专题02 细胞工程(7大考点)(期末真题汇编)高二生物下学期人教版
2026-05-19
|
3份
|
267页
|
7人阅读
|
0人下载
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 细胞工程 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 26.19 MB |
| 发布时间 | 2026-05-19 |
| 更新时间 | 2026-05-19 |
| 作者 | ATP生物小店 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57933909.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦细胞工程7大核心考点,精选多地区期末真题,通过基础判断、实验分析与综合应用题,系统考查技术原理与实践应用。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选|约50题|植物组织培养(消毒/培养基)、动物细胞培养(条件/干细胞)等|结合紫杉醇生产、单克隆抗体制备等科研情境|
|多选|约20题|植物体细胞杂交(原生质体融合)、胚胎工程(胚胎移植)等|设置实验数据表格分析(如激素配比影响)|
|非选择|约15题|细胞融合流程、核移植技术等|综合考查技术流程与原理(如“三亲婴儿”培育)|
内容正文:
专题02 细胞工程
7大高频考点概览
考点01 植物组织培养
考点02植物体细胞杂交
考点03 植物细胞工程的应用
考点04 动物细胞培养和干细胞
考点05 动物细胞融合与单克隆抗体
考点06动物细胞核移植
考点07 胚胎工程
地 城
考点01
植物组织培养
1.(24-25高二下·吉林长春长春汽车经济技术开发区第三中学·期末)幼嫩的菊花茎段经过植物组织培养过程可以获得完整的植株,下列有关此过程的叙述,错误的是( )
A.植物激素在此过程中起调节作用
B.形成的愈伤组织细胞具有细胞的全能性
C.若发生杂菌污染则难以获得目的植株
D.此过程中不会发生细胞的增殖和分化
【答案】D
【分析】植物组织培养过程中,离体的细胞在激素调控下经历脱分化和再分化,形成完整植株。
【详解】A、植物激素(如生长素和细胞分裂素)调节脱分化和再分化过程,A正确;
B、愈伤组织细胞仍保留全能性,能通过再分化发育为植株,B正确;
C、杂菌污染会争夺营养并抑制植物细胞生长,导致培养失败,C正确;
D、脱分化需细胞增殖形成愈伤组织,再分化需细胞分化为根、芽等结构,D错误。
故选D。
2.(24-25高二下·浙江丽水·期末)某研究小组对三角梅的组培快速繁殖进行了研究,结果如表所示。
流程
最佳措施或最佳培养基
①外植体的消毒
200mg/L的必洁仕
②不定芽的诱导
MS+1.0 mg/L6-BA+0.1mg/LNAA
③不定芽的增殖
MS+2.0 mg/L6-BA+0.1mg/LNAA
④不定芽的生根
1/2MS+2.0mg/LIAA
注:不定芽是由茎段切口间接分化出的芽;1/2MS是将大量元素、微量元素和有机成分的浓度减半的MS培养基。
下列叙述错误的是( )
A.流程①需考虑必洁仕的浓度和处理时间
B.与流程②相比,流程③高浓度的6-BA有利于不定芽的增殖培养
C.与流程③相比,流程④适当降低培养基浓度有利于不定芽的生根
D.整个实验的组培过程没有经历脱分化形成愈伤组织阶段
【答案】D
【详解】A、外植体消毒需选择合适的消毒剂浓度和处理时间,避免过度损伤细胞,200mg/L必洁仕的使用需考虑这两点,A正确;
B、流程③中6-BA浓度由1.0mg/L增至2.0mg/L,细胞分裂素(6-BA)比例升高,更有利于芽的增殖,B正确;
C、流程④使用1/2MS培养基(大量元素、微量元素和有机成分减半),适当降低浓度可减少无机盐对生根的抑制,促进不定芽生根,C正确;
D、不定芽由茎段切口“间接分化”形成,说明需先脱分化形成愈伤组织,再分化出芽,因此实验中存在脱分化阶段,D错误。
故选D。
3.(24-25高二下·福建福州福清·期末)消毒、灭菌是生物学实验中常见的操作。下列有关说法正确的是( )
A.常用的灭菌方法有干热灭菌法、灼烧灭菌法、高压蒸汽灭菌法
B.在100℃煮沸5-6min,可以对培养皿等玻璃器材进行灭菌
C.用接种环接种时,取菌种前和接种后都需将接种环进行干热灭菌
D.植物组织培养时,外植体用酒精消毒后立即用次氯酸钠溶液处理
【答案】A
【详解】A、干热灭菌法(用于玻璃器皿)、灼烧灭菌法(用于接种环等)、高压蒸汽灭菌法(用于培养基等)均为常用灭菌方法,A正确;
B、100℃煮沸5-6分钟属于煮沸消毒法,仅能杀死部分微生物,无法灭杀芽孢,属于消毒而非灭菌,B错误;
C、接种环的灭菌应通过灼烧法,取菌种前灼烧冷却后蘸取菌种,接种后再次灼烧灭菌,而非干热灭菌,C错误;
D、植物组织培养中,外植体用酒精消毒后需用无菌水清洗,再使用次氯酸钠溶液灭菌,而非“立即”处理,D错误。
故选A。
4.(24-25高二下·云南保山·期末)兰花珍稀品种的扩大种植中,研究人员通过控制生长素与细胞分裂素的浓度比值,调控试管苗的发育。下列叙述错误的是( )
A.兰花茎段消毒需依次用10%次氯酸钠和70%酒精处理
B.愈伤组织再分化的过程中先诱导生芽再诱导生根
C.培养瓶应允许CO2和O2交换,同时滤除微生物
D.先诱导生芽有利于尽早启动光合自养和降低污染风险
【答案】A
【分析】植物组织培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【详解】A、兰花茎段消毒的正确步骤应为先用70%酒精迅速灭杀表面微生物,再用0.1%次氯酸钠溶液浸泡彻底消毒。选项A中顺序颠倒(先次氯酸钠后酒精),且次氯酸钠浓度(10%)过高,易损伤外植体,A错误;
B、愈伤组织再分化时,细胞分裂素与生长素的比值高时诱导生芽,比值低时诱导生根,通常先诱导生芽再诱导生根,B正确;
C、培养瓶需透气以保证细胞呼吸所需的气体交换(如O₂进入、CO₂排出),同时封口膜需过滤微生物以防止污染,C正确;
D、先诱导生芽可使试管苗尽早形成叶片进行光合自养,减少对培养基的依赖,从而降低因营养过剩导致的污染风险,D正确。
故选A。
5.(24-25高二下·北京丰台区·期末)下列实验操作中,正确的是( )
A.检测还原糖时,先向待测样液中加入斐林试剂甲液,混匀后滴加少量乙液
B.黑藻叶片既可用于观察细胞质的流动,也可用于探究植物细胞的吸水和失水
C.酵母菌的纯培养实验中,平板划线时最后一次的划线必须与第一次的划线相连
D.植物的组织培养过程要保证严格无菌环境,外植体、培养基、培养瓶均需灭菌
【答案】B
【详解】A、斐林试剂用于鉴定还原糖时,需甲液和乙液等量混合后水浴加热,而选项描述为“先加甲液后滴加乙液”,混淆了斐林试剂与双缩脲试剂的用法,A错误;
B、黑藻叶片细胞含有叶绿体便于观察细胞质流动,且为成熟植物细胞含液泡,可用于质壁分离实验,B正确;
C、平板划线法中最后一次划线需从上一次划线的末端开始,目的是稀释菌种,但无需与第一次划线相连,C错误;
D、植物组织培养中,外植体需消毒而非灭菌(灭菌会杀死细胞),培养基和培养瓶需灭菌,D错误。
故选B。
6.(24-25高二下·四川南充·期末)下图为烟草植物组织培养的流程。下列叙述正确的是( )
A.过程①获取的烟草根组织块可直接用无菌水冲洗
B.过程②接种时应注意外植体的房间。并给予光照
C.过程③④为再分化,每日需要给予适当时间和强度的光照
D.配制MS培养基时,加入葡萄糖为外植体提供碳源和能量
【答案】C
【分析】由愈伤组织进行细胞分化时,一般要先诱导其生芽,然后诱导其生根,可通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现;光照:在愈伤组织诱导阶段,对有些植物来说,避光培养有利于细胞脱分化形成愈伤组织。当愈伤组织再分化出芽和叶时,一定要有光照,有利于叶片内叶绿素的合成。
【详解】A、过程①获取的外植体要进行消毒后再接种,A错误;
B、形成愈伤组织时不需要光照,B错误;
C、当愈伤组织再分化出芽和叶时,给予适当时间和强度的光照,有利于叶片内叶绿素的合成,C正确;
D、配制MS培养基时,加入的是蔗糖,D错误。
故选C。
7.(24-25高二下·山东日照五莲县五莲县第一中学·期末)冠瘿组织培养是利用转基因技术,将根癌农杆菌的 T - DNA 插入植物细胞核基因组,利用 T - DNA 自有的生长素合成基因和细胞分裂素合成基因合成相关激素的植物组织培养过程。该组织具有生长迅速、不分化、次生代谢物含量高等特点。下列叙述正确的是( )
A.诱导愈伤组织的过程为暗培养,培养后期需适度光照促进细胞光合作用
B.培养时一般不需添加外源激素冠瘿组织即可保持增殖状态
C.通过提高培养基中激素的比例,将冠瘿组织培养成转基因植株
D.利用该技术可获得初生代谢物
【答案】B
【详解】A、冠瘿组织不分化,没有叶绿体等光合结构,不能进行光合作用,所以培养后期不需要光照促进细胞光合作用,A错误;
B、由于冠瘿组织自身的T-DNA自有生长素合成基因和细胞分裂素合成基因合成相关激素,所以培养时一般不需添加外源激素冠瘿组织即可保持增殖状态,B正确;
C、冠瘿组织具有不分化的特点,不能通过提高培养基中激素的比例将其培养成转基因植株,C错误;
D、题干明确说明冠瘿组织次生代谢物含量高,而初生代谢物是细胞基本代谢产物(如糖类、蛋白质),D错误。
故选B。
8.(24-25高二下·北京通州区·期末)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。辣椒素的获得途径如图。以下叙述不正确的是( )
A.用湿热灭菌法处理外植体和培养基
B.①和②分别表示脱分化和再分化过程
C.果实细胞的基因型与外植体基因型相同
D.组织培养的培养基中需要加入植物激素
【答案】A
【分析】分析题图: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。植物组织培养的环境为无菌环境,为防止杂菌的污染,所用的外植体需要经过消毒处理。
【详解】A、培养基需要用湿热灭菌法灭菌,外植体需要用酒精溶液和次氯酸钠溶液消毒处理,若用湿热灭菌法处理外植体,外植体将失去活性,A错误;
B、分析题图可知,①和②分别表示脱分化和再分化过程,B正确;
C、植物组织培养属于无性繁殖,能保持亲本的优良性状,故果实细胞的基因型与外植体基因型相同,C正确;
D、组织培养的培养基中需要加入植物激素(生长素和细胞分裂素),D正确。
故选A。
9.(24-25高二下·福建福州福清·期末)培养胡萝卜根组织可获得试管苗,获得试管苗的过程如图所示。有关叙述错误的是( )
A.可以通过该技术保持植物优良品种的遗传性
B.步骤⑥要进行光照培养,诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用
C.从步骤⑤到步骤⑥需要更新培养基,主要原因是培养基中营养物质不足
D.步骤②的原则是能杀死材料表面的微生物,又要减少消毒剂对细胞的伤害
【答案】C
【详解】A、该技术属于无性生殖,可以通过该技术保持植物优良品种的遗传特性 ,A正确;
B、步骤⑥要进行照光培养,诱导叶绿素的形成,因为叶绿素的形成需要光照,使试管苗能够进行光合作用,B正确;
C、从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基主要是因为诱导愈伤组织形成的植物激素和诱导愈伤组织分化的植物激素的种类和比例不同,C错误;
D、植物组织培养过程中应注意无菌操作,图中②对根段进行消毒,原则是既杀死材料表面的微生物,防止培养过程中杂菌污染,又减少消毒剂对细胞的伤害,D正确。
故选C。
10.(24-25高二下·江西景德镇·期末)景德镇的辣椒炒肉被黄渤称为“这辈子吃到过最好吃的辣椒炒肉”。辣椒中的辣椒素是这道菜中的重要成分之一,辣椒素可通过下图途径获得,下列说法正确的是( )
A.细胞分离获得单细胞及其后续过程对社会、经济和环境保护具有重要意义
B.步骤②促进生根过程中,细胞分裂素用量与生长素用量的比值应大于1
C.植物组织培养的培养基中不需要加入有机营养物质
D.外植体消毒时,先用次氯酸钠溶液处理后再用酒精消毒
【答案】A
【详解】A、细胞分离获得单细胞及其后续过程,相比传统从果实提取,可大量生产,减少对辣椒植株的依赖,利于保护生态,在经济上能降低成本、提高产量,对社会在满足市场需求等方面有意义,A正确;
B、生长素用量与细胞分裂素用量比,比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成。所以步骤②促进生根过程中,细胞分裂素用量与生长素用量的比值应小于 1,B错误;
C、植物组织培养的培养基中需要加入有机营养物质,因为外植体脱分化形成愈伤组织阶段,细胞不能进行光合作用,需要外界提供有机营养如蔗糖等,C错误;
D、外植体消毒时,应先用酒精消毒,再用次氯酸钠溶液处理 ,D错误。
故选A。
11.(24-25高二下·云南昆明普通高中·期末)某科研团队欲培育云南“高原瑰宝”——可食用抗病暴红玫瑰,将其用于石漠化区域生态修复,工作流程见下图,下列叙述错误的是( )
A.每天需对过程A和过程B进行适当时间和强度的光照
B.形成试管苗的过程B和过程C需使用不同培养基
C.过程C和过程D都存在基因的选择性表达
D.过程D离将幼苗移植到消过毒的蛭石等环境中长壮后再进行过程E
【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、过程B是脱分化,需避光,不能进行光照处理,A错误;
B、脱分化(B)和再分化(C)的激素比例(生长素 / 细胞分裂素)不同,需使用不同培养基,B正确;
C、过程C(再分化,细胞分化)、过程D(幼苗生长,细胞分化与代谢调控)均涉及基因选择性表达,C正确;
D、试管苗移栽前需炼苗(移到消毒的蛭石等环境适应外界,壮苗),再进行生态修复,D正确。
故选A。
12.(24-25高二下·吉林普通高中友好学校联合体·期末)“白雪公主”草莓被誉为“水果皇后”,具有广阔的市场前景和较高的经济价值。草莓是无性繁殖的植物,感染病毒后容易传染给后代。病毒在草莓体内逐年积累,会导致产量降低,品质变差。如图是育种工作者选育高品质“白雪公主”草莓的过程。下列叙述正确的是( )
草莓→外植体→无病毒草莓苗
A.获得外植体时需要用纤维素酶和果胶酶处理草莓植株
B.培育无病毒草莓苗时不用控制培养基中植物激素的比例
C.选用茎尖做外植体是因为其含病毒极少甚至不含病毒
D.常需要用95%的酒精对愈伤组织消毒后再诱导其再分化
【答案】C
【分析】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。
【详解】A.获得外植体时通常通过消毒处理(如酒精和次氯酸钠),而非使用纤维素酶和果胶酶,后者用于去除细胞壁制备原生质体,与题干中“外植体”的获取无关,A错误;
B.植物组织培养中,生长素和细胞分裂素的比例直接影响细胞脱分化和再分化,培育无病毒苗需通过调整激素比例诱导形成植株,B错误;
C.茎尖分生区细胞分裂旺盛,病毒难以在此大量积累,因此选用茎尖作为外植体可减少病毒携带,C正确;
D.外植体需在接种前消毒,但愈伤组织培养过程处于无菌环境,无需再次用酒精消毒,D错误;
故选C。
13.(24-25高二下·北京海淀区·期末)紫杉醇存在于红豆杉属植物体内,具有较强抗癌作用。为保护野生红豆杉资源,科研人员用下图所示方法提取紫杉醇。下列相关叙述正确的是( )
红豆杉外植体→①→愈伤组织→②→单个细胞→③→高产细胞群→提取→紫杉醇
A.过程①需使生长素比例远高于细胞分裂素
B.过程①②都需在光照条件下培养
C.过程②③需接种到固体培养基上培养
D.过程①②③未体现红豆杉细胞的全能性
【答案】D
【详解】植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞等,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。其具体流程为:接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→诱导生根→移栽成活。
【分析】A、过程①为脱分化,通常需要生长素和细胞分裂素的浓度比例适中以诱导愈伤组织形成,而非生长素比例远高于细胞分裂素,A错误;
B、过程①(脱分化)需避光培养,B错误;
C、过程②③为细胞悬浮培养,需在液体培养基中进行以促进细胞增殖,而非固体培养基,C错误;
D、细胞全能性需发育为完整个体或分化为其他各种细胞,而过程①②③仅形成愈伤组织或细胞群,未体现全能性,D正确。
故选D。
14.(24-25高二下·山西吕梁·期末)MS培养基中添加不同比例的细胞分裂素(CTK)和生长素(IAA)可调控愈伤组织的分化方向。某科研团队进行菊花茎尖组织培养的部分流程为:①外植体消毒→②接种到诱导培养基(含CTK2.0mg/L、IAA0.2mg/L)→→③转接到分化培养基(含CTK0.5mg/L、IAA1.5mg/L)→④生根培养→移栽。①~④表示操作步骤,下列叙述正确的是( )
A.①中应使用95%酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒
B.②中CTK/IAA比值为10的培养基主要作用是促进外植体脱分化形成愈伤组织
C.CTK/IAA比值高利于愈伤组织分化出根,CTK/IAA比值低利于愈伤组织分化出芽
D.试管苗需先在培养箱生长几日,再移植到消毒后的蛭石或珍珠岩环境,最后才移栽入土
【答案】D
【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、在植物组织培养时,通过调节生长素和细胞分裂素的比值能影响愈伤组织分化出根或芽.生长素用量比细胞分裂素用量,比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成.比值适中时,促进愈伤组织的生长。
3、植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
【详解】A、步骤①中应使用70%酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒,A错误;
B、由流程可知CTK/IAA比值为10时主要作用是诱导愈伤组织生芽,B错误;
C、比较诱导培养基和分化培养基中CTK/IAA比值可知,该比值高利于愈伤组织的分化出芽,该比值低利于愈伤组织的分化出根,C错误;
D、试管苗移栽前需经历培养箱、蛭石或珍珠岩环境,壮苗后才能移栽入土,D正确。
故选D。
15.(24-25高二下·青海海南州·期末)兰花的自然繁殖率极低,科研人员欲利用植物组织培养的方法快速繁殖兰花,以满足市场需求。下列叙述错误的是( )
A.最好选择分生组织作为植物组织培养的外植体
B.离体的组织细胞形成愈伤组织的过程为脱分化过程
C.诱导愈伤组织期间一般不需要进行光照
D.部分组织细胞能培养成完整兰花植株的原因是细胞中基因的选择性表达
【答案】D
【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、分生组织细胞分裂能力强,容易脱分化,因此作为外植体效果更好,A正确;
B、脱分化是指离体细胞失去原有结构和功能,形成愈伤组织的过程,B正确;
C、脱分化通常在黑暗条件下进行,光照可能干扰愈伤组织的形成,因此诱导愈伤组织期间一般不需要进行光照,C正确;
D、细胞能发育成完整植株的根本原因是细胞具有全能性(含全部遗传信息),而基因选择性表达是细胞分化的机制,D错误。
故选D。
16.(24-25高二下·江西·期末)植物组织培养技术常用于大量繁殖花卉植物,其过程如下图所示,①②③④表示过程,mn表示各过程培养基中生长素与细胞分裂素的比值。下列叙述错误的是( )
A.愈伤组织全能性高,宜选用作为外植体
B.①②③过程m的大小关系为m3>m1>m2
C.① - ②过程除培养基中m不同外,其他培养条件也有差异
D.选取不同部位细胞经上述培养,获得植株基因型都相同
【答案】A
【分析】植物组织培养技术是指在无菌和人工控制的环境条件下,将离体的植物器官(如根、茎、叶、花、果实等)、组织(如形成层、薄壁组织等)、细胞(如体细胞、生殖细胞等)或原生质体,培养在人工配制的培养基上,使其生长、分化并形成完整植株的技术。 基于植物细胞的全能性,即已分化的植物细胞仍具有发育成完整植株的潜能。
【详解】A、选择生长旺盛、无病虫害的植物组织作为外植体,愈伤组织是已经脱分化的细胞,全能性不如外植体(如茎尖、芽尖等细胞)高,所以不宜选用愈伤组织作为外植体,A错误;
B、生长素与细胞分裂素的比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成;比值适中时,促进愈伤组织的形成。①过程是诱导愈伤组织形成,②过程是诱导芽形成,③过程是诱导根形成,所以m1(诱导愈伤组织形成时生长素与细胞分裂素的比值)适中,m2(诱导芽形成时生长素与细胞分裂素的比值)较低,m3(诱导根形成时生长素与细胞分裂素的比值)较高,即m3>m1>m2,B正确;
C、①脱分化和②再分化过程除了培养基中生长素与细胞分裂素的比值m不同外,光照等培养条件也有差异,如脱分化过程一般避光培养,再分化过程需要光照,C正确;
D、选取不同部位细胞经植物组织培养获得植株,因为植物组织培养属于无性繁殖,遗传物质不变,所以获得植株的基因型都相同,D正确。
故选A。
17.(24-25高二下·四川眉山眉山县级学校·期末)潘灯玉露是最具代表性的软叶类多肉植物,因其叶片晶莹剔透等特点,深受广大植 物爱好者青睐。但因潘灯玉露生长速度缓慢、分生能力有限,难以在短时间内大量 取得无性繁殖材料。为进一步满足市场对潘灯玉露的大量需求,某实验团队利用植物微型繁殖技术对其进行繁殖,下表为外源激素对脱分化的影响的相关数据。下列叙述正确的是( )
外源激素对胚性愈伤脱分化的影响
剂量/mg/L
6-BA=0.00
6-BA=0.05
6-BA=0.10
6-BA=0.50
6-BA=1.00
诱导脱分化率/%
NAA=0.10
6.7
26.7
53.3
66.7
40.0
A.选取无病虫害的潘灯玉露叶片为外植体,并用酒精、次氯酸钠溶液对其进行灭菌
B.再分化需给予适当光照并按需调整培养基中植物激素等物质的用量
C.配制0.10 mg/mLNAA+0.10 g/mL6-BA的MS培养基诱导脱分化的效果最好
D.完成分化的试管苗在培养箱内生长几日即可移栽入土
【答案】B
【分析】微生物培养的关键是无菌操作。使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程称为灭菌,常用的方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。消毒是指用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程。常用的方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线或化学药物消毒法等。
【详解】A、外植体处理需消毒而非灭菌,酒精和次氯酸钠用于消毒,灭菌会杀死细胞,故选取无病虫害的潘灯玉露叶片为外植体,并用酒精、次氯酸钠溶液对其进行消毒,A错误;
B、再分化需光照以促进叶绿体形成,且需调整生长素/细胞分裂素比例以诱导器官形成,B正确;
C、表格中最佳6-BA浓度为0.50 mg/L,且选项单位错误(0.10 g/mL=100 mg/mL,远超实际浓度),C错误;
D、试管苗移栽前需炼苗(逐步适应外界环境),而非直接移栽,D错误;
故选B。
二、多选题
18.(24-25高二下·山东济南·期末)科研人员利用茶树(2n=30)的花药培养出茶树植株。下列说法正确的是( )
A.形成愈伤组织是脱分化的过程,未发生基因的选择性表达
B.在一定的激素和营养等条件下,离体的花药可再分化为愈伤组织
C.茶树花药愈伤组织诱导过程中一般不需要给予光照条件
D.用一定方法处理花药愈伤组织,使其染色体数目加倍,可获得纯合体茶树植株
【答案】CD
【分析】植物组织培养的具体过程为:外植体脱分化形成愈伤组织,愈伤组织再分化为胚状体,形成新植体。
【详解】A、外植体通过脱分化形成愈伤组织,脱分化的过程也是基因选择性表达的过程,A错误;
B、花粉细胞具有全能性,在一定的激素和营养等条件下,离体的花药可脱分化为愈伤组织,B错误;
C、脱分化形成愈伤组织的过程一般不需要给予光照条件,再分化过程需要给予光照,C正确;
D、茶树属于二倍体,花粉细胞内只有一个染色体组,不含等位基因,因此用一定方法处理花药愈伤组织,使其染色体数目加倍,可获得纯合体茶树植株,D正确。
故选CD。
19.(24-25高二下·江苏镇江六校等校联考·期末)植物组织培养技术常用于商业化生产;其过程一般为:无菌培养物的建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述正确的是( )
A.为获得无菌培养物,外植体要消毒处理后才可接种培养
B.组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成,直接形成胚状体等结构
C.提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值,有利于诱导生根
D.用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异
【答案】ABC
【详解】A、植物组织培养过程中应注意无菌操作,为获得无菌培养物,外植体要经过表面消毒处理后,才能进行培养,所用的培养基必须彻底灭菌,A正确;
B、组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成,直接形成胚状体等结构,胚状体若包裹上人工种皮,可制作成人工种子,B正确;
C、生长素和细胞分裂素的比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成,因此提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值,有利于诱导生根,C正确;
D、用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗会出现变异,如在愈伤组织的培养过程中可能发生基因突变等变异,D错误。
故选ABC。
20.(24-25高二下·湖南娄底部分普通高中·期末)甘薯具有自交不育和杂交不亲和性,这使甘薯生产和育种存在诸多难以解决的问题。下列有关植物细胞工程的说法,不合理的是( )
A.利用植物组织培养技术可以高效快速地实现种苗的大量繁殖
B.利用培养的愈伤组织进行诱变育种,可以显著提高基因突变率,定向获得有用的突变体
C.利用原生质体的融合实现体细胞杂交,可以克服杂交不亲和的障碍,充分利用遗传资源
D.利用茎尖分生组织培育脱毒苗,能使植株具备抗病毒的能力,同时使产品质量得到提高
【答案】BD
【详解】A、利用植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的遗传特性,还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖,因此人们形象的把用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术叫植物的微型繁殖技术,A正确;
B、诱变育种的原理是基因突变,基因突变是不定向的,B错误;
C、利用原生质体融合实现体细胞杂交,可以克服杂交不亲和的障碍,充分利用遗传资源,C正确;
D、茎尖等分裂旺盛部位无病毒感染,所以利用茎尖分生组织培养出无病毒且保持优良性状的幼苗,通过基因工程将抗病毒基因转移至受体细胞从而培育出抗病毒的转基因植物,但脱毒苗不等于抗病毒,D错误。
故选BD。
21.(24-25高二下·河北衡水枣强县枣强中学·期末)下列关于“菊花的组织培养”实验的叙述,正确的是( )
A.实验材料和用具都要灭菌,接种器械采用干热灭菌法灭菌
B.在酒精灯火焰旁,将整个外植体全部插入培养基进行接种
C.脱分化期间一般不需要光照,再分化过程需给予适当光照
D.获得的愈伤组织先转接到生芽培养基再转接到生根培养基
【答案】CD
【分析】植物组织培养的过程为:离体的植物组织,器官或细胞经过脱分化(避光)形成愈伤组织;愈伤组织经过再分化(需光)过程形成胚状体,进一步发育形成植株。
【详解】A、植物组织培养需要无菌操作,防止杂菌污染,所用器械需灼烧灭菌,实验人员和外植体需消毒操作,A错误;
B、接种时,在酒精灯火焰旁,将外植体的~插入诱导愈伤组织培养基,B错误;
C、脱分化期间一般不需要光照,再分化过程中需给予适当光照,目的是诱导叶绿素的形成,进一步形成叶绿体进行光合作用,C正确;
D、诱导愈伤组织形成试管苗的过程,需要将生长良好的愈份组织先转接到诱导生芽的培养基上,长出芽后,再将其转接到诱导生根的培养基上,进一步诱导生根,D正确。
故选CD。
地 城
考点02
植物体细胞杂交
1.(24-25高二下·福建泉州南安第一中学·期末)利用青霉菌产生青霉素需要持续性提供高氧环境。透明颤菌含有血红蛋白,其携氧能力很强,可适应低氧环境。科学家们设计了以下方案来得到无需在高氧环境下生产青霉素的杂种菌株(如下图)。下列相关叙述正确的是( )
A.①和②是用纤维素酶和果胶酶处理
B.③处理采用的方法是灭活病毒诱导法
C.④处理所用培养基缺乏甲硫氨酸和精氨酸
D.④处理得到的杂种菌株一定是适应低氧环境的
【答案】C
【详解】A、透明颤菌与青霉菌细胞壁的化学成分都不是纤维素,不能用纤维素酶去除细胞壁,A错误;
B、灭活病毒诱导法常用于动物细胞融合,微生物细胞融合一般用化学法或物理法,B错误;
C、要筛选出杂种菌株,需用缺乏甲硫氨酸和精氨酸的培养基,只有同时具备两种菌互补基因的杂种菌才能生长,C正确;
D、杂种菌株虽含透明颤菌基因,但基因表达受多种因素影响,不一定能适应低氧环境,D错误。
故选C。
2.(24-25高二下·甘肃天水·期末)为培养无籽柑橘,研究者设计了如图所示的流程。下列叙述错误的是( )
A.酶解细胞壁之前,需要对柑橘外植体进行消毒处理
B.步骤①去除细胞壁有利于柑橘体细胞杂交
C.步骤②依据的原理是细胞膜的流动性
D.步骤④得到的三倍体植株是一个全新的物种
【答案】D
【分析】由图可知,①表示去壁处理,②表示原生质体的融合和再生细胞壁,③表示脱分化,④表示再分化。
【详解】A、为了防止杂菌污染,在去壁之前,需要对柑橘外植体进行消毒处理,A正确;
B、①用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,有利于柑橘体细胞的杂交,B正确;
C、②表示原生质体的融合,原理是细胞膜的流动性,C正确;
D、步骤④得到的三倍体植株不可育,不属于新物种,D错误。
故选D。
3.(24-25高二下·辽宁丹东·期末)植物甲抗旱、抗病能力强,植物乙结实性好。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,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.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的技术
B.过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合
C.杂种细胞需要再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
D.植物丙的细胞中具有来自植物甲和植物乙的两个细胞核
【答案】C
【详解】A、植物体细胞杂交是将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,再把杂种细胞培育成新植物体的技术,该项缺少 “培育成新植物体” 环节,A错误;
B、过程②为原生质体的融合,常用PEG诱导原生质体融合,灭活的病毒可诱导动物细胞融合,不能用于植物细胞融合,B错误;
C、杂种细胞形成的标志是再生出细胞壁,因此融合的原生质体再生出细胞壁后才能诱导形成愈伤组织,C正确;
D、植物体细胞杂交过程中,融合的原生质体(含甲、乙细胞核 )会进行核融合,形成一个含有甲和乙遗传物质的细胞核,植物丙细胞中是一个融合后的细胞核,不是两个细胞核,D错误。
故选C。
4.(24-25高二下·江苏镇江六校等校联考·期末)下图表示用草木樨状黄芪(2n=32)和木本霸王(2n=22)培育抗盐新品种的过程。下列叙述错误的是( )
A.过程①需要使用的酶是胰蛋白酶
B.灭活病毒不能诱导过程②中A和B的融合
C.过程②处理后得到的两两融合原生质体类型可能有3种
D.经过过程④所得到的愈伤组织细胞中含有四个染色体组
【答案】A
【详解】A、植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性,过程①需要使用的酶是纤维素酶和果胶酶,目的是去除细胞壁,A错误;
B、过程②为植物原生质体的融合过程,其诱导方法有PEG处理、离心、电激等,用灭活病毒是诱导动物细胞融合的手段,不能用于植物原生质体的融合,B正确;
C、若只考虑两两融合的情况,则过程②处理后得到的融合原生质体类型可能有3种,分别是AA、BB、AB,C正确;
D、该题中的两个植物细胞各有两个染色体组,故两细胞融合形成的细胞内含有四个染色体组,D正确。
故选A。
5.(24-25高二下·北京丰台区·期末)板蓝根和油菜是两个物种,研究者利用植物体细胞杂交技术培育了携带板蓝根染色体的新品种油菜。相关叙述错误的是( )
A.板蓝根和油菜之间存在生殖隔离
B.体细胞杂交之前,必须先对母本去雄
C.融合后得到的杂种细胞需诱导成愈伤组织
D.培育新品种油菜的过程能体现植物细胞的全能性
【答案】B
【详解】A、板蓝根和油菜属于不同物种,不同物种之间存在生殖隔离,A正确;
B、植物体细胞杂交技术通过细胞融合实现,属于无性生殖范畴,无需对母本去雄(去雄是防止自花传粉的有性杂交步骤),B错误;
C、杂种细胞需在培养基中经脱分化形成愈伤组织,再通过再分化发育成完整植株,C正确;
D、杂种细胞最终发育为完整植株,体现了植物细胞的全能性,D正确。
故选B。
6.(24-25高二下·湖北襄阳·期末)下图为利用某种低产耐盐植物甲(4N=64)和高产不耐盐植物乙(2N=18),培育高产耐盐植物丙的过程。下列叙述正确的是( )
A.①处理常用纤维素酶和胶原蛋白质酶
B.经筛选获得的杂种细胞中含有41条染色体
C.过程②和③的培养基中生长素与细胞分裂素的比例相同
D.试管苗丙可在消过毒的珍珠岩中长壮后再移栽入土
【答案】D
【分析】植物体细胞杂交是指将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。诱导原生质体融合的方法:物理法(离心、振动、电激等)和化学法(聚乙二醇等)。植物体细胞杂交的意义:克服远缘杂交不亲和的障碍,扩大亲本范围,培育作物新品种。
【详解】A、①处理常用纤维素酶和果胶酶,A错误;
B、经筛选获得的杂种细胞中含有82条染色体,B错误;
C、过程②是脱分化培养基,与过程③的再分化培养基中,细胞分裂素和生长素比例不相同,C错误;
D、试管苗丙可在消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,长壮后再移栽入土,避免土壤中过多微生物不利于早期试管苗的生存,D正确。
故选D。
7.(24-25高二下·安徽芜湖·期末)某杂种植株的获取过程如图所示,下列有关分析正确的是( )
A.叶片经消毒后需用流水多次冲洗,以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用
B.图示②过程通过抽真空处理使酶溶液渗入细胞间隙,提高酶解效率
C.④过程常采用电融合法、聚乙二醇和灭活的病毒等诱导原生质体融合
D.经④过程获得的杂种细胞经鉴定和筛选后进行植物组培,即可获得目标杂种植株
【答案】B
【详解】A、叶片经消毒后需用无菌水冲洗,以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用,A错误;
B、为了提高酶解效率,图示②过程可通过抽真空处理,利用负压使酶溶液快速渗入细胞间隙,通过处理,酶解效率会提高,B正确;
C、④过程常采用电融合法、聚乙二醇等诱导原生质体融合,灭活的病毒用于诱导动物细胞融合,C错误;
D、经④过程获得的杂种细胞经鉴定和筛选后进行植物组培,可以获得杂种植株,但是基因的表达是相互影响,相互干预,未必能成功获得所需要的目标杂种植株,D错误。
故选B。
8.(24-25高二下·广东江门·期末)科研人员运用植物体细胞杂交技术实现了抗病毒板蓝根(2n=38)和传统油菜(2n=14)的远缘杂交,成功获得了“菘油1号”板蓝根青菜。下列分析错误的是( )
A.聚乙二醇溶液可以促进原生质体融合
B.融合后的原生质体均含有52条染色体
C.脱分化、再分化均需添加细胞分裂素和生长素
D.与传统油菜相比“菘油1号”板蓝根青菜具有抗病毒特性
【答案】B
【详解】A、聚乙二醇(PEG)是诱导植物原生质体融合的常用化学试剂,通过破坏细胞膜结构促进融合,A正确;
B、原生质体融合存在同源(如板蓝根-板蓝根或油菜-油菜)和异源(板蓝根-油菜)两种类型,异源融合的染色体数为38+14=52条,但同源融合的染色体数不同,因此“均含有52条”错误,B错误;
C、脱分化(形成愈伤组织)和再分化(形成根或芽)均需细胞分裂素和生长素调控,两者比例不同导致分化方向不同,C正确;
D、体细胞杂种“菘油1号”结合了板蓝根和油菜的遗传物质,因此会表现出板蓝根的抗病毒特性,D正确。
故选B。
9.(24-25高二下·新疆乌鲁木齐天山区新疆实验中学·期末)我国科研团队利用普通柑橘培育出了无籽柑橘,具体操作流程如下图所示,N代表一个染色体组。下列叙述错误的是( )
A.为防止杂菌污染,融合甲、乙原生质体时应置于无菌水中操作
B.原生质体的活性、甲和乙原生质体的比例都会影响融合成功率
C.用纤维素酶和果胶酶处理柑橘甲细胞、柑橘乙细胞可获得原生质体
D.诱导融合细胞发育为无籽柑橘植株的过程利用了植物细胞的全能性
【答案】A
【详解】A、融合原生质体应在等渗溶液中,无菌水会使原生质体吸水涨破,A 错误;
B、原生质体活性、比例影响融合成功率,B 正确;
C、纤维素酶和果胶酶可去除细胞壁获得原生质体,C 正确;
D、融合细胞发育为植株利用植物细胞全能性,D 正确。
故选A。
10.(24-25高二下·山东东营·期末)IVF杂交系统是一种先进的植物杂交技术,通过在体外环境中对植物的配子(精子和卵细胞)进行操作。该系统在克服生殖障碍、创造新型杂交植物以及拓展遗传资源方面具有重要意义。以下是小麦和水稻的IVF杂交过程。下列说法正确的是( )
A.配子融合之前需要将处理好的细胞放在低渗溶液中培养
B.可以用PEG融合法或灭活病毒诱导法促进配子融合
C.植株再生过程中使用细胞分裂素和生长素比值为1的培养基可促进生根
D.该过程所得后代的细胞质遗传物质来源于小麦和水稻
【答案】D
【详解】A、配子融合之前(已经处理形成了原生质体,没有细胞壁)需要将处理好的细胞放在等渗溶液中培养,否则容易吸水胀破,A错误;
B、灭活病毒一般用于动物细胞,不能用于植物配子融合,B错误;
C、植株再生过程中使用细胞分裂素和生长素比值小于1的培养基可促进生根,而细胞分裂素和生长素比值为1的培养基可促进愈伤组织的形成,C错误;
D、图示人为将配子的原生质体融合在一起(提供配子的有小麦和水稻),所得后代的细胞质遗传物质来源于小麦和水稻,D正确。
故选D。
11.(24-25高二下·浙江宁波·期末)花椰菜(2n=18)是人们喜爱的蔬菜,种植时容易遭受病菌侵害,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性。科研人员分别取紫罗兰叶肉细胞和花椰菜胚轴细胞,利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜-紫罗兰杂种植株,如图所示,其中①、②分别表示去除细胞壁、人工诱导融合过程。下列叙述正确的是( )
A.①过程处理后获得原生质层
B.②过程仅获得一种融合细胞
C.取植物的胚轴细胞进行培育,有利于获得抗毒苗
D.培育花椰菜-紫罗兰杂种植株,体现了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
【答案】D
【详解】A、①过程为“去除细胞壁”,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,需用纤维素酶和果胶酶处理。去除细胞壁后获得的是原生质体(细胞去除细胞壁后的结构),A错误;
B、②过程为“人工诱导融合”。细胞融合时,融合的细胞类型包括:花椰菜细胞自身融合、紫罗兰细胞自身融合、花椰菜细胞与紫罗兰细胞相互融合,B错误;
C、取植物的胚轴细胞进行培育,有利于获得无毒苗,但其不具有抗毒性,C错误;
D、②过程“人工诱导融合”依赖细胞膜的流动性(细胞膜融合时,膜的结构特性——流动性是基础);融合后的杂种细胞需通过植物组织培养培育成杂种植株,而植物组织培养的原理是“植物细胞的全能性”(已分化的细胞具有发育成完整个体的潜能),D正确。
故选D。
12.(24-25高二下·贵州六盘水·期末)如图表示利用植株A、B培育植株甲、乙、丙的过程,下列说法错误的是( )
A.植物激素中生长素和细胞分裂素是启动②、④过程的关键激素
B.过程③常用射线处理,处理后培养即可大量获得所需的突变体植株甲
C.利用愈伤组织分裂能力强等特点,可实现细胞产物的工厂化生产
D.培育植株丙利用的技术,可打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
【答案】B
【详解】A、过程②是脱分化的过程,过程④是再分化,两个过程均需要使用不同比例的生长素和细胞分裂素,A正确;
B、过程③常用射线处理,由于突变的不定向性,处理后还需要经筛选才能获得所需的突变体植株甲,B错误;
C、愈伤组织由高度液泡化的薄壁细胞组成,具有分裂快、代谢旺盛的特点,能在短时间内大量增殖。这种特性使其成为生产细胞产物的理想材料,C正确;
D、培育植株丙利用的技术,为植物体细胞杂交技术,可以将不同物种原生质体融合,打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,D正确。
故选B。
13.(24-25高二下·河南许昌·期末)下图是利用甲(耐盐,染色体数2n = 32)、乙(高产,染色体数2n = 48)两种植物的优势,通过植物体细胞杂交培育高产耐盐杂种植株的流程。下列相关叙述错误的是( )
A.过程a可以用纤维素酶和果胶酶处理,获得两种原生质体
B.b是杂种细胞,染色体数理论为80条,但实际可能因丢失而少于80条
C.在培养c的过程中应先诱导生根再进一步诱导生芽形成试管苗
D.进行d选择时要将植株种在高盐环境中,属于个体水平的检测筛选
【答案】C
【详解】A、a表示酶解法去除细胞壁,用纤维素酶或果胶酶,A正确;
B、b表示诱导原生质体融合,形成细胞壁得到杂种细胞,染色体数理论为80条,但实际可能因丢失而少于80条。B正确;
C、在培养c的过程中应先诱导生芽再进一步诱导生根形成试管苗,C错误;
D、d选择时,要将植株种在高盐环境中,筛选获得的耐盐植株,属于个体水平的检测筛选,D正确。
故选C。
14.(24-25高二下·河南三门峡·期末)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,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.过程②用PEG诱导原生质体融合和细胞壁再生,杂种细胞含有亲本的2个细胞核
B.过程①用纤维素酶和果胶酶处理时间的差异,可能与两亲本细胞壁结构差异有关
C.过程④一般不需要光照,脱分化形成的愈伤组织是不定形的薄壁组织团块
D.过程④和⑤的培养基中添加生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例有差异
【答案】A
【详解】A、过程②用PEG诱导原生质体融合,杂种细胞只含有1个细胞核,且细胞壁再生是在融合后的杂种细胞培养过程中,不是PEG诱导时,A错误;
B、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,不同植物的细胞壁结构和成分可能存在差异,因此酶处理时间可能不同,B正确;
C、过程④是脱分化过程,该过程一般不需要光照,脱分化形成的愈伤组织是不定形的薄壁组织团块,C正确;
D、据图可知,过程④表示脱分化形成愈伤组织,过程⑤表示再分化以及个体发育形成植株丙的过程。过程④脱分化和⑤再分化的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素,但在两个过程中比例有差异,D正确。
故选A。
15.(24-25高二下·广西崇左部分学校·期末)某科研团队将菘蓝(常用中药植物,其根叫板蓝根,RR,2n=14)与甘蓝型油菜(AABB,4n=38)的体细胞杂交,最终培育出“菘油1号”,其口感脆甜,同时还具有一定的抗病毒特性。培育“菘油1号”的大致流程如图所示,其中A、B、R表示3个不同的染色体组。下列叙述正确的是( )
A.严格控制过程①的酶解时间,避免酶催化组成细胞膜的物质分解
B.过程②的融合过程需要在等渗溶液中进行,以保证原生质体的形态
C.杂种细胞再生出细胞壁的过程需要中心体、线粒体等细胞器的参与
D.“菘油1号”成熟叶肉细胞所含的染色体组数是12
【答案】B
【详解】A、过程①用纤维素酶和果胶酶去壁,细胞膜主要成分是脂质和蛋白质,酶不分解细胞膜,无需控制时间避免分解细胞膜物质,A错误;
B、原生质体融合需在等渗溶液中进行(维持形态,避免失水 / 吸水 ),B正确;
C、植物细胞再生细胞壁与高尔基体、线粒体有关,中心体是动物 / 低等植物细胞结构,C错误;
D、菘蓝(RR,2 个染色体组 )+ 甘蓝型油菜(AABB,4 个染色体组 )→ 杂种细胞染色体组 AABBRR(6 个 ),“菘油 1 号” 是体细胞杂交后的植株,染色体组数为 6,D错误。
故选B。
16.(24-25高二下·青海西宁大通县·期末)如图是利用甲、乙两种植物的各自优势,通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列有关叙述错误的是( )
A.进行a处理能用胰蛋白酶
B.b是诱导融合后得到的杂种细胞
C.c是培养后得到的具有耐盐性状的幼芽
D.进行d选择时要将整个植株种在耐盐环境中
【答案】A
【详解】A、a为果胶酶和纤维素酶处理得到原生质体,A错误;
B、b是甲乙融合的杂种细胞,B正确;
C、c是培养后得到的耐盐的幼苗,由愈伤组织诱导分化而来,C正确;
D、d选择需在高盐环境中进行,才能筛选得到高产、耐盐的杂种植株,D正确。
故选A。
17.(24-25高二下·山西吕梁·期末)某科研团队利用植物体细胞杂交技术培育抗盐碱新品种,将番茄(2n=24)与碱蓬(2n=18)的原生质体融合,经筛选获得杂种细胞。融合过程中部分染色体会随机丢失,且杂种细胞需满足番茄与碱蓬的染色体均至少保留1条才能存活并分化。下列分析错误的是( )
A.若杂种细胞内观察到42条染色体,可能是23条番茄染色体和19条碱蓬染色体
B.利用PEG诱导原生质体融合时,高Ca2+—高pH溶液处理可提高融合效率
C.可通过观察根尖分生区细胞内染色体数目、形态,初步鉴定杂种细胞的种类
D.杂种细胞中番茄染色体仅剩余控制光合作用的关键染色体,该细胞也可存活并分化
【答案】A
【分析】植物体细胞杂交(1)概念: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。(2)原理:原生质体融合利用了细胞膜具有一定的流动性,杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。(3)意义:打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种。
【详解】A、番茄2n=24,碱蓬2n=18,正常融合后染色体数应为24+18=42条。但题目说融合过程中部分染色体会随机丢失,若杂种细胞内观察到42条染色体,说明没有染色体丢失,应该是24条番茄染色体和18条碱蓬染色体,而不是23条番茄染色体和19条碱蓬染色体,A错误;
B、PEG诱导融合时,高Ca²⁺—高pH处理可提高细胞膜流动性,促进融合,B正确;
C、杂种细胞经组织培养形成植株后,根尖分生区细胞分裂旺盛,可通过染色体数目和形态(如番茄与碱蓬染色体差异)初步鉴定,C正确;
D、因为杂种细胞需满足番茄与碱蓬的染色体均至少保留 1 条才能存活并分化,杂种细胞中番茄染色体仅剩余控制光合作用的关键染色体,同时碱蓬染色体存在,该细胞也可存活并分化,D正确。
故选A。
18.(24-25高二下·福建厦门·期末)羊肚菌是公认的珍稀食用菌之一. 为提高羊肚菌产量,研究人员将细胞质失活的梯棱羊肚菌原生质体和核DNA 失活的黄色羊肚菌原生质体进行融合,获得杂种细胞,最终选育出高产稳产的羊肚菌新品种 F.下列叙述错误的是( )
A.进行羊肚菌细胞融合前需用酶去除细胞壁
B.观察融合细胞能否再生可初步筛选出杂种细胞
C.新品种 F的遗传物质主要来自于梯棱羊肚菌
D.培育羊肚菌新品种依据的原理是染色体数目变异
【答案】D
【详解】A、细胞融合过程中细胞壁的存在会影响细胞膜的融合,因此细胞融合前需用酶解法去除细胞壁,获得原生质体,A正确;
B、融合后的杂种细胞需再生细胞壁才能存活,因此能否再生细胞壁可作为初步筛选的依据,B正确;
C、梯棱羊肚菌的核DNA正常(细胞质失活),黄色羊肚菌的核DNA失活(细胞质正常),融合后杂种细胞的核遗传物质来自梯棱羊肚菌,细胞质遗传物质来自黄色羊肚菌。由于遗传物质主要存在于细胞核中,因此F的遗传物质主要来自梯棱羊肚菌,C正确;
D、由于黄色羊肚菌的核DNA失活,故杂种细胞内的染色体只来自梯棱羊肚菌,因此羊肚菌新品种中染色体数目没有发生变异,D错误。
故选D。
19.(24-25高二下·湖南娄底部分普通高中·期末)科学家发现,蜗牛消化道提取液可用来处理植物细胞的细胞壁,从而得到原生质体便于进行植物体细胞杂交等操作。下列有关说法错误的是( )
A.蜗牛消化道提取液可能含有纤维素酶和果胶酶,可用来去除植物的细胞壁
B.处理后获得的原生质体可用秋水仙素进行诱导融合
C.融合后的杂种细胞可直接分裂形成愈伤组织
D.原生质体融合体现了细胞膜的流动性
【答案】BC
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原理,要分解植物细胞壁应该用纤维素酶和果胶酶,蜗牛消化道提取液可用来处理植物细胞的细胞壁,说明蜗牛消化道提取液中,可能含有纤维素酶和果胶酶,A正确;
B、诱导原生质体融合最常用的方法是聚乙二醇,秋水仙素不能诱导融合,B错误;
C、融合后的杂种细胞再生出细胞壁,并在培养基上通过脱分化形成愈伤组织,而不是直接分裂形成愈伤组织,C错误;
D、原生质体融合依靠细胞膜与细胞膜的融合,体现了细胞膜的流动性,D正确。
故选BC。
20.(24-25高二下·江苏东台·期末)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育出营养丰富、高产、高抗的优质猕猴桃新品种,其过程如下图所示。下列叙述错误的有( )
A.过程I脱分化时没有基因的选择性表达
B.过程Ⅱ用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C.过程Ⅲ形成的融合原生质体含三个染色体组
D.过程IV融合产生的原生质体可通过观察有无叶绿体来筛选
【答案】ACD
【分析】进行植物体细胞杂交时需要用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除植物细胞的细胞壁,然后用相应的诱导方法诱导原生质体融合,植物细胞的融合通常使用化学法(聚乙二醇)或物理方法诱导融合,融合后的杂种细胞利用植物的组织培养技术培育成植株。
【详解】A 、细胞脱分化形成愈伤组织的过程本质上是基因的选择性表达,A错误;
B、制备原生质体须用纤维素酶和果胶酶酶解细胞壁,B正确;
C、过程III是品种A与品种B的原生质体融合,融合后的细胞染色体组数为六个染色体组,C错误;
D 、过程IV是将品种B的叶片细胞的原生质体(有叶绿体)和品种C的愈伤组织的原生质体(无叶绿体)融合,二者融合产生的杂种细胞以及B品种-B品种的融合细胞中都有叶绿体,故过程IV融合产生的原生质体不能通过观察细胞中叶绿体的分布来筛选出杂种细胞,D错误。
故选ACD。
21.(24-25高二下·湖南雅礼中学·期末)下图为农作物新品种的育种方式,下列说法错误的是( )
A.①过程要用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁,体现酶的专一性
B.筛选出的杂种细胞含有两个细胞的遗传物质,所以体细胞杂交属于有性生殖
C.②过程表示脱分化,需提供无机营养成分、有机营养成分和植物激素等
D.③过程应将愈伤组织先转移到生长素与细胞分裂素比例高的生芽培养基上培养,待长出芽后,再将其转接到比例低的生根培养基上培养
【答案】BD
【详解】A、由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,根据酶的专一性,制备新细胞的过程中,需要用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁,A正确;
B、筛选出的杂种细胞含有两个细胞的遗传物质,但该过程不涉及精卵结合,所以体细胞杂交属于无性生殖,B错误;
C、②是新细胞形成愈伤组织的过程,表示脱分化,需提供无机营养成分、有机营养成分和植物激素等,C正确;
D、同时使用生长素和细胞分裂素时,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向,生长素用量比细胞分裂素用量,比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成;比值适中时,促进愈伤组织的生长,D错误。
故选BD。
22.(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)如图所示为利用植物体细胞杂交技术培育杂种植株的流程图。下列叙述正确的是( )
A.制备A、B原生质体时需使用纤维素酶和果胶酶
B.融合的原生质体应当具有红色、绿色两种荧光标记
C.过程②中细胞内活动较旺盛的结构是溶酶体和线粒体
D.该过程依据的原理有细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
【答案】ABD
【详解】A、去壁过程,常用酶解法,制备A、B原生质体时需使用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁,A正确;
B、A原生质体用红色荧光标记,B原生质体用绿色荧光标记,所以融合的原生质体应当具有红色、绿色两种荧光标记,B正确;
C、过程②中需要再生细胞壁,所以代谢比较旺盛的细胞结构是高尔基体和线粒体,C错误;
D、该过程是植物体细胞杂交过程,涉及细胞的融合和植物组织培养技术,所以该过程依据的原理有细胞膜的流动性和植物细胞的全能性,D正确。
故选ABD。
23.(24-25高二下·河北沧州·期末)科研人员利用野生型清水紫花苜蓿(2n=32)和里奥百脉根(2n=12)为材料培育抗鼓胀病的新型牧草,主要流程如图。下列叙述正确的是( )
A.用酶解法获得原生质体,需控制处理时间,以免酶分解、破坏细胞膜
B.①过程用R-6G和IOA分别处理原生质体,可使未融合的原生质体以及相同细胞的融合体失活而不能生成愈伤组织
C.②过程使细胞失去了特有的结构和功能,形成不定形的薄壁组织块
D.图示技术可克服远缘杂交不亲和的障碍,其原理是基因重组
【答案】BC
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,可用纤维素酶和果胶酶处理获得原生质体,而细胞膜无纤维素和果胶,由于酶具有专一性,一般不会破坏细胞膜,A错误;
B、据题干信息,R - 6G可使线粒体功能丧失,IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段。未融合的原生质体以及相同细胞的融合体(清水紫花苜蓿原生质体同源融合体和里奥百脉根原生质体同源融合体)会因R - 6G或IOA的处理而无法正常进行呼吸作用等代谢活动,从而失活而不能生成愈伤组织,只有杂种细胞团(不同细胞融合体)能正常代谢形成愈伤组织,B正确;
C、②过程是脱分化过程,使已经分化的细胞失去了特有的结构和功能,形成不定形的薄壁组织块(愈伤组织),C正确;
D、题图技术是植物体细胞杂交技术,该技术可克服远缘杂交不亲和的障碍,使远缘杂交成为可能,原理染色体数目变异,D错误。
故选BC。
24.(24-25高二下·吉林长春外五县·期末)野生大豆(A)具有耐盐碱特性,栽培大豆(B)具有产量高的优势。研究人员通过植物细胞工程技术培育兼具野生大豆和栽培大豆特性的优良植株,实验流程如图。在进行“处理1”时,可使用蜗牛消化道提取液。下列叙述正确的是( )
A.推测蜗牛消化道提取液中可能含有纤维素酶、果胶酶
B.“甲→乙”过程和“乙→试管苗”过程不需要更换培养基
C.通过高Ca2+-高pH诱导形成的甲细胞具有全能性
D.“乙→目的植株”的培养过程应在一定浓度的高盐碱环境下进行
【答案】ACD
【详解】A、植物细胞去除细胞壁可获得原生质体,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。使用蜗牛消化道提取液能达到处理效果,推测蜗牛消化道提取液中可能含有纤维素酶、果胶酶,A正确;
B、 “甲→乙”过程是脱分化过程,“乙→试管苗”过程是再分化过程,脱分化和再分化所需的营养物质和植物激素的比例不同,所以需要更换培养基,B错误;
C、甲细胞是融合后的杂种细胞,杂种细胞具有全能性,能够发育成完整的植株,C正确;
D、因为要培育兼具野生大豆耐盐碱特性的植株,所以“乙→目的植株”的培养过程应在一定浓度的高盐碱环境下进行,以筛选出具有耐盐碱特性的植株,D正确。
故选ACD。
25.(24-25高二下·吉林白城洮南第一中学·期末)甲品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状,另一远缘植物乙的细胞质中存在抗除草剂基因,欲将乙细胞质中的抗性基因引入甲中。下列相关叙述正确的是( )
A.操作过程中生物材料、培养基、培养环境都要严格灭菌
B.过程a中取顶芽细胞进行体细胞杂交有利于获得脱毒苗
C.过程b中可以用物理法或化学法诱导原生质体融合
D.过程c中只有活性部位互补的融合细胞才可以正常生长
【答案】BCD
【详解】A、操作过程中生物材料需要进行消毒,培养基、培养环境需要灭菌,培养时也要定期消毒,A错误;
B、茎尖或芽尖(分生组织)病毒极少甚至无病毒,进行植物组织培养有利于获得脱毒苗,B正确;
C、过程b为诱导原生质体融合,诱导方法有物理法和化学法,如聚乙二醇、离心等,C正确;
D、据图分析,原生质体甲细胞质经处理失活,原生质体乙经处理细胞核失活,因此过程c中只有活性部位互补的融合细胞具有完整的细胞结构,可以正常生长,D正确。
故选BCD。
26.(24-25高二下·内蒙古巴彦淖尔·期末)为培育耐盐高产大豆新品种,利用滩涂耐盐大豆和普通高产大豆进行体细胞杂交,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.①过程需要用纤维素酶和果胶酶处理,以去除细胞壁
B.②过程用病毒诱导等方法进行诱导,可得到3种两两融合的细胞
C.④过程为脱分化,形成的愈伤组织为不定形的薄壁组织团块
D.④⑤过程中,细胞分裂方式都是有丝分裂,且都需要光照
【答案】AC
【详解】A、细胞壁的成分是纤维素和果胶,所以①过程需要用纤维素酶和果胶酶处理,获得原生质体,A正确;
B、植物细胞原生质体的融合不能采用病毒诱导法,B错误;
C、④过程为脱分化,形成的愈伤组织为不定形的薄壁组织团块,C正确;
D、④表示脱分化,⑤表示再分化,④⑤过程中,细胞分裂方式都是有丝分裂,④不需要光照,⑤需要光照,D错误。
故选AC。
27.(24-25高二下·河北雄安新区部分学校·期末)科研人员利用野生型清水紫花苜蓿(2n=32)和里奥百脉根(2n=12)为材料培育抗鼓胀病的新型牧草,主要流程如图。下列叙述正确的是( )
A.用酶解法获得原生质体,需控制处理时间,以免酶分解、破坏细胞膜
B.①过程用R-6G和IOA分别处理原生质体,可使未融合的原生质体以及相同细胞的融合体失活而不能生成愈伤组织
C.②过程使细胞失去了特有的结构和功能,形成不定形的薄壁组织块
D.图示技术可克服远缘杂交不亲和的障碍,其原理是基因重组
【答案】BC
【详解】A、酶解法获得原生质体所用的酶是纤维素酶和果胶酶,不会破坏细胞膜,A错误;
B、IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,R-6G可使线粒体功能丧失,只有两种细胞融合才能完成正常的有氧呼吸,B正确;
C、②是脱分化形成愈伤组织的过程,愈伤组织是不定形的薄壁组织,C正确;
D、图示技术为植物体细胞杂交技术,该技术可克服远缘杂交不亲和的障碍,其育种原理是染色体数目变异和植物细胞的全能性,D错误。
故选BC。
28.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期末)枸杞是一味传统中药,野生黑果枸杞富含花青素,且抗逆性强,但比人工种植的宁夏枸杞个体小、产量低。研究人员尝试利用不对称植物体细胞杂交技术将野生黑果枸杞的抗逆性状转移到宁夏枸杞中。
(1)愈伤组织细胞生长旺盛,是制备原生质体的良好材料。在特定的培养条件下,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,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)不对称植物体细胞杂交操作过程如下:
①先用_______处理黑果枸杞细胞和宁夏枸杞细胞获得原生质体,再对黑果枸杞原生质体进行辐射处理,使其细胞核中的染色体部分断裂,用药物处理宁夏枸杞原生质体,使其细胞质中的某些酶失活,两种原生质体都失去分裂能力。
②用化学诱导剂_____诱导原生质体融合,培养体系中只有两种不同枸杞的融合原生质体可分裂形成再生愈伤组织,且该过程需要在培养液中加入一定量的渗透压缓冲物质,目的是_______。
(3)研究人员对3种愈伤组织的同工酶进行检测。(同工酶是功能相同,但酶本身的分子结构、理化性质等方面有所不同的一组酶。)
①将提取的愈伤组织蛋白质进行电泳,在电场的作用下,不同大小和电荷的蛋白质会以不同的速度向正极或负极移动,进而得到蛋白电泳图谱。电泳后的凝胶浸泡在淀粉、KI和H2O2混合溶液中,已知KI遇O2生成I2,一段时间后过氧化氢酶所在部位显色,如下图所示。显色条带为______色,显色深浅由酶的_______决定。
②结果显示融合原生质体再生愈伤组织中缺乏来自______的部分过氧化氢同工酶,原因可能是_____。
(4)将融合愈伤组织进一步培养可获得多株杂种植株,和传统杂交技术相比,植物体细胞杂交技术的优点是_____。
【答案】(1) 离体 脱分化 生长素、细胞分裂素
(2) 纤维素酶、果胶酶 聚乙二醇/PEG 维持原生质体的正常形态
(3) 蓝 活性 宁夏枸杞和黑果枸杞 相关基因丢失或未表达
(4)打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
【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。离体的植物器官、组织或细胞被称为外植体,植物组织培养的过程是外植体→脱分化→愈伤组织→再分化→根、芽→试管苗。
2、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物体的技术。
3、在进行体细胞杂交之前,必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得原生质体。杂交过程中的一个关键环节,是原生质体间的融合,这必须要借助一定的技术手段才能实现。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。融合后得到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。
【详解】(1)在特定的培养条件下,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,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。生长素与细胞分裂素的用量比值高时,有利于根的分化,抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成,比值适中时,促进愈伤组织的形成。
(2)①植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,用纤维素酶和果胶酶处理黑果枸杞细胞和宁夏枸杞细胞可获得原生质体。
②用化学诱导剂聚乙二醇(PEG)诱导原生质体融合,培养体系中只有两种不同枸杞的融合原生质体可分裂形成再生愈伤组织,且该过程需要在培养液中加入一定量的渗透压缓冲物质,目的是保持原生质体的正常形态。
(3)①过氧化氢酶的功能是催化过氧化氢分解。如果存在过氧化氢酶,催化过氧化氢分解为水和氧气,KI遇O2生成I2,淀粉遇I2变蓝,故显色条带为蓝色,显色深浅由酶的活性决定。
②由图中第3、4行(从上到下数)条带情况可知,融合原生质体再生愈伤组织中缺少宁夏枸杞和黑果枸杞部分过氧化氢同工酶。这意味着在融合过程中,可能由于相关基因丢失或未表达等,导致某些原本存在于亲本中的过氧化氢同工酶基因没有在融合后的细胞中正常表达,或者表达量显著降低,以至于在检测中无法呈现出相应的同工酶条带。
(4)与传统杂交技术相比,植物体细胞杂交技术的优点是打破生殖隔离,实现远缘杂交育种。
29.(24-25高二下·新疆乌鲁木齐101中学·期末)利用植物体细胞杂交技术可培育新的作物品种。科学家尝试将番茄和马铃薯杂交,希望培育出地上结番茄、地下长马铃薯的“超级作物”。操作流程见下图,请回答下列问题:
(1)处理A使用的物质为_________。诱导原生质体融合常用的方法是__________。
(2)由杂种细胞到形成番茄—马铃薯杂种植株的过程利用了__________技术,其中在诱导愈伤组织生芽的培养基中需要添加_______(填激素名称)。
(3)与传统育种技术相比,利用植物体细胞杂交技术育种的优点主要是______。
【答案】(1) 纤维素酶和果胶酶 电融合法、离心法、PEG融合法、高Ca2+—高pH融合法等
(2) 植物组织培养 生长素、细胞分裂素
(3)打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
【分析】利用植物体细胞杂交技术培育杂种植物细胞,具体过程包括诱导植物细胞融合成杂种细胞和植物组织培养技术培育成杂种植株两过程。
【详解】(1)植物细胞去掉细胞壁后为原生质体,细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,酶具有专一性,因此处理A是利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,诱导原生质体融合的方法有电融合法、离心法、PEG融合法、高Ca2+—高pH融合法等。
(2)由杂种细胞到形成番茄一马铃薯杂种植株的过程利用了植物组织培养技术。生长素和细胞分裂素可调节细胞的生长和分裂,因此在诱导愈伤组织生芽的培养基中还需要添加生长素、细胞分裂素。
(3)植物体细胞杂交技术与传统杂交育种方法相比,优点在于克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍,即打破了生殖隔离。
30.(24-25高二下·陕西渭南临渭区·期末)育种工作者利用番茄(2N)和马铃薯(4N)进行体细胞杂交,获得了“番茄一马铃薯”杂种植株,实验过程如图所示,遗憾的是该杂种植株并非是想象中的地上长番茄、地下结马铃薯的“超级作物”。
(1)材料中所用到的植物体细胞杂交技术的原理是_____。
(2)图中①步骤所示植物细胞用_______除去细胞壁,分离出有活力的原生质体。
(3)由杂种细胞培育成试管苗,需要经过细胞的④______和⑤_______过程。
(4)利用马铃薯和番茄的_____进行离体培养得到单倍体植株,然后取单倍体植株细胞进行体细胞杂交,再用______处理之后也可得到可育的“番茄一马铃薯”杂种植株。
(5)通常情况下,番茄和马铃薯有性杂交是不能成功的,原因是______。
【答案】(1)细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
(2)纤维素酶和果胶酶
(3) 脱分化 再分化
(4) 花药(或花粉或雄配子) 秋水仙素
(5)不同种生物之间存在生殖隔离
【分析】据图示可知:利用植物体细胞杂交技术培育杂种植物细胞,具体过程包括诱导植物细胞融合成杂种细胞和植物组织培养技术培育成杂种植株两过程.过程①是通过酶解法去除细胞壁获得原生质体a和b,过程②通过物理或化学方法(如聚乙二醇试剂)诱导原生质体融合成c,过程③是再生细胞壁形成杂种细胞,过程④是脱分化过程形成愈伤组织,过程⑤是再分化生成完整植株.过程④和⑤是植物组织培养技术培育完整植株。
【详解】(1)细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性,植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。
(2)细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此除去细胞壁时,为分离出有活力的原生质体,利用酶的专一性,即用纤维素酶和果胶酶可以特异性地去除细胞壁。
(3)由杂种细胞培育成试管苗,需要经过细胞的④脱分化和⑤再分化过程。
(4)分别利用马铃薯和番茄的花药离体培养,得到两种植物的单倍体植株,然后取这两种单倍体植株的细胞进行体细胞杂交,再用秋水仙素处理,也可得到可育的“番茄-马铃薯”杂种植株。
(5)通常情况下,番茄和马铃薯有性杂交是不能成功的,原因是不同种生物之间存在生殖隔离。
31.(24-25高二下·湖南衡阳衡南县第一中学·期末)某种细菌感染植物后可导致植物死亡,甲植物的细胞核基因具有抗该种细菌感染的效应,乙植物的细胞质基因具有高产效应。为获得具备优良特性的杂种植株,某研究人员进行了如下实验,①~④表示相关过程或操作。回答下列问题:
(1)过程①可用_______酶去除细胞壁获得原生质体。从细胞结构的角度分析,对甲原生质体A1和乙原生质体B1进行“失活处理”的部分分别是_______。
(2)过程②可代表人工诱导原生质体融合,常用的化学方法是_______。
(3)过程③称为_______,过程③诱导形成愈伤组织一般_______(填“需要”或“不需要”)光照。如下表表示不同浓度的2,4-D和6-BA组合对杂种细胞形成愈伤组织的影响(诱导率),据表分析诱导杂种细胞形成愈伤组织的最佳激素配比浓度为_______。
处理
激素浓度(mg/L)
诱导率/%
2,4-D
6-BA
1
3.0
0
52.1±2.2
2
5.0
0
55.2±2.1
3
3.0
0.1
42.4±1.9
4
5.0
0.1
46.9±2.0
5
7.0
0.1
38.6±1.4
6
3.0
0.34
43.7±2.8
【答案】(1) 纤维素酶和果胶 细胞质、细胞核
(2)用聚乙二醇(PEG)处理
(3) 脱分化 不需要 2,4-D浓度5.0mg/L、6-BA浓度0
【分析】1、去除细胞壁:植物细胞壁主要由纤维素和果胶组成,利用纤维素酶和果胶酶可去除细胞壁获得原生质体,这是植物体细胞杂交的第一步,依据的是酶的专一性;
2、原生质体融合:人工诱导原生质体融合常用化学方法聚乙二醇(PEG)融合法,此外还有物理方法如离心、振动、电激等。融合的原理是细胞膜具有一定的流动性。
【详解】(1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,所以过程①可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体。甲植物的细胞核基因具有抗该种细菌感染的效应,乙植物的细胞质基因具有高产效应,为了使杂种细胞具有甲植物的细胞核基因和乙植物的细胞质基因,对甲原生质体A1进行“失活处理”的部分是细胞质,对乙原生质体B1进行“失活处理”的部分是细胞核。
(2)人工诱导原生质体融合常用的化学方法是用聚乙二醇(PEG)处理。
(3)过程③称为脱分化,在脱分化形成愈伤组织的过程中一般不需要光照,因为光照可能会诱导细胞分化,不利于愈伤组织的形成。从表格数据可以看出,当2,4-D浓度为5.0mg/L、6-BA浓度为0时,诱导率最高55.2±2.1,所以诱导杂种细胞形成愈伤组织的最佳激素配比浓度为2,4-D浓度5.0mg/L、6-BA浓度0。
32.(24-25高二下·黑龙江牡丹江第二高级中学·期末)科学家用植物体细胞杂交技术,将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合,成功地培育出了“番茄——马铃薯”杂种植株,培育过程如图所示,其中①~⑤表示过程,a~f 表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题:
(1)在植物体细胞杂交技术中,过程①常用_________处理植物细胞以除去细胞壁。
(2)过程②依据的生物学原理是________。
(3)与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器是________。
(4)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,依据的原理是_________,其中过程④表示________过程。
【答案】(1)纤维素酶和果胶酶
(2)细胞膜具有一定的流动性
(3)高尔基体
(4) 植物细胞的全能性 脱分化
【分析】分析题图:过程①是通过酶解法去除细胞壁获得原生质体a和b,过程②通过物理或化学方法诱导原生质体融合成c,过程③是再生细胞壁形成杂种细胞d,过程④是脱分化过程形成愈伤组织e,过程⑤是再分化生成完整植株f。
【详解】(1) 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原理,过程①可使用纤维素酶和果胶酶处理细胞以除去细胞壁,得到原生质体。
(2)过程②表示诱导原生质体融合,依据细胞膜具有一定的流动性。
(3)过程③是再生出细胞壁,该过程中主要与高尔基体有关,高尔基体是单层膜结构的细胞器。
(4)利用杂种细胞培育杂种植株的过程为植物组织培养,依据的原理是植物细胞的全能性;其中过程④表示脱分化形成愈伤组织的过程。
33.(24-25高二下·陕西西安新城区·期末)四倍体的紫花苜蓿被誉为“牧草之王”,但易造成家畜胀病;二倍体的百脉根因富含缩合单宁,饲喂时可防止家畜胀病的发生。研究人员设计了下列技术路线,以期获得抗胀病的新型苜蓿。请分析回答下列问题:
(1)据图可知,该研究过程所使用的生物技术有_______和植物组织培养,植物组织培养应用的原理是_______。
(2)在进行植物体细胞杂交时,步骤①可采用化学法进行诱导,化学法除聚乙二醇融合法外,还有_______法等。
(3)步骤③先将生长良好的愈伤组织转接到相关诱导培养基上培养,通常应在培养基中加入生长素和细胞分裂素,这两种激素的用量比例会影响细胞的发育方向,当生长素与细胞分裂素用量比值适中时,促进愈伤组织;当生长素与细胞分裂素用量比值小于1时,有利于________的分化。
(4)通过该生物技术得到的杂种植株为________倍体。该杂种植株是否可育,并简要阐述理由:_______。与传统的杂交育种相比,该育种方式的突出优点是_______。
(5)该再生植株并未获得预期的遗传性状,其中的原因可能是_______。
【答案】(1) 植物体细胞杂交 植物细胞的全能性
(2)高Ca2+-高pH融合
(3)芽
(4) 六 可育,杂种植株细胞中含有成对的同源染色体,可正常产生生殖细胞 打破生殖隔离,实现远缘杂交
(5)生物体内基因的表达不是孤立的,它们是相互调控、相互影响的(或虽然杂种植株具备两个物种的遗传物质,但它们的表达相互干扰)
【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】(1)由图可知,新型苜蓿的培育过程采用的是植物体细胞杂交技术和植物组织培养,植物组织培养应用的原理是植物细胞的全能性。
(2)植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,在进行植物体细胞杂交之前可以用纤维素酶和果胶酶处理,获得紫花苜蓿和百脉根的原生质体,步骤①可采用化学法进行诱导,化学法除聚乙二醇融合法外,还有高Ca2+-高pH融合法。
(3)当生长素与细胞分裂素用量比值小于1时,有利于芽分化。
(4)四倍体的紫花苜蓿与二倍体的百脉根的原生质体融合得到的杂种细胞含有6个染色体组,再培育得到的杂种植株为六倍体;该杂种植株细胞中含有成对的同源染色体,可正常产生生殖细胞,因此可育。与传统的杂交育种相比,植物体细胞杂交获得杂种植株,打破了生殖隔离,实现了远缘杂交。
(5)杂种植株并未获得预期遗传性状,根本原因是生物体基因表达不是孤立的,是相互调控、相互影响的,杂种植株虽具备两个物种的遗传物质,但它们的表达相互干扰。
34.(24-25高二下·湖南娄底部分普通高中·期末)非洲狼尾草光合效率高,为培育高光合效率的水稻新品种,研究人员将粳稻与非洲狼尾草的原生质体融合并培育出杂种幼苗,如图1。研究人员同时开展了不同浓度的聚乙二醇(PEG)对原生质体融合率的影响实验(已知PEG浓度较高时对细胞具有毒害作用),实验结果如图2所示(异源融合率是指不同种的原生质体发生融合的概率)。回答下列问题:
(1)原生质体融合完成的标志是______,④过程与动物细胞培养相比不需要加入______,⑤过程是再分化,其实质是______。和传统杂交技术相比,植物体细胞杂交技术的优点是______。
(2)在进行原生质体融合前,需______,方法是______。诱导粳稻与非洲狼尾草的原生质体融合的方法除用PEG处理外,还有______(答两点)等具体方法。实现原生质体融合的细胞学基础是______。
(3)分析图2能够得出不同PEG浓度下同源融合率均______(填“大于”“小于”或“等于”)异源融合率。若想要进一步确定诱导粳稻与非洲狼尾草原生质体融合的最佳PEG浓度,实验思路是:__________。
(4)已知非洲狼尾草正常体细胞内有m条染色体,粳稻正常体细胞内有n条染色体,则融合后形成的杂种细胞经诱导可形成________组织团块,这称为愈伤组织,进一步培育成“非洲狼尾草—粳稻”植物新品种,其体细胞有丝分裂后期有______条染色体。
【答案】(1) 再生出细胞壁 血清等天然成分 基因的选择性表达 打破生殖隔离,实现远缘杂交育种;培育植物新品种
(2) 除去细胞壁 用纤维素酶和果胶酶处理 电融合法、离心法、高Ca2+-高pH融合法 细胞膜具有流动性
(3) 大于 在PEG浓度为30%~40%范围内设置一系列浓度梯度,其中异源融合率最高的PEG浓度即为最适融合浓度
(4) 不定形的薄壁 2(m+n)
【分析】植物体细胞杂交过程中需要先进行去壁处理,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,可利用酶解法,即利用纤维素酶和果胶酶分解细胞壁得到植物原生质体。
【详解】(1)原生质体融合完成的标志是杂交细胞再生出细胞壁,④过程是植物细胞的组织培养,较动物细胞而言,其不需要加入血清等天然成分,再分化属于分化,其实质是基因的选择性表达。和传统杂交技术相比,植物体细胞杂交技术的优点是可以克服远缘杂交不亲和,培育出新品种等。
(2)植物体细胞杂交过程中需要先进行去壁处理,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,可利用酶解法,即利用纤维素酶和果胶酶分解细胞壁得到植物原生质体,促进植物原生质体融合的方法包括电融合法、离心法、高Ca2+-高pH融合法和PEG处理。实现原生质体融合的细胞学基础是细胞膜具有一定的流动性。
(3)同源融合率=总融合率-异源融合率,根据图2柱状图分析,不同PEG浓度同源融合率均大于异源融合率。图中当PEG浓度为35%时异源融合率最高,若想要进一步确定诱导粳稻与非洲狼尾草原生质体融合的最佳PEG浓度,应在PEG浓度为30%~40%范围内设置一系列浓度梯度,其中异源融合率最高的PEG浓度即为最适融合浓度。
(4)愈伤组织是指高度分化的植物组织脱分化后形成的不定形的薄壁细胞组织,已知非洲狼尾草正常体细胞内有m条染色体,粳稻正常体细胞内有n条染色体,融合后形成的杂种细胞培育成“非洲狼尾草一粳稻”植物新品种(m+n条染色体),其体细胞有丝分裂后期有2(m+n)条染色体。
35.(24-25高二下·陕西西安西咸新区·期末)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,技术流程如图1所示。请分析回答下列问题:
(1)如图1,过程①可利用______去除细胞壁获得原生质体。分别加入IOA和R-6G钝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_______过程⑥中,愈伤组织经过_______(填“脱分化”或“再分化”)后,进而发育成再生植株。
(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激素组合_______。
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
不使用激素
原生质体中转入过量表达GAUT基因载体
________
2
________
3
原生质体中不转入GAUT基因
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
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 杂种原生质体可通过互补解除IOA和R-6G的抑制作用 再分化
(2) 1 e 原生质体中转入抑制GAUT基因表达载体 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。
【详解】(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。IOA可抑制细胞呼吸第一阶段,R-6G可抑制细胞呼吸第二、三阶段,杂种原生质体生理互补,可通过互补解除IOA和R-6G的抑制作用,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,因此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。在植物组织培养过程中,愈伤组织经过再分化后,进而发育成再生植株。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,因此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。在植物组织培养过程中,愈伤组织经过再分化后,进而发育成再生植株。
(2)①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。②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,自变量为GAUT基因的有无,因变量为杂种原生质体再生情况,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,原生质体中不转入GAUT基因。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。
地 城
考点03
植物细胞工程的应用
1.(24-25高二下·河南天一大联考·期末)紫杉醇是一种天然的化疗药物,可以通过诱导细胞周期停滞来抑制癌细胞的增殖。天然紫杉醇主要从红豆杉的树皮和树叶中提取,但产量有限。目前科学家利用植物细胞培养技术来大量获得紫杉醇,如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.紫杉醇是一种小分子物质,是红豆杉基本生命活动所必需的物质
B.该过程属于发酵工程,需在无菌条件下对植物细胞大规模培养
C.①过程为脱分化,该过程中已分化的细胞转变成未分化细胞
D.②③过程经历了再分化,需要在固体培养基上培养
【答案】C
【详解】A、紫杉醇是小分子物质,属于次生代谢物,不是红豆杉基本生命活动所必需的物质,A错误;
B、该过程属于植物细胞工程,需在无菌条件下进行,B错误;
C、①过程为脱分化,该过程中已分化的细胞转变成未分化细胞,C正确;
D、②③过程属于植物细胞的悬浮培养,没有经历再分化,且需要在液体培养基中培养,D错误。
故选C。
2.(24-25高二下·福建漳州第一中学·期末)下列有关植物细胞工程应用的叙述,正确的是( )
A.可从花药离体培养获得玉米幼苗中直接选择出优良品种
B.应用植物组织培养技术获得的脱毒苗具有抗病毒能力
C.原生质体人工诱变的变异频率小于植物个体水平诱变的变异频率
D.由愈伤组织培养到幼苗的过程需要光照,以诱导叶绿素的形成
【答案】D
【详解】A、花药离体培养得到的是单倍体玉米植株,需通过染色体加倍才能形成可育的纯合体,A错误;
B、脱毒苗是通过茎尖组织培养去除病毒,但未赋予抗病毒能力,B错误;
C、原生质体离体状态更易受诱变因素影响,变异频率高于个体水平诱变,C错误;
D、愈伤组织再分化成幼苗需光照诱导叶绿素合成,D正确。
故选D。
3.(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)红豆杉因其次生代谢物紫杉醇的高抗癌活性而倍受关注。先用红豆杉外植体获得愈伤组织,然后利用植物细胞培养可获得紫杉醇。下列叙述错误的是( )
A.外植体需先后用体积分数为50%的乙醇、次氯酸钠消毒
B.由红豆杉不同部位获得的愈伤组织基因型不一定相同
C.红豆杉的幼嫩茎段比成年老枝更易诱导产生愈伤组织
D.利用该方法获得紫杉醇优于从红豆杉树皮中直接提取
【答案】A
【详解】A、外植体消毒通常先用70%酒精(而非50%)进行表面消毒,再用次氯酸钠溶液处理,A错误;
B、红豆杉体细胞和花粉经植物组织培养获得的愈伤组织基因型不相同,B正确;
C、幼嫩茎段细胞分化程度低,分裂能力强,更易脱分化形成愈伤组织,C正确;
D、细胞培养可规模化生产紫杉醇,避免直接砍伐红豆杉,保护资源且可持续,D正确。
故选A。
4.(24-25高二下·湖北武汉武昌区·期末)紫杉醇是一种高效抗癌药物,工厂化生产时,先诱导红豆杉外植体形成愈伤组织,再进行细胞悬浮培养获得紫杉醇,加入诱导剂水杨酸可显著提高产量。下列叙述错误的是( )
A.红豆杉顶端幼嫩的茎叶适合用作外植体
B.诱导愈伤组织时需加入2,4-D和赤霉素
C.悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团
D.水杨酸可能通过调节红豆杉次生代谢途径提高紫杉醇合成速率
【答案】B
【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
2、植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
【详解】A、红豆杉顶端幼嫩的茎叶细胞分化程度低,分裂能力强,容易脱分化形成愈伤组织,适合作为外植体,A正确;
B、诱导愈伤组织通常需要生长素类(如2,4-D)和细胞分裂素类激素的配合,而赤霉素主要促进细胞伸长或打破种子休眠,并非愈伤组织诱导的必要条件,B错误;
C、悬浮培养需将愈伤组织分散为单个细胞或小细胞团,以利于细胞与培养液充分接触,保证物质交换效率,C正确;
D、紫杉醇属于次生代谢产物,水杨酸可能激活相关基因表达或酶活性,从而增强次生代谢途径的合成速率,D正确。
故选B。
5.(24-25高二下·山东东营·期末)贯叶金丝桃特定组织中的贯叶金丝桃素具有抗菌、抗炎的特性,可通过细胞产物工厂化大量生产。下列说法正确的是( )
A.用70%的酒精对贯叶金丝桃外植体消毒30min然后立即用无菌水冲洗2~3次
B.切割外植体用的器械可以酒精浸泡后直接使用但培养基必须要高压蒸汽灭菌
C.诱导贯叶金丝桃愈伤组织过程中要置于18~22℃的培养箱中避光培养
D.细胞产物工厂化生产需要将愈伤组织培养到植株阶段
【答案】C
【详解】A、70%酒精用于外植体消毒时通常浸泡30秒至1分钟,而非30分钟,长时间酒精处理会损伤细胞,消毒后需用无菌水冲洗,A错误;
B、切割器械灭菌应采用灼烧法,酒精浸泡无法彻底灭菌,而培养基必须高压蒸汽灭菌,B错误;
C、愈伤组织诱导需避光(防止分化)且温度通常为18~22℃,C正确;
D、细胞产物工厂化生产只需愈伤组织或悬浮细胞培养,无需发育成植株,D错误。
故选C。
6.(24-25高二下·贵州安顺·期末)甜叶菊是一种菊科多年生草本植物,其次生代谢产物甜菊糖苷常作为用糖行业中蔗糖的替代品。甜叶菊种子小,发芽率低,种子繁殖遗传性状不稳定,生产上常用植物组织培养技术提高甜叶菊的繁殖效率。下列叙述正确的是( )
A.植物组织培养的基本步骤是“取材-培养-消毒-生根-出芽-移栽”
B.若要工厂化生产甜菊糖,将外植体培养至愈伤组织阶段即可
C.若提高生长素和细胞分裂素的比值,能促进甜叶菊芽的分化
D.诱导愈伤组织形成期间需要给予适宜强度的光照,促进叶绿素的合成
【答案】B
【详解】A、植物组织培养的正确步骤应为“取材→消毒→接种→脱分化→再分化(生根、出芽)→移栽”。选项中“培养”在“消毒”之前,顺序错误,A错误;
B、次生代谢物(如甜菊糖苷)通常在细胞分裂旺盛的愈伤组织阶段大量积累,无需进一步分化成植株即可工厂化生产,B正确;
C、生长素与细胞分裂素的比值较高时促进根分化,较低时促进芽分化,C错误;
D、愈伤组织的诱导需避光条件,光照会促进细胞分化而非维持愈伤状态,D错误。
故选B。
7.(24-25高二下·安徽黄山·期末)下图是利用A、B两种植物的各自优势,通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列相关叙述正确的是( )
A.可利用纤维素酶和胰蛋白酶去除细胞壁来获得原生质体
B.融合的原生质体再生出细胞壁的过程与高尔基体无关
C.生长素和细胞分裂素是启动细胞融合、脱分化和再分化的关键激素
D.要将移栽后的植株种植在高盐环境中再选择出所需的目的植株
【答案】D
【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物体的技术。在进行体细胞杂交之前,必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得原生质体。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,融合后得到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。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示出独特的优势。
【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,需要利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁;而胰蛋白酶是用于动物细胞培养中分散动物细胞的,不能用于去除植物细胞壁,A错误;
B、高尔基体在植物细胞中与细胞壁的形成有关,融合的原生质体再生出细胞壁的过程需要高尔基体的参与,高尔基体可以合成和分泌纤维素等物质来构建新的细胞壁,B错误;
C、生长素和细胞分裂素是启动细胞脱分化和再分化的关键激素,它们在植物组织培养过程中起着重要的调节作用,通过调节两者的比例可以诱导不同的分化方向;但细胞融合是在诱导剂(如聚乙二醇)的作用下完成的,生长素和细胞分裂素不能启动细胞融合,C错误;
D、该实验的目的是培育高产、耐盐的杂种植株,在将移栽后的植株种植在高盐环境中,只有具有耐盐特性的植株才能正常生长,这样就可以从众多植株中再选择出所需的目的植株,D正确。
故选D。
8.(24-25高二下·黑龙江大庆萨尔图区大庆东风中学·期末)许多植物病毒的衣壳蛋白和酶系统在高温(35~45°C)下会发生变性。在通过植物组织培养生产切花菊脱毒苗的过程中,常取高温处理后的切花菊茎尖分生区为外植体。下列叙述错误的是( )
A.高温处理后的外植体接种前不需再进行消毒处理
B.高温处理的主要目的是使组织中的病毒失去活性
C.选取茎尖分生区为外植体是因为其中病毒含量低
D.再分化过程中生芽等阶段需在有光的条件下进行
【答案】A
【详解】A、即使经过高温处理,外植体表面仍可能存在微生物污染,接种前仍需进行常规表面消毒(如酒精、次氯酸钠处理),否则易引发污染,A错误;
B、高温处理通过使病毒衣壳蛋白和酶变性,导致病毒失活,B正确;
C、茎尖分生区细胞分裂旺盛,病毒难以大量积累,因此病毒含量低,C正确;
D、再分化阶段,芽的形成需要光照以调节植物激素的作用,D正确。
故选A。
9.(24-25高二下·辽宁朝阳建平县·期末)人参生长缓慢、种植年限长,其主要药理活性物质为人参皂苷。科研人员欲设计某种生物反应器以实现人参不定根的大规模生产。下列叙述正确的是( )
A.人参皂苷是人参生长发育所必需的次生代谢物
B.上述过程涉及植物组织培养和体细胞杂交技术
C.细胞分裂素与生长素浓度比值低利于根的分化
D.培养不定根不需要在严格的无菌条件下进行
【答案】C
【分析】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,即细胞具有全能性。植物组织培养原理基于植物细胞的全能性。
【详解】A、次生代谢物是植物体内产生的一类并非生长所必需的小分子有机物,通常与植物抗病、抗逆等环境适应有关,而人参皂苷属于次生代谢物,并非人参生长发育所必需,A错误;
B、利用生物反应器生产不定根仅需植物组织培养技术(如离体细胞脱分化、再分化),未涉及体细胞杂交技术(需细胞融合和杂种细胞培养),B错误;
C、 在植物组织培养中,细胞分裂素与生长素浓度比值低时利于根的分化,比值高时利于芽的分化,C正确;
D、植物组织培养需严格的无菌条件,否则微生物会争夺培养基营养并抑制植物细胞生长,D错误。
故选C。
10.(24-25高二下·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)紫杉醇是一种从红豆杉树皮中提取的生物活性物质,目前已在临床中广泛应用于乳腺癌等疾病的治疗。植物细胞工程是生产紫杉醇的关键技术手段,为选育高产细胞系,某研究小组以南方红豆杉的不同外植体为材料进行悬浮培养实验,其结果如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.紫杉醇属于植物的次生代谢物,其产量低,应选择高产细胞进行培养
B.利用植物细胞工程技术生产紫杉醇时需要培养得到完整植株
C.实验结果表明,应选择茎段来源的红豆杉细胞,培养到5-6代提取紫杉醇
D.进行培养时,培养基中需要加入生长素、细胞分裂素
【答案】B
【详解】A、紫杉醇是植物次生代谢物(植物生长发育非必需,多有特殊生理活性),从红豆杉树皮提取产量低,通过植物细胞工程选高产细胞培养可提高产量,A正确;
B、植物细胞工程生产紫杉醇,利用细胞悬浮培养增殖并积累产物,无需培养成完整植株(培养成植株是植物组织培养用于快速繁殖等情况),B错误;
C、通过对图1和图2的数据分析,应选择茎段来源的红豆杉细胞,培养到5-6代提取紫杉醇,C正确;
D、植物细胞悬浮培养需配制培养基,添加生长素、细胞分裂素等植物激素调节细胞分裂、分化,D正确。
故选B。
11.(24-25高二下·陕西西安西咸新区·期末)植物在栽培过程中易受到病毒侵染,造成品质退化。某科研小组利用已感染菊花矮化类病毒(CSVd)和菊花B病毒(CVB)的菊花为实验材料,采取不同形式对植物进行脱毒,测得茎尖诱导分化成活率和脱毒效果如表。下列说法错误的是( )
脱毒方法
样本存活率(%)
脱CSVd率(%)
脱CVB率(%)
茎尖分生组织培养
77
20.78
44.16
热处理结合茎尖培养
71
36.62
63.38
抗病毒药物处理结合茎尖培养
71
46.48
49.30
A.不同脱毒处理方法对于样本存活率没有影响
B.热处理和抗病毒药物处理都可以提高脱毒效果
C.只脱除CVB时,可选择热处理结合茎尖培养
D.脱毒苗移栽入土前需移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中
【答案】A
【详解】A、茎尖分生组织培养的存活率为77%,而热处理和抗病毒药物处理的存活率均为71%,说明不同脱毒方法对样本存活率有影响。A错误;
B、热处理后脱CSVd率为36.62%(原20.78%),脱CVB率为63.38%(原44.16%);抗病毒药物处理后脱CSVd率为46.48%(原20.78%),脱CVB率为49.30%(原44.16%)。两者均提高了脱毒效果,B正确;
C、热处理结合茎尖培养的脱CVB率为63.38%,显著高于抗病毒药物处理的49.30%,因此若仅需脱除CVB,应选择热处理结合茎尖培养,C正确;
D、脱毒苗在移栽前需进行“炼苗”,通常移植到灭菌的蛭石或珍珠岩等基质中,以逐步适应外界环境,D正确。
故选A。
12.(24-25高二下·辽宁丹东·期末)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,辣椒素的获得途径如图所示。下列叙述错误的是( )
A.若要培养脱毒苗,可用辣椒的茎尖经脱分化、再分化过程获得
B.过程①需先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体
C.过程②中生根与生芽所需的生长素与细胞分裂素的比例不同
D.辣椒素不是生物生长所必需的产物,属于细胞的次生代谢物
【答案】B
【详解】A、培育脱毒苗时一般选用茎尖(或芽尖、根尖)作为外植体,依据是此处的病毒极少甚至没有,故若要培养脱毒苗,可用辣椒的茎尖经脱分化、再分化过程获得,A正确;
B、过程①为脱分化过程,不需先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体,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,生长素比例高有利于生根,C正确;
D、辣椒素不是生物生长所必需的产物,属于细胞的次生代谢物,D正确。
故选B。
13.(24-25高二下·江西萍乡·期末)甘草是中医使用最多的药材之一,当其生长到某个特定时期可从中提取黄酮,黄酮具有抗衰老、抗炎等作用。有同学提出利用现代生物技术生产黄酮的两条技术路径,如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.黄酮是一种初级代谢物,是甘草在整个生命过程中都必需具备的物质
B.两条路径中均需要对外植体进行灭菌处理,并在酒精灯火焰旁进行接种可减少污染
C.路径一中①、②过程分别表示脱分化、再分化,该过程中需要每日给予适当时间和强度的光照
D.路径二中的③使用的培养基是液体培养基,且该路径不占用耕地,几乎不受季节、天气等限制
【答案】D
【详解】A、黄酮是次生代谢物,不是生命活动必需,A错误;
B、外植体进行消毒处理,不能灭菌(会杀死外植体),B错误;
C、脱分化不需要光照,再分化需要,C错误;
D、路径二③是液体悬浮培养,占地少,不受季节等限制,D正确。
故选D。
14.(24-25高二下·四川眉山·期末)百合栽培过程中易受病毒侵染,造成品质退化。某研究小组尝试通过组织培养技术获得脱毒苗,操作流程如下图。下列叙述正确的是( )
A.从百合剪取的分生区细胞处于未分化状态,利于愈伤组织的形成
B.分生区细胞分裂能力强,是选做外植体培育脱毒苗的主要原因
C.剪取的分生区需要用纤维素酶和果胶酶进行处理后才能接种
D.在①②过程中用射线辐射处理可筛选培育品质更好的脱毒苗
【答案】B
【详解】A、从百合剪取的分生区细胞是已分化的细胞,只是分化程度较低,A 错误;
B、分生区细胞分裂能力强,且病毒极少甚至无病毒,所以适合作为外植体培育脱毒苗,这是选做外植体培育脱毒苗的主要原因,B 正确;
C、剪取的分生区不需要用纤维素酶和果胶酶进行处理,在植物组织培养中,通常对取材进行消毒处理后即可接种,C 错误;
D、在①②过程中用射线辐射处理属于诱变育种,可诱发基因突变,由于基因突变是不定向,多害少利的特点,筛选培育品质更好的脱毒苗,筛选还需要在个体水平上进行大量筛选,D 错误。
故选B。
15.(24-25高二下·四川绵阳·期末)植物体在干旱、虫害或微生物侵害等胁迫过程中会产生一类防御物质,这类物质属于次生代谢物。植物细胞培养过程中,次生代谢物(X)的产生与其细胞生长的关系模型可分为三类,如下图所示。下列说法错误的是( )
A.若次生代谢物X随着细胞生长过程不断产生,则X的产生符合图甲
B.若次生代谢物X在细胞生长停止后才能产生,则X的产生符合图丙
C.将微生物菌体或其产物加入植物细胞培养基中,可提高目标细胞的X产量
D.次生代谢物是植物生长所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
【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。 原理是植物细胞具有全能性 。
【详解】A、图甲中细胞生物量增长和次生代谢物X产量增长是同步的,若次生代谢物X随着细胞生长过程不断产生,符合图甲的模型,A正确;
B、图丙中细胞生物量先增长,之后细胞生长停止,次生代谢物X才开始产生并增长,若次生代谢物X在细胞生长停止后才能产生,符合图丙的模型,B正确;
C、因为植物在干旱、虫害或微生物侵害等胁迫下会产生防御物质(次生代谢物 ),所以将微生物菌体或其产物加入植物细胞培养基中,模拟胁迫环境,可提高目标细胞的X产量,C正确;
D、次生代谢物不是植物生长所必需的,它是植物在特定环境下产生的防御物质等,D错误。
故选D。
16.(24-25高二下·天津滨海新区·期末)红豆杉是濒危植物,其树皮产生的紫杉醇对癌症有一定的疗效。下图是植物组织培养和细胞培养的流程图,图中②为愈伤组织,通过B过程可最终产生新的植株。通过C过程可产生大量细胞。下列相关叙述中错误的是( )
A.A过程是脱分化,该过程中细胞中增殖的方式是有丝分裂
B.B是再分化,此过程的实质是基因的选择性表达
C.紫杉醇属于初生代谢物,可以从⑤中获取
D.培养⑤一般采用液体培养基,有利于细胞的增殖
【答案】C
【详解】A、脱分化(A过程)中细胞通过有丝分裂增殖,A 正确;
B、再分化(B过程)实质是基因选择性表达,B 正确;
C、紫杉醇是植物特殊次生代谢物,并非初生代谢物,C 错误;
D、细胞培养(C过程)用液体培养基利于细胞增殖,D 正确。
故选C 。
17.(24-25高二下·广西百色·期末)紫杉醇是一种从红豆杉树皮中分离提纯的天然抗癌药物,但野生红豆杉是濒危植物,这种方法不利于对它们的保护。我国科学家经过多年研究,利用植物细胞工程技术筛选出了高产紫杉醇的细胞,获取途径如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.红豆杉根尖组织经过①过程后,细胞失去其原特有的结构和功能
B.②过程是再分化,可以用液体培养基进行悬浮培养获得单个细胞
C.单个细胞经过③过程形成高产细胞群体现了植物细胞具有全能性
D.利用促进细胞生长的培养条件,可提高单个细胞中紫杉醇的含量
【答案】A
【详解】A、①表示脱分化过程,红豆杉根尖组织经过脱分化后会失去其原特有的结构和功能,A正确;
B、②是利用液体培养基进行悬浮培养获得单个细胞的过程,不是再分化过程,B错误;
C、③过程指单个细胞经过细胞增殖形成高产细胞群,未形成完整植株或者其他各种细胞,不能体现植物细胞具有全能性,C错误:
D、利用促进细胞生长的培养条件,使细胞快速分裂从而提高紫杉醇的产量,但无法提高单个细胞的紫杉醇的含量,D错误。
故选A。
18.(24-25高二下·河北沧州·期末)下图是利用番茄(2n=24)花粉培育植物体的过程,有关叙述正确的是( )
A.组织培养过程中,在愈伤组织阶段进行诱变处理产生抗旱新物种的可能性最大
B.最终培育出的植物体是单倍体植株,植株弱小且高度不育
C.培育幼苗时,一般是先诱导芽的生成,再诱导根的形成
D.培育成幼苗的过程中不需要更换培养基
【答案】C
【分析】植物细胞一般具有全能性。在一定的激素和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞可以经过脱分化,即失去其特有的结构和功能,转变成未分化细胞,进而形成不定形的薄壁组织团块,这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官,该过程称为再分化。植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂 、脱分化和再分化的关键激素,它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。
【详解】A、在植物组织培养过程中,愈伤组织细胞处于不断分裂状态,此时进行诱变处理,容易发生基因突变。但新物种形成的标志是产生生殖隔离,仅通过诱变处理产生抗旱性状,并不一定能形成新物种,A错误;
B、由番茄花粉(配子)培育出的单倍体植物体,再经过秋水仙素处理,染色体数目恢复,植株为正常的二倍体,不会出现弱小且高度不育的现象,B错误;
C、培育幼苗时,一般是先诱导芽的生成,再诱导根的形成,C正确;
D、植物组织培养过程中,不同的培养阶段需要不同的营养物质和植物激素等条件,脱分化形成愈伤组织时和再分化形成根、芽时所需的培养基成分不同,所以培育成幼苗的过程中需要更换培养基,D错误。
故选C。
19.(24-25高二下·江西上进联考·期末)水母雪莲细胞合成的紫檀芪具有抗癌价值,但野生资源有限。科研人员建立细胞悬浮体系,采用“两阶段法”生产:第一阶段在黑暗、摇瓶中培养以积累细胞生物量;第二阶段将细胞转入光照生物反应器,并添加茉莉酸甲酯以提升紫檀芪合成能力。下列推测或叙述错误的是( )
A.第一阶段黑暗培养可减少能量损耗,利于细胞快速增殖
B.第二阶段的光照主要作为环境信号激活紫檀芪合成途径
C.茉莉酸甲酯通过促进细胞分裂增加产紫檀芪的细胞数量
D.紫檀芪属于初生代谢产物,两阶段法有助于规模化生产
【答案】CD
【详解】A、在黑暗条件下培养,植物细胞多种代谢途径未激活,可以减少能量消耗,使细胞专注于利用培养基中的碳源和营养物质进行生长和分裂,有利于细胞生物量的快速积累。这与第一阶段的目标一致,A正确;
B、光照在植物细胞培养中常作为环境信号,通过光受体(如光敏色素)激活某些代谢途径相关基因的表达;结合第二阶段光照条件下细胞合成紫檀芪,可知,第二阶段的光照主要作为环境信号以激活紫檀芪的合成,B正确;
C、细胞数量已通过第一阶段积累完成,茉莉酸甲酯的作用是直接提升现有细胞的紫檀芪合成能力(如通过上调相关基因表达),而不是通过促进细胞分裂来增加生产紫檀芪的细胞数量,若继续细胞分裂会消耗能量,反而可能抑制细胞合成紫檀芪,C错误;
D、初生代谢产物是细胞生长和生存所必需的基本化合物,如糖类、氨基酸、核苷酸等;紫檀芪不是细胞生长和生存所必需的,属于次生代谢物,D错误。
故选CD。
20.(24-25高二下·河北沧州泊头文宇中学·期末)榴莲是一种热带果树,果肉营养丰富,有“水果之王”的美称,其可通过种子繁殖,也可借助植物组织培养技术进行培育。通过后者培育榴莲时,常取顶芽作为外植体。为提高愈伤组织的诱导成功率,研究人员用含不同激素类似物配比的培养基进行培养,结果如下表所示。下列分析正确的是( )
细胞分裂素/(mg·L-1)
2,4-D/(mg·L-1)
愈伤组织形成比例
0.0
0.0
0.20±0.12
0.1
0.1
0.56±0.11
0.3
0.3
0.56±0.11
0.5
0.5
0.89±0.11
1.0
1.0
0.89±0.11
2.0
0.67±0.07
3.0
0.78±0.1
4.0
0.93±0.07
5.0
0.22±0.11
6.0
0.11±0.11
A.采用种子繁殖的后代性状多样,容易导致果实品质良莠不齐
B.进行植物组织培养时,取顶芽进行诱导有利于获得脱毒苗
C.表中最适合诱导愈伤组织形成的组合是1.0 mg·L-1细胞分裂素和4.0mg·L-12,4-D
D.该实验可证明细胞分裂素和2,4-D对诱导愈伤组织的形成具有协同作用
【答案】ABC
【分析】马铃薯、草莓和香蕉等通常是用无性繁殖的方式进行繁殖的,它们感染的病毒很容易传给后代。病毒在作物体内逐年积累,就会导致作物产量降低,品质变差。科学家就发现植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒。因此,切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗。
【详解】A、采用种子繁殖后代可能发生性状分离,导致果实品质良莠不齐,A正确;
B、植物顶端分生区病毒极少,甚至无病毒,以其为材料可获得脱毒苗,B正确;
C、由表中数据可知,最适合诱导愈伤组织形成的组合是1.0mg·L-1细胞分裂素和4.0 mg·L-12,4-D,C正确;
D、本实验没有细胞分裂素和2,4-D单独作用的结果,无法证明二者具有协同作用,D错误。
故选ABC。
21.(24-25高二下·辽宁葫芦岛·期末)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。辣椒素的获得途径如图。下列表述不正确的是( )
A.可以用植物的茎段作为外植体,外植体插入培养基时方向可以颠倒
B.诱导愈伤组织的培养基中需要添加无机盐、维生素、蔗糖等,并置于黑暗中培养
C.获得脱毒苗常用的外植体是植物的茎尖,脱毒苗具有更强的抗病毒能力
D.通过高产细胞系获得辣椒素的过程体现了细胞的全能性
【答案】ACD
【分析】题图分析,图中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。
【详解】A、外植体插入培养基时方向不可颠倒,A错误;
B、诱导愈伤组织阶段,不需要光照,植物不能进行光合作用,培养基中需要添加无机盐、维生素、蔗糖等营养成分,B正确;
C、植物的茎尖几乎不含病毒,利用茎尖进行组织培养可以获得脱毒苗,脱毒苗不具有抗病毒能力,C错误;
D、由题图可知辣椒素是细胞代谢产物,通过细胞培养得到高产细胞系时就可产生,不需要发育成植株,该过程不能体现植物细胞的全能性,D错误。
故选ACD。
22.(24-25高二下·江西抚州·期末)与常规栽培技术相比,利用植物细胞培养进行药用代谢产物的生产具有显著的优越性,根据不同的需求可以采用下图所示不同的技术流程。相关叙述错误的是( )
A.将目标产物合成途径中的关键酶基因导入悬浮细胞,可用花粉管通道法
B.培养体系2生产药用代谢产物主要是利用促进细胞生长条件,提高单个细胞中代谢产物的含量
C.需用适宜浓度的盐酸和酒精混合后对外植体消毒
D.细胞悬浮培养的主要原理是细胞的有丝分裂
【答案】ABC
【详解】A、花粉管通道法适用于植物受精卵,悬浮细胞是体细胞,不能用花粉管通道法导入基因,A 错误;
B、培养体系 2 生产药用代谢产物,是通过促进细胞增殖,增加细胞数量来提高代谢产物总量,不是提高单个细胞代谢产物含量,B 错误;
C、外植体消毒常用体积分数 70% 酒精和质量分数 5% 次氯酸钠,不是盐酸和酒精混合,C 错误;
D、细胞悬浮培养时,细胞通过有丝分裂增殖,D 正确。
故选ABC。
23.(24-25高二下·吉林长春长春汽车经济技术开发区第三中学·期末)对于下图所示育种方法的说法不正确的是( )
A.①④方向所示的途径依据的原理是基因突变
B.⑤过程一般发生在生殖细胞中才具有遗传性
C.③、⑦过程都要用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
D.⑦过程所示的育种方法依据的原理是基因重组
【答案】ACD
【详解】A、①④方向所示的途径表示杂交育种原理是基因重组,A错误;
B、⑤过程是基因突变,可发生在生物个体发育的各个时期,但是一般发生在生殖细胞中才具有遗传性,B正确;
C、③、⑦过程中最常使用的药剂是秋水仙素,但是③过程处理的是单倍体幼苗,单倍体没有种子,C错误;
D、⑦过程所示的育种方法为多倍体育种,多倍体育种的原理是染色体变异,D错误。
故选ACD。
24.(24-25高二下·江苏宿迁泗阳县·期末)植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素,设计了以下实验流程和培养装置(如图),请同学们进行评议。下列评议合理的是( )
A.实验流程中应该用纤维素酶、果胶酶等处理愈伤组织,制备悬浮细胞
B.装置中的充气管应置于液面上方,该管可同时作为排气管
C.装置充气口需要增设无菌滤器,用于防止杂菌污染培养液
D.细胞培养需要适宜的温度,装置需增设温度监测和控制设备
【答案】ACD
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,欲利用愈伤组织制备悬浮细胞,可用纤维素酶和果胶酶进行处理愈伤组织,A正确;
B、装置中的充气管应置于液面下方,以利于培养液中的溶氧量的增加,该管不能同时作为排气管,B错误;
C、为了防止杂菌污染培养液,装置充气口需要增设无菌滤器,C正确;
D、细胞培养时需要保证适宜的温度,因此装置需增设温度监测和控制设备,D正确。
故选ACD。
25.(24-25高二下·辽宁五校联考·期末)番茄红素在食品业应用广泛。某兴趣小组尝试利用植物细胞悬浮技术培养胡萝卜细胞来获取,实验流程和培养装置如图。下列有关叙述正确的是( )
A.悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团
B.通过加料口来保证培养液中营养物质处于较高浓度
C.充气口增设无菌过滤器,加料口加入原料要灭菌处理
D.增设温度监测和控制设备以维持装置适宜温度
【答案】ACD
【详解】A、过程②是将愈伤组织分散成单个细胞或较小的细胞团,有利于悬浮培养时细胞增殖,A正确;
B、加料口的作用是补充培养液中的营养物质,但并不是要保证培养液中营养物质处于较高浓度,培养液中营养物质浓度过高,可能会导致细胞失水,影响细胞的正常生长,B错误;
C、充气口增设无菌过滤器,可防止杂菌污染,加料口加入原料要进行灭菌处理,这样才能保证整个培养过程不受杂菌干扰,维持细胞培养的无菌环境,C正确;
D、细胞培养需要适宜的温度条件,增设温度监测和控制设备可以实时监测和调节装置内的温度,维持装置适宜温度,有利于细胞的正常生长和代谢,D正确。
故选ACD。
26.(24-25高二下·江西九师联盟·期末)稀有人参皂苷是原型人参皂苷的代谢产物,活性更高,更容易被人体吸收利用,已经被证明具有抗肿瘤、抗炎和增强免疫力的作用。科研人员利用人参茎尖进行育苗和提取稀有人参皂苷,过程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.人参皂苷和蛋白质都是人参生长和生存所必需的初生代谢物
B.过程①为脱分化过程,植物激素会诱导细胞基因的选择性表达
C.过程②为再分化过程,该过程可能会发生基因突变或染色体变异
D.工厂化细胞培养提高了单个人参细胞中稀有人参皂苷的含量
【答案】AD
【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、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;人参皂苷属于人参的次生代谢物,A错误;
B、过程①获得愈伤组织为脱分化过程,植物激素会诱导细胞基因的选择性表达,B正确;
C、过程②为愈伤组织再分化过程,该过程存在有丝分裂能会发生基因突变或染色体变异,C正确;
D、细胞产物的工厂化生产是在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖从而获得目标产物,而不是提高单个人参细胞中稀有人参皂苷的含量,D错误。
故选AD。
27.(24-25高二下·山东枣庄·期末)青蒿素是从黄花蒿中提取的次生代谢物。研究人员在对黄花蒿进行组织培养时,发现愈伤组织中没有青蒿素,而再分化形成的芽和苗中均能检测到青蒿素。某研究小组构建了黄花蒿细胞与BY2细胞(一种增殖能力很强的植物细胞)的杂种细胞,通过大规模培养大大提高了青蒿素的生产效率。下列叙述错误的是( )
A.愈伤组织再分化可以合成青蒿素,青蒿素是黄花蒿生长所必需的
B.杂种细胞大规模培养的过程中体现了细胞的全能性
C.再生出细胞壁的融合细胞需要筛选才可以用于大规模生产
D.杂种细胞大规模培养与诱导形成愈伤组织使用的培养基成分相同
【答案】ABD
【分析】植物组织培养技术的应用:植物繁殖的新途径(微型繁殖、作物脱毒、人工种子)、作物新品种的培育(单倍体育种、突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、愈伤组织再分化形成的芽和苗中可以合成青蒿素,青蒿素属于次生代谢物,不是黄花蒿生长所必需的,A错误;
B、杂种细胞大规模的培养过程体现了细胞增殖,未体现细胞的全能性,B错误;
C、由于融合是随机的,再生出细胞壁的融合细胞需要经过筛选才能用于大规模生产,提高青蒿素的生产效率,C正确;
D、杂种细胞大规模培养需要的是液体培养基,诱导形成愈伤组织使用的培养基是固体培养基,二者成分有区别,D错误。
故选ABD。
28.(24-25高二下·江西·期末)水母雪莲细胞合成的紫檀芪有抗癌价值,但野生资源有限。科研人员建立细胞悬浮体系,采用“两阶段法”生产:第一阶段在黑暗、摇瓶中培养以积累细胞生物量;第二阶段将细胞转入光照生物反应器,并添加茉莉酸甲酯以提升紫檀芪合成能力。下列推测或叙述错误的是( )
A.第一阶段黑暗培养可减少能量损耗,利于细胞快速增殖
B.第二阶段的光照主要作为环境信号激活紫檀芪合成途径
C.茉莉酸甲酯通过促进细胞分裂增加紫檀芪的细胞数量
D.繁殖体用于初生代谢产物,两阶段法有助于规模化生产
【答案】CD
【分析】次级代谢产物是指生物生长到一定阶段后通过次级代谢合成的分子结构十分复杂、对该生物无明显生理功能,或并非是该生物生长和繁殖所必需的小分子物质,如抗生素、毒素、激素、色素等。
【详解】A、第一阶段黑暗培养可减少能量损耗,利于细胞快速增殖。黑暗条件下,细胞无法进行光合作用,但可通过培养基中的有机物进行异养生长,减少能量消耗在光合结构上,专注于细胞分裂,A正确;
B、第二阶段的光照主要作为环境信号激活紫檀芪合成途径。光照可能通过光敏色素等信号途径诱导次生代谢相关基因的表达,促进紫檀芪的合成,B正确;
C、茉莉酸甲酯通过促进细胞分裂增加紫檀芪的细胞数量。茉莉酸甲酯的作用是诱导次生代谢产物的合成,而非促进细胞分裂(细胞分裂主要发生在第一阶段),C错误;
D、繁殖体用于初生代谢产物,两阶段法有助于规模化生产。繁殖体(第一阶段培养的细胞)主要用于积累生物量,初生代谢产物是细胞生长阶段的自然产物,但繁殖体的核心用途是作为次生代谢产物生产的基础,而非专门用于初生代谢产物生产,D错误。
故选CD。
29.(24-25高二下·福建漳州第一中学·期末)紫杉醇是珍稀植物红豆杉体内的一种次生代谢物。图1表示利用植物细胞工程生产紫杉醇的两条技术路线,其中①②③表示过程。请回答下列问题:
(1)技术路线1利用的原理为_______;①过程为_______过程,①、②过程的关键激素是_______。③过程需用________酶处理后再制成细胞悬液进行培养。
(2)早期,人们认为紫杉醇是通过抑制癌细胞的分裂来发挥抗癌作用的。为探究紫杉醇的抗癌机制,研究人员用标准剂量的紫杉醇对乳腺癌患者进行治疗,观测患者乳腺癌细胞的分裂情况,结果如图2.图示结果_______(填“支持”或“不支持”)人们早期认知,理由是_______。
(3)研究发现紫杉醇能诱导细胞分裂中多极纺锤体的形成。为证实癌细胞对紫杉醇敏感性增强是由多极纺锤体增加引起的,研究人员设计三组实验:甲组为乳腺癌细胞悬液+紫杉醇;乙组为乳腺癌细胞悬液+紫杉醇+CW-069(能增加多极纺锤体);丙组为乳腺癌细胞悬液+紫杉醇+逆转素(能减少多极纺锤体)。在适宜条件下培养一段时间后,检测各组多极纺锤体癌细胞比例及癌细胞死亡率。上述三组中,实验组是_________组,预期结果是_______。
【答案】(1) 植物细胞的全能性 脱分化 生长素与细胞分裂素 果胶酶和纤维素
(2) 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有丝分裂
(3) 乙、丙 与甲组相比,乙组多极纺锤体癌细胞比例及癌细胞的死亡率增加而丙组下降
【分析】1、植物组织培养过程:离体的细胞、组织或器官脱分化形成愈伤组织再分化形成胚状体最后发育成植株。
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)。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。
【详解】(1)技术路线1利用外植体经脱分化、再分化形成完整的植株的过程,原理是植物细胞的全能性;①表示外植体形成愈伤组织的过程,即脱分化过程,②表示再分化,①、②过程的关键激素是生长素和细胞分裂素。过程③是将愈伤组织分散成单个细胞的过程,需要用果胶酶和纤维素酶处理后再制成细胞悬液进行培养,因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。
(2)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。
(3)为了进一步证实癌细胞对紫杉醇敏感性增强确实是由多极纺锤体的增加引起的,实验的自变量为多极纺锤体的量,所以甲组为对照组,乙组和丙组为实验组,因为乙组:乳腺癌细胞悬液+紫杉醇+CW-069(在有丝分裂后期能增加多极纺锤体);丙组:乳腺癌细胞悬液+紫杉醇+逆转素(在有丝分裂后期能减少多极纺锤体)预期实验结果是与甲组相比,乙组多极纺锤体癌细胞比例及癌细胞的死亡率增加而丙组下降。
30.(24-25高二下·四川南充·期末)甲植物(2n=18)具有由核基因控制的多种优良性状,远缘植物乙(4n=32)的细胞质中存在抗除草剂基因,科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗除草剂性状的优良品种丙,途径如图所示。已知X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体功能,丙烯酸异辛酯(IOA)处理会使线粒体失活,但不影响细胞分裂。回答下列问题:
(1)过程①常用酶解法去除细胞壁,利用的酶是________。
(2)过程②的方法基本可以分为两大类,即________。细胞融合成功的标志是________。在细胞融合体系中,未融合的细胞不能形成愈伤组织,原因是________。
(3)过程⑤一般需要两种培养基,二者在成分上主要的不同之处是________。
(4)与其他育种方式相比,植物体细胞杂交的突出优点是________。
【答案】(1)纤维素酶和果胶酶
(2) 物理法和化学法 形成新的细胞壁 甲细胞用IOA处理后线粒体失活,细胞生命活动受限:乙细胞经X射线处理后失去分裂能力
(3)生长素和细胞分裂素的比例不同
(4)克服远缘杂交不亲和的障碍,打破生殖隔离,实现远缘杂交
【分析】该图为植物体细胞杂交过程,其中①为去除细胞壁,制备原生质体,可用酶解法;②为诱导融合过程,可以用聚乙二醇处理;③为杂种细胞再生细胞壁的过程;④为脱分化;⑤为再分化形成杂种植株。
【详解】(1)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可以去除细胞壁。
(2)过程②细胞融合的方法基本分为物理法和化学法两大类。物理法如离心、振动、电激等;化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂来诱导细胞融合。细胞融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁。在细胞融合体系中,未融合的细胞不能形成愈伤组织,原因是:甲细胞经 IOA 处理后线粒体失活,无法提供足够能量进行分裂等生命活动;乙细胞经 X 射线处理后失去分裂功能,所以都不能形成愈伤组织 。
(3)过程⑤是植物组织培养的再分化过程,一般需要生根培养基和生芽培养基。二者在成分上主要的不同之处是生长素和细胞分裂素的比例不同。当生长素与细胞分裂素的比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成;比值适中时,促进愈伤组织的形成。
(4)与其他育种方式相比,植物体细胞杂交的突出优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍,打破物种之间的生殖隔离,培育出自然界中原本不存在的新物种。
31.(24-25高二下·内蒙古赤峰·期末)某科研团队尝试利用植物体细胞杂交技术培育抗盐碱的番茄新品种(普通番茄和野生耐盐碱番茄均是二倍体生物)。以下是他们的实验流程模式图。回答下列问题:
(1)在进行体细胞杂交之前,去除细胞壁,获得原生质体。制备原生质体的过程不能在无菌水中进行,这是为了防止______。
(2)诱导②过程的化学法包括聚乙二醇融合法和______融合法等。④过程是______,即失去其特有的______,转变成未分化的细胞,进而形成愈伤组织后经再分化形成芽、根等器官。这两个过程中______是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的______等都会影响植物细胞的发育方向。
(3)上述过程中利用的技术除了植物体细胞杂交技术外,还有______技术。植株G是______倍体植物,获得植物体G的原理是______。植株G的优点是______。
【答案】(1)原生质体在无菌水中吸水膨胀甚至破裂
(2) 高Ca2+-高pH 脱分化 形态结构和功能 生长素和细胞分裂素 浓度、比例
(3) 植物组织培养 四 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 兼有双亲的优良性状
【分析】植物体细胞杂交是指将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。诱导原生质体融合的方法:物理法(离心、振动、电激等)和化学法(聚乙二醇,高Ca2+-高pH等)。植物体细胞杂交的意义:克服远缘杂交不亲和的障碍,扩大亲本范围,培育作物新品种。
【详解】(1)若仅在无菌水中操作,由于缺乏适宜的渗透压环境,原生质体易吸水破裂,故制备原生质体的过程不能在无菌水中进行。
(2)诱导②过程的化学法包括PEG(聚乙二醇)法和高Ca2+-高pH法等;④过程是失去其特有的形态结构和功能转变成未分化的细胞,形成愈伤组织的过程,表示脱分化;植物组织培养包括脱分化和再分化,这两个过程中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的浓度和比例等都会影响植物细胞的发育方向。
(3)为使融合后的原生质体再生出完整植株,需借助植物组织培养技术;由于普通番茄和野生耐盐番茄均为二倍体,两者融合后形成的杂种是四倍体;原生质体融合过程依据细胞膜的流动性,融合后的细胞之所以能培养成完整植株,原理在于植物细胞具有全能性;该杂种植株既保留了普通番茄的优点,又具备野生番茄的耐盐碱特性。
32.(24-25高二下·吉林长春外五县·期末)人参是名贵的中药材,利用植物组织培养技术可实现人参的快速繁殖,流程如图1所示。人参皂苷是人参的主要活性成分,科研人员诱导人参根与胡萝卜根细胞进行细胞融合并产生愈伤组织,通过植物细胞培养以提高人参皂苷的产量,流程如图2所示。回答下列问题:
(1)图1中,接种的植物组织细胞主要是分生区细胞,选择该类细胞的优点是_____。愈伤组织是已经分化的细胞经过脱分化转变成未分化细胞进而形成的_____。过程③和④的实质是____,植物激素中______的浓度和比例等都会影响植物的发育方向。
(2)制备图2中的a和b需要的酶是____,a和b融合完成的标志是_____。图2中将细胞c培养至图1中的_____(填结构名称)即可。
(3)利用图1中的培养方法不仅可以达到快速繁殖的目的,还能进行作物脱毒培养。作物脱毒培养一般采取茎尖作为培养材料,原因是_____。
【答案】(1) 分裂能力强,分化程度低,容易培养 高度液泡化、不定形的薄壁组织团块 基因的选择性表达 生长素、细胞分裂素
(2) 纤维素酶和果胶酶 再生出细胞壁 愈伤组织
(3)茎尖处病毒极少甚至无病毒
【分析】植物组织培养技术是指在无菌和人工控制的环境条件下,利用适当的培养基,对离体的植物器官、组织、细胞或原生质体进行培养,使其再生形成完整植株或生产有用物质的技术。植物体细胞杂交技术是将不同种植物的体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的杂种植株的技术。
【详解】(1)图1中,接种的植物组织细胞主要是分生区细胞,分生区细胞分裂能力强、分化程度低,全能性容易表达,所以选择分生区细胞作为接种的植物组织细胞。愈伤组织是已经分化的细胞经过脱分化转变成未分化细胞进而形成的高度液泡化、不定形的薄壁组织团块。过程③诱导生芽和过程④诱导生根属于再分化过程,其实质是基因的选择性表达。 植物激素中生长素和细胞分裂素的浓度和比例等都会影响植物的发育方向,例如生长素与细胞分裂素比例适中时,有利于愈伤组织的形成;生长素比例高时,有利于根的分化;细胞分裂素比例高时,有利于芽的分化。
(2)图2中的a和b是原生质体,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,制备原生质体需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。a和b融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁。图2中将细胞c培养至图1中的愈伤组织即可,因为后续可从愈伤组织细胞中提取人参皂苷等细胞产物。
(3) 作物脱毒培养一般采取茎尖作为培养材料,原因是茎尖处病毒极少甚至无病毒。因为植物分生区附近(如茎尖)的病毒传播速度很慢,所以茎尖细胞一般不含病毒,用茎尖进行组织培养可以获得脱毒苗。
33.(24-25高二下·河北石家庄辛集·期末)某研究小组利用品种1和品种2两个鸢尾属远缘种作为亲本,通过植物体细胞杂交技术,培育出了结实率高、观赏性更好和适应性更强的品种3。回答下列问题:
(1)该研究应用了植物组织培养和原生质体融合技术,植物组织培养技术的理论基础是____。实验过程中可用____处理获得原生质体,诱导植物原生质体融合时常用到的物理方法有____(答出1种)。
(2)科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记品种1和品种2的原生质体膜上的蛋白质,在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察,根据细胞膜表面荧光的不同可观察到____种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况),当观察到融合细胞的表面____时可判断该原生质体是由品种1和品种2融合而成的。
(3)植物体细胞杂交技术的关键环节是过程____(填序号)。从过程④到过程⑤需要更换新的培养基,原因是____(答出1点)。
(4)研究人员利用离体培养的品种1细胞生产细胞产物。为了筛选出高产细胞,研究者常用诱变的方法处理____细胞,该细胞团一直处于不断增殖状态,在诱变因素下容易产生突变。
【答案】(1) 植物细胞的全能性 纤维素酶、果胶酶 离心法/电融合法
(2) 3/三 既有红色荧光又有绿色荧光
(3) ② 诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同
(4)愈伤组织
【分析】图示为植物体细胞杂交过程示意图,其中①表示去壁获取原生质体的过程,该过需要通过酶解法进行,因为植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,因此需要用到纤维素酶和果胶酶;②表示人工诱导原生质体融合;③表示再生出新细胞壁的过程;④表示脱分化过程;⑤表示再分化过程。
【详解】(1)植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,实验过程中可用纤维素酶和果胶酶处理得到原生质体。常用物理、化学方法诱导原生质体融合,物理方法如离心法处理。
(2)若只考虑细胞两两融合的情况,根据细胞膜表面荧光的不同可观察到3种不同的原生质体,即只有红色荧光(品种1融合而成),只有绿色荧光(品种2融合而成),或既有红色荧光又有绿色荧光(品种1和品种2融合而成),当观察到融合细胞的表面有红色荧光和绿色荧光时,即可判断该原生质体是由品种1和品种2融合而成的。
(3) 植物体细胞杂交技术的关键环节是过程②:人工诱导原生质体融合。④表示脱分化、⑤表示再分化,脱分化诱导生成愈伤组织,培养基中生长素含量和细胞分裂素比例适中,再分化诱导生芽培养基中生长素含量小于细胞分裂素,诱导生根培养基中生长素含量大于细胞分裂素,即脱分化形成愈伤组织、愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同,所以从过程④脱分化到过程⑤再分化需要更换新的培养基。
(4)愈伤组织细胞团一直处于不断增殖状态,在诱变因素下容易产生突变,因此研究者常用诱变的方法处理愈伤组织。
34.(24-25高二下·四川眉山仁寿县·期末)如图为科学家利用番茄叶细胞和马铃薯叶细胞杂交培育“番茄一马铃薯”植株的过程,回答下列问题。
(1)培育番茄-马铃薯杂种植株依据的生物学原理包括________。此过程用到的植物细胞工程的基本技术是________。
(2)过程②可以使原生质体融合的化学法包括________(写出2个即可)等,原生质体融合完成的标志是________。
(3)从过程④到过程⑤需要更换新的培养基,原因是________。
(4)百脉根富含单宁,单宁不是百脉生长和生存所必需的产物,属于________代谢物,在植物体内含量很低,化学合成困难。单宁具有收敛止血、抗氧化、抗菌等作用被用于各类产品,可利用________技术工厂化生产单宁。该方法需要将百脉细胞诱导成________,再筛选出稳定高产单宁的细胞进行培养。
【答案】(1) 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 植物体细胞杂交技术
(2) 聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法 杂种细胞再生出细胞壁
(3)脱分化诱导形成愈伤组织和愈伤组织再分化形成幼苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同
(4) 次生 植物细胞培养 愈伤组织
【分析】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,即细胞具有全能性。植物组织培养原理:基于植物细胞的全能性,即已分化的细胞仍具有发育成完整植株的潜能。植物体细胞杂交技术原理:结合了植物细胞全能性和细胞膜的流动性。克服远缘杂交不亲和的障碍,培育跨物种的杂种植株。
【详解】(1)培育番茄 - 马铃薯杂种植株涉及到细胞融合形成杂种细胞以及杂种细胞发育成完整植株,依据的生物学原理有细胞膜的流动性和植物细胞的全能性,此过程用到的植物细胞工程的基本技术是植物体细胞杂交技术。
(2)过程②可以使原生质体融合,其用到的化学法包括聚乙二醇(PEG)、高 Ca²⁺ - 高 pH 等,原生质体融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁。
(3)过程④是脱分化形成愈伤组织,过程⑤是再分化形成幼苗。脱分化和再分化所需的生长素和细胞分裂素等植物激素的比例不同 ,所以从过程④到过程⑤需要更换新的培养基。
(4)单宁不是百脉根生长和生存所必需的产物,属于次生代谢物。 可利用植物细胞培养技术工厂化生产单宁。该方法需要将百脉根细胞诱导成愈伤组织,因为愈伤组织具有分裂能力,可筛选出稳定高产单宁的细胞进行培养。
35.(24-25高二下·吉林长春第六中学·期末)下图是植物组织培养的过程,试据图回答相关问题:
(1)用于植物组织培养的材料叫做外植体,外植体是指________。在植物组织培养过程中,选择幼嫩的器官、组织用于接种的原因是______。
(2)①②分别是___________过程,启动①②的关键激素是________。
(3)在植物组织培养过程中,要进行一系列的消毒、灭菌,且要求无菌操作的目的是_____,且有些杂菌会危害培养物的生长。配制的MS培养基通常用______(工具)进行湿热灭菌。
(4)组织培养得到的试管苗是非常幼嫩的植株,这样的试管苗一般要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,其目的是_______,以保证移植到大田能顺利成活。
(5)植物细胞培养技术是工厂化生产相关代谢产物的一条有效途径,在生产中通常要培养到______阶段。与传统的从植物体内提取相比,工厂化生产细胞产物的突出优点是_________(答出1点)。
【答案】(1) 离体培养的植物器官、组织或细胞 幼嫩的器官或组织分裂能力强,分化程度低
(2) 脱分化、再分化 生长素和细胞分裂素
(3) 避免杂菌滋生而影响培养物的生长 高压蒸汽灭菌锅
(4)让其适应自然环境
(5) 愈伤组织 不受季节、外部环境等条件的限制
【分析】图中①表示脱分化形成愈伤组织,②表示再分化形成试管苗。
【详解】(1)离体的植物器官、组织、细胞或原生质体可作为外植体进行植物组织培养。由于幼嫩的器官或组织分裂能力强,分化程度低,植物组织培养过程中一般选用其进行培养。
(2) 图中①表示脱分化形成愈伤组织,②表示再分化形成试管苗。培养基中适宜浓度的生长素和细胞分裂素是启动脱分化或再分化的关键激素。
(3)消毒、灭菌的目的是避免杂菌滋生而影响培养物的生长,培养基一般采用高压蒸汽灭菌法灭菌,灭菌工具为高压蒸汽灭菌锅。
(4)试管苗一般需经过炼苗才能移栽,即将培养物连带培养皿(瓶)移到一般培养室(为经消毒灭菌)进行培养,使试管苗适应自然环境,以保证移栽存活率。
(5)只需要代谢产物时,可将培养物培养到愈伤组织阶段,从愈伤组织中进行代谢产物的提取即可,该技术具有快速高效,而且不受季节、外部环境等条件的限制等优点。
36.(24-25高二下·重庆渝中区重庆巴蜀中学校·期末)天山雪莲生长环境严酷,野生资源稀少,其含有的萜类化合物具有抗炎、抗氧化等功效,目前常通过植物细胞工程进行培养,具体过程如图所示,其中的数字代表处理或生理过程。请回答下列相关问题:
(1)①表示外植体接种,接种前通常需对外植体用______(填两种试剂名称)进行消毒处理。
(2)②③过程中影响植物细胞发育方向的关键因素是______,其中通常需要光照的是______(填序号)过程,光照的作用是______。
(3)图中④过程,相较以幼苗为实验材料,选择______作为实验材料的优点是培养细胞处于不断增殖状态,易受诱变因素影响而突变,得到的诱变体数目更多。⑤过程诱导原生质体融合的化学方法除了图中的PEG法外还有______。⑥过程表示细胞产物的工厂化生产,萜类化合物______(填“是”或“不是”)天山雪莲基本生命活动所必需的产物。
【答案】(1)酒精和次氯酸钠
(2) 生长素和细胞分裂素的浓度和配比(或生长素和细胞分裂素的比值) ③ 诱导叶绿素的合成,满足叶绿体利用光能进行光合作用制造有机物
(3) 愈伤组织 高Ca2+-高pH融合法 不是
【分析】图中①表示外植体接种,②表示脱分化,③表示再分化,④表示再分化过程产生突变体,⑤表示去除细胞壁获得原生质体,⑥细胞产物的工厂化生产。
【详解】(1)叶肉细胞之所以能培养为新个体是因为植物细胞具有全能性,即发育成完整个体的潜能。
(2)植物生长素和细胞分裂素是植物组织培养不可缺少的两种调节物质,两者的浓度和配比在脱分化和再分化中起着关键作用。诱导叶绿素的合成,满足叶绿体利用光能进行光合作用制造有机物需要光照,所以利用植物组织培养技术培养植株时,脱分化过程(②)一般不需要光照,再分化过程(③)需要光照。
(3)图中④过程中,相较于以幼苗为实验材料,选择愈伤组织作为实验材料的优点有诱变频率大于个体水平,在较小的空间内一次性可处理大量材料或空间利用率更高,得到的变异体数目更多。图中⑤过程诱导原生质体融合的化学方法除了图中方法外还有高Ca2+-高pH融合法。⑥过程表示细胞产物的工厂化生产,萜类化合物是次生代谢物,不是植物基本生命活动的必需产物。
地 城
考点04
动物细胞培养和干细胞
1.(24-25高二下·河北邯郸复兴中学·期末)动物细胞培养与植物细胞培养的主要区别是( )
A.动物细胞培养,培养基的成分与植物的不同
B.动物细胞培养是单个细胞培养而植物不是
C.动物细胞培养可以传代培养而植物不能
D.动物细胞培养中可发生遗传物质的改变而植物不能
【答案】A
【详解】A、动物细胞培养基需要添加葡萄糖、动物血清等特有成分,植物细胞培养基需要添加蔗糖、植物激素、琼脂等特有成分,二者培养基成分的差异是主要区别,A符合题意;
B、植物细胞也可进行单个细胞培养(如植物悬浮细胞培养),并非只有动物细胞培养是单个细胞培养,B不符合题意;
C、植物细胞同样可以进行传代(继代)培养,C不符合题意;
D、动物细胞和植物细胞长期培养过程中都可能发生基因突变、染色体变异等,均可能出现遗传物质改变,D不符合题意。
故选A。
2.(24-25高二下·四川广安加德中学·期末)“细胞培养肉”是利用体外培养动物细胞的方式来获得构成肌肉组织的细胞,再经收集、塑形、食品化加工等过程制备可供食用的肉类制品。下列叙述错误的是( )
A.用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理组织可获得分散肌肉母细胞
B.往生物反应器中充入CO2的主要作用是维持培养液的pH
C.生物反应器中的支架可为细胞贴壁生长提供更多贴附空间
D.肌肉母细胞的原代培养是指肌肉母细胞的第一次细胞增殖
【答案】D
【详解】A、用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理可将动物组织分散成单个细胞,A正确;
B、动物细胞培养的气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%CO2,CO2的作用是维持培养液的pH,B正确;
C、生物反应器中的支架提供了更多的细胞附着面积,有利于细胞贴壁生长,即可为细胞贴壁生长提供更多贴附空间,C正确;
D、动物组织经处理后的初次培养称为原代培养,不是指肌肉母细胞的第一次细胞增殖,D错误。
故选D。
3.(24-25高二下·河北沧州·期末)在治疗大面积烧伤时,通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植,为解决病人自身健康皮肤有限的问题,科学家通过细胞工程培养构建人造皮肤,从而为患者进行治疗。下列说法错误的是( )
A.培养患者健康皮肤细胞时需在培养基中加入血清
B.皮肤细胞培养时所需的气体环境为95%的空气和5%的CO2
C.在培养瓶中可以观察到皮肤细胞有贴壁生长和接触抑制的特点
D.取贴壁生长的皮肤细胞直接用离心法收集后进行传代培养
【答案】D
【详解】A、动物细胞培养需在培养基中加入血清(提供生长因子、激素等天然成分),以维持细胞正常生长,A正确;
B、皮肤细胞培养的气体环境通常为95%空气(提供氧气)和5%CO₂(维持培养液pH),B正确;
C、动物细胞培养时,正常体细胞会贴壁生长(附着于培养瓶表面),并出现接触抑制(细胞铺满后停止分裂),C正确;
D、贴壁生长的细胞需先用胰蛋白酶消化分散,再离心收集,直接离心无法分离贴壁细胞,D错误。
故选D。
4.(24-25高二下·河南周口商水县·期末)科学家将Oct3/4、Sox2、c-Myc和KLf4基因通过逆转录病毒转入小鼠分化成熟的成纤维细胞中,然后在ES细胞培养基上培养这些细胞,2~3周后,这些细胞表现出ES细胞的特征,它们被称为iPS细胞。下列说法正确的是( )
A.成纤维细胞也就是胚胎干细胞,其具有全能性
B.培养细胞时需要提供95%O2和5%CO2的混合气体
C.该技术可以避免免疫排斥,并降低肿瘤发生的风险
D.逆转录病毒在该技术中作为载体与其感染性和整合性有关
【答案】D
【详解】A、成纤维细胞是已分化的体细胞,而胚胎干细胞(ES细胞)是未分化的,具有全能性。成纤维细胞的全能性受限,A错误;
B、动物细胞培养通常需要95%空气(含约20%O₂)和5%CO₂(维持培养液pH),而非95%O₂,B错误;
C、iPS技术使用原癌基因(如c-Myc),可能增加肿瘤风险;若使用自体细胞可避免免疫排斥,但题干未明确是否自体,且“降低肿瘤风险”表述错误,C错误;
D、逆转录病毒作为载体,依赖其感染性将基因导入宿主细胞,并通过整合性使基因插入宿主基因组,D正确。
故选D。
5.(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)研究小组准备对某种动物的正常肝细胞进行培养。下列叙述正确的是( )
A.可用胃蛋白酶处理肝组织以制备肝细胞悬液
B.该细胞在原代培养时通常会出现接触抑制现象
C.为保证细胞培养所需的无毒环境,需添加大量抗生素
D.恒温培养时CO2浓度维持在5%左右主要是为了促进细胞呼吸
【答案】B
【详解】A、胃蛋白酶需要在酸性(pH≈1.5)环境下起作用,而动物细胞培养中常用胰蛋白酶(适宜pH为8.0左右)分解细胞间质蛋白以制备细胞悬液。胃蛋白酶在此条件下无法发挥作用,A错误;
B、正常肝细胞在原代培养时贴壁生长,分裂增殖到相互接触时会停止分裂(接触抑制现象),这是正常细胞的特性,B正确;
C、抗生素用于抑制细菌污染,但“大量”添加可能对细胞产生毒害作用,且无菌环境还需无菌操作技术、培养液灭菌等措施配合,C错误;
D、动物细胞培养中5% CO₂的作用是维持培养液pH稳定(与NaHCO₃缓冲系统相关),而非促进细胞呼吸。细胞呼吸主要依赖氧气,D错误。
故选B。
6.(24-25高二下·吉林白山五校·期末)如图为实验小鼠皮肤组织进行细胞培养的过程,下列叙述中正确的是( )
A.乙过程对皮肤组织可用胃蛋白酶处理
B.丙过程为原代培养,遗传物质一定不变
C.丁过程中某些细胞可能会无限增殖
D.动物细胞培养体现了动物细胞的全能性
【答案】C
【详解】A、乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,A错误;
B、丙过程属于原代培养,此过程的细胞大部分能保持正常的二倍体核型,由于突变具有随机性,有些细胞的遗传物质也可能发生改变,B错误;
C、丁过程中某些细胞可能会因癌变而无限增殖,C正确;
D、动物细胞培养没有发育成完成个体或各种细胞,不能体现动物细胞的全能性,D错误。
故选C。
7.(24-25高二下·吉林长春外五县·期末)青光眼是一种以视网膜神经节细胞(RGC)死亡为特征的不可逆性致盲眼病。研究表明间充质干细胞(MSC)在视网膜神经损伤修复中发挥重要作用,可以抑制视神经细胞凋亡,促进其修复和再生。下列叙述正确的是( )
A.MSC分裂、分化过程中,基因的种类发生了变化
B.培养干细胞过程中,需要密封培养瓶瓶口以防污染
C.诱导MSC产生RGC,有望恢复失明青光眼患者的视力
D.培养干细胞所用的试剂和器具均需要进行高压蒸汽灭菌
【答案】C
【分析】1、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能发生稳定性差异的过程,其实质是基因的选择性表达。
2、动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞叫做干细胞。
3、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。
【详解】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达,遗传物质(基因种类)未改变,因此MSC分裂、分化时基因种类不变,A错误;
B、动物细胞培养需在CO₂培养箱中进行,密封瓶口会阻碍气体交换,且需保持无菌环境,通常采用松盖或专用培养装置,B错误;
C、MSC具有分化潜能,诱导其分化为RGC可补充受损细胞,可能恢复视力,符合题干中MSC的作用描述,C正确;
D、动物细胞培养的培养基含血清等成分,需用过滤灭菌,而器具可用高压灭菌,并非“均需”高压灭菌,D错误。
故选C。
8.(24-25高二下·甘肃武威·期末)科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞获得诱导多能干细胞(iPS细胞),iPS细胞能增殖分化为多种组织细胞,可用于某些疾病的治疗。下列有关叙述正确的是( )
A.干细胞就是从胚胎中分离提取的细胞
B.造血干细胞分化程度低于iPS细胞,且具有组织特异性
C.成纤维细胞转化为iPS细胞,可通过直接将特定蛋白导入细胞中实现
D.获得iPS细胞的过程中,细胞的遗传物质一定不变
【答案】C
【详解】A、胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离提取的细胞,干细胞不一定来自胚胎,如造血干细胞,A错误;
B、造血干细胞已经发生了一定程度的分化,而iPS细胞具有多能性,能增殖分化为多种组织细胞,说明iPS细胞的分化程度低于造血干细胞,B错误;
CD、iPS细胞的形成可借助载体将特定基因导入细胞中、直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导,若诱导因子是特定基因,细胞的遗传物质可能会发生改变,C正确,D错误。
故选C。
9.(24-25高二下·河南许昌·期末)动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。体外培养的动物细胞可以分为两大类:一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖;另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖。下列相关说法错误的是( )
A.动物细胞培养的适宜温度通常为(36.5±0.5)℃
B.用于培养动物细胞的培养基通常需加入血清
C.进行动物细胞培养时可用胃蛋白酶分散组织细胞
D.两类方法培养的细胞出现分裂受阻的原因不完全相同
【答案】C
【详解】A、维持细胞生存必须有适宜的温度,哺乳动物细胞培养的温度多以(36.5±0.5)℃为宜,A正确;
B、由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚,因此在使用合成培养基时,通常需要加入血清等一些天然成分,B正确;
C、胃蛋白酶的最适pH为酸性(约1.5-2.0),多数动物细胞生存的适宜pH为7.2〜7.4,故实际分散细胞常用胰蛋白酶,C错误;
D、贴壁生长细胞分裂受阻常因接触抑制而分裂受阻,悬浮培养细胞则多因营养不足或代谢产物积累而分裂受阻,D正确。
故选C。
10.(24-25高二下·海南直辖县级行政单位定安县部分学校·期末)干细胞在临床医学上有着广泛的应用前景,也面临许多挑战。下列有关叙述错误的是( )
A.诱导多能干细胞的应用前景优于胚胎干细胞
B.不同类型的干细胞,它们的分化潜能是相同的
C.可以直接将特定蛋白导入已分化的T细胞中获得iPS细胞
D.由iPS细胞产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用
【答案】B
【详解】A、诱导多能干细胞(iPS细胞)可通过体细胞重编程获得,避免了胚胎干细胞的伦理问题,且自体移植可减少免疫排斥,应用前景更优,A正确;
B、干细胞分为全能干细胞(如胚胎干细胞)、多能干细胞(如造血干细胞)和专能干细胞,分化潜能不同,B错误;
C、科学家已尝试采用多种方 法来制备iPS细胞,包括借助载体将特定基因导入细胞中,直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细 胞。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的,后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞,C正确;
D、iPS细胞可分化为特定细胞用于药物测试,减少对活体实验的依赖,D正确。
故选B。
11.(24-25高二下·甘肃白银部分学校·期末)胚胎干细胞(简称ES细胞)是可以分化为成年动物体内的任何一种类型细胞的干细胞,存在于早期胚胎中。生物学上常以小鼠ES细胞为材料,通过定向诱导获得多种功能细胞。下列叙述错误的是( )
A.随着细胞分化程度的增加,细胞表达全能性的能力逐渐减弱
B.若将ES细胞诱导分化成肝脏细胞,则可说明ES细胞具有全能性
C.为减少排异反应,可诱导患者自身干细胞分化成真皮细胞,用于治疗皮肤烧伤
D.体外培养过程中,若贴壁细胞出现接触抑制现象,则可用胰蛋白酶进行处理
【答案】B
【分析】胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或原始性腺,胚胎干细胞的特点:具有胚胎细胞的特性,体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞。
【详解】A、细胞分化程度越高,细胞的全能性越难以表达,即随着细胞分化程度的增加,细胞表达全能性的能力逐渐减弱,A正确;
B、全能性指细胞发育为完整个体的能力。ES细胞分化为肝脏细胞仅体现其分化能力,未体现全能性,B错误;
C、患者自身干细胞分化的细胞与自身组织相容性抗原一致,可避免免疫排斥反应,C正确;
D、贴壁细胞接触抑制时,需用胰蛋白酶分散细胞以进行传代培养,D正确。
故选B。
12.(24-25高二下·陕西西安西咸新区·期末)类器官是具有一定空间结构的组织类似物,能够在结构和功能上模拟真实器官。研究者通过对结膜细胞培养并加入相关基因,使其诱导成为多能干细胞(iPS细胞),并模拟胚胎发育,逐步形成特定的类器官。如图是人类结膜细胞培养成第一个人结膜类器官的示意图。下列叙述正确的是( )
A.结膜细胞的遗传物质与iPS细胞是完全相同的
B.将结膜细胞培养成人结膜类器官的过程中细胞一直是高度分化的
C.进行iPS细胞培养时应控制适宜的温度,并充入纯氧保证细胞呼吸
D.上述过程中iPS细胞可以分化形成结膜类器官,不足以说明其具有全能性
【答案】D
【详解】A、结膜细胞诱导为iPS细胞时遗传物质可能改变(导入基因),A错误;
B、过程中细胞先脱分化再分化,B错误;
C、iPS细胞培养需一定氧气和二氧化碳,不是纯氧,C错误;
D、iPS细胞形成类器官,未形成完整个体,不能说明全能性,D正确。
故选D。
13.(24-25高二下·贵州遵义区县一中·期末)开发新型药物时往往需要大量的动物细胞进行相关的实验,动物细胞培养是动物细胞工程的基础,下列叙述正确的是( )
A.收集动物细胞需要胰蛋白酶处理后再离心处理
B.培养已免疫的B淋巴细胞可以得到单克隆抗体
C.动物细胞培养时需要添加血清和一定量的激素
D.动物细胞培养过程中,细胞进行的是有丝分裂
【答案】D
【详解】A、在进行传代培养时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集;贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集,A错误;
B、已免疫的B淋巴细胞单独培养无法长期存活,无法持续产生抗体,需与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,B错误;
C、动物细胞培养需添加血清(提供营养和生长因子),但无需额外添加激素,C错误;
D、动物细胞增殖方式为有丝分裂,即使传代培养中细胞分裂次数有限,方式仍为有丝分裂,D正确。
故选D。
14.(24-25高二下·福建福州福清·期末)细胞培养肉技术是一种新型食品合成生物技术,其合成过程是先将肌肉干细胞从肌肉组织中分离出来,随后在体外大规模培养细胞获得肌肉、脂肪等组织,再经加工得肉类食品。下列说法不正确的是( )
A.宜用胰蛋白酶处理肌肉组织得到分散的肌肉干细胞
B.体外大规模培养细胞时,培养箱中通入5%CO2和95%O2
C.肌肉干细胞属于成体干细胞,具有组织特异性,不能发育成完整个体
D.培养过程中需要定期更换培养液,避免代谢产物积累对细胞造成危害
【答案】B
【详解】A、胰蛋白酶能分解细胞间的蛋白质,使组织分散成单个细胞,便于进行细胞培养,A正确;
B、动物细胞培养通常采用5%CO2(维持pH)和95%空气,而非95%O2,B错误;
C、成体干细胞(如肌肉干细胞)具有组织特异性,只能分化为特定组织细胞,无法形成完整个体,C正确;
D、定期更换培养液可清除代谢废物(如乳酸、氨等),防止细胞中毒,D正确。
故选B。
15.(24-25高二下·北京丰台区·期末)某次动物细胞培养时,调控pH的CO₂耗尽,培养基由初始的淡红色转为黄色。据此推测,使培养基呈淡红色的是( )
A.酸碱指示剂 B.氨基酸 C.血清 D.糖类
【答案】A
【详解】A、酸碱指示剂(如酚红)在培养基中用于显示pH变化,酸性时呈淡红色,中性/弱碱性时变黄,A正确;
B、氨基酸是培养基中的营养成分,用于细胞代谢,不直接参与pH指示,B错误;
C、血清提供生长因子等物质,但不会直接导致颜色变化,C错误;
D、糖类作为碳源参与细胞呼吸,代谢产物可能影响pH,但颜色变化由指示剂直接反映,D错误。
故选A。
16.(24-25高二下·湖北黄冈·期末)科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞获得诱导多能干细胞(iPS细胞),iPS细胞在治疗阿尔兹海默症、心血管疾病等领域均具有重要的应用价值,其技术路线如图所示。下列叙述正确的是( )
A.将iPS细胞用于临床治疗,可能存在导致肿瘤发生的风险
B.iPS细胞分化成的多种细胞中核酸完全相同,蛋白质不完全相同
C.为了使iPS细胞增殖,可将其置于含和的气体环境中培养
D.用iPS细胞培育出人体需要的器官用来移植治病,需要激发细胞的全能性
【答案】A
【详解】A、iPS细胞用于临床治疗,还面临一些问题,如存在导致肿瘤发生的风险,A正确;
B、由于基因的选择性表达,iPS细胞分化成的多种细胞中核酸不完全相同(DNA一般相同,mRNA有差异),蛋白质不完全相同,B错误;
C、为了使iPS细胞增殖,可将其置于含 95%空气和 5 %CO2的气体环境中培养,C错误;
D、用iPS细胞培育出人体需要的器官用来移植治病,不需要激发细胞的全能性,D错误。
故选A。
17.(24-25高二下·吉林长春东北师范大学附属中学·期末)下列关于制备和培养iPS 细胞的叙述正确的是( )
A.应在含95%空气和5%CO2的恒温培养箱中进行培养;CO2的作用是促进细胞呼吸
B.培养过程中可通过定期更换培养液创造无菌无毒环境
C.可将特定基因或蛋白导入成纤维细胞中来诱导形成iPS 细胞.
D.诱导形成iPS 细胞的实质是基因的选择性表达,使其功能趋向于专门化
【答案】C
【详解】A、CO₂的作用是维持培养液的pH,而非促进细胞呼吸。A错误;
B、定期更换培养液可减少代谢产物积累,属于维持“无毒”环境,但“无菌”需依赖灭菌和抗生素,B错误;
C、iPS细胞的诱导通常通过导入特定基因(如Oct4、Sox2等)使其重编程,部分方法也可通过直接导入转录因子蛋白实现,C正确;
D、iPS细胞的实质是基因选择性表达,但其功能是恢复多能性,而非趋向专门化,D错误。
故选C。
18.(24-25高二下·广西百色·期末)科学家尝试用培养的人体细胞构建组织、器官用于临床器官移植,目前已经成功获得了人造皮肤和膀胱。下列叙述错误的是( )
A.培养皮肤细胞的培养液中需加入干扰素以抑制杂菌的生长
B.人体细胞传代培养时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集
C.培养人造膀胱过程中,需定期更换培养液以便清除代谢产物
D.用患者的皮肤细胞制备人造皮肤,可降低移植后的排斥反应
【答案】A
【详解】A、干扰素是动物细胞在病毒刺激下产生的一种细胞因子,主要作用是抑制病毒复制,而非抑制杂菌。细胞培养液中通常添加抗生素(如青霉素、链霉素)来防止细菌污染,A错误;
B、悬浮培养的细胞(如某些淋巴细胞)在传代时可直接通过离心法收集,而贴壁细胞需用胰蛋白酶处理后再离心,B正确;
C、细胞代谢产物积累会对自身造成毒害,定期更换培养液可清除代谢废物并补充营养物质,C正确;
D、使用患者自身细胞培养的人造皮肤,其细胞表面抗原与患者自身一致,可避免免疫排斥反应,D正确。
故选A。
19.(24-25高二下·河南开封·期末)Transwell实验可模拟肿瘤细胞侵袭过程。将待测肿瘤细胞置于装有无血清培养液的上室中,下室为有血清培养液,上下层培养液以一层具有一定孔径的聚碳酸酯膜(孔径小于肿瘤细胞)分隔开,培养一段时间后,通过计数下室中的肿瘤细胞数即可反映细胞的侵袭能力,装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.需要将培养室置于含95%CO2+5%空气的培养箱中
B.肿瘤细胞能迁移至下室,与细胞膜的功能特性有关
C.有血清培养液中可能含有诱导肿瘤细胞迁移的因子
D.肿瘤细胞的培养会出现细胞贴壁和接触抑制的现象
【答案】C
【分析】分析题意和题图:将待测细胞悬液加入膜上铺有基质胶的上室中,下室为有血清培养液,一段时间后计数下室的细胞量即可反映细胞的侵袭能力,数量越多,则说明癌细胞的侵袭能力越强。
【详解】A、需要将培养室置于气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH值),A错误;
B、肿瘤细胞能迁移至下室,与细胞膜的流动性有关,这是细胞膜的结构特性,B错误;
C、上室含无血清培养液,下室含血清培养液,加入上室的肿瘤细胞一段时间后出现在下室中,说明血清培养液中含有某些因子促使肿瘤细胞向营养高的下室移动,C正确;
D、肿瘤细胞无接触抑制的现象,D错误。
故选C。
20.(24-25高二下·江苏宿迁泗阳县·期末)下图为科研人员利用多能干细胞(iPS细胞)培养多种细胞的相关流程。下列叙述正确的是( )
A.重编辑过程提高了体细胞的分化程度和分裂能力
B.过程①体现了动物细胞的全能性
C.过程②中需导入不同的基因诱导分化形成不同的组织
D.使用iPS细胞治疗疾病可避免移植器官不足和伦理等问题
【答案】D
【详解】A、重编辑过程是将分化体细胞重编程为iPS细胞,iPS细胞具有多能性,该过程降低了体细胞的分化程度,使其具有更强的分裂和分化能力,A错误;
B、过程①为培养iPS细胞,未体现动物细胞的全能性,B错误;
C、过程②是iPS细胞分化形成不同的体细胞,由于不同组织细胞的形成是基因选择性表达的结果,所以需导入不同的诱导分化因子诱导iPS细胞分化形成不同的组织,C错误;
D、iPS细胞可以分化形成各种组织和器官,使用iPS细胞治疗可避免移植器官不足和伦理等问题,D正确。
故选D。
21.(24-25高二下·黑龙江龙东十校联盟·期末)在培养液中单独培养ES细胞时,ES细胞容易发生分化,科研人员设计如下实验解决此类问题。图一是培养小鼠胚胎成纤维细胞(MEF细胞)的示意图,图二是在用MEF细胞制成的饲养层上培养胚胎干细胞(ES细胞)的示意图。
有关说法正确的是( )
A.图一所示,制备细胞悬液时,常用胃蛋白酶来消化剪碎的组织块
B.当MEF细胞分裂生长到细胞表面相互接触时就停止分裂
C.ES细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织器官中
D.结合图二可推知MEF细胞可抑制ES细胞分化
【答案】BD
【详解】A、制备细胞悬液时,常用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等来消化剪碎的组织块,A错误;
B、据图观察,当MEF细胞分裂生长到细胞表面相互接触时就停止分裂,这种现象叫做接触抑制,B正确;
C、干细胞存在于早期培育、骨髓和脐带血等多种组织器官中,干细胞包括胚胎干细胞(ES细胞)和成体干细胞等,ES细胞存在于早期胚胎中,C错误;
D、在培养液中单独培养ES细胞时,ES细胞容易发生分化,结合图二可推知MEF细胞可抑制ES细胞分化(图中只分裂,不分化状态),D正确。
故选BD。
22.(24-25高二下·河北沧州·期末)下列关于生物工程的叙述,错误的是( )
A.提取酵母菌中的单细胞蛋白并将其添加在动物饲料中可提高饲料的品质
B.将含指示剂的凝胶载样缓冲液与PCR产物混合后注入加样孔可指示电泳进程
C.利用植物细胞全能性原理进行的细胞产物工厂化生产不受季节、天气的限制
D.正常造血干细胞移植到病人体内可治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病
【答案】ACD
【分析】细胞产物的工厂化生产是细胞工程在工业生产中的重要应用,指通过大规模培养动植物细胞,生产具有重要价值的细胞产物(如药物、酶、蛋白质、次生代谢物等)的过程。单细胞蛋白是指通过培养微生物(如细菌、酵母菌、真菌、藻类等)而获得的大量菌体蛋白质。
【详解】 A、单细胞蛋白是指通过发酵获得的大量微生物菌体,不是从菌体中提取的蛋白质,A错误;
B、 含指示剂的凝胶载样缓冲液在电泳过程中可以指示电泳的进程,便于观察,将其与PCR产物混合后注入加样孔能起到相应作用,B正确;
C、细胞产物的工厂化生产采用了植物细胞培养技术,利用的是愈伤组织的增殖能力,而不是植物细胞的全能性,C错误;
D、造血干细胞是成体干细胞,具有组织特异性,只能用于治疗部分与血液相关的疾病,D错误。
故选ACD。
23.(24-25高二下·内蒙古巴彦淖尔·期末)小鼠成纤维细胞的培养过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.步骤①常选用老年小鼠来获取组织细胞
B.步骤②一般要向悬浮液中加入血清等成分
C.步骤③细胞会出现相互接触现象导致分裂停止
D.步骤④中贴壁细胞常直接用离心法收集
【答案】AD
【详解】A、幼龄动物细胞分裂能力强,步骤①常选用幼龄小鼠来获取组织细胞,A错误;
B、动物细胞培养液中一般要加入血清等天然成分,步骤②制备细胞悬浮液时要加入血清等,B正确;
C、原代培养时,细胞会出现接触抑制现象,即相互接触导致分裂停止 ,C正确;
D、步骤④中贴壁细胞,应重新用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集,D错误。
故选AD。
24.(24-25高二下·河北NT20名校联合体·期末)诱导多能干细胞(iPS细胞)增殖分化后可形成多种组织细胞,用于多种疾病的治疗。某研究团队诱导iPS细胞分化得到椎间盘中心组织,移植给老鼠后成功实现了组织再生,此项研究有望应用于治疗腰痛。下列有关说法错误的是( )
A.用iPS细胞培养出椎间盘中心组织,体现了iPS细胞具有全能性
B.造血干细胞和iPS细胞的分化程度不同
C.借助载体将特定基因导入细胞中,直接将特定蛋白导入细胞中或者利用小分子化合物等来诱导可形成iPS细胞
D.干细胞的研究可用于治疗很多疾病,有不涉及伦理和道德问题等优点
【答案】AD
【分析】1、干细胞的概念:动物和人体内保留着少量具有分裂和分化能力的细胞。
2、干细胞的分类:
1)全能干细胞:具有形成完整个体的分化潜能。
2)多能干细胞:具有分化出多种细胞组织的潜能。
3)专能干细胞:只能向一种或两种密切相关的细胞类型分化,如神经干细胞可分化为各类神经细胞,造血干细胞可分化为红细胞、白细胞等各类血细胞。
【详解】A、iPS细胞分化为椎间盘中心组织的过程,没有发育成完整个体或分化其他各种细胞,因此没有体现细胞的全能性,A错误;
B、造血干细胞可由iPS细胞分化得到,故其分化程度更高,B正确;
C、借助载体将特定基因导入细胞中,直接将特定蛋白导入细胞中或者利用小分子化合物等来诱导可形成iPS细胞,C正确;
D、干细胞的研究可用于治疗很多疾病,但胚胎干细胞必须从胚胎中获取,这涉及伦理问题,因而限制了它在医学上的应用,D错误。
故选AD。
25.(24-25高二下·河北·期末)对胚胎干细胞进行培养时,细胞贴壁生长至接触抑制时,需分瓶进行传代培养,实验操作过程如下图。下列叙述正确的是( )
A.步骤①吸除培养液后加消化液的目的只是使细胞与细胞分离
B.步骤②吸除消化液后再加培养液可终止消化并对细胞进行稀释
C.步骤①②的间隔时间过长会导致细胞受损,时间太短会导致消化不足
D.步骤③前用离心法收集细胞,然后将收集的细胞制成细胞悬液再分瓶培养
【答案】BCD
【分析】动物细胞培养的过程:取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中(原代培养)→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞,用离心法收集,制成细胞悬液→转入培养液(传代培养)→放入二氧化碳培养箱培养。
【详解】A、步骤①吸除培养液后加消化液不仅可使细胞与细胞分离,还可使细胞从培养瓶壁上脱离下来,A错误;
B、步骤②吸除消化液后再加培养液可终止消化并对细胞进行稀释,B正确;
C、步骤①②的间隔时间过长,会使得消化液长时间作用于细胞,会使得细胞膜上的蛋白质因被消化而导致细胞受损,时间太短会导致消化不足,C正确;
D、步骤③前用胰蛋白酶处理后,再离心法收集细胞,然后将收集的细胞制成细胞悬液再分瓶培养,D正确。
故选BCD。
26.(24-25高二下·福建福州马尾一中等六校·期末)流程图是生物学研究中模型构建的一种表现形式。回答下列问题。
(1)半夏是我国常用的传统中药材,经过Ⅰ、Ⅱ阶段产生半夏试管苗C.
①在Ⅰ、Ⅱ阶段中发生基因选择性表达的是________阶段, A、B细胞中的蛋白质种类_________ (填“完全不”或“不完全”或“完全”)相同。
②若要培育半夏新品种,常常用射线、化学物质等处理图中的________ (填“A”或“B”或“C”), 原因是_____。
(2)科研人员已成功将Ⅱ型糖尿病病人的体细胞经重编程后诱导成iPS细胞,并定向分化为胰岛组织回植患者体内,科学家普遍认为 iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞,原因是____。(答一点即可)
(3)上述流程是否可以表示动物细胞培养技术的流程_________(填“是”或“否”),说明理由:_________。
【答案】(1) Ⅰ、Ⅱ 不完全 B 这种细胞一直处在不断增殖的状态,容易受到培养条件和诱变因素的影响产生突变
(2)iPS细胞来自病人的体细胞,不发生免疫排斥/无需破坏胚胎不涉及伦理问题
(3) 否 动物细胞培养只涉及细胞增殖,不涉及细胞分化
【分析】题图分析,图示可表示植物组织培养过程,则过程Ⅰ是脱分化,过程Ⅱ是再分化。A是外植体,B是愈伤组织,C可代表完整植株。
【详解】(1)①过程Ⅰ是脱分化,过程Ⅱ是再分化,在Ⅰ、Ⅱ阶段中都会发生基因选择性表达。A、B细胞的分化状态不同,所以两个细胞中的蛋白质种类不完全相同。
②由于B细胞处于未分化的状态,这种细胞一直处在不断增殖的状态,容易受到培养条件和诱变因素的影响产生突变,所以若要培育半夏新品种,常常用射线、化学物质等处理图中的B细胞。
(2) 科研人员已成功将Ⅱ型糖尿病病人的体细胞经重编程后诱导成iPS细胞,并定向分化为胰岛组织回植患者体内。因为iPS细胞来自病人的体细胞,不发生免疫排斥,无需破坏胚胎,不涉及伦理问题,所以科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。
(3)图中过程Ⅰ是脱分化,过程Ⅱ是再分化。因为动物细胞培养只涉及细胞增殖,不涉及细胞分化,所以上述流程不可以表示动物细胞培养技术的流程。
27.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期末)毛发再生取决于毛囊干细胞的活性,而正常生长的毛发保持黑色是由于毛囊底部的黑色素细胞不断合成黑色素,黑色素细胞由黑色素干细胞(McSC)增殖分化而来。
研究发现,毛发的生长周期包括生长期、退化期和休止期(毛发脱落),在毛发的生长期初期,MeSC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TA细胞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。
(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1条即可)。
(2)综合文中内容,完善MCSC在毛发生长周期中的生命历程_______(在实线框中以文字和箭头的形式做答)。
(3)研究人员据此提出大胆假设,指McSC可来源于________,这有别于以往对成体干细胞的认知。
(4)随着年龄增长或受外界刺激,MCSC逐渐耗竭或功能失调,导致黑色素生成减少,头发变白。诱导多能干细胞(iPS细胞)技术为白发再生提供了理论可能,其治疗思路为:从患者体内获取的体细胞,用______处理形成单个细胞进行细胞培养,转入______诱导其重新编程为iPS细胞,再诱导iPS细胞分化为MCSC,体外扩增后,将MCSC注射到毛囊中并产生功能性黑色素细胞,最终产生黑色素,从而重新着色白发。但iPS细胞具有多能性,用它进行治疗可能存在_____风险。
【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)
(3)TA细胞的去分化
(4) 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 特定基因(特定蛋白) 肿瘤发生
【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。
【详解】(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和McSC细胞。
(2)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。如下图:
(3)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TA细胞的去分化。
(4)科学家已尝试采用多种方 法来制备iPS细胞,包括借助载体将特定基因导入细胞中,直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。从患者体内获取的体细胞,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理形成单个细胞进行细胞培养,转入特定基因(特定蛋白)诱导其重新编程为iPS细胞,再诱导iPS细胞分化为MCSC,体外扩增后,将MCSC注射到毛囊中并产生功能性黑色素细胞,最终产生黑色素,从而重新着色白发。但iPS细胞具有多能性,用它进行治疗可能存在肿瘤发生的风险。
28.(24-25高二下·山东德州·期末)人诱导多能干细胞(hiPSCs)是通过将特定转录因子导入成熟细胞中,使其重新编程为类似ES细胞的多能性干细胞。将hiPSCs诱导分化为内皮细胞的三个阶段如图,其中CHIR、BMP4、FGF2、VEGF为定向诱导分化因子。
(1)与使用外源ES细胞相比,利用患者体细胞诱导得到的hiPSCs细胞治疗某些疾病时具有的优势有________(写出两点)。在诱导hiPSCs细胞分裂分化的过程中,需在培养液中加入________等一些天然成分,同时需提供一定的气体环境,其中的主要作用是________。
(2)内皮细胞的形成过程受细胞中Wnt信号通路的调控。研究发现,组蛋白去乙酰化酶5(HDAC5)的表达在内皮细胞形成中有显著变化,为研究Wnt信号通路与HDAC5表达的关系,研究者利用CHIR(Wnt信号通路激活剂)和IWP-2(Wnt通路抑制剂)进行了相关实验,将各组表达的HDAC5进行电泳,结果如下。据此分析,Wnt信号通路与HDAC5表达的关系是________。
(3)为进一步确定HDAC5在内皮细胞形成三个阶段中的作用,研究者将HDAC5抑制剂BML210分别加入三个阶段的培养基中,检测三个阶段分化的标志物BraT、CD31、CD144的表达量,结果如下图。据此分析,HDAC5对内皮细胞分化的三个阶段的作用是________。
(4)根据HDAC5的作用分析,其对三个阶段的调控作用机理可能为________。
【答案】(1) 避免伦理争议和不发生排斥反应 血清/动物血清 维持培养基pH相对稳定
(2)Wnt信号通路抑制HDAC5的表达
(3)HDAC5在第一、三阶段抑制内皮细胞分化(即分别抑制中胚层细胞、内皮细胞的形成),在第二阶段促进内皮细胞分化(即促进血管前体细胞的形成)
(4)通过改变相关基因组蛋白的乙酰化水平,从而在不同阶段对分化所需的关键基因起到正或负调控的作用
【分析】由图可知,在同时使用CHIR和IWP-2处理和同时使用CHIR和IWP-2时HDAC5的量相差不大,在单独使用CHIR处理时,HDAC5的量显著减少。第一阶段加入HDAC5抑制剂BML210后,BraT含量增多,会促进内皮细胞的分化,第二阶段加入HDAC5抑制剂BML210后,CD31减少,会抑制内皮细胞的分化,第三阶段加入HDAC5抑制剂BML210后,CD144含量增多,会促进内皮细胞分化。
【详解】(1)ES细胞即胚胎干细胞,使用ES细胞治疗会面临伦理争议,且使用外源细胞会发生排斥,所以与使用外源ES细胞相比,利用患者体细胞诱导得到的hiPSCs细胞治疗某些疾病时具有避免伦理争议和不发生排斥反应等优点。动物细胞培养过程中,需要在培养基中添加血清等一些天然成分,同时需要提供95%的空气+5%CO2的气体环境,其中CO2的主要作用是维持培养基的pH相对稳定。
(2)由图可知,在同时使用CHIR和IWP-2时HDAC5的量相差不大,在单独使用CHIR处理时,HDAC5的量显著减少,说明该过程中CHIR激活Wnt信号通路,抑制HDAC5的表达。
(3)由图可知,第一阶段加入HDAC5抑制剂BML210后,BraT含量增多,会促进内皮细胞的分化,第二阶段加入HDAC5抑制剂BML210后,CD31减少,会抑制内皮细胞的分化,第三阶段加入HDAC5抑制剂BML210后,CD144含量增多,会促进内皮细胞分化。可推知HDAC5在第一、三阶段抑制内皮细胞分化(即分别抑制中胚层细胞、内皮细胞的形成),在第二阶段促进内皮细胞分化(即促进血管前体细胞的形成)。
(4)由于HDAC5是一种组蛋白去乙酰化酶,其对三个阶段的调控机理可能是通过改变相关基因组蛋白的乙酰化水平,从而在不同阶段对分化所需的关键基因起到正或负调控的作用。
29.(24-25高二下·新疆喀什疏附县·期末)回答下列有关动物细胞工程的问题:
(1)在动物细胞培养时,将细胞所需的营养物质按其种类和所需量严格配制。通常在培养基中还需要加入适量______等一些天然成分。细胞培养应在含5% CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是_______。另外,还应该保证被培养的细胞处于______的环境。
(2)进行动物细胞培养时,需要用_________酶将从动物体内取出的组织块分散成单个细胞。在适宜环境中培养,细胞悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上,称为_______。
(3)动物细胞的体外培养需要满足营养物质的供应,适宜的培养环境以及气体环境。细胞培养所需气体主要有________。
(4)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面________时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的________。
【答案】(1) 血清 维持培养液的pH 无菌、无毒
(2) 胰蛋白酶(或胶原蛋白) 细胞贴壁
(3)氧气和二氧化碳
(4) 相互接触 接触抑制
【分析】1、动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
2、细胞贴壁和接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
【详解】(1)在动物细胞培养时,由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚,通常在培养基中还需要加入适量血清等一些天然成分。细胞培养应在含5% CO2的培养箱中进行,CO2的作用是维持培养液的pH。另外,还应该保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境。
(2)进行动物细胞培养时,由于细胞间有蛋白质,需要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶将从动物体内取出的组织块分散成单个细胞。在适宜环境中培养,细胞悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。
(3)动物细胞的体外培养条件包括营养物质的供应、适宜的温度和pH值、无菌无毒的环境以及气体环境。细胞培养所需气体主要有氧气和二氧化碳,氧气是细胞代谢所需,二氧化碳维持培养液的pH。
(4)在适宜条件下,培养瓶中的细胞进行有丝分裂,数量不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
30.(24-25高二下·四川眉山·期末)蛋白甲具有促进T淋巴细胞增殖的作用,但促进效率不高,为获得具有高效促进作用的蛋白质,某科研小组开展了相关研究,将编码蛋白甲的DNA序列(序列甲,由A、B、C、D、E五个片段组成)进行改造,获得了编码蛋白乙和丙的序列,由序列甲的部分片段组成,如图1所示。序列甲的A片段中含有编码起始密码AUG的碱基序列。
回答下列问题:
(1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙,若要使编码蛋白乙的DNA序列在宿主细胞中能翻译出蛋白乙,则在通过PCR技术扩增编码蛋白乙的DNA序列时,所设计的一对引物之一,其5′端应加上的碱基序列是___________,理由是_________。
(2)现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白,要鉴定这三种蛋白对T淋巴细胞增殖的作用效果,某研究小组做了T淋巴细胞的悬浮培养实验:将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组,分装于培养瓶中,其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙,另一组作为对照,培养并定期检测T淋巴细胞浓度,结果如图2。
①由图2可知,当细胞浓度达到a时,添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加,原因是__________,此时若要使T淋巴细胞继续增殖,需用__________方法收集细胞并制成细胞悬液,之后进行__________培养。细胞培养过程中,培养箱中通常要维持一定的CO2浓度,CO2的作用是__________。
②根据图1、图2分析,在对编码蛋白甲的DNA序列进行改造,以期获得促进作用更强的蛋白时,编码蛋白甲的DNA序列中不可缺少的序列片段________(填“A”“B”“C”“D”或“E”),原因是__________。
【答案】(1) 编码起始密码子AUG的碱基序列 保证翻译能从正确的起始点开始
(2) 培养液中的营养物质消耗完毕,空间有限 胰蛋白酶/胶原蛋白酶 传代 维持培养液的pH B、D 蛋白乙(含B、C、D片段)促进T淋巴细胞增殖的效果比蛋白甲好,蛋白丙(含B、D片段)促进效果与蛋白乙相近,说明C片段不是必需的,而B、D片段是必需的
【分析】动物细胞培养中,细胞具有贴壁生长以及接触抑制的特点,因此若要使淋巴细胞继续增殖,在培养中需要用胰蛋白酶处理贴壁的细胞并进行分瓶培养,分瓶后的培养成为传代培养,动物细胞培养过程中加入,作用是维持培养液的pH值。
【详解】(1)由于编码乙的DNA序列起始端无ATG,转录出的mRNA无起始密码子,因此5′端应加上的碱基序列是编码起始密码子AUG的碱基序列,从而保证翻译能从正确的起始点开始。
(2)①由于培养液中的营养物质消耗完毕,空间有限,因此当细胞浓度达到a时,添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加。此时若要使T淋巴细胞继续增殖,需用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)方法收集细胞并制成细胞悬液,之后进行传代培养。细胞培养过程中,培养箱中通常要维持一定的CO2浓度,CO2的作用是维持培养液的pH。
②蛋白乙(含B、C、D片段)促进T淋巴细胞增殖的效果比蛋白甲好,蛋白丙(含B、D片段)促进效果与蛋白乙相近,说明C片段不是必需的,而B、D片段是必需的。
地 城
考点05
动物细胞融合与单克隆抗体
1.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期末)动物体细胞融合后染色体核型不稳定,来自某一方的染色体往往随机丢失一至多条,这种现象常应用于基因的定位。在单克隆抗体的制备过程中,杂交瘤细胞在克隆化培养过程中来自B淋巴细胞的染色体往往出现随机丢失现象(不考虑基因相互作用和其他变异)。为解这个问题,研究者将抗原刺激后的B淋巴细胞,用EBV(一种病毒颗粒)感染,获得“染色体核型稳定”的EBV转化细胞。EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活,但对Oua敏感。骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活,但对Oua不敏感。下图表示操作过程。下列叙述错误的是( )
A.筛选后的杂交瘤细胞具有产生EBV抗体的能力
B.HAT培养基和Oua筛选去除的不止是未融合的BV转化细胞和未融合的骨髓瘤细胞
C.利用抗体检测筛选上图的杂交瘤细胞经克隆化培养可具有持续产生所需抗体的能力
D.若杂交瘤细胞丢失某条染色体后分泌单克隆抗体的功能缺失,则该抗体的基因就位于这条染色体上
【答案】A
【详解】A、EBV是为了让其染色体核型相对稳定,并不是做抗原,筛选后的杂交瘤细胞不具有产生EBV抗体的能力,A错误;
B、据题意“EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活,但对Oua敏感,骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活,但对Oua不敏感”可知,HAT培养基去除的是未与EBV转化细胞融合的骨髓瘤细胞和自身融合的骨髓瘤细胞,Oua筛选去除的是未与骨髓瘤细胞融合的EBV转化细胞和自身融合的EBV转化细胞,B正确;
C、EBV可以使染色体核型相对稳定,利用抗体检测筛选上图的杂交瘤细胞经克隆化培养可具有持续产生所需抗体的能力,C正确;
D、编码单克隆抗体的基因位于染色体上,与亲代杂交瘤细胞相比,若杂交瘤细胞丢失某条染色体后分泌单克隆抗体的功能缺失,则该抗体的基因就位于这条染色体上,D正确。
故选A。
2.(24-25高二下·辽宁五校联考·期末)下列有关动物细胞工程的叙述正确的是( )
A.单克隆抗体的制备,可用聚乙二醇融合法促进细胞融合
B.克隆动物的培育,两种供体应来自具有优良遗传性状的雌性动物
C.试管动物的培育,体外受精形成的受精卵需立即转移到母体继续发育
D.同期发情的代孕母畜,需注射免疫抑制剂以避免对外来胚胎发生免疫排斥
【答案】A
【详解】A、单克隆抗体制备中,常用聚乙二醇(PEG)或灭活病毒诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,A正确;
B、克隆动物的核供体需来自优良性状个体,但细胞质供体(如去核卵母细胞)无需具备优良性状,B错误;
C、体外受精的受精卵需在体外发育至早期胚胎(如桑椹胚或囊胚)阶段才能移植,C错误;
D、胚胎移植时,母体对同种胚胎的免疫排斥反应较弱,无需注射免疫抑制剂,D错误。
故选A。
3.(24-25高二下·辽宁五校联考·期末)科学家通过动物细胞融合技术, 将两种不同的杂交瘤细胞(A和B)融合形成双杂交瘤细胞AB。双杂交瘤细胞能够悬浮在培养基中生长繁殖,并可以产生双特异性抗体AB。据图分析,下列有关叙述正确的是( )
A.体外培养双杂交瘤细胞AB时需要定期更换培养液以创设无菌环境
B.双杂交瘤细胞同时识别α、β抗原后,才能产生双特异性抗体
C.杂交瘤细胞A、B融合后, 继续利用特定的选择培养基筛选出双杂交瘤细胞AB
D.对培养到一定密度的双杂交瘤细胞进行传代培养时,不需要使用蛋白酶使之分散
【答案】D
【详解】A、体外培养双克隆抗体需要定期更换培养液以补充营养,减少代谢废物的产生,A错误;
B、分析题意可知,杂交瘤细胞是由已免疫的B细胞和骨髓瘤细胞融合,无需接触抗原就能产生抗体,B错误;
C、单克隆抗体制备过程中,杂交瘤细胞需要进行两次筛选,第一次利用选择培养基筛选出能在特定培养基生长且能无限增殖的杂交瘤细胞,第二次筛选可用抗原-抗体杂交的方法筛选出产生特异性抗体的杂交瘤细胞,双杂交瘤细胞本身就是由两个杂交瘤细胞融合而成,利用选择培养基无法筛选出双杂交瘤细胞AB,C错误;
D、双杂交瘤细胞能够悬浮在培养基中生长繁殖,若要传代培养,细胞培养液直接离心,去除上清液培养基,加入新鲜培养基即可,不用胰蛋白酶处理,D正确。
故选D。
4.(24-25高二下·福建泉州南安第一中学·期末)视神经脊髓炎谱系疾病(NMOSD)是一种自身免疫性疾病,病因是机体产生了抗水通道蛋4(AQP4)的抗体。NMOSD的诊断依赖对外周血的检测,检测过程如图所示。下列叙述错误的是( )
注:图中的“二抗”是能与抗AQP4抗体特异性结合的抗体
A.动物注射抗AQP4抗体,再通过杂交瘤技术可制备出相应的二抗
B.图示操作的目的是检测患者体内是否存在抗AQP4抗体
C.这种检测方法保持了抗原原本结构,因此具有较高的特异性
D.若血浆样本来自NMOSD患者,则可在显微镜下观察到细胞质发出荧光
【答案】D
【详解】A、二抗是能与抗AQP4抗体特异性结合的抗体,动物注射抗AQP4抗体作为抗原,再通过杂交瘤技术可制备出相应的二抗,A正确;
B、图示操作加入患者血浆样本,血浆中含有抗体,因此图示操作的目的是检测患者体内是否存在抗AQP4抗体,B正确;
C、这种方法能与抗原结合的抗体不会被洗脱,不能结合的就会被洗脱,加入的二抗能与结合的抗体结合并通过荧光观察,这种检测方法保持了抗原结构,且具有较高的特异性,C正确;
D、抗体分布在细胞外液中,则患者的检测结果应为在细胞外观察到免疫荧光,D错误。
故选D。
5.(24-25高二下·浙江丽水·期末)肿瘤细胞膜上的PD-L1蛋白与T细胞表面的PD-1结合,抑制T细胞活化,发生免疫逃逸现象。为阻断该信号传递,某科研小组利用小鼠制备了抗PD-L1单克隆抗体,其流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.取注射过PD-1小鼠的脾脏分离B淋巴细胞
B.杂交瘤细胞在选择培养基中不能生长、存活
C.对杂交瘤细胞逐步稀释使每孔有少数几个细胞
D.检测呈阳性的a中细胞是符合要求的连续细胞株
【答案】D
【详解】A、制备抗PD-L1单克隆抗体所需要的B淋巴细胞应取自注射过PD-L1小鼠的脾脏,A错误;
B、杂交瘤细胞的培养需要选择培养基,该培养基只允许融合的细胞生长,B错误;
C、将融合的细胞进行充分稀释,使分配到培养板的每一孔中的细胞数在0至数个细胞之间(30%的孔为0才能保证每个孔中是单个细胞),C错误;
D、抗体检测阳性表明这些细胞能够产生所需抗体,说明细胞是符合要求的连续细胞株,D正确。
故选D。
6.(24-25高二下·湖北仙桃·期末)维布妥昔单抗是全球首个用于临床治疗的抗体—药物偶联物(ADC),是由细胞毒素与抗CD30单克隆抗体通过接头连接形成的抗肿瘤靶向药物。下列相关叙述错误的是( )
A.将纯化的CD30反复注射到小鼠体内,从脾脏中能分离出杂交瘤细胞
B.用多孔板培养杂交瘤细胞,筛选出产生抗体与CD30结合力强的细胞
C.肿瘤细胞表面高表达的CD30,是ADC能起到靶向作用的物质基础
D.ADC中接头的稳定性越高,药物脱落的越少,抗肿瘤的靶向性越强
【答案】A
【详解】A、将纯化的CD30反复注射到小鼠体内,能从小鼠脾脏中分离出CD30已免疫的B淋巴细胞,提取相关B淋巴细胞,将其与骨髓瘤细胞融合后,才能得到多种杂交瘤细胞,A错误;
B、目标细胞是能高效产生抗CD30抗体的杂交瘤细胞,用多孔板培养杂交瘤细胞,依据与CD30的结合力及抗体浓度可以筛选出目标细胞,B正确;
C、ADC的靶向性依赖于抗体与肿瘤细胞表面高表达的CD30特异性结合,CD30的表达是靶向作用的物质基础,C正确;
D、接头稳定性高可减少药物在运输过程中脱落,确保药物精准作用于靶细胞,增强靶向性,D正确。
故选A。
7.(24-25高二下·山东威海·期末)某病毒S蛋白含有多种抗原决定簇。科研人员利用该病毒康复者血清中的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,获得了能分泌抗S蛋白抗体的杂交瘤细胞,用于制备抗S蛋白的单克隆抗体。下列说法错误的是( )
A.康复者血清中的B淋巴细胞在体外培养条件下不能大量增殖
B.可用灭活的病毒诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
C.体外培养杂交瘤细胞时通入5%CO2的主要作用是维持培养液pH
D.经特定选择培养基筛选出的杂交瘤细胞可直接大规模培养生产目标抗体
【答案】D
【详解】A、康复者血清中的B淋巴细胞是已高度分化的细胞,不具备分裂能力,无法在体外长期增殖,A正确;
B、灭活病毒是诱导动物细胞融合的常用方法,适用于B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合,B正确;
C、动物细胞培养时,5%CO₂的作用是维持培养液的pH(通过碳酸氢盐缓冲系统),C正确;
D、选择培养基筛选出的杂交瘤细胞是包含多种类型的杂交瘤细胞,需进一步通过抗体检测和克隆化培养才能获得单一细胞株,D错误。
故选D。
8.(24-25高二下·天津四校联考·期末)下图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程,有关叙述不正确的是( )
A.图中实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原
B.利用聚乙二醇、灭活的病毒和电融合等方法均可诱导细胞融合获得乙
C.用特定的选择培养基对乙筛选,融合细胞均能生长,未融合细胞均不能生长
D.丙需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选后可获得大量能分泌所需抗体的丁
【答案】C
【详解】A、图中实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原,以刺激机体产生相应的B细胞,A正确;
B、诱导动物细胞融合的方法有物理方法、化学方法等,利用聚乙二醇、灭活的病毒和电融合法等方法均可诱导动物细胞融合获得乙,B正确;
C、用特定的选择培养基对乙筛选,只有杂种融合细胞能生长,未融合细胞和同种细胞的融合体不能生长,C错误;
D、对筛选出的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,多次筛选后可获得既能无限增殖又能产生单一抗体的杂交瘤细胞丁,D正确。
故选C。
9.(24-25高二下·四川绵阳·期末)依若奇单抗作为首个国产自主研发获批上市的全人源化“双靶向”单克隆抗体,通过与人体细胞因子IL-12和IL-23的p40蛋白特异性结合,抑制下游干扰素等的合成和分泌,从而高效治疗银屑病。下列说法正确的是( )
A.该单抗通过激活IL-12和IL-23信号传导,促进细胞因子的释放
B.该单抗是全人源化单克隆抗体,因而可减少免疫原性反应的风险
C.用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养,但不能冷冻保存
D.该单抗是全人源化抗体,所获得的杂交瘤细胞无需进行抗体检测
【答案】B
【详解】A、依若奇单抗通过结合IL-12和IL-23的p40蛋白,阻断其信号传导,抑制下游干扰素分泌,而非激活信号传导,A错误;
B、全人源化单抗的氨基酸序列与人类抗体高度一致,可降低被免疫系统识别为异物的风险,减少免疫原性反应,B正确;
C、杂交瘤细胞既能传代培养,也可通过冷冻保存长期维持其特性,C错误;
D、无论抗体是否全人源化,均需通过抗体检测筛选出能分泌目标抗体的杂交瘤细胞,D错误。
故选B。
10.(24-25高二下·湖北襄阳·期末)研究小组按以下主要流程制备抗病毒A的单克隆抗体:①细胞融合前一周开始培养小鼠骨髓瘤细胞;②细胞融合前3天对小鼠进行二次免疫;③细胞融合前1天将骨髓瘤细胞转移到新鲜的培养基中;④骨髓瘤细胞与B淋巴细胞1:1的比例混合后加入化学融合剂;⑤融合完成后,需要对细胞进行离心和洗涤;⑥将融合后的细胞接种到96孔板中培养和检测。下列叙述正确的是( )
A.②的目的是为了获得大量能产生抗病毒A的抗体的B淋巴细胞
B.③的目的是为骨髓瘤细胞的培养提供营养物质同时创造无菌环境
C.⑤的目的是为了筛选获得杂交瘤细胞
D.⑥的目的是为了大量生产单克隆抗体
【答案】A
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备,杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上,将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能产生抗体,又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群,可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【详解】A、步骤②是对小鼠进行二次免疫,其目的是通过再次暴露抗原刺激记忆细胞增殖分化为浆细胞,从而获得更多能分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞,A正确;
B、步骤③将骨髓瘤细胞转移至新鲜培养基,主要目的是使细胞处于对数生长期以提高融合率,而非单纯提供营养或创造无菌环境(无菌环境由灭菌措施保障),B错误;
C、步骤⑤的离心和洗涤是为了去除未融合的细胞及多余化学融合剂,筛选杂交瘤细胞需通过特定培养基(如HAT培养基),C错误;
D、步骤⑥接种到96孔板的目的是通过克隆化培养和抗体检测筛选出所需杂交瘤细胞,大量生产抗体需后续扩大培养或动物体内培养,D错误。
故选A。
11.(24-25高二下·江西抚州·)大量悬浮培养产流感病毒的单克隆动物细胞,可用于流感疫苗生产。下列叙述错误的是( )
A.培养单克隆动物细胞时,必须保证环境是无菌、无毒的
B.用于培养单克隆动物细胞的培养液,在灭菌前应将pH调至弱碱性
C.使用离心、过滤、纯化等设备对培养液进行分离,并提取其中有效成分用于疫苗的生产
D.传代培养时,悬浮培养的细胞用胰蛋白酶等处理后再离心收集
【答案】D
【详解】A、动物细胞培养需无菌无毒环境,防止微生物污染及细胞代谢产物积累,A正确;
B、动物细胞培养液灭菌前需调节pH至弱碱性(7.2-7.4),且通常采用过滤灭菌,避免高温破坏成分,B正确;
C、离心、过滤可分离细胞碎片和病毒,纯化后用于疫苗生产,步骤合理,C正确;
D、悬浮培养的细胞无需胰蛋白酶处理,直接离心收集即可,D错误。
故选D。
12.(24-25高二下·吉林长春东北师范大学附属中学·期末)犬疱疹病毒可引起犬类传染病。gD蛋白是犬疱疹病毒囊膜的重要组成部分,可诱导机体产生免疫应答。研究人员利用转基因技术制备gD蛋白,又以gD蛋白为抗原制备单克隆抗体,以期快速检测该病毒,主要技术路线如图所示。下列叙述错误的是( )
A.动物细胞培养是动物细胞工程的基础,融合前细胞甲需通过原代培养扩大细胞数量
B.可使用选择培养基进行第1次筛选,仅有杂交瘤细胞能在其上生长增殖
C.通过克隆化培养和抗体检测进行第2次筛选,获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞
D.筛选出的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔扩大培养后,可从其腹水中收集单克隆抗体
【答案】A
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、动物细胞工程的基础是动物细胞培养,细胞甲是从注射了gD蛋白的小鼠体内获取的B淋巴细胞,融合前一般不需要通过原代培养扩大细胞数量,因为小鼠体内经过免疫后会产生足够数量的相应B淋巴细胞,A错误;
B、在单克隆抗体制备过程中,第1次筛选可使用选择培养基,该培养基能抑制未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞的生长,仅有杂交瘤细胞能在其上生长增殖,B正确;
C、通过克隆化培养和抗体检测进行第2次筛选,得到的杂交瘤细胞能分泌所需抗体,C正确;
D、将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内扩大培养后,杂交瘤细胞在小鼠腹腔中大量增殖,可从其腹水中获得大量单克隆抗体,D正确。
故选A。
13.(24-25高二下·四川达州普通高中·期末)CD47是一种细胞膜表面的糖蛋白,可与巨噬细胞结合,从而抑制巨噬细胞的功能。为验证抗CD47的单克隆抗体能减弱CD47对巨噬细胞的抑制作用,某科研小组取某种小鼠的脾脏细胞和骨髓瘤细胞进行了实验,实验过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.融合过程使用的病毒需灭活以保证细胞膜分子排布不改变
B.第一次筛选时可根据细胞中染色体的数目筛选杂交瘤细胞
C.多次筛选时用到“抗原一抗体”杂交技术和克隆化培养技术
D.预期实验结果为对照组巨噬细胞的吞噬能力高于实验组
【答案】C
【详解】A、灭活病毒诱导细胞融合的原理:病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞相互凝聚,细胞膜上的蛋白质和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合,所以融合过程中细胞膜分子排布会改变 ,A 错误;
B、第一次筛选是要选出杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生抗体,不能根据细胞中染色体的数目筛选,B 错误;
C、多次筛选时用到抗原-抗体杂交技术来检测是否产生所需抗体,同时进行克隆化培养技术以获得大量能产生特定抗体的细胞,C正确;
D、实验组中加入了单克隆抗体,抗体与肿瘤细胞表面的CD47发生特异性结合,从而解除CD47对巨噬细胞的抑制作用, 而对照组中没有加入单克隆抗体,不能与肿瘤细胞表面的CD47 结合,因而无法解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,因此,预期实验结果为实验组中吞噬细胞的吞噬指数显著高于对照组, D错误。
故选C。
14.(24-25高二下·内蒙古赤峰·期末)科研人员构建抗体药物偶联物,以降低治疗人乳腺癌药物副作用,其中④过程是将获得的单克隆抗体和治疗人乳腺癌的药物结合形成。下列叙述正确的是( )
A.上述细胞培养时需要置于含有95%O2和5% CO2的CO2培养箱中
B.③是指在小鼠的腹腔或体外进行杂交瘤细胞的培养以获得相应抗体
C.②过程利用特殊的培养基筛选出的杂交瘤细胞都能够产生所需抗体
D.a引导ADC与人乳腺癌细胞特异性结合可减少b对其它细胞的损伤
【答案】D
【详解】A、动物细胞培养时需要置于含有95%空气和5% CO2的CO2培养箱中,A错误;
B、②过程是筛选杂交瘤细胞,③过程是在96孔板上筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,是在体细胞培养的,B错误;
C、由于B淋巴细胞有多种,因此②过程利用特殊的培养基筛选出的杂交瘤细胞不一定能够产生所需抗体,C错误;
D、a是抗体,具有特异性,能与抗原发生特异性结合,b是药物,药物本身对细胞的作用没有选择性,但a引导ADC与人乳腺癌细胞特异性结合可减少b对其它细胞的损伤,D正确。
故选D。
15.(24-25高二下·广西百色·期末)人乳头瘤病毒(HPV)与宫颈癌的发生密切相关,抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV,从而及时监控宫颈癌的发生。如图是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程,相关叙述错误的是( )
A.给小鼠多次注射抗原的目的是获得更多分泌抗HPV抗体的B淋巴细胞
B.选择培养基可筛选出既能无限增殖又能分泌抗HPV抗体的杂交瘤细胞
C.抗HPV单克隆抗体可检测出HPV,利用了抗原—抗体特异性结合的原理
D.单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜具有流动性
【答案】B
【详解】A、对小鼠多次注射特定抗原的目的是确保能获得所需抗体的B淋巴细胞,A正确;
B、图中选择培养基只能筛选出杂交瘤细胞,用96孔板进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,才可筛选出能分泌抗HPV抗体的杂交瘤细胞,B错误;
C、抗原与抗体可特异性结合,故用该原理抗HPV单克隆抗体可检测出HPV(抗原),C正确;
D、单克隆抗体的制备过程主要运用的是动物细胞工程技术,包括动物细胞培养和动物细胞融合,原理依次是细胞增殖、细胞膜具有一定的流动性,D正确。
故选B。
16.(24-25高二下·河北衡水桃城区衡水第二中学·期末)同种生物的细胞可在自然条件下发生融合,不同种生物的细胞也可经诱导发生融合。如图为细胞融合过程示意图。下列叙述错误的是( )
A.形成有性杂交后代时,a、b是生殖细胞,d是受精卵
B.培育的体细胞杂交植株,兼具a、b的所有优良性状
C.制备单克隆抗体时,a、b和d细胞均可进行有丝分裂
D.培育体细胞杂交植株和制备单克隆抗体时诱导融合方法完全不同
【答案】BCD
【详解】A、产生有性杂交后代时,细胞a和细胞b是经减数分裂产生的生殖细胞,d是受精卵,A正确;
B、培育的体细胞杂交植株,不一定兼具a、b的所有优良性状,因为基因会选择性表达等,B错误;
C、制备单克隆抗体时,a和b细胞中,一个是骨髓瘤细胞,另一个是已免疫的B淋巴细胞,其中已免疫的B淋巴细胞属于高度分化的细胞,不能进行有丝分裂,C错误;
D、培育体细胞杂交植株和制备单克隆抗体时诱导融合方法可以相同,即均可以用PEG诱导融合,D错误。
故选BCD。
17.(24-25高二下·江西萍乡·期末)纳米酶试纸条层析技术是以纳米酶作为标记物,检测特定抗原或抗体的固相免疫标记技术,可用于食品中病原体的快速检测。该技术需要将纳米酶与某特定病原体X的单克隆抗体结合并固定在纳米酶垫上。下列关于此技术的叙述正确的是( )
A.与无机催化剂相比,纳米酶的催化效率更高,因为纳米酶能为化学反应提供更多的活化能
B.用特定的抗原对小鼠进行免疫,即可从该小鼠的脾中得到能产生所需单克隆抗体的B细胞
C.若待测样品中含有某特定病原体X,则纳米酶垫上可形成病原体X-纳米酶-单克隆抗体复合物
D.与传统的血清抗体相比,单克隆抗体的特异性更强,灵敏度更高,可提高检测结果的准确性
【答案】CD
【详解】A、酶的作用机理是降低化学反应的活化能,而不是为化学反应提供更多的活化能,A错误;
B、用特定的抗原对小鼠进行免疫,可从该小鼠的脾中得到激活的B细胞,再与骨髓瘤细胞融合后,经两次筛选可获得能产生所需单克隆抗体的杂交瘤细胞,B错误;
C、若待测样品中含有某特定病原体X,则纳米酶垫上可形成病原体X-纳米酶-单克隆抗体复合物,C正确;
D、与传统的血清抗体相比,单克隆抗体的特异性更强,灵敏度更高,可提高检测结果的准确性,D正确。
故选CD。
18.(24-25高二下·吉林白山五校·期末)青蒿素主要用于恶性疟疾的症状控制以及耐氯喹虫株的治疗。青蒿素的作用方式主要是干扰表膜线粒体的功能,使疟原虫迅速形成自噬泡,并不断排出虫体外,导致疟原虫损失大量胞浆而死亡。为了快速检测青蒿素,科研人员利用细胞工程技术制备了抗青蒿素的单克隆抗体,其基本操作过程如图。下列相关叙述中正确的是( )
A.过程①注射相应抗原后立即从小鼠脾脏中提取细胞甲
B.过程②诱导细胞融合,可以利用聚乙二醇作介导
C.过程③④的筛选方法不同,细胞丙的类型多于细胞丁
D.过程⑤无论在体内还是体外进行,细胞丁都可大量增殖
【答案】BCD
【详解】A、 过程①注射相应抗原后,使机体产生免疫反应,使B细胞增殖分化形成具有免疫能力的B细胞后,才可以从小鼠脾脏中提取细胞甲,A错误;
B、 过程②诱导细胞融合,可以利用物理方法(如电激)、化学方法(如聚乙二醇)或生物方法(如灭活的病毒)作介导,聚乙二醇能促进细胞融合,B正确;
C、 过程③是用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,过程④是用抗体检测和克隆化培养筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞,筛选方法不同,细胞丙是经过过程③筛选出的杂交瘤细胞,其类型有多种(因为融合的情况多样),细胞丁是经过过程④进一步筛选出的能产生特定抗体的杂交瘤细胞,类型单一,所以细胞丙的类型多于细胞丁,C正确;
D、 细胞丁是经过筛选得到的杂交瘤细胞,杂交瘤细胞具有既能大量增殖又能产生特异性抗体的特点,所以过程⑤无论在体内还是体外进行,细胞丁都可大量增殖,D正确。
故选BCD。
19.(24-25高二下·黑龙江大庆萨尔图区大庆实验中学·期末)HAT选择培养基可以筛选出融合成功的杂交瘤细胞,研究人员将两株不同的杂交瘤细胞融合形成双杂交瘤细胞。该细胞能够悬浮在培养基中生长繁殖,产生具有CD3和CD87结合位点的双特异性抗体,如图所示。CD87是一种癌细胞膜上的受体蛋白,研发针对CD87的抗体类药物能提高癌症的治愈率;CD3是所有T细胞表面均有表达的特异性抗原,该抗原被激活后,能极大促进T细胞的免疫效力。下列叙述错误的是( )
A.培养双杂交瘤细胞的培养基中应加入水、无机盐、琼脂和血清等
B.双特异性单克隆抗体使T细胞更精准接触并杀伤癌细胞
C.将两株不同的杂交瘤细胞融合后,可利用HAT选择培养基筛选出双杂交瘤细胞
D.双杂交瘤细胞受到CD87和CD3两种抗原刺激后才能产生双特异性抗体
【答案】ACD
【详解】A、双杂交瘤细胞能够悬浮在培养基中生长繁殖,说明是在液体培养基中培养,而琼脂是制作固体培养基的凝固剂,不需要加入,A错误;
B、CD87是癌细胞膜上受体蛋白,CD3激活后能促进T细胞免疫效力,双特异性单克隆抗体一端与癌细胞上CD87结合,一端与T细胞上CD3结合,能使T细胞更精准接触并杀伤癌细胞,B正确;
C、HAT选择培养基是用于筛选融合成功的杂交瘤细胞,而将两株不同杂交瘤细胞融合后,不能再用HAT选择培养基筛选双杂交瘤细胞,C错误;
D、杂交瘤细胞无需抗原刺激就能产生单克隆抗体,双杂交瘤细胞也一样,并非受到CD87和CD3两种抗原刺激后才产生双特异性抗体,D错误。
故选ACD。
20.(24-25高二下·吉林普通高中友好学校联合体·期末)细胞融合技术突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能。某研究小组以小鼠甲为实验材料设计实验,研制抗病毒A的单克隆抗体。下列叙述正确的是( )
A.实验前必须给小鼠甲注射病毒A是为了得到能产生特定抗体的B淋巴细胞
B.将小鼠体内取出的脾脏剪碎后加入胃蛋白酶处理,使其分散成单个细胞
C.筛选1需用特定的选择培养基进行筛选才能获得融合的杂交瘤细胞
D.筛选2利用96孔板经1次筛选获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
【答案】AC
【详解】 A、实验前必须给小鼠甲注射病毒A使小鼠进行免疫,得到能产生特定抗体的B淋巴细胞,A正确;
B、将小鼠体内取出的脾脏剪碎后加入胰蛋白蛋白酶处理,使其分散成单个细胞,制成细胞悬液,B错误;
C、为了得到能产生抗病毒A单克隆抗体的杂交瘤细胞,需要进行筛选,第一次筛选用特定的选择培养基筛选,未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(“BB”细胞、“瘤瘤”细胞)都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞(“B瘤”细胞)才能生长,C正确;
D、第二次筛选用多孔培养皿培养,在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测,经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群,该过程用到抗原抗体杂交,获取的杂交瘤细胞通过体外或体内培养获得大量的分泌特异性抗体的杂交瘤细胞,D错误。
故选AC。
21.(24-25高二下·黑龙江牡丹江第二高级中学·期末)抗体——药物偶联物(ADC)作为一种新兴的抗癌治疗方法,近年来在生物医药领域引起了广泛关注。ADC通过将强效的抗癌药物与特异性抗体连接在一起,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。下列叙述不正确的是( )
A.ADC中的抗体可通过杂交瘤技术大量制备
B.制备单克隆抗体涉及的技术有动物细胞融合、动物细胞核移植
C.ADC中的抗体主要是发挥治疗作用
D.ADC利用单克隆抗体的特异性杀伤力诱导肿瘤细胞凋亡
【答案】BCD
【详解】A、利用杂交瘤技术将骨髓瘤细胞与已免疫的B淋巴细胞融合,获得杂交瘤细胞,进而生产单克隆抗体,ADC中的抗体可以是单克隆抗体,可通过杂交瘤技术大量制备,A正确;
B、制备单克隆抗体涉及的技术有动物细胞融合、动物细胞培养,不涉及动物细胞核移植,B错误;
C、ADC中的抗体主要起识别肿瘤细胞的作用,抗癌药物发挥治疗作用,C错误;
D、ADC中的抗体主要发挥靶向运输作用,通过特异性结合靶细胞表面的抗原,将连接的抗癌药物输送到靶细胞,由抗癌药物诱导肿瘤细胞凋亡,单克隆抗体本身没有杀伤力,D错误。
故选BCD。
22.(24-25高二下·内蒙古乌兰察布集宁一中·期末)单克隆抗体制备过程中所用的骨髓瘤细胞是一种基因缺陷型细胞,其合成核酸的途径能被氨基蝶呤阻断。现将从预先注射了某种抗原的小鼠脾脏中获得的B淋巴细胞与上述骨髓瘤细胞融合后,再加入含氨基蝶呤的培养液。将这些混合物分装于如图所示的细胞培养板的小孔中培养。下列相关叙述错误的是( )
A.制备单克隆抗体运用了动物细胞具有全能性的原理和动物细胞培养技术
B.融合B淋巴细胞与骨髓瘤细胞时,培养液中可以加入PEG作为诱导剂
C.培养液中加入氨基蝶呤的目的是筛选杂交瘤细胞
D.小孔中的细胞经过增殖后,均会产生所需特异性抗体
【答案】AD
【分析】根据题意,将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后再加入含氨基蝶呤的培养液中,由于骨髓瘤细胞合成核酸的途径能被氨基蝶呤阻断,故骨髓瘤细胞不能在该培养液中生长,而B淋巴细胞本身无增殖能力,则只有融合形成的B-骨髓瘤细胞才能在该培养液中生长,而融合形成的B-骨髓瘤细胞既能无限增殖,又能产生抗体。
【详解】A、制备单克隆抗体包括制备杂交瘤细胞和杂交瘤细胞培养,制备杂交瘤细胞运用了动物细胞融合技术,杂交瘤细胞培养需应用动物细胞培养技术,但制备单克隆抗体过程中没有利用细胞的全能性,A错误;
B、融合B淋巴细胞与骨髓瘤细胞时,培养液中可以加入PEG作为诱导剂,诱导细胞融合,B正确;
C、由题意知,骨髓瘤细胞中核酸的合成能被氨基蝶呤阻断,培养液中加入氨基蝶呤,骨髓瘤细胞不能增殖,杂交瘤细胞能增殖,从而可筛选出杂交瘤细胞,C正确;
D、小孔中增殖的杂交瘤细胞不一定都能产生所需要的特异性抗体,需要进一步筛选才能获得产生特异性抗体的杂交瘤细胞,D错误。
故选AD。
23.(24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末)HCG是女性怀孕后滋养层细胞分泌的一种糖蛋白。抗HCG单克隆抗体可用于早早孕的诊断,图示是制备流程。下列叙述错误的是( )
A.过程①的处理可以利用灭活的病毒诱导动物细胞融合
B.过程②的处理稀释,需要稀释至每孔最多1个细胞
C.96孔板中的细胞均为B淋巴细胞和鼠瘤细胞的融合细胞
D.图中细胞集落c可用于扩大培养生产抗HCG单克隆抗体
【答案】CD
【分析】用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞,培养骨髓瘤细胞,诱导两者融合,用特定的选择培养基进行筛选:在该培养基上,只有融合的杂交瘤细胞才能生长;对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞;将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖。从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。
【详解】A、过程①为诱导经免疫的B淋巴细胞与鼠瘤细胞融合,可利用灭活的病毒诱导法进行诱导融合,A正确;
B、过程②的处理稀释,需要稀释至每孔最多1个细胞,以保证每孔中得到的子细胞都是一个杂交瘤细胞的增殖后代,B正确;
C、96孔板中的细胞包括同种细胞的融合体(B淋巴细胞-B淋巴细胞、鼠瘤细胞-鼠瘤细胞)、未融合的细胞(B淋巴细胞、鼠瘤细胞)以及杂交瘤细胞(B淋巴细胞-鼠瘤细胞),经过②③过程的筛选,只有杂交瘤细胞能存活,C错误;
D、由图可知,细胞集落a出现了阳性反应,说明其能产生抗HCG抗体,细胞集落b、c、d没有出现阳性反应,即不能产生抗HCG抗体,因此细胞集落c不可用于扩大培养生产抗HCG单克隆抗体,可将细胞集落a进行扩大培养,D错误。
故选CD。
24.(24-25高二下·江西金太阳·期末)单克隆抗体能产生一种抗体,科研人员通过动物细胞融合技术,将两个不同的杂交瘤细胞A和B融合形成双杂交瘤细胞AB,该细胞能生产出双特异性抗体AB,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.杂交瘤细胞A和B均能无限增殖,并分泌特定的抗体
B.双特异性抗体AB要同时接触抗原α和β后才能与之进行特异性结合
C.双杂交瘤细胞AB的培养需在体外进行,无法通过体内培养获得双特异性抗体AB
D.促进杂交瘤细胞A和B融合的常用方法有灭活病毒诱导法、高Ca2+—高pH融合法等
【答案】BCD
【分析】单克隆抗体制备的基本步骤:对小鼠进行免疫→提取B淋巴细胞→将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合→通过筛选、克隆化培养和扩大化培养→最终注入小鼠体内→从腹腔腹水中提取单克隆抗体。
【详解】A、杂交瘤细胞A能分泌抗体A,杂交瘤细胞B能分泌抗体B,二者均能无限增殖,A正确;
B、双特异性抗体AB单独接触抗原α或β后能与之进行特异性结合,B错误;
C、双杂交瘤细胞AB可以注射到小鼠腹腔内增殖,从小鼠腹水中获取双特异性抗体AB,C错误;
D、促进杂交瘤细胞A和B融合的常用方法有灭活病毒诱导法、PEG融合法、电融合法等,D错误。
故选BCD。
25.(24-25高二下·河北雄安新区部分学校·期末)某病毒颗粒表面有一特征性的大分子结构蛋白S,蛋白S上含有多个不同的抗原决定簇,已知每一个抗原决定簇能够刺激机体产生一种抗体。研究人员制备抗S单克隆抗体的过程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.在小鼠体内培养杂交瘤细胞时需从小鼠脾脏中提取特异性抗体
B.体外培养的杂交瘤细胞生长到表面相互接触时会停止分裂、增殖
C.单克隆抗体M和单克隆抗体N都能够识别蛋白S,说明制备的抗体不具有特异性
D.可用灭活病毒诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
【答案】ABC
【分析】单克隆抗体制备过程:首先给小鼠注射特定抗原,使其产生免疫反应,体内会形成相应的 B 淋巴细胞。然后将 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,经过筛选得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞。杂交瘤细胞具有既能无限增殖,又能产生特异性抗体的特点。
【详解】A 、 在小鼠体内培养杂交瘤细胞时,杂交瘤细胞在小鼠腹腔中增殖,可从小鼠腹水中提取特异性抗体,而不是从小鼠脾脏中提取,A错误;
B、贴壁生长的细胞会出现接触抑制,体外培养的杂交瘤细胞无限增殖,不具有接触抑制现象,B错误;
C、单克隆抗体M和单克隆抗体N分别识别S蛋白的不同部位(不同抗原决定簇),所以仍具有特异性,C错误;
D、在单克隆抗体制备过程中,可用灭活病毒诱导 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,D正确。
故选ABC。
26.(24-25高二下·吉林长春农安县第十中学·期末)CD47 是一种跨膜糖蛋白,可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。研究表明,肺癌肿瘤细胞表面的 CD47 含量比正常细胞表面的高 1.6~5 倍,为获得抗 CD47 的单克隆抗体,科研人员设置如图所示的实验过程,其中①②③为相关过程。回答下列问题:
(1)过程②中融合细胞可使用的方法有__________(答出2点),该过程得到的杂交瘤细胞分泌的是否均为单克隆抗体?__________(答“是”或“否”),原因是__________。
(2)过程③中,培养过程中的气体条件应设置为__________,通过过程③获得的杂交瘤细胞可经__________的方式大规模培养,而且从中可获得大量单克隆抗体。
(3)为证明抗CD47的单克隆抗体很大程度上可解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,科研人员设置如表所示实验,其中吞噬指数可反映吞噬细胞的吞噬能力,吞噬指数越高,吞噬能力越强。若实验结果为__________,则可证明抗CD47的单克隆抗体具有上述作用。
组别
甲
乙
丙
细胞类型
巨噬细胞+正常
衰老细胞
巨噬细胞+肿
瘤细胞
巨噬细胞+肿瘤细
胞+单克隆抗体
吞噬指数
?
【答案】(1) PEG融合法、电融合法 否 融合细胞可能有多种,只有杂交瘤细胞能分泌特异性抗体
(2) 95%空气加5%CO2养 体外培养或体内培
(3)丙组吞噬指数高于乙组,接近或等于甲组
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】(1)诱导动物细胞融合的方法有物理法(如电融合法)、化学法(如PEG融合法)、生物法(如灭活的病毒诱导法),在细胞融合过程中,可能会有多种细胞融合情况发生,如B-B融合细胞、瘤-瘤融合细胞等,只有杂交瘤细胞能分泌特异性抗体,所以不是所有杂交瘤细胞分泌的都是针对CD47的单克隆抗体。
(2)动物细胞培养过程中的气体条件应设置为95%空气和5% CO2,其中空气为细胞呼吸提供氧气,CO2可以维持培养液的pH,通过过程③获得的杂交瘤细胞可以采用体外培养或体内培养(小鼠腹腔中)的方式大规模培养,通过培养,杂交瘤细胞可以大量增殖并分泌单克隆抗体。
(3)为证明抗CD47的单克隆抗体很大程度上可解除CD47对巨噬细胞的抑制作用进行相关实验,自变量为添加的细胞类型,因变量为吞噬指数,如果抗CD47的单克隆抗体能在很大程度上解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,那么巨噬细胞+肿瘤细胞+单克隆抗体(丙组)的吞噬指数应该明显高于巨噬细胞+肿瘤细胞(乙组),即丙组吞噬指数高于乙组,接近或等于甲组。
27.(24-25高二下·安徽滁州·期末)近年来,肿瘤免疫疗法成为癌症治疗的研究热点。其中,PD-1/PD-L1信号通路是肿瘤免疫逃逸的重要机制之一。科研人员利用单克隆抗体技术开发了抗PD-1抗体,用于阻断该通路,恢复T细胞对肿瘤的杀伤作用。请回答下列问题:
(1)PD-1与PD-L1结合后,会抑制T细胞的活化,从而使肿瘤细胞逃避免疫攻击。该机制属于免疫系统的______功能异常。
(2)制备抗PD-1单克隆抗体时,需将________细胞与骨髓瘤细胞融合,再利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞。最终筛选出的杂交瘤细胞需进行_______和_______,以获得能稳定分泌目标抗体的细胞系。
(3)科研人员利用衰老肿瘤细胞研制了肿瘤疫苗(STCV),对STCV进行基因改造后,使其高剂量表达sPD-1(一种能特异性与PD-L1结合的物质)。进行相关实验:给小鼠接种小鼠乳腺癌细胞后,随机均分为A、B、C三组,分别依次给予STCV、高表达sPD-1的STCV、磷酸缓冲液处理,每隔6天记录无瘤小鼠的比例,结果如下表。
接种后的天数/d
A组/%
B组/%
C组/%
0
100
100
100
6
78
78
50
12
60
72
12
18
38
68
0
24
22
54
0
30
10
38
0
请回答下列问题:
①C组处理的目的是________。
②STCV和高表达sPD-1的STCV均能够________(填“促进”或“抑制”)小鼠体内肿瘤的消失,且_________(填“前者”或“后者”)的效果更明显。
③请结合PD-1和PD-L1的作用原理,推测高表达sPD-1的STCV可能的作用机制:_______。
【答案】(1)免疫监视
(2) 已免疫的B淋巴(或浆、B) 克隆化培养 抗体检测
(3) 作为对照组 促进 后者 高表达sPD-1的STCV通过表达高剂量的sPD-1与癌细胞表面的PD-L1结合,抑制了PD-1和PD-L1结合,细胞毒性T细胞重新被激活,产生效应
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,再通过克隆化培养和抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养杂交瘤细胞,最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】(1)免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能。PD-1与PD-L1结合后,会抑制T细胞的活化,从而使肿瘤细胞逃避免疫攻击。该机制属于免疫系统的免疫监视功能异常。
(2)制备抗PD-1单克隆抗体时,需将已免疫的B淋巴细胞(或浆、B)与骨髓瘤细胞融合,再利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞。最终筛选出的杂交瘤细胞需进行克隆化培养和抗体检测,以获得能稳定分泌目标抗体的细胞系。
(3)①在该实验中,C组给予磷酸缓冲液处理,目的是作为对照组,排除磷酸缓冲液等其他非实验因素对实验结果的影响,从而更准确地分析STCV和高表达sPD-1的STCV对小鼠体内肿瘤的影响。
②由表格数据可知,与C组(磷酸缓冲液处理组)相比,A组(给予STCV处理组)和B组(给予高表达sPD - 1的STCV处理组)无瘤小鼠的比例在不同时间点均高于C组,说明STCV和高表达sPD-1的STCV均能够促进小鼠体内肿瘤的消失。且在各个时间点,B组无瘤小鼠的比例均高于A组,说明高表达sPD-1的STCV的效果更明显。
③已知PD-1/PD-L1信号通路是肿瘤免疫逃逸的重要机制之一,PD-1与PD-L1结合后会抑制T细胞的活化,且sPD-1能特异性与PD-L1结合。当高表达sPD-1的STCV进入小鼠体内后,高表达sPD-1的STCV通过表达高剂量的sPD-1与癌细胞表面的PD-L1结合,抑制了PD-1和PD-L1结合,细胞毒性T细胞重新被激活,产生效应。
28.(24-25高二下·河南郑州中牟县部分学校·期末)齐鲁安可达(贝伐珠单抗注射液)是一种用于治疗特定类型癌症的生物制剂。以下是关于该药品的相关信息。
一、基本信息
通用名称:抗VEGF(血管内皮生长因子)人源化单克隆抗体注射液
商品名称:安可达
主要成分:抗VEGF人源化单克隆抗体
二、适应症
晚期、转移性或复发性非小细胞肺癌、转移性结直肠癌
三、用法用量、不良反应、注意事项(略)
下图表示开发并制备安可达药品的过程图解,请结合图解回答相关问题。
(1)图中A操作注射_________,目的是________。
(2)培养骨髓瘤细胞通常需要添加_________等一些天然成分。该培养过程需要定期更换培养液,其目的是________。
(3)19世纪30年代,科学家发现患天花和麻疹等疾病的病人其病理组织中存在多核细胞,结合图解B过程分析这些多核细胞的来源可能是_________。
(4)细胞③到细胞④的过程使用_________(填“选择”或“鉴别”)培养基,该类培养基的作用原理为__________。
(5)通过图解中两次筛选,得到符合要求的抗VEGF(血管内皮生长因子)人源化单克隆抗体的杂交瘤细胞,可将其注射到小鼠腹腔或体外培养,从_________或________中可获得抗VEGF(血管内皮生长因子)人源化单克隆抗体。该技术手段的原理为________。
【答案】(1) VEGF(血管内皮生长因子) 从小鼠的脾中得到能产生抗VEGF(血管内皮生长因子)抗体的B淋巴细胞
(2) 血清 清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成伤害
(3)患者体内的病毒直接诱导多个细胞融合形成多核细胞
(4) 选择 通过控制培养条件允许特定种类的微生物生长,同时阻止或抑制其他种类微生物生长
(5) 小鼠腹水 细胞培养液 细胞膜的流动性和细胞增殖
【分析】单克隆抗体的制备过程:(1)制备产生抗体的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,该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。(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。
【详解】(1)图中A是注射VEGF(血管内皮生长因子),使其产生更多的抗VEGF(血管内皮生长因子)抗体的B淋巴细胞。
(2)为了提高动物细胞培养的成功率,培养骨髓瘤细胞通常需要添加血清等一些天然成分;定期更换培养液可以清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成伤害。
(3)B过程为B细胞与骨髓瘤细胞的融合,可以使用灭活的病毒促进融合的成功率,患天花和麻疹等疾病的病人体内存在病毒,直接诱导多个细胞融合形成多核细胞,因此患者病理组织中存在多核细胞。
(4)细胞③到细胞④的过程为杂交瘤细胞的筛选,可以使用HAT选择培养基;HAT培养基中含次黄嘌呤(H)和胸腺嘧啶(T)作为补救合成原料,以及氨基蝶呤(A)阻断DNA从头合成途径(抑制二氢叶酸还原酶活性)。细胞需通过H和T在 HGPRT 和TK酶催化下合成 dATP、dGTP 等核酸前体,才能维持DNA合成。骨髓瘤细胞 :缺乏HGPRT酶,无法通过补救途径合成DNA,在氨基蝶呤存在时无法存活。B细胞(如浆细胞 ):虽具备HGPRT酶但无法体外长期增殖,最终死亡。杂交瘤细胞 :融合后同时获得HGPRT酶(来自B细胞)和TK酶(来自骨髓瘤细胞),可通过补救途径利用H、T合成DNA并无限增殖。
(5)筛选得到的杂交瘤细胞可以在小鼠腹腔或体外进行培养,因此可以从小鼠腹水或细胞培养液中可获得抗VEGF(血管内皮生长因子)人源化单克隆抗体;单克隆抗体制备技术利用骨髓瘤细胞和B细胞融合形成杂交瘤细胞,并利用筛选得到的杂交瘤细胞进行增殖获得大量的抗体,因此该技术手段的原理为细胞膜的流动性和细胞增殖。
29.(24-25高二下·四川达州普通高中·期末)研究发现,某些种类的癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA和PD-L1,如图1所示。PD-L1能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸。癌症的免疫疗法通过重新激活抗肿瘤的免疫细胞,克服肿瘤的免疫逃逸,在癌症治疗方法中取得越来越突出地位。其中,PD-1免疫疗法给许多癌症病人带来生的希望。
(1)临床上可利用抗PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗。单克隆抗体主要的优点在于________。
(2)据图1推测抗PD-1的单克隆抗体可治疗癌症的原因_______。制备该抗体时将纯化的_____注射进小鼠体内,三天后再进行一次加强免疫,然后取小鼠的脾脏细胞,用_______试剂诱导其与骨髓瘤细胞融合,用选择培养基进行筛选得到杂交瘤细胞。
(3)一段时间后,将筛选得到的杂交瘤细胞经过稀释后接种到多孔培养板上,进行抗体阳性检测,检测原理如图2。在检测时需要将PD-1蛋白固定于固相载体表面制成固相抗原,并加入多孔板培养槽中的_______(填“细胞”或“上清液”),即待测样本。加入酶标抗体后一段时间,需要用洗涤剂将未与_____结合的酶标抗体洗去,最后加入相应酶促反应底物显色,蓝色越深代表_____。
【答案】(1)特异性强、灵敏度高、可大量制备
(2) 抗PD-1的单克隆抗体与PD-1结合,阻断了PD-1与PD-L1的结合,避免了PD-L1抑制T细胞的活化 PD-1蛋白 PEG(或灭活的病毒)
(3) 上清液 抗PD-1抗体 抗PD-1抗体含量越高
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】(1)单克隆抗体最主要的优点在于能准确地识别抗原的细微差异(灵敏度高),与特定抗原发生特异性结合(特异性强),并且可以大量制备。因此,临床上可利用抗PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗,也可用于癌症的诊断。
(2)据图1推测抗PD-1的单克隆抗体可治疗癌症的原因是因为,抗PD-1的单克隆抗体与PD-1结合,阻断了PD-1与PD-L1的结合,避免了PD-L1抑制T细胞的活化,提高了免疫力。制备该抗体时将纯化的PD-1蛋白注射进小鼠体内,该蛋白作为抗原会引发特异性免疫反应,三天后再进行一次加强免疫,然后取小鼠的脾脏细胞,用PEG(或灭活的病毒)试剂诱导其与骨髓瘤细胞融合,用选择培养基进行筛选得到杂交瘤细胞,此时的杂交瘤细胞还需要进一步的筛选。
(3)一段时间后,将筛选得到的杂交瘤细胞经过稀释后接种到多孔培养板上,进行抗体阳性检测,检测原理如图2。在检测时需要将PD-1蛋白固定于固相载体表面制成固相抗原,并加入多孔板培养槽中的“上清液”,即待测样本,因为单克隆抗体是分泌蛋白,分布在上清液中,所以在固定抗原上加入多孔板培养槽中的上清液。加入酶标抗体后一段时间,需要用洗涤剂将未与抗PD-1抗体结合的酶标抗体洗去,避免造成干扰,最后加入相应酶促反应底物显色,酶标抗体可催化无色底物生成蓝色物质,PD-1蛋白与抗PD-1抗体的结合量越多颜色越深,所以加入相应酶促反应底物显色后,颜色的深浅可代表与抗PD-1抗体的量。
30.(24-25高二下·重庆第一中学校·期末)甲状旁腺激素(PTH)是一种含有84个氨基酸的多肽,是调节钙磷代谢的主要激素之一、临床上PTH被作为低钙血症等疾病的重要诊断指标。拟制备抗PTH单克隆抗体(单抗),并建立定量检测PTH的方法。
(1)人工合成PTH肽链7~25氨基酸组成的多肽(A肽)和39~84氨基酸组成的多肽(B肽),分别用A肽、B肽多次免疫小鼠。
①取小鼠脾脏细胞与骨髓瘤细胞混合,加入____诱导细胞融合,并用特定的选择培养基进行筛选。对获得的杂交瘤细胞进行____,经多次筛选获得5个能稳定分泌抗PTH单抗的细胞株。
②将5个杂交瘤细胞株分别注射到____内,一段时间后分离获得抗PTH的5种单抗,分别是对应A肽的A1,对应B肽的B1、B2、B3、B4。
(2)经抗体配对检测后,筛选出A1、B1用于定量检测PTH。将B1固定在固相载体上作为捕获抗体,用辣根过氧化物酶标记A1,建立定量检测PTH的方法(如下图)。
①据图分析,捕获抗体、酶标抗体与待测样本中PTH在结构上的关系是____。
②利用上述方法可通过检测____来测定样品中PTH的含量。
(3)研究表明,人体内除全长PTH外,还存在PTH的7~84氨基酸肽段,它与全长PTH的生物学功能完全相反。为更准确地检测血中全长PTH的含量,请对上述方法提出改进思路____。
【答案】(1) PEG/聚乙二醇/灭活病毒 克隆化培养、抗体检测 小鼠腹腔
(2) 捕获抗体和酶标抗体特异性结合于PTH 的不同位点 棕色的深浅
(3)制备针对PTH1~6氨基酸组成的多肽的单抗作为酶标抗体(或制备针对PTH1~6氨基酸组成的多肽的单抗作为捕获抗体)
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】(1)①PEG/聚乙二醇/灭活病毒可促进动物细胞的融合;单克隆抗体制备过程中,有两次筛选,其中第二次筛选是对获得的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选获得5株能稳定分泌抗PTH单抗的细胞。
②单克隆抗体制备时既可进行体内培养也可在体外培养,其中体内培养是将杂交瘤细胞株分别注射到小鼠腹腔内,一段时间后分离获得抗PTH单抗。
(2)① 据图可知,捕获抗体和酶标抗体与待测样本中PTH的关系是:捕获抗体和酶标抗体特异性结合于PTH的不同位点。
②据图可知,PTH与捕获抗体结合后,再加入酶标抗体。经洗涤并加入底物后可产生棕色底物,且在一定范围内棕色的深浅与样品中 PTH含量呈正相关,故可通过检测显色反应后棕色的深浅来测定PTH的含量。
(3)依据题干信息可知,人体内除全长PTH外,还存在PTH的7~84氨基酸肽段,它与全长PTH的生物学功能完全相反,即7~84氨基酸肽段的存在会干扰上述检测结果的准确性,故应制备针对PTH1~6氨基酸组成的多肽的单抗作为酶标抗体,避免7~84肽段的干扰。
31.(24-25高二下·辽宁沈阳高中五校联考·期末)“精准医学”是指根据每个病人的特征制定个性化治疗方案,是以个性化医疗为基础、联合基因检测技术等发展而来。已知β-淀粉样蛋白(Aβ)在脑组织内堆积会导致阿尔茨海默病。小胶质细胞是脑组织中的能够吞噬并清除Aβ的重要免疫细胞。蛋白CD22分布在小胶质细胞表面,是调控其吞噬作用的因子。研究人员利用小鼠制备了抗CD22单克隆抗体,制备流程如下图所示。回答下列问题:
(1)上述制备抗CD22单克隆抗体的正确技术流程是__________(用箭头和序号表示)。
(2)请完善以步骤②中小鼠的脾脏为材料制备含①的单细胞悬液的主要实验步骤:取小鼠脾脏组织剪碎,__________。
(3)实验中需要定期更换培养液,目的是__________(写出2点)。
(4)细胞DNA合成一般有两条途径:一是主途径,即利用培养液中的糖和氨基酸合成核苷酸,进而合成DNA,骨髓瘤细胞只有这一途径合成DNA,但氨基嘌呤可阻断这一途径;二是辅助途径,即在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下,经相应酶的催化作用合成DNA,B淋巴细胞有主途径和辅助途径两种,但不能分裂增殖。据此,请完善筛选图④细胞的实验思路:将B淋巴细胞、骨髓瘤细胞放入合适的动物细胞培养液中,并加入适量的__________及聚乙二醇(PEG)等物质,其它条件适宜。培养一段时间后,最后存活下来的、能增殖的细胞就是__________细胞。
(5)上述抗CD22单克隆抗体(单抗)作为鼠源性抗体,理论上可应用于阿尔茨海默病的治疗。但临床上,在注射前需要对其进行人源化改造,仅保留鼠源单抗的6个CDR区(抗原结合区),其他区域均替换成人抗体区段,其目的是__________。
【答案】(1)
(2)用胰蛋白酶处理分散成单个细胞,加入培养液制成细胞悬液
(3)清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害;补充细胞所需营养物质
(4) 氨基蝶呤、次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷 杂交瘤(细胞)
(5)减弱(避免)免疫排斥反应
【分析】单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,单克隆抗体制备过程中的两次筛选:第一次筛选:利用特定选择培养基筛选,获得杂交瘤细胞,即AB型细胞(A为B淋巴细胞,B为骨髓瘤细胞),不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选:利用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选,获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
【详解】(1) 单克隆抗体制备过程包括获取免疫能力的效应B细胞和骨髓瘤细胞、诱导细胞融合和筛选出杂交瘤细胞、克隆化培养和抗体检测并筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞、体外或体内培养杂交瘤细胞、获取大量单克隆抗体,因此按单克隆制备过程的顺序,用箭头把代表各图解的字母连接起来,如下图:
(2)以小鼠的脾脏为材料制备含B淋巴细胞悬液,首先取小鼠脾脏组织剪碎,后用胰蛋白酶处理,使其分散成单个细胞,再加入培养液制成单细胞悬液。
(3)实验中需要定期更换培养液,目的是清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害;补充细胞所需营养物质。
(4)骨髓瘤细胞只有主途径合成DNA——利用培养液中的糖和氨基酸合成核苷酸,进而合成DNA,而氨基蝶呤可以阻断这一途径;骨髓瘤细胞也不能利用DNA合成的辅助途径——在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷酶存在的情况下,经相应酶的催化作用合成DNA.也就是说骨髓瘤细胞在氨基蝶呤存在时,两种途径都不能使用,所以不能合成DNA,从而抑制了分裂。B淋巴细胞虽然有主途径和辅助途径合成DNA,但不能分裂增殖。只有杂交瘤细胞能利用辅助途径合成DNA,并分裂增殖。因此,在适宜的条件下,将适量的氨基蝶吟、次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷及聚乙二醇(PEG)等物质加入到培养液中,培养一段时间后,B淋巴细胞及同型融合的细胞不能增殖,骨髓瘤细胞及同型融合的细胞也不能增殖。最后存活下来的、能增殖的细胞就是杂交瘤细胞。
(5)将鼠源单抗的CDR移植至人源抗体可变区,替代人源抗体CDR,使人源抗体获得鼠源单抗的抗原结合特异性,同时减少其异源性,避免免疫排斥反应。
32.(24-25高二下·福建宁德·期末)牛支原体能引起牛肺炎、关节炎等多种疾病危害养殖业。VspX蛋白是牛支原体表面的一种脂蛋白,在牛支原体感染宿主细胞时起黏附作用。科研人员制备抗VspX单克隆抗体进行相关研究。回答下列问题:
(1)将纯化VspX蛋白作为__________注射到小鼠体内。
(2)在融合前三天,对实验小鼠加强免疫一次,目的是__________。然后取小鼠的B淋巴细胞用__________(填化学试剂)诱导与骨髓瘤细胞融合,筛选得到杂交瘤细胞。
(3)一段时间后,将杂交瘤细胞接种到96孔培养板上进行抗体检测,检测原理如图。
①在检测时,需将待测样本即96孔板培养槽中的__________(填“细胞”或“上清液”),加入到含VspX蛋白的固相载体的小孔中。
②加入酶标抗体一段时间后,需要用洗涤剂将未与__________结合的酶标抗体洗去。
③加入相应酶促反应底物显色后,蓝色的深浅可代表__________。
(4)将上述检测呈阳性的杂交瘤细胞制成细胞悬液,培养瓶中除添加一般营养物质外,还需加入__________等天然成分,并置于__________(填仪器)培养。
【答案】(1)抗原
(2) 刺激机体产生更多的B细胞 PEG
(3) 上清液 抗VspX抗体 抗VspX抗体的含量
(4) 血清 二氧化碳培养箱
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞,再通过克隆化培养和抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养杂交瘤细胞,最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】(1)将纯化VspX蛋白作为抗原注射到小鼠体内,刺激小鼠获得能产生抗VspX抗体的B淋巴细胞。
(2)在融合前三天,对实验小鼠加强免疫一次,目的是刺激机体产生更多的B细胞。然后取小鼠的B淋巴细胞用聚乙二醇(PEG)诱导与骨髓瘤细胞融合,筛选得到杂交瘤细胞。
(3)①在检测时需要将待测样本即96孔板培养槽中的上清液,加入到含VspX蛋白的固相载体的小孔中。
②加入酶标抗体一段时间后,需要用洗涤剂将未与抗VspX抗体结合的酶标抗体洗去。
③加入相应酶促反应底物显色后,颜色的深浅可代表抗VspX抗体的量,蓝色越深,说明抗VspX抗体的量越高。
(4)将上述检测呈阳性的杂交瘤细胞制成细胞悬液,培养瓶中除添加一般营养物质外,还需加入血清等天然成分,并置于二氧化碳培养箱培养。
33.(24-25高二下·江苏宿迁泗阳县·期末)人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。如图1是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图,请据图分析并回答下列问题。
(1)给小鼠多次注射HCG的目的是________,骨髓瘤细胞培养过程中,细胞生长________(填“会”或“不会”)出现接触抑制现象$
专题02 细胞工程
7大高频考点概览
考点01 植物组织培养
考点02植物体细胞杂交
考点03 植物细胞工程的应用
考点04 动物细胞培养和干细胞
考点05 动物细胞融合与单克隆抗体
考点06动物细胞核移植
考点07 胚胎工程
地 城
考点01
植物组织培养
1.(24-25高二下·吉林长春长春汽车经济技术开发区第三中学·期末)幼嫩的菊花茎段经过植物组织培养过程可以获得完整的植株,下列有关此过程的叙述,错误的是( )
A.植物激素在此过程中起调节作用
B.形成的愈伤组织细胞具有细胞的全能性
C.若发生杂菌污染则难以获得目的植株
D.此过程中不会发生细胞的增殖和分化
2.(24-25高二下·浙江丽水·期末)某研究小组对三角梅的组培快速繁殖进行了研究,结果如表所示。
流程
最佳措施或最佳培养基
①外植体的消毒
200mg/L的必洁仕
②不定芽的诱导
MS+1.0 mg/L6-BA+0.1mg/LNAA
③不定芽的增殖
MS+2.0 mg/L6-BA+0.1mg/LNAA
④不定芽的生根
1/2MS+2.0mg/LIAA
注:不定芽是由茎段切口间接分化出的芽;1/2MS是将大量元素、微量元素和有机成分的浓度减半的MS培养基。
下列叙述错误的是( )
A.流程①需考虑必洁仕的浓度和处理时间
B.与流程②相比,流程③高浓度的6-BA有利于不定芽的增殖培养
C.与流程③相比,流程④适当降低培养基浓度有利于不定芽的生根
D.整个实验的组培过程没有经历脱分化形成愈伤组织阶段
3.(24-25高二下·福建福州福清·期末)消毒、灭菌是生物学实验中常见的操作。下列有关说法正确的是( )
A.常用的灭菌方法有干热灭菌法、灼烧灭菌法、高压蒸汽灭菌法
B.在100℃煮沸5-6min,可以对培养皿等玻璃器材进行灭菌
C.用接种环接种时,取菌种前和接种后都需将接种环进行干热灭菌
D.植物组织培养时,外植体用酒精消毒后立即用次氯酸钠溶液处理
4.(24-25高二下·云南保山·期末)兰花珍稀品种的扩大种植中,研究人员通过控制生长素与细胞分裂素的浓度比值,调控试管苗的发育。下列叙述错误的是( )
A.兰花茎段消毒需依次用10%次氯酸钠和70%酒精处理
B.愈伤组织再分化的过程中先诱导生芽再诱导生根
C.培养瓶应允许CO2和O2交换,同时滤除微生物
D.先诱导生芽有利于尽早启动光合自养和降低污染风险
5.(24-25高二下·北京丰台区·期末)下列实验操作中,正确的是( )
A.检测还原糖时,先向待测样液中加入斐林试剂甲液,混匀后滴加少量乙液
B.黑藻叶片既可用于观察细胞质的流动,也可用于探究植物细胞的吸水和失水
C.酵母菌的纯培养实验中,平板划线时最后一次的划线必须与第一次的划线相连
D.植物的组织培养过程要保证严格无菌环境,外植体、培养基、培养瓶均需灭菌
6.(24-25高二下·四川南充·期末)下图为烟草植物组织培养的流程。下列叙述正确的是( )
A.过程①获取的烟草根组织块可直接用无菌水冲洗
B.过程②接种时应注意外植体的房间。并给予光照
C.过程③④为再分化,每日需要给予适当时间和强度的光照
D.配制MS培养基时,加入葡萄糖为外植体提供碳源和能量
7.(24-25高二下·山东日照五莲县五莲县第一中学·期末)冠瘿组织培养是利用转基因技术,将根癌农杆菌的 T - DNA 插入植物细胞核基因组,利用 T - DNA 自有的生长素合成基因和细胞分裂素合成基因合成相关激素的植物组织培养过程。该组织具有生长迅速、不分化、次生代谢物含量高等特点。下列叙述正确的是( )
A.诱导愈伤组织的过程为暗培养,培养后期需适度光照促进细胞光合作用
B.培养时一般不需添加外源激素冠瘿组织即可保持增殖状态
C.通过提高培养基中激素的比例,将冠瘿组织培养成转基因植株
D.利用该技术可获得初生代谢物
8.(24-25高二下·北京通州区·期末)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。辣椒素的获得途径如图。以下叙述不正确的是( )
A.用湿热灭菌法处理外植体和培养基
B.①和②分别表示脱分化和再分化过程
C.果实细胞的基因型与外植体基因型相同
D.组织培养的培养基中需要加入植物激素
9.(24-25高二下·福建福州福清·期末)培养胡萝卜根组织可获得试管苗,获得试管苗的过程如图所示。有关叙述错误的是( )
A.可以通过该技术保持植物优良品种的遗传性
B.步骤⑥要进行光照培养,诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用
C.从步骤⑤到步骤⑥需要更新培养基,主要原因是培养基中营养物质不足
D.步骤②的原则是能杀死材料表面的微生物,又要减少消毒剂对细胞的伤害
10.(24-25高二下·江西景德镇·期末)景德镇的辣椒炒肉被黄渤称为“这辈子吃到过最好吃的辣椒炒肉”。辣椒中的辣椒素是这道菜中的重要成分之一,辣椒素可通过下图途径获得,下列说法正确的是( )
A.细胞分离获得单细胞及其后续过程对社会、经济和环境保护具有重要意义
B.步骤②促进生根过程中,细胞分裂素用量与生长素用量的比值应大于1
C.植物组织培养的培养基中不需要加入有机营养物质
D.外植体消毒时,先用次氯酸钠溶液处理后再用酒精消毒
11.(24-25高二下·云南昆明普通高中·期末)某科研团队欲培育云南“高原瑰宝”——可食用抗病暴红玫瑰,将其用于石漠化区域生态修复,工作流程见下图,下列叙述错误的是( )
A.每天需对过程A和过程B进行适当时间和强度的光照
B.形成试管苗的过程B和过程C需使用不同培养基
C.过程C和过程D都存在基因的选择性表达
D.过程D离将幼苗移植到消过毒的蛭石等环境中长壮后再进行过程E
12.(24-25高二下·吉林普通高中友好学校联合体·期末)“白雪公主”草莓被誉为“水果皇后”,具有广阔的市场前景和较高的经济价值。草莓是无性繁殖的植物,感染病毒后容易传染给后代。病毒在草莓体内逐年积累,会导致产量降低,品质变差。如图是育种工作者选育高品质“白雪公主”草莓的过程。下列叙述正确的是( )
草莓→外植体→无病毒草莓苗
A.获得外植体时需要用纤维素酶和果胶酶处理草莓植株
B.培育无病毒草莓苗时不用控制培养基中植物激素的比例
C.选用茎尖做外植体是因为其含病毒极少甚至不含病毒
D.常需要用95%的酒精对愈伤组织消毒后再诱导其再分化
13.(24-25高二下·北京海淀区·期末)紫杉醇存在于红豆杉属植物体内,具有较强抗癌作用。为保护野生红豆杉资源,科研人员用下图所示方法提取紫杉醇。下列相关叙述正确的是( )
红豆杉外植体→①→愈伤组织→②→单个细胞→③→高产细胞群→提取→紫杉醇
A.过程①需使生长素比例远高于细胞分裂素
B.过程①②都需在光照条件下培养
C.过程②③需接种到固体培养基上培养
D.过程①②③未体现红豆杉细胞的全能性
14.(24-25高二下·山西吕梁·期末)MS培养基中添加不同比例的细胞分裂素(CTK)和生长素(IAA)可调控愈伤组织的分化方向。某科研团队进行菊花茎尖组织培养的部分流程为:①外植体消毒→②接种到诱导培养基(含CTK2.0mg/L、IAA0.2mg/L)→→③转接到分化培养基(含CTK0.5mg/L、IAA1.5mg/L)→④生根培养→移栽。①~④表示操作步骤,下列叙述正确的是( )
A.①中应使用95%酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒
B.②中CTK/IAA比值为10的培养基主要作用是促进外植体脱分化形成愈伤组织
C.CTK/IAA比值高利于愈伤组织分化出根,CTK/IAA比值低利于愈伤组织分化出芽
D.试管苗需先在培养箱生长几日,再移植到消毒后的蛭石或珍珠岩环境,最后才移栽入土
15.(24-25高二下·青海海南州·期末)兰花的自然繁殖率极低,科研人员欲利用植物组织培养的方法快速繁殖兰花,以满足市场需求。下列叙述错误的是( )
A.最好选择分生组织作为植物组织培养的外植体
B.离体的组织细胞形成愈伤组织的过程为脱分化过程
C.诱导愈伤组织期间一般不需要进行光照
D.部分组织细胞能培养成完整兰花植株的原因是细胞中基因的选择性表达
16.(24-25高二下·江西·期末)植物组织培养技术常用于大量繁殖花卉植物,其过程如下图所示,①②③④表示过程,mn表示各过程培养基中生长素与细胞分裂素的比值。下列叙述错误的是( )
A.愈伤组织全能性高,宜选用作为外植体
B.①②③过程m的大小关系为m3>m1>m2
C.① - ②过程除培养基中m不同外,其他培养条件也有差异
D.选取不同部位细胞经上述培养,获得植株基因型都相同
17.(24-25高二下·四川眉山眉山县级学校·期末)潘灯玉露是最具代表性的软叶类多肉植物,因其叶片晶莹剔透等特点,深受广大植 物爱好者青睐。但因潘灯玉露生长速度缓慢、分生能力有限,难以在短时间内大量 取得无性繁殖材料。为进一步满足市场对潘灯玉露的大量需求,某实验团队利用植物微型繁殖技术对其进行繁殖,下表为外源激素对脱分化的影响的相关数据。下列叙述正确的是( )
外源激素对胚性愈伤脱分化的影响
剂量/mg/L
6-BA=0.00
6-BA=0.05
6-BA=0.10
6-BA=0.50
6-BA=1.00
诱导脱分化率/%
NAA=0.10
6.7
26.7
53.3
66.7
40.0
A.选取无病虫害的潘灯玉露叶片为外植体,并用酒精、次氯酸钠溶液对其进行灭菌
B.再分化需给予适当光照并按需调整培养基中植物激素等物质的用量
C.配制0.10 mg/mLNAA+0.10 g/mL6-BA的MS培养基诱导脱分化的效果最好
D.完成分化的试管苗在培养箱内生长几日即可移栽入土
二、多选题
18.(24-25高二下·山东济南·期末)科研人员利用茶树(2n=30)的花药培养出茶树植株。下列说法正确的是( )
A.形成愈伤组织是脱分化的过程,未发生基因的选择性表达
B.在一定的激素和营养等条件下,离体的花药可再分化为愈伤组织
C.茶树花药愈伤组织诱导过程中一般不需要给予光照条件
D.用一定方法处理花药愈伤组织,使其染色体数目加倍,可获得纯合体茶树植株
19.(24-25高二下·江苏镇江六校等校联考·期末)植物组织培养技术常用于商业化生产;其过程一般为:无菌培养物的建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述正确的是( )
A.为获得无菌培养物,外植体要消毒处理后才可接种培养
B.组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成,直接形成胚状体等结构
C.提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值,有利于诱导生根
D.用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异
20.(24-25高二下·湖南娄底部分普通高中·期末)甘薯具有自交不育和杂交不亲和性,这使甘薯生产和育种存在诸多难以解决的问题。下列有关植物细胞工程的说法,不合理的是( )
A.利用植物组织培养技术可以高效快速地实现种苗的大量繁殖
B.利用培养的愈伤组织进行诱变育种,可以显著提高基因突变率,定向获得有用的突变体
C.利用原生质体的融合实现体细胞杂交,可以克服杂交不亲和的障碍,充分利用遗传资源
D.利用茎尖分生组织培育脱毒苗,能使植株具备抗病毒的能力,同时使产品质量得到提高
21.(24-25高二下·河北衡水枣强县枣强中学·期末)下列关于“菊花的组织培养”实验的叙述,正确的是( )
A.实验材料和用具都要灭菌,接种器械采用干热灭菌法灭菌
B.在酒精灯火焰旁,将整个外植体全部插入培养基进行接种
C.脱分化期间一般不需要光照,再分化过程需给予适当光照
D.获得的愈伤组织先转接到生芽培养基再转接到生根培养基
1.(24-25高二下·福建泉州南安第一中学·期末)利用青霉菌产生青霉素需要持续性提供高氧环境。透明颤菌含有血红蛋白,其携氧能力很强,可适应低氧环境。科学家们设计了以下方案来得到无需在高氧环境下生产青霉素的杂种菌株(如下图)。下列相关叙述正确的是( )地 城
考点02
植物体细胞杂交
A.①和②是用纤维素酶和果胶酶处理
B.③处理采用的方法是灭活病毒诱导法
C.④处理所用培养基缺乏甲硫氨酸和精氨酸
D.④处理得到的杂种菌株一定是适应低氧环境的
2.(24-25高二下·甘肃天水·期末)为培养无籽柑橘,研究者设计了如图所示的流程。下列叙述错误的是( )
A.酶解细胞壁之前,需要对柑橘外植体进行消毒处理
B.步骤①去除细胞壁有利于柑橘体细胞杂交
C.步骤②依据的原理是细胞膜的流动性
D.步骤④得到的三倍体植株是一个全新的物种
3.(24-25高二下·辽宁丹东·期末)植物甲抗旱、抗病能力强,植物乙结实性好。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,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.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的技术
B.过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合
C.杂种细胞需要再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
D.植物丙的细胞中具有来自植物甲和植物乙的两个细胞核
4.(24-25高二下·江苏镇江六校等校联考·期末)下图表示用草木樨状黄芪(2n=32)和木本霸王(2n=22)培育抗盐新品种的过程。下列叙述错误的是( )
A.过程①需要使用的酶是胰蛋白酶
B.灭活病毒不能诱导过程②中A和B的融合
C.过程②处理后得到的两两融合原生质体类型可能有3种
D.经过过程④所得到的愈伤组织细胞中含有四个染色体组
5.(24-25高二下·北京丰台区·期末)板蓝根和油菜是两个物种,研究者利用植物体细胞杂交技术培育了携带板蓝根染色体的新品种油菜。相关叙述错误的是( )
A.板蓝根和油菜之间存在生殖隔离
B.体细胞杂交之前,必须先对母本去雄
C.融合后得到的杂种细胞需诱导成愈伤组织
D.培育新品种油菜的过程能体现植物细胞的全能性
6.(24-25高二下·湖北襄阳·期末)下图为利用某种低产耐盐植物甲(4N=64)和高产不耐盐植物乙(2N=18),培育高产耐盐植物丙的过程。下列叙述正确的是( )
A.①处理常用纤维素酶和胶原蛋白质酶
B.经筛选获得的杂种细胞中含有41条染色体
C.过程②和③的培养基中生长素与细胞分裂素的比例相同
D.试管苗丙可在消过毒的珍珠岩中长壮后再移栽入土
7.(24-25高二下·安徽芜湖·期末)某杂种植株的获取过程如图所示,下列有关分析正确的是( )
A.叶片经消毒后需用流水多次冲洗,以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用
B.图示②过程通过抽真空处理使酶溶液渗入细胞间隙,提高酶解效率
C.④过程常采用电融合法、聚乙二醇和灭活的病毒等诱导原生质体融合
D.经④过程获得的杂种细胞经鉴定和筛选后进行植物组培,即可获得目标杂种植株
8.(24-25高二下·广东江门·期末)科研人员运用植物体细胞杂交技术实现了抗病毒板蓝根(2n=38)和传统油菜(2n=14)的远缘杂交,成功获得了“菘油1号”板蓝根青菜。下列分析错误的是( )
A.聚乙二醇溶液可以促进原生质体融合
B.融合后的原生质体均含有52条染色体
C.脱分化、再分化均需添加细胞分裂素和生长素
D.与传统油菜相比“菘油1号”板蓝根青菜具有抗病毒特性
9.(24-25高二下·新疆乌鲁木齐天山区新疆实验中学·期末)我国科研团队利用普通柑橘培育出了无籽柑橘,具体操作流程如下图所示,N代表一个染色体组。下列叙述错误的是( )
A.为防止杂菌污染,融合甲、乙原生质体时应置于无菌水中操作
B.原生质体的活性、甲和乙原生质体的比例都会影响融合成功率
C.用纤维素酶和果胶酶处理柑橘甲细胞、柑橘乙细胞可获得原生质体
D.诱导融合细胞发育为无籽柑橘植株的过程利用了植物细胞的全能性
10.(24-25高二下·山东东营·期末)IVF杂交系统是一种先进的植物杂交技术,通过在体外环境中对植物的配子(精子和卵细胞)进行操作。该系统在克服生殖障碍、创造新型杂交植物以及拓展遗传资源方面具有重要意义。以下是小麦和水稻的IVF杂交过程。下列说法正确的是( )
A.配子融合之前需要将处理好的细胞放在低渗溶液中培养
B.可以用PEG融合法或灭活病毒诱导法促进配子融合
C.植株再生过程中使用细胞分裂素和生长素比值为1的培养基可促进生根
D.该过程所得后代的细胞质遗传物质来源于小麦和水稻
11.(24-25高二下·浙江宁波·期末)花椰菜(2n=18)是人们喜爱的蔬菜,种植时容易遭受病菌侵害,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性。科研人员分别取紫罗兰叶肉细胞和花椰菜胚轴细胞,利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜-紫罗兰杂种植株,如图所示,其中①、②分别表示去除细胞壁、人工诱导融合过程。下列叙述正确的是( )
A.①过程处理后获得原生质层
B.②过程仅获得一种融合细胞
C.取植物的胚轴细胞进行培育,有利于获得抗毒苗
D.培育花椰菜-紫罗兰杂种植株,体现了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
12.(24-25高二下·贵州六盘水·期末)如图表示利用植株A、B培育植株甲、乙、丙的过程,下列说法错误的是( )
A.植物激素中生长素和细胞分裂素是启动②、④过程的关键激素
B.过程③常用射线处理,处理后培养即可大量获得所需的突变体植株甲
C.利用愈伤组织分裂能力强等特点,可实现细胞产物的工厂化生产
D.培育植株丙利用的技术,可打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
13.(24-25高二下·河南许昌·期末)下图是利用甲(耐盐,染色体数2n = 32)、乙(高产,染色体数2n = 48)两种植物的优势,通过植物体细胞杂交培育高产耐盐杂种植株的流程。下列相关叙述错误的是( )
A.过程a可以用纤维素酶和果胶酶处理,获得两种原生质体
B.b是杂种细胞,染色体数理论为80条,但实际可能因丢失而少于80条
C.在培养c的过程中应先诱导生根再进一步诱导生芽形成试管苗
D.进行d选择时要将植株种在高盐环境中,属于个体水平的检测筛选
14.(24-25高二下·河南三门峡·期末)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,过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.过程②用PEG诱导原生质体融合和细胞壁再生,杂种细胞含有亲本的2个细胞核
B.过程①用纤维素酶和果胶酶处理时间的差异,可能与两亲本细胞壁结构差异有关
C.过程④一般不需要光照,脱分化形成的愈伤组织是不定形的薄壁组织团块
D.过程④和⑤的培养基中添加生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例有差异
15.(24-25高二下·广西崇左部分学校·期末)某科研团队将菘蓝(常用中药植物,其根叫板蓝根,RR,2n=14)与甘蓝型油菜(AABB,4n=38)的体细胞杂交,最终培育出“菘油1号”,其口感脆甜,同时还具有一定的抗病毒特性。培育“菘油1号”的大致流程如图所示,其中A、B、R表示3个不同的染色体组。下列叙述正确的是( )
A.严格控制过程①的酶解时间,避免酶催化组成细胞膜的物质分解
B.过程②的融合过程需要在等渗溶液中进行,以保证原生质体的形态
C.杂种细胞再生出细胞壁的过程需要中心体、线粒体等细胞器的参与
D.“菘油1号”成熟叶肉细胞所含的染色体组数是12
16.(24-25高二下·青海西宁大通县·期末)如图是利用甲、乙两种植物的各自优势,通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列有关叙述错误的是( )
A.进行a处理能用胰蛋白酶
B.b是诱导融合后得到的杂种细胞
C.c是培养后得到的具有耐盐性状的幼芽
D.进行d选择时要将整个植株种在耐盐环境中
17.(24-25高二下·山西吕梁·期末)某科研团队利用植物体细胞杂交技术培育抗盐碱新品种,将番茄(2n=24)与碱蓬(2n=18)的原生质体融合,经筛选获得杂种细胞。融合过程中部分染色体会随机丢失,且杂种细胞需满足番茄与碱蓬的染色体均至少保留1条才能存活并分化。下列分析错误的是( )
A.若杂种细胞内观察到42条染色体,可能是23条番茄染色体和19条碱蓬染色体
B.利用PEG诱导原生质体融合时,高Ca2+—高pH溶液处理可提高融合效率
C.可通过观察根尖分生区细胞内染色体数目、形态,初步鉴定杂种细胞的种类
D.杂种细胞中番茄染色体仅剩余控制光合作用的关键染色体,该细胞也可存活并分化
18.(24-25高二下·福建厦门·期末)羊肚菌是公认的珍稀食用菌之一. 为提高羊肚菌产量,研究人员将细胞质失活的梯棱羊肚菌原生质体和核DNA 失活的黄色羊肚菌原生质体进行融合,获得杂种细胞,最终选育出高产稳产的羊肚菌新品种 F.下列叙述错误的是( )
A.进行羊肚菌细胞融合前需用酶去除细胞壁
B.观察融合细胞能否再生可初步筛选出杂种细胞
C.新品种 F的遗传物质主要来自于梯棱羊肚菌
D.培育羊肚菌新品种依据的原理是染色体数目变异
19.(24-25高二下·湖南娄底部分普通高中·期末)科学家发现,蜗牛消化道提取液可用来处理植物细胞的细胞壁,从而得到原生质体便于进行植物体细胞杂交等操作。下列有关说法错误的是( )
A.蜗牛消化道提取液可能含有纤维素酶和果胶酶,可用来去除植物的细胞壁
B.处理后获得的原生质体可用秋水仙素进行诱导融合
C.融合后的杂种细胞可直接分裂形成愈伤组织
D.原生质体融合体现了细胞膜的流动性
20.(24-25高二下·江苏东台·期末)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育出营养丰富、高产、高抗的优质猕猴桃新品种,其过程如下图所示。下列叙述错误的有( )
A.过程I脱分化时没有基因的选择性表达
B.过程Ⅱ用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C.过程Ⅲ形成的融合原生质体含三个染色体组
D.过程IV融合产生的原生质体可通过观察有无叶绿体来筛选
21.(24-25高二下·湖南雅礼中学·期末)下图为农作物新品种的育种方式,下列说法错误的是( )
A.①过程要用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁,体现酶的专一性
B.筛选出的杂种细胞含有两个细胞的遗传物质,所以体细胞杂交属于有性生殖
C.②过程表示脱分化,需提供无机营养成分、有机营养成分和植物激素等
D.③过程应将愈伤组织先转移到生长素与细胞分裂素比例高的生芽培养基上培养,待长出芽后,再将其转接到比例低的生根培养基上培养
22.(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)如图所示为利用植物体细胞杂交技术培育杂种植株的流程图。下列叙述正确的是( )
A.制备A、B原生质体时需使用纤维素酶和果胶酶
B.融合的原生质体应当具有红色、绿色两种荧光标记
C.过程②中细胞内活动较旺盛的结构是溶酶体和线粒体
D.该过程依据的原理有细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
23.(24-25高二下·河北沧州·期末)科研人员利用野生型清水紫花苜蓿(2n=32)和里奥百脉根(2n=12)为材料培育抗鼓胀病的新型牧草,主要流程如图。下列叙述正确的是( )
A.用酶解法获得原生质体,需控制处理时间,以免酶分解、破坏细胞膜
B.①过程用R-6G和IOA分别处理原生质体,可使未融合的原生质体以及相同细胞的融合体失活而不能生成愈伤组织
C.②过程使细胞失去了特有的结构和功能,形成不定形的薄壁组织块
D.图示技术可克服远缘杂交不亲和的障碍,其原理是基因重组
24.(24-25高二下·吉林长春外五县·期末)野生大豆(A)具有耐盐碱特性,栽培大豆(B)具有产量高的优势。研究人员通过植物细胞工程技术培育兼具野生大豆和栽培大豆特性的优良植株,实验流程如图。在进行“处理1”时,可使用蜗牛消化道提取液。下列叙述正确的是( )
A.推测蜗牛消化道提取液中可能含有纤维素酶、果胶酶
B.“甲→乙”过程和“乙→试管苗”过程不需要更换培养基
C.通过高Ca2+-高pH诱导形成的甲细胞具有全能性
D.“乙→目的植株”的培养过程应在一定浓度的高盐碱环境下进行
25.(24-25高二下·吉林白城洮南第一中学·期末)甲品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状,另一远缘植物乙的细胞质中存在抗除草剂基因,欲将乙细胞质中的抗性基因引入甲中。下列相关叙述正确的是( )
A.操作过程中生物材料、培养基、培养环境都要严格灭菌
B.过程a中取顶芽细胞进行体细胞杂交有利于获得脱毒苗
C.过程b中可以用物理法或化学法诱导原生质体融合
D.过程c中只有活性部位互补的融合细胞才可以正常生长
26.(24-25高二下·内蒙古巴彦淖尔·期末)为培育耐盐高产大豆新品种,利用滩涂耐盐大豆和普通高产大豆进行体细胞杂交,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.①过程需要用纤维素酶和果胶酶处理,以去除细胞壁
B.②过程用病毒诱导等方法进行诱导,可得到3种两两融合的细胞
C.④过程为脱分化,形成的愈伤组织为不定形的薄壁组织团块
D.④⑤过程中,细胞分裂方式都是有丝分裂,且都需要光照
27.(24-25高二下·河北雄安新区部分学校·期末)科研人员利用野生型清水紫花苜蓿(2n=32)和里奥百脉根(2n=12)为材料培育抗鼓胀病的新型牧草,主要流程如图。下列叙述正确的是( )
A.用酶解法获得原生质体,需控制处理时间,以免酶分解、破坏细胞膜
B.①过程用R-6G和IOA分别处理原生质体,可使未融合的原生质体以及相同细胞的融合体失活而不能生成愈伤组织
C.②过程使细胞失去了特有的结构和功能,形成不定形的薄壁组织块
D.图示技术可克服远缘杂交不亲和的障碍,其原理是基因重组
28.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期末)枸杞是一味传统中药,野生黑果枸杞富含花青素,且抗逆性强,但比人工种植的宁夏枸杞个体小、产量低。研究人员尝试利用不对称植物体细胞杂交技术将野生黑果枸杞的抗逆性状转移到宁夏枸杞中。
(1)愈伤组织细胞生长旺盛,是制备原生质体的良好材料。在特定的培养条件下,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,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)不对称植物体细胞杂交操作过程如下:
①先用_______处理黑果枸杞细胞和宁夏枸杞细胞获得原生质体,再对黑果枸杞原生质体进行辐射处理,使其细胞核中的染色体部分断裂,用药物处理宁夏枸杞原生质体,使其细胞质中的某些酶失活,两种原生质体都失去分裂能力。
②用化学诱导剂_____诱导原生质体融合,培养体系中只有两种不同枸杞的融合原生质体可分裂形成再生愈伤组织,且该过程需要在培养液中加入一定量的渗透压缓冲物质,目的是_______。
(3)研究人员对3种愈伤组织的同工酶进行检测。(同工酶是功能相同,但酶本身的分子结构、理化性质等方面有所不同的一组酶。)
①将提取的愈伤组织蛋白质进行电泳,在电场的作用下,不同大小和电荷的蛋白质会以不同的速度向正极或负极移动,进而得到蛋白电泳图谱。电泳后的凝胶浸泡在淀粉、KI和H2O2混合溶液中,已知KI遇O2生成I2,一段时间后过氧化氢酶所在部位显色,如下图所示。显色条带为______色,显色深浅由酶的_______决定。
②结果显示融合原生质体再生愈伤组织中缺乏来自______的部分过氧化氢同工酶,原因可能是_____。
(4)将融合愈伤组织进一步培养可获得多株杂种植株,和传统杂交技术相比,植物体细胞杂交技术的优点是_____。
29.(24-25高二下·新疆乌鲁木齐101中学·期末)利用植物体细胞杂交技术可培育新的作物品种。科学家尝试将番茄和马铃薯杂交,希望培育出地上结番茄、地下长马铃薯的“超级作物”。操作流程见下图,请回答下列问题:
(1)处理A使用的物质为_________。诱导原生质体融合常用的方法是__________。
(2)由杂种细胞到形成番茄—马铃薯杂种植株的过程利用了__________技术,其中在诱导愈伤组织生芽的培养基中需要添加_______(填激素名称)。
(3)与传统育种技术相比,利用植物体细胞杂交技术育种的优点主要是______。
30.(24-25高二下·陕西渭南临渭区·期末)育种工作者利用番茄(2N)和马铃薯(4N)进行体细胞杂交,获得了“番茄一马铃薯”杂种植株,实验过程如图所示,遗憾的是该杂种植株并非是想象中的地上长番茄、地下结马铃薯的“超级作物”。
(1)材料中所用到的植物体细胞杂交技术的原理是_____。
(2)图中①步骤所示植物细胞用_______除去细胞壁,分离出有活力的原生质体。
(3)由杂种细胞培育成试管苗,需要经过细胞的④______和⑤_______过程。
(4)利用马铃薯和番茄的_____进行离体培养得到单倍体植株,然后取单倍体植株细胞进行体细胞杂交,再用______处理之后也可得到可育的“番茄一马铃薯”杂种植株。
(5)通常情况下,番茄和马铃薯有性杂交是不能成功的,原因是______。
31.(24-25高二下·湖南衡阳衡南县第一中学·期末)某种细菌感染植物后可导致植物死亡,甲植物的细胞核基因具有抗该种细菌感染的效应,乙植物的细胞质基因具有高产效应。为获得具备优良特性的杂种植株,某研究人员进行了如下实验,①~④表示相关过程或操作。回答下列问题:
(1)过程①可用_______酶去除细胞壁获得原生质体。从细胞结构的角度分析,对甲原生质体A1和乙原生质体B1进行“失活处理”的部分分别是_______。
(2)过程②可代表人工诱导原生质体融合,常用的化学方法是_______。
(3)过程③称为_______,过程③诱导形成愈伤组织一般_______(填“需要”或“不需要”)光照。如下表表示不同浓度的2,4-D和6-BA组合对杂种细胞形成愈伤组织的影响(诱导率),据表分析诱导杂种细胞形成愈伤组织的最佳激素配比浓度为_______。
处理
激素浓度(mg/L)
诱导率/%
2,4-D
6-BA
1
3.0
0
52.1±2.2
2
5.0
0
55.2±2.1
3
3.0
0.1
42.4±1.9
4
5.0
0.1
46.9±2.0
5
7.0
0.1
38.6±1.4
6
3.0
0.34
43.7±2.8
32.(24-25高二下·黑龙江牡丹江第二高级中学·期末)科学家用植物体细胞杂交技术,将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合,成功地培育出了“番茄——马铃薯”杂种植株,培育过程如图所示,其中①~⑤表示过程,a~f 表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题:
(1)在植物体细胞杂交技术中,过程①常用_________处理植物细胞以除去细胞壁。
(2)过程②依据的生物学原理是________。
(3)与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器是________。
(4)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,依据的原理是_________,其中过程④表示________过程。
33.(24-25高二下·陕西西安新城区·期末)四倍体的紫花苜蓿被誉为“牧草之王”,但易造成家畜胀病;二倍体的百脉根因富含缩合单宁,饲喂时可防止家畜胀病的发生。研究人员设计了下列技术路线,以期获得抗胀病的新型苜蓿。请分析回答下列问题:
(1)据图可知,该研究过程所使用的生物技术有_______和植物组织培养,植物组织培养应用的原理是_______。
(2)在进行植物体细胞杂交时,步骤①可采用化学法进行诱导,化学法除聚乙二醇融合法外,还有_______法等。
(3)步骤③先将生长良好的愈伤组织转接到相关诱导培养基上培养,通常应在培养基中加入生长素和细胞分裂素,这两种激素的用量比例会影响细胞的发育方向,当生长素与细胞分裂素用量比值适中时,促进愈伤组织;当生长素与细胞分裂素用量比值小于1时,有利于________的分化。
(4)通过该生物技术得到的杂种植株为________倍体。该杂种植株是否可育,并简要阐述理由:_______。与传统的杂交育种相比,该育种方式的突出优点是_______。
(5)该再生植株并未获得预期的遗传性状,其中的原因可能是_______。
34.(24-25高二下·湖南娄底部分普通高中·期末)非洲狼尾草光合效率高,为培育高光合效率的水稻新品种,研究人员将粳稻与非洲狼尾草的原生质体融合并培育出杂种幼苗,如图1。研究人员同时开展了不同浓度的聚乙二醇(PEG)对原生质体融合率的影响实验(已知PEG浓度较高时对细胞具有毒害作用),实验结果如图2所示(异源融合率是指不同种的原生质体发生融合的概率)。回答下列问题:
(1)原生质体融合完成的标志是______,④过程与动物细胞培养相比不需要加入______,⑤过程是再分化,其实质是______。和传统杂交技术相比,植物体细胞杂交技术的优点是______。
(2)在进行原生质体融合前,需______,方法是______。诱导粳稻与非洲狼尾草的原生质体融合的方法除用PEG处理外,还有______(答两点)等具体方法。实现原生质体融合的细胞学基础是______。
(3)分析图2能够得出不同PEG浓度下同源融合率均______(填“大于”“小于”或“等于”)异源融合率。若想要进一步确定诱导粳稻与非洲狼尾草原生质体融合的最佳PEG浓度,实验思路是:__________。
(4)已知非洲狼尾草正常体细胞内有m条染色体,粳稻正常体细胞内有n条染色体,则融合后形成的杂种细胞经诱导可形成________组织团块,这称为愈伤组织,进一步培育成“非洲狼尾草—粳稻”植物新品种,其体细胞有丝分裂后期有______条染色体。
35.(24-25高二下·陕西西安西咸新区·期末)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,技术流程如图1所示。请分析回答下列问题:
(1)如图1,过程①可利用______去除细胞壁获得原生质体。分别加入IOA和R-6G钝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_______过程⑥中,愈伤组织经过_______(填“脱分化”或“再分化”)后,进而发育成再生植株。
(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激素组合_______。
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
不使用激素
原生质体中转入过量表达GAUT基因载体
________
2
________
3
原生质体中不转入GAUT基因
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
上表实验是否能够达成完整验证推测的目的?请简述理由:________。
1.(24-25高二下·河南天一大联考·期末)紫杉醇是一种天然的化疗药物,可以通过诱导细胞周期停滞来抑制癌细胞的增殖。天然紫杉醇主要从红豆杉的树皮和树叶中提取,但产量有限。目前科学家利用植物细胞培养技术来大量获得紫杉醇,如图所示。下列有关说法正确的是( )地 城
考点03
植物细胞工程的应用
A.紫杉醇是一种小分子物质,是红豆杉基本生命活动所必需的物质
B.该过程属于发酵工程,需在无菌条件下对植物细胞大规模培养
C.①过程为脱分化,该过程中已分化的细胞转变成未分化细胞
D.②③过程经历了再分化,需要在固体培养基上培养
2.(24-25高二下·福建漳州第一中学·期末)下列有关植物细胞工程应用的叙述,正确的是( )
A.可从花药离体培养获得玉米幼苗中直接选择出优良品种
B.应用植物组织培养技术获得的脱毒苗具有抗病毒能力
C.原生质体人工诱变的变异频率小于植物个体水平诱变的变异频率
D.由愈伤组织培养到幼苗的过程需要光照,以诱导叶绿素的形成
3.(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)红豆杉因其次生代谢物紫杉醇的高抗癌活性而倍受关注。先用红豆杉外植体获得愈伤组织,然后利用植物细胞培养可获得紫杉醇。下列叙述错误的是( )
A.外植体需先后用体积分数为50%的乙醇、次氯酸钠消毒
B.由红豆杉不同部位获得的愈伤组织基因型不一定相同
C.红豆杉的幼嫩茎段比成年老枝更易诱导产生愈伤组织
D.利用该方法获得紫杉醇优于从红豆杉树皮中直接提取
4.(24-25高二下·湖北武汉武昌区·期末)紫杉醇是一种高效抗癌药物,工厂化生产时,先诱导红豆杉外植体形成愈伤组织,再进行细胞悬浮培养获得紫杉醇,加入诱导剂水杨酸可显著提高产量。下列叙述错误的是( )
A.红豆杉顶端幼嫩的茎叶适合用作外植体
B.诱导愈伤组织时需加入2,4-D和赤霉素
C.悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团
D.水杨酸可能通过调节红豆杉次生代谢途径提高紫杉醇合成速率
5.(24-25高二下·山东东营·期末)贯叶金丝桃特定组织中的贯叶金丝桃素具有抗菌、抗炎的特性,可通过细胞产物工厂化大量生产。下列说法正确的是( )
A.用70%的酒精对贯叶金丝桃外植体消毒30min然后立即用无菌水冲洗2~3次
B.切割外植体用的器械可以酒精浸泡后直接使用但培养基必须要高压蒸汽灭菌
C.诱导贯叶金丝桃愈伤组织过程中要置于18~22℃的培养箱中避光培养
D.细胞产物工厂化生产需要将愈伤组织培养到植株阶段
6.(24-25高二下·贵州安顺·期末)甜叶菊是一种菊科多年生草本植物,其次生代谢产物甜菊糖苷常作为用糖行业中蔗糖的替代品。甜叶菊种子小,发芽率低,种子繁殖遗传性状不稳定,生产上常用植物组织培养技术提高甜叶菊的繁殖效率。下列叙述正确的是( )
A.植物组织培养的基本步骤是“取材-培养-消毒-生根-出芽-移栽”
B.若要工厂化生产甜菊糖,将外植体培养至愈伤组织阶段即可
C.若提高生长素和细胞分裂素的比值,能促进甜叶菊芽的分化
D.诱导愈伤组织形成期间需要给予适宜强度的光照,促进叶绿素的合成
7.(24-25高二下·安徽黄山·期末)下图是利用A、B两种植物的各自优势,通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列相关叙述正确的是( )
A.可利用纤维素酶和胰蛋白酶去除细胞壁来获得原生质体
B.融合的原生质体再生出细胞壁的过程与高尔基体无关
C.生长素和细胞分裂素是启动细胞融合、脱分化和再分化的关键激素
D.要将移栽后的植株种植在高盐环境中再选择出所需的目的植株
8.(24-25高二下·黑龙江大庆萨尔图区大庆东风中学·期末)许多植物病毒的衣壳蛋白和酶系统在高温(35~45°C)下会发生变性。在通过植物组织培养生产切花菊脱毒苗的过程中,常取高温处理后的切花菊茎尖分生区为外植体。下列叙述错误的是( )
A.高温处理后的外植体接种前不需再进行消毒处理
B.高温处理的主要目的是使组织中的病毒失去活性
C.选取茎尖分生区为外植体是因为其中病毒含量低
D.再分化过程中生芽等阶段需在有光的条件下进行
9.(24-25高二下·辽宁朝阳建平县·期末)人参生长缓慢、种植年限长,其主要药理活性物质为人参皂苷。科研人员欲设计某种生物反应器以实现人参不定根的大规模生产。下列叙述正确的是( )
A.人参皂苷是人参生长发育所必需的次生代谢物
B.上述过程涉及植物组织培养和体细胞杂交技术
C.细胞分裂素与生长素浓度比值低利于根的分化
D.培养不定根不需要在严格的无菌条件下进行
10.(24-25高二下·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)紫杉醇是一种从红豆杉树皮中提取的生物活性物质,目前已在临床中广泛应用于乳腺癌等疾病的治疗。植物细胞工程是生产紫杉醇的关键技术手段,为选育高产细胞系,某研究小组以南方红豆杉的不同外植体为材料进行悬浮培养实验,其结果如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.紫杉醇属于植物的次生代谢物,其产量低,应选择高产细胞进行培养
B.利用植物细胞工程技术生产紫杉醇时需要培养得到完整植株
C.实验结果表明,应选择茎段来源的红豆杉细胞,培养到5-6代提取紫杉醇
D.进行培养时,培养基中需要加入生长素、细胞分裂素
11.(24-25高二下·陕西西安西咸新区·期末)植物在栽培过程中易受到病毒侵染,造成品质退化。某科研小组利用已感染菊花矮化类病毒(CSVd)和菊花B病毒(CVB)的菊花为实验材料,采取不同形式对植物进行脱毒,测得茎尖诱导分化成活率和脱毒效果如表。下列说法错误的是( )
脱毒方法
样本存活率(%)
脱CSVd率(%)
脱CVB率(%)
茎尖分生组织培养
77
20.78
44.16
热处理结合茎尖培养
71
36.62
63.38
抗病毒药物处理结合茎尖培养
71
46.48
49.30
A.不同脱毒处理方法对于样本存活率没有影响
B.热处理和抗病毒药物处理都可以提高脱毒效果
C.只脱除CVB时,可选择热处理结合茎尖培养
D.脱毒苗移栽入土前需移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中
12.(24-25高二下·辽宁丹东·期末)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,辣椒素的获得途径如图所示。下列叙述错误的是( )
A.若要培养脱毒苗,可用辣椒的茎尖经脱分化、再分化过程获得
B.过程①需先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体
C.过程②中生根与生芽所需的生长素与细胞分裂素的比例不同
D.辣椒素不是生物生长所必需的产物,属于细胞的次生代谢物
13.(24-25高二下·江西萍乡·期末)甘草是中医使用最多的药材之一,当其生长到某个特定时期可从中提取黄酮,黄酮具有抗衰老、抗炎等作用。有同学提出利用现代生物技术生产黄酮的两条技术路径,如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.黄酮是一种初级代谢物,是甘草在整个生命过程中都必需具备的物质
B.两条路径中均需要对外植体进行灭菌处理,并在酒精灯火焰旁进行接种可减少污染
C.路径一中①、②过程分别表示脱分化、再分化,该过程中需要每日给予适当时间和强度的光照
D.路径二中的③使用的培养基是液体培养基,且该路径不占用耕地,几乎不受季节、天气等限制
14.(24-25高二下·四川眉山·期末)百合栽培过程中易受病毒侵染,造成品质退化。某研究小组尝试通过组织培养技术获得脱毒苗,操作流程如下图。下列叙述正确的是( )
A.从百合剪取的分生区细胞处于未分化状态,利于愈伤组织的形成
B.分生区细胞分裂能力强,是选做外植体培育脱毒苗的主要原因
C.剪取的分生区需要用纤维素酶和果胶酶进行处理后才能接种
D.在①②过程中用射线辐射处理可筛选培育品质更好的脱毒苗
15.(24-25高二下·四川绵阳·期末)植物体在干旱、虫害或微生物侵害等胁迫过程中会产生一类防御物质,这类物质属于次生代谢物。植物细胞培养过程中,次生代谢物(X)的产生与其细胞生长的关系模型可分为三类,如下图所示。下列说法错误的是( )
A.若次生代谢物X随着细胞生长过程不断产生,则X的产生符合图甲
B.若次生代谢物X在细胞生长停止后才能产生,则X的产生符合图丙
C.将微生物菌体或其产物加入植物细胞培养基中,可提高目标细胞的X产量
D.次生代谢物是植物生长所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
16.(24-25高二下·天津滨海新区·期末)红豆杉是濒危植物,其树皮产生的紫杉醇对癌症有一定的疗效。下图是植物组织培养和细胞培养的流程图,图中②为愈伤组织,通过B过程可最终产生新的植株。通过C过程可产生大量细胞。下列相关叙述中错误的是( )
A.A过程是脱分化,该过程中细胞中增殖的方式是有丝分裂
B.B是再分化,此过程的实质是基因的选择性表达
C.紫杉醇属于初生代谢物,可以从⑤中获取
D.培养⑤一般采用液体培养基,有利于细胞的增殖
17.(24-25高二下·广西百色·期末)紫杉醇是一种从红豆杉树皮中分离提纯的天然抗癌药物,但野生红豆杉是濒危植物,这种方法不利于对它们的保护。我国科学家经过多年研究,利用植物细胞工程技术筛选出了高产紫杉醇的细胞,获取途径如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.红豆杉根尖组织经过①过程后,细胞失去其原特有的结构和功能
B.②过程是再分化,可以用液体培养基进行悬浮培养获得单个细胞
C.单个细胞经过③过程形成高产细胞群体现了植物细胞具有全能性
D.利用促进细胞生长的培养条件,可提高单个细胞中紫杉醇的含量
18.(24-25高二下·河北沧州·期末)下图是利用番茄(2n=24)花粉培育植物体的过程,有关叙述正确的是( )
A.组织培养过程中,在愈伤组织阶段进行诱变处理产生抗旱新物种的可能性最大
B.最终培育出的植物体是单倍体植株,植株弱小且高度不育
C.培育幼苗时,一般是先诱导芽的生成,再诱导根的形成
D.培育成幼苗的过程中不需要更换培养基
19.(24-25高二下·江西上进联考·期末)水母雪莲细胞合成的紫檀芪具有抗癌价值,但野生资源有限。科研人员建立细胞悬浮体系,采用“两阶段法”生产:第一阶段在黑暗、摇瓶中培养以积累细胞生物量;第二阶段将细胞转入光照生物反应器,并添加茉莉酸甲酯以提升紫檀芪合成能力。下列推测或叙述错误的是( )
A.第一阶段黑暗培养可减少能量损耗,利于细胞快速增殖
B.第二阶段的光照主要作为环境信号激活紫檀芪合成途径
C.茉莉酸甲酯通过促进细胞分裂增加产紫檀芪的细胞数量
D.紫檀芪属于初生代谢产物,两阶段法有助于规模化生产
20.(24-25高二下·河北沧州泊头文宇中学·期末)榴莲是一种热带果树,果肉营养丰富,有“水果之王”的美称,其可通过种子繁殖,也可借助植物组织培养技术进行培育。通过后者培育榴莲时,常取顶芽作为外植体。为提高愈伤组织的诱导成功率,研究人员用含不同激素类似物配比的培养基进行培养,结果如下表所示。下列分析正确的是( )
细胞分裂素/(mg·L-1)
2,4-D/(mg·L-1)
愈伤组织形成比例
0.0
0.0
0.20±0.12
0.1
0.1
0.56±0.11
0.3
0.3
0.56±0.11
0.5
0.5
0.89±0.11
1.0
1.0
0.89±0.11
2.0
0.67±0.07
3.0
0.78±0.1
4.0
0.93±0.07
5.0
0.22±0.11
6.0
0.11±0.11
A.采用种子繁殖的后代性状多样,容易导致果实品质良莠不齐
B.进行植物组织培养时,取顶芽进行诱导有利于获得脱毒苗
C.表中最适合诱导愈伤组织形成的组合是1.0 mg·L-1细胞分裂素和4.0mg·L-12,4-D
D.该实验可证明细胞分裂素和2,4-D对诱导愈伤组织的形成具有协同作用
21.(24-25高二下·辽宁葫芦岛·期末)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。辣椒素的获得途径如图。下列表述不正确的是( )
A.可以用植物的茎段作为外植体,外植体插入培养基时方向可以颠倒
B.诱导愈伤组织的培养基中需要添加无机盐、维生素、蔗糖等,并置于黑暗中培养
C.获得脱毒苗常用的外植体是植物的茎尖,脱毒苗具有更强的抗病毒能力
D.通过高产细胞系获得辣椒素的过程体现了细胞的全能性
22.(24-25高二下·江西抚州·期末)与常规栽培技术相比,利用植物细胞培养进行药用代谢产物的生产具有显著的优越性,根据不同的需求可以采用下图所示不同的技术流程。相关叙述错误的是( )
A.将目标产物合成途径中的关键酶基因导入悬浮细胞,可用花粉管通道法
B.培养体系2生产药用代谢产物主要是利用促进细胞生长条件,提高单个细胞中代谢产物的含量
C.需用适宜浓度的盐酸和酒精混合后对外植体消毒
D.细胞悬浮培养的主要原理是细胞的有丝分裂
23.(24-25高二下·吉林长春长春汽车经济技术开发区第三中学·期末)对于下图所示育种方法的说法不正确的是( )
A.①④方向所示的途径依据的原理是基因突变
B.⑤过程一般发生在生殖细胞中才具有遗传性
C.③、⑦过程都要用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
D.⑦过程所示的育种方法依据的原理是基因重组
24.(24-25高二下·江苏宿迁泗阳县·期末)植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素,设计了以下实验流程和培养装置(如图),请同学们进行评议。下列评议合理的是( )
A.实验流程中应该用纤维素酶、果胶酶等处理愈伤组织,制备悬浮细胞
B.装置中的充气管应置于液面上方,该管可同时作为排气管
C.装置充气口需要增设无菌滤器,用于防止杂菌污染培养液
D.细胞培养需要适宜的温度,装置需增设温度监测和控制设备
25.(24-25高二下·辽宁五校联考·期末)番茄红素在食品业应用广泛。某兴趣小组尝试利用植物细胞悬浮技术培养胡萝卜细胞来获取,实验流程和培养装置如图。下列有关叙述正确的是( )
A.悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团
B.通过加料口来保证培养液中营养物质处于较高浓度
C.充气口增设无菌过滤器,加料口加入原料要灭菌处理
D.增设温度监测和控制设备以维持装置适宜温度
26.(24-25高二下·江西九师联盟·期末)稀有人参皂苷是原型人参皂苷的代谢产物,活性更高,更容易被人体吸收利用,已经被证明具有抗肿瘤、抗炎和增强免疫力的作用。科研人员利用人参茎尖进行育苗和提取稀有人参皂苷,过程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.人参皂苷和蛋白质都是人参生长和生存所必需的初生代谢物
B.过程①为脱分化过程,植物激素会诱导细胞基因的选择性表达
C.过程②为再分化过程,该过程可能会发生基因突变或染色体变异
D.工厂化细胞培养提高了单个人参细胞中稀有人参皂苷的含量
27.(24-25高二下·山东枣庄·期末)青蒿素是从黄花蒿中提取的次生代谢物。研究人员在对黄花蒿进行组织培养时,发现愈伤组织中没有青蒿素,而再分化形成的芽和苗中均能检测到青蒿素。某研究小组构建了黄花蒿细胞与BY2细胞(一种增殖能力很强的植物细胞)的杂种细胞,通过大规模培养大大提高了青蒿素的生产效率。下列叙述错误的是( )
A.愈伤组织再分化可以合成青蒿素,青蒿素是黄花蒿生长所必需的
B.杂种细胞大规模培养的过程中体现了细胞的全能性
C.再生出细胞壁的融合细胞需要筛选才可以用于大规模生产
D.杂种细胞大规模培养与诱导形成愈伤组织使用的培养基成分相同
28.(24-25高二下·江西·期末)水母雪莲细胞合成的紫檀芪有抗癌价值,但野生资源有限。科研人员建立细胞悬浮体系,采用“两阶段法”生产:第一阶段在黑暗、摇瓶中培养以积累细胞生物量;第二阶段将细胞转入光照生物反应器,并添加茉莉酸甲酯以提升紫檀芪合成能力。下列推测或叙述错误的是( )
A.第一阶段黑暗培养可减少能量损耗,利于细胞快速增殖
B.第二阶段的光照主要作为环境信号激活紫檀芪合成途径
C.茉莉酸甲酯通过促进细胞分裂增加紫檀芪的细胞数量
D.繁殖体用于初生代谢产物,两阶段法有助于规模化生产
29.(24-25高二下·福建漳州第一中学·期末)紫杉醇是珍稀植物红豆杉体内的一种次生代谢物。图1表示利用植物细胞工程生产紫杉醇的两条技术路线,其中①②③表示过程。请回答下列问题:
(1)技术路线1利用的原理为_______;①过程为_______过程,①、②过程的关键激素是_______。③过程需用________酶处理后再制成细胞悬液进行培养。
(2)早期,人们认为紫杉醇是通过抑制癌细胞的分裂来发挥抗癌作用的。为探究紫杉醇的抗癌机制,研究人员用标准剂量的紫杉醇对乳腺癌患者进行治疗,观测患者乳腺癌细胞的分裂情况,结果如图2.图示结果_______(填“支持”或“不支持”)人们早期认知,理由是_______。
(3)研究发现紫杉醇能诱导细胞分裂中多极纺锤体的形成。为证实癌细胞对紫杉醇敏感性增强是由多极纺锤体增加引起的,研究人员设计三组实验:甲组为乳腺癌细胞悬液+紫杉醇;乙组为乳腺癌细胞悬液+紫杉醇+CW-069(能增加多极纺锤体);丙组为乳腺癌细胞悬液+紫杉醇+逆转素(能减少多极纺锤体)。在适宜条件下培养一段时间后,检测各组多极纺锤体癌细胞比例及癌细胞死亡率。上述三组中,实验组是_________组,预期结果是_______。
30.(24-25高二下·四川南充·期末)甲植物(2n=18)具有由核基因控制的多种优良性状,远缘植物乙(4n=32)的细胞质中存在抗除草剂基因,科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗除草剂性状的优良品种丙,途径如图所示。已知X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体功能,丙烯酸异辛酯(IOA)处理会使线粒体失活,但不影响细胞分裂。回答下列问题:
(1)过程①常用酶解法去除细胞壁,利用的酶是________。
(2)过程②的方法基本可以分为两大类,即________。细胞融合成功的标志是________。在细胞融合体系中,未融合的细胞不能形成愈伤组织,原因是________。
(3)过程⑤一般需要两种培养基,二者在成分上主要的不同之处是________。
(4)与其他育种方式相比,植物体细胞杂交的突出优点是________。
31.(24-25高二下·内蒙古赤峰·期末)某科研团队尝试利用植物体细胞杂交技术培育抗盐碱的番茄新品种(普通番茄和野生耐盐碱番茄均是二倍体生物)。以下是他们的实验流程模式图。回答下列问题:
(1)在进行体细胞杂交之前,去除细胞壁,获得原生质体。制备原生质体的过程不能在无菌水中进行,这是为了防止______。
(2)诱导②过程的化学法包括聚乙二醇融合法和______融合法等。④过程是______,即失去其特有的______,转变成未分化的细胞,进而形成愈伤组织后经再分化形成芽、根等器官。这两个过程中______是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的______等都会影响植物细胞的发育方向。
(3)上述过程中利用的技术除了植物体细胞杂交技术外,还有______技术。植株G是______倍体植物,获得植物体G的原理是______。植株G的优点是______。
32.(24-25高二下·吉林长春外五县·期末)人参是名贵的中药材,利用植物组织培养技术可实现人参的快速繁殖,流程如图1所示。人参皂苷是人参的主要活性成分,科研人员诱导人参根与胡萝卜根细胞进行细胞融合并产生愈伤组织,通过植物细胞培养以提高人参皂苷的产量,流程如图2所示。回答下列问题:
(1)图1中,接种的植物组织细胞主要是分生区细胞,选择该类细胞的优点是_____。愈伤组织是已经分化的细胞经过脱分化转变成未分化细胞进而形成的_____。过程③和④的实质是____,植物激素中______的浓度和比例等都会影响植物的发育方向。
(2)制备图2中的a和b需要的酶是____,a和b融合完成的标志是_____。图2中将细胞c培养至图1中的_____(填结构名称)即可。
(3)利用图1中的培养方法不仅可以达到快速繁殖的目的,还能进行作物脱毒培养。作物脱毒培养一般采取茎尖作为培养材料,原因是_____。
33.(24-25高二下·河北石家庄辛集·期末)某研究小组利用品种1和品种2两个鸢尾属远缘种作为亲本,通过植物体细胞杂交技术,培育出了结实率高、观赏性更好和适应性更强的品种3。回答下列问题:
(1)该研究应用了植物组织培养和原生质体融合技术,植物组织培养技术的理论基础是____。实验过程中可用____处理获得原生质体,诱导植物原生质体融合时常用到的物理方法有____(答出1种)。
(2)科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记品种1和品种2的原生质体膜上的蛋白质,在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察,根据细胞膜表面荧光的不同可观察到____种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况),当观察到融合细胞的表面____时可判断该原生质体是由品种1和品种2融合而成的。
(3)植物体细胞杂交技术的关键环节是过程____(填序号)。从过程④到过程⑤需要更换新的培养基,原因是____(答出1点)。
(4)研究人员利用离体培养的品种1细胞生产细胞产物。为了筛选出高产细胞,研究者常用诱变的方法处理____细胞,该细胞团一直处于不断增殖状态,在诱变因素下容易产生突变。
34.(24-25高二下·四川眉山仁寿县·期末)如图为科学家利用番茄叶细胞和马铃薯叶细胞杂交培育“番茄一马铃薯”植株的过程,回答下列问题。
(1)培育番茄-马铃薯杂种植株依据的生物学原理包括________。此过程用到的植物细胞工程的基本技术是________。
(2)过程②可以使原生质体融合的化学法包括________(写出2个即可)等,原生质体融合完成的标志是________。
(3)从过程④到过程⑤需要更换新的培养基,原因是________。
(4)百脉根富含单宁,单宁不是百脉生长和生存所必需的产物,属于________代谢物,在植物体内含量很低,化学合成困难。单宁具有收敛止血、抗氧化、抗菌等作用被用于各类产品,可利用________技术工厂化生产单宁。该方法需要将百脉细胞诱导成________,再筛选出稳定高产单宁的细胞进行培养。
35.(24-25高二下·吉林长春第六中学·期末)下图是植物组织培养的过程,试据图回答相关问题:
(1)用于植物组织培养的材料叫做外植体,外植体是指________。在植物组织培养过程中,选择幼嫩的器官、组织用于接种的原因是______。
(2)①②分别是___________过程,启动①②的关键激素是________。
(3)在植物组织培养过程中,要进行一系列的消毒、灭菌,且要求无菌操作的目的是_____,且有些杂菌会危害培养物的生长。配制的MS培养基通常用______(工具)进行湿热灭菌。
(4)组织培养得到的试管苗是非常幼嫩的植株,这样的试管苗一般要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,其目的是_______,以保证移植到大田能顺利成活。
(5)植物细胞培养技术是工厂化生产相关代谢产物的一条有效途径,在生产中通常要培养到______阶段。与传统的从植物体内提取相比,工厂化生产细胞产物的突出优点是_________(答出1点)。
36.(24-25高二下·重庆渝中区重庆巴蜀中学校·期末)天山雪莲生长环境严酷,野生资源稀少,其含有的萜类化合物具有抗炎、抗氧化等功效,目前常通过植物细胞工程进行培养,具体过程如图所示,其中的数字代表处理或生理过程。请回答下列相关问题:
(1)①表示外植体接种,接种前通常需对外植体用______(填两种试剂名称)进行消毒处理。
(2)②③过程中影响植物细胞发育方向的关键因素是______,其中通常需要光照的是______(填序号)过程,光照的作用是______。
(3)图中④过程,相较以幼苗为实验材料,选择______作为实验材料的优点是培养细胞处于不断增殖状态,易受诱变因素影响而突变,得到的诱变体数目更多。⑤过程诱导原生质体融合的化学方法除了图中的PEG法外还有______。⑥过程表示细胞产物的工厂化生产,萜类化合物______(填“是”或“不是”)天山雪莲基本生命活动所必需的产物。
1.(24-25高二下·河北邯郸复兴中学·期末)动物细胞培养与植物细胞培养的主要区别是( )地 城
考点04
动物细胞培养和干细胞
A.动物细胞培养,培养基的成分与植物的不同
B.动物细胞培养是单个细胞培养而植物不是
C.动物细胞培养可以传代培养而植物不能
D.动物细胞培养中可发生遗传物质的改变而植物不能
2.(24-25高二下·四川广安加德中学·期末)“细胞培养肉”是利用体外培养动物细胞的方式来获得构成肌肉组织的细胞,再经收集、塑形、食品化加工等过程制备可供食用的肉类制品。下列叙述错误的是( )
A.用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理组织可获得分散肌肉母细胞
B.往生物反应器中充入CO2的主要作用是维持培养液的pH
C.生物反应器中的支架可为细胞贴壁生长提供更多贴附空间
D.肌肉母细胞的原代培养是指肌肉母细胞的第一次细胞增殖
3.(24-25高二下·河北沧州·期末)在治疗大面积烧伤时,通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植,为解决病人自身健康皮肤有限的问题,科学家通过细胞工程培养构建人造皮肤,从而为患者进行治疗。下列说法错误的是( )
A.培养患者健康皮肤细胞时需在培养基中加入血清
B.皮肤细胞培养时所需的气体环境为95%的空气和5%的CO2
C.在培养瓶中可以观察到皮肤细胞有贴壁生长和接触抑制的特点
D.取贴壁生长的皮肤细胞直接用离心法收集后进行传代培养
4.(24-25高二下·河南周口商水县·期末)科学家将Oct3/4、Sox2、c-Myc和KLf4基因通过逆转录病毒转入小鼠分化成熟的成纤维细胞中,然后在ES细胞培养基上培养这些细胞,2~3周后,这些细胞表现出ES细胞的特征,它们被称为iPS细胞。下列说法正确的是( )
A.成纤维细胞也就是胚胎干细胞,其具有全能性
B.培养细胞时需要提供95%O2和5%CO2的混合气体
C.该技术可以避免免疫排斥,并降低肿瘤发生的风险
D.逆转录病毒在该技术中作为载体与其感染性和整合性有关
5.(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)研究小组准备对某种动物的正常肝细胞进行培养。下列叙述正确的是( )
A.可用胃蛋白酶处理肝组织以制备肝细胞悬液
B.该细胞在原代培养时通常会出现接触抑制现象
C.为保证细胞培养所需的无毒环境,需添加大量抗生素
D.恒温培养时CO2浓度维持在5%左右主要是为了促进细胞呼吸
6.(24-25高二下·吉林白山五校·期末)如图为实验小鼠皮肤组织进行细胞培养的过程,下列叙述中正确的是( )
A.乙过程对皮肤组织可用胃蛋白酶处理
B.丙过程为原代培养,遗传物质一定不变
C.丁过程中某些细胞可能会无限增殖
D.动物细胞培养体现了动物细胞的全能性
7.(24-25高二下·吉林长春外五县·期末)青光眼是一种以视网膜神经节细胞(RGC)死亡为特征的不可逆性致盲眼病。研究表明间充质干细胞(MSC)在视网膜神经损伤修复中发挥重要作用,可以抑制视神经细胞凋亡,促进其修复和再生。下列叙述正确的是( )
A.MSC分裂、分化过程中,基因的种类发生了变化
B.培养干细胞过程中,需要密封培养瓶瓶口以防污染
C.诱导MSC产生RGC,有望恢复失明青光眼患者的视力
D.培养干细胞所用的试剂和器具均需要进行高压蒸汽灭菌
8.(24-25高二下·甘肃武威·期末)科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞获得诱导多能干细胞(iPS细胞),iPS细胞能增殖分化为多种组织细胞,可用于某些疾病的治疗。下列有关叙述正确的是( )
A.干细胞就是从胚胎中分离提取的细胞
B.造血干细胞分化程度低于iPS细胞,且具有组织特异性
C.成纤维细胞转化为iPS细胞,可通过直接将特定蛋白导入细胞中实现
D.获得iPS细胞的过程中,细胞的遗传物质一定不变
9.(24-25高二下·河南许昌·期末)动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。体外培养的动物细胞可以分为两大类:一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖;另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖。下列相关说法错误的是( )
A.动物细胞培养的适宜温度通常为(36.5±0.5)℃
B.用于培养动物细胞的培养基通常需加入血清
C.进行动物细胞培养时可用胃蛋白酶分散组织细胞
D.两类方法培养的细胞出现分裂受阻的原因不完全相同
10.(24-25高二下·海南直辖县级行政单位定安县部分学校·期末)干细胞在临床医学上有着广泛的应用前景,也面临许多挑战。下列有关叙述错误的是( )
A.诱导多能干细胞的应用前景优于胚胎干细胞
B.不同类型的干细胞,它们的分化潜能是相同的
C.可以直接将特定蛋白导入已分化的T细胞中获得iPS细胞
D.由iPS细胞产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用
11.(24-25高二下·甘肃白银部分学校·期末)胚胎干细胞(简称ES细胞)是可以分化为成年动物体内的任何一种类型细胞的干细胞,存在于早期胚胎中。生物学上常以小鼠ES细胞为材料,通过定向诱导获得多种功能细胞。下列叙述错误的是( )
A.随着细胞分化程度的增加,细胞表达全能性的能力逐渐减弱
B.若将ES细胞诱导分化成肝脏细胞,则可说明ES细胞具有全能性
C.为减少排异反应,可诱导患者自身干细胞分化成真皮细胞,用于治疗皮肤烧伤
D.体外培养过程中,若贴壁细胞出现接触抑制现象,则可用胰蛋白酶进行处理
12.(24-25高二下·陕西西安西咸新区·期末)类器官是具有一定空间结构的组织类似物,能够在结构和功能上模拟真实器官。研究者通过对结膜细胞培养并加入相关基因,使其诱导成为多能干细胞(iPS细胞),并模拟胚胎发育,逐步形成特定的类器官。如图是人类结膜细胞培养成第一个人结膜类器官的示意图。下列叙述正确的是( )
A.结膜细胞的遗传物质与iPS细胞是完全相同的
B.将结膜细胞培养成人结膜类器官的过程中细胞一直是高度分化的
C.进行iPS细胞培养时应控制适宜的温度,并充入纯氧保证细胞呼吸
D.上述过程中iPS细胞可以分化形成结膜类器官,不足以说明其具有全能性
13.(24-25高二下·贵州遵义区县一中·期末)开发新型药物时往往需要大量的动物细胞进行相关的实验,动物细胞培养是动物细胞工程的基础,下列叙述正确的是( )
A.收集动物细胞需要胰蛋白酶处理后再离心处理
B.培养已免疫的B淋巴细胞可以得到单克隆抗体
C.动物细胞培养时需要添加血清和一定量的激素
D.动物细胞培养过程中,细胞进行的是有丝分裂
14.(24-25高二下·福建福州福清·期末)细胞培养肉技术是一种新型食品合成生物技术,其合成过程是先将肌肉干细胞从肌肉组织中分离出来,随后在体外大规模培养细胞获得肌肉、脂肪等组织,再经加工得肉类食品。下列说法不正确的是( )
A.宜用胰蛋白酶处理肌肉组织得到分散的肌肉干细胞
B.体外大规模培养细胞时,培养箱中通入5%CO2和95%O2
C.肌肉干细胞属于成体干细胞,具有组织特异性,不能发育成完整个体
D.培养过程中需要定期更换培养液,避免代谢产物积累对细胞造成危害
15.(24-25高二下·北京丰台区·期末)某次动物细胞培养时,调控pH的CO₂耗尽,培养基由初始的淡红色转为黄色。据此推测,使培养基呈淡红色的是( )
A.酸碱指示剂 B.氨基酸 C.血清 D.糖类
16.(24-25高二下·湖北黄冈·期末)科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞获得诱导多能干细胞(iPS细胞),iPS细胞在治疗阿尔兹海默症、心血管疾病等领域均具有重要的应用价值,其技术路线如图所示。下列叙述正确的是( )
A.将iPS细胞用于临床治疗,可能存在导致肿瘤发生的风险
B.iPS细胞分化成的多种细胞中核酸完全相同,蛋白质不完全相同
C.为了使iPS细胞增殖,可将其置于含和的气体环境中培养
D.用iPS细胞培育出人体需要的器官用来移植治病,需要激发细胞的全能性
17.(24-25高二下·吉林长春东北师范大学附属中学·期末)下列关于制备和培养iPS 细胞的叙述正确的是( )
A.应在含95%空气和5%CO2的恒温培养箱中进行培养;CO2的作用是促进细胞呼吸
B.培养过程中可通过定期更换培养液创造无菌无毒环境
C.可将特定基因或蛋白导入成纤维细胞中来诱导形成iPS 细胞.
D.诱导形成iPS 细胞的实质是基因的选择性表达,使其功能趋向于专门化
18.(24-25高二下·广西百色·期末)科学家尝试用培养的人体细胞构建组织、器官用于临床器官移植,目前已经成功获得了人造皮肤和膀胱。下列叙述错误的是( )
A.培养皮肤细胞的培养液中需加入干扰素以抑制杂菌的生长
B.人体细胞传代培养时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集
C.培养人造膀胱过程中,需定期更换培养液以便清除代谢产物
D.用患者的皮肤细胞制备人造皮肤,可降低移植后的排斥反应
19.(24-25高二下·河南开封·期末)Transwell实验可模拟肿瘤细胞侵袭过程。将待测肿瘤细胞置于装有无血清培养液的上室中,下室为有血清培养液,上下层培养液以一层具有一定孔径的聚碳酸酯膜(孔径小于肿瘤细胞)分隔开,培养一段时间后,通过计数下室中的肿瘤细胞数即可反映细胞的侵袭能力,装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.需要将培养室置于含95%CO2+5%空气的培养箱中
B.肿瘤细胞能迁移至下室,与细胞膜的功能特性有关
C.有血清培养液中可能含有诱导肿瘤细胞迁移的因子
D.肿瘤细胞的培养会出现细胞贴壁和接触抑制的现象
20.(24-25高二下·江苏宿迁泗阳县·期末)下图为科研人员利用多能干细胞(iPS细胞)培养多种细胞的相关流程。下列叙述正确的是( )
A.重编辑过程提高了体细胞的分化程度和分裂能力
B.过程①体现了动物细胞的全能性
C.过程②中需导入不同的基因诱导分化形成不同的组织
D.使用iPS细胞治疗疾病可避免移植器官不足和伦理等问题
21.(24-25高二下·黑龙江龙东十校联盟·期末)在培养液中单独培养ES细胞时,ES细胞容易发生分化,科研人员设计如下实验解决此类问题。图一是培养小鼠胚胎成纤维细胞(MEF细胞)的示意图,图二是在用MEF细胞制成的饲养层上培养胚胎干细胞(ES细胞)的示意图。
有关说法正确的是( )
A.图一所示,制备细胞悬液时,常用胃蛋白酶来消化剪碎的组织块
B.当MEF细胞分裂生长到细胞表面相互接触时就停止分裂
C.ES细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织器官中
D.结合图二可推知MEF细胞可抑制ES细胞分化
22.(24-25高二下·河北沧州·期末)下列关于生物工程的叙述,错误的是( )
A.提取酵母菌中的单细胞蛋白并将其添加在动物饲料中可提高饲料的品质
B.将含指示剂的凝胶载样缓冲液与PCR产物混合后注入加样孔可指示电泳进程
C.利用植物细胞全能性原理进行的细胞产物工厂化生产不受季节、天气的限制
D.正常造血干细胞移植到病人体内可治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病
23.(24-25高二下·内蒙古巴彦淖尔·期末)小鼠成纤维细胞的培养过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.步骤①常选用老年小鼠来获取组织细胞
B.步骤②一般要向悬浮液中加入血清等成分
C.步骤③细胞会出现相互接触现象导致分裂停止
D.步骤④中贴壁细胞常直接用离心法收集
24.(24-25高二下·河北NT20名校联合体·期末)诱导多能干细胞(iPS细胞)增殖分化后可形成多种组织细胞,用于多种疾病的治疗。某研究团队诱导iPS细胞分化得到椎间盘中心组织,移植给老鼠后成功实现了组织再生,此项研究有望应用于治疗腰痛。下列有关说法错误的是( )
A.用iPS细胞培养出椎间盘中心组织,体现了iPS细胞具有全能性
B.造血干细胞和iPS细胞的分化程度不同
C.借助载体将特定基因导入细胞中,直接将特定蛋白导入细胞中或者利用小分子化合物等来诱导可形成iPS细胞
D.干细胞的研究可用于治疗很多疾病,有不涉及伦理和道德问题等优点
25.(24-25高二下·河北·期末)对胚胎干细胞进行培养时,细胞贴壁生长至接触抑制时,需分瓶进行传代培养,实验操作过程如下图。下列叙述正确的是( )
A.步骤①吸除培养液后加消化液的目的只是使细胞与细胞分离
B.步骤②吸除消化液后再加培养液可终止消化并对细胞进行稀释
C.步骤①②的间隔时间过长会导致细胞受损,时间太短会导致消化不足
D.步骤③前用离心法收集细胞,然后将收集的细胞制成细胞悬液再分瓶培养
26.(24-25高二下·福建福州马尾一中等六校·期末)流程图是生物学研究中模型构建的一种表现形式。回答下列问题。
(1)半夏是我国常用的传统中药材,经过Ⅰ、Ⅱ阶段产生半夏试管苗C.
①在Ⅰ、Ⅱ阶段中发生基因选择性表达的是________阶段, A、B细胞中的蛋白质种类_________ (填“完全不”或“不完全”或“完全”)相同。
②若要培育半夏新品种,常常用射线、化学物质等处理图中的________ (填“A”或“B”或“C”), 原因是_____。
(2)科研人员已成功将Ⅱ型糖尿病病人的体细胞经重编程后诱导成iPS细胞,并定向分化为胰岛组织回植患者体内,科学家普遍认为 iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞,原因是____。(答一点即可)
(3)上述流程是否可以表示动物细胞培养技术的流程_________(填“是”或“否”),说明理由:_________。
27.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期末)毛发再生取决于毛囊干细胞的活性,而正常生长的毛发保持黑色是由于毛囊底部的黑色素细胞不断合成黑色素,黑色素细胞由黑色素干细胞(McSC)增殖分化而来。
研究发现,毛发的生长周期包括生长期、退化期和休止期(毛发脱落),在毛发的生长期初期,MeSC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TA细胞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。
(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1条即可)。
(2)综合文中内容,完善MCSC在毛发生长周期中的生命历程_______(在实线框中以文字和箭头的形式做答)。
(3)研究人员据此提出大胆假设,指McSC可来源于________,这有别于以往对成体干细胞的认知。
(4)随着年龄增长或受外界刺激,MCSC逐渐耗竭或功能失调,导致黑色素生成减少,头发变白。诱导多能干细胞(iPS细胞)技术为白发再生提供了理论可能,其治疗思路为:从患者体内获取的体细胞,用______处理形成单个细胞进行细胞培养,转入______诱导其重新编程为iPS细胞,再诱导iPS细胞分化为MCSC,体外扩增后,将MCSC注射到毛囊中并产生功能性黑色素细胞,最终产生黑色素,从而重新着色白发。但iPS细胞具有多能性,用它进行治疗可能存在_____风险。
28.(24-25高二下·山东德州·期末)人诱导多能干细胞(hiPSCs)是通过将特定转录因子导入成熟细胞中,使其重新编程为类似ES细胞的多能性干细胞。将hiPSCs诱导分化为内皮细胞的三个阶段如图,其中CHIR、BMP4、FGF2、VEGF为定向诱导分化因子。
(1)与使用外源ES细胞相比,利用患者体细胞诱导得到的hiPSCs细胞治疗某些疾病时具有的优势有________(写出两点)。在诱导hiPSCs细胞分裂分化的过程中,需在培养液中加入________等一些天然成分,同时需提供一定的气体环境,其中的主要作用是________。
(2)内皮细胞的形成过程受细胞中Wnt信号通路的调控。研究发现,组蛋白去乙酰化酶5(HDAC5)的表达在内皮细胞形成中有显著变化,为研究Wnt信号通路与HDAC5表达的关系,研究者利用CHIR(Wnt信号通路激活剂)和IWP-2(Wnt通路抑制剂)进行了相关实验,将各组表达的HDAC5进行电泳,结果如下。据此分析,Wnt信号通路与HDAC5表达的关系是________。
(3)为进一步确定HDAC5在内皮细胞形成三个阶段中的作用,研究者将HDAC5抑制剂BML210分别加入三个阶段的培养基中,检测三个阶段分化的标志物BraT、CD31、CD144的表达量,结果如下图。据此分析,HDAC5对内皮细胞分化的三个阶段的作用是________。
(4)根据HDAC5的作用分析,其对三个阶段的调控作用机理可能为________。
29.(24-25高二下·新疆喀什疏附县·期末)回答下列有关动物细胞工程的问题:
(1)在动物细胞培养时,将细胞所需的营养物质按其种类和所需量严格配制。通常在培养基中还需要加入适量______等一些天然成分。细胞培养应在含5% CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是_______。另外,还应该保证被培养的细胞处于______的环境。
(2)进行动物细胞培养时,需要用_________酶将从动物体内取出的组织块分散成单个细胞。在适宜环境中培养,细胞悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上,称为_______。
(3)动物细胞的体外培养需要满足营养物质的供应,适宜的培养环境以及气体环境。细胞培养所需气体主要有________。
(4)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面________时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的________。
30.(24-25高二下·四川眉山·期末)蛋白甲具有促进T淋巴细胞增殖的作用,但促进效率不高,为获得具有高效促进作用的蛋白质,某科研小组开展了相关研究,将编码蛋白甲的DNA序列(序列甲,由A、B、C、D、E五个片段组成)进行改造,获得了编码蛋白乙和丙的序列,由序列甲的部分片段组成,如图1所示。序列甲的A片段中含有编码起始密码AUG的碱基序列。
回答下列问题:
(1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙,若要使编码蛋白乙的DNA序列在宿主细胞中能翻译出蛋白乙,则在通过PCR技术扩增编码蛋白乙的DNA序列时,所设计的一对引物之一,其5′端应加上的碱基序列是___________,理由是_________。
(2)现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白,要鉴定这三种蛋白对T淋巴细胞增殖的作用效果,某研究小组做了T淋巴细胞的悬浮培养实验:将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组,分装于培养瓶中,其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙,另一组作为对照,培养并定期检测T淋巴细胞浓度,结果如图2。
①由图2可知,当细胞浓度达到a时,添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加,原因是__________,此时若要使T淋巴细胞继续增殖,需用__________方法收集细胞并制成细胞悬液,之后进行__________培养。细胞培养过程中,培养箱中通常要维持一定的CO2浓度,CO2的作用是__________。
②根据图1、图2分析,在对编码蛋白甲的DNA序列进行改造,以期获得促进作用更强的蛋白时,编码蛋白甲的DNA序列中不可缺少的序列片段________(填“A”“B”“C”“D”或“E”),原因是__________。
1.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期末)动物体细胞融合后染色体核型不稳定,来自某一方的染色体往往随机丢失一至多条,这种现象常应用于基因的定位。在单克隆抗体的制备过程中,杂交瘤细胞在克隆化培养过程中来自B淋巴细胞的染色体往往出现随机丢失现象(不考虑基因相互作用和其他变异)。为解这个问题,研究者将抗原刺激后的B淋巴细胞,用EBV(一种病毒颗粒)感染,获得“染色体核型稳定”的EBV转化细胞。EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活,但对Oua敏感。骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活,但对Oua不敏感。下图表示操作过程。下列叙述错误的是( )地 城
考点05
动物细胞融合与单克隆抗体
A.筛选后的杂交瘤细胞具有产生EBV抗体的能力
B.HAT培养基和Oua筛选去除的不止是未融合的BV转化细胞和未融合的骨髓瘤细胞
C.利用抗体检测筛选上图的杂交瘤细胞经克隆化培养可具有持续产生所需抗体的能力
D.若杂交瘤细胞丢失某条染色体后分泌单克隆抗体的功能缺失,则该抗体的基因就位于这条染色体上
2.(24-25高二下·辽宁五校联考·期末)下列有关动物细胞工程的叙述正确的是( )
A.单克隆抗体的制备,可用聚乙二醇融合法促进细胞融合
B.克隆动物的培育,两种供体应来自具有优良遗传性状的雌性动物
C.试管动物的培育,体外受精形成的受精卵需立即转移到母体继续发育
D.同期发情的代孕母畜,需注射免疫抑制剂以避免对外来胚胎发生免疫排斥
3.(24-25高二下·辽宁五校联考·期末)科学家通过动物细胞融合技术, 将两种不同的杂交瘤细胞(A和B)融合形成双杂交瘤细胞AB。双杂交瘤细胞能够悬浮在培养基中生长繁殖,并可以产生双特异性抗体AB。据图分析,下列有关叙述正确的是( )
A.体外培养双杂交瘤细胞AB时需要定期更换培养液以创设无菌环境
B.双杂交瘤细胞同时识别α、β抗原后,才能产生双特异性抗体
C.杂交瘤细胞A、B融合后, 继续利用特定的选择培养基筛选出双杂交瘤细胞AB
D.对培养到一定密度的双杂交瘤细胞进行传代培养时,不需要使用蛋白酶使之分散
4.(24-25高二下·福建泉州南安第一中学·期末)视神经脊髓炎谱系疾病(NMOSD)是一种自身免疫性疾病,病因是机体产生了抗水通道蛋4(AQP4)的抗体。NMOSD的诊断依赖对外周血的检测,检测过程如图所示。下列叙述错误的是( )
注:图中的“二抗”是能与抗AQP4抗体特异性结合的抗体
A.动物注射抗AQP4抗体,再通过杂交瘤技术可制备出相应的二抗
B.图示操作的目的是检测患者体内是否存在抗AQP4抗体
C.这种检测方法保持了抗原原本结构,因此具有较高的特异性
D.若血浆样本来自NMOSD患者,则可在显微镜下观察到细胞质发出荧光
5.(24-25高二下·浙江丽水·期末)肿瘤细胞膜上的PD-L1蛋白与T细胞表面的PD-1结合,抑制T细胞活化,发生免疫逃逸现象。为阻断该信号传递,某科研小组利用小鼠制备了抗PD-L1单克隆抗体,其流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.取注射过PD-1小鼠的脾脏分离B淋巴细胞
B.杂交瘤细胞在选择培养基中不能生长、存活
C.对杂交瘤细胞逐步稀释使每孔有少数几个细胞
D.检测呈阳性的a中细胞是符合要求的连续细胞株
6.(24-25高二下·湖北仙桃·期末)维布妥昔单抗是全球首个用于临床治疗的抗体—药物偶联物(ADC),是由细胞毒素与抗CD30单克隆抗体通过接头连接形成的抗肿瘤靶向药物。下列相关叙述错误的是( )
A.将纯化的CD30反复注射到小鼠体内,从脾脏中能分离出杂交瘤细胞
B.用多孔板培养杂交瘤细胞,筛选出产生抗体与CD30结合力强的细胞
C.肿瘤细胞表面高表达的CD30,是ADC能起到靶向作用的物质基础
D.ADC中接头的稳定性越高,药物脱落的越少,抗肿瘤的靶向性越强
7.(24-25高二下·山东威海·期末)某病毒S蛋白含有多种抗原决定簇。科研人员利用该病毒康复者血清中的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,获得了能分泌抗S蛋白抗体的杂交瘤细胞,用于制备抗S蛋白的单克隆抗体。下列说法错误的是( )
A.康复者血清中的B淋巴细胞在体外培养条件下不能大量增殖
B.可用灭活的病毒诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
C.体外培养杂交瘤细胞时通入5%CO2的主要作用是维持培养液pH
D.经特定选择培养基筛选出的杂交瘤细胞可直接大规模培养生产目标抗体
8.(24-25高二下·天津四校联考·期末)下图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程,有关叙述不正确的是( )
A.图中实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原
B.利用聚乙二醇、灭活的病毒和电融合等方法均可诱导细胞融合获得乙
C.用特定的选择培养基对乙筛选,融合细胞均能生长,未融合细胞均不能生长
D.丙需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选后可获得大量能分泌所需抗体的丁
9.(24-25高二下·四川绵阳·期末)依若奇单抗作为首个国产自主研发获批上市的全人源化“双靶向”单克隆抗体,通过与人体细胞因子IL-12和IL-23的p40蛋白特异性结合,抑制下游干扰素等的合成和分泌,从而高效治疗银屑病。下列说法正确的是( )
A.该单抗通过激活IL-12和IL-23信号传导,促进细胞因子的释放
B.该单抗是全人源化单克隆抗体,因而可减少免疫原性反应的风险
C.用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养,但不能冷冻保存
D.该单抗是全人源化抗体,所获得的杂交瘤细胞无需进行抗体检测
10.(24-25高二下·湖北襄阳·期末)研究小组按以下主要流程制备抗病毒A的单克隆抗体:①细胞融合前一周开始培养小鼠骨髓瘤细胞;②细胞融合前3天对小鼠进行二次免疫;③细胞融合前1天将骨髓瘤细胞转移到新鲜的培养基中;④骨髓瘤细胞与B淋巴细胞1:1的比例混合后加入化学融合剂;⑤融合完成后,需要对细胞进行离心和洗涤;⑥将融合后的细胞接种到96孔板中培养和检测。下列叙述正确的是( )
A.②的目的是为了获得大量能产生抗病毒A的抗体的B淋巴细胞
B.③的目的是为骨髓瘤细胞的培养提供营养物质同时创造无菌环境
C.⑤的目的是为了筛选获得杂交瘤细胞
D.⑥的目的是为了大量生产单克隆抗体
11.(24-25高二下·江西抚州·)大量悬浮培养产流感病毒的单克隆动物细胞,可用于流感疫苗生产。下列叙述错误的是( )
A.培养单克隆动物细胞时,必须保证环境是无菌、无毒的
B.用于培养单克隆动物细胞的培养液,在灭菌前应将pH调至弱碱性
C.使用离心、过滤、纯化等设备对培养液进行分离,并提取其中有效成分用于疫苗的生产
D.传代培养时,悬浮培养的细胞用胰蛋白酶等处理后再离心收集
12.(24-25高二下·吉林长春东北师范大学附属中学·期末)犬疱疹病毒可引起犬类传染病。gD蛋白是犬疱疹病毒囊膜的重要组成部分,可诱导机体产生免疫应答。研究人员利用转基因技术制备gD蛋白,又以gD蛋白为抗原制备单克隆抗体,以期快速检测该病毒,主要技术路线如图所示。下列叙述错误的是( )
A.动物细胞培养是动物细胞工程的基础,融合前细胞甲需通过原代培养扩大细胞数量
B.可使用选择培养基进行第1次筛选,仅有杂交瘤细胞能在其上生长增殖
C.通过克隆化培养和抗体检测进行第2次筛选,获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞
D.筛选出的杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔扩大培养后,可从其腹水中收集单克隆抗体
13.(24-25高二下·四川达州普通高中·期末)CD47是一种细胞膜表面的糖蛋白,可与巨噬细胞结合,从而抑制巨噬细胞的功能。为验证抗CD47的单克隆抗体能减弱CD47对巨噬细胞的抑制作用,某科研小组取某种小鼠的脾脏细胞和骨髓瘤细胞进行了实验,实验过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.融合过程使用的病毒需灭活以保证细胞膜分子排布不改变
B.第一次筛选时可根据细胞中染色体的数目筛选杂交瘤细胞
C.多次筛选时用到“抗原一抗体”杂交技术和克隆化培养技术
D.预期实验结果为对照组巨噬细胞的吞噬能力高于实验组
14.(24-25高二下·内蒙古赤峰·期末)科研人员构建抗体药物偶联物,以降低治疗人乳腺癌药物副作用,其中④过程是将获得的单克隆抗体和治疗人乳腺癌的药物结合形成。下列叙述正确的是( )
A.上述细胞培养时需要置于含有95%O2和5% CO2的CO2培养箱中
B.③是指在小鼠的腹腔或体外进行杂交瘤细胞的培养以获得相应抗体
C.②过程利用特殊的培养基筛选出的杂交瘤细胞都能够产生所需抗体
D.a引导ADC与人乳腺癌细胞特异性结合可减少b对其它细胞的损伤
15.(24-25高二下·广西百色·期末)人乳头瘤病毒(HPV)与宫颈癌的发生密切相关,抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV,从而及时监控宫颈癌的发生。如图是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程,相关叙述错误的是( )
A.给小鼠多次注射抗原的目的是获得更多分泌抗HPV抗体的B淋巴细胞
B.选择培养基可筛选出既能无限增殖又能分泌抗HPV抗体的杂交瘤细胞
C.抗HPV单克隆抗体可检测出HPV,利用了抗原—抗体特异性结合的原理
D.单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜具有流动性
16.(24-25高二下·河北衡水桃城区衡水第二中学·期末)同种生物的细胞可在自然条件下发生融合,不同种生物的细胞也可经诱导发生融合。如图为细胞融合过程示意图。下列叙述错误的是( )
A.形成有性杂交后代时,a、b是生殖细胞,d是受精卵
B.培育的体细胞杂交植株,兼具a、b的所有优良性状
C.制备单克隆抗体时,a、b和d细胞均可进行有丝分裂
D.培育体细胞杂交植株和制备单克隆抗体时诱导融合方法完全不同
17.(24-25高二下·江西萍乡·期末)纳米酶试纸条层析技术是以纳米酶作为标记物,检测特定抗原或抗体的固相免疫标记技术,可用于食品中病原体的快速检测。该技术需要将纳米酶与某特定病原体X的单克隆抗体结合并固定在纳米酶垫上。下列关于此技术的叙述正确的是( )
A.与无机催化剂相比,纳米酶的催化效率更高,因为纳米酶能为化学反应提供更多的活化能
B.用特定的抗原对小鼠进行免疫,即可从该小鼠的脾中得到能产生所需单克隆抗体的B细胞
C.若待测样品中含有某特定病原体X,则纳米酶垫上可形成病原体X-纳米酶-单克隆抗体复合物
D.与传统的血清抗体相比,单克隆抗体的特异性更强,灵敏度更高,可提高检测结果的准确性
18.(24-25高二下·吉林白山五校·期末)青蒿素主要用于恶性疟疾的症状控制以及耐氯喹虫株的治疗。青蒿素的作用方式主要是干扰表膜线粒体的功能,使疟原虫迅速形成自噬泡,并不断排出虫体外,导致疟原虫损失大量胞浆而死亡。为了快速检测青蒿素,科研人员利用细胞工程技术制备了抗青蒿素的单克隆抗体,其基本操作过程如图。下列相关叙述中正确的是( )
A.过程①注射相应抗原后立即从小鼠脾脏中提取细胞甲
B.过程②诱导细胞融合,可以利用聚乙二醇作介导
C.过程③④的筛选方法不同,细胞丙的类型多于细胞丁
D.过程⑤无论在体内还是体外进行,细胞丁都可大量增殖
19.(24-25高二下·黑龙江大庆萨尔图区大庆实验中学·期末)HAT选择培养基可以筛选出融合成功的杂交瘤细胞,研究人员将两株不同的杂交瘤细胞融合形成双杂交瘤细胞。该细胞能够悬浮在培养基中生长繁殖,产生具有CD3和CD87结合位点的双特异性抗体,如图所示。CD87是一种癌细胞膜上的受体蛋白,研发针对CD87的抗体类药物能提高癌症的治愈率;CD3是所有T细胞表面均有表达的特异性抗原,该抗原被激活后,能极大促进T细胞的免疫效力。下列叙述错误的是( )
A.培养双杂交瘤细胞的培养基中应加入水、无机盐、琼脂和血清等
B.双特异性单克隆抗体使T细胞更精准接触并杀伤癌细胞
C.将两株不同的杂交瘤细胞融合后,可利用HAT选择培养基筛选出双杂交瘤细胞
D.双杂交瘤细胞受到CD87和CD3两种抗原刺激后才能产生双特异性抗体
20.(24-25高二下·吉林普通高中友好学校联合体·期末)细胞融合技术突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能。某研究小组以小鼠甲为实验材料设计实验,研制抗病毒A的单克隆抗体。下列叙述正确的是( )
A.实验前必须给小鼠甲注射病毒A是为了得到能产生特定抗体的B淋巴细胞
B.将小鼠体内取出的脾脏剪碎后加入胃蛋白酶处理,使其分散成单个细胞
C.筛选1需用特定的选择培养基进行筛选才能获得融合的杂交瘤细胞
D.筛选2利用96孔板经1次筛选获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
21.(24-25高二下·黑龙江牡丹江第二高级中学·期末)抗体——药物偶联物(ADC)作为一种新兴的抗癌治疗方法,近年来在生物医药领域引起了广泛关注。ADC通过将强效的抗癌药物与特异性抗体连接在一起,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。下列叙述不正确的是( )
A.ADC中的抗体可通过杂交瘤技术大量制备
B.制备单克隆抗体涉及的技术有动物细胞融合、动物细胞核移植
C.ADC中的抗体主要是发挥治疗作用
D.ADC利用单克隆抗体的特异性杀伤力诱导肿瘤细胞凋亡
22.(24-25高二下·内蒙古乌兰察布集宁一中·期末)单克隆抗体制备过程中所用的骨髓瘤细胞是一种基因缺陷型细胞,其合成核酸的途径能被氨基蝶呤阻断。现将从预先注射了某种抗原的小鼠脾脏中获得的B淋巴细胞与上述骨髓瘤细胞融合后,再加入含氨基蝶呤的培养液。将这些混合物分装于如图所示的细胞培养板的小孔中培养。下列相关叙述错误的是( )
A.制备单克隆抗体运用了动物细胞具有全能性的原理和动物细胞培养技术
B.融合B淋巴细胞与骨髓瘤细胞时,培养液中可以加入PEG作为诱导剂
C.培养液中加入氨基蝶呤的目的是筛选杂交瘤细胞
D.小孔中的细胞经过增殖后,均会产生所需特异性抗体
23.(24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末)HCG是女性怀孕后滋养层细胞分泌的一种糖蛋白。抗HCG单克隆抗体可用于早早孕的诊断,图示是制备流程。下列叙述错误的是( )
A.过程①的处理可以利用灭活的病毒诱导动物细胞融合
B.过程②的处理稀释,需要稀释至每孔最多1个细胞
C.96孔板中的细胞均为B淋巴细胞和鼠瘤细胞的融合细胞
D.图中细胞集落c可用于扩大培养生产抗HCG单克隆抗体
24.(24-25高二下·江西金太阳·期末)单克隆抗体能产生一种抗体,科研人员通过动物细胞融合技术,将两个不同的杂交瘤细胞A和B融合形成双杂交瘤细胞AB,该细胞能生产出双特异性抗体AB,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.杂交瘤细胞A和B均能无限增殖,并分泌特定的抗体
B.双特异性抗体AB要同时接触抗原α和β后才能与之进行特异性结合
C.双杂交瘤细胞AB的培养需在体外进行,无法通过体内培养获得双特异性抗体AB
D.促进杂交瘤细胞A和B融合的常用方法有灭活病毒诱导法、高Ca2+—高pH融合法等
25.(24-25高二下·河北雄安新区部分学校·期末)某病毒颗粒表面有一特征性的大分子结构蛋白S,蛋白S上含有多个不同的抗原决定簇,已知每一个抗原决定簇能够刺激机体产生一种抗体。研究人员制备抗S单克隆抗体的过程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.在小鼠体内培养杂交瘤细胞时需从小鼠脾脏中提取特异性抗体
B.体外培养的杂交瘤细胞生长到表面相互接触时会停止分裂、增殖
C.单克隆抗体M和单克隆抗体N都能够识别蛋白S,说明制备的抗体不具有特异性
D.可用灭活病毒诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
26.(24-25高二下·吉林长春农安县第十中学·期末)CD47 是一种跨膜糖蛋白,可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合,从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。研究表明,肺癌肿瘤细胞表面的 CD47 含量比正常细胞表面的高 1.6~5 倍,为获得抗 CD47 的单克隆抗体,科研人员设置如图所示的实验过程,其中①②③为相关过程。回答下列问题:
(1)过程②中融合细胞可使用的方法有__________(答出2点),该过程得到的杂交瘤细胞分泌的是否均为单克隆抗体?__________(答“是”或“否”),原因是__________。
(2)过程③中,培养过程中的气体条件应设置为__________,通过过程③获得的杂交瘤细胞可经__________的方式大规模培养,而且从中可获得大量单克隆抗体。
(3)为证明抗CD47的单克隆抗体很大程度上可解除CD47对巨噬细胞的抑制作用,科研人员设置如表所示实验,其中吞噬指数可反映吞噬细胞的吞噬能力,吞噬指数越高,吞噬能力越强。若实验结果为__________,则可证明抗CD47的单克隆抗体具有上述作用。
组别
甲
乙
丙
细胞类型
巨噬细胞+正常
衰老细胞
巨噬细胞+肿
瘤细胞
巨噬细胞+肿瘤细
胞+单克隆抗体
吞噬指数
?
27.(24-25高二下·安徽滁州·期末)近年来,肿瘤免疫疗法成为癌症治疗的研究热点。其中,PD-1/PD-L1信号通路是肿瘤免疫逃逸的重要机制之一。科研人员利用单克隆抗体技术开发了抗PD-1抗体,用于阻断该通路,恢复T细胞对肿瘤的杀伤作用。请回答下列问题:
(1)PD-1与PD-L1结合后,会抑制T细胞的活化,从而使肿瘤细胞逃避免疫攻击。该机制属于免疫系统的______功能异常。
(2)制备抗PD-1单克隆抗体时,需将________细胞与骨髓瘤细胞融合,再利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞。最终筛选出的杂交瘤细胞需进行_______和_______,以获得能稳定分泌目标抗体的细胞系。
(3)科研人员利用衰老肿瘤细胞研制了肿瘤疫苗(STCV),对STCV进行基因改造后,使其高剂量表达sPD-1(一种能特异性与PD-L1结合的物质)。进行相关实验:给小鼠接种小鼠乳腺癌细胞后,随机均分为A、B、C三组,分别依次给予STCV、高表达sPD-1的STCV、磷酸缓冲液处理,每隔6天记录无瘤小鼠的比例,结果如下表。
接种后的天数/d
A组/%
B组/%
C组/%
0
100
100
100
6
78
78
50
12
60
72
12
18
38
68
0
24
22
54
0
30
10
38
0
请回答下列问题:
①C组处理的目的是________。
②STCV和高表达sPD-1的STCV均能够________(填“促进”或“抑制”)小鼠体内肿瘤的消失,且_________(填“前者”或“后者”)的效果更明显。
③请结合PD-1和PD-L1的作用原理,推测高表达sPD-1的STCV可能的作用机制:_______。
28.(24-25高二下·河南郑州中牟县部分学校·期末)齐鲁安可达(贝伐珠单抗注射液)是一种用于治疗特定类型癌症的生物制剂。以下是关于该药品的相关信息。
一、基本信息
通用名称:抗VEGF(血管内皮生长因子)人源化单克隆抗体注射液
商品名称:安可达
主要成分:抗VEGF人源化单克隆抗体
二、适应症
晚期、转移性或复发性非小细胞肺癌、转移性结直肠癌
三、用法用量、不良反应、注意事项(略)
下图表示开发并制备安可达药品的过程图解,请结合图解回答相关问题。
(1)图中A操作注射_________,目的是________。
(2)培养骨髓瘤细胞通常需要添加_________等一些天然成分。该培养过程需要定期更换培养液,其目的是________。
(3)19世纪30年代,科学家发现患天花和麻疹等疾病的病人其病理组织中存在多核细胞,结合图解B过程分析这些多核细胞的来源可能是_________。
(4)细胞③到细胞④的过程使用_________(填“选择”或“鉴别”)培养基,该类培养基的作用原理为__________。
(5)通过图解中两次筛选,得到符合要求的抗VEGF(血管内皮生长因子)人源化单克隆抗体的杂交瘤细胞,可将其注射到小鼠腹腔或体外培养,从_________或________中可获得抗VEGF(血管内皮生长因子)人源化单克隆抗体。该技术手段的原理为________。
29.(24-25高二下·四川达州普通高中·期末)研究发现,某些种类的癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA和PD-L1,如图1所示。PD-L1能抑制T细胞的活化,使癌细胞发生免疫逃逸。癌症的免疫疗法通过重新激活抗肿瘤的免疫细胞,克服肿瘤的免疫逃逸,在癌症治疗方法中取得越来越突出地位。其中,PD-1免疫疗法给许多癌症病人带来生的希望。
(1)临床上可利用抗PD-1的单克隆抗体进行癌症治疗。单克隆抗体主要的优点在于________。
(2)据图1推测抗PD-1的单克隆抗体可治疗癌症的原因_______。制备该抗体时将纯化的_____注射进小鼠体内,三天后再进行一次加强免疫,然后取小鼠的脾脏细胞,用_______试剂诱导其与骨髓瘤细胞融合,用选择培养基进行筛选得到杂交瘤细胞。
(3)一段时间后,将筛选得到的杂交瘤细胞经过稀释后接种到多孔培养板上,进行抗体阳性检测,检测原理如图2。在检测时需要将PD-1蛋白固定于固相载体表面制成固相抗原,并加入多孔板培养槽中的_______(填“细胞”或“上清液”),即待测样本。加入酶标抗体后一段时间,需要用洗涤剂将未与_____结合的酶标抗体洗去,最后加入相应酶促反应底物显色,蓝色越深代表_____。
30.(24-25高二下·重庆第一中学校·期末)甲状旁腺激素(PTH)是一种含有84个氨基酸的多肽,是调节钙磷代谢的主要激素之一、临床上PTH被作为低钙血症等疾病的重要诊断指标。拟制备抗PTH单克隆抗体(单抗),并建立定量检测PTH的方法。
(1)人工合成PTH肽链7~25氨基酸组成的多肽(A肽)和39~84氨基酸组成的多肽(B肽),分别用A肽、B肽多次免疫小鼠。
①取小鼠脾脏细胞与骨髓瘤细胞混合,加入____诱导细胞融合,并用特定的选择培养基进行筛选。对获得的杂交瘤细胞进行____,经多次筛选获得5个能稳定分泌抗PTH单抗的细胞株。
②将5个杂交瘤细胞株分别注射到____内,一段时间后分离获得抗PTH的5种单抗,分别是对应A肽的A1,对应B肽的B1、B2、B3、B4。
(2)经抗体配对检测后,筛选出A1、B1用于定量检测PTH。将B1固定在固相载体上作为捕获抗体,用辣根过氧化物酶标记A1,建立定量检测PTH的方法(如下图)。
①据图分析,捕获抗体、酶标抗体与待测样本中PTH在结构上的关系是____。
②利用上述方法可通过检测____来测定样品中PTH的含量。
(3)研究表明,人体内除全长PTH外,还存在PTH的7~84氨基酸肽段,它与全长PTH的生物学功能完全相反。为更准确地检测血中全长PTH的含量,请对上述方法提出改进思路____。
31.(24-25高二下·辽宁沈阳高中五校联考·期末)“精准医学”是指根据每个病人的特征制定个性化治疗方案,是以个性化医疗为基础、联合基因检测技术等发展而来。已知β-淀粉样蛋白(Aβ)在脑组织内堆积会导致阿尔茨海默病。小胶质细胞是脑组织中的能够吞噬并清除Aβ的重要免疫细胞。蛋白CD22分布在小胶质细胞表面,是调控其吞噬作用的因子。研究人员利用小鼠制备了抗CD22单克隆抗体,制备流程如下图所示。回答下列问题:
(1)上述制备抗CD22单克隆抗体的正确技术流程是__________(用箭头和序号表示)。
(2)请完善以步骤②中小鼠的脾脏为材料制备含①的单细胞悬液的主要实验步骤:取小鼠脾脏组织剪碎,__________。
(3)实验中需要定期更换培养液,目的是__________(写出2点)。
(4)细胞DNA合成一般有两条途径:一是主途径,即利用培养液中的糖和氨基酸合成核苷酸,进而合成DNA,骨髓瘤细胞只有这一途径合成DNA,但氨基嘌呤可阻断这一途径;二是辅助途径,即在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下,经相应酶的催化作用合成DNA,B淋巴细胞有主途径和辅助途径两种,但不能分裂增殖。据此,请完善筛选图④细胞的实验思路:将B淋巴细胞、骨髓瘤细胞放入合适的动物细胞培养液中,并加入适量的__________及聚乙二醇(PEG)等物质,其它条件适宜。培养一段时间后,最后存活下来的、能增殖的细胞就是__________细胞。
(5)上述抗CD22单克隆抗体(单抗)作为鼠源性抗体,理论上可应用于阿尔茨海默病的治疗。但临床上,在注射前需要对其进行人源化改造,仅保留鼠源单抗的6个CDR区(抗原结合区),其他区域均替换成人抗体区段,其目的是__________。
32.(24-25高二下·福建宁德·期末)牛支原体能引起牛肺炎、关节炎等多种疾病危害养殖业。VspX蛋白是牛支原体表面的一种脂蛋白,在牛支原体感染宿主细胞时起黏附作用。科研人员制备抗VspX单克隆抗体进行相关研究。回答下列问题:
(1)将纯化VspX蛋白作为__________注射到小鼠体内。
(2)在融合前三天,对实验小鼠加强免疫一次,目的是__________。然后取小鼠的B淋巴细胞用__________(填化学试剂)诱导与骨髓瘤细胞融合,筛选得到杂交瘤细胞。
(3)一段时间后,将杂交瘤细胞接种到96孔培养板上进行抗体检测,检测原理如图。
①在检测时,需将待测样本即96孔板培养槽中的__________(填“细胞”或“上清液”),加入到含VspX蛋白的固相载体的小孔中。
②加入酶标抗体一段时间后,需要用洗涤剂将未与__________结合的酶标抗体洗去。
③加入相应酶促反应底物显色后,蓝色的深浅可代表__________。
(4)将上述检测呈阳性的杂交瘤细胞制成细胞悬液,培养瓶中除添加一般营养物质外,还需加入__________等天然成分,并置于__________(填仪器)培养。
33.(24-25高二下·江苏宿迁泗阳县·期末)人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。如图1是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图,请据图分析并回答下列问题。
(1)给小鼠多次注射HCG的目的是________,骨髓瘤细胞培养过程中,细胞生长________(填“会”或“不会”)出现接触抑制现象。
(2)步骤①用的促融方法与诱导植物细胞融合方法不同的是可使用________诱导,步骤③中抗体筛选(抗体检测)依据的是________原理,经步骤③筛选得到的细胞具有________特点。
(3)步骤④中培养杂交瘤细胞时,需通入________的混合气体,其中CO2的主要作用是________。培养液中除了有各种营养物质,还需要添加________以补充细胞生长所需的未知营养物质和防止杂菌污染。
(4)科研人员拟将抗HCG单抗固定在一种新材料上,制备为“检测探针”。已知材料M稳定性、发光性能等方面有明显优势,但它很难与抗体结合;物质P是一种可以提高材料M对抗体亲和力的稀有物质。制备检测探针的流程如图2,探针发光性能与物质P的浓度关系如图3。
依据图3结果,科研人员选择物质P的浓度为________作为生产检测探针的条件,原因是________。
1.(24-25高二下·河南郑州中牟县部分学校·期末)如图是克隆猴“中中”和“华华”的诞生过程示意图,下列说法正确的是( )地 城
考点06
动物细胞核移植
A.“中中”和“华华”的长相应该和A猴完全相同
B.“中中”和“华华”体细胞中RNA只存在于细胞质中
C.“中中”和“华华”体内细胞的细胞核是代谢和遗传的中心
D.“中中”和“华华”体内细胞中具有两层膜的细胞结构有核膜和线粒体
2.(24-25高二下·广西梧州新课程教研联盟·期末)美国生物技术公司利用1980年死于圣地亚哥的一只雄性爪哇野牛的冷冻皮肤细胞,克隆出了爪哇野牛。这头野牛因细菌感染而在出生两天后死亡,但是却为保护濒危动物提供了可能的途径。如图是克隆技术的部分过程。下列相关叙述正确的是( )
A.皮肤细胞所处的周期不同,诱导融合成重构胚的概率相同
B.卵母细胞去核的唯一方法是将细胞核从卵母细胞中吸出
C.融合后形成的重构胚可以直接进行细胞的分裂和分化
D.事实上即使是克隆技术也无法克隆出一模一样的动物
3.(24-25高二下·河北沧州·期末)治疗性克隆有望解决供体器官短缺和免疫排斥等问题。下图为治疗性克隆的过程,有关叙述错误的是( )
A.细胞A常采用去核的卵母细胞
B.动物细胞的培养需提供95%空气和5%CO2的混合气体
C.胚胎干细胞分化为不同细胞的过程中发生了基因的选择性表达
D.该治疗过程应用了核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术
4.(24-25高二下·福建泉州十校·期末)下图是“三亲婴儿”培育过程示意图,相关叙述错误的是( )
A.透明带反应和卵细胞膜反应是过程①形成二倍体受精卵的保障
B.捐献者卵母细胞受精更有利于重组受精卵的分裂分化
C.雌雄原核的融合是受精完成的标志
D.应用该技术可阻断血友病女性患者致病基因遗传给后代
5.(24-25高二下·陕西渭南临渭区·期末)2017年,某国批准了首例使用细胞核移植技术培育“三亲婴儿”的申请,其培育过程可选用如下技术路线。下列叙述错误的是( )
A.由图可知,三亲婴儿的培育采用了动物细胞核移植技术、动物细胞培养等技术
B.母亲携带的红绿色盲基因不会遗传给“三亲婴儿”
C.采集的精子必须经过获能处理后,才能用于体外受精
D.“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因
6.(24-25高二下·福建龙岩·期末)科学家尝试将某种濒危猫科动物的体细胞核移植到去核的家猫卵母细胞中形成重构胚,以实现濒危猫科动物的克隆繁殖。下列说法错误的是( )
A.家猫的卵母细胞需要在体外培养至MII期
B.可通过电融合法使濒危猫科动物的细胞与去核的家猫卵母细胞融合
C.通过该技术可对濒危猫科动物进行100%复制,有望拯救部分濒危动物
D.重构胚进行胚胎移植前需用物理或化学方法激活,使其完成细胞分裂和发育
7.(24-25高二下·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)下图是某科研团队通过小鼠体细胞核移植技术获得可供研究和疾病治疗的ES细胞流程图。下列叙述错误的是( )
A.可用紫外线短时照射或梯度离心法去除小鼠卵母细胞的细胞核
B.激活重构胚的方法有电刺激、蛋白酶合成抑制剂、乙醇和Ca2+载体
C.ES细胞和成体干细胞均具有组织特异性,只能分化成特定的组织或器官
D.囊胚DNA来源鉴定时可从囊胚的滋养层细胞中提取DNA样本
8.(24-25高二下·江苏徐州邳州·期末)我国科学家将大熊猫的细胞核移植到去核后的兔子卵母细胞中,在世界上最早克隆出大熊猫早期胚胎,下列相关叙述错误的是( )
A.常采用显微操作法去除卵母细胞的细胞核
B.采集的卵母细胞去核后,再培养到MII期
C.兔子卵母细胞的细胞质中含有可促使大熊猫细胞核全能性表达的物质
D.动物体细胞核移植技术的难度高于胚胎细胞核移植技术
9.(24-25高二下·陕西西安雁塔区西安第八十五中学·期末)由于大熊猫的繁殖能力及幼仔成活率均较低,故其数量非常少。有科学家尝试采用体细胞核移植技术来克隆大熊猫。下列相关叙述正确的是( )
A.与胚胎细胞核移植技术相比,该技术的难度更大
B.操作过程中普遍使用的去核方法是梯度离心法
C.直接将取自新鲜卵巢的卵母细胞用作受体细胞
D.若成功克隆大熊猫,则可体现动物细胞的全能性
10.(24-25高二下·河北雄安新区部分学校·期末)治疗性克隆有望解决供体器官短缺和免疫排斥等问题。下图为治疗性克隆的过程,有关叙述错误的是( )
A.细胞A常采用去核的卵母细胞
B.动物细胞的培养需提供95%空气和5%CO2的混合气体
C.胚胎干细胞分化为不同细胞的过程中发生了基因的选择性表达
D.该治疗过程应用了核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术
11.(24-25高二下·吉林长春东北师范大学附属中学·期末)非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难,但我国科学家经过反复实验,利用体细胞核移植技术成功培育出了体细胞克隆猴。下列与体细胞核移植技术相关叙述错误的是( )
A.体细胞核移植技术证明了动物体细胞核具有全能性
B.对卵母细胞去核其实去除的是纺锤体-染色体复合物
C.可采用电刺激法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程
D.梯度离心、紫外线长时间照射等方法也可用来去核或使核中DNA变性
12.(24-25高二下·重庆部分重点中学(康德卷)·期末)下列关于动物细胞核移植技术和克隆动物的叙述,错误的是( )
A.利用体细胞核移植技术克隆动物依据的原理是细胞核的全能性
B.在动物体细胞核移植过程中,可用肝素、Ca2+载体的方法激活重构胚
C.动物体细胞核移植时,可有选择的繁育某一性别家畜
D.在体细胞核移植技术中,采集的卵母细胞一般需要在体外培养到MII期
13.(24-25高二下·陕西渭南韩城·期末)科研人员用电融合的方法诱导母羊的乳腺上皮细胞与另一只羊的去核卵母细胞融合,然后将重构胚移植到代孕母羊的体内,最终培育出了克隆羊多莉。下表是科学家获得的部分实验数据,下列相关叙述,不合理的是( )
实验组别序号
一
二
核供体细胞
6岁母羊的乳腺上皮细胞
发育到第9天的早期胚胎细胞
融合成功细胞数
277
385
早期发育成功胚胎数
29
90
移植后成功怀孕母羊数/代孕母羊数
1/13
14/27
出生并成活羔羊数
1(多莉)
4
A.通过核移植技术获得的动物可能获得少部分供质动物的性状
B.得到重构胚后可以用蛋白酶合成抑制剂或聚乙二醇进行激活
C.本实验使用的技术有细胞核移植技术以及动物细胞培养技术
D.动物胚胎细胞分化程度低,容易恢复全能性,所以成功率第二组大于第一组
14.(24-25高二下·安徽天一大联考·期末)如图表示小尾寒羊的体细胞核移植过程。在胚胎培养液中添加维生素C对胚胎发育的影响如表所示。下列分析和推测不合理的是( )
维生素C浓度/(μmol·L-1)
重复次数
胚胎总数
卵裂率/%
桑葚胚率/%(桑葚胚数/卵裂期胚胎数)
囊胚率/%(囊胚数/卵裂期胚胎数)
50
3
70
83.93
28.89
14.96
0
3
76
87.05
22.53
9.47
A.羊卵母细胞的“去核”实际是去除纺锤体—染色体复合物
B.羊胚胎细胞核移植的囊胚率可能比成纤维细胞核移植的高
C.重构胚的卵裂会导致早期胚胎的体积和细胞数量不断增加
D.表中数据表明一定浓度的维生素C可促进早期胚胎的发育
15.(24-25高二下·河南南阳六校·期末)在体细胞克隆猴培育过程中,为调节相关基因的表达,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,使胚胎的发育率和妊娠率提高,具体培育流程如图所示。下列说法正确的是( )
A.去核的实质是去除卵母细胞中的染色体
B.由图可知,从母猴体内采集到的卵母细胞可直接采用显微操作法去核
C.将组蛋白去甲基化和乙酰化,有利于重构胚的分裂和发育
D.形成重构胚后可以用电融合法将其激活,待发育至桑葚胚或囊胚再进行胚胎移植
16.(24-25高二下·辽宁抚顺六校协作体·期末)体细胞核移植胚胎的发育过程中伴随一系列的表观遗传重编程事件,主要包括染色质重塑、转录因子的激活和抑制、组蛋白修饰、DNA甲基化等。将供体细胞注入去核卵母细胞进行融合后,供体细胞需要删除自己原有的表观遗传模式进行重编程,使体细胞重新获得发育的全能性。下列有关核移植的叙述,正确的是( )
A.在培养基中添加Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成激活剂等激活重构胚
B.激活重构胚过程中涉及表观遗传重编程,重构胚的遗传信息不发生改变
C.对移植胚胎的受体动物进行同期发情处理,目的是降低对外源胚胎的免疫排斥反应
D.通过图中步骤最终获得的动物的遗传物质来自a和b
17.(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末)将诱导多能干细胞(简称iPS细胞)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。下列说法不合理的是( )
A.该实验仅需要正常小鼠作为对照组
B.与成体干细胞相比,iPS细胞的分化潜能更强
C.因为诱导过程无需破坏胚胎,且选择病鼠自身细胞获得iPS细胞再移植可避免免疫排斥,所以应用前景优于胚胎干细胞
D.培养iPS细胞的培养液中通常只含有糖类、氨基酸、无机盐和维生素
18.(24-25高二下·山东菏泽·期末)研究人员以耳朵皮肤成纤维细胞、胎儿皮肤成纤维细胞和卵丘细胞三种细胞分别作为供核细胞进行核移植,研究结果如下表所示。下列说法正确的是( )
供核细胞
重构胚数(枚)
卵裂率(%)
囊胚率(%)
孵化率(%)
耳朵皮肤成纤维细胞
39
78.0
19.7
50.0
胎儿皮肤成纤维细胞
33
79.4
35.6
63.9
卵丘细胞
50
85.7
38.0
72.2
A.卵丘细胞更适合用作核移植的供核细胞
B.激活重构胚时,需要电刺激或PEG诱导细胞进行细胞分裂和发育
C.核移植时,所用的卵母细胞应发育至MII
D.从卵巢采集到的卵母细胞,经成熟培养后进行“去核”处理,这里的“核”是指细胞核
19.(24-25高二下·江西南昌大学附属中学·期末)由于胚胎发育率低,导致非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。我国科学家经过反复实验,成功培育出了体细胞克隆猴,流程如图(图中Kdm4d是组蛋白去甲基化酶,TSA是组蛋白脱乙酰酶抑制剂)。下列叙述错误的是( )
A.去核操作其实是去除卵母细胞中的染色体-纺锤体复合物
B.体细胞克隆猴的线粒体DNA完全来自提供卵母细胞的母猴
C.用灭活的仙台病毒处理可使细胞膜上的蛋白质分子和磷脂分子重新排布
D.重构胚中组蛋白的甲基化水平降低、乙酰化水平提高可能会降低胚胎发育率
20.(24-25高二下·江苏部分高中·期末)下图是科学家培育可用于移植的人源器官的相关过程,图中的SIX1代表基因。下列叙述错误的有( )
A.图中去核卵母细胞处于MⅡ期,无核膜和核仁
B.过程②激活重构胚可采用电刺激或紫外线短时间照射
C.注入的人源干细胞通常源自囊胚期的滋养层细胞
D.SIX1基因可能与猪胚胎细胞正常分化形成肾脏有关
21.(24-25高二下·江西抚州·)我国科学家经过多年的反复试验,率先攻克了多年来导致体细胞克隆猴失败的障碍,培育出“中中”、“华华”两只克隆猴。为了提高激活克隆猴胚胎的成功率,研究人员使用组蛋白去乙酰化酶抑制剂(TSA)处理,重构胚发育率提高到16%,之后将组蛋白去甲基化酶(Kdm4)的mRNA注入重构胚,重构胚发育率升到45%。培育克隆猴的流程如下图所示,回答以下问题:
(1)“中中”和“试管猴”的生殖方式分别是__________。
(2)从母猴卵巢采集卵母细胞,在体外培养到______期,去除的“核”具体是指________。一般利用去核的卵母细胞作为受体细胞,其原因是___________(答出2点)。
(3)为了提高重构胚的发育率,应提高组蛋白______水平(填“乙酰化”或“去乙酰化”)和______水平(填“甲基化”或“去甲基化”)。
(4)为了验证猴的体细胞胚胎发育障碍与克隆胚胎基因组上大量组蛋白的甲基化密切相关。科研人员设计了相关实验,实验思路:将重构胚均分为甲、乙、丙三组,分别注入__________(填序号),在相同且适宜的条件下处理一段时间后,分别检测各组重构胚发育率。
①生理盐水②组蛋白去乙酰化酶抑制剂③组蛋白去甲基化酶的mRNA④组蛋白甲基化酶的mRNA⑤组蛋白乙酰化酶抑制剂
实验结果及结论:各组重构胚发育率结果为甲组>丙组>乙组,说明______________________。
22.(24-25高二下·贵州遵义区县一中·期末)某种由于基因突变引起的神经退行性疾病通常进展急速、症状严重影响患者的生活。若将患者体内的成纤维细胞中的致病基因经过基因编辑定向敲除后,通过体细胞核移植等一系列复杂操作后获得正常的神经干细胞植入患者体内可减轻病情。具体思路如下图,请回答下列问题:
(1)卵母细胞应在______期去核,通过______方法可使①融合成重组细胞,过程②、③培养的气体条件是______。
(2)早期胚胎发育中,滋养层细胞将来可以发育成_______,ES细胞_______组织特异性(填“具有”或“不具有”)。
(3)将神经干细胞移植回患者体内理论上不会引起免疫排斥,理由:________。
(4)ES细胞可以发育成神经干细胞,但不可以发育成胎儿植入代孕妇女的子宫,让其发育成胎儿将触及伦理道德底线,请谈谈我国对此的看法:_______。
23.(24-25高二下·四川雅安·期末)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊,通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白,其技术路线如图。回答下列问题:
(1)获得A需将人凝血因子IX基因与_______启动子等调控元件重组在一起,该过程需_____酶,通过_______法将A导入绵羊胎儿成纤维细胞。
(2)受体细胞应选用_______期的卵母细胞,核移植之前,必须先去掉卵母细胞的核,“核”是指_______,去核的目的是______。
(3)进行胚胎移植前,需对代孕母羊进行__________处理,目的是__________。对移入子宫的重组胚胎__________(选填“会”或“不会”)发生免疫排斥反应,这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。
1.(24-25高二下·宁夏固原·期末)羔羊胚胎移植技术是集诱导羔羊卵泡发育技术、体外受精和胚胎移植等技术为一体的胚胎生物技术体系,主要用于提高优良品种的繁殖速度和遗传品质,其技术流程如图所示。下列相关叙述正确的是( )地 城
考点07
胚胎工程
A.甲羊的卵母细胞需要发育至减数第一次分裂中期才能与获能的精子完成受精
B.胚胎移植技术的诞生,充分发挥了受体母羊的繁殖潜力
C.要对乙羊进行同期发情处理
D.丁羊的遗传物质主要与甲羊和乙羊的相同,与丙羊的遗传物质无关
2.(24-25高二下·河南天一大联考·期末)某科研团队为增加某珍稀物种的数量,从该物种的雌性动物体内获取多个优质胚胎,并在进行胚胎移植前,采用多种技术手段进行处理。下列有关该过程的叙述,正确的是( )
A.采集的胚胎直接移植成功率最高,无须进行任何检查
B.运用胚胎分割技术获得的多个胚胎,发育成的个体性状完全相同
C.胚胎移植时,需要给代孕母体注射适量的促性腺激素以进行同期发情处理
D.移植的胚胎能在代孕母体内存活,原因之一是代孕母体对其基本不发生免疫排斥反应
3.(24-25高二下·陕西西安新城区·期末)我国第三次全国大熊猫野外种群调查显示,全国野生大熊猫不足1600只,为保护和繁殖大熊猫,科研人员进行了如图所示的实验。下列叙述正确的是( )
A.胚胎细胞核移植和体细胞核移植的技术难度一样大
B.重组细胞可发育成大熊猫幼崽说明已分化的动物细胞具有全能性
C.图中子代大熊猫甲、乙、丙的主要性状均与亲代雌性大熊猫基本相同
D.图中用激素处理可使供体超数排卵,该种激素可以是促性腺激素
4.(24-25高二下·江苏宿迁泗阳县·期末)下列关于细胞工程的说法正确的是( )
A.植物体细胞杂交获得的杂种植株细胞中含有来自亲本的2个细胞核
B.取菊花茎尖进行植物组织培养得到的幼苗通常是无病毒植株
C.克隆动物和试管动物的生殖方式均为无性生殖
D.体外受精时,用高浓度的ATP溶液处理采集到的精子使其获得能量
5.(24-25高二下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)黑足雪貂是一种濒危雪貂品种,通过现代生物技术可对其进行扩大繁殖。下列叙述错误的是( )
A.给供体注射促性腺激素促进其一次排出多个卵子
B.可通过显微操作法对MⅡ期卵母细胞进行去核
C.性别鉴定可取样囊胚时期的滋养层细胞
D.需用免疫抑制剂降低受体对胚胎的排斥
6.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期末)基因组印记(通过甲基化实现受精卵中来自双亲的两个等位基因一个表达另一个不表达)阻碍了哺乳动物孤雌生殖的实现。某研究团队利用甲基化酶、去甲基化酶和基因编辑技术,改变了小鼠生殖细胞的“基因组印记”,使其“变性”,然后将一个极体注入修饰后的次级卵母细胞(类似受精作用),最终创造出“孤雌生殖”的小鼠。实验过程如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.体外培养卵母细胞时,为防止污染,需将培养皿置于含95% O2和5%CO2的培养箱中进行培养
B.基因组印记会阻碍次级卵母细胞与精子或第二极体的结合
C.移植后的囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来
D.“孤雌小鼠”的诞生过程没有精子参与,其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同
7.(24-25高二下·内蒙古赤峰·期末)胚胎工程是一项具有广泛应用前景和深远意义的生物技术,如图表示胚胎工程的部分流程。下列叙述错误的是( )
A.培养早期胚胎时,需要向培养液中添加血清等天然成分
B.与精子需要获能不同,卵母细胞排出后即可进行①过程
C.为了减少对胚胎的影响③过程可取滋养层细胞进行检测
D.④在分割囊胚阶段的胚胎时要注意将内细胞团均等分割
8.(24-25高二下·吉林长春外五县·期末)体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施,该技术还可为胚胎移植提供可用的胚胎。下列关于体外受精和胚胎移植的叙述,正确的是( )
A.精子触及卵细胞膜的瞬间,内细胞团发生生理反应,防止多精子入卵
B.对胚胎进行移植时,需将胚胎移植到同种的、遗传性状优良的雌性体内
C.“设计试管婴儿”利用了体外受精技术、胚胎移植技术和遗传学诊断技术
D.对优良供体母牛进行人工授精,收集胚胎后即可移植到受体母牛体内进行繁殖
9.(24-25高二下·广东江门·期末)中国科学家利用相关生物学技术,成功培育出世界上首例只有双雌来源的孤雌小鼠和双雄来源的孤雄小鼠,实现了哺乳动物的同性繁殖,实验流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.上述过程培育获得的孤雄小鼠的性染色体组成均为XY
B.甲囊胚内细胞团均等分割可获得具有相同遗传物质的孤雌小鼠
C.去核卵细胞为孤雄小鼠早期胚胎的发育提供了营养物质
D.上述技术为拯救仅存单一性别的濒危哺乳动物提供了可能性
10.(24-25高二下·安徽滁州·期末)近年来,科学家在胚胎工程领域取得了突破性进展。2023年发表于《自然》杂志的一项研究显示,科学家通过体外培养技术将人类胚胎培养至受精后第14天,突破了国际公认的“14天规则”,为人类早期胚胎发育研究提供了重要模型。下列叙述正确的是( )
A.在体外受精过程中,卵母细胞无须经过成熟培养即可与获能精子结合
B.胚胎移植前,通常需对受体动物进行同期发情处理以提高胚胎着床率
C.利用胚胎分割技术获得同卵双胎或多胎,主要是提高胚胎的遗传多样性
D.体外培养人类胚胎至第14天后,可无限期培养以研究胚胎发育全过程
11.(24-25高二下·安徽马鞍山·期末)我国科研团队利用胚胎工程技术,成功将基因编辑后的体细胞与去核卵母细胞融合,构建重组胚胎并植入代孕母羊体内,最终获得携带抗寄生虫基因的克隆羊。下列叙述错误的是( )
A.从卵巢中获取的卵母细胞需在体外培养至 MII期通过显微操作去核
B.重组胚胎发育至囊胚期时,滋养层细胞将来发育成胎儿的各种组织
C.代孕母羊需进行同期发情处理,使其生殖器官处于适宜胚胎着床的状态
D.与传统杂交育种相比,该技术属于无性繁殖,并定向改良了生物的性状
12.(24-25高二下·辽宁辽阳·期末)科研人员采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎,并将其移植到长角羚羊体内,使后者成功妊娠并产仔,该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。下列有关叙述错误的是( )
A.长角羚羊与雌性供体进行同期发情处理
B.获得的卵母细胞体外培养成熟后再进行受精
C.早期胚胎任意分割可获得较多的紫羚羊
D.囊胚期的滋养层细胞可用于性别鉴定
13.(24-25高二下·辽宁丹东·期末)下列关于哺乳动物受精和早期胚胎发育的叙述,正确的是( )
A.处于桑葚胚的细胞尚未发生功能的分化,一般都具有全能性
B.精子需要先获得能量才能与卵子结合形成受精卵
C.受精卵早期分裂时,胚胎的总体积随细胞数目的增多而增大
D.卵子需要先完成减数分裂排出第二极体后才能与精子结合形成受精卵
14.(24-25高二下·黑龙江绥化肇东第四中学校·期末)下图表示哺乳动物胚胎早期发育过程的某个阶段,下列叙述正确的是( )
A.图中①将来发育成胎儿的各种组织
B.图中③表示透明带,胚胎从其中伸展出来的过程叫作卵裂
C.该胚胎均等分割后移植给受体,生出的后代毛色等性状一定相同
D.胚胎干细胞是一类未分化的细胞,可以从早期胚胎中分离获得
15.(24-25高二下·江苏镇江六校等校联考·期末)下列有关现代生物技术工程的叙述,正确的是( )
A.植物组织培养过程中将愈伤组织包埋在人工种皮中,就形成了人工种子
B.动物细胞培养可用于检测有毒物质,茎尖组织培养可获得抗毒苗
C.动物细胞培养材料大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织,其主要原因是这样的组织、细胞分裂能力旺盛
D.试管牛技术和细胞核移植技术均可实现良种牛的大量克隆
16.(24-25高二下·贵州遵义区县一中·期末)斑鳖是比熊猫数量还要稀少的一种濒危龟类,中外科学家都在尝试各种方法帮助斑鳖繁殖。很遗憾最后一只雌性斑鳖已于近日去世,目前中国已知仅一只雄性斑鳖存在于苏州的一公园内,研究人员设法保存了斑鳖的生殖细胞以便后续技术发展有机会拯救该物种。下列有关说法正确的是( )
A.收集的精子在ATP溶液中获能后就可以与卵母细胞结合完成受精
B.通过体细胞核移植的方法培育出的斑鳖克隆动物为雌性
C.在进行胚胎分割时,应选择发育良好的原肠胚来操作
D.早期胚胎在透明带中分裂时胚胎总DNA增加、总体积不增加
17.(24-25高二下·四川眉山仁寿县·期末)“筛选”是生物技术与工程中重要的环节。下列叙述正确的是( )
A.用选择培养基筛选微生物,对照组不接种微生物,实验组接种微生物
B.诱导植物原生质体融合时,观察是否再生细胞壁可筛选异种融合细胞
C.制备单克隆抗体时,需从分子水平筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞
D.在胚胎移植前,应选取内细胞团做DNA分析,鉴定性别
18.(24-25高二下·福建福州福清·期末)第四代试管婴儿技术又称线粒体替换治疗,该技术主要解决了女性卵子质量不好的问题,其简易流程图如下图所示。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.该技术可使携带细胞核遗传基因的母亲生下健康后代
B.构建重组卵母细胞时需移植病人卵母细胞中的第一极体
C.捐赠卵子者携带的红绿色盲基因可能会遗传给子代
D.该技术属于有性生殖,子代细胞核遗传物质来自三个亲本
19.(24-25高二下·广西玉林·期末)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。下列说法正确的是( )
A.精子转化成ahESC的过程不存在基因的选择性表达
B.重构胚需要发育到原肠胚才能进行胚胎移植
C.只依赖于雄性小鼠并不能够培育出孤雄小鼠
D.不考虑致死,孤雄小鼠性染色体组成为XY或者YY
20.(24-25高二下·安徽合肥六校·期末)如图表示畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法,有关分析错误的是( )
A.应用1中的卵母细胞常取自卵巢,融合前需培养到减数分裂Ⅱ中期
B.应用2常用促性腺激素处理供体1,目的是使其超数排卵
C.应用3一般选择桑葚胚或囊胚进行分割
D.应用4体现了动物细胞的全能性
21.(24-25高二下·广东东莞·期末)我国蒙古羊具有适应性强的特点,三北羊则以羔皮品质优良著称。科研人员利用胚胎工程技术使蒙古羊成功孕育出三北羊,加速优良品种的繁育。下列相关叙述正确的是( )
A.选择遗传性状优良的健康蒙古羊进行超数排卵处理
B.将精子置于获能液中培养,使其获得能量后进行体外受精
C.体外受精形成的受精卵需培养至原肠胚阶段再进行胚胎移植
D.将供体胚胎冷冻保存,则供体和受体不需要同期发育处理
22.(24-25高二下·四川达州普通高中·期末)Foxn1基因对于功能性胸腺的形成是必要的,其突变导致无胸腺表型。研究人员将某正常小鼠的胚胎干细胞注射至Foxn1基因突变的桑葚胚中形成嵌合胚胎,将嵌合胚胎移入受体小鼠的子宫内,成功培育出含有正常胸腺的嵌合体小鼠。下列叙述错误的是( )
A.嵌合胚胎囊胚阶段的内细胞团发育成嵌合体小鼠的各种组织
B.嵌合胚胎在桑葚胚阶段切割后移植可获得更多的嵌合体小鼠
C.嵌合体小鼠体内不同部位的体细胞遗传信息不一定是相同的
D.植入胚胎前通常需对受体小鼠注射促性腺激素使其超数排卵
23.(24-25高二下·湖北黄冈·期末)研究发现,降低猴的重构胚中染色体组蛋白上特定位点的甲基化水平,可提高胚胎的发育率和妊娠率。下列叙述错误的是( )
A.向重构胚注入去甲基化酶的mRNA可能有助于胚胎发育
B.可用显微操作法对培养至MⅡ期的卵母细胞进行去核操作
C.为避免免疫排斥反应,胚胎移植前应对受体母猴注射免疫抑制剂
D.利用体细胞核移植获得克隆猴的难度明显高于利用胚胎细胞核移植
24.(24-25高二下·四川南充·期末)科研人员探究不同浓度的淫羊藿苷对小鼠卵母细胞体外发育的影响,实验结果如表所示。下列叙述正确的是( )
浓度
培养卵母细胞数
第一极体排出率/%
受精率/%
卵裂率/%
0μg·mL-1
200
61.3
52.8
45.2
0.05μg·mL-1
200
74.8
73.1
72.8
0.5μg·mL-1
200
69.9
67.6
45.5
5μg·mL-1
200
59.4
58.2
51.1
A.第一极体的排出标志着精子已经进入卵母细胞完成受精作用
B.胚胎发育早期,细胞数量不断增加,胚胎总体积也随着增加
C.在培养液中添加不同浓度的淫羊藿苷,小鼠卵母细胞的受精率均有提高
D.在培养液中添加高剂量的淫羊藿苷,可以促进小鼠卵母细胞的体外发育
25.(24-25高二下·吉林白山五校·期末)某科研小组将4个关键基因移植入已分化的体细胞中并表达,使这个细胞成为具有类似干细胞功能的多能干细胞(iPS细胞)。iPS细胞经细胞分化形成神经细胞、肝脏细胞、心肌细胞等,下列叙述错误的是( )
A.细胞分化是基因选择性表达的结果,iPS细胞具有全能性
B.iPS细胞与心肌细胞所含有的基因完全不同是细胞分化的结果
C.体细胞核移植技术和诱导iPS细胞技术都能生成干细胞,但过程是完全不同的
D.4个关键基因表达过程将改变肌肉细胞的细胞质环境,使iPS细胞功能趋向专门化
26.(24-25高二下·黑龙江哈尔滨师范大学附属中学·期末)科研人员通过对绵羊受精卵进行基因编辑和胚胎移植等操作,获得了羊毛长度显著长于对照组的优良品系。下列叙述正确的是( )
A.为获取足够的卵子,需对供体绵羊注射促性腺激素进行超数排卵处理
B.为确保受体绵羊与供体绵羊生理状态一致,需进行同期发情处理
C.受精卵发育至桑葚胚阶段,细胞数量和胚胎总体积均增加
D.对照组绵羊的选择需考虑年龄、性别等无关变量的影响
27.(24-25高二下·湖南长沙宁乡·期末)通过胚胎工程可以大大缩短优良品种动物的繁殖周期,如图是培育优质奶牛的过程。下列叙述正确的是( )
A.①为体外受精,卵子在受精前需要经过获能处理
B.②为体外胚胎培养,培养液需要进行灭菌处理
C.③为胚胎分割,分割囊胚时应均等分割内细胞团
D.⑤为胚胎移植,供、受体应处于相同的生理状态且为同种雌牛
28.(24-25高二下·辽宁大连·期末)2025年3月,我国科学家成功将基因编辑猪的肾脏植入终末期肾病患者体内,这一举措成为亚洲首例活体异种肾移植案例,具体技术流程见下图。下列叙述正确的是( )
A.培养步骤①获得的体细胞时,常在培养基中加入动物血清
B.步骤②的目的主要是去除引发免疫排斥的关键抗原
C.步骤③需利用体细胞核移植技术构建重构胚并将其激活
D.步骤④应对代孕母体进行超数排卵和同期发情处理
29.(24-25高二下·内蒙古乌兰察布集宁区乌兰察布集宁区第二中学·期末)哺乳动物的受精是一个非常复杂的过程,下列有关叙述正确的是( )
A.获能后的精子与卵子相遇时,首先发生顶体反应,使顶体酶释放出来
B.精子穿越透明带时需要由顶体酶将透明带溶出一条孔道
C.防止多精入卵受精有两道屏障,第一道屏障称为卵细胞膜反应
D.精子入卵后尾部会脱离
30.(24-25高二下·河北邢台·期末)食蟹猴表现出与人类相近的特征,因此常被用作生物学研究中的重要生物模型。科学家将食蟹猴胚胎干细胞注射到猪的胚胎中,培育出了“猪—猴嵌合体”仔猪的简要过程如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.胚胎干细胞和成体干细胞都具有发育的全能性
B.“猪—猴嵌合体”研究可为器官移植研究提供理论依据
C.“猪—猴嵌合体”的肌细胞具有两个染色体组
D.囊胚期的嵌合胚胎可以进行胚胎移植
31.(24-25高二下·辽宁朝阳建平县·期末)杜洛克是全球有名的良种猪品种,具有生长速度快、适应性强等优点。工厂化生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖杜洛克猪。下列叙述错误的是( )
A.遗传性状优良是杜洛克作为供体的主要原因
B.生产中需对提供精子的杜洛克公猪进行筛选后才可以取精
C.以本地母猪作为受体时无需考虑母猪的体质和繁殖能力等
D.该过程中需要对雌性和雄性杜洛克猪均进行同期发情处理
32.(24-25高二下·江苏徐州邳州·期末)科学家通过培育小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞,成功获得了“1 母亲 0 父亲”的雌性小鼠,且该雌性小鼠能正常产生后代,有关技术如图所示。下列相关叙述正确的有( )
A.用雌激素对母鼠进行超数排卵处理可以获得更多的卵母细胞
B.用于过程③的细胞取自孤雌单倍体囊胚中的内细胞团
C.第 2 阶段原核形成时,卵母细胞已完成了减数第二次分裂
D.当胚胎发育到囊胚或者原肠胚的时期,可以向受体内移植
33.(24-25高二下·河北沧州泊头文宇中学·期末)猴的克隆胚胎在发育过程中常常会出现胎盘发育异常现象,导致克隆成功率较低。我国科学家采用一定的技术手段对克隆胚胎进行处理,提高了克隆成功率,操作流程如图所示。回答下列问题:
注:杂种雌猴由食蟹猴(♀)与恒河猴(♂)杂交产生。
(1)进行体细胞核移植时,需将杂种雌猴的成纤维细胞采用_________法注入培养至_________期的去核食蟹猴卵母细胞,并通过_________法使两细胞融合,形成重构胚。
(2)图示获得克隆猴的过程中,其胚胎时期的胎盘具体由_________发育而来,克隆猴的性别为_________,原因是_________。
(3)胎牛血清(FBS)是天然培养基,研究人员研究了在后期胚胎培养液(CR2后液)中添加不同浓度FBS对牛核移植胚胎发育的影响,结果如下表。
组别
培养液
卵裂率/%
囊胚率/%
对照组
CR2后液
59
13
实验组1
10%FBS+CR2后液
62
13
实验组2
20%FBS+CR2后液
68
26
实验组3
30%FBS+CR2后液
62
9
若统计每组实验的桑葚胚率,推测其数值_________(填“低于”“高于”或“等于”)囊胚率。本实验对上述克隆猴培育过程的启示有_________(答出1点)。
34.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期末)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(基因转录活性被抑制),仅有少数基因仍能正常表达,这一生理过程称作X染色体失活(XCI)。XCI能保证雌、雄间X染色体上基因表达水平的一致,其异常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,应选用桑葚胚的原因是_____。获得的胚胎含有______(填“单”“双”或“三”)亲的遗传物质。
(2)研究人员取体外受精胎儿的囊胚的_____部分的细胞做DNA分析,进行性别鉴定,表中数据显示自然生产(IVO)胎儿性别比例(雄/雌)_____体外受精(IVF)胎儿的性别比例。
组别
胚胎数
活仔率(%)
雄/雌
体外受精(IVF)
82
45.58
1.48
自然生产(IVO)
81
56.25
1.08
(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图1结果显示体外受精过程对雄性胚胎发育率的影响_______雌性胚胎发育率。
②XCI会抑制基因转录活性,研究人员收集不同组别的胚胎细胞,定量检测具代表性的“沉默”基因,结果显示这些基因的表达量在IVF雌性胚胎中显著_______(选填“低于”或“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(一种蛋白质),研究人员利用免疫荧光技术检测胚胎中RNF12蛋白的表达量如图2。
注:图中白色的荧光强度与RNF12蛋白的表达量呈正相关。
据此分析,XCI造成体外受精的胎儿性别比例失衡的可能原因是________。
35.(24-25高二下·河南周口商水县·期末)我国科学家运用动物细胞工程和基因编辑技术成功培育出具有“两个母亲”的孤雌小鼠和具有“两个父亲”的孤雄小鼠,实验流程如图1和图2所示;另一种培育孤雌小鼠的实验流程如图3所示,回答下列问题:
(1)图1中为了获得更多的卵子,可以用______处理雌性小鼠,使其超数排卵。图1和图2中相当于植物组织培养中脱分化过程的是________(填序号)。图2中孤雄小鼠的性别是________(填“雌”“雄”或“雌或雄”)。
(2)图1~图3中涉及的生物工程相关技术有________(答出2点)。
(3)图3中孤雌小鼠的神经细胞中核DNA含量为_____(填“N”“2N”或“4N”)。据图3推测第二极体的功能是_________。若要在囊胚期进行遗传病筛查,则应取______(填部位)的细胞进行DNA分析。
36.(24-25高二下·新疆乌鲁木齐101中学·期末)和牛是世界公认的高档肉牛品种,其体形较小,肉质鲜嫩,营养丰富。我国科研人员利用胚胎移植技术,按如图所示流程操作,成功地批量培育了和牛这一优良品种。请回答问题:
(1)用__________激素处理,可使供体母牛超数排卵,过程①中产生的精子需要进行____________处理后才具有与卵子受精的能力。
(2)试管牛的培育需要的工程技术有_________、_________和胚胎移植等。
(3)题图中移植的胚胎处于________期,移入的胚胎能在代孕雌牛子宫中存活的生理基础是受体雌牛子宫对外来胚胎基本不发生_______;为培育子代雌性小牛,胚胎移植前要进行性别鉴定,宜取_______细胞进行DNA分析。
(4)为提高胚胎利用效率,尽快获得数量较多的子代和牛,图中甲环节是对牛胚胎所做的处理,使用的技术称为_________,最终目的是产生多个基因型相同的后代;这一过程中,要特别注意________。
37.(24-25高二下·福建漳州第一中学·期末)“人造精子”是一种可以替代精子使卵细胞受精的单倍体胚胎干细胞。科研人员通过两种方式获得小鼠“人造精子”,流程如下图所示。请回答:
(1)方式一中常用显微操作法对__________期卵母细胞去核,再将__________转到去核的卵母细胞中。
(2)方式二是通过精子与卵子的受精作用“替代”核移植技术,受精作用中防止多精入卵的两道屏障是________。在核融合之前,剔除卵细胞中的________,得到只含精子的染色体组的胚胎干细胞。干细胞体外培养时,为避免代谢物积累过多可采取_______措施。
(3)构建成功的单倍体胚胎干细胞的性染色体全为X染色体。已知小鼠Y染色体比X染色体短小。实验无法获得含Y染色体的单倍体胚胎干细胞,最可能的原因是_______。
38.(24-25高二下·贵州安顺·期末)灵长类动物与人类基因组相似性高达90%以上,大脑结构、免疫系统等与人类高度一致。体细胞克隆猴“中中”的成功培育,将推动我国率先发展出基于非人灵长类疾病动物模型的全新医药研发产业链,加速针对阿尔茨海默病、自闭症等脑疾病的新药研发进程。体细胞克隆猴“中中”的培育过程如图所示:
回答下列问题:
(1)胚胎移植前,需对C猴进行发情处理的目的是_______,移入的胚胎能在C猴子宫中存活的生理基础是_______。
(2)“中中”的遗传性状主要与_______(选填“A”、“B”或“C”)猴相似,理由是_______。
(3)体细胞克隆猴“中中”的培育技术,能推动我国率先发展出基于非人灵长类疾病动物模型的全新医药研发产业链,加速针对阿尔茨海默病、自闭症等脑疾病的新药研发进程的原因是_______。
39.(24-25高二下·辽宁葫芦岛·期末)猴的克隆胚胎在发育过程中往往出现基因的异常甲基化修饰以及胎盘发育异常,导致克隆成功率较低。我国科学家采用一定的技术手段对克隆胚胎进行处理,提高了克隆成功率,并在2024年获得了首个活到成年的克隆猴。操作流程如图所示,请分析回答下列问题:
注:杂种雌猴由食蟹猴(♀)与恒河猴(♂)杂交产生
(1)培养杂种雌猴的成纤维细胞时,通常将细胞置于含有_____的混合气体的CO2培养箱中进行培养,其中CO2的主要作用是______。
(2)囊胚a的内细胞团能发育形成_____,囊胚b的滋养层将发育为_____。
(3)成纤维细胞应注入去核的食蟹猴_____期卵母细胞,去核的实质是去除_____,去核的常用方法是_____。囊胚b是通过体外受精技术获得的胚胎,判断卵细胞受精的标志通常是______。
试卷第1页,共3页
3 / 3
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02 细胞工程
7大高频考点概览
考点01 植物组织培养
考点02植物体细胞杂交
考点03 植物细胞工程的应用
考点04 动物细胞培养和干细胞
考点05 动物细胞融合与单克隆抗体
考点06动物细胞核移植
考点07 胚胎工程
地 城
考点01
植物组织培养
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
A
A
B
C
B
A
C
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
A
C
D
D
D
A
B
CD
ABC
BD
题号
21
答案
CD
地 城
考点02
植物体细胞杂交
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
C
A
B
D
B
B
A
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
D
B
C
A
B
A
A
D
BC
ACD
题号
21
22
23
24
25
26
27
答案
BD
ABD
BC
ACD
BCD
AC
BC
28.(1) 离体 脱分化 生长素、细胞分裂素
(2) 纤维素酶、果胶酶 聚乙二醇/PEG 维持原生质体的正常形态
(3) 蓝 活性 宁夏枸杞和黑果枸杞 相关基因丢失或未表达
(4)打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
29.(1) 纤维素酶和果胶酶 电融合法、离心法、PEG融合法、高Ca2+—高pH融合法等
(2) 植物组织培养 生长素、细胞分裂素
(3)打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
30.(1)细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
(2)纤维素酶和果胶酶
(3) 脱分化 再分化
(4) 花药(或花粉或雄配子) 秋水仙素
(5)不同种生物之间存在生殖隔离
31.(1) 纤维素酶和果胶 细胞质、细胞核
(2)用聚乙二醇(PEG)处理
(3) 脱分化 不需要 2,4-D浓度5.0mg/L、6-BA浓度0
32.(1)纤维素酶和果胶酶
(2)细胞膜具有一定的流动性
(3)高尔基体
(4) 植物细胞的全能性 脱分化
33.(1) 植物体细胞杂交 植物细胞的全能性
(2)高Ca2+-高pH融合
(3)芽
(4) 六 可育,杂种植株细胞中含有成对的同源染色体,可正常产生生殖细胞 打破生殖隔离,实现远缘杂交
(5)生物体内基因的表达不是孤立的,它们是相互调控、相互影响的(或虽然杂种植株具备两个物种的遗传物质,但它们的表达相互干扰)
34.(1) 再生出细胞壁 血清等天然成分 基因的选择性表达 打破生殖隔离,实现远缘杂交育种;培育植物新品种
(2) 除去细胞壁 用纤维素酶和果胶酶处理 电融合法、离心法、高Ca2+-高pH融合法 细胞膜具有流动性
(3) 大于 在PEG浓度为30%~40%范围内设置一系列浓度梯度,其中异源融合率最高的PEG浓度即为最适融合浓度
(4) 不定形的薄壁 2(m+n)
35.(1) 纤维素酶和果胶酶 杂种原生质体可通过互补解除IOA和R-6G的抑制作用 再分化
(2) 1 e 原生质体中转入抑制GAUT基因表达载体 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
地 城
考点03
植物细胞工程的应用
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
A
B
C
B
D
A
C
B
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
A
B
D
B
D
C
A
C
CD
ABC
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
答案
ACD
ABC
ACD
ACD
ACD
AD
ABD
CD
29.(1) 植物细胞的全能性 脱分化 生长素与细胞分裂素 果胶酶和纤维素
(2) 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有丝分裂
(3) 乙、丙 与甲组相比,乙组多极纺锤体癌细胞比例及癌细胞的死亡率增加而丙组下降
30.(1)纤维素酶和果胶酶
(2) 物理法和化学法 形成新的细胞壁 甲细胞用IOA处理后线粒体失活,细胞生命活动受限:乙细胞经X射线处理后失去分裂能力
(3)生长素和细胞分裂素的比例不同
(4)克服远缘杂交不亲和的障碍,打破生殖隔离,实现远缘杂交
31.(1)原生质体在无菌水中吸水膨胀甚至破裂
(2) 高Ca2+-高pH 脱分化 形态结构和功能 生长素和细胞分裂素 浓度、比例
(3) 植物组织培养 四 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 兼有双亲的优良性状
32.(1) 分裂能力强,分化程度低,容易培养 高度液泡化、不定形的薄壁组织团块 基因的选择性表达 生长素、细胞分裂素
(2) 纤维素酶和果胶酶 再生出细胞壁 愈伤组织
(3)茎尖处病毒极少甚至无病毒
33.(1) 植物细胞的全能性 纤维素酶、果胶酶 离心法/电融合法
(2) 3/三 既有红色荧光又有绿色荧光
(3) ② 诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同
(4)愈伤组织
34.(1) 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 植物体细胞杂交技术
(2) 聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法 杂种细胞再生出细胞壁
(3)脱分化诱导形成愈伤组织和愈伤组织再分化形成幼苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同
(4) 次生 植物细胞培养 愈伤组织
35.(1) 离体培养的植物器官、组织或细胞 幼嫩的器官或组织分裂能力强,分化程度低
(2) 脱分化、再分化 生长素和细胞分裂素
(3) 避免杂菌滋生而影响培养物的生长 高压蒸汽灭菌锅
(4)让其适应自然环境
(5) 愈伤组织 不受季节、外部环境等条件的限制
36.(1)酒精和次氯酸钠
(2) 生长素和细胞分裂素的浓度和配比(或生长素和细胞分裂素的比值) ③ 诱导叶绿素的合成,满足叶绿体利用光能进行光合作用制造有机物
(3) 愈伤组织 高Ca2+-高pH融合法 不是
地 城
考点04
动物细胞培养和干细胞
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
D
D
D
B
C
C
C
C
B
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
D
D
B
A
A
C
A
C
D
题号
21
22
23
24
25
答案
BD
ACD
AD
AD
BCD
26.(1) Ⅰ、Ⅱ 不完全 B 这种细胞一直处在不断增殖的状态,容易受到培养条件和诱变因素的影响产生突变
(2)iPS细胞来自病人的体细胞,不发生免疫排斥/无需破坏胚胎不涉及伦理问题
(3) 否 动物细胞培养只涉及细胞增殖,不涉及细胞分化
27.(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)
(3)TA细胞的去分化
(4) 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 特定基因(特定蛋白) 肿瘤发生
28.(1) 避免伦理争议和不发生排斥反应 血清/动物血清 维持培养基pH相对稳定
(2)Wnt信号通路抑制HDAC5的表达
(3)HDAC5在第一、三阶段抑制内皮细胞分化(即分别抑制中胚层细胞、内皮细胞的形成),在第二阶段促进内皮细胞分化(即促进血管前体细胞的形成)
(4)通过改变相关基因组蛋白的乙酰化水平,从而在不同阶段对分化所需的关键基因起到正或负调控的作用
29.(1) 血清 维持培养液的pH 无菌、无毒
(2) 胰蛋白酶(或胶原蛋白) 细胞贴壁
(3)氧气和二氧化碳
(4) 相互接触 接触抑制
30.(1) 编码起始密码子AUG的碱基序列 保证翻译能从正确的起始点开始
(2) 培养液中的营养物质消耗完毕,空间有限 胰蛋白酶/胶原蛋白酶 传代 维持培养液的pH B、D 蛋白乙(含B、C、D片段)促进T淋巴细胞增殖的效果比蛋白甲好,蛋白丙(含B、D片段)促进效果与蛋白乙相近,说明C片段不是必需的,而B、D片段是必需的
地 城
考点05
动物细胞融合与单克隆抗体
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
A
D
D
D
A
D
C
B
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
D
A
C
D
B
BCD
CD
BCD
ACD
AC
题号
21
22
23
24
25
答案
BCD
AD
CD
BCD
ABC
26.(1) PEG融合法、电融合法 否 融合细胞可能有多种,只有杂交瘤细胞能分泌特异性抗体
(2) 95%空气加5%CO2养 体外培养或体内培
(3)丙组吞噬指数高于乙组,接近或等于甲组
27.(1)免疫监视
(2) 已免疫的B淋巴(或浆、B) 克隆化培养 抗体检测
(3) 作为对照组 促进 后者 高表达sPD-1的STCV通过表达高剂量的sPD-1与癌细胞表面的PD-L1结合,抑制了PD-1和PD-L1结合,细胞毒性T细胞重新被激活,产生效应
28.(1) VEGF(血管内皮生长因子) 从小鼠的脾中得到能产生抗VEGF(血管内皮生长因子)抗体的B淋巴细胞
(2) 血清 清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成伤害
(3)患者体内的病毒直接诱导多个细胞融合形成多核细胞
(4) 选择 通过控制培养条件允许特定种类的微生物生长,同时阻止或抑制其他种类微生物生长
(5) 小鼠腹水 细胞培养液 细胞膜的流动性和细胞增殖
29.(1)特异性强、灵敏度高、可大量制备
(2) 抗PD-1的单克隆抗体与PD-1结合,阻断了PD-1与PD-L1的结合,避免了PD-L1抑制T细胞的活化 PD-1蛋白 PEG(或灭活的病毒)
(3) 上清液 抗PD-1抗体 抗PD-1抗体含量越高
30.(1) PEG/聚乙二醇/灭活病毒 克隆化培养、抗体检测 小鼠腹腔
(2) 捕获抗体和酶标抗体特异性结合于PTH 的不同位点 棕色的深浅
(3)制备针对PTH1~6氨基酸组成的多肽的单抗作为酶标抗体(或制备针对PTH1~6氨基酸组成的多肽的单抗作为捕获抗体)
31.(1)
(2)用胰蛋白酶处理分散成单个细胞,加入培养液制成细胞悬液
(3)清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害;补充细胞所需营养物质
(4) 氨基蝶呤、次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷 杂交瘤(细胞)
(5)减弱(避免)免疫排斥反应
32.(1)抗原
(2) 刺激机体产生更多的B细胞 PEG
(3) 上清液 抗VspX抗体 抗VspX抗体的含量
(4) 血清 二氧化碳培养箱
33.(1) 获得足够多的(已免疫的)B淋巴细胞 不会
(2) 灭活的病毒 抗原-抗体(特异性)结合 既能无限(大量)增殖又能产生专一(特定)抗体
(3) 95%空气+5%CO2 维持培养液的pH 血清和抗生素
(4) 0.8mg/mL 该浓度下,探针发光性能与更高浓度时差异很小,且可节省成本
地 城
考点06
动物细胞核移植
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
D
D
B
C
C
B
A
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
D
B
B
C
C
BD
AD
AC
BD
BC
21.(1)无性生殖、有性生殖
(2) 减数第二次分裂中期(MⅡ中期) 纺锤体 - 染色体复合物 卵母细胞体积大,易于操作,能为重组胚胎的发育提供足够的空间;卵母细胞含有丰富的营养物质,如蛋白质、糖类等,可以满足早期胚胎发育的营养需求;卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质,能激发体细胞核的全能性,使其重新编程并发育成新个体。
(3) 乙酰化 去甲基化
(4) ③④① 组蛋白甲基化会抑制重构胚的发育,即猴的体细胞胚胎发育障碍与克隆胚胎基因组上大量组蛋白的甲基化密切相关,组蛋白甲基化程度越高,重构胚发育率越低。
22.(1) 减数第二次分裂中(MⅡ ) 电融合 95% 空气和 5%CO2
(2) 胎膜和胎盘 不具有
(3)神经干细胞遗传物质与患者体细胞基本相同,表面抗原一致,不会引发免疫排斥
(4)我国禁止生殖性克隆人,遵循 “四不原则”,允许治疗性克隆研究,需严格伦理监管,保障科学应用,符合伦理道德与法律规范
23.(1) 乳腺中特异性表达的基因的 限制酶和DNA连接酶 显微注射
(2) MⅡ 纺锤体—染色体复合物 保证重组细胞的核遗传物质来自整合有目的基因的成纤维细胞
(3) 同期发情处理 为供体胚胎移入受体子宫提供相同的生理环境 不会
地 城
考点07
胚胎工程
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
D
B
D
C
B
C
A
B
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
C
A
D
C
D
C
A
C
D
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
D
D
C
C
BD
ABD
BCD
ABC
ABD
AC
题号
31
32
答案
CD
BC
33.(1) 显微注射 MⅡ(或减数分裂Ⅱ中、减数第二次分裂中) 电融合
(2) 囊胚b的滋养层细胞 雌性 内细胞团发育为克隆猴的各种组织,而克隆猴的内细胞团来自囊胚a,因此细胞中的核遗传物质与杂种雌猴的成纤维细胞相同
(3) 高于 进行胚胎培养时,可在培养液中加入适量血清(或进行胚胎培养时,加入过量血清会抑制胚胎发育)
34.(1) MⅡ 获能 同期发情 桑葚胚细胞具有发育的全能性,且桑葚胚易于在小鼠子宫着床 双
(2) 滋养层 低于
(3) 小于 高于 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
35.(1) 促性腺激素 ①和⑤ 雌或雄
(2)动物细胞培养、胚胎移植
(3) 2N 提供部分遗传物质,且可以促进胚胎发育 滋养层
36.(1) 促性腺 获能
(2) 体外受精 早期胚胎培养
(3) 囊胚 免疫排斥反应 滋养层
(4) 胚胎分割 将内细胞团均等分割
37.(1) MⅡ 精子(头部或细胞核)
(2) 透明带反应和卵细胞膜反应 雌原核 定期更换培养液
(3)Y染色体上的基因无法支持单倍体胚胎干细胞的存活(或Y染色体上缺少支持单倍胚胎干细胞存活的基因)
38.(1) 为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境 代孕母猴子宫对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
(2) B 遗传物质DNA主要位于细胞核,“中中”的细胞核由B猴提供
(3)灵长类动物与人类在基因组、大脑结构等方面高度一致,能反映出人类疾病的病理特征和药物反应
39.(1) 95%的空气+5%CO2 维持培养液的pH
(2) 胚胎的各种组织 胎盘和胎膜
(3) MII期/减数分裂II中 纺锤体-染色体复合物 显微操作法 观察到两个极体或雌、雄原核
试卷第1页,共3页
3 / 3
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
$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。