7基因缺失突变体+W基因过表达 ++++ （4） 19．（1）生殖隔离 （2）①纤维素酶和果胶酶 疣粒野生稻 ②3、4、5、7、9、10 （3）来自疣粒野生稻的某些基因通过染色体易位整合到栽培稻细胞中 20．（1）纤维素酶、果胶 （2）B、C、A （3）聚乙二醇/PEG （4）中 （5）1、3、5、6 （6）茎、叶黑色细小腺体的多少 21．（1）打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 （2）使用种类、浓度、温度和处理时间等 （一定的）渗透压 （3）细胞膜的流动性 质量分数30%的PEG溶液诱导原生质体融合效果最好，高于或低于30%不利于获得融合的原生质体 （4） （5）菌株4 营养成分（能否稳定遗传） 22．（1）外植体 愈伤组织 （2）克隆 细胞 微生物侵害 （3）丙 先培养大量细胞，改变条件使细胞停止生长，大量产生X （4）器官 发酵 23．（1）纤维素酶和果胶酶 植物组织培养 （2）b+e b+c组比对照组（a+c）荧光颜色浅；b+e与对照组（a+e）荧光强度接近 （3）与野生型相比，转TM基因烟草miR399的表达量下降，UB基因的表达量上升 （4）“1、4”/“2、3” （5）①上调 ②PHT ③PAP 地 城 考点02 动物细胞工程 一、单选题 1．A 2．A 3．B 4．B 5．A 6．C 7．C 8．D 9．C 10．B 11．C 12．B 13．A 14．C 15．D 16．D 二、非选择题 17．（1）Feld1蛋白 B细胞 PEG 克隆化 （2）F3、F1 （3）③、② 阳性结果 阴性结果 C线 + + T线 + - （4）检测线出现红色条带数量越多，Feld1蛋白的含量越多 18．（1）分裂和分化 观察细胞的形态结构；检测某些特定基因表达的情况；检测细胞中黑色素的含量等 （2）TA细胞的去分化 （3） （4）AC （5）促使隆起区的McSC重新恢复移动能力，回到毛基质区，分化为成熟的黑色素细胞 19．（1）MⅡ 获能 同期发情 双 （2）高于 （3）雌性形态异常胎儿的比例显著高于雄性形态异常胎儿 高于 IVF在4细胞和8细胞及桑葚胚时期RNF12蛋白表达水平显著低于IVO （4）体外受精过程引发小鼠部分雌性胚胎RNF12低表达，引发XCI下降，导致雌性发育异常及雄/雌比例升高 20．（1）基因的碱基序列 基因表达和表型 DNA甲基化（某些小RNA的作用） （2）低于 （3）胎猴 MⅡ 卵母细胞大，易操作，营养物质丰富；含有促进细胞核全能性表达的物质 电融合法 注射表达组蛋白去甲基化酶Kdm4b的mRNA （4）“路障”的含义：克隆胚胎的部分基因组区域存在供体细胞基因组携带的高水平的H3K9me3修饰，以及胚胎发育过程中不能在特定基因组区域上建立新的H3K9me3模式，都会造成克隆胚胎的发育缺陷和死亡。“路标”的含义：解决了上述“路障”，就能解决克隆胚胎发育缺陷问题，提高体细胞克隆技术的成功率。 21．（1）MⅡ（减数第二次分裂中、减数分裂Ⅱ中） （2）AB （3）   （4）猕猴与人亲缘关系更近，能更准确评估药效 遗传背景一致，基因敲除完全，节律紊乱症状明显 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $