专题06 细胞工程（期中真题汇编，福建专用）高二生物下学期

专题06 细胞工程 5大高频考点概览 考点01 植物组织培养技术 考点02 植物体细胞杂交 考点03 植物细胞工程的实际应用 考点04 胚胎工程 考点05 胚胎工程的应用及前景 地 城 考点01 植物组织培养技术 一、单选题 1．(24-25高二下·福建三明六校·期中)四倍体兰花叶片植物组织培养的过程如下，下列相关叙述错误的是（　　） A．通过消毒和无菌操作避免①②过程发生杂菌污染 B．需植物激素调控①②过程的细胞分裂和分化 C．此兰花的花药离体培养获得的植株为二倍体植株 D．愈伤组织经过②③过程一般需要给予光照 【答案】C 【分析】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，包括脱分化和再分化两个过程。题中①表示脱分化、②表示再分化、③表示胚状体发育为兰花植物的过程。 【详解】A、植物组织培养过程中，需要对兰花叶片和操作者进行消毒处理，对培养基、操作工具等进行灭菌，以避免植物组织培养过程中发生杂菌污染，A正确； B、①是脱分化过程，②是再分化过程，需植物激素调控①②过程的细胞分裂和分化，B正确； C、兰花的花药离体培养所得植株为单倍体植株，含有两个染色体组，C错误； D、愈伤组织经过②③过程一般需要给予光照，以保证叶绿素的形成和植物正常生长，D正确。 故选C。 2．(24-25高二下·福建福州鼓楼区福建福州第一中学·期中)植物组织培养的不同阶段均涉及对光照的控制。下列叙述错误的是（　　） A．在有光照的条件下培养植物组织，培养基中无需添加有机物 B．成分脱分化过程通常需要避光，有利于愈伤组织的形成和生长 C．再分化过程通常需提供光，无光条件下形成的试管苗一般为黄化苗 D．光既是培养物光合作用的能量来源，也是调节培养物生长发育的信号 【答案】A 【分析】植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，其过程为：离体的植物组织，器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织（高度液泡化，无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织)，愈伤组织经过再分化过程形成胚状体，进一步发育成为植株。 【详解】A、在有光照的条件下培养植物组织，培养基中需添加有机物成分，如需要添加植物激素等，A错误； B、脱分化过程通常需要避光，有利于愈伤组织的形成和生长，愈伤组织具有发育的全能性，B正确； C、再分化过程通常需提供光，无光条件下形成的试管苗一般为黄化苗，因为色素的形成需要光，C正确； D、光合作用的进行需要光，因此，光是培养物光合作用的能量来源，同时光也是一种调节的信号，对培养物的生长发育做出调节，D正确。 故选A。 3．(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得有Ⅰ、Ⅱ途径如下图。据图分析下列叙述正确的是（　　） A．要获得脱毒苗，可以选择茎尖作为外植体进行植物组织培养 B．从步骤①到步骤②需要更换新的培养基，主要是因为有害代谢产物积累 C．图中脱毒苗和高产细胞群的获得都体现了植物细胞的全能性 D．辣椒素作为辣椒的次生代谢物，是辣椒生长所必需的 【答案】A 【分析】1、题图①和②是植物组织培养过程，其中①是脱分化过程、②是再分化过程，上面一种途径是通过植物组织培养技术获得脱毒苗，再从果实中获得相应的产物；下面一种途径是采用植物细胞培养技术获得大量细胞产物。 2、在进行植物组织培养时，需要在培养基中添加适当比例的生长素和细胞分裂素诱导细胞的脱分化和再分化。但两者的比例对诱导的结果是有影响的：当生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成(即有利于根的发生) ；当细胞分裂素含量高于生长素时，则主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成(即有利于芽的发生)。 【详解】A、茎尖含病毒少且分裂旺盛，选择植物的茎尖进行培养获得的脱毒苗含病毒极少甚至无病毒，A正确； B、①和②是植物组织培养过程，其中①是脱分化过程、②是再分化过程，从步骤①到步骤②需要更换新的培养基，主要是因为脱分化和再分化所需要的条件不同，尤其是激素的种类和比例，B错误； C、全能性是指细胞发育成完整个体的潜能，高产细胞群没有培养到个体，没有体现全能性，C错误； D、辣椒素是辣椒中的次生代谢物，次生代谢物通常不是植物基本的生命活动所必需的，而是植物在长期进化过程中产生的，具有特定的生物或生态功能‌，D错误。 故选A。 4．(24-25高二下·福建厦门湖里区福建厦门双十中学·期中)百岁兰是一种濒危物种。为研发稳定高效的百岁兰叶片愈伤组织诱导体系，科研人员探究了避光与昼夜节律（16h光照和8h黑暗）对诱导百岁兰叶片愈伤组织的影响，实验结果见下图。相关叙述错误的是（    ） A．愈伤组织诱导过程中发生基因选择性表达，此类细胞分裂旺盛，分化程度低 B．实验所用的培养基通常为固体培养基，且培养基中的生长素和细胞分裂素比例适中 C．暗处理和昼夜节律处理所用培养基中均需要添加有机营养，且其添加量要一致 D．昼夜节律处理下百岁兰脱分化和再分化的速率更快，愈伤组织生长更好 【答案】D 【分析】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，二者的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向：生长素与细胞分裂素比例适中时，有利于愈伤组织的形成；生长素与细胞分裂素比例升高，利于根的分化、抑制芽的形成；生长素与细胞分裂素比例降低，利于芽的分化、抑制根的形成。 【详解】A、在一定的激素和营养等条件的诱导下，外植体（离体的植物器官、组织或细胞）经脱分化形成愈伤组织，在此过程中，基因发生选择性表达，该类细胞分裂旺盛，分化程度较低，A正确； B、实验所用的培养基通常为固体培养基，生长素与细胞分裂素比例适中时，有利于愈伤组织的形成，B正确； C、暗处理和昼夜节律处理所用培养基中均需要添加蔗糖等有机营养，蔗糖的添加量为无关变量，为了排除蔗糖的添加量不同而对实验结果的影响，蔗糖的添加量要一致， C正确； D、外植体经脱分化形成愈伤组织。分析曲线图可知：昼夜节律处理下百岁兰脱分化的速率更快，愈伤组织生长更好，但无法判断再分化的速率，D错误。 故选D。 二、非选择题 5．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)百合具有观赏、食用和药用等多种价值，科研人员对其进行了多种育种技术研究。回答下列问题： (1)体细胞杂交育种：进行不同种百合体细胞杂交前，先去除细胞壁获得原生质体，再用______法，诱导原生质体融合，得到杂种细胞后，继续培养，常用____________（填植物激素名称）诱导愈伤组织形成和分化，获得完整的杂种植株，该育种方法的优点是__________________。 (2)单倍体育种：常用__________________的方法来获得单倍体植株，然后经过诱导______，当年就能培育出遗传性状相对稳定的二倍体植株。 (3)基因工程育种：研究人员从野生百合中获得一个抵抗尖孢镰刀菌侵染的基因L，该基因及其上游的启动子pL和下游的终止子结构如图a。图b是一种Ti质粒的结构示意图，其中基因gus编码GUS酶，GUS酶活性可反映启动子活性。 研究病原微生物对L的启动子pL活性的影响。从图a所示结构中获取pL，首先选用____________酶切，将其与相同限制酶酶切的Ti质粒连接，再导入烟草。随机选取3组转基因成功的烟草（）进行病原微生物胁迫，结果如图c。由此可知：三种病原微生物都能诱导pL的活性增强，其中______的诱导作用最强。 【答案】(1) 聚乙二醇（PEG）融合/高-高pH融合 生长素和细胞分裂素 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 (2) 花药（或花粉）离体培养 染色体加倍 (3) HindⅢ、BamHⅠ 交链格孢 【分析】因植物细胞细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，因此获得原生质体的方法是用纤维素酶和果胶酶对植物细胞进行处理。得到原生质体后使原生质体融合，形成杂种细胞，再用生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织形成和分化，从而获得完整的杂种植株。 【详解】（1）诱导原生质体融合的方法有物理法（离心、振动、电激等）和化学法，化学法常用聚乙二醇（PEG）融合、高Ca²⁺ - 高pH融合 。 植物组织培养中，诱导愈伤组织形成和分化常用的植物激素是生长素和细胞分裂素。 体细胞杂交育种的优点是打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，因为不同种的百合存在生殖隔离，通过体细胞杂交可克服这一障碍。 （2）获得单倍体植株常用花药（或花粉）离体培养的方法，利用植物细胞的全能性，将花药中的花粉培育成单倍体植株。 单倍体植株高度不育，需要经过诱导染色体加倍，常用秋水仙素处理，使染色体数目恢复到正常体细胞的数目，当年就能培育出遗传性状相对稳定的二倍体植株。 （3）从图a所示结构中获取启动子pL，要保证获取的片段完整且不破坏启动子结构，应选用HindⅢ、BamHⅠ酶切，因为这两种酶的酶切位点在启动子pL的两端。 从图c可知，在三种病原微生物（尖孢镰刀菌、厚垣镰刀菌、交链格孢）中，交链格孢处理组的GUS酶活性最高，而GUS酶活性可反映启动子活性，所以交链格孢的诱导作用最强。 6．(24-25高二下·福建宁德部分学校·期中)虫害是造成玉米产量减少的重要因素。随着转基因技术的发展，转Bt基因抗虫玉米对有效防治玉米害虫具有重要作用，相关技术流程如图1所示。回答下列问题： (1)研究人员利用PCR扩增Btcry1Ah基因时，在PCR反应体系中加入了Btcry1Ah基因、DNA聚合酶、引物、Mg2+等，加入的Btcry1Ah基因的作用是______。与常规的DNA聚合酶相比，PCR反应体系中选择的DNA聚合酶具有的明显特点是______。 (2)步骤①是培养转Bt基因抗虫玉米的核心工作，其目的是______（答出2点）。 (3)步骤③中，需要在接种玉米细胞之前对培养基进行灭菌，常用的灭菌方法是______。 (4)步骤④诱导愈伤组织形成丛状苗的过程称为______（填“脱分化”或“再分化”），步骤④⑤______（填“需要”或“不需要”）光照，原因是______。 (5)研究人员通过一系列实验，获得了三种品系的转基因玉米：HGK60（甲）、HGK60（乙）、HGK60（丙）。为检测其遗传特性，研究人员对转基因玉米和非转基因玉米中的Btcry1Ah蛋白进行检测，结果如图2所示。 据图2分析，甲、乙、丙三种转基因玉米品系中可能获得抗虫能力的有______，依据是______。 【答案】(1) 提供DNA复制的模板 耐高温 (2)让Btcry1Ah基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；使Btcry1Ah基因能够表达和发挥作用 (3)高压蒸汽灭菌法 (4) 再分化 需要 此时需要通过光照来诱导叶绿素的合成，使幼苗能进行光合作用 (5) HGK60（甲）、HGK60（丙） HGK60（甲）、HGK60（丙）中能检测到Btcry1Ah蛋白，而HGK60（乙）中没有检测到Btcry1Ah蛋白 【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。（即图1中的①过程）（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。（图1中使用的是农杆菌转化法）（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）为获得转Bt基因抗虫玉米，研究人员利用PCR扩增Btcry1Ah基因，在PCR反应体系中加入Btcry1Ah基因的作用是提供DNA复制的模板，从而获取目的基因。PCR反应过程主要包括变性（90℃以上）、复性（50℃左右）、延伸（72℃左右），则所使用的酶需要在高温下保持活性，因此与常规的DNA聚合酶相比，PCR反应体系中选择的DNA聚合酶应耐高温。 （2）步骤①是培养转Bt基因抗虫玉米的核心工作，即基因表达载体的构建，从而让Btcry1Ah基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时使Btcry1Ah基因能够表达和发挥作用。 （3）步骤③是通过农杆菌介导将目的基因导入受体细胞（玉米细胞），在接种前需要对培养基进行灭菌，以避免杂菌污染，常用的培养基灭菌方法是高压蒸汽灭菌法。 （4）步骤④为诱导玉米愈伤组织形成丛状苗，该过程称为再分化，步骤⑤进一步将丛状苗培养成试管苗，从愈伤组织到试管苗的培养过程需要光照，目的是诱导叶绿素的合成，使玉米幼苗能进行光合作用，有助于其生长发育。 （5）从图2实验结果可知，转基因玉米HGK60(甲)、HGK60(丙)中能检测到Btcry1Ah蛋白，HGK60(乙)中不能检测到Btcry1Ah蛋白，即HGK60(甲)、HGK60(丙)中的BtcrylAh基因能够表达，而HGK60(乙)中的BtcrylAh基因不能表达。因此，三种转基因玉米品系中可能获得抗虫能力的是甲、丙。 地 城 考点02 植物体细胞杂交 一、单选题 1．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)植物细胞中的叶绿体和细胞核是两个相对独立的遗传体系，控制着许多优良性状，胞质杂交是植物体细胞杂交应用的一个重要方面。将品种甲叶绿体中的优良基因导入品种乙的实验流程如下图所示。下列说法错误的是（    ） A．过程①可用纤维素酶和果胶酶处理 B．过程②可以用聚乙二醇诱导品种甲和乙的原生质体融合 C．过程③融合原生质体需经严格灭菌处理后才能进行植物组织培养 D．通过④获得的抗病品种丁，染色体数目与乙相同 【答案】C 【分析】原生质体是去除细胞壁后各种结构的总称，包括细胞膜、细胞质、细胞核和细胞器等。在植物体细胞杂交过程中常采用人工诱导的方法促进原生质体的融合，诱导方法包括两大类：物理法和化学法。化学法一般常用聚乙二醇作为诱导剂。 【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，要获得原生质体，需去除细胞壁。 用纤维素酶和果胶酶处理可以去除细胞壁，获得原生质体，所以过程①可用纤维素酶和果胶酶处理，A正确； B、诱导植物原生质体融合的方法有物理法（离心、振动、电激等）和化学法（聚乙二醇等）。 过程②诱导品种甲和乙的原生质体融合，可以用聚乙二醇作为诱导剂，B正确； C、植物组织培养过程中，融合原生质体不能进行严格灭菌处理。 因为灭菌会杀死细胞，导致细胞死亡无法进行组织培养，应进行消毒处理，C错误； D、品种甲只是将叶绿体导入品种乙的细胞中，并没有改变品种乙的染色体数目，所以通过④获得的抗病品种丁，染色体数目与乙相同，D正确。 故选C。 2．(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)下图表示利用耐盐植株甲（2n）和高产植株乙（2n）培育高产耐盐杂种植株的过程（图中标号表示过程或处理手段），下列相关叙述错误的是（　　） A．过程①可将甲、乙植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中处理 B．过程②可以用PEG诱导，过程③得到的杂种细胞中含有3个染色体组 C．过程⑤是再分化阶段，要进行照光培养，诱导叶绿素的形成 D．过程⑥筛选目的植株时可将植物种在高盐环境中 【答案】B 【分析】据图分析：图中①表示酶解法去壁，②表示诱导原生质体融合，③表示再生细胞壁，④表示脱分化，⑤表示再分化，⑥表示发育成杂种植株，其中④⑤⑥表示植物组织培养技术。 【详解】A、植物细胞细胞壁的成分是纤维素和果胶，过程①表示酶解法去壁，所以过程①可将甲、乙植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中处理，A正确； B、②表示诱导原生质体融合，可用PEG诱导，过程③得到的杂种细胞中含有4个染色体组，B错误； C、过程⑤是再分化阶段，要进行照光培养，诱导叶绿素的形成，C正确； D、实验目的是培育高产耐盐杂种植株，所以过程⑥筛选目的植株时可将植物种在高盐环境中，D正确。 故选B。 3．(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如下图所示。下列叙述正确的是（    ） A．过程①中采用纤维素酶和果胶酶在低渗溶液中进行处理 B．过程②是该技术的关键环节，融合的细胞均具有两种细胞的遗传物质 C．可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株 D．过程④的培养基中需要提供无机营养成分、有机营养成分，且过程④要提供光照 【答案】C 【分析】分析题图：图示为甲、乙两种植物细胞融合并培育新植株的过程，其中①表示去壁获取原生质体的过程；②③表示人工诱导原生质体融合以及再生出新细胞壁的过程；④表示脱分化形成愈伤组织；⑤表示再分化以及个体发育形成植株丙的过程。 【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，去除细胞壁获得原生质体常用纤维素酶和果胶酶，但应该在较高渗透压溶液中处理，使植物细胞处于微弱质壁分离状态，防止原生质体被破坏，A错误； B、过程②诱导原生质体融合是该技术的关键环节，融合的细胞有甲甲融合、乙乙融合和甲乙融合，故不都具有两种细胞的遗传物质，B错误； C、植物甲和植物乙的染色体组成不同，杂种植株丙含有甲和乙的染色体，所以可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株，C正确； D、过程④是脱分化，不需要提供光照，D错误。 故选C。 4．(24-25高二下·福建龙岩高级中学等部分学校·期中)植物体细胞杂交技术和动物细胞融合技术都涉及将两种不同类型的细胞融合在一起，下列相关叙述正确的是（    ） A．二者均突破有性生殖的局限 B．用蛋白酶处理植物细胞可去除其细胞壁获得原生质体 C．融合后的细胞中不含成对存在的同源染色体 D．二者的融合细胞最终形成了杂种个体 【答案】A 【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。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 【详解】A、植物体细胞杂交是将不同种植物体细胞融合，动物细胞融合是将不同细胞（如瘤细胞和B淋巴细胞）融合，二者都不需要经过两性生殖细胞结合，均突破有性生殖的局限，A正确； B、植物细胞壁主要成分是纤维素和果胶，去除植物细胞壁需用纤维素酶和果胶酶，而蛋白酶是分解蛋白质的，不能去除植物细胞壁，B错误； C、若融合的细胞是同种细胞融合（如植物体细胞杂交中同种植物细胞融合，或动物细胞融合中同种细胞融合），融合后细胞中含有成对的同源染色体；若是不同种细胞融合，要看细胞原本的染色体情况，C错误； D、植物体细胞杂交融合后的细胞可经培养形成杂种植株（个体 ）；但动物细胞融合后的细胞一般不能形成个体，主要用于制备单克隆抗体等，D错误。 故选A。 5．(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)长穗偃麦草（2n=14）是普通小麦（6n=42）的近缘属植物，因其可与普通小麦杂交，且具有突出的抗旱、抗寒、抗病及耐盐性，常用于小麦遗传改良育种研究。科学家采用下图所示的技术培育出了普通小麦—长穗偃麦草杂种植株，①、②、③代表培育过程。下列说法正确的是（    ） A．将植物细胞置于低渗溶液中，用纤维素酶和果胶酶处理可以获取完整的原生质体 B．①过程是原生质体融合，进而再生细胞壁形成杂种细胞 C．②过程和③过程使用的培养基不一样，但都需要在光照下进行培养 D．植物体细胞杂交的原理是细胞增殖和植物细胞的全能性 【答案】B 【分析】分析图示可知，①过程为原生质体融合形成杂种细胞，②过程为植物组织培养过程中的脱分化过程，③过程为再分化过程。 【详解】A、制备原生质体时，植物细胞要置于等渗溶液或略高渗溶液中，防止制备的原生质体吸水破裂，A错误； B、据图分析可知，图中①过程是利用PEG（聚乙二醇）或电融合等手段促使不同来源的原生质体融合，随后新生细胞壁，形成杂种细胞，B正确； C、②过程不需要光照条件，③过程需要光照条件，C错误； D、植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性，D错误。 故选B。 二、非选择题 6．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)“不对称体细胞杂交 ”可将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内，获得不对称杂种植株。疣粒野生稻（2n=24）对白叶枯病有较高抗性，为此研究人员利用“不对称体细胞杂交”技术，将疣粒野生稻的抗白叶枯病特性转移到栽培稻中，过程如下图。 注：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；碘乙酰胺使细胞质中的某些酶失活，抑制细胞分裂。 (1)利用“不对称体细胞杂交”技术培育抗病栽培稻植株的理论基础有_________染色体变异和基因突变。 (2)过程③一般用_________作为化学诱导剂，使两种细胞的原生质体融合。过程④中若诱导未分化的细胞群分化生根，需要提高_________（激素）的比例。 (3)诱导融合后，仅异源融合的原生质体可分裂形成再生细胞团，原因是_________。 (4)科研人员欲采用农杆菌转化法将野生稻的抗病基因导入栽培稻愈伤组织，用_________处理农杆菌，使其易吸收外源重组质粒。再利用农杆菌的T-DNA 能 _________的特点，最终培育出转基因植株。 【答案】(1)细胞膜的流动性，（植物）细胞的全能性 (2) 聚乙二醇（或PEG 或高Ca2+-高pH融合） 生长素 (3)杂种细胞由于融合，补充了细胞质（核）中失活的酶（缺失的染色体），细胞正常分裂 (4) Ca2+（CaCl2） 携带抗病基因进入栽培稻细胞，并整合到细胞的染色体DNA 上 【分析】植物体细胞杂交是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株的技术。植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展现出独特的优势。原理：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 【详解】（1）根据题干信息可知，“不对称体细胞杂交”可将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内，获得不对称杂种植株，同时据题图可知，利用了植物体细胞杂交的技术，原理是细胞膜的流动性，（植物）细胞的全能性，发生的可遗传变异类型是染色体变异。 （2）植物原生质体间的融合，需要人工诱导，人工诱导的方法分为物理法和化学法，化学法一般用聚乙二醇(PEG或高Ca2+-高pH融合)作为诱导剂来诱导原生质 体融合；过程④中若诱导未分化的细胞群分化生根，需要提高生长素的比例。 （3）根据题干信息：大剂量的X射线能随机破坏染色体结构，使其发生断裂、易位、染色体消除等，使细胞不再持续分裂；碘乙酰胺使细胞质中的某些酶失活，抑制细胞分裂。为了达到转移抗白叶枯病特性的目的，可先用X射线照射疣粒野生稻的原生质体，使其部分的染色体发生变异，然后用碘乙酰胺处理另一亲本的原生质体，经诱导融合后，从而获得杂种细胞，由于杂种细胞于融合后，补充了细胞质中失活的酶，细胞正常分裂，故经诱导融合后，只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团。 （4）科研人员欲采用农杆菌转化法将野生稻的抗病基因导入栽培稻愈伤组织，用 Ca2+（CaCl2） 处理农杆菌，使其易吸收外源重组质粒。再利用农杆菌的T-DNA 能携带抗病基因进入栽培稻细胞，并整合到细胞的染色体DNA 上的特点，最终培育出转基因植株。 7．(24-25高二下·福建厦泉五校联考·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。回答下列问题： (1)利用植物细胞培养生产紫杉醇的过程：将红豆杉外植体置于_____（填激素及比例）的培养基中经_____获得愈伤组织，再将愈伤组织移至液体培养基大量培养从而获得紫杉醇。该过程_____（填“体现”或“未体现”）细胞的全能性。 (2)研究人员尝试运用不对称体细胞杂交技术（利用射线破坏供体细胞的染色质，将其与未经射线照射的受体细胞融合，所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质）将红豆杉（2n=24）与柴胡（2n=12）进行融合，培育能产生紫杉醇的柴胡，过程如图所示。已知X射线处理能随机破坏染色体结构，使其发生断裂、易位、染色体消除等，使细胞不再持续分裂；碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活，抑制细胞分裂。对红豆杉和柴胡原生质体进行的A、B处理分别为_____。过程③常用的化学方法有_____（至少写一种）。未融合的细胞不能形成愈伤组织，原因是_____。 (3)新的研究发现只有染色体不稳定性（简称“CIN”，即细胞分裂发生错误导致染色体不稳定）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。请选择一种药物，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为两组。其中对照组的处理方式为适量的紫杉醇溶液，实验组的处理方式为：_____。培养一段时间，若结果为_____，则推测正确。 【答案】(1) 生长素与细胞分裂素的比值等于1 脱分化 未体现 (2) X射线、碘乙酰胺 聚乙二醇 （PEG）、高Ca+高PH融合法 柴胡原生质体用碘乙酰胺处理后酶失活，细胞生命活动受限；红豆杉原生质体经X射线处理后失去分裂能力（杂种细胞在细胞核和细胞质的功能上实现互补，使细胞恢复正常分裂） (3) 药物b和等量紫杉醇溶液 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 【分析】植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论，近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术。植物的组织培养广义又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。狭义是指用植物各部分组织，如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。 【详解】（1）若要获得愈伤组织，应将红豆杉外植体置于生长素与细胞分裂素的比值等于1的培养基中经脱分化过程获得愈伤组织，再将愈伤组织移至液体培养基大量培养从而获得紫杉醇。细胞全能性是指细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，所以上述过程不能体现细胞的全能性。 （2）该技术的目的是培育能产生紫杉醇的柴胡，紫杉醇是存在于珍稀植物红豆杉体内的一种次生代谢物，所以红豆杉是供体细胞，柴胡是受体细胞，所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质，故A处理为X射线处理以获得红豆杉的部分遗传物质，B处理为碘乙酰胺以抑制细胞分裂。过程③表示原生质体的融合，通常采用聚乙二醇（PEG）融合法。由于杂种细胞在细胞核和细胞质的功能上实现了互补，即柴胡原生质体用碘乙酰胺处理后酶失活，细胞生命活动受限；红豆杉原生质体经X射线处理后失去分裂能力，可以使细胞恢复正常分裂，所以只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团。 （3）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，对照组用适量的紫杉醇处 理，实验组使用药物b和等量的紫杉醇处理，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。 地 城 考点03 植物细胞工程的实际应用 一、单选题 1．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)与树莓组织培养相关叙述正确的是（　　） A．树莓脱毒苗可以抵抗病毒的感染 B．幼茎外植体接种时，形态学上端朝下 C．用适宜浓度的酒精和次氯酸钠的混合液对幼茎进行消毒 D．欲将试管苗移栽，应将其在培养箱中打开封口膜几天 【答案】D 【分析】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。 【详解】A、脱毒苗是通过茎尖分生组织培养获得的，因其细胞病毒含量极低，但并未获得抗病毒能力，仍可能被病毒感染，A错误； B、外植体接种需保持极性，形态学上端应朝上以利于细胞分裂和分化，若朝下会破坏极性，B错误； C、外植体消毒通常先用酒精（约30s）进行表面消毒，再用次氯酸钠溶液浸泡灭菌，两者分步使用而非混合，C错误； D、移栽前需打开封口膜，让试管苗在培养箱中适应外界环境（如湿度、温度），提高存活率，D正确； 故选D。 2．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)通过植物细胞工厂化生产可大量获取鱼腥草的萜类化合物。下列说法错误的是（　　） A．次生代谢物萜类物质不是鱼腥草生命活动必需的营养物质 B．细胞工厂化生产是为了提高单个细胞中萜类物质的含量 C．培养的愈伤组织处于不断增殖的状态时，更容易诱发突变 D．培养过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养 【答案】B 【分析】初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。 【详解】A、次生代谢物指非生物生长所必需，在特定条件下进行一类小分子有机化合物，因此次生代谢物萜类物质不是鱼腥草生命活动必需的营养物质，A正确； B、工厂化生产是通过扩大细胞数量提高总产量，而非提高单个细胞中萜类物质的含量，B错误； C、培养的愈伤组织处于不断增殖的状态时，DNA复制更活跃，更容易诱发突变，C正确； D、植物细胞需先脱分化形成愈伤组织，再悬浮培养以实现大规模增殖，D正确。 故选B。 3．(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)盾叶薯蓣根茎富含薯蓣皂素（一种次生代谢产物），可用于治疗心血管病等。利用植物细胞工程可快捷、大量地生产薯蓣皂素。下图是盾叶薯蓣愈伤组织生长曲线，下列说法错误的是（    ） A．利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物 B．愈伤组织后期增重缓慢与营养减少和代谢废物积累有关 C．次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养 D．愈伤组织应在30天内传代，以保持其分裂能力和细胞活性 【答案】C 【分析】据图可知，随着培养时间的延长，愈伤组织增重量先增加后有所减小的趋势。 【详解】A、细胞产物的工厂化生产可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物，A正确； B、愈伤组织后期增重缓慢与培养基中营养减少和代谢废物积累有关，B正确； C、次生代谢物不是植物基本生命活动所必需的，C错误； D、据图可知，培养30天后，愈伤组织增重有所减少，说明其分裂能力下降，因此愈伤组织应在30天内传代，以保持其分裂能力和细胞活性，D正确。 故选C。 4．(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)超低温冷冻脱毒法是先用超低温对细胞进行选择性破坏，再用植物组织培养技术获得脱毒植株的方法。以马铃薯茎尖为材料，采用超低温冷冻脱毒法可获得脱毒苗。下列叙述错误的是（    ） A．外植体接种前需要用酒精、次氯酸钠等进行消毒 B．接种时需要将消毒后的外植体的形态学下端插入培养基中 C．经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯比未脱毒的马铃薯抗病毒能力更强 D．用茎尖能够获得脱毒苗的原因是植物顶端分生区病毒极少或无病毒 【答案】C 【分析】植物组织培养的应用：微型繁殖、作物脱毒(选材应该选择茎尖组织)、制造人工种子、单倍体育种(最大的优点是明显缩短育种年限，得到的全为纯种)、筛选突变体、细胞产物的工厂化生产。 【详解】A、在植物组织培养过程中，为了避免杂菌污染，外植体接种前需要用酒精、次氯酸钠等进行消毒，A正确； B、接种时应根据植物的生长特性，将消毒后的外植体正确插入培养基中，一般是将形态学下端插入培养基，以利于营养物质的吸收和生根等，B正确； C、经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯只是脱毒，并没有获得抗病毒的能力，C错误； D、植物的顶端分生区病毒极少甚至无病毒，因此可将马铃薯茎尖接种在培养基中，经过人工培养可获得脱毒苗，D正确。 故选C。 5．(24-25高二下·福建龙岩高级中学等部分学校·期中)兰花的观赏价值极高，市场需求量大，因此某厂家利用植物细胞工程技术对其进行快速、大量的繁殖。下列对植物细胞工程技术应用的叙述，正确的是（    ） A．兰花幼嫩的茎段在组织培养前需要进行严格消毒灭菌处理 B．在诱导愈伤组织生根和生芽的培养基中添加的植物激素种类和含量均相同 C．可用植物组织培养中的突变体培育兰花的新品种 D．将同品种的不同兰花细胞融合可得到杂种细胞 【答案】C 【分析】植物组织培养是将离体的植物组织在含有营养物质和植物激素等的培养基中无菌培养，使其形成芽、根，并发育成完整植株的技术。植株组织培养的对象是用于培养的植物器官和组织。培养的目的可以是得到完整植株，也可以是愈伤组织或器官等。去分化阶段不需要光照，而在愈伤组织分化成芽和根的过程中需要光照，植株通过光合作用制造有机物。 【详解】A、兰花幼嫩的茎段在组织培养前需要进行消毒处理（不能灭菌，灭菌会杀死外植体 ），一般用酒精、次氯酸钠等消毒，A错误； B、诱导愈伤组织生根时，生长素用量相对较高，细胞分裂素用量相对较低；诱导生芽时，细胞分裂素用量相对较高，生长素用量相对较低 ，所以添加的植物激素种类相同但含量不同，B错误； C、植物组织培养过程中，培养的细胞处于不断分裂状态，易受培养条件和外界压力（如射线、化学物质）影响发生突变，可用这些突变体培育兰花的新品种 ，C正确； D、植物体细胞杂交是将不同种的植物细胞融合，同品种的不同兰花细胞融合没有意义，不能称为杂种细胞（杂种细胞一般指不同物种细胞融合的），D错误。 故选C。 6．(24-25高二下·福建宁德部分学校·期中)为了获得植物次生代谢物，实验人员先用植物外植体获得愈伤组织，然后将其置于液体培养基中悬浮培养。在愈伤组织悬浮培养的过程中，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化情况如图所示。下列分析不合理的是（    ） A．外植体形成愈伤组织的过程中需要用植物激素进行诱导 B．培养液中的蔗糖既能调节培养液的渗透压，也能为细胞生长提供碳源和能源 C．根据图中结果可知，只要提供足够的蔗糖，就能促进愈伤组织的持续生长 D．随着时间的推移，培养液中的pH下降可能不利于植物次生代谢物的积累 【答案】C 【分析】分析曲线图：图示是细胞干重、蔗糖浓度和pH随着培养时间的变化曲线，随着细胞干重的增加，培养基的pH和蔗糖浓度都在不断下降，而蔗糖浓度下降导致愈伤组织营养供应不足，pH降低导致愈伤组织中酶的活性下降，这两者的持续下降都导致细胞干重有所下降。 【详解】A、外植体脱分化形成愈伤组织的过程需要植物激素（生长素和细胞分裂素）的诱导作用，A正确； B、在细胞培养时，培养液中添加的蔗糖除了能提供能源外，还能够调节培养液的渗透压，B正确； C、蔗糖能够调节培养液的渗透压，蔗糖溶度过高会导致细胞失水，不利于促进愈伤组织的持续生长，C错误； D、次生代谢物是由次生代谢产生的一类细胞生命活动或植物生长发育正常运行的非必需的小分子有机化合物，据图可知，12d后蔗糖浓度下降，pH降低，不利于细胞的增殖、生长，进而影响次生代谢物的积累，D正确。 故选C。 7．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)下列过程不属于克隆的是（　　） A．单个大肠杆菌形成单菌落 B．运用胚胎分割技术获得多胞胎 C．利用快速繁殖技术生产铁皮石斛 D．通过体外受精获得“试管动物” 【答案】D 【分析】克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖，以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。通常是利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组织后代的过程。 【详解】A、单个大肠杆菌通过二分裂增殖形成单菌落，属于无性繁殖，遗传物质完全相同，属于克隆，A不符合题意； B、胚胎分割技术将同一胚胎分割为多份，发育成多个遗传信息一致的个体，属于无性繁殖，属于克隆，B不符合题意； C、快速繁殖技术（如植物组织培养）通过无性繁殖产生遗传物质相同的植株，属于克隆，C不符合题意； D、体外受精需精子和卵细胞结合形成受精卵，属于有性生殖，后代遗传物质来自双亲，不属于克隆，D符合题意。 故选D。 8．(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉且其细胞中的黄酮类化合物可入药。为满足狼爪瓦松 市场化需求，某科研小组利用植物细胞工程等技术手段，进行狼爪瓦松的扩大培养，具体过程如图所示（其中数字序号代表相应的处理过程）。下列有关分析正确的有（    ） A．过程③为再分化，应先诱导生芽再诱导生根，根本原因是基因的选择性表达 B．乙、丙、丁的核基因与甲相同 C．过程④常用射线或化学物质处理即可获得大量所需的突变体植株丙 D．过程⑥利用愈伤组织分裂能力强、全能性高的特点可大量获得黄酮类化合物 【答案】A 【分析】根据图分析，过程①为接种外植体，②为诱导脱分化形成愈伤组织，③为诱导再分化，④为诱变育种，⑤为获得原生质体，⑥是通过获得愈伤组织获得代谢产物。 【详解】A、过程③为再分化，一般是先诱导生芽再诱导生根，根本原因是基因的选择性表达，A正确； B、丙植株是经过化学或物理手段导致其发生了基因突变，因此核基因不一定与甲相同，B错误； C、由于基因突变具有低频率性，所以用射线或化学物质处理不一定能够获得大量的突变体植株，C错误； D、过程⑥利用愈伤组织分裂能力强，可大量获得黄酮类化合物，与愈伤组织全能性高没有关系，D错误。 故选A。 9．(24-25高二下·福建三明六校·期中)人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合，以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是（　　） A．培养基中添加蔗糖的目的不只是提供营养物质 B．高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合 C．融合的细胞即为所需的杂交细胞 D．杂交细胞可能具有生长快速的优势 【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。 【详解】A、培养基中添加蔗糖的目的不只是提供营养物质，还可以调节培养基中的渗透压，A正确； B、人工诱导原生质体融合有物理法和化学法，用高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合，B正确； C、只考虑两两细胞融合，则融合的细胞中有人参根-人参根细胞、人参根-胡萝卜根细胞、胡萝卜根-胡萝卜根细胞，只有人参根-胡萝卜根细胞才是杂交细胞，C错误； D、杂交细胞含两种细胞的遗传物质，可能具有生长快速的优势，D正确。 故选C。 二、非选择题 10．(24-25高二下·福建三明五县联盟·期中)某二倍体植物是杂合子，图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答： (1)图中①表示的是该花粉培养过程中的______过程，X代表的是_______，④表示的是诱导_______过程。 (2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中________的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为_________植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有_________。 (3)对植株进行_________，才能使其结实产生后代(乙)，否则植株甲只有通过________的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是________植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为________种，花药离体培养在育种上的优点是_________，从而开辟育种新途径。 【答案】(1) 脱分化 胚状体 生根 (2) 激素 单倍体 细胞的全能性 (3) 染色体加倍 无性繁殖 乙 一 缩短育种年限 【分析】据图分析可知：①为脱分化过程，②为再分化过程，X代表胚状体，③表示的是分化（或发育）过程，④表示诱导生根过程。 【详解】（1）​​图中①表示的是该花粉培养过程中的脱分化过程​​（从未成熟花粉经脱分化形成愈伤组织）。 ​​X代表的是胚状体​​（愈伤组织可发育成胚状体，再诱导生根）。 ​​④表示的是诱导生根过程​​（胚状体经此过程形成完整植株）。 （2）图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中激素的种类及其浓度配比​​（例如生长素和细胞分裂素的配比决定分化或发育路径）。 ​​最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为单倍体植株(甲)​​（来源于花粉的植株为单倍体）。 ​​未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有细胞的全能性​​（细胞具有发育成完整植株的潜能）。 （3）对植株进行染色体加倍，才能使其结实产生后代(乙)，否则植株甲只有通过无性繁殖的方式才能产生后代(丙)​​（单倍体植株需染色体加倍才能结实，否则依赖无性繁殖如分株或扦插）。 ​​乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是乙植株​​（经染色体加倍的乙植株为可育二倍体）。 ​​该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为一种，乙植株为纯合二倍体，所有花粉基因型相同（如基因型为AA的植株只产生A花粉）。 ​​花药离体培养在育种上的优点是缩短育种年限​​（直接获得单倍体后加倍可快速获得纯合植株，减少传统育种的世代数，从而开辟育种新途径）。 地 城 考点04 胚胎工程 一、单选题 1．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)下图为某哺乳动物体内受精作用及胚胎发育过程示意图。下列叙述正确的是（　　） A．①过程精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜会立即发生反应，拒绝其他精子进入 B．②③④过程都发生有丝分裂，②过程中胚胎发生孵化 C．桑葚胚时期细胞具有全能性，并开始出现分化 D．在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体，是判断卵子受精的标志 【答案】D 【分析】分析题图：图为受精作用和胚胎发育过程，图中①为受精作用，②③④为早期胚胎发育过程，a为囊胚，b为原肠胚。 【详解】A、当精子触及卵细胞膜的瞬间，透明带会迅速发生生理反应，这是防止多精入卵受精的第一道屏障，而卵细胞膜发生生理反应是在精子入卵后发生的，是防止多精入卵受精的第二道屏障，A错误； B、②③④过程都发生有丝分裂，在a囊胚期胚胎发生孵化，B错误； C、桑葚胚时期细胞还未开始出现分化，细胞都具有全能性，囊胚期开始出现细胞分化，形成内细胞团和滋养层细胞等，C错误； D、判断卵子是否受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体或形成雌雄原核，D正确。 故选D。 2．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)精子载体法是以精子作为外源基因载体携带外源基因进入卵细胞，用该方法制备转基因鼠的基本流程如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．①过程中精子获能的方法可以是将其培养在人工配制的获能液中进行 B．②过程采用体外受精技术，受精卵中的遗传物质并非都来自父母双方 C．③过程形成的早期胚胎发育到桑葚胚或囊胚才能进行胚胎移植 D．④过程进行胚胎移植前需要对供体和受体进行超数排卵处理 【答案】D 【分析】分析题图：图示表示培育转基因鼠的基本流程，其中①是筛选获得导入外源基因的精子的过程，②是体外受精过程，③是早期胚胎培养过程，④是胚胎移植过程。 【详解】A、精子获能后才能参与受精，①过程中精子获能的方法可以是将其培养在人工配制的获能液中进行，A正确； B、②采用体外受精技术，受精卵中的遗传物质来自父母双方和外源基因，不都来自父母双方，B正确； C、③是早期胚胎培养过程，需要将早期胚胎发育到桑葚胚或囊胚才能进行胚胎移植，C正确； D、④是胚胎移植过程，应选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，进行胚胎移植前需要对供体雌性个体进行超数排卵处理，对受体进行同期发情处理，D错误。 故选D。 3．(24-25高二下·福建龙岩高级中学等部分学校·期中)某牧场引进了一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场进行了体外受精及胚胎移植等相关操作。下列叙述错误的是（    ） A．体外受精时，提前采集的良种公羊精液需要冷冻保存 B．卵母细胞到MⅡ期时才具备与精子受精的能力 C．推测早期胚胎培养液的成分有无机盐、激素、维生素、氨基酸、核苷酸等 D．需要用促性腺激素对良种公羊和受体母羊进行同期发情处理 【答案】D 【分析】胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理（选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体）。用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存（对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑葚胚或胚囊胚阶段。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。 【详解】A、体外受精时，提前采集的良种公羊精液可冷冻保存，需要使用时再解冻，这样能长期保存精子，A正确； B、卵母细胞需要培养到 MⅡ 期（减数分裂Ⅱ中期 ）才具备与精子受精的能力，B正确； C、早期胚胎培养液的成分包含无机盐、激素、维生素、氨基酸、核苷酸等，还含有血清等物质，以满足胚胎发育需求，C正确； D、使用促性腺激素等处理是对受体母羊和供体母羊，使同期发情，使其生殖器官生理状态相同，便于胚胎移植。而良种公羊是提供精子，不需要进行同期发情处理，D错误。 故选D。 4．(24-25高二下·福建泉州四校联考·期中)“三亲婴儿”是一种特殊的辅助生殖技术。“三亲婴儿”培育过程中，医生将母亲卵细胞的细胞核移植到女性捐赠者去除细胞核的卵子中，再按照标准的试管婴儿技术进行培育，如图。下列叙述正确的是（　　） A．“三亲婴儿”辅助生殖的目的是避免母亲将线粒体遗传病传递给下一代 B．“三亲婴儿”辅助生殖技术可避免后代患红绿色盲或携带红绿色盲基因 C．“三亲婴儿”培育过程中需利用到动物细胞核移植和动物细胞融合技术 D．“三亲婴儿”辅助生殖技术的成功实践体现了克隆技术能够造福于人类 【答案】A 【分析】1、图示表示三亲婴儿的培育过程，由图可知，三亲婴儿的培育采用了动物细胞核移植技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等。 2、动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，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。原理是动物细胞核具有全能性，克隆动物的遗传物质来自双亲，其核遗传物质来自供核生物，而细胞质基因来自提供细胞质的生物。 【详解】A、图示技术是用捐献者的卵细胞的细胞质和母亲的卵细胞的核重组，形成的重组卵再和父亲的精子结合，由于母亲的细胞质不参与该过程，故利用三亲婴儿培育技术可以避免三亲中母亲中的线粒体中的基因缺陷传给孩子，A正确； B、B卵母细胞只提供细胞质，而红绿色盲基因位于细胞核的染色体上，故“三亲婴儿”辅助生殖技术不能避免后代患红绿色盲或携带红绿色盲基因，B错误； C、“三亲婴儿”培育过程利用到的生物技术有：动物细胞核移植、早期胚胎培养技术和胚胎移植等，不需要用到动物细胞融合技术，C错误； D、“三亲婴儿”辅助生殖技术的成功实践体现了核移植技术、体外受精、胚胎移植等技术能够造福于人类，D错误。 故选A。 5．(24-25高二下·福建泉州四校联考·期中)杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊，并对其遗传资源进行研究和保存，流程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．丁羊进行胚胎移植前需注射免疫抑制剂 B．早期胚胎和重构胚移植前需先进行激活 C．乙羊注射促性腺激素可以提高繁殖效率 D．四只羊中甲、乙、丁羊需同期发情处理 【答案】C 【分析】分析题图：图示为通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程，杜泊羊的产生采用了体外受精（精子的采集和获能、卵母细胞的采集和培养、受精）、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。 【详解】A、经同期发情处理后的受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，无需注射免疫抑制剂，A错误； B、重构胚需用物理或化学方法激活，其目的是使重构胚完成细胞分裂和发育进程，不是在移植前，B错误； C、可以用促性腺激素处理乙羊促进超数排卵，提高繁殖效率，C正确； D、需要对乙和丁进行同期发情处理，D错误。 故选C。 二、非选择题 6．(24-25高二下·福建泉州永春县第一中学·期中)我国中科院的研究团队利用细胞工程和基因编辑技术，成功培育出世界上首例只有双母亲来源的孤雌小鼠和双父亲来源的孤雄小鼠，实现了哺乳动物的同性繁殖。实验流程如图所示，请回答下列问题： (1)体内受精时，在精子触及卵细胞膜的瞬间，_______会迅速产生生理反应阻止后来的精子进入。_______作为受精的标志（写出两项）。 (2)用_______对雌性小鼠进行_______处理可得到大量卵母细胞，卵细胞转化为phESC的过程相当于植物组织培养中的_______过程。 (3)不考虑致死情况，得到的孤雄小鼠性染色体组成为_______。利用胚胎分割的方法对乙进行处理，得到了多只孤雄小鼠，在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意_______。 (4)利用这些孤雄小鼠作为实验材料进行用于医学研究的优点是_______。（从遗传物质角度分析） 【答案】(1) 透明带和卵细胞膜 在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体 (2) 促性腺激素 超数排卵 脱分化 (3) XX、XY或者YY 将内细胞团均等分割 (4)遗传物质相同，可以基本排除由基因不同造成的个体差异；同时可利用这些遗传背景相同的动物通过它们之间的对比来分析致病基因 【分析】卵细胞激活转化成phFSC，通过基因编辑技术获得具精子细胞核特点的phESC，获得甲，从而得到孤雌小鼠；精子激活转化成ahFSC，通过基因编辑技术获得具卵细胞细胞核特点的ahESC，获得乙，从而得到孤雄小鼠。 【详解】（1）体内受精时，精子触及卵细胞膜瞬间，透明带和卵细胞膜会迅速产生生理反应（透明带反应、卵细胞膜反应），阻止后来的精子进入；在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体，这是受精的标志。 （2）对雌性小鼠注射促性腺激素，可使其超数排卵，促性腺激素的作用是促进卵巢排出更多卵母细胞，获得大量卵母细胞；卵细胞是高度分化的细胞，转化为具有分裂分化能力的 phESC，类似于植物组织培养中脱分化过程（使细胞恢复分裂增殖能力）； （3）孤雄小鼠的染色体来源于两只雄鼠产生的精子，精子的性染色体为X或Y，所以其性染色体可能是XX、XY或YY；囊胚阶段的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，均等分割可保证分割后胚胎正常发育，利用胚胎分割的方法对乙进行处理，得到了多只孤雄小鼠，在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割； （4）利用胚胎分割的方法对乙进行处理得到了多只孤雄小鼠，这些小鼠遗传物质相同，所以作为实验材料可以排除由基因的差异造成的个体差异，进而可以通过这些遗传背景相同的个体来对比来分析致病基因。 7．(24-25高二下·福建宁德部分学校·期中)某牧场引入一只产肉性能优异的良种公羊，计划通过胚胎工程技术快速繁育其优良后代。结合现代生物技术流程，回答下列问题： (1)精子需进行获能处理，其生理意义是______。采集的卵母细胞需在体外培养至______期，才能与获能精子结合形成受精卵。 (2)在体外培养受精卵时，培养液中除无机盐、激素、维生素、氨基酸、核苷酸外，还要添加______（填“合成”或“天然”）成分，如______，以支持胚胎发育。培养箱中维持5%CO2的主要作用是______。 (3)为了提高已有胚胎的利用率，可采用胚胎分割技术。胚胎分割时需注意______，否则分割后的胚胎难以正常发育。若该牧场需筛选雄性胚胎进行移植，则可取______细胞进行DNA分析。 (4)现需将保存的良种公羊囊胚移植到非繁殖期受体母羊体内以获取后代。请从生理调控和操作流程角度，简述关键步骤：①________；②________；③________。 【答案】(1) 使精子获得受精能力 MⅡ (2) 天然 动物血清 维持培养液的pH (3) 将内细胞团均等分割 滋养层 (4) 对受体母羊进行同期发情处理 将囊胚植入母羊子宫 对受体进行妊娠检查 【分析】胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理（选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体）。用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存（对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑葚胚或胚囊胚阶段。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。 【详解】（1）刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受精能力，故在体外受精前要对精子进行获能处理。卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期（MⅡ期）才能具备与精子受精的能力。 （2）在体外培养受精卵时，培养液中除无机盐、激素、维生素、氨基酸、核苷酸外，还要添加天然成分，如动物血清，以支持胚胎发育。培养箱中维持5%CO2的主要作用是维持培养液的pH。 （3）对囊胚进行分割时，要注意对内细胞团均等分割，目的是保证胚胎的恢复和进一步发育。为鉴定胚胎的性别，可切取囊胚期的滋养层细胞做DNA分析性别鉴定。 （4）将保存的良种公羊囊胚移植到非繁殖期受体母羊体内以获取后代，主要是利用胚胎移植技术，关键步骤是：对受体母羊进行发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查。一段时间后受体母羊可产下具有该公羊优良性状的后代。 地 城 考点05 胚胎工程的应用及前景 一、单选题 1．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)我国科研人员将大鼠孤雄单倍体干细胞和小鼠孤雌单倍体干细胞相互融合，获得异种杂合二倍体胚胎干细胞(AdESCs)，过程如下图。相关叙述正确的是（    ） A．体外培养AdESCs需向培养液中添加干扰素等 B．单倍体胚胎干细胞来自于囊胚中的滋养层细胞 C．单倍体囊胚由卵子或精子经体外诱导培养获得 D．该项技术说明大鼠和小鼠之间不存在生殖隔离 【答案】C 【分析】分析题图：小鼠的卵细胞体外培养到囊胚时期，取内细胞团细胞培养成孤雌单倍体胚胎干细胞，取大鼠的精子体外培养到囊胚时期，取内细胞团细胞培养成孤雄单倍体胚胎干细胞，两种胚胎融合成异种杂合二倍体胚胎干细胞（AdESCs）。 【详解】A、体外培参AdESCs不需向培养液中添加干扰素，需加氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素等，A错误； B、滋养层将发育成胎膜和胎盘，因此，单倍体胚胎干细胞取自囊胚的内细胞团，B错误； C、根据题图分析可知，单倍体囊胚可由卵子或精子经体外诱导培养获得，C正确； D、生殖隔离是指两个类群之间在自然条件下不交配，或者即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代，题中所述技术不能说明大鼠和小鼠之间不存在生殖隔离，D错误。 故选C。 2．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)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，最终得到高比例胚胎干细胞嵌合体猴。叙述正确的是（　　） A．为防止细菌污染，培养4CL干细胞时可向培养液中加入适量的干扰素 B．4CL干细胞注入桑葚胚后会与其他胚胎细胞发生融合进而形成嵌合体 C．对嵌合囊胚或原肠胚进行胚胎分割后移植，可以产生更多的嵌合体猴 D．嵌合体猴部分细胞可发出绿色荧光，其遗传信息不一定能遗传给后代 【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。 【详解】A、动物细胞培养时，为防止细菌污染。可向培养液中加入适量的抗生素，A错误； B、4CL干细胞不会与其他胚胎细胞发生细胞融合，B错误： C、在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，而不能选择原肠胚，C错误； D、嵌合体猴中，由4CL干细胞增殖分化形成的组织可发出绿色荧光，这些细胞不一定发育成原始生殖细胞，因此其遗传信息不一定能遗传给后代，D正确。 故选D。 3．(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)科学家将4个“关键基因”通过逆转录病毒转入小鼠的成纤维细胞，使其变成诱导多能干细胞（iPS细胞），并可分化为心脏细胞和神经细胞。下列有关叙述正确的是（    ） A．导入的4个“关键基因”可能与基因表达调控有关 B．小鼠成纤维细胞转变为多能干细胞是基因突变的结果 C．iPS细胞具有组织特异性，能分化成特定的细胞或组织 D．培养诱导多能干细胞的培养基中通常要加入激素等天然成分 【答案】A 【分析】诱导多能干细胞（iPS细胞）类似胚胎干细胞，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。 【详解】A、导入4个“关键基因”后小鼠的成纤维细胞转变成多能干细胞，应该与基因的表达调控有关，A正确； B、小鼠成纤维细胞转变为多能干细胞是利用基因工程导入了4个“关键基因”，是人为的基因重组的结果，B错误； C、iPS细胞能分化为各种细胞，不具有组织特异性，C错误； D、人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此培养诱导多能干细胞的培养基中通常要加入血清等天然成分，D错误。 故选A。 4．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)干眼症是由于泪液分泌减少导致的眼睛干涩病症。利用患者体细胞诱导多能干细胞（iPS 细胞），进而培养得到眼结膜组织，可分泌泪液成分，有望治疗干眼症。下列说法错误的是（　　） A．利用iPS 获得眼结膜组织时应加入分化诱导因子 B．用诱导产生的眼结膜组织治疗患者不会发生免疫排斥反应 C．iPS细胞的获取无须破坏胚胎，其应用前景优于ES干细胞 D．健康用眼习惯及佩戴隐形眼镜能有效预防干眼症 【答案】D 【分析】胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞，iPS与ES细胞一样，可通过定向诱导分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。 【详解】A、iPS细胞要分化为眼结膜组织，需要加入分化诱导因子来引导其定向分化，A正确； B、因为诱导产生的眼结膜组织来自患者自身的体细胞诱导的iPS细胞，所以用其治疗患者不会发生免疫排斥反应，B正确； C、iPS细胞是通过体细胞诱导获得的，获取时无须破坏胚胎，而ES干细胞需要从胚胎中获取，存在伦理问题等，所以iPS细胞应用前景优于ES干细胞，C正确； D、佩戴隐形眼镜可能会影响泪液的正常分泌和分布，不利于预防干眼症，健康用眼习惯有助于预防干眼症，但佩戴隐形眼镜不能有效预防干眼症，D错误。 故选D。 5．(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)美国和日本的两个研究小组分别宣布，其研究人员成功地将人体皮肤细胞改造成了几乎可以和胚胎干细胞相媲美的诱导多能干细胞——iPS细胞，人类“iPS细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS细胞”的说法正确的是（　　） A．相比于人体皮肤细胞，iPS细胞分裂能力增强，分化能力减弱 B．iPS细胞可分化成神经细胞，也可分化成心肌细胞，说明iPS细胞在分化时容易发生突变 C．iPS细胞有细胞周期，它分化形成的神经细胞没有细胞周期 D．iPS细胞只能分化成人体多种组织细胞，是因为它不具有人体细胞的全部遗传物质 【答案】C 【分析】“iPS细胞”具有发育为多种人体细胞的能力，分化的本质是基因的选择性表达。 【详解】A、相比于人体高度分化的皮肤细胞，经诱导形成的iPS细胞增殖能力增强，分化能力增强，A错误； B、iPS细胞可分化成神经细胞，也可分化成心肌细胞，分化的实质是基因选择性表达，不是基因突变，B错误； C、“iPS细胞”具有连续分裂能力，有细胞周期；而其分化形成的神经细胞无增殖能力，故没有细胞周期，C正确； D、“iPS细胞”与人体内其他细胞的遗传物质相同，其只能分化成人体多种组织细胞是因为其分化能力有限，D错误。 故选C。 6．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)我国科学家经过多年的反复试验，在世界上率先成功完成了非人灵长类动物克隆猴。研究人员将对卵母细胞进行去核操作的时间控制在10s之内，在15s之内将体细胞注入去核的卵母细胞，并创新思路将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂（TSA）处理，具体培育流程如下图所示。下列叙述错误的是（    ） 注：Kdm4d为组蛋白去甲基化酶、可以催化组蛋白脱去甲基化；TSA为组蛋白脱乙酰化酶抑制剂，可以干扰组蛋白脱去乙酰化。 A．重构胚组蛋白的乙酰化水平高有利于提高胚胎发育率 B．加快显微操作去核的速度有利于提高重构胚胎发育率 C．“对卵母细胞进行去核操作”中的“去核”是指去除DNA—蛋白质复合物 D．注入Kdm4d的mRNA并进行TSA处理，一般不会改变重构胚中基因的碱基序列 【答案】C 【分析】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，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。 【详解】A、根据研究人员将组蛋白去甲基化酶（Kdm4d）的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂（TSA）处理的信息，可推测重构胚组蛋白的乙酰化水平高可以提高胚胎发育率，A正确； B、加快显微操作去核的速度有利于使卵母细胞有较高的生物活性，因而可提高重构胚胎发育率，B正确； C、去核是指去除纺锤体−染色体复合物，C错误； D、注入Kdm4d的mRNA并进行TSA处理，主要是对组蛋白的甲基化和乙酰化状态进行调控，属于表观遗传修饰，一般不会改变重构胚中基因的碱基序列，D正确。 故选C。 二、非选择题 7．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)我国科学家将肠乳糖酶（LCT基因）导入奶牛基因组，培育出可产低乳糖牛奶的拉克斯牛，培育过程如图所示，A~C表示操作步骤。回答下列问题： （图中胚胎成纤维细胞是由胚胎干细胞经分裂分化后产生的一类仍具有分裂能力的细胞） (1)构建重组质粒T，应让LCT基因与_________的启动子等调控组件结合在一起，选择该启动子的原因是_________；实现步骤B常用的方法是_________。 (2)步骤C涉及的动物细胞工程技术称为_________。应选处于_________期的卵母细胞作为受体细胞。 (3)下列对拉克斯牛的分析中哪几项是正确的？_________。 A．拉克斯牛体内的神经、肌肉和乳腺细胞中均含有乳糖酶基因 B．除乳糖酶基因外，拉克斯牛的核基因与图中黑白花奶牛相同 C．对图中拉克斯牛进行克隆繁育，无法获得雄拉克斯牛 D．导入了乳糖酶基因的重组细胞2，一定能培育出拉克斯牛 (4)在牛胚胎移植前，可用分割针从囊胚的_________细胞取样进行性别鉴定，将检验合格的胚胎移植到经_________处理的受体母牛子宫内，经发育、妊娠得到克隆牛。移植后的胚胎能在受体子宫存活的生理学基础是_________。 【答案】(1) 乳腺蛋白基因 使肠乳糖酶基因在乳腺细胞中能特异性表达 显微注射法 (2) 细胞核移植技术/细胞核移植 减数第二次分裂中期/MⅡ期 (3)AC (4) 滋养层 同期发情 受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应 【分析】将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经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，这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。 【详解】（1）重组质粒T中，除肠乳糖酶基因、标记基因、终止子、复制原点外，还必须有乳腺蛋白基因的启动子，该启动子的存在能保证目的基因在乳腺细胞中表达，即选择该启动子的原因是保证肠乳糖酶基因在乳腺细胞中能特异性表达，进而获得含有乳糖酶的牛奶；步骤B是将重组质粒导入受体细胞，该过程常用的方法是显微注射法。 （2）步骤C获得重组细胞，因此涉及的技术称为细胞核移植技术。常用处于减数第二次分裂中期（或MⅡ中期）的卵母细胞作为受体细胞。 （3）A、拉克斯牛是由重组细胞经过有丝分裂、分化产生的，因此体内的神经、肌肉和乳腺细胞中均含有乳糖酶基因，A正确； B、图中的受体细胞是自然怀孕45天的黑白花牛提供的，其中胚胎成纤维细胞中有一半的核基因来自黑白花牛，大部分质基因来自黑白花牛，因此不能说除乳糖酶基因外，拉克斯牛的核基因与图中黑白花奶牛相同，B错误； C、图中拉克斯牛为雌性，对其进行克隆繁育，无法获得雄拉克斯牛，C正确： D、导入了乳糖酶基因的重组细胞2，不一定能培育出拉克斯牛，因为体外培养胚胎的成功率是比较低的，D错误。 故选AC。 （4）在牛胚胎移植前，可用分割针从囊胚的滋养层细胞取样进行性别鉴定，因为该部位的细胞将来发育成胎盘和胎膜，不会对胚胎的发育造成影响，而后将检验合格的胚胎移植到经同期发情处理的受体母牛子宫内，经发育、妊娠得到克隆牛。移植后的胚胎在受体子宫存活的生理学基础是受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应。 8．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)2024年4月，我国公布了一例自体再生胰岛移植以治愈糖尿病的病例。科学家从该糖尿病患者体内提取外周血液中的单核细胞，通过转入特定基因编程为iPS细胞，并将其在体外诱导分化成胰岛组织，再将这些组织移植回患者体内，成功治愈该患者。其技术路径如图所示。回答下列问题： (1)据图分析，利用外周血液中的单核细胞制备iPS细胞运用了____________技术。 (2)20世纪70年代就有科学家提出用胰岛组织移植技术治疗糖尿病的思路，与ES细胞诱导胰岛组织移植相比，用自体iPS细胞的优势是____________（写出两点）。 (3)TRPCs是位于细胞膜和内质网上的阳离子通道蛋白，其中通道开放水平会影响细胞内水平，且呈正相关，而调节细胞内水平可诱导iPS细胞分化为功能性细胞。另有研究报道，细胞内的蛋白激酶C（PKC）在细胞分化过程中有重要作用。为验证PKC在诱导iPS细胞分化为胰岛细胞中的作用机制，研究人员采用PKC激活剂（PMA）和PKC抑制剂（Bis-1）处理iPS细胞，检测细胞内的水平，结果如表所示： 组别 处理方式 实验结果 第一组 PMA处理iPS细胞 水平未增加 第二组 Bis-1处理iPS细胞 水平增加 据以上信息分析，PKC诱导iPS细胞分化为胰岛B细胞的作用机制可能为__________________。 (4)有人认为，自体再生胰岛移植可用于治疗所有类型的糖尿病，你______（填“赞同”或“不赞同”）该观点，理由是____________。 【答案】(1)动物细胞培养技术、基因工程技术（转基因技术） (2)iPS细胞诱导过程无需破坏胚胎，可避免伦理问题；自体iPS细胞，理论上可避免免疫排斥反应 (3)通过抑制通道的开放，从而降低细胞内水平，诱导iPS细胞分化为胰岛B细胞 (4) 不赞同 糖尿病可能是细胞表面胰岛素受体不能识别胰岛素，因而胰岛素不能发挥作用（或糖尿病可能是胰岛素不敏感导致的，因而胰岛素不能发挥作用） 【分析】1、干细胞在形态上：体积小、细胞核大、核仁明显；在功能上，具有发育的全能性。干细胞按分化潜能可分为全能干细胞、多能干细胞（具有多向分化的潜能，可以分化形成除自身组织细胞外的其他组织细胞），如造血干细胞、神经干细胞、间充质干细胞、皮肤干细胞等）和专能干细胞（维持某一特定组织细胞的自我更新，如肠上皮干细胞）三种类型。 2、诱导的多能性干细胞可以通过基因转染等细胞重编程技术人工诱导获得的，具有类似于胚胎干细胞多能性分化潜力的干细胞。 【详解】（1）利用外周血液中的单核细胞制备iPS细胞使用了动物细胞培养技术和基因工程技术，后者的核心步骤包括目的基因的筛选与获取、目的基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 （2）其一是，和异体胰岛移植相比，用自体iPS细胞诱导分化的胰岛组织移植的优势是避免了免疫排斥反应，因为移植的胰岛组织起源iPS细胞诱导分化，即来自于患者自身，不会引发免疫系统的攻击，其二是iPS细胞诱导过程无需破坏胚胎，可避免伦理问题。 （3）根据实验结果，PMA处理iPS细胞后Ca2+水平未增加，而Bis-1处理iPS细胞后Ca2+水平增加。这表明PKC的激活抑制了Ca2+水平的增加，而PKC的抑制则促进了Ca2+水平的增加。因此，PKC在诱导iPS细胞分化为胰岛细胞中的作用机制可能是通过抑制TRPC/Ca2+通道的开放，从而降低细胞内Ca2+水平，诱导iPS细胞分化为胰岛B细胞。 （4）自体再生胰岛移植不可用于治疗所有类型的糖尿病，因为糖尿病可能是细胞表现胰岛素受体不能识别胰岛素，因而胰岛素不能发挥作用，因此自体再生胰岛移植不可用于治疗所有类型的糖尿病，该技术可用于治疗由于胰岛素缺乏而引起的糖尿病。 9．(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)2017年11月27日，世界上首例体细胞克隆猴“中中”诞生；12月5日，第二例克隆猴“华华”诞生。我国科学家攻克了与人类相近的灵长类动物猕猴的体细胞克隆的难题。获得克隆猴的流程如图所示，据图回答问题： (1)“中中”、“华华”的性状与______（填“供核体”“卵母细胞供体”或“代孕”）动物的性状基本无关。获得“中中”和“华华”的繁殖方式是______（填“有性繁殖”或“无性繁殖”）。 (2)获得克隆猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是动物体细胞______，表现全能性十分困难。与克隆羊多莉培养成功一样，“中中”和“华华”克隆猕猴的成功证明了______。 (3)若胚胎移植前要进行性别鉴定，应选______细胞，避免对胚胎造成影响。胚胎能在代孕个体内存活的生理学基础是受体对外来胚胎基本上不发生______。 (4)在遵循动物研究伦理准则的前提下，克隆猴技术可用于构建动物模型，帮助科学家在临床试验中检测药物的有效性。这是因为通过克隆产生的同一批动物模型______，可以减少无关变量对实验结果的影响。 【答案】(1) 代孕 无性繁殖 (2) 分化程度高 动物细胞核具有全能性 (3) 滋养层 免疫排斥反应 (4)遗传物质一致，性状高度相似 【分析】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，这个新的胚胎最终发育为动物个体。核移植得到的动物称克隆动物，克隆动物的核基因完全来自供体动物，而细胞质基因来自受体细胞；核移植包括体细胞核移植和胚胎细胞核移植，其中体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，因为体细胞的全能性低于胚胎细胞。 【详解】（1）“中中”、“华华”的核遗传物质来源于提供细胞核的雌猕猴，细胞质中的遗传物质来源于雌猕猴的体细胞和去核的卵母细胞，遗传物质的来源与代孕的母体无关，因此其性状与代孕动物的性状基本无关。获得“中中”和“华华”的繁殖方式没有经过精卵结合，是无性繁殖。 （2）核移植包括体细胞核移植和胚胎细胞核移植，图示过程运用了体细胞核移植技术，该技术难度更高，原因是动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易；动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。与克隆羊多莉培养成功一样，“中中”和“华华”克隆猕猴的成功证明了动物已分化体细胞的细胞核具有全能性。 （3）滋养层细胞发育为胎盘和胎膜，内细胞团发育为胎儿的各种组织，因此若胚胎移植前要进行性别鉴定，应选滋养层细胞，避免对胚胎造成影响。受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，即胚胎能在代孕个体内存活的生理学基础是受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。 （4）细胞核移植属于无性繁殖，由于克隆的子代遗传物质主要来自供体，因此可通过克隆产生同一批遗传物质一致，性状高度相似的实验动物模型，帮助科学家在临床试验中检测药物的有效性，可以减少无关变量对实验结果的影响。 10．病毒感染初期，机体会分泌干扰素并作用于细胞受体IFNAR来应对感染。麻疹是由麻疹病毒感染引起的急性传染病。已知人白细胞分化抗原46（hCD46）是麻疹病毒入侵细胞的主要受体，小鼠没有该受体，科研人员构建hCD46转基因小鼠用于相关研究，部分流程如图所示。 回答下列问题： (1)利用PCR技术获取目的基因hCD46，复性温度下发生的扩增过程是______。 (2)将hCD46接入质粒应选用的限制酶组合是______。为提高转基因效率，同时避免标记基因进入胚胎体内，应选用______限制酶组合将重组质粒变为线性DNA。 (3)为获取大量胚胎用于移植，可用激素处理小鼠a，使其______。将胚胎移植到小鼠c的子宫中，应选用桑葚胚的原因是______。 (4)利用PCR技术对子代小鼠进行hCD46基因检测，应设置不加DNA模板的对照组，目的是______。 (5)若能进一步构建既表达hCD46受体又敲除IFNAR基因的小鼠，则该小鼠对麻疹病毒具有高易感性，原因是______。 【答案】(1)两种引物分别与含hCD46基因的两条模板链结合 (2) EcoRⅠ和NotI AgeⅠ和HindⅢ (3) 超数排卵 桑葚胚易于在小鼠子宫着床 (4)排除PCR体系中外源DNA的污染 (5)该小鼠能被麻疹病毒感染，且干扰素无法作用于IFNAR以应对感染 【分析】PCR是聚合酶链式反应的缩写。PCR是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。通过这一技术，可以获取大量的目的基因。PCR扩增反应需要两种引物、模板DNA、原料（4种脱氧核苷酸）、酶（耐高温的DNA聚合酶）。PCR反应过程是：变性→复性→延伸。 【详解】（1）利用PCR技术获取目的基因hCD46，复性温度下发生的变化是两种引物分别与解开的两条模板链进行碱基互补配对，为子链的延伸做准备，即表现为两种引物分别与含hCD46基因的两条模板链结合 （2）结合图示可知，质粒中以及目的基因的两端含有限制酶EcoRⅠ和NotI的识别序列，且这两个序列位于启动子和终止子之间，因此，将hCD46接入质粒应选用的限制酶组合是EcoRⅠ和NotI。为提高转基因效率，同时避免标记基因进入胚胎体内，应选用AgeⅠ和HindⅢ限制酶组合将重组质粒变为线性DNA，因为这两种限制酶可以将重组质粒分为含目的基因的片段和含有标记基因的片段。 （3）为获取大量胚胎用于移植，可用激素处理小鼠a，使其超数排卵，为获取大量的供体胚胎做准备。将胚胎移植到小鼠c的子宫中，通常选用桑葚胚的原因是因为桑葚胚易于在小鼠子宫着床，进而可以提高胚胎的存活率。 （4）利用PCR技术对子代小鼠进行hCD46基因检测，应设置不加DNA模板的对照组作为空白对照，这样可以排除PCR体系中外源DNA的污染，提高实验结果的可信度。 （5）若能进一步构建既表达hCD46受体又敲除IFNAR基因的小鼠，则该转基因小鼠能接受抗原刺激，进而机体会分泌干扰素，但干扰素无法与相应的受体结合，因为转基因小鼠的受体IFNAR无法表达，因而干扰素无法起作用，因此，该小鼠对麻疹病毒具有高易感性。 11．(24-25高二下·福建三明五县联盟·期中)1．2018年1月25日，《细胞》杂志报道了我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA，经体细胞核移植技术培育出第一批灵长类动物——食蟹猴，作为研究癌症等人类疾病的动物模型。如图为体细胞核移植技术培育食蟹猴的操作过程，请回答下列问题： (1)2001年，美国科学家已经培育出胚胎细胞核移植猴。获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是：______________。 (2)进行过程①时，为提供成纤维细胞培养所需的无毒环境，应进行的实验措施是需定期________________，其目的是________。 (3)上述实验的突破之处是使用了去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA，在确定其作用时，研究人员用正常培养液培养融合细胞得到A组实验数据，用正常培养液培养注入去甲基化酶(Kdm4d)mRNA的融合细胞得到B组实验数据。图中X为融合细胞发育成的胚胎数、Y为囊胚数、Z为内细胞团数。分析实验数据可知，Kdm4d的mRNA的作用是：____________。 (4)图中融合细胞的形成也用到了动物细胞融合技术，基于动物细胞融合技术发展而来的杂交瘤技术是制备单克隆抗体的重要手段，其过程包含两次筛选，其中第二次筛选的目的是_________，用到的方法是_________。单克隆抗体相比传统血清分离的多抗相比，具备的特点是_________。 【答案】(1)体细胞分化程度高，恢复其全能性较难 (2) 更换培养液 防止细胞自身的代谢产物积累对细胞自身造成危害 (3)既能提高融合细胞发育成囊胚的成功率、又能提高囊胚中内细胞团的形成率 (4) 筛选出既能大量增殖，又能产生所需抗体的杂交瘤细胞 克隆化培养和抗体检测的方法 能准确识别抗原的微小差异，与特定抗原特异性结合，并可以大量制备。或特异性强，灵敏度高，能大量制备。 【分析】动物细胞核移植是用体细胞作为供体细胞进行的细胞核移植，将供核细胞注射到培养到减数第二次分裂中期的卵母细胞中，用人工的方法将其培养成胚胎，再将胚胎移植到雌性动物子宫内，就可以孕育出新的个体。 【详解】（1）体细胞分化程度高，恢复其全能性较难，因此获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植。 （2）图中过程①是培养成纤维细胞，该过程采用的是动物细胞培养技术，在培养动物细胞时，要定期更换培养液，目的是防止细胞自身的代谢产物积累对细胞自身造成危害。 （3）分析图中数据，正常培养的A组与向融合细胞中注入去甲基化酶（Kd4d）的mRNA的融合细胞B组数据进行对照分析，后者的融合细胞发育成囊胚的成功率、囊胚中内细胞团的形成率都高于前者，说明Kd4d的mRNA的作用是既能提高融合细胞发育成囊胚的成功率、又能提高囊胚中内细胞团的形成率。 （4）单克隆抗体制备过程中至少涉及两次筛选，第一次是利用选择性培养基进行初步筛选出杂交瘤细胞，第二次是利用克隆化培养和抗体检测的方法筛选出既能大量增殖，又能产生所需抗体的杂交瘤细胞。血清抗体是指血清中所有的抗体混合物，与血清抗体相比，单克隆抗体能准确识别抗原的微小差异，与特定抗原特异性结合，并可以大量制备。或特异性强，灵敏度高，能大量制备。 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 细胞工程 5大高频考点概览 考点01 植物组织培养技术 考点02 植物体细胞杂交 考点03 植物细胞工程的实际应用 考点04 胚胎工程 考点05 胚胎工程的应用及前景 地 城 考点01 植物组织培养技术 一、单选题 1．(24-25高二下·福建三明六校·期中)四倍体兰花叶片植物组织培养的过程如下，下列相关叙述错误的是（　　） A．通过消毒和无菌操作避免①②过程发生杂菌污染 B．需植物激素调控①②过程的细胞分裂和分化 C．此兰花的花药离体培养获得的植株为二倍体植株 D．愈伤组织经过②③过程一般需要给予光照 2．(24-25高二下·福建福州鼓楼区福建福州第一中学·期中)植物组织培养的不同阶段均涉及对光照的控制。下列叙述错误的是（　　） A．在有光照的条件下培养植物组织，培养基中无需添加有机物 B．成分脱分化过程通常需要避光，有利于愈伤组织的形成和生长 C．再分化过程通常需提供光，无光条件下形成的试管苗一般为黄化苗 D．光既是培养物光合作用的能量来源，也是调节培养物生长发育的信号 3．(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得有Ⅰ、Ⅱ途径如下图。据图分析下列叙述正确的是（　　） A．要获得脱毒苗，可以选择茎尖作为外植体进行植物组织培养 B．从步骤①到步骤②需要更换新的培养基，主要是因为有害代谢产物积累 C．图中脱毒苗和高产细胞群的获得都体现了植物细胞的全能性 D．辣椒素作为辣椒的次生代谢物，是辣椒生长所必需的 4．(24-25高二下·福建厦门湖里区福建厦门双十中学·期中)百岁兰是一种濒危物种。为研发稳定高效的百岁兰叶片愈伤组织诱导体系，科研人员探究了避光与昼夜节律（16h光照和8h黑暗）对诱导百岁兰叶片愈伤组织的影响，实验结果见下图。相关叙述错误的是（    ） A．愈伤组织诱导过程中发生基因选择性表达，此类细胞分裂旺盛，分化程度低 B．实验所用的培养基通常为固体培养基，且培养基中的生长素和细胞分裂素比例适中 C．暗处理和昼夜节律处理所用培养基中均需要添加有机营养，且其添加量要一致 D．昼夜节律处理下百岁兰脱分化和再分化的速率更快，愈伤组织生长更好 二、非选择题 5．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)百合具有观赏、食用和药用等多种价值，科研人员对其进行了多种育种技术研究。回答下列问题： (1)体细胞杂交育种：进行不同种百合体细胞杂交前，先去除细胞壁获得原生质体，再用______法，诱导原生质体融合，得到杂种细胞后，继续培养，常用____________（填植物激素名称）诱导愈伤组织形成和分化，获得完整的杂种植株，该育种方法的优点是__________________。 (2)单倍体育种：常用__________________的方法来获得单倍体植株，然后经过诱导______，当年就能培育出遗传性状相对稳定的二倍体植株。 (3)基因工程育种：研究人员从野生百合中获得一个抵抗尖孢镰刀菌侵染的基因L，该基因及其上游的启动子pL和下游的终止子结构如图a。图b是一种Ti质粒的结构示意图，其中基因gus编码GUS酶，GUS酶活性可反映启动子活性。 研究病原微生物对L的启动子pL活性的影响。从图a所示结构中获取pL，首先选用____________酶切，将其与相同限制酶酶切的Ti质粒连接，再导入烟草。随机选取3组转基因成功的烟草（）进行病原微生物胁迫，结果如图c。由此可知：三种病原微生物都能诱导pL的活性增强，其中______的诱导作用最强。 6．(24-25高二下·福建宁德部分学校·期中)虫害是造成玉米产量减少的重要因素。随着转基因技术的发展，转Bt基因抗虫玉米对有效防治玉米害虫具有重要作用，相关技术流程如图1所示。回答下列问题： (1)研究人员利用PCR扩增Btcry1Ah基因时，在PCR反应体系中加入了Btcry1Ah基因、DNA聚合酶、引物、Mg2+等，加入的Btcry1Ah基因的作用是______。与常规的DNA聚合酶相比，PCR反应体系中选择的DNA聚合酶具有的明显特点是______。 (2)步骤①是培养转Bt基因抗虫玉米的核心工作，其目的是______（答出2点）。 (3)步骤③中，需要在接种玉米细胞之前对培养基进行灭菌，常用的灭菌方法是______。 (4)步骤④诱导愈伤组织形成丛状苗的过程称为______（填“脱分化”或“再分化”），步骤④⑤______（填“需要”或“不需要”）光照，原因是______。 (5)研究人员通过一系列实验，获得了三种品系的转基因玉米：HGK60（甲）、HGK60（乙）、HGK60（丙）。为检测其遗传特性，研究人员对转基因玉米和非转基因玉米中的Btcry1Ah蛋白进行检测，结果如图2所示。 据图2分析，甲、乙、丙三种转基因玉米品系中可能获得抗虫能力的有______，依据是______。 地 城 考点02 植物体细胞杂交 一、单选题 1．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)植物细胞中的叶绿体和细胞核是两个相对独立的遗传体系，控制着许多优良性状，胞质杂交是植物体细胞杂交应用的一个重要方面。将品种甲叶绿体中的优良基因导入品种乙的实验流程如下图所示。下列说法错误的是（    ） A．过程①可用纤维素酶和果胶酶处理 B．过程②可以用聚乙二醇诱导品种甲和乙的原生质体融合 C．过程③融合原生质体需经严格灭菌处理后才能进行植物组织培养 D．通过④获得的抗病品种丁，染色体数目与乙相同 2．(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)下图表示利用耐盐植株甲（2n）和高产植株乙（2n）培育高产耐盐杂种植株的过程（图中标号表示过程或处理手段），下列相关叙述错误的是（　　） A．过程①可将甲、乙植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中处理 B．过程②可以用PEG诱导，过程③得到的杂种细胞中含有3个染色体组 C．过程⑤是再分化阶段，要进行照光培养，诱导叶绿素的形成 D．过程⑥筛选目的植株时可将植物种在高盐环境中 3．(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如下图所示。下列叙述正确的是（    ） A．过程①中采用纤维素酶和果胶酶在低渗溶液中进行处理 B．过程②是该技术的关键环节，融合的细胞均具有两种细胞的遗传物质 C．可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株 D．过程④的培养基中需要提供无机营养成分、有机营养成分，且过程④要提供光照 4．(24-25高二下·福建龙岩高级中学等部分学校·期中)植物体细胞杂交技术和动物细胞融合技术都涉及将两种不同类型的细胞融合在一起，下列相关叙述正确的是（    ） A．二者均突破有性生殖的局限 B．用蛋白酶处理植物细胞可去除其细胞壁获得原生质体 C．融合后的细胞中不含成对存在的同源染色体 D．二者的融合细胞最终形成了杂种个体 5．(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)长穗偃麦草（2n=14）是普通小麦（6n=42）的近缘属植物，因其可与普通小麦杂交，且具有突出的抗旱、抗寒、抗病及耐盐性，常用于小麦遗传改良育种研究。科学家采用下图所示的技术培育出了普通小麦—长穗偃麦草杂种植株，①、②、③代表培育过程。下列说法正确的是（    ） A．将植物细胞置于低渗溶液中，用纤维素酶和果胶酶处理可以获取完整的原生质体 B．①过程是原生质体融合，进而再生细胞壁形成杂种细胞 C．②过程和③过程使用的培养基不一样，但都需要在光照下进行培养 D．植物体细胞杂交的原理是细胞增殖和植物细胞的全能性 二、非选择题 6．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)“不对称体细胞杂交 ”可将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内，获得不对称杂种植株。疣粒野生稻（2n=24）对白叶枯病有较高抗性，为此研究人员利用“不对称体细胞杂交”技术，将疣粒野生稻的抗白叶枯病特性转移到栽培稻中，过程如下图。 注：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；碘乙酰胺使细胞质中的某些酶失活，抑制细胞分裂。 (1)利用“不对称体细胞杂交”技术培育抗病栽培稻植株的理论基础有_________染色体变异和基因突变。 (2)过程③一般用_________作为化学诱导剂，使两种细胞的原生质体融合。过程④中若诱导未分化的细胞群分化生根，需要提高_________（激素）的比例。 (3)诱导融合后，仅异源融合的原生质体可分裂形成再生细胞团，原因是_________。 (4)科研人员欲采用农杆菌转化法将野生稻的抗病基因导入栽培稻愈伤组织，用_________处理农杆菌，使其易吸收外源重组质粒。再利用农杆菌的T-DNA 能 _________的特点，最终培育出转基因植株。 7．(24-25高二下·福建厦泉五校联考·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。回答下列问题： (1)利用植物细胞培养生产紫杉醇的过程：将红豆杉外植体置于_____（填激素及比例）的培养基中经_____获得愈伤组织，再将愈伤组织移至液体培养基大量培养从而获得紫杉醇。该过程_____（填“体现”或“未体现”）细胞的全能性。 (2)研究人员尝试运用不对称体细胞杂交技术（利用射线破坏供体细胞的染色质，将其与未经射线照射的受体细胞融合，所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质）将红豆杉（2n=24）与柴胡（2n=12）进行融合，培育能产生紫杉醇的柴胡，过程如图所示。已知X射线处理能随机破坏染色体结构，使其发生断裂、易位、染色体消除等，使细胞不再持续分裂；碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活，抑制细胞分裂。对红豆杉和柴胡原生质体进行的A、B处理分别为_____。过程③常用的化学方法有_____（至少写一种）。未融合的细胞不能形成愈伤组织，原因是_____。 (3)新的研究发现只有染色体不稳定性（简称“CIN”，即细胞分裂发生错误导致染色体不稳定）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。请选择一种药物，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为两组。其中对照组的处理方式为适量的紫杉醇溶液，实验组的处理方式为：_____。培养一段时间，若结果为_____，则推测正确。 地 城 考点03 植物细胞工程的实际应用 一、单选题 1．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)与树莓组织培养相关叙述正确的是（　　） A．树莓脱毒苗可以抵抗病毒的感染 B．幼茎外植体接种时，形态学上端朝下 C．用适宜浓度的酒精和次氯酸钠的混合液对幼茎进行消毒 D．欲将试管苗移栽，应将其在培养箱中打开封口膜几天 2．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)通过植物细胞工厂化生产可大量获取鱼腥草的萜类化合物。下列说法错误的是（　　） A．次生代谢物萜类物质不是鱼腥草生命活动必需的营养物质 B．细胞工厂化生产是为了提高单个细胞中萜类物质的含量 C．培养的愈伤组织处于不断增殖的状态时，更容易诱发突变 D．培养过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养 3．(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)盾叶薯蓣根茎富含薯蓣皂素（一种次生代谢产物），可用于治疗心血管病等。利用植物细胞工程可快捷、大量地生产薯蓣皂素。下图是盾叶薯蓣愈伤组织生长曲线，下列说法错误的是（    ） A．利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物 B．愈伤组织后期增重缓慢与营养减少和代谢废物积累有关 C．次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养 D．愈伤组织应在30天内传代，以保持其分裂能力和细胞活性 4．(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)超低温冷冻脱毒法是先用超低温对细胞进行选择性破坏，再用植物组织培养技术获得脱毒植株的方法。以马铃薯茎尖为材料，采用超低温冷冻脱毒法可获得脱毒苗。下列叙述错误的是（    ） A．外植体接种前需要用酒精、次氯酸钠等进行消毒 B．接种时需要将消毒后的外植体的形态学下端插入培养基中 C．经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯比未脱毒的马铃薯抗病毒能力更强 D．用茎尖能够获得脱毒苗的原因是植物顶端分生区病毒极少或无病毒 5．(24-25高二下·福建龙岩高级中学等部分学校·期中)兰花的观赏价值极高，市场需求量大，因此某厂家利用植物细胞工程技术对其进行快速、大量的繁殖。下列对植物细胞工程技术应用的叙述，正确的是（    ） A．兰花幼嫩的茎段在组织培养前需要进行严格消毒灭菌处理 B．在诱导愈伤组织生根和生芽的培养基中添加的植物激素种类和含量均相同 C．可用植物组织培养中的突变体培育兰花的新品种 D．将同品种的不同兰花细胞融合可得到杂种细胞 6．(24-25高二下·福建宁德部分学校·期中)为了获得植物次生代谢物，实验人员先用植物外植体获得愈伤组织，然后将其置于液体培养基中悬浮培养。在愈伤组织悬浮培养的过程中，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化情况如图所示。下列分析不合理的是（    ） A．外植体形成愈伤组织的过程中需要用植物激素进行诱导 B．培养液中的蔗糖既能调节培养液的渗透压，也能为细胞生长提供碳源和能源 C．根据图中结果可知，只要提供足够的蔗糖，就能促进愈伤组织的持续生长 D．随着时间的推移，培养液中的pH下降可能不利于植物次生代谢物的积累 7．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)下列过程不属于克隆的是（　　） A．单个大肠杆菌形成单菌落 B．运用胚胎分割技术获得多胞胎 C．利用快速繁殖技术生产铁皮石斛 D．通过体外受精获得“试管动物” 8．(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉且其细胞中的黄酮类化合物可入药。为满足狼爪瓦松 市场化需求，某科研小组利用植物细胞工程等技术手段，进行狼爪瓦松的扩大培养，具体过程如图所示（其中数字序号代表相应的处理过程）。下列有关分析正确的有（    ） A．过程③为再分化，应先诱导生芽再诱导生根，根本原因是基因的选择性表达 B．乙、丙、丁的核基因与甲相同 C．过程④常用射线或化学物质处理即可获得大量所需的突变体植株丙 D．过程⑥利用愈伤组织分裂能力强、全能性高的特点可大量获得黄酮类化合物 9．(24-25高二下·福建三明六校·期中)人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合，以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是（　　） A．培养基中添加蔗糖的目的不只是提供营养物质 B．高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合 C．融合的细胞即为所需的杂交细胞 D．杂交细胞可能具有生长快速的优势 二、非选择题 10．(24-25高二下·福建三明五县联盟·期中)某二倍体植物是杂合子，图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答： (1)图中①表示的是该花粉培养过程中的______过程，X代表的是_______，④表示的是诱导_______过程。 (2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中________的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为_________植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有_________。 (3)对植株进行_________，才能使其结实产生后代(乙)，否则植株甲只有通过________的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是________植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为________种，花药离体培养在育种上的优点是_________，从而开辟育种新途径。 地 城 考点04 胚胎工程 一、单选题 1．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)下图为某哺乳动物体内受精作用及胚胎发育过程示意图。下列叙述正确的是（　　） A．①过程精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜会立即发生反应，拒绝其他精子进入 B．②③④过程都发生有丝分裂，②过程中胚胎发生孵化 C．桑葚胚时期细胞具有全能性，并开始出现分化 D．在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体，是判断卵子受精的标志 2．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)精子载体法是以精子作为外源基因载体携带外源基因进入卵细胞，用该方法制备转基因鼠的基本流程如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．①过程中精子获能的方法可以是将其培养在人工配制的获能液中进行 B．②过程采用体外受精技术，受精卵中的遗传物质并非都来自父母双方 C．③过程形成的早期胚胎发育到桑葚胚或囊胚才能进行胚胎移植 D．④过程进行胚胎移植前需要对供体和受体进行超数排卵处理 3．(24-25高二下·福建龙岩高级中学等部分学校·期中)某牧场引进了一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场进行了体外受精及胚胎移植等相关操作。下列叙述错误的是（    ） A．体外受精时，提前采集的良种公羊精液需要冷冻保存 B．卵母细胞到MⅡ期时才具备与精子受精的能力 C．推测早期胚胎培养液的成分有无机盐、激素、维生素、氨基酸、核苷酸等 D．需要用促性腺激素对良种公羊和受体母羊进行同期发情处理 4．(24-25高二下·福建泉州四校联考·期中)“三亲婴儿”是一种特殊的辅助生殖技术。“三亲婴儿”培育过程中，医生将母亲卵细胞的细胞核移植到女性捐赠者去除细胞核的卵子中，再按照标准的试管婴儿技术进行培育，如图。下列叙述正确的是（　　） A．“三亲婴儿”辅助生殖的目的是避免母亲将线粒体遗传病传递给下一代 B．“三亲婴儿”辅助生殖技术可避免后代患红绿色盲或携带红绿色盲基因 C．“三亲婴儿”培育过程中需利用到动物细胞核移植和动物细胞融合技术 D．“三亲婴儿”辅助生殖技术的成功实践体现了克隆技术能够造福于人类 5．(24-25高二下·福建泉州四校联考·期中)杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，被称为“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊，并对其遗传资源进行研究和保存，流程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．丁羊进行胚胎移植前需注射免疫抑制剂 B．早期胚胎和重构胚移植前需先进行激活 C．乙羊注射促性腺激素可以提高繁殖效率 D．四只羊中甲、乙、丁羊需同期发情处理 二、非选择题 6．(24-25高二下·福建泉州永春县第一中学·期中)我国中科院的研究团队利用细胞工程和基因编辑技术，成功培育出世界上首例只有双母亲来源的孤雌小鼠和双父亲来源的孤雄小鼠，实现了哺乳动物的同性繁殖。实验流程如图所示，请回答下列问题： (1)体内受精时，在精子触及卵细胞膜的瞬间，_______会迅速产生生理反应阻止后来的精子进入。_______作为受精的标志（写出两项）。 (2)用_______对雌性小鼠进行_______处理可得到大量卵母细胞，卵细胞转化为phESC的过程相当于植物组织培养中的_______过程。 (3)不考虑致死情况，得到的孤雄小鼠性染色体组成为_______。利用胚胎分割的方法对乙进行处理，得到了多只孤雄小鼠，在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意_______。 (4)利用这些孤雄小鼠作为实验材料进行用于医学研究的优点是_______。（从遗传物质角度分析） 7．(24-25高二下·福建宁德部分学校·期中)某牧场引入一只产肉性能优异的良种公羊，计划通过胚胎工程技术快速繁育其优良后代。结合现代生物技术流程，回答下列问题： (1)精子需进行获能处理，其生理意义是______。采集的卵母细胞需在体外培养至______期，才能与获能精子结合形成受精卵。 (2)在体外培养受精卵时，培养液中除无机盐、激素、维生素、氨基酸、核苷酸外，还要添加______（填“合成”或“天然”）成分，如______，以支持胚胎发育。培养箱中维持5%CO2的主要作用是______。 (3)为了提高已有胚胎的利用率，可采用胚胎分割技术。胚胎分割时需注意______，否则分割后的胚胎难以正常发育。若该牧场需筛选雄性胚胎进行移植，则可取______细胞进行DNA分析。 (4)现需将保存的良种公羊囊胚移植到非繁殖期受体母羊体内以获取后代。请从生理调控和操作流程角度，简述关键步骤：①________；②________；③________。 地 城 考点05 胚胎工程的应用及前景 一、单选题 1．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)我国科研人员将大鼠孤雄单倍体干细胞和小鼠孤雌单倍体干细胞相互融合，获得异种杂合二倍体胚胎干细胞(AdESCs)，过程如下图。相关叙述正确的是（    ） A．体外培养AdESCs需向培养液中添加干扰素等 B．单倍体胚胎干细胞来自于囊胚中的滋养层细胞 C．单倍体囊胚由卵子或精子经体外诱导培养获得 D．该项技术说明大鼠和小鼠之间不存在生殖隔离 2．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)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，最终得到高比例胚胎干细胞嵌合体猴。叙述正确的是（　　） A．为防止细菌污染，培养4CL干细胞时可向培养液中加入适量的干扰素 B．4CL干细胞注入桑葚胚后会与其他胚胎细胞发生融合进而形成嵌合体 C．对嵌合囊胚或原肠胚进行胚胎分割后移植，可以产生更多的嵌合体猴 D．嵌合体猴部分细胞可发出绿色荧光，其遗传信息不一定能遗传给后代 3．(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)科学家将4个“关键基因”通过逆转录病毒转入小鼠的成纤维细胞，使其变成诱导多能干细胞（iPS细胞），并可分化为心脏细胞和神经细胞。下列有关叙述正确的是（    ） A．导入的4个“关键基因”可能与基因表达调控有关 B．小鼠成纤维细胞转变为多能干细胞是基因突变的结果 C．iPS细胞具有组织特异性，能分化成特定的细胞或组织 D．培养诱导多能干细胞的培养基中通常要加入激素等天然成分 4．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)干眼症是由于泪液分泌减少导致的眼睛干涩病症。利用患者体细胞诱导多能干细胞（iPS 细胞），进而培养得到眼结膜组织，可分泌泪液成分，有望治疗干眼症。下列说法错误的是（　　） A．利用iPS 获得眼结膜组织时应加入分化诱导因子 B．用诱导产生的眼结膜组织治疗患者不会发生免疫排斥反应 C．iPS细胞的获取无须破坏胚胎，其应用前景优于ES干细胞 D．健康用眼习惯及佩戴隐形眼镜能有效预防干眼症 5．(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)美国和日本的两个研究小组分别宣布，其研究人员成功地将人体皮肤细胞改造成了几乎可以和胚胎干细胞相媲美的诱导多能干细胞——iPS细胞，人类“iPS细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS细胞”的说法正确的是（　　） A．相比于人体皮肤细胞，iPS细胞分裂能力增强，分化能力减弱 B．iPS细胞可分化成神经细胞，也可分化成心肌细胞，说明iPS细胞在分化时容易发生突变 C．iPS细胞有细胞周期，它分化形成的神经细胞没有细胞周期 D．iPS细胞只能分化成人体多种组织细胞，是因为它不具有人体细胞的全部遗传物质 6．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)我国科学家经过多年的反复试验，在世界上率先成功完成了非人灵长类动物克隆猴。研究人员将对卵母细胞进行去核操作的时间控制在10s之内，在15s之内将体细胞注入去核的卵母细胞，并创新思路将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂（TSA）处理，具体培育流程如下图所示。下列叙述错误的是（    ） 注：Kdm4d为组蛋白去甲基化酶、可以催化组蛋白脱去甲基化；TSA为组蛋白脱乙酰化酶抑制剂，可以干扰组蛋白脱去乙酰化。 A．重构胚组蛋白的乙酰化水平高有利于提高胚胎发育率 B．加快显微操作去核的速度有利于提高重构胚胎发育率 C．“对卵母细胞进行去核操作”中的“去核”是指去除DNA—蛋白质复合物 D．注入Kdm4d的mRNA并进行TSA处理，一般不会改变重构胚中基因的碱基序列 二、非选择题 7．(24-25高二下·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期中)我国科学家将肠乳糖酶（LCT基因）导入奶牛基因组，培育出可产低乳糖牛奶的拉克斯牛，培育过程如图所示，A~C表示操作步骤。回答下列问题： （图中胚胎成纤维细胞是由胚胎干细胞经分裂分化后产生的一类仍具有分裂能力的细胞） (1)构建重组质粒T，应让LCT基因与_________的启动子等调控组件结合在一起，选择该启动子的原因是_________；实现步骤B常用的方法是_________。 (2)步骤C涉及的动物细胞工程技术称为_________。应选处于_________期的卵母细胞作为受体细胞。 (3)下列对拉克斯牛的分析中哪几项是正确的？_________。 A．拉克斯牛体内的神经、肌肉和乳腺细胞中均含有乳糖酶基因 B．除乳糖酶基因外，拉克斯牛的核基因与图中黑白花奶牛相同 C．对图中拉克斯牛进行克隆繁育，无法获得雄拉克斯牛 D．导入了乳糖酶基因的重组细胞2，一定能培育出拉克斯牛 (4)在牛胚胎移植前，可用分割针从囊胚的_________细胞取样进行性别鉴定，将检验合格的胚胎移植到经_________处理的受体母牛子宫内，经发育、妊娠得到克隆牛。移植后的胚胎能在受体子宫存活的生理学基础是_________。 8．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)2024年4月，我国公布了一例自体再生胰岛移植以治愈糖尿病的病例。科学家从该糖尿病患者体内提取外周血液中的单核细胞，通过转入特定基因编程为iPS细胞，并将其在体外诱导分化成胰岛组织，再将这些组织移植回患者体内，成功治愈该患者。其技术路径如图所示。回答下列问题： (1)据图分析，利用外周血液中的单核细胞制备iPS细胞运用了____________技术。 (2)20世纪70年代就有科学家提出用胰岛组织移植技术治疗糖尿病的思路，与ES细胞诱导胰岛组织移植相比，用自体iPS细胞的优势是____________（写出两点）。 (3)TRPCs是位于细胞膜和内质网上的阳离子通道蛋白，其中通道开放水平会影响细胞内水平，且呈正相关，而调节细胞内水平可诱导iPS细胞分化为功能性细胞。另有研究报道，细胞内的蛋白激酶C（PKC）在细胞分化过程中有重要作用。为验证PKC在诱导iPS细胞分化为胰岛细胞中的作用机制，研究人员采用PKC激活剂（PMA）和PKC抑制剂（Bis-1）处理iPS细胞，检测细胞内的水平，结果如表所示： 组别 处理方式 实验结果 第一组 PMA处理iPS细胞 水平未增加 第二组 Bis-1处理iPS细胞 水平增加 据以上信息分析，PKC诱导iPS细胞分化为胰岛B细胞的作用机制可能为__________________。 (4)有人认为，自体再生胰岛移植可用于治疗所有类型的糖尿病，你______（填“赞同”或“不赞同”）该观点，理由是____________。 9．(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)2017年11月27日，世界上首例体细胞克隆猴“中中”诞生；12月5日，第二例克隆猴“华华”诞生。我国科学家攻克了与人类相近的灵长类动物猕猴的体细胞克隆的难题。获得克隆猴的流程如图所示，据图回答问题： (1)“中中”、“华华”的性状与______（填“供核体”“卵母细胞供体”或“代孕”）动物的性状基本无关。获得“中中”和“华华”的繁殖方式是______（填“有性繁殖”或“无性繁殖”）。 (2)获得克隆猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是动物体细胞______，表现全能性十分困难。与克隆羊多莉培养成功一样，“中中”和“华华”克隆猕猴的成功证明了______。 (3)若胚胎移植前要进行性别鉴定，应选______细胞，避免对胚胎造成影响。胚胎能在代孕个体内存活的生理学基础是受体对外来胚胎基本上不发生______。 (4)在遵循动物研究伦理准则的前提下，克隆猴技术可用于构建动物模型，帮助科学家在临床试验中检测药物的有效性。这是因为通过克隆产生的同一批动物模型______，可以减少无关变量对实验结果的影响。 10．病毒感染初期，机体会分泌干扰素并作用于细胞受体IFNAR来应对感染。麻疹是由麻疹病毒感染引起的急性传染病。已知人白细胞分化抗原46（hCD46）是麻疹病毒入侵细胞的主要受体，小鼠没有该受体，科研人员构建hCD46转基因小鼠用于相关研究，部分流程如图所示。 回答下列问题： (1)利用PCR技术获取目的基因hCD46，复性温度下发生的扩增过程是______。 (2)将hCD46接入质粒应选用的限制酶组合是______。为提高转基因效率，同时避免标记基因进入胚胎体内，应选用______限制酶组合将重组质粒变为线性DNA。 (3)为获取大量胚胎用于移植，可用激素处理小鼠a，使其______。将胚胎移植到小鼠c的子宫中，应选用桑葚胚的原因是______。 (4)利用PCR技术对子代小鼠进行hCD46基因检测，应设置不加DNA模板的对照组，目的是______。 (5)若能进一步构建既表达hCD46受体又敲除IFNAR基因的小鼠，则该小鼠对麻疹病毒具有高易感性，原因是______。 11．(24-25高二下·福建三明五县联盟·期中)1．2018年1月25日，《细胞》杂志报道了我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA，经体细胞核移植技术培育出第一批灵长类动物——食蟹猴，作为研究癌症等人类疾病的动物模型。如图为体细胞核移植技术培育食蟹猴的操作过程，请回答下列问题： (1)2001年，美国科学家已经培育出胚胎细胞核移植猴。获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是：______________。 (2)进行过程①时，为提供成纤维细胞培养所需的无毒环境，应进行的实验措施是需定期________________，其目的是________。 (3)上述实验的突破之处是使用了去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA，在确定其作用时，研究人员用正常培养液培养融合细胞得到A组实验数据，用正常培养液培养注入去甲基化酶(Kdm4d)mRNA的融合细胞得到B组实验数据。图中X为融合细胞发育成的胚胎数、Y为囊胚数、Z为内细胞团数。分析实验数据可知，Kdm4d的mRNA的作用是：____________。 (4)图中融合细胞的形成也用到了动物细胞融合技术，基于动物细胞融合技术发展而来的杂交瘤技术是制备单克隆抗体的重要手段，其过程包含两次筛选，其中第二次筛选的目的是_________，用到的方法是_________。单克隆抗体相比传统血清分离的多抗相比，具备的特点是_________。 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $