第17讲 细胞工程（3大核心+分层专练）（上海专用）2027年高考生物一轮复习讲练测

**基本信息** 以“课标-考情-核心-分层”为逻辑链，构建细胞工程三维备考体系，融合科学史与技术原理，突出图表对比与情境应用。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |植物细胞工程|12题|组织培养流程图解、激素调控模型、育种技术对比|以细胞全能性为核心，从理论基础→技术流程→实际应用递进| |动物细胞工程|18题|单克隆抗体制备双筛选法、核移植技术步骤、干细胞分类体系|以细胞培养为基础，串联融合技术与克隆伦理的辩证关系| |胚胎工程|14题|早期胚胎发育阶段判断、胚胎移植关键操作、试管技术三代差异|从受精作用延伸至胚胎操作，构建生殖技术伦理框架|

第17讲 细胞工程 （上海专用） 第1部分 课标导向·考情铺垫 第2部分 三大核心·主干速记 核心1 植物细胞工程； 核心2 动物细胞工程； 核心3 胚胎工程 第3部分 分层专练·靶向攻关 基础通关 / 情境应用/ 素养提升 课标导向·考情铺垫 课标导向 选择性必修3生物技术与工程第2章，承接发酵工程（第1章），启下基因工程（第3章）和生物技术安全与伦理（第4章），是生物工程知识体系的细胞层面核心环节。细胞工程是生物技术与工程模块的核心内容之一，是在细胞生物学和分子生物学基础上，结合工程技术手段，在细胞或亚细胞水平、组织水平上进行设计与操作的综合性生物工程。 学科核心素养落点： ①生命观念：理解细胞全能性、细胞分化与去分化等核心概念，强化结构与功能相适应的观念； ②科学思维：归纳推理植物组织培养、动物克隆等技术原理； ③科学探究：经历植物快速繁殖实验操作，提升实验设计与动手能力； ④社会责任：关注克隆技术、干细胞治疗的伦理问题，认识生物技术对社会可持续发展的推动作用。 学科核心素养落点： 考情分析 细胞工程是上海等级考的高频考点区域，命题呈现以下特点： 常以综合题形式出现，结合科学史（克隆羊多莉、克隆猴中中华华、单克隆抗体制备等）设置情境，考查学生对技术原理的理解和逻辑推理能力；植物组织培养流程图、单克隆抗体制备流程图是经典命题载体。近年越来越注重“技术原理→应用场景→伦理反思”的综合考查，尤其是干细胞治疗、iPS细胞、治疗性克隆等前沿话题。 本讲需重点落实“两大流程图”（植物组织培养流程、单克隆抗体制备流程）和“三大对比”（植物细胞工程 vs 动物细胞工程、胚胎干细胞 vs 成体干细胞、治疗性克隆 vs 生殖性克隆）。 新高三备考关键 1. 精读教材第2章，重点关注科学史（哈伯兰特→斯图尔德、克勒和米尔斯坦、多莉羊→中中华华），理解每个技术突破背后的实验逻辑。 2. 认真完成“月季的快速繁殖”探究实验，亲手操作外植体消毒、接种、培养基配制等步骤，建立组织培养的感性认识。 3. 能独立默写植物组织培养流程图和单克隆抗体制备流程图，用规范语言描述各步骤的原理。 4. 联系已学知识（细胞分化、细胞膜流动性、免疫调节、激素调节等），建立“细胞工程”与“分子与细胞”模块的知识网络。 三大核心·主干速记 核心1 植物细胞工程 一、植物细胞全能性——植物组织培养的理论基础 1. 植物细胞全能性的概念 离体的植物细胞在合适的条件下能够发育成为完整植株的潜能，称为植物细胞全能性（totipotency）。 • 理论提出：1902年，德国植物学家哈伯兰特（G. Haberlandt）基于细胞学说提出假设 • 实验证实：1958年，美国科学家斯图尔德（F. C. Steward）用野生胡萝卜根的韧皮部组织通过组织培养培育出完整植株 • 1965年：科学家再用分离出的单个胡萝卜细胞培养，也实现了完整植株再生 2. 全能性的结构基础 分化后的细胞虽然在形态、结构与功能上与受精卵存在显著差异，但仍包含着与受精卵相同的遗传信息（所有体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂）。 ⚡易错点：植物细胞具有全能性≠所有细胞都能表达全能性。全能性的表达需要离体条件和适宜的培养条件（营养、激素、温度、光照等）。在完整植株体内，由于基因的选择性表达，细胞并不会发育成完整植株。 二、植物组织培养技术 1. 核心概念 概念 含义 脱分化 分化后的细胞重新获得类似于胚胎细胞一样的分裂和分化能力的过程 再分化 脱分化后的细胞在一定条件下重新分化为各种类型细胞，并进一步发育的过程 愈伤组织 脱分化后的细胞经分裂形成的无组织结构的、松散的细胞团 外植体 用于离体培养的植物细胞、组织或器官 2. 植物组织培养的一般流程 外植体（离体的植物细胞/组织/器官） ↓ 消毒处理 ↓ 接种到培养基上 ↓ 脱分化（诱导） 愈伤组织 ↓ 再分化（调整激素比例） ↓ 先长芽、后长根 试管苗 ↓ 移栽（炼苗→出瓶→定植） 完整植株 3. 激素调控——生长素与细胞分裂素的浓度比 生长素和细胞分裂素的浓度比起着关键作用，它们对愈伤组织的生长和分化产生不同的影响： 激素比例 效果 生长素/细胞分裂素 比值高 有利于生根 生长素/细胞分裂素 比值低 有利于生芽 生长素/细胞分裂素 比值适中 促进愈伤组织生长 理解植物细胞全能性的基础是所有细胞均来自同一受精卵，含有相同的遗传信息。脱分化和再分化过程体现了细胞分化与去分化的可逆性，反映了基因表达调控的灵活性。 三、植物组织培养的应用 1. 植物快速繁殖 要点 内容 原理 植物细胞全能性 操作 将优良植株的茎尖或叶片等器官进行离体培养 优势 在短时间内获得大量遗传性状一致的植株 应用对象 观赏植物（兰花）、果树、林木、蔬菜、田间作物等 典型实例 1960年法国莫瑞尔建立世界首家“兰花工厂”；青蒿种质资源库的建立 2. 植物脱毒 方法 原理 说明 茎尖培养 分裂旺盛的茎尖区域病毒含量极低或不含病毒 最常用的脱毒方法 珠心组织培养 珠心组织与周围无维管联系，病毒无法通过维管组织传播至此 可获得无毒植株 ⚡易错点：脱毒≠抗病毒。脱毒是“去除已感染的病毒”，不是让植物获得抗病毒的遗传性状。 3. 单倍体育种 要点 内容 原理 将植物组织培养技术用于花药或花粉的离体培养 过程 花药/花粉 → 离体培养 → 单倍体植株 → 秋水仙素处理 → 纯合二倍体 优势 明显缩短育种年限，后代均为纯合体 我国的贡献 小麦、黑麦、玉米、辣椒、甜菜、白菜、葡萄、苹果等多种单倍体植株均为我国首次培育成功 4. 生产植物次生代谢产物 要点 内容 定义 次生代谢产物是一类细胞生命活动非必需的小分子有机化合物，其产生和分布具有种属、器官、组织及生长发育时期的特异性 方法 植物细胞在生物反应器里进行大规模的悬浮培养 典型实例 紫杉醇——红豆杉属植物中的次生代谢产物，是最好的天然抗癌药物之一；通过红豆杉细胞悬浮培养分离高纯度紫杉醇 其他产品 药物、食品、调料、香精、颜料等 ⚡常考提醒：植物细胞培养生产次生代谢产物，只需要培养到愈伤组织/细胞悬浮培养阶段即可，不需要培育成完整植株。 四、植物体细胞杂交技术 1. 概念 植物体细胞杂交（植物原生质体融合）：将不同来源的植物细胞在一定条件下融合形成杂合细胞，并使之分化再生，最终形成新植物体的技术。 2. 技术流程（以白菜-甘蓝为例） 白菜体细胞 甘蓝体细胞 ↓ 酶解法去除细胞壁 ↓ 酶解法去除细胞壁 （纤维素酶、果胶酶） （纤维素酶、果胶酶） 白菜原生质体 甘蓝原生质体 ↓ ↓ ↓ 诱导融合（物理法/化学法） ↓ 杂合细胞（含双亲遗传物质） ↓ 筛选与鉴定 ↓ 植物组织培养 白菜-甘蓝杂种植株 3. 关键技术环节 环节 方法 说明 去壁 酶解法（纤维素酶、果胶酶） 植物细胞壁主要成分为纤维素和果胶 促融 物理法：电融合法 高压脉冲电场促使细胞膜形成微膜孔，进而融合 化学法：聚乙二醇（PEG） 最常用的化学促融剂 筛选 筛选杂合细胞 融合无选择性，需筛选出发生了融合的细胞 培养 植物组织培养 杂合细胞→脱分化→愈伤组织→再分化→新植株 4. 植物体细胞杂交的意义与局限 维度 内容 意义 可避开生殖细胞的受精过程，在亲缘关系较远的物种之间实现遗传物质的融合，克服远缘杂交不亲和的障碍，创造新物种 局限 ①大量品种尚未建立体细胞杂交体系；②获得兼有双亲优良性状的杂合细胞非常困难；③杂种植株的遗传稳定性和可育性有待研究 ⚡易错点： 白菜（2n=20）与甘蓝（2n=18）存在种间生殖隔离，无法通过有性杂交获得后代，但通过体细胞杂交可获得异源四倍体（2n=38）的白菜-甘蓝 体细胞杂交属于染色体水平的变异（染色体数目加倍），不是基因重组 植物体细胞杂交技术与传统有性杂交的比较： 比较 有性杂交 体细胞杂交 亲本范围 同一物种或近缘物种 可跨越种间、属间生殖隔离 融合细胞 生殖细胞（精子和卵细胞） 体细胞（原生质体） 遗传物质 双亲各一半 双亲全部（可能为异源多倍体） 是否需去壁 不需要 需要 可育性 一般可育 可能不育（需染色体加倍处理） 五、植物育种技术比较 育种方式 原理 主要方法 优点 缺点 杂交育种 基因重组 杂交→自交→选优→连续自交 操作简便，可集中优良性状 育种年限长 诱变育种 基因突变 辐射、化学诱变 提高突变率，加速育种 有利变异少，盲目性大 单倍体育种 染色体变异 花药离体培养→秋水仙素处理 明显缩短育种年限，后代为纯合体 技术复杂 多倍体育种 染色体变异 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 器官大、营养物质丰富 发育延迟，结实率低 植物体细胞杂交 染色体变异 去壁→促融→组织培养 克服远缘杂交不亲和 遗传稳定性差 核心2动物细胞工程 一、动物细胞培养技术——动物细胞工程的基础 1. 概念 动物细胞培养：从动物体内取出组织或细胞，在体外模拟体内的生理条件，使之得以生存、生长并维持其结构与功能的技术。 2. 科学史 时间 科学家 贡献 1885年 — 首次尝试动物组织离体培养 20世纪初 哈里森（R. G. Harrison） 采用淋巴液作为培养基，成功培养蛙胚神经组织 20世纪初 卡瑞尔（A. Carrel） 强调无菌操作，发现鸡胚胎抽提液促进细胞生长 后续发展 — 广泛使用动物血清，开发无血清培养基，设计新型培养反应器 3. 操作流程 动物组织 ↓ 机械法 + 消化法（胰蛋白酶等） 分散的单个细胞 ↓ 首次培养 【原代培养】（多种细胞的混合物） ↓ 从培养瓶中分离稀释，传到新的培养瓶 【传代培养】（逐步分离获得单一类型细胞） ↓ continued 细胞系/细胞株 4. 动物细胞培养的条件 条件 具体要求 原因 无菌、无毒环境 严格无菌操作；培养液加抗生素 动物细胞极易受微生物污染 营养物质 糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等 维持细胞生长增殖 温度 哺乳动物：36.5±0.5℃；禽类：38.5±0.5℃ 模拟体内环境 pH 7.2~7.4 维持酶活性及细胞正常代谢 气体环境 95%空气 + 5%CO₂ O₂供细胞代谢；CO₂维持培养液pH稳定 渗透压 适宜且稳定 维持细胞形态和功能 定期更换培养液 — 清除代谢产物，防止累积危害 二、动物细胞融合与单克隆抗体 1. 动物细胞融合 要素 内容 概念 在离体条件下，用人工方法将不同生物或同种生物不同类型的单细胞融合成一个杂合细胞的过程 本质 细胞膜的流动性 促融方法 ①灭活的仙台病毒（最早发现）；②聚乙二醇（PEG）——效率最高（比仙台病毒高数百倍）；③电融合——高压脉冲电场 动物细胞融合≠植物原生质体融合。动物细胞无细胞壁，不需要先去除细胞壁，可直接诱导融合。 2. 单克隆抗体的制备——核心流程 ① 用特定抗原免疫小鼠 ↓ ② 从脾脏获取能产生特异性抗体的 B 淋巴细胞（浆细胞） ↓ ③ 将 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合 ↓ 加入促融剂（PEG或灭活仙台病毒等） ④ 细胞融合 → 得到多种融合细胞 ↓ ⑤ 【第一次筛选】用选择培养基（如HAT培养基）筛选出 杂交瘤细胞（B淋巴细胞 + 骨髓瘤细胞） ↓ ⑥ 【第二次筛选】通过抗体检测，筛选出能产生 所需特异性抗体的杂交瘤细胞 ↓ ⑦ 克隆培养（体外培养或注入小鼠腹腔） ↓ ⑧ 大量获取单克隆抗体 3. 单克隆抗体制备中的关键问题 问题 答案 为什么用B淋巴细胞？ B淋巴细胞能产生特异性抗体 为什么用骨髓瘤细胞？ 骨髓瘤细胞能在体外无限增殖 为什么需要融合？ 单个B淋巴细胞无法在体外长期培养；需要融合后兼具两种亲本细胞的特性 融合后会有哪些细胞？ B-B融合细胞、瘤－瘤融合细胞、B-瘤融合细胞（杂交瘤细胞）、未融合的B细胞、未融合的瘤细胞 第一次筛选的目的？ 筛选出杂交瘤细胞（HAT培养基：只有杂交瘤细胞能存活） 第二次筛选的目的？ 从多种杂交瘤细胞中筛选出能产生特定所需抗体的杂交瘤细胞（克隆化培养 + 抗体检测） 杂交瘤细胞的特点？ 既能无限增殖，又能分泌特异性抗体 4. 单克隆抗体的特点与应用 特点 说明 高度特异性 仅针对某一特定抗原决定簇 高度均一性 由单一杂交瘤细胞克隆产生 可大量制备 杂交瘤细胞可无限增殖 应用领域 实例 疾病诊断 早孕检测试纸（检测人绒毛膜促性腺激素）；各种抗原鉴定 靶向治疗 将单克隆抗体与化疗药物连接，携带至靶器官直接杀伤靶细胞 生理过程检测 免疫学检测中的标准试剂 1975年，德国科学家克勒（G. Köhler）和阿根廷科学家米尔斯坦（C. Milstein）成功制备了单克隆抗体，因此获得1984年诺贝尔生理学或医学奖。 三、细胞核移植技术——克隆动物的关键技术 1. 概念 细胞核移植：将一种动物细胞的细胞核移植至去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。产生的后代具有与细胞核供体基本相同的遗传成分。 2. 克隆（clone）的含义 分子、细胞或个体的无性繁殖系。 • 分子克隆：从一个分子复制成一组分子 • 细胞克隆：从一个细胞分裂生成一群细胞 • 个体克隆：动植物个体的无性繁殖 3. 体细胞克隆的基本流程 供体体细胞（如成纤维细胞） ↓ 取细胞核 卵母细胞（来自另一只动物） ↓ 去核 重组细胞（供体核 + 去核卵母细胞） ↓ 人工活化 + 体外培养 早期胚胎 ↓ 移植到代孕母体子宫 克隆后代 4. 克隆技术面临的问题 • 克隆动物健康水平较差：肥胖、肺炎、肝功能低下、早衰性死亡等 • 多莉寿命仅6岁（正常绵羊约12年），因肺部疾病于2003年死亡 四、干细胞技术 1. 干细胞的概念与分类 干细胞是一类具有自我更新能力和分化潜能的未分化（或低分化）细胞。 分类依据 类型 来源 分化潜能 实例 按发育阶段 胚胎干细胞 囊胚的内细胞团或胎儿原始生殖细胞 全能性（几乎可分化为所有细胞类型） — 成体干细胞 成体组织中 多能或单能 造血干细胞、皮肤干细胞、胰岛干细胞 2. 成体干细胞的细分 类型 分化潜能 实例 多能干细胞 可分化出多种细胞组织，但不能发育成完整个体 骨髓多能造血干细胞→分化为各种血细胞 单能干细胞 只能分化成一种或密切相关类型细胞 上皮组织基底层干细胞→成肌细胞 3. 分化潜能排序 受精卵 > 胚胎干细胞 > 多能干细胞（成体）> 单能干细胞（成体） 4. 诱导性多能干细胞（iPS细胞） 要素 内容 提出者 日本科学家山中伸弥（S. Yamanaka），2006年首次报道 原理 将4种转录因子基因组合转入分化的体细胞中，使其重编程 特点 具有与胚胎干细胞类似的分裂和分化能力 优势 ①不需要使用卵细胞或胚胎，伦理优势明显；②方法相对简单稳定 意义 在细胞替代性治疗、发病机理研究、新药筛选方面具有巨大潜在价值 诺贝尔奖 山中伸弥获2012年诺贝尔生理学或医学奖 5. 干细胞的应用实例 干细胞类型 应用 造血干细胞（骨髓/外周血/脐带血） 骨髓移植治疗血液系统疾病；脐血干细胞移植（无来源限制、HLA配型要求低） 胰岛干细胞 体外诱导分化为产胰岛素的胰岛β细胞→治疗糖尿病 皮肤干细胞 烧伤皮肤原位再生（我国重大突破） iPS细胞 组织工程：种子细胞 + 聚合物骨架 → 人工皮肤、骨骼、血管等 6. 治疗性克隆 vs 生殖性克隆 比较 生殖性克隆 治疗性克隆 目的 产生一个活体生物 产生胚胎干细胞，用于修复受损或病变组织/器官 操作 克隆胚胎 → 移植入代孕母体 → 发育为个体 克隆胚胎 → 获取内细胞团 → 培养胚胎干细胞 → 定向分化为特化细胞/组织/器官 伦理问题 争议极大（尤其是人类克隆） 争议相对较小，但涉及胚胎使用问题 应用前景 繁殖优良个体、保护濒危物种 修复脊髓损伤、心肌梗死等，置换损坏的细胞 ⚡治疗性克隆不是为了产生一个活体生物；中国政府明确反对生殖性克隆人，但支持治疗性克隆研究 五、植物细胞工程与动物细胞工程比较 比较项目 植物细胞工程 动物细胞工程 理论基础 细胞全能性 细胞增殖、细胞膜流动性 核心技术 植物组织培养 动物细胞培养 培养基类型 固体培养基（含琼脂） 液体培养基（含动物血清） 特有激素 生长素、细胞分裂素 动物血清中的生长因子 能否培养成完整个体 能（体现全能性） 一般不能（动物细胞全能性受限） 去壁处理 需要（酶解法去壁→原生质体） 不需要（动物细胞无细胞壁） 融合促融方法 物理法（电融合）、化学法（PEG） 灭活病毒、PEG、电融合 主要应用 快速繁殖、脱毒、单倍体育种、次生代谢产物生产 单克隆抗体、克隆动物、干细胞治疗 核心3 胚胎工程 一、动物胚胎的形成——早期发育过程 1. 概念 胚胎工程：对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体的技术。操作对象：生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞。 2. 早期胚胎发育的过程 受精卵 ↓ 受精（精卵结合） ↓ 卵裂（细胞逐次倍增，总体积大致不变） ↓ 桑椹胚（16～32个细胞） ↓ 动物极细胞分裂更快 ↓ 囊胚（中空球状胚，含内细胞团和滋养层） ↓ 原肠胚（具有外胚层、中胚层、内胚层三胚层） ↓ 三胚层分化为各种组织和器官 器官形成 3. 各阶段特征 阶段 特征 受精卵 精卵结合形成，具有全能性；分为动物极（→外胚层）和植物极（→中胚层+内胚层） 卵裂期 细胞逐次倍增；胚胎总体积大致不变（卵裂球越来越小） 桑椹胚 16～32个细胞阶段；细胞尚未分化 囊胚 出现囊胚腔；细胞开始分化为内细胞团（将来发育为胎儿）和滋养层（将来发育为胎膜和胎盘） 原肠胚 出现三个胚层：外胚层、中胚层、内胚层；原肠腔形成 二、胚胎工程的核心技术 1. 体外受精 要素 内容 概念 哺乳动物的精子和卵在人工控制的环境中完成受精过程的技术 主要环节 ①卵的采集及成熟培养；②精子的采集与体外获能；③体外受精 意义 在动物优良品种繁育中发挥极为重要的作用 2. 胚胎移植 要素 内容 概念 将早期胚胎移植到同种且生理状态相同的受体动物体内，使之继续发育成为新个体的技术 本质 产生胚胎的供体和孕育胚胎的受体分工合作、共同繁育后代 关键操作 ①对供体进行超数排卵处理（注射促性腺激素如FSH）；②对受体进行同期发情处理；③非手术取卵/收集胚胎；④胚胎移植 意义 ①使优良母畜免去冗长妊娠期，产生更多后代；②扩大良种雌性配子的推广应用；③全世界年产胚胎移植牛超35万头 3. 胚胎分割移植 要素 内容 概念 用显微手术方法将一枚胚胎分割成几份，经培养后移植入受体，得到同卵双生或多生后代的技术 适用时期 发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚 操作要点 在显微镜下用分割针或分割刀进行分割 关键注意 对囊胚阶段分割时，必须将内细胞团均等分割，否则影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 优势 与细胞核移植技术相比，胚胎分割移植具有更高的成功率 4. 试管婴儿技术（人类胚胎工程的应用） 代数 主要特点 第一代 常规体外受精－胚胎移植（IVF-ET），解决女性不孕问题 第二代 卵胞浆内单精子注射（ICSI），解决男性不育问题 第三代 胚胎植入前遗传学诊断（PGD），解决遗传病传递问题 三、胚胎工程各技术比较 技术 原理 操作对象 主要应用 体外受精 受精作用 精子和卵细胞 解决不孕不育，优良品种繁育 胚胎移植 同种动物早期胚胎可在受体内继续发育 早期胚胎 充分发挥优良母畜的繁殖潜力 胚胎分割 早期胚胎细胞具有全能性 桑椹胚或囊胚 获得同卵双生或多生后代 超数排卵 促性腺激素促进卵泡发育 供体母畜 一次排出多枚卵用于体外受精 同期发情 使供体与受体生殖器官生理状态一致 受体母畜 为胚胎移植提供适宜的“代孕”环境 四、克隆技术与胚胎工程的比较 比较项目 克隆技术（核移植） 胚胎工程 生殖方式 无性生殖 一般为有性生殖（体外受精仍是有性过程） 遗传物质 主要来自供体核 来自双亲 核心操作 核移植 体外受精、胚胎移植、胚胎分割 后代性状 与供体核基本相同 具有双亲遗传特征 成功率 较低 较高 典型实例 多莉羊、中中/华华 试管婴儿、胚胎移植牛 五、提高良种牛繁殖力的综合方案 以日本和牛为例，设计最大限度提高繁殖力的方案： ① 对供体母牛注射 FSH（促卵泡激素）→ 超数排卵 ↓ ② 与优良公牛配种（自然交配或人工授精） ↓ ③ 收集早期胚胎（非手术冲卵） ↓ ④ 胚胎分割（选择桑椹胚/囊胚，均等分割内细胞团） ↓ ⑤ 对受体母牛进行同期发情处理 ↓ ⑥ 将分割后的胚胎移植入受体母牛子宫 ↓ ⑦ 妊娠检查 → 产犊 方案优势： • 超数排卵 → 一次获得多枚胚胎 • 胚胎分割 → 一枚胚胎获得多个后代 • 胚胎移植 → 供体母牛免去妊娠期，可连续超排 • 受体母牛 → 提供“代孕”服务，充分利用普通母畜的繁殖潜力 分层专练·靶向攻关 基础通关 1．（22-23高三下·湖南·阶段检测）据报道，世界上仅剩下两头雌性北方白犀牛，实验室只留有冷冻的北方白犀牛的精子。若通过胚胎工程技术尝试拯救该物种，下列叙述正确的是（    ） A．体外受精时若观察到雌雄原核核膜融合成一个细胞核，可作为受精标志 B．这样人工繁育的种群与野生种群相比，遗传多样性降低，野外生存能力下降 C．可通过胚胎分割技术增加其数量，注意将桑葚胚阶段的内细胞团均等分割 D．可用雌性北方白犀牛体细胞核移植技术进行克隆，得到多头子代后，让其自行繁衍 2．（2022·上海宝山·模拟预测）“三亲婴儿”的培养过程如图，其中用到组织细胞培养技术的是（    ） A．① B．② C．④ D．⑤ 3．（19-20高二·全国·课后作业）下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述错误的是（　　） A．在桑葚胚阶段胚胎的内部开始出现含有液体的腔 B．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 C．桑葚胚之前细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化 D．受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加 4．（2023·北京延庆·一模）控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义，目前分离精子技术是有效的控制方法，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管动物。试管牛的培育如下图所示。下列有关叙述正确的是（　　） A．试管牛的培育属于有性生殖 B．过程①指的是体外受精技术和胚胎移植技术 C．采集来的精子和卵母细胞可以直接用于受精 D．经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体保持一致 5．（22-23高三下·浙江·阶段检测）依靠体外受精的试管动物技术，不仅在畜牧生产中应用广泛，在治疗不孕症方面也有重要的实践价值。下列关于体外受精的叙述，正确的是（    ） A．受精前，精子与卵子均需要获能处理 B．精子的密度对体外受精不会产生影响 C．体外受精时卵母细胞仍未完成减数分裂过程 D．受精完成后，受精卵应尽快移植到受体子宫着床 6．（21-22高二·上海·阶段检测）如图表示用二倍体小鼠所做的实验，下列有关叙述正确的是（   ） A．过程①需运用动物细胞融合技术 B．图中囊胚的细胞基因型都相同 C．嵌合体幼鼠皮毛颜色不同是基因选择性表达的结果 D．上述培养过程用到了胚胎移植技术 7．（23-24高三上·上海崇明·阶段检测）细胞工程中通常采用酶解法获得植物原生质体，即去除植物细胞的细胞壁但完整保留细胞膜及其内部结构。含有下列成分的试剂能够成功获取原生质体的是（    ） A．纤维素酶+磷脂酶 B．果胶酶+蛋白酶 C．纤维素酶+果胶酶 D．蛋白酶+磷脂酶 8．（22-23高二·上海·课后作业）某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线如图所示。下列有关叙述错误的是（    ）    A．消毒的流程为酒精消毒→无菌水冲洗→次氯酸钠溶液处理→无菌水清洗 B．过程①的目的是让外植体细胞失去特有的结构和功能，转变成未分化的细胞 C．过程②的实质是基因的选择性表达，过程①~④体现了植物细胞的全能性 D．过程①和②均需在培养基中添加细胞分裂素和生长素，且均必须在光照下进行 9．（21-22高二·上海·期中）与示意图有关的说法，正确的是（　　） A．图能表示酶的分离纯化 B．图能表示外植体的灭菌 C．图中外植体可以是花粉 D．图中无菌水可以用蒸馏水代替 10．（2022·上海·高考真题）地钱具有重要的药用价值，若要利用叶片快速人工繁育，可用的技术是（    ） A．单倍体育种技术 B．干细胞技术 C．细胞核移植技术 D．植物组织培养技术 11．（22-23高三上·河北石家庄·阶段检测）猕猴桃是重要的栽培果树，毛花猕猴桃果实大，维生素C含量高；软枣猕猴桃耐寒，由于猕猴桃很难采用杂交的方法育种，某科研小组采用植物体细胞杂交技术培育出了具有两个品种优良性状的新品种，下列相关叙述，错误的是（　　） A．利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体 B．杂交过程中的关键环节是原生质体的融合，可用灭活的病毒诱导 C．杂种细胞再生出细胞壁后，经脱分化和再分化过程可获得新品种 D．该新品种发生的变异属于可遗传变异，其染色体组数加倍 12．（20-21高二上·上海普陀·期中）用多肉植物的叶片可以培育出新植株，这种生殖方式属于（　　） A．出芽生殖 B．分裂生殖 C．有性生殖 D．营养繁殖 13．（21-22高二下·上海·阶段检测）通过图途径获得的胚胎干细胞，可用于治疗因丧失正常细胞而引起的疾病如帕金森症等。下列有关该技术的叙述正确的是（    ） A．该过程包括细胞融合技术 B．细胞b取自患者的体细胞 C．细胞a、b、c遗传物质相同 D．细胞b比细胞c更容易培养 14．（21-22高二下·上海·阶段检测）涡虫横切为2段或多段，每段均可再生成一条完整的涡虫，如图，这种现象称为（    ） A．卵式生殖 B．营养生殖 C．克隆 D．出芽生殖 15．（21-22高二·上海·期中）下列关于图示单克隆抗体制备过程的有关说法正确的是（　　） A．单克隆抗体制备体现了细胞的全能性 B．该过程中有细胞融合，融合的细胞称为杂交瘤细胞 C．该过程中用到了动物细胞培养技术，培养基中需要添加激素 D．该过程中杂交瘤细胞也有多种，需要用特定抗原进行筛选 16．（21-22高二下·上海·阶段检测）（多选）下列各项生理活动与生物膜直接相关的是（    ） A．神经冲动的传递 B．②胰岛素调节血糖 C．受精作用 D．氨基酸脱水缩合 E．乳酸菌分解葡萄糖 17．（多选）（21-22高二下·上海·阶段检测）2015 年 2 月 3 日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代 B．捐献者携带的红绿色盲基因能遗传给三亲婴儿 C．三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核 D．三亲婴儿的培育还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术 18．（多选）（19-20高二上·上海虹口·期末）如图为植物体细胞杂交过程示意图。在利用植物细胞A和B培育成为杂种植株过程中，运用的技术有（    ） A．干细胞技术 B．细胞融合技术 C．细胞核移植 D．植物组织培养 19．（多选）（23-24高三上·上海·期中）现已建立一种简便快捷、适用于诺如病毒常见流行株的胶体金免疫层析检测方法。即用常见流行株GII.4型诺如病毒的衣壳蛋白P颗粒作为抗原利用小鼠制备单克隆抗体1B10（浓度为5 mg/mL）和1D6（浓度2.2 mg/mL）。利用羊制备羊抗鼠抗体作为质控线组装成胶体金试纸条（见图）。下列说法正确的是（　　）。 A．单克隆抗体1B10和单克隆抗体1D6特异性识别同一种抗原 B．胶体金试纸条上使用的三种抗体由同一种杂交瘤细胞合成并分泌 C．检测时，在控制线和检测线出现两条色带时，表示结果阳性 D．胶体金试纸条可以用来检测所有类型诺如病毒感染导致的胃肠炎 20．（22-23高二下·上海·课后作业）如图所示表示科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a～h为操作过程，请据图回答有关问题：    （1）“试管牛”技术的操作流程是 _____（填字母）。 （2）图中用到的生物技术有 ________等（写出三种），图中A牛和B牛的性别 _____（填“相同”“不同”或“不一定相同”）。 （3）图中用到的激素是____，其目的是获得更多的卵母细胞，经受精后可得到多个早期胚胎。 （4）c过程名称为 ____，一般是对发育到 _____（阶段）的早期胚胎进行处理，再植入到受体内。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意将③____均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育。 （5）A、B牛的生产属于____生殖，C牛的生产分属于____生殖。胚胎移植技术的优势是____。 21．（25-26高二下·上海·阶段检测）“生物导弹”是免疫导向药物的形象称呼，由单克隆抗体与药物配合而成。单克隆抗体能自动导向，在生物体内与特定目标细胞或组织结合，并由其携带的药物产生治疗作用。单克隆抗体的制备过程如图1所示。 （1）A过程从小鼠的脾脏中取得的“小鼠细胞”是_____（编号选填），从小鼠体内提取分离该细胞之前，应给小鼠注射的特定的物质是_____（编号选填）。 ①T淋巴细胞②浆细胞③抗原④抗体 （2）为了得到能产生单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。最终筛选得到符合要求细胞的特点是_____（编号选填）。 ①能够分裂②能够分化③能识别特定抗原④能产生特异性抗体 （3）在制备单克隆抗体的过程中，应用的动物细胞工程技术是_____（编号选填）。 ①动物细胞培养②细胞核移植③动物细胞融合④干细胞技术 抗体—药物偶联物（ADC）通过细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，ADC通常由抗体、接头和药物三部分组成，其作用机制如图2。 （4）关于ADC进入肿瘤细胞的过程，下列说法正确的是_____（多选）。 A．需要消耗能量 B．不需要消耗能量 C．需要蛋白质辅助 D．不需要蛋白质辅助 （5）细胞毒素药物引发细胞凋亡，关于此过程描述正确的是_____（多选）。 A．涉及相关基因的表达 B．细胞膜破裂释放内含物 C．最终被免疫细胞清除 D．会对周围健康细胞造成不良影响 （6）细胞毒素药物对机体正常组织会有毒性，若某些正常组织存在与抗体对应的抗原，则会造成_____（编号选填）。若接头不稳会造成药物与抗体分离，在体内暴露，从而造成_____（编号选填）。 ①靶向毒性（特异性）②脱靶毒性（非特异性） 情境应用 22．（2024高三下·上海·专题练习）人类胚胎发育早期（约2～3周），尤其是植入子宫后的形态转变期，因体内观察困难而被视为研究难点。干细胞衍生的胚胎模型对于揭示此阶段的发育过程与组织间相互作用至关重要。尽管小鼠胚胎研究已推动构建适用于人类胚胎离体培养的研究体系，但理解人类胚胎具体机制仍面临挑战。剑桥大学教授MagdalenaZernicka-Goetz团队于2023年6月在Nature发布研究成果，创建了一个模块化、可操作且全面的人类胚胎模型，有望深度探索人类胚胎植入后这一关键时期的发育机理。    （1）本研究中，科学家通过过表达__________和__________转录因子，成功诱导了类下胚层细胞的形成。 （2）按照在胚胎发育过程中出现的时间顺序排列以下结构_____________。 ①内细胞团②中央羊膜腔③下胚层④外胚层极化 （3）关于原肠期胚胎中转录因子的作用机制，以下表述正确的有（    ） A．转录因子通过其时空特异性表达参与细胞命运决定和组织分化。 B．上游信号通路（如Wnt、BMP、Nodal）不直接调控转录因子的表达。 C．转录因子仅通过与DNA序列结合来调控基因表达，无需与其他蛋白质相互作用。 D．先锋转录因子主要通过改变染色质结构为其他转录因子提供易于接近的DNA模板。 E．表观遗传修饰对转录因子的功能无影响，它们只调控非编码RNA的表达。 （4）在原肠期胚胎中，下列哪些因素可能影响转录因子的功能（    ） A．细胞间的化学信号传递 B．染色质的开放程度 C．非编码RNA（如lncRNA、miRNA）的表达水平 D．环境温度变化 E．蛋白质翻译后修饰（如磷酸化、乙酰化） （5）在原肠期胚胎中，先锋转录因子的主要作用是（    ） A．直接激活下游关键基因的转录 B．通过泛素化途径降解其他转录因子 C．改变染色质结构以促进其他转录因子的结合 D．抑制非编码RNA对转录过程的干扰 23．（2024·上海松江·二模）糖尿病是一种常见内分泌疾病，主要由于体内外各种因素影响，导致激素Y分泌不足或机体组织细胞对激素Y反应不灵敏，引起血糖浓度增高。图9为细胞A分泌激素Y的机制。 （1）图中，细胞A与激素Y分别是_____、_____。（编号选填） ①胰岛α细胞         ②胰岛B细胞         ③胰岛素            ④胰高血糖素 （2）根据题意和已学知识，以下______原因可能引起糖尿病。 A．激素Y结构异常 B．细胞A的Ca2+转运蛋白结构异常 C．细胞A核糖体数目减少 D．组织细胞的激素Y受体数目减少 线粒体糖尿病（MDM）是一种特殊类型的糖尿病，是由线粒体DNA突变导致。受精作用时，精子的线粒体不进入卵子。小王患有MDM，下表为其家族主要成员与MDM发病有关的基因M的测序结果（显示转录编码链起始段）。基因M控制线粒体电子传递链蛋白合成。 家族成员 体细胞中的基因M 家族成员 体细胞中的基因M 小王 5’-ATGGGGAAGTGCCA-3’ 小王姐姐 拒绝检测 母亲 5’-ATGGGGAAGTGCCA-3’ 姐夫 拒绝检测 父亲 5’-ATGGGGTATTGCCA-3’ 外甥女 拒绝检测 妻子 5’-ATGGGGCATTGCCA-3’ （可能用到的密码子: 5’-AUG-3’为起始密码子，5’-UAU-3’编码酪氨酸，5’-AAG-3’编码赖氨酸，5’-CAU-3’编码组氨酸） （3）根据题干信息，以下说法中正确的是________。 A．小王的外甥女也患有MDM B．MDM的遗传不遵循基因分离定律 C．小王只有一半的次级精母细胞含致病基因 D．小王的基因M来自其母亲体内图9细胞A发生的基因突变 （4）结合题干信息和图，说明小王所患的MDM发病机制_______。 （5）已知小王父亲不患MDM。请结合题干和上表信息推测，小王夫妇生下的孩子是否患有MDM，并阐明理由_______________。 线粒体置换技术（MRT）是预防线粒体遗传病的新型手段，其基本流程如下图所示。 （6）如图所示过程中，运用到的生物技术有_____。（编号选填） ①动物细胞融合技术    ②体外受精技术        ③胚胎移植技术    ④动物细胞培养技术 （7）以下说法中正确的是_______。 A．MRT可能面临伦理争议 B．MRT没有任何生物安全隐患 C．MRT可用于治疗小王的MDM D．需要政策法规对MRT应用范围作出规定 24．（22-23高二下·山东泰安·阶段检测）我国科学家经多年反复试验，对于体细胞克隆猴的培育过程，可以在10s之内对卵母细胞进行去核操作，在15s之内将体细胞注入去核的卵母细胞里。有评论者认为：研究者利用“聪明的化学方法和操作技巧”，攻克了多年来导致体细胞克隆猴失败的障碍。克隆猴的培育流程如下图，请回答： （1）研究人员要将采集的卵母细胞要培养到_____时期才可以去核操作，在将胎猴的体细胞注入去核的卵母细胞前，用灭活的仙台病毒进行了短暂处理，目的是_____。 （2）移植的胚胎应处于_____期，移植前进行性别鉴定、遗传筛查等，宜取_____细胞进行DNA分析。 （3）为提高重构胚的利用率常常进行胚胎分割，但并非分割份数越多越好，原因是_____。 25．（2025·上海崇明·二模）大多数龟类（如绿海龟、红耳龟等）缺乏性染色体，由温度决定后代性别。绿海龟通常在20岁以上达到性成熟，雌性绿海龟倾向于精准洄游到出生的沙滩产卵。随着全球变暖，沙滩温度升高，澳洲北部孵化出的绿海龟幼龟中99%为雌性。 （1）推测上述绿海龟幼龟性别比例失衡对局部绿海龟种群的影响包括________。 A．参与交配的雄性个体减少导致遗传多样性下降 B．某一性别的龟在繁殖时面临更大的种内竞争 C．对种群繁殖能力的短期（数年内）影响大于长期（数十年后）影响 D．“温度决定后代性别”因不适应环境剧烈变化而成为生存劣势 研究表明：胚胎发育关键阶段，龟的性腺可感知温度变化，并据此分化为卵巢或精巢。为验证性腺本身具备“温度敏感细胞”，并解析温度影响性别分化的机制，科研人员分离红耳龟的性腺并进行培养。 （2）将下表中研究人员对性腺的处理方式与对应的操作目的进行连线：_________ 处理方式 操作目的 （1）从胚胎中分离性腺 •a．分解细胞间的连接蛋白，使组织分散 （2）将性腺剪碎、用胰蛋白酶溶液处理 •b．排除下丘脑、垂体对性腺细胞分化的影响 （3）对性腺中细胞进行原代培养 •c．便于对性腺中多种细胞开展研究 （4）用染液染色死亡细胞 •d．评估所培养细胞的存活率 •e．利用了活细胞质膜的选择透过性 （3）在不同温度条件下，对红耳龟性腺中各类细胞中的mRNA分别进行提取和分析，能够获取的信息包括：_________。 A．红耳龟所含全部基因种类 B．性腺中细胞的种类及它们的功能 C．性腺不同种类细胞中基因表达水平的差异 D．性腺细胞中哪些基因的表达水平受温度变化调控 研究人员在性腺中“温度敏感细胞”质膜上发现了温度敏感型K⁺通道和电压敏感型Ca2+通道；揭示了“前支持细胞”中Dmrt1基因表达是激活该种细胞进一步分化的关键。在胚胎发育关键阶段，用不同温度与试剂处理红耳龟性腺，部分研究结果见表1、表2。 表1 组别 处理温度+注射试剂 “温度敏感细胞”醛固酮的分泌水平 A1 26℃（低温） ↑↑ A2 26℃（低温）+Ca2+通道抑制剂 ↓↓ A3 32℃（高温） ↓↓ A4 32℃（高温）+K⁺通道抑制剂 ↑↑ 表2 组别 处理温度+注射试剂 醛固酮水平 “前支持细胞”中Dmrt1表达水平 雄性比例 雌性比例 B1 26℃（低温） ↑↑ ↑↑↑ 100% 0% B2 26℃（低温）+醛固酮合酶抑制剂 ↓↓↓ ↓↓ 45% 55% B3 28℃ - - 50% 50% B4 28℃+醛固酮 ↑↑ - 72% 28% B5 32℃（高温） ↓↓ ↓↓↓（启动子甲基化） 0% 100% B6 32℃（高温）+醛固酮 ↑↑ ↓↓↓（启动子甲基化） 0% 100% 注：“-”代表实验数据未给出 （4）综上，红耳龟的一条性别决定途径为：低温下“温度敏感细胞”的K⁺通道________（选填“打开”/“关闭”），膜内电位______（选填“升高”/“降低”），继而引起Ca2+通道打开，Ca2+的内流_____（选填“增加”/“减少”），该种细胞释放醛固酮，醛固酮作用于“前支持细胞”，促进Dmrt1表达，激活该种细胞分化为_____（选填“精巢”/“卵巢”）。 （5）醛固酮是一种脂质类激素，对参与性别调控的醛固酮的分析正确的有_____。（编号选填） ①由核糖体合成②自由扩散进入“前支持细胞”③通过组织液在性腺细胞间运输④与特异性受体结合后发挥功能⑤高浓度下才能发挥调节功能 （6）科研人员推测龟类雌性和雄性性别决定途径“相对独立，又彼此关联”，基于该推测对“B6组为何无法诱导雌转雄？”提出一种假设__________。 26．（25-26高三上·上海·期中）为解决卵巢早衰、生精障碍引发的不孕不育，研究者将皮肤细胞“改造”为能和精子“受精”的“类卵细胞”，如图1所示。去核卵母细胞质里残留的物质可使皮肤细胞核跳过DNA复制阶段，直接进入分裂状态 （1）图中“？”代表的时期是_______。 （2）导致异常“类卵细胞”形成的原因是_______。 A．着丝粒未断裂 B．同源染色体未联会 C．染色体未排列在赤道面 D．纺锤体形成被抑制 （3）正常“类卵细胞”形成过程中，细胞内染色体的数量变化是_______。 A．23→46→23 B．46→92→46→23 C．92→46→23 D．46→23 研究者通过测序标记了某女性皮肤成纤维细胞的染色体来源（父源/母源），将“类卵细胞”进行体外受精并培养至胚胎阶段，然后对卵裂期的细胞进行检测。结果显示，来自于类卵细胞中的每条染色体上均只含有父源或母源的基因。图2为统计得到的父源和母源染色体在类卵细胞中的出现频率。 （4）一般情况下，体外胚胎培养需要_______。（编号选填） ①培养基添加血清 ②培养基添加抗生素 ③5%CO2 ④培养基添加琼脂 ⑤37℃ （5）综合上述信息，类卵细胞在形成过程中发生了_______。（编号选填） ①等位基因的分离 ②非等位基因的自由组合 ③交叉互换引发的基因重组 （6）待上述技术成熟后，在临床阶段的胚胎移植应选择_______。 A．受精卵 B．桑椹胚 C．囊胚 D．原肠胚 27．（24-25高一下·上海松江·期末）从理论上讲，任何涉及丧失正常细胞的疾病，都可以通过移植由胚胎干细胞分化而来的特异细胞或组织来治疗，通过下图所示途径获得人的胚胎干细胞，可用于治疗因丧失正常细胞而引起的疾病如帕金森症（一种常见的神经系统疾病）等。图中字母表示细胞，数字表示过程。 （1）过程①中涉及到的细胞分裂方式为__________（编号选填）。 ①有丝分裂②减数分裂 （2）过程①发生四次后产生的每个刚刚新形成的子细胞中含有______个DNA分子（编号选填）。 ①23②46③92 （3）下面描述的细胞周期各时期发生的生命活动与G1期相匹配的是 （单选）。 A．DNA的精确复制 B．合成组装纺锤体的蛋白质 C．遗传物质平均分配 D．合成与DNA复制有关的酶 （4）下列说明植物细胞已经发生分化的是 （单选）。 A．能合成ATP B．有大液泡 C．能进行转录和翻译 D．能产生纺锤丝 （5）由胚胎干细胞分化形成的不同有细胞核的子细胞的遗传信息____（编号选填）。 ①相同②不同 （6）由胚胎干细胞分化形成的不同有核子细胞的蛋白质种类____相同（编号选填）。 ①完全②不完全③完全不 （7）细胞a、b、c的来源相同，但是结构和功能不同的根本原因是_______。 （8）能够完成下列哪些项目的细胞才能称为干细胞______（单选）。 ①生长②分化③自我更新④脱分化 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 细胞周期内具有一系列的检查点，细胞必须通过这些特定的检查点才能进入到周期循环中。研究证明，细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）在细胞顺利通过检查点中发挥着重要作用。CDK可与细胞周期蛋白（Cyclin）形成CDK/Cyclin复合物，推动细胞跨越细胞周期各时期转换的检查点，且不同的CDK/Cyclin复合物在细胞周期不同时期的作用不同（如下图）。    （9）若使更多细胞阻滞在G1/S检查点，可采取的措施有______（多选）。 A．降低CDK的合成 B．抑制CyclinE活性 C．增加CDK的合成 D．抑制CyclinA活性 28．（21-22高二下·上海松江·阶段检测）亨廷顿舞蹈症（HD）是由于编码亨廷顿蛋白的基因（H基因）序列中的三个核苷酸（CAG）发生多次重复所致，正常情况下该基因中的CAG重复应不超过25次。HD病情往往随年龄增长进行性加重，患者早年可不出现任何病症，在达到一定年龄后才出现病症。某HD家系所有成员的目前表现如图1，CAG序列经扩增后电泳结果如图2。 （1）据图1、2，推测亨廷顿舞蹈症的遗传方式是________ A．常染色体显性遗传 B．常染色体隐性遗传 C．伴X染色体显性遗传 D．伴X染色体隐性遗传 （2）在该HD家系中，目前表现正常，但日后会发病的是________ A．I-2 B．Ⅱ-1 C．Ⅱ-2 D．Ⅱ-1和Ⅱ-2 （3）关于亨廷顿舞蹈症相关基因，以下分析正确的是________ A．亨廷顿舞蹈症（HD）是基因突变引起的显性遗传病 B．通过基因治疗改变异常基因或杀死病变细胞治疗HD C．患者细胞减数分裂过程中CAG序列的重复次数可能增加 D．Ⅱ-1暂未发病与CAG重复次数和该个体年龄有关 由于缺乏合适的动物模型用于药物筛选，HD患者目前尚无有效的治疗方法。我国科学家利用基因编辑技术和体细胞核移植技术成功培育出世界首例含人类突变H基因的模型猪，操作过程如图。 （4）据图分析，在筛选出含有目的基因的体细胞后，应将其细胞核移植到_________中，构建重组细胞；再将重组细胞发育所得的胚胎移植到代孕母猪体内，获得F0代，此过程体现出动物细胞核具有___________。 （5）将F0与野生型杂交得到F1，F1再与野生型杂交得到F2，在F0、F1和F2中，最适合作为模型猪的是__________，理由是_____________________________________。 29．（25-26高三上·上海杨浦·阶段检测）花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗病基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失分裂能力。抗黑腐病杂种花椰菜的制备流程如图1所示，图2为杂种花椰菜组培时依次经历的几个阶段。 （1）图1中过程①所需的酶是___________。 （2）过程②后筛选出的杂交细胞需进一步培养，这些细胞具备的特点有______（编号选填）。 ①颜色为绿色②具有分裂能力 ③有细胞壁 （3）图2中各培养阶段_____（多选）。 A．均需保持无菌 B．培养基的物理性质不同 C．植物激素的比例不同 D．营养物质的种类相同 （4）若将图2中阶段Ⅱ的丛芽转移至无植物激素的培养基，一段时间后也能生根。下列分析合理的是______（单选）。 A．原有培养基中高浓度生长素对根生长的抑制作用解除 B．原有培养基中高浓度细胞分裂素对根生长的抑制作用解除 C．芽顶端产生了生长素向基部运输，促进生根 D．芽顶端产生了细胞分裂素向基部运输，促进生根 （5）再生植株中仅少部分表现为抗病，对此下列解释合理的是_______（多选）。 A．紫外线引发的染色体结构片段化有随机性 B．两种生物核遗传物质融合后，抗病基因未表达 C．植株再生过程中易发生抗病基因突变 D．愈伤组织培养基中漏添加了黑腐病菌 研究者对部分筛选出的杂种新植株的染色体数进行了统计，结果如表。 植株 花椰菜 黑芥 杂种植株1 杂种植株2 杂种植株3 染色体条数 18 16 34 30 58 （6）在统计植株染色体数目时，需选择观察_______（单选）。 A．根尖分生区分裂中期 B．花粉母细胞减I中期 C．根尖伸长区分裂后期 D．花粉母细胞减Ⅱ中期 （7）杂种植株2表现为抗病，且生长状况良好。其染色体中来自花椰菜和来自黑芥的分别为______（单选）。 A．15条、15条 B．18条、12条 C．20条、10条 D．29条、1条 （8）随着杂种新植株的大规模种植，有人预测将来依旧会发生黑腐病害，其预测依据有_______（编号选填）。 ①该品种的大规模种植对黑腐病菌种群构成了定向选择压力 ②在黑腐病菌种群中，有概率出现能抵抗该抗病性的毒性突变株 ③作物遗传背景单一，新植株容易被黑腐病菌突变株大面积感染 30．（24-25高二下·北京丰台·期中）愈伤组织在生物技术中有广泛的应用价值。为探究愈伤组织形成过程中的分子调控机制，研究人员以拟南芥为实验材料设计了一系列实验。 （1）植物组织培养是指在一定条件下，将________的植物器官、组织等在适宜条件下诱导经过________过程转变为愈伤组织，并重新分化，最终形成完成植株的过程。植物激素中________的浓度、比例等会影响着植物细胞的发育方向。 （2）已有研究表明转录因子W物质会影响愈伤组织的形成。 ①研究者利用生长素受体缺失型幼苗的茎尖在愈伤组织培养基中培养一段时间，测得转录因子W的基因相对表达量如图1所示，结果显示：________。 ②研究人员利用野生型、突变体1（W基因缺失）、突变体2（W基因过表达）进一步设计实验，每组分化情况如图2所示，结果表明：________。 （3）研究人员发现W物质会激活PLT7基因的转录，推测其通过PLT7调控愈伤组织的形成。并通过后续实验证明该推测。请在下表中补充支持该结论的实验组设计。 实验分组 WT W基因过表达 ______ 愈伤组织大小 +++ ______ + （4）请根据文中信息，写出生长素诱导愈伤组织形成的分子机制________。 31．（2023·上海杨浦·模拟预测）药用植物板蓝根（2n=14）具有抗病毒及抗菌等作用，油菜是重要的经济作物，但容易受病菌感染。某课题组将“华双3号”油菜（2n=38）与板蓝根进行体细胞融合，以期培育获得抗病菌的油菜杂交种。（图中AK5/AK6/AK8为板蓝根祖先染色体编号） （1）研究发现，板蓝根在进化过程中发生了如图所示的变异，其中涉及的变异类型包括__________。 A．易位 B．倒位 C．缺失 D．重复 （2）下列如图所示的变异与板蓝根进化的关系说明，合理的是________。 A．Q以及X区域的保留是自然选择的结果 B．V区域的基因序列改变，为进化提供丰富原材料 C．板蓝根进化过程中发生了染色体结构和数目的变异 D．板蓝根相比其祖先因基因数量减少，因而环境适应性降低 根肿菌是常见的油菜病原菌。研究发现有些油菜品种具有两对独立遗传的根肿菌抗性基因。为研究抗性基因的遗传规律，以抗性植株和易感植株作为亲本进行杂交，结果如表所示。 子代 表型数量（株） 预期比值 易感 抗根肿菌 F1 91 1 F2 436 31 15:1 （3）根肿菌和油菜细胞属于不同的细胞类型，其主要区别是________。 （4）若用A/a、B/b表示这两对基因，据表可推测，F2中易感植株的基因型共有_________种。抗根肿菌油菜的基因型可表示为________。 （5）根肿菌的种类繁多，为鉴定油菜品种感染的根肿菌类别，应________。（编号选填并排序） ①选取单菌落接种在液体培养基上，而后感染油菜 ②从感病植物根部提取菌样制成悬液 ③稀释菌液，涂布在固体培养基中 ④对单个菌落进行鉴定 该课题组获得的多个体细胞杂交种中，部分品种体细胞染色体组成以及分裂过程中细胞两极染色体数目占比如表所示。 杂交种 体细胞染色体数 后期I时细胞两极染色体数目比的占比（%） 26:26 28:24 23:29 27:25 其他 AS1 52 63.4 10.6 7.2 14.8 0.0 AS6 52~62 32.3 9.6 8.2 11.0 38.8 AS7 52~58 40.3 9.6 7.2 12.5 30.5 （6）在“杂交种”的育种过程中，需要________。（编号选填并排序） ①更换不同激素配比的培养基，诱导形成根或芽 ②利用纤维素酶制备油菜和板蓝根的原生质体 ③诱导原生质体形成愈伤组织 ④添加促融剂促进细胞融合 （7）如表所示杂交种AS1在后期Ⅰ时，有10.6%的细胞两极染色体数目比为28:24，造成这一现象的可能原因是________。（编号选填） ①间期Ⅰ复制DNA出现差错 ②后期Ⅰ部分同源染色体未分离 ③后期Ⅱ部分姐妹染色单体未分离 ④前期Ⅰ姐妹染色单体没有发生互换 （8）若要将获得的AS1、AS6和AS7等体细胞杂交种作为有性杂交的亲本，更适合选择_________，理由是____________。 （9）研究人员对“体细胞融合”策略进行改进，培育出了只含一条板蓝根染色体的“板蓝根油菜”，且这条染色体上携带有根肿病抗性基因。这一改进的优势是___________。 A．获得了双亲的大部分性状 B．便于鉴定不同抗性基因的功能 C．获得的杂交种的表型更加多样 D．降低不同物种间基因表达的干扰程度 素养提升 1.（23-24高三上·上海·期中）我国科学家攻克了灵长类动物体细胞核移植技术的瓶颈，获得了体细胞克隆食蟹猴中中和华华。此过程涉及提供卵母细胞的A猴，提供成纤维细胞的B猴，以及作为代孕母亲的C猴。 （1）请利用箭头加文字的形式完善中中和华华的基本构建流程____________。 （2）此过程中涉及的生物工程技术有____________（编号选填）。 ①体细胞融合技术 ②动物细胞培养技术 ③核移植技术 ④胚胎移植技术⑤体外受精技术 （3）获取相关食蟹猴的核DNA，对其特定序列（同一物种不同个体间存在差异的DNA片段）进行测序，结果如表，表中数据代表等位基因的长度（单位bp）。依据上图和表中信息，在表中横线上填写相应的食蟹猴名称。 食蟹猴 位点1 位点2 位点3 中中 250/277 135/148 200/217 华华 250/277 135/148 200/217 ①___ 250/277 135/148 200/217 ②___ 274/278 255/255 202/223 C猴 268/268 254/256 202/208 （4）食蟹猴与恒河猴同属弥猴属，C猴能否用恒河猴替代？______________________________ （5）正常胚胎发育初期会发生染色质的重塑：DNA去甲基化和染色体上组蛋白的乙酰化。重构胚中来自体细胞的染色质会抵抗这种重塑。有研究表明用去甲基化酶．（K）处理核移植得到的胚胎，可提高胚胎发育率。科研人员用K和T（去乙酰化酶抑制剂）处理重构胚后，再进行胚胎移植，检测并计算出发育成囊胚的比例（囊胚率=囊胚数/重构胚），结果如图，T+K理的结果明显高于K单独处理。下列相关推测合理的是____________。 A．对照组与实验组重构胚的核DNA序列不同 B．K、T分别降低了DNA甲基化与组蛋白乙酰化程度 C．K、T可能通过类似方式提高重构胚的囊胚率 D．K、T通过改变重构胚中DNA的碱基排序提高囊胚率 2.（23-24高三上·上海·阶段检测）如图1表示人体细胞的生命历程，请据图回答：      （1）图1中①和③所示的变化过程，在生物学上分别称为______和______。过程③发生的根本原因是_______________。 （2）检测过程③形成的3种不同细胞的基因表达，结果如图2。已知4种基因分别是：①晶状体蛋白基因、②胰岛素基因、③呼吸酶基因和④血红蛋白基因。则基因1和基因4分别最可能的是___ A．①③ B．③④ C．②④ D．①② （3）图2中胰岛细胞和神经细胞的区别有____ A．DNA数量 B．DNA种类 C．RNA种类 D．蛋白质种类 细胞周期的有序进行与细胞内的周期蛋白依赖性激酶（简称CDK）密切相关，CDK的活性受周期蛋白（简称cyclin）的调节，CDK在连续分裂的细胞中一直存在，cyclin的含量在细胞周期中呈现有规律的变化，细胞分裂间期积累，分裂期消失，图3表示在细胞周期中cyclinB含量与CDK1活性调节的过程。 （4）关于细胞周期各时期与发生的生理过程对应关系正确的是____。 A．G1期：合成与DNA复制有关的酶 B．S期：DNA的精确复制 C．G2期：合成组装纺锤体的蛋白质 D．M期：同源染色体分离 （5）据图3分析，cyclinB先开始合成，CDK1后合成，说明CDK1活性随cyclinB含量增强而______；CDK1活性与cyclinB含量呈正相关，M期时，cyclinB被降解，导致 CDK1活性______。 （6）制备单克隆抗体的过程一般会用到图1中________（填序号）形成的细胞，制备单克隆抗体通常要用到___________________、________________技术。 采用单克隆技术制备三聚氰胺特异性抗体，可用于检测乳制品中可能存在的微量三聚氰胺。然而由于三聚氰胺分子量过小，不足以激活高等动物的免疫系统，因此在制备抗体前必须对三聚氰胺分子进行有效“扩容”，如图。    （7）除蛋白质以外，下列物质中也适合使三聚氰胺分子“扩容”为抗原分子的是___ A．果糖 B．多糖 C．磷脂 D．脂溶性维生素 （8）为获得产特异性抗体的B淋巴细胞，用“扩容”了的三聚氰胺复合物免疫小鼠的过程称为_____________免疫。（选填“天然”或“人工”） （9）上述“扩容”了的三聚氰胺复合物进入小鼠体内后，会被小鼠免疫细胞质膜上的________识别，而高等哺乳动物先天性免疫和获得性免疫系统的代表性细胞类型分别是_________和_____________。 （10）单克隆抗体的制备所基于的免疫学基本原理是____。 A．骨髓瘤细胞生长分裂旺盛 B．每个B淋巴细胞只具备产生一种抗体的能力 C．B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后只剩下产生一种抗体的能力 D．在本案中只有三聚氰胺分子能刺激B淋巴细胞形成产单一抗体的能力 （11）图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT-），在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA，无法生长。下列叙述正确的是_____    A．可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合 B．两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长 C．杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产 D．细胞膜的流动性是细胞融合的基础 3.（23-24高三上·上海·期末）胆固醇分子被特定蛋白质包裹形成的颗粒称为低密度脂蛋白，即LDL。 （1）据图可知，细胞吸收利用胆固醇的途径为____________（运用箭头与编号作答） ①LDL进入囊泡中被降解  ②受体被回收至细胞质膜③血液中的LDL与细胞膜上受体结合④LDL与受体在囊泡中解离 （2）PCSK9蛋白能够使血液中LDL量升高，据图分析最主要的原因是____________。 A．使LDL无法被利用 B．与LDL竞争相应的受体 C．使LDL受体无法被回收 D．抑制W蛋白与C蛋白的功能 （3）为降低血液中LDL量，研究机构开发了抗PCSK9单克隆抗体，此药物开发所基于的免疫学原理和细胞学原理是____________。 （4）他汀类药物是目前应用最广泛的降血脂药物，主要通过抑制胆固醇合成途径的关键酶发挥作用。利用实验小鼠对他汀类药物与PCSK9单抗联合使用进行研究，实验设计的分组应包括____________（编号选填）。实验结果表明，对于高血脂小鼠，二者联合使用的降血脂效果均好于各自单独使用。 ①正常饲料    ②高脂饲料   ③正常饲料+他汀类药物④高脂饲料+他汀类药物   ⑤正常饲料+PCSK9单抗   ⑥高脂饲料+PCSK9单抗⑦正常饲料+他汀类药物+PCSK9单抗    ⑧高脂饲料+他汀类药物+PCSK9单抗 （5）机体可将胆固醇外排到胆汁，然后通过粪便从体内排出，LXR蛋白与此运输过程有关。ASGRl蛋白是降脂药领域另一个新兴靶点，研究人员为探究其与LXR蛋白在调节血脂中的关系进行了相关实验，结果如图。实验结果表明____________ A．ASGRI蛋白对LXR蛋白有抑制作用 B．ASGRl蛋白对LXR蛋白有促进作用 C．ASGRI蛋白与LXR蛋白功能相互协同 D．ASGRI蛋白与LXR蛋白功能相互拮抗 （6）综合以上材料，目前降脂药物的设计思路有____________。（编号选填） ①抑制胆固醇合成，如他汀类药物 ②采用PCSK9单抗或PCSK9抑制剂促进组织细胞吸收利用胆固醇 ③采用ASGR1单抗或ASGR1抑制剂促进胆固醇通过胆汁排出体外 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第17讲 细胞工程（上海专用） 分层专练·靶向攻关 基础通关 1．【答案】B 2．【答案】D 3．【答案】A 4．【答案】A 5．【答案】C 6．【答案】D 7．【答案】C 8．【答案】D 9．【答案】C 10.【答案】D 11.【答案】B 12.【答案】D 13.【答案】B 14.【答案】C 15.【答案】D 16.【答案】ABC 17.【答案】BC 18.【答案】BD 19．【答案】AC 20．【答案】(1)a→b→f→g (2) 体外受精、胚胎的早期培养、胚胎移植、胚胎分割 相同 (3)促性腺激素 (4) 胚胎分割 桑葚胚或囊胚 内细胞团 (5) 无性 有性 充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 21.【答案】(1) ② ③ (2)①④ (3)①③ (4)AC (5)AC (6) ① ② 情境应用 22.【答案】(1) IG6 iS17 (2)①③②④ (3)ABD (4)ABCDE 23.【答案】(1) ② ③ (2)ABCD (3)AB (4)小王的致病基因导致其线粒体电子传递链蛋白的结构与功能异常。而该蛋白的异常，会使有氧呼吸过程中，ATP的大量合成受抑制；ATP的缺乏导致胞外钙离子吸收减少，而胞内钙离子能够促进胰岛素的释放；胰岛素分泌不足导致糖尿病的产生 (5)会。由于MDM通过卵细胞遗传给后代，因此小王夫妇是否生下患病孩子，需要判断小王妻子是否患有MDM。根据表中信息推断，小王妻子基因M发生突变，该基因表达产物的第3号氨基酸上与小王父亲不同。由于小王父亲不是患者，因此小王妻子的基因M也是致病基因，她是MDM患者。所以小王夫妇所生的孩子也会患有MDM（或无法判断。由于MDM通过卵细胞遗传给后代，因此小王夫妇是否生下患病孩子，需要判断小王妻子是否患有MDM。根据表3推断，小王妻子基因M发生突变，该基因表达产物的第3号氨基酸上与小王父亲不同。小王父亲不是患者，其基因M是正常基因，但无法得知小王妻子的基因M表达产物中，这一氨基酸的改变是否一定影响蛋白质功能，或仅凭表中信息提供的部分序列无法判断整个蛋白质结构是否发生异常，因此无法判断小王夫妇所生的孩子是否患有MDM。） (6)②③④ (7)AD 24.【答案】(1) 减数分裂Ⅱ中期 诱导细胞融合 (2) 囊胚或桑葚胚 滋养层 (3)分割份数越多，分割后胚胎成活的概率越小 25.【答案】(1)ABD (2) (3)BCD (4) 关闭 升高 增加 精巢 (5)②③④ (6)32℃下，雌性信号通路导致Dmrt1基因的启动子甲基化，从而使雄性信号通路无法促进Dmrtl基因表达 26.【答案】(1)有丝分裂中期 (2)BC (3)D (4)①②③⑤ (5)①② (6)BC 27.【答案】(1)① (2)② (3)D (4)B (5)① (6)② (7)基因的选择性表达 (8)C (9)AB 28.【答案】(1)A (2)B (3)ACD (4) 去核卵细胞 全能性 (5) F2 随着繁殖代数增加，H基因中CAG重复次数更高，发病更早或更严重 29.【答案】(1)纤维素酶和果胶酶 (2)①②③ (3)ACD (4)C (5)AB (6)A (7)B (8)①②③ 30.【答案】(1) 离体 脱分化 生长素、细胞分裂素 (2) 与野生型植株相比，生长素受体缺失突变体中W基因的相对表达量始终更低 W物质能促进愈伤组织形成，促进芽的分化 (3) PLT7基因缺失突变体+W基因过表达 ++++ (4) 31.【答案】(1)AB (2)ABC (3)有无核膜包被的细胞核 (4) 8 aabb (5)②③④ (6)②④③① (7)② (8) AS1 AS1体细胞中染色体确定为52条，且后期I时细胞两极染色体数目比26:26的占比大，这样可以保证亲子代遗传性状的稳定。 (9)D 素养提升 1.【答案】(1) (2)①②③④ (3) B猴 A猴 (4)不能 (5)BC 2.【答案】(1) 细胞分裂 细胞分化 基因选择性表达 (2)B (3)CD (4)ABC (5) 增强 下降为零 (6) ③ 动物细胞培养技术 动物细胞融合技术/细胞融合技术 (7)BC (8)人工 (9) 受体 巨噬细胞 B淋巴细胞和T淋巴细胞 (10)B (11)ACD 3.【答案】(1)③④②① (2)B (3)抗体与特定抗原结合；浆细胞能产生抗体 (4)①②④⑥⑧ (5)B (6)①②③ 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第17讲 细胞工程 （上海专用） 第1部分 课标导向·考情铺垫 第2部分 三大核心·主干速记 核心1 植物细胞工程； 核心2 动物细胞工程； 核心3 胚胎工程 第3部分 分层专练·靶向攻关 基础通关 / 情境应用/ 素养提升 课标导向·考情铺垫 课标导向 选择性必修3生物技术与工程第2章，承接发酵工程（第1章），启下基因工程（第3章）和生物技术安全与伦理（第4章），是生物工程知识体系的细胞层面核心环节。细胞工程是生物技术与工程模块的核心内容之一，是在细胞生物学和分子生物学基础上，结合工程技术手段，在细胞或亚细胞水平、组织水平上进行设计与操作的综合性生物工程。 学科核心素养落点： ①生命观念：理解细胞全能性、细胞分化与去分化等核心概念，强化结构与功能相适应的观念； ②科学思维：归纳推理植物组织培养、动物克隆等技术原理； ③科学探究：经历植物快速繁殖实验操作，提升实验设计与动手能力； ④社会责任：关注克隆技术、干细胞治疗的伦理问题，认识生物技术对社会可持续发展的推动作用。 学科核心素养落点： 考情分析 细胞工程是上海等级考的高频考点区域，命题呈现以下特点： 常以综合题形式出现，结合科学史（克隆羊多莉、克隆猴中中华华、单克隆抗体制备等）设置情境，考查学生对技术原理的理解和逻辑推理能力；植物组织培养流程图、单克隆抗体制备流程图是经典命题载体。近年越来越注重“技术原理→应用场景→伦理反思”的综合考查，尤其是干细胞治疗、iPS细胞、治疗性克隆等前沿话题。 本讲需重点落实“两大流程图”（植物组织培养流程、单克隆抗体制备流程）和“三大对比”（植物细胞工程 vs 动物细胞工程、胚胎干细胞 vs 成体干细胞、治疗性克隆 vs 生殖性克隆）。 新高三备考关键 1. 精读教材第2章，重点关注科学史（哈伯兰特→斯图尔德、克勒和米尔斯坦、多莉羊→中中华华），理解每个技术突破背后的实验逻辑。 2. 认真完成“月季的快速繁殖”探究实验，亲手操作外植体消毒、接种、培养基配制等步骤，建立组织培养的感性认识。 3. 能独立默写植物组织培养流程图和单克隆抗体制备流程图，用规范语言描述各步骤的原理。 4. 联系已学知识（细胞分化、细胞膜流动性、免疫调节、激素调节等），建立“细胞工程”与“分子与细胞”模块的知识网络。 三大核心·主干速记 核心1 植物细胞工程 一、植物细胞全能性——植物组织培养的理论基础 1. 植物细胞全能性的概念 离体的植物细胞在合适的条件下能够发育成为完整植株的潜能，称为植物细胞全能性（totipotency）。 • 理论提出：1902年，德国植物学家哈伯兰特（G. Haberlandt）基于细胞学说提出假设 • 实验证实：1958年，美国科学家斯图尔德（F. C. Steward）用野生胡萝卜根的韧皮部组织通过组织培养培育出完整植株 • 1965年：科学家再用分离出的单个胡萝卜细胞培养，也实现了完整植株再生 2. 全能性的结构基础 分化后的细胞虽然在形态、结构与功能上与受精卵存在显著差异，但仍包含着与受精卵相同的遗传信息（所有体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂）。 ⚡易错点：植物细胞具有全能性≠所有细胞都能表达全能性。全能性的表达需要离体条件和适宜的培养条件（营养、激素、温度、光照等）。在完整植株体内，由于基因的选择性表达，细胞并不会发育成完整植株。 二、植物组织培养技术 1. 核心概念 概念 含义 脱分化 分化后的细胞重新获得类似于胚胎细胞一样的分裂和分化能力的过程 再分化 脱分化后的细胞在一定条件下重新分化为各种类型细胞，并进一步发育的过程 愈伤组织 脱分化后的细胞经分裂形成的无组织结构的、松散的细胞团 外植体 用于离体培养的植物细胞、组织或器官 2. 植物组织培养的一般流程 外植体（离体的植物细胞/组织/器官） ↓ 消毒处理 ↓ 接种到培养基上 ↓ 脱分化（诱导） 愈伤组织 ↓ 再分化（调整激素比例） ↓ 先长芽、后长根 试管苗 ↓ 移栽（炼苗→出瓶→定植） 完整植株 3. 激素调控——生长素与细胞分裂素的浓度比 生长素和细胞分裂素的浓度比起着关键作用，它们对愈伤组织的生长和分化产生不同的影响： 激素比例 效果 生长素/细胞分裂素 比值高 有利于生根 生长素/细胞分裂素 比值低 有利于生芽 生长素/细胞分裂素 比值适中 促进愈伤组织生长 理解植物细胞全能性的基础是所有细胞均来自同一受精卵，含有相同的遗传信息。脱分化和再分化过程体现了细胞分化与去分化的可逆性，反映了基因表达调控的灵活性。 三、植物组织培养的应用 1. 植物快速繁殖 要点 内容 原理 植物细胞全能性 操作 将优良植株的茎尖或叶片等器官进行离体培养 优势 在短时间内获得大量遗传性状一致的植株 应用对象 观赏植物（兰花）、果树、林木、蔬菜、田间作物等 典型实例 1960年法国莫瑞尔建立世界首家“兰花工厂”；青蒿种质资源库的建立 2. 植物脱毒 方法 原理 说明 茎尖培养 分裂旺盛的茎尖区域病毒含量极低或不含病毒 最常用的脱毒方法 珠心组织培养 珠心组织与周围无维管联系，病毒无法通过维管组织传播至此 可获得无毒植株 ⚡易错点：脱毒≠抗病毒。脱毒是“去除已感染的病毒”，不是让植物获得抗病毒的遗传性状。 3. 单倍体育种 要点 内容 原理 将植物组织培养技术用于花药或花粉的离体培养 过程 花药/花粉 → 离体培养 → 单倍体植株 → 秋水仙素处理 → 纯合二倍体 优势 明显缩短育种年限，后代均为纯合体 我国的贡献 小麦、黑麦、玉米、辣椒、甜菜、白菜、葡萄、苹果等多种单倍体植株均为我国首次培育成功 4. 生产植物次生代谢产物 要点 内容 定义 次生代谢产物是一类细胞生命活动非必需的小分子有机化合物，其产生和分布具有种属、器官、组织及生长发育时期的特异性 方法 植物细胞在生物反应器里进行大规模的悬浮培养 典型实例 紫杉醇——红豆杉属植物中的次生代谢产物，是最好的天然抗癌药物之一；通过红豆杉细胞悬浮培养分离高纯度紫杉醇 其他产品 药物、食品、调料、香精、颜料等 ⚡常考提醒：植物细胞培养生产次生代谢产物，只需要培养到愈伤组织/细胞悬浮培养阶段即可，不需要培育成完整植株。 四、植物体细胞杂交技术 1. 概念 植物体细胞杂交（植物原生质体融合）：将不同来源的植物细胞在一定条件下融合形成杂合细胞，并使之分化再生，最终形成新植物体的技术。 2. 技术流程（以白菜-甘蓝为例） 白菜体细胞 甘蓝体细胞 ↓ 酶解法去除细胞壁 ↓ 酶解法去除细胞壁 （纤维素酶、果胶酶） （纤维素酶、果胶酶） 白菜原生质体 甘蓝原生质体 ↓ ↓ ↓ 诱导融合（物理法/化学法） ↓ 杂合细胞（含双亲遗传物质） ↓ 筛选与鉴定 ↓ 植物组织培养 白菜-甘蓝杂种植株 3. 关键技术环节 环节 方法 说明 去壁 酶解法（纤维素酶、果胶酶） 植物细胞壁主要成分为纤维素和果胶 促融 物理法：电融合法 高压脉冲电场促使细胞膜形成微膜孔，进而融合 化学法：聚乙二醇（PEG） 最常用的化学促融剂 筛选 筛选杂合细胞 融合无选择性，需筛选出发生了融合的细胞 培养 植物组织培养 杂合细胞→脱分化→愈伤组织→再分化→新植株 4. 植物体细胞杂交的意义与局限 维度 内容 意义 可避开生殖细胞的受精过程，在亲缘关系较远的物种之间实现遗传物质的融合，克服远缘杂交不亲和的障碍，创造新物种 局限 ①大量品种尚未建立体细胞杂交体系；②获得兼有双亲优良性状的杂合细胞非常困难；③杂种植株的遗传稳定性和可育性有待研究 ⚡易错点： 白菜（2n=20）与甘蓝（2n=18）存在种间生殖隔离，无法通过有性杂交获得后代，但通过体细胞杂交可获得异源四倍体（2n=38）的白菜-甘蓝 体细胞杂交属于染色体水平的变异（染色体数目加倍），不是基因重组 植物体细胞杂交技术与传统有性杂交的比较： 比较 有性杂交 体细胞杂交 亲本范围 同一物种或近缘物种 可跨越种间、属间生殖隔离 融合细胞 生殖细胞（精子和卵细胞） 体细胞（原生质体） 遗传物质 双亲各一半 双亲全部（可能为异源多倍体） 是否需去壁 不需要 需要 可育性 一般可育 可能不育（需染色体加倍处理） 五、植物育种技术比较 育种方式 原理 主要方法 优点 缺点 杂交育种 基因重组 杂交→自交→选优→连续自交 操作简便，可集中优良性状 育种年限长 诱变育种 基因突变 辐射、化学诱变 提高突变率，加速育种 有利变异少，盲目性大 单倍体育种 染色体变异 花药离体培养→秋水仙素处理 明显缩短育种年限，后代为纯合体 技术复杂 多倍体育种 染色体变异 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 器官大、营养物质丰富 发育延迟，结实率低 植物体细胞杂交 染色体变异 去壁→促融→组织培养 克服远缘杂交不亲和 遗传稳定性差 核心2动物细胞工程 一、动物细胞培养技术——动物细胞工程的基础 1. 概念 动物细胞培养：从动物体内取出组织或细胞，在体外模拟体内的生理条件，使之得以生存、生长并维持其结构与功能的技术。 2. 科学史 时间 科学家 贡献 1885年 — 首次尝试动物组织离体培养 20世纪初 哈里森（R. G. Harrison） 采用淋巴液作为培养基，成功培养蛙胚神经组织 20世纪初 卡瑞尔（A. Carrel） 强调无菌操作，发现鸡胚胎抽提液促进细胞生长 后续发展 — 广泛使用动物血清，开发无血清培养基，设计新型培养反应器 3. 操作流程 动物组织 ↓ 机械法 + 消化法（胰蛋白酶等） 分散的单个细胞 ↓ 首次培养 【原代培养】（多种细胞的混合物） ↓ 从培养瓶中分离稀释，传到新的培养瓶 【传代培养】（逐步分离获得单一类型细胞） ↓ continued 细胞系/细胞株 4. 动物细胞培养的条件 条件 具体要求 原因 无菌、无毒环境 严格无菌操作；培养液加抗生素 动物细胞极易受微生物污染 营养物质 糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等 维持细胞生长增殖 温度 哺乳动物：36.5±0.5℃；禽类：38.5±0.5℃ 模拟体内环境 pH 7.2~7.4 维持酶活性及细胞正常代谢 气体环境 95%空气 + 5%CO₂ O₂供细胞代谢；CO₂维持培养液pH稳定 渗透压 适宜且稳定 维持细胞形态和功能 定期更换培养液 — 清除代谢产物，防止累积危害 二、动物细胞融合与单克隆抗体 1. 动物细胞融合 要素 内容 概念 在离体条件下，用人工方法将不同生物或同种生物不同类型的单细胞融合成一个杂合细胞的过程 本质 细胞膜的流动性 促融方法 ①灭活的仙台病毒（最早发现）；②聚乙二醇（PEG）——效率最高（比仙台病毒高数百倍）；③电融合——高压脉冲电场 动物细胞融合≠植物原生质体融合。动物细胞无细胞壁，不需要先去除细胞壁，可直接诱导融合。 2. 单克隆抗体的制备——核心流程 ① 用特定抗原免疫小鼠 ↓ ② 从脾脏获取能产生特异性抗体的 B 淋巴细胞（浆细胞） ↓ ③ 将 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合 ↓ 加入促融剂（PEG或灭活仙台病毒等） ④ 细胞融合 → 得到多种融合细胞 ↓ ⑤ 【第一次筛选】用选择培养基（如HAT培养基）筛选出 杂交瘤细胞（B淋巴细胞 + 骨髓瘤细胞） ↓ ⑥ 【第二次筛选】通过抗体检测，筛选出能产生 所需特异性抗体的杂交瘤细胞 ↓ ⑦ 克隆培养（体外培养或注入小鼠腹腔） ↓ ⑧ 大量获取单克隆抗体 3. 单克隆抗体制备中的关键问题 问题 答案 为什么用B淋巴细胞？ B淋巴细胞能产生特异性抗体 为什么用骨髓瘤细胞？ 骨髓瘤细胞能在体外无限增殖 为什么需要融合？ 单个B淋巴细胞无法在体外长期培养；需要融合后兼具两种亲本细胞的特性 融合后会有哪些细胞？ B-B融合细胞、瘤－瘤融合细胞、B-瘤融合细胞（杂交瘤细胞）、未融合的B细胞、未融合的瘤细胞 第一次筛选的目的？ 筛选出杂交瘤细胞（HAT培养基：只有杂交瘤细胞能存活） 第二次筛选的目的？ 从多种杂交瘤细胞中筛选出能产生特定所需抗体的杂交瘤细胞（克隆化培养 + 抗体检测） 杂交瘤细胞的特点？ 既能无限增殖，又能分泌特异性抗体 4. 单克隆抗体的特点与应用 特点 说明 高度特异性 仅针对某一特定抗原决定簇 高度均一性 由单一杂交瘤细胞克隆产生 可大量制备 杂交瘤细胞可无限增殖 应用领域 实例 疾病诊断 早孕检测试纸（检测人绒毛膜促性腺激素）；各种抗原鉴定 靶向治疗 将单克隆抗体与化疗药物连接，携带至靶器官直接杀伤靶细胞 生理过程检测 免疫学检测中的标准试剂 1975年，德国科学家克勒（G. Köhler）和阿根廷科学家米尔斯坦（C. Milstein）成功制备了单克隆抗体，因此获得1984年诺贝尔生理学或医学奖。 三、细胞核移植技术——克隆动物的关键技术 1. 概念 细胞核移植：将一种动物细胞的细胞核移植至去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。产生的后代具有与细胞核供体基本相同的遗传成分。 2. 克隆（clone）的含义 分子、细胞或个体的无性繁殖系。 • 分子克隆：从一个分子复制成一组分子 • 细胞克隆：从一个细胞分裂生成一群细胞 • 个体克隆：动植物个体的无性繁殖 3. 体细胞克隆的基本流程 供体体细胞（如成纤维细胞） ↓ 取细胞核 卵母细胞（来自另一只动物） ↓ 去核 重组细胞（供体核 + 去核卵母细胞） ↓ 人工活化 + 体外培养 早期胚胎 ↓ 移植到代孕母体子宫 克隆后代 4. 克隆技术面临的问题 • 克隆动物健康水平较差：肥胖、肺炎、肝功能低下、早衰性死亡等 • 多莉寿命仅6岁（正常绵羊约12年），因肺部疾病于2003年死亡 四、干细胞技术 1. 干细胞的概念与分类 干细胞是一类具有自我更新能力和分化潜能的未分化（或低分化）细胞。 分类依据 类型 来源 分化潜能 实例 按发育阶段 胚胎干细胞 囊胚的内细胞团或胎儿原始生殖细胞 全能性（几乎可分化为所有细胞类型） — 成体干细胞 成体组织中 多能或单能 造血干细胞、皮肤干细胞、胰岛干细胞 2. 成体干细胞的细分 类型 分化潜能 实例 多能干细胞 可分化出多种细胞组织，但不能发育成完整个体 骨髓多能造血干细胞→分化为各种血细胞 单能干细胞 只能分化成一种或密切相关类型细胞 上皮组织基底层干细胞→成肌细胞 3. 分化潜能排序 受精卵 > 胚胎干细胞 > 多能干细胞（成体）> 单能干细胞（成体） 4. 诱导性多能干细胞（iPS细胞） 要素 内容 提出者 日本科学家山中伸弥（S. Yamanaka），2006年首次报道 原理 将4种转录因子基因组合转入分化的体细胞中，使其重编程 特点 具有与胚胎干细胞类似的分裂和分化能力 优势 ①不需要使用卵细胞或胚胎，伦理优势明显；②方法相对简单稳定 意义 在细胞替代性治疗、发病机理研究、新药筛选方面具有巨大潜在价值 诺贝尔奖 山中伸弥获2012年诺贝尔生理学或医学奖 5. 干细胞的应用实例 干细胞类型 应用 造血干细胞（骨髓/外周血/脐带血） 骨髓移植治疗血液系统疾病；脐血干细胞移植（无来源限制、HLA配型要求低） 胰岛干细胞 体外诱导分化为产胰岛素的胰岛β细胞→治疗糖尿病 皮肤干细胞 烧伤皮肤原位再生（我国重大突破） iPS细胞 组织工程：种子细胞 + 聚合物骨架 → 人工皮肤、骨骼、血管等 6. 治疗性克隆 vs 生殖性克隆 比较 生殖性克隆 治疗性克隆 目的 产生一个活体生物 产生胚胎干细胞，用于修复受损或病变组织/器官 操作 克隆胚胎 → 移植入代孕母体 → 发育为个体 克隆胚胎 → 获取内细胞团 → 培养胚胎干细胞 → 定向分化为特化细胞/组织/器官 伦理问题 争议极大（尤其是人类克隆） 争议相对较小，但涉及胚胎使用问题 应用前景 繁殖优良个体、保护濒危物种 修复脊髓损伤、心肌梗死等，置换损坏的细胞 ⚡治疗性克隆不是为了产生一个活体生物；中国政府明确反对生殖性克隆人，但支持治疗性克隆研究 五、植物细胞工程与动物细胞工程比较 比较项目 植物细胞工程 动物细胞工程 理论基础 细胞全能性 细胞增殖、细胞膜流动性 核心技术 植物组织培养 动物细胞培养 培养基类型 固体培养基（含琼脂） 液体培养基（含动物血清） 特有激素 生长素、细胞分裂素 动物血清中的生长因子 能否培养成完整个体 能（体现全能性） 一般不能（动物细胞全能性受限） 去壁处理 需要（酶解法去壁→原生质体） 不需要（动物细胞无细胞壁） 融合促融方法 物理法（电融合）、化学法（PEG） 灭活病毒、PEG、电融合 主要应用 快速繁殖、脱毒、单倍体育种、次生代谢产物生产 单克隆抗体、克隆动物、干细胞治疗 核心3 胚胎工程 一、动物胚胎的形成——早期发育过程 1. 概念 胚胎工程：对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体的技术。操作对象：生殖细胞、受精卵、早期胚胎细胞。 2. 早期胚胎发育的过程 受精卵 ↓ 受精（精卵结合） ↓ 卵裂（细胞逐次倍增，总体积大致不变） ↓ 桑椹胚（16～32个细胞） ↓ 动物极细胞分裂更快 ↓ 囊胚（中空球状胚，含内细胞团和滋养层） ↓ 原肠胚（具有外胚层、中胚层、内胚层三胚层） ↓ 三胚层分化为各种组织和器官 器官形成 3. 各阶段特征 阶段 特征 受精卵 精卵结合形成，具有全能性；分为动物极（→外胚层）和植物极（→中胚层+内胚层） 卵裂期 细胞逐次倍增；胚胎总体积大致不变（卵裂球越来越小） 桑椹胚 16～32个细胞阶段；细胞尚未分化 囊胚 出现囊胚腔；细胞开始分化为内细胞团（将来发育为胎儿）和滋养层（将来发育为胎膜和胎盘） 原肠胚 出现三个胚层：外胚层、中胚层、内胚层；原肠腔形成 二、胚胎工程的核心技术 1. 体外受精 要素 内容 概念 哺乳动物的精子和卵在人工控制的环境中完成受精过程的技术 主要环节 ①卵的采集及成熟培养；②精子的采集与体外获能；③体外受精 意义 在动物优良品种繁育中发挥极为重要的作用 2. 胚胎移植 要素 内容 概念 将早期胚胎移植到同种且生理状态相同的受体动物体内，使之继续发育成为新个体的技术 本质 产生胚胎的供体和孕育胚胎的受体分工合作、共同繁育后代 关键操作 ①对供体进行超数排卵处理（注射促性腺激素如FSH）；②对受体进行同期发情处理；③非手术取卵/收集胚胎；④胚胎移植 意义 ①使优良母畜免去冗长妊娠期，产生更多后代；②扩大良种雌性配子的推广应用；③全世界年产胚胎移植牛超35万头 3. 胚胎分割移植 要素 内容 概念 用显微手术方法将一枚胚胎分割成几份，经培养后移植入受体，得到同卵双生或多生后代的技术 适用时期 发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚 操作要点 在显微镜下用分割针或分割刀进行分割 关键注意 对囊胚阶段分割时，必须将内细胞团均等分割，否则影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 优势 与细胞核移植技术相比，胚胎分割移植具有更高的成功率 4. 试管婴儿技术（人类胚胎工程的应用） 代数 主要特点 第一代 常规体外受精－胚胎移植（IVF-ET），解决女性不孕问题 第二代 卵胞浆内单精子注射（ICSI），解决男性不育问题 第三代 胚胎植入前遗传学诊断（PGD），解决遗传病传递问题 三、胚胎工程各技术比较 技术 原理 操作对象 主要应用 体外受精 受精作用 精子和卵细胞 解决不孕不育，优良品种繁育 胚胎移植 同种动物早期胚胎可在受体内继续发育 早期胚胎 充分发挥优良母畜的繁殖潜力 胚胎分割 早期胚胎细胞具有全能性 桑椹胚或囊胚 获得同卵双生或多生后代 超数排卵 促性腺激素促进卵泡发育 供体母畜 一次排出多枚卵用于体外受精 同期发情 使供体与受体生殖器官生理状态一致 受体母畜 为胚胎移植提供适宜的“代孕”环境 四、克隆技术与胚胎工程的比较 比较项目 克隆技术（核移植） 胚胎工程 生殖方式 无性生殖 一般为有性生殖（体外受精仍是有性过程） 遗传物质 主要来自供体核 来自双亲 核心操作 核移植 体外受精、胚胎移植、胚胎分割 后代性状 与供体核基本相同 具有双亲遗传特征 成功率 较低 较高 典型实例 多莉羊、中中/华华 试管婴儿、胚胎移植牛 五、提高良种牛繁殖力的综合方案 以日本和牛为例，设计最大限度提高繁殖力的方案： ① 对供体母牛注射 FSH（促卵泡激素）→ 超数排卵 ↓ ② 与优良公牛配种（自然交配或人工授精） ↓ ③ 收集早期胚胎（非手术冲卵） ↓ ④ 胚胎分割（选择桑椹胚/囊胚，均等分割内细胞团） ↓ ⑤ 对受体母牛进行同期发情处理 ↓ ⑥ 将分割后的胚胎移植入受体母牛子宫 ↓ ⑦ 妊娠检查 → 产犊 方案优势： • 超数排卵 → 一次获得多枚胚胎 • 胚胎分割 → 一枚胚胎获得多个后代 • 胚胎移植 → 供体母牛免去妊娠期，可连续超排 • 受体母牛 → 提供“代孕”服务，充分利用普通母畜的繁殖潜力 分层专练·靶向攻关 基础通关 1．（22-23高三下·湖南·阶段检测）据报道，世界上仅剩下两头雌性北方白犀牛，实验室只留有冷冻的北方白犀牛的精子。若通过胚胎工程技术尝试拯救该物种，下列叙述正确的是（    ） A．体外受精时若观察到雌雄原核核膜融合成一个细胞核，可作为受精标志 B．这样人工繁育的种群与野生种群相比，遗传多样性降低，野外生存能力下降 C．可通过胚胎分割技术增加其数量，注意将桑葚胚阶段的内细胞团均等分割 D．可用雌性北方白犀牛体细胞核移植技术进行克隆，得到多头子代后，让其自行繁衍 【答案】B 【分析】胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术。胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。 【详解】A、受精过程为：顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带（透明带反应）→卵细胞膜反应（卵黄膜封闭作用）→卵子完成减数第二次分裂并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失，雌、雄原核融合形成合子。所以判断卵细胞是否受精的重要标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体，卵细胞受精完成的标志是雌、雄原核融合；另外，也不会出现题干描述的“核膜融合”的情况，A错误； B、利用胚胎工程人工繁育的种群，由于亲本数量少，得到的后代遗传相似度较高，遗传多样性降低；野生种群亲本数量较多，后代遗传多样性较高，即存在多种可遗传变异可供自然选择，其适应复杂环境的能力较强，所以利用胚胎工程人工繁育的种群不如野生种群野外生存能力强，B正确； C、内细胞团是囊胚阶段出现，即通过胚胎分割技术增加其数量，注意将囊胚阶段的内细胞团均等分割，C错误； D、用雌性北方白犀牛体细胞克隆出多头子代后，由于后代均为雌性，因此不能自行繁衍，D错误。 故选B。 2．（2022·上海宝山·模拟预测）“三亲婴儿”的培养过程如图，其中用到组织细胞培养技术的是（    ） A．① B．② C．④ D．⑤ 【答案】D 【分析】①表示核移植前的取核过程，②表示动物核移植技术，③为体外受精前对卵细胞进行培养，④过程为体外受精，⑤过程为早期胚胎培养，⑥过程表示胚胎移植；培育“三亲婴儿”的过程需要经过体外受精过程，属于有性生殖。 【详解】以上三亲婴儿的培育过程中③属于动物细胞培养技术，不属于组织培养技术。⑤进行早期胚胎培养属于组织培养技术，故选D。 3．（19-20高二·全国·课后作业）下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述错误的是（　　） A．在桑葚胚阶段胚胎的内部开始出现含有液体的腔 B．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 C．桑葚胚之前细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化 D．受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加 【答案】A 【分析】胚胎发育过程： （1）卵裂期：细胞进行有丝分裂，数量增加，胚胎总体积不增加； （2）桑葚胚：32个细胞左右的胚胎，之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞； （3）囊胚：细胞开始分化，其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织；而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐渐出现囊胚腔。注：囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫孵化； （4）原肠胚：内细胞团表层形成外胚层，下方细胞形成内胚层，由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。 【详解】A、在桑葚胚阶段，32个细胞左右的胚胎，胚胎的内部无含有液体的腔，A错误； B、胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎或原始性腺中分离获得，B正确； C、桑葚胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化，C正确； D、受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加，甚至略微缩小，D正确。 故选A。 4．（2023·北京延庆·一模）控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义，目前分离精子技术是有效的控制方法，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管动物。试管牛的培育如下图所示。下列有关叙述正确的是（　　） A．试管牛的培育属于有性生殖 B．过程①指的是体外受精技术和胚胎移植技术 C．采集来的精子和卵母细胞可以直接用于受精 D．经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体保持一致 【答案】A 【分析】分析题图：图示为试管牛培育过程图，牛的精子分离出含Y染色体的精子和含X染色体的精子，与卵细胞结合形成受精卵，因此①表示体外受精过程，接着经过早期胚胎培养过程和胚胎移植形成试管牛． 【详解】A、试管牛的培育过程中，涉及到减数分裂和受精作用，属于有性生殖，A正确； B、过程①指的是体外受精技术，没有涉及胚胎移植技术，B错误； C、采集来的精子需要经过获能处理才能用于受精，C错误； D、胚胎移植产生的后代，是经过受精作用形成的，其遗传特性与提供精子和卵细胞的亲本相同，而与受体一般不一致，D错误。 故选A。 5．（22-23高三下·浙江·阶段检测）依靠体外受精的试管动物技术，不仅在畜牧生产中应用广泛，在治疗不孕症方面也有重要的实践价值。下列关于体外受精的叙述，正确的是（    ） A．受精前，精子与卵子均需要获能处理 B．精子的密度对体外受精不会产生影响 C．体外受精时卵母细胞仍未完成减数分裂过程 D．受精完成后，受精卵应尽快移植到受体子宫着床 【答案】C 【分析】1、哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获能和受精等步骤。 2、采集到的卵母细胞和精子，要分别对它们进行成熟培养和获能处理，然后才能用于体外受精。 【详解】A、受精前精子需进行获能，而卵细胞需要培养成熟，A错误； B、精子密度过低会影响体外受精的成功率，B错误； C、体外受精时，卵母细胞仍处于减数第二次分裂中后期，受精后才分离出第二极体，C正确； D、受精结束后，受精卵须在体外培养成早期胚胎，才能进行移植，D错误。 故选C。 6．（21-22高二·上海·阶段检测）如图表示用二倍体小鼠所做的实验，下列有关叙述正确的是（   ） A．过程①需运用动物细胞融合技术 B．图中囊胚的细胞基因型都相同 C．嵌合体幼鼠皮毛颜色不同是基因选择性表达的结果 D．上述培养过程用到了胚胎移植技术 【答案】D 【分析】图示表示利用二倍体小鼠所做的实验，将白鼠的8细胞胚和黑鼠的8细胞胚合并形成16细胞胚，经过①早期胚胎培养过程形成囊胚，再胚胎移植入代孕母体中，最后分娩得到嵌合体幼鼠。 【详解】A、过程①中是将两个胚胎合并，并没有运用动物细胞融合技术，A错误； B、图中囊胚是由白鼠和黑鼠的胚胎合并形成的，因此其中的细胞的基因型不都相同，有些与白鼠的基因型相同，有些与黑鼠的基因型相同，B错误； C、嵌合体幼鼠皮毛颜色不同是由于其体细胞分别来源于白鼠和黑鼠的胚胎，基因型不同，C错误； D、将囊胚植入代孕母鼠，在代孕母鼠体内发育，D正确。 故选D。 7．（23-24高三上·上海崇明·阶段检测）细胞工程中通常采用酶解法获得植物原生质体，即去除植物细胞的细胞壁但完整保留细胞膜及其内部结构。含有下列成分的试剂能够成功获取原生质体的是（    ） A．纤维素酶+磷脂酶 B．果胶酶+蛋白酶 C．纤维素酶+果胶酶 D．蛋白酶+磷脂酶 【答案】C 【分析】酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和。 【详解】普通的植物细胞壁的成分是纤维素和果胶。根据酶的专一性特点，应用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，C正确。 故选C。 8．（22-23高二·上海·课后作业）某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线如图所示。下列有关叙述错误的是（    ）    A．消毒的流程为酒精消毒→无菌水冲洗→次氯酸钠溶液处理→无菌水清洗 B．过程①的目的是让外植体细胞失去特有的结构和功能，转变成未分化的细胞 C．过程②的实质是基因的选择性表达，过程①~④体现了植物细胞的全能性 D．过程①和②均需在培养基中添加细胞分裂素和生长素，且均必须在光照下进行 【答案】D 【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、对外植体的消毒流程为先用酒精消毒30s，立即用无菌水清洗2～3次，再用次氯酸钠溶液处理30min，立即用无菌水冲洗2～3次，A正确； B、过程①为脱分化，目的是让外植体细胞失去特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，B正确； C、过程②表示再分化，实质是基因的选择性表达，过程①～④体现了植物细胞的全能性，C正确； D、过程①和②均需在培养基中添加细胞分裂素和生长素，但过程①脱分化不需要光，D错误。 故选D。 9．（21-22高二·上海·期中）与示意图有关的说法，正确的是（　　） A．图能表示酶的分离纯化 B．图能表示外植体的灭菌 C．图中外植体可以是花粉 D．图中无菌水可以用蒸馏水代替 【答案】C 【分析】植物组织培养的实验操作步骤：培养基的制作→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培。 【详解】A、分析题图可知，示意图所示是对外植体进行清洗、消毒的操作，并不能表示酶的分离纯化，A错误； B、外植体不能灭菌，否则会使其失去活性，图中表示外植体的消毒，而不是灭菌，B错误； C、花粉离体培养是指将花粉从花药中分离出来，以单个花粉粒作为外植体进行离体培养形成完整植株的技术，图中外植体可以是花粉，C正确； D、植物组织培养过程中，需要保证无菌环境，图中的无菌水不能用蒸馏水替代，否则会导致杂菌污染，D错误。 故选C。 10．（2022·上海·高考真题）地钱具有重要的药用价值，若要利用叶片快速人工繁育，可用的技术是（    ） A．单倍体育种技术 B．干细胞技术 C．细胞核移植技术 D．植物组织培养技术 【答案】D 【分析】植物组织培养技术：（1）过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）→愈伤组织→胚状体→植株（新植体）；（2）原理：植物细胞的全能性；（3）条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；②一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）；（4）植物细胞工程技术的应用：植物繁殖的新途径（包括微型繁殖，作物脱毒、人工种子等）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。 【详解】用叶片快速人工繁育，可用的技术是植物组织培养，该技术的原理是植物细胞的全能性，D正确， 故选D。 11．（22-23高三上·河北石家庄·阶段检测）猕猴桃是重要的栽培果树，毛花猕猴桃果实大，维生素C含量高；软枣猕猴桃耐寒，由于猕猴桃很难采用杂交的方法育种，某科研小组采用植物体细胞杂交技术培育出了具有两个品种优良性状的新品种，下列相关叙述，错误的是（　　） A．利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体 B．杂交过程中的关键环节是原生质体的融合，可用灭活的病毒诱导 C．杂种细胞再生出细胞壁后，经脱分化和再分化过程可获得新品种 D．该新品种发生的变异属于可遗传变异，其染色体组数加倍 【答案】B 【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 【详解】A、植物细胞有细胞壁，细胞壁阻碍细胞的杂交，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，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，获得具有活力的原生质体，A正确； B、进行原生质体的融合，必须要借助一定的技术手段进行人工诱导，人工诱导的方法分为物理法和化学法，灭活的病毒适用于动物细胞融合，B错误； C、融合的原生质体需再生出细胞壁，形成的杂种细胞经植物组织培养（即脱分化和再分化）获得新品种，C正确； D、通过植物体细胞杂交获得的新品种，染色体数目（染色体组数）加倍，属于可遗传变异，D正确。 故选B。 12．（20-21高二上·上海普陀·期中）用多肉植物的叶片可以培育出新植株，这种生殖方式属于（　　） A．出芽生殖 B．分裂生殖 C．有性生殖 D．营养繁殖 【答案】D 【分析】有性生殖指的是两性生殖细胞精子和卵细胞结合形成受精卵，由受精卵发育成新个体的过程，例如利用种子进行的繁殖。无性生殖指的是不需要经过两性生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体的过程，从本质上讲，是由体细胞进行的繁殖就是无性生殖。主要种类包括：分裂生殖、孢子生殖、出芽生殖、营养生殖（嫁接、压条、扦插等）、组织培养和克隆等。 【详解】叶片属于植物的营养器官，用营养器官进行的繁殖属于营养繁殖。 故选D。 13．（21-22高二下·上海·阶段检测）通过图途径获得的胚胎干细胞，可用于治疗因丧失正常细胞而引起的疾病如帕金森症等。下列有关该技术的叙述正确的是（    ） A．该过程包括细胞融合技术 B．细胞b取自患者的体细胞 C．细胞a、b、c遗传物质相同 D．细胞b比细胞c更容易培养 【答案】B 【分析】图示为细胞核移植后，重组细胞分化呈相关细胞的过程。 【详解】A、该过程是细胞核移植技术，未包含细胞融合技术，A错误； B、细胞b取自患者的体细胞，以免产生免疫排斥，B正确； C、细胞c由细胞a的去核部分和细胞b的细胞核组成，b、c核遗传物质相同，a与二者不一定相同，C错误； D、细胞b是高度分化的细胞，细胞c属于胚胎干细胞，分化程度越高，越难培养，D错误。 故选B。 14．（21-22高二下·上海·阶段检测）涡虫横切为2段或多段，每段均可再生成一条完整的涡虫，如图，这种现象称为（    ） A．卵式生殖 B．营养生殖 C．克隆 D．出芽生殖 【答案】C 【分析】生殖方式包括：卵式生殖、营养生殖、出芽生殖、分裂生殖等，其中卵式生殖属于有性生殖，营养生殖、出芽生殖、分裂生殖属于无性生殖。 【详解】A、卵式生殖是母体产生雌配子，父亲产生雄配子，雌性配子结合成受精卵，再由受精卵发育成新个体的生殖方式，由图可知，涡虫没有产生雌雄配子，A错误； B、植物用根、茎、叶等营养器官进行繁殖的方式叫做营养生殖，涡虫不是植物，不能进行营养生殖，B错误； C、克隆指的是利用生物技术，使生物体通过体细胞进行的无性繁殖，涡虫的每段身体都可以再生一条完整的涡虫，是利用体细胞的无性繁殖，C正确； D、出芽繁殖是指生物由母体的一定部位生出芽体，芽体逐渐长大并与母体分离，形成独立生活的新个体的生殖方式，涡虫切段后再生一条完整涡虫的过程没有芽体的产生，D错误。 故选C。 15．（21-22高二·上海·期中）下列关于图示单克隆抗体制备过程的有关说法正确的是（　　） A．单克隆抗体制备体现了细胞的全能性 B．该过程中有细胞融合，融合的细胞称为杂交瘤细胞 C．该过程中用到了动物细胞培养技术，培养基中需要添加激素 D．该过程中杂交瘤细胞也有多种，需要用特定抗原进行筛选 【答案】D 【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、单克隆抗体制备并没有获得完整个体，不能体现细胞的全能性，A错误； B、该过程中有细胞融合，融合的细胞包括杂交瘤细胞，但不一定是杂交瘤细胞，也有可能是同种细胞融合产生的杂交细胞，B错误； C、该过程中用到了动物细胞培养技术，培养基中一般不需要添加激素，C错误； D、由于B淋巴细胞种类较多，该过程中杂交瘤细胞也有多种，需要用特定抗原进行筛选，以便选出产生特定抗体的杂交瘤细胞，D正确。 故选D。 16．（21-22高二下·上海·阶段检测）（多选）下列各项生理活动与生物膜直接相关的是（    ） A．神经冲动的传递 B．②胰岛素调节血糖 C．受精作用 D．氨基酸脱水缩合 E．乳酸菌分解葡萄糖 【答案】ABC 【分析】1、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。 2、生物膜系统的功能：（1）保证内环境的相对稳定，对物质运输、能量转换和信息传递等过程起决定作用；（2）为多种酶提供附着位点，是许多生物化学反应的场所；（3）分隔细胞器，保证细胞生命活动高效、有序地进行。 【详解】A、神经冲动的传递需要释放神经递质到突触间隙，而神经递质的释放是胞吐作用，依赖于膜的流动性来实现，A正确； B、胰岛素调节血糖需要和靶细胞膜上的相应受体结合，B正确； C、受精作用需要精子和卵细胞的识别，依赖于细胞膜表面的糖蛋白，C正确； D、氨基酸脱水缩合发生在核糖体，与膜结构无关，D错误； E、乳酸菌是原核生物，只有细胞膜，没有核膜和具膜细胞器，乳酸菌分解葡萄糖。发生在细胞质，和膜结构无关，E错误。 故选ABC。 17．（多选）（21-22高二下·上海·阶段检测）2015 年 2 月 3 日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代 B．捐献者携带的红绿色盲基因能遗传给三亲婴儿 C．三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核 D．三亲婴儿的培育还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术 【答案】BC 【分析】由图可知，三亲婴儿的培育采用了核移植技术、体外受精技术、早期胚胎培养技术和胚胎移植技术等。 【详解】A、根据图示可知，受体母亲提供细胞核，供体提供去核卵母细胞，这样就可避免受体母亲的线粒体遗传物质（线粒体中的遗传病基因）传递给子代，A正确； B、红绿色盲是受细胞核中X染色体上的基因控制的，而捐献者只是为该“三亲婴儿”提供了细胞质基因，因此捐献者携带红绿色盲基因不会遗传给三亲婴儿，B错误； C、由图示可知，三亲婴儿的染色体一半来自于母亲，一半来自于父亲，C错误； D、由图示可知三亲婴儿的获得运用了动物细胞培养、核移植技术，体外受精形成早期胚胎需要进行早期胚胎培养等，D正确。 故选BC。 18．（多选）（19-20高二上·上海虹口·期末）如图为植物体细胞杂交过程示意图。在利用植物细胞A和B培育成为杂种植株过程中，运用的技术有（    ） A．干细胞技术 B．细胞融合技术 C．细胞核移植 D．植物组织培养 【答案】BD 【分析】植物体细胞杂交过程：先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体，借助物理或化学方法诱导原生质体融合，得到的杂种细胞再经过诱导形成愈伤组织，并进一步发育成完整植株。 【详解】据图分析，图示植物体细胞杂交技术包括获取原生质体，原生质体融合，再生细胞壁，脱分化，和再分化过程，其中涉及的技术包括细胞融合技术（原生质体融合）和植物组织培养过程（主要是脱分化和再分化）。 故选BD。 19．（多选）（23-24高三上·上海·期中）现已建立一种简便快捷、适用于诺如病毒常见流行株的胶体金免疫层析检测方法。即用常见流行株GII.4型诺如病毒的衣壳蛋白P颗粒作为抗原利用小鼠制备单克隆抗体1B10（浓度为5 mg/mL）和1D6（浓度2.2 mg/mL）。利用羊制备羊抗鼠抗体作为质控线组装成胶体金试纸条（见图）。下列说法正确的是（　　）。 A．单克隆抗体1B10和单克隆抗体1D6特异性识别同一种抗原 B．胶体金试纸条上使用的三种抗体由同一种杂交瘤细胞合成并分泌 C．检测时，在控制线和检测线出现两条色带时，表示结果阳性 D．胶体金试纸条可以用来检测所有类型诺如病毒感染导致的胃肠炎 【答案】AC 【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。单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高以及可大量制备的特点。 【详解】A、分析题干，单克隆抗体1B10和单克隆抗体1D6都是由GII.4型诺如病毒的衣壳蛋白P颗粒作为抗原制备的，因此它们特异性识别同一种抗原，但作用于不同位点，A正确； B、经筛选后的一种杂交瘤细胞只能合成并分泌一种抗体，B错误； C、检测时，在控制线和检测线出现两条色带时，说明抗原和抗体发生了反应，表示结果阳性，C正确； D、检测时利用的原理是抗原抗体特异性结合，因此胶体金试纸条不可以用来检测所有类型诺如病毒感染导致的胃肠炎，D错误。 故选AC。 20．（22-23高二下·上海·课后作业）如图所示表示科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a～h为操作过程，请据图回答有关问题：    （1）“试管牛”技术的操作流程是 _____（填字母）。 （2）图中用到的生物技术有 ________等（写出三种），图中A牛和B牛的性别 _____（填“相同”“不同”或“不一定相同”）。 （3）图中用到的激素是____，其目的是获得更多的卵母细胞，经受精后可得到多个早期胚胎。 （4）c过程名称为 ____，一般是对发育到 _____（阶段）的早期胚胎进行处理，再植入到受体内。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意将③____均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育。 （5）A、B牛的生产属于____生殖，C牛的生产分属于____生殖。胚胎移植技术的优势是____。 【答案】(1)a→b→f→g （2） 体外受精、胚胎的早期培养、胚胎移植、胚胎分割 相同 （3）促性腺激素 （4） 胚胎分割 桑葚胚或囊胚 内细胞团 （5） 无性 有性 充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 【分析】题图分析，图示是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，其中a为体外受精过程，b为早期胚胎培养过程；c为胚胎分割技术，d、f均为胚胎移植过程，g是分娩产生小牛的过程；图中①为滋养层细胞，②为囊胚腔，③为内细胞团。 【详解】（1）试管牛的培育过程包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植，因此“试管牛”技术的操作流程是a→b→f→g。 （2）上述过程中用到的生物技术主要有体外受精、胚胎的早期培养、胚胎移植、胚胎分割等。图中A、B牛是胚胎分割移植获得的，是由同一个受精卵发育而来，性别相同。 （3）用促性腺激素处理良种奶牛，可促使其超数排卵，这样可以获得更多的卵母细胞，经受精后可得到多个早期胚胎。 （4）c是胚胎分割，一般是对发育到桑葚胚或囊胚的早期胚胎进行处理。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意将③内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育。 （5）A、B牛的是胚胎分割移植获得的，属于无性生殖；C牛的生产是通过体外受精，然后胚胎移植获得的，属于有性生殖。胚胎移植技术的优势是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 21．（25-26高二下·上海·阶段检测）“生物导弹”是免疫导向药物的形象称呼，由单克隆抗体与药物配合而成。单克隆抗体能自动导向，在生物体内与特定目标细胞或组织结合，并由其携带的药物产生治疗作用。单克隆抗体的制备过程如图1所示。 （1）A过程从小鼠的脾脏中取得的“小鼠细胞”是_____（编号选填），从小鼠体内提取分离该细胞之前，应给小鼠注射的特定的物质是_____（编号选填）。 ①T淋巴细胞②浆细胞③抗原④抗体 （2）为了得到能产生单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。最终筛选得到符合要求细胞的特点是_____（编号选填）。 ①能够分裂②能够分化③能识别特定抗原④能产生特异性抗体 （3）在制备单克隆抗体的过程中，应用的动物细胞工程技术是_____（编号选填）。 ①动物细胞培养②细胞核移植③动物细胞融合④干细胞技术 抗体—药物偶联物（ADC）通过细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，ADC通常由抗体、接头和药物三部分组成，其作用机制如图2。 （4）关于ADC进入肿瘤细胞的过程，下列说法正确的是_____（多选）。 A．需要消耗能量 B．不需要消耗能量 C．需要蛋白质辅助 D．不需要蛋白质辅助 （5）细胞毒素药物引发细胞凋亡，关于此过程描述正确的是_____（多选）。 A．涉及相关基因的表达 B．细胞膜破裂释放内含物 C．最终被免疫细胞清除 D．会对周围健康细胞造成不良影响 （6）细胞毒素药物对机体正常组织会有毒性，若某些正常组织存在与抗体对应的抗原，则会造成_____（编号选填）。若接头不稳会造成药物与抗体分离，在体内暴露，从而造成_____（编号选填）。 ①靶向毒性（特异性）②脱靶毒性（非特异性） 【答案】(1) ② ③ (2)①④ (3)①③ (4)AC (5)AC (6) ① ② 【详解】（1）单克隆抗体制备中，需要从小鼠脾脏获取能产生抗体的浆细胞；提取前需要给小鼠注射特定抗原，刺激小鼠产生能分泌对应抗体的浆细胞，因此分别选②、③。 （2）符合要求的杂交瘤细胞兼具两个亲本的特点：保留了骨髓瘤细胞无限分裂增殖的能力，又保留了浆细胞产生特异性抗体的能力；浆细胞本身不能识别抗原，杂交瘤细胞也不需要分化，因此选①④。 （3） 制备单克隆抗体时，首先通过动物细胞融合得到杂交瘤细胞，再通过动物细胞培养扩增细胞获得抗体，不涉及细胞核移植和干细胞技术，因此选①③。 （4）由图可知ADC通过胞吞进入肿瘤细胞，胞吞过程需要消耗能量，且ADC识别肿瘤细胞需要细胞膜上的受体（化学本质是蛋白质）辅助，BD错误，AC正确。 （5）A、细胞凋亡是基因控制的程序性死亡，过程中需要凋亡相关基因表达，A正确； B、细胞凋亡过程中细胞膜保持完整，内容物被膜结构包裹，内容物不会随意释放，B错误； C、凋亡的细胞最终会被免疫吞噬细胞清除，C正确； D、有序的凋亡不会损伤周围健康细胞，D错误。 （6） 若正常组织存在对应抗原，抗体会特异性结合正常组织的抗原，将药物导向正常组织，属于特异性靶向毒性；若药物提前与抗体分离游离，会非特异性杀伤正常细胞，属于非特异性脱靶毒性，因此分别选①、②。 情境应用 22．（2024高三下·上海·专题练习）人类胚胎发育早期（约2～3周），尤其是植入子宫后的形态转变期，因体内观察困难而被视为研究难点。干细胞衍生的胚胎模型对于揭示此阶段的发育过程与组织间相互作用至关重要。尽管小鼠胚胎研究已推动构建适用于人类胚胎离体培养的研究体系，但理解人类胚胎具体机制仍面临挑战。剑桥大学教授MagdalenaZernicka-Goetz团队于2023年6月在Nature发布研究成果，创建了一个模块化、可操作且全面的人类胚胎模型，有望深度探索人类胚胎植入后这一关键时期的发育机理。    （1）本研究中，科学家通过过表达__________和__________转录因子，成功诱导了类下胚层细胞的形成。 （2）按照在胚胎发育过程中出现的时间顺序排列以下结构_____________。 ①内细胞团②中央羊膜腔③下胚层④外胚层极化 （3）关于原肠期胚胎中转录因子的作用机制，以下表述正确的有（    ） A．转录因子通过其时空特异性表达参与细胞命运决定和组织分化。 B．上游信号通路（如Wnt、BMP、Nodal）不直接调控转录因子的表达。 C．转录因子仅通过与DNA序列结合来调控基因表达，无需与其他蛋白质相互作用。 D．先锋转录因子主要通过改变染色质结构为其他转录因子提供易于接近的DNA模板。 E．表观遗传修饰对转录因子的功能无影响，它们只调控非编码RNA的表达。 （4）在原肠期胚胎中，下列哪些因素可能影响转录因子的功能（    ） A．细胞间的化学信号传递 B．染色质的开放程度 C．非编码RNA（如lncRNA、miRNA）的表达水平 D．环境温度变化 E．蛋白质翻译后修饰（如磷酸化、乙酰化） （5）在原肠期胚胎中，先锋转录因子的主要作用是（    ） A．直接激活下游关键基因的转录 B．通过泛素化途径降解其他转录因子 C．改变染色质结构以促进其他转录因子的结合 D．抑制非编码RNA对转录过程的干扰 【答案】(1) IG6 iS17 (2)①③②④ (3)ABD (4)ABCDE (5)C 【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。 【详解】（1）据图可知，6个月胚胎的IG6和iS17在BRY＋中的表达量高于BRY-中的表达量，说明科学家通过过表达IG6和iS17转录因子，成功诱导了类下胚层细胞的形成。 （2）在早期胚胎发育过程中，首先出现的是①内细胞团，内细胞团出现在囊胚期；受精后第7天，内细胞群分化③上胚层和下胚层；受精后第8天，形成②羊膜腔，腔内有羊水，上胚层构成羊膜腔的底；第3周末，表面外胚层将分化为皮肤的表皮及其附属结构、牙釉质、角膜和腺垂体等结构。故先后顺序是①③②④。 （3）A、转录因子是一类结构相对简单的蛋白质，通常由DNA结合结构域、转录激活结构域、转录抑制结构域等几个部分组 成。其作用机制是通过识别DNA上的特定序列或结构域后，结合到DNA的调控区域上，进而促进或抑制基因的转录，转录因子通过其时空特异性表达参与细胞命运决定和组织分化，A正确； B、游信号通路是指位于细胞信号传导路径中靠近刺激源或起始点的部分。在细胞接收到外部刺激或信号后，上游信号通路会首先被激活，并传递这些刺激信号到下游组件，故上游信号通路（如Wnt、BMP、Nodal）不直接调控转录因子的表达，B正确； C、在胚胎发育过程中，转录因子可以激活一些新的基因表达，同时阻止旧的基因表达，从而促进胚胎的发育，此外，转录因子还可以通过与其他蛋白质相互作用，在基因调控中形成复杂的调控网络和信号通路，C错误； D、先锋转录因子是一类可以结合特异DNA序列的转录因子，它们可以识别核小体上的特异DNA序列，并招募染色质重塑复合体来移除核小体，形成缺乏核小体的染色质可及区域，引发一系列反应，D正确； E、表观遗传可能导致RNA聚合酶与启动子的结合受阻，从而导致翻译过程受阻，即表观遗传修饰可能影响转录因子功能，E错误。 故选ABD。 （4）原肠期胚胎发育过程中，细胞开始进行有规律的迁移和排列，形成各种组织和器官的雏形，原肠期胚胎发育还涉及到一系列复杂的基因调控和信号转导过程，这些过程对于胚胎的正常发育和细胞的分化具有重要意义，故细胞间的化学信号传递（影响细胞间的信息交流）、染色质的开放程度（螺旋化程度高，影响DNA复制和转录过程）、非编码RNA（如lncRNA、miRNA）的表达水平、环境温度变化（影响酶活性）和蛋白质翻译后修饰（如磷酸化、乙酰化）均可能影响转录因子的功能。 故选ABCDE。 （5）在原肠期胚胎中，先锋转录因子可与靶标基因的特定序列结合，诱导早期胚胎特异性染色质开放性建立及合子基因组激活。 故选C。 23．（2024·上海松江·二模）糖尿病是一种常见内分泌疾病，主要由于体内外各种因素影响，导致激素Y分泌不足或机体组织细胞对激素Y反应不灵敏，引起血糖浓度增高。图9为细胞A分泌激素Y的机制。 （1）图中，细胞A与激素Y分别是_____、_____。（编号选填） ①胰岛α细胞         ②胰岛B细胞         ③胰岛素            ④胰高血糖素 （2）根据题意和已学知识，以下______原因可能引起糖尿病。 A．激素Y结构异常 B．细胞A的Ca2+转运蛋白结构异常 C．细胞A核糖体数目减少 D．组织细胞的激素Y受体数目减少 线粒体糖尿病（MDM）是一种特殊类型的糖尿病，是由线粒体DNA突变导致。受精作用时，精子的线粒体不进入卵子。小王患有MDM，下表为其家族主要成员与MDM发病有关的基因M的测序结果（显示转录编码链起始段）。基因M控制线粒体电子传递链蛋白合成。 家族成员 体细胞中的基因M 家族成员 体细胞中的基因M 小王 5’-ATGGGGAAGTGCCA-3’ 小王姐姐 拒绝检测 母亲 5’-ATGGGGAAGTGCCA-3’ 姐夫 拒绝检测 父亲 5’-ATGGGGTATTGCCA-3’ 外甥女 拒绝检测 妻子 5’-ATGGGGCATTGCCA-3’ （可能用到的密码子: 5’-AUG-3’为起始密码子，5’-UAU-3’编码酪氨酸，5’-AAG-3’编码赖氨酸，5’-CAU-3’编码组氨酸） （3）根据题干信息，以下说法中正确的是________。 A．小王的外甥女也患有MDM B．MDM的遗传不遵循基因分离定律 C．小王只有一半的次级精母细胞含致病基因 D．小王的基因M来自其母亲体内图9细胞A发生的基因突变 （4）结合题干信息和图，说明小王所患的MDM发病机制_______。 （5）已知小王父亲不患MDM。请结合题干和上表信息推测，小王夫妇生下的孩子是否患有MDM，并阐明理由_______________。 线粒体置换技术（MRT）是预防线粒体遗传病的新型手段，其基本流程如下图所示。 （6）如图所示过程中，运用到的生物技术有_____。（编号选填） ①动物细胞融合技术    ②体外受精技术        ③胚胎移植技术    ④动物细胞培养技术 （7）以下说法中正确的是_______。 A．MRT可能面临伦理争议 B．MRT没有任何生物安全隐患 C．MRT可用于治疗小王的MDM D．需要政策法规对MRT应用范围作出规定 【答案】(1) ② ③ (2)ABCD (3)AB （4）小王的致病基因导致其线粒体电子传递链蛋白的结构与功能异常。而该蛋白的异常，会使有氧呼吸过程中，ATP的大量合成受到抑制；ATP的缺乏导致胞外钙离子吸收减少，而胞内钙离子能够促进胰岛素的释放；胰岛素分泌不足导致糖尿病的产生 （5）会。由于MDM通过卵细胞遗传给后代，因此小王夫妇是否生下患病孩子，需要判断小王妻子是否患有MDM。根据表中信息推断，小王妻子基因M发生突变，该基因表达产物的第3号氨基酸与小王父亲不同。由于小王父亲不是患者，因此小王妻子的基因M也是致病基因，她是MDM患者。所以小王夫妇所生的孩子也会患有MDM（或无法判断。由于MDM通过卵细胞遗传给后代，因此小王夫妇是否生下患病孩子，需要判断小王妻子是否患有MDM。根据表3推断，小王妻子基因M发生突变，该基因表达产物的第3号氨基酸与小王父亲不同。小王父亲不是患者，其基因M是正常基因，但无法得知小王妻子的基因M表达产物中，这一氨基酸的改变是否一定影响蛋白质功能，或仅凭表中信息提供的部分序列无法判断整个蛋白质结构是否发生异常，因此无法判断小王夫妇所生的孩子是否患有MDM。） (6)②③④ (7)AD 【分析】在血糖平衡的调节过程中，胰岛素具有促进细胞摄取、利用、储存和转化葡萄糖的作用，是人体内唯一降低血糖的激素；胰高血糖素主要是促进血糖的来路，即促进肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖，提高血糖浓度，而具有拮抗作用；肾上腺素在血糖平衡的调节过程中，与胰高血糖素具有协同作用，而共同作用使血糖升高。 【详解】（1）由图可知，细胞A能吸收利用葡萄糖，分泌激素Y，使血糖的浓度降低，故细胞A是胰岛B细胞，激素Y为胰岛素，故细胞A与激素Y分别是②胰岛B细胞、③胰岛素； （2）A、如果胰岛素结构异常，不能与相应的靶细胞结合，可能会使血糖浓度升高而引起糖尿病，A正确； B、细胞A的Ca2+转运蛋白结构异常，使Ca2+转运受阻，会影响胰岛素的释放，可能会引起糖尿病，B正确； C、细胞A核糖体数目减少，合成分泌的胰岛素减少，可能会因缺乏胰岛素而出现糖尿病，C正确； D、组织细胞的胰岛素受体数目减少，使靶细胞不能接受胰岛素的刺激而吸收、利用葡萄糖，会引起糖尿病，D正确。 故选ABCD。 （3）由题意可知，线粒体糖尿病（MDM）是一种特殊类型的糖尿病，是由线粒体DNA突变导致。小王患有MDM，小王致病基因M序列与其母亲相同，说明小王的致病基因M来自其母亲，而线粒体DNA属于细胞质DNA，因此该基因的遗传不遵循基因的分离定律，母亲的致病基因M会传给小王的姐姐，进而传给小王的外甥女，因此小王的外甥女也患有MDM，故AB正确； （4）由题干及图示信息可知，小王的致病基因导致其线粒体电子传递链蛋白的结构与功能异常。而该蛋白的异常，会使有氧呼吸过程中，ATP的大量合成受抑制；ATP的缺乏导致胞外钙离子吸收减少，而胞内钙离子能够促进胰岛素的释放；胰岛素分泌不足导致糖尿病的产生； （5）由题干和上表信息推测，小王夫妇生下的孩子会患有MDM，由于MDM通过卵细胞遗传给后代，因此小王夫妇是否生下患病孩子，需要判断小王妻子是否患有MDM。根据表可推断，小王妻子基因M发生突变，该基因表达产物的第3号氨基酸与小王父亲不同。由于小王父亲不是患者，因此小王妻子的基因M也是致病基因，她是MDM患者。所以小王夫妇所生的孩子也会患有MDM。 （或无法判断。由于MDM通过卵细胞遗传给后代，因此小王夫妇是否生下患病孩子，需要判断小王妻子是否患有MDM。根据表推断，小王妻子基因M发生突变，该基因表达产物的第3号氨基酸与小王父亲不同。小王父亲不是患者，其基因M是正常基因，但无法得知小王妻子的基因M表达产物中，这一氨基酸的改变是否一定影响蛋白质功能，或仅凭表提供的部分序列无法判断整个蛋白质结构是否发生异常。因此无法判断小王夫妇所生的孩子是否患有MDM。） （6）由图可知，线粒体置换技术（MRT）运用到的生物技术有体外受精技术、胚胎移植技术和动物细胞培养技术，即②③④； （7）线粒体置换技术（MRT）的运用可能会面临伦理争议，需要政策法规对MRT应用范围作出规定，这项技术的运用存在一定的安全隐患，不能用来治疗小王的MDM，AD正确、BC错误，故选AD。 24．（22-23高二下·山东泰安·阶段检测）我国科学家经多年反复试验，对于体细胞克隆猴的培育过程，可以在10s之内对卵母细胞进行去核操作，在15s之内将体细胞注入去核的卵母细胞里。有评论者认为：研究者利用“聪明的化学方法和操作技巧”，攻克了多年来导致体细胞克隆猴失败的障碍。克隆猴的培育流程如下图，请回答： （1）研究人员要将采集的卵母细胞要培养到_____时期才可以去核操作，在将胎猴的体细胞注入去核的卵母细胞前，用灭活的仙台病毒进行了短暂处理，目的是_____。 （2）移植的胚胎应处于_____期，移植前进行性别鉴定、遗传筛查等，宜取_____细胞进行DNA分析。 （3）为提高重构胚的利用率常常进行胚胎分割，但并非分割份数越多越好，原因是_____。 【答案】(1) 减数分裂Ⅱ中期 诱导细胞融合 （2） 囊胚或桑葚胚 滋养层 （3）分割份数越多，分割后胚胎成活的概率越小 【分析】胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。 【详解】（1）研究人员要将采集的卵母细胞要培养到减数分裂Ⅱ中期才可以去核操作，此时卵母细胞的细胞质有利于核基因的表达；用灭活的仙台病毒可以诱导细胞融合，有利于核移植。 （2）一般胚胎要培养至囊胚或桑葚胚期，可进行胚胎移植，滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，移植前进行性别鉴定、遗传筛查等，宜取滋养层细胞进行DNA分析。 （3）胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法，但并非分割份数越多越好，原因是分割份数越多，分割后胚胎成活的概率越小。 25．（2025·上海崇明·二模）大多数龟类（如绿海龟、红耳龟等）缺乏性染色体，由温度决定后代性别。绿海龟通常在20岁以上达到性成熟，雌性绿海龟倾向于精准洄游到出生的沙滩产卵。随着全球变暖，沙滩温度升高，澳洲北部孵化出的绿海龟幼龟中99%为雌性。 （1）推测上述绿海龟幼龟性别比例失衡对局部绿海龟种群的影响包括________。 A．参与交配的雄性个体减少导致遗传多样性下降 B．某一性别的龟在繁殖时面临更大的种内竞争 C．对种群繁殖能力的短期（数年内）影响大于长期（数十年后）影响 D．“温度决定后代性别”因不适应环境剧烈变化而成为生存劣势 研究表明：胚胎发育关键阶段，龟的性腺可感知温度变化，并据此分化为卵巢或精巢。为验证性腺本身具备“温度敏感细胞”，并解析温度影响性别分化的机制，科研人员分离红耳龟的性腺并进行培养。 （2）将下表中研究人员对性腺的处理方式与对应的操作目的进行连线：_________ 处理方式 操作目的 （1）从胚胎中分离性腺 •a．分解细胞间的连接蛋白，使组织分散 （2）将性腺剪碎、用胰蛋白酶溶液处理 •b．排除下丘脑、垂体对性腺细胞分化的影响 （3）对性腺中细胞进行原代培养 •c．便于对性腺中多种细胞开展研究 （4）用染液染色死亡细胞 •d．评估所培养细胞的存活率 •e．利用了活细胞质膜的选择透过性 （3）在不同温度条件下，对红耳龟性腺中各类细胞中的mRNA分别进行提取和分析，能够获取的信息包括：_________。 A．红耳龟所含全部基因种类 B．性腺中细胞的种类及它们的功能 C．性腺不同种类细胞中基因表达水平的差异 D．性腺细胞中哪些基因的表达水平受温度变化调控 研究人员在性腺中“温度敏感细胞”质膜上发现了温度敏感型K⁺通道和电压敏感型Ca2+通道；揭示了“前支持细胞”中Dmrt1基因表达是激活该种细胞进一步分化的关键。在胚胎发育关键阶段，用不同温度与试剂处理红耳龟性腺，部分研究结果见表1、表2。 表1 组别 处理温度+注射试剂 “温度敏感细胞”醛固酮的分泌水平 A1 26℃（低温） ↑↑ A2 26℃（低温）+Ca2+通道抑制剂 ↓↓ A3 32℃（高温） ↓↓ A4 32℃（高温）+K⁺通道抑制剂 ↑↑ 表2 组别 处理温度+注射试剂 醛固酮水平 “前支持细胞”中Dmrt1表达水平 雄性比例 雌性比例 B1 26℃（低温） ↑↑ ↑↑↑ 100% 0% B2 26℃（低温）+醛固酮合酶抑制剂 ↓↓↓ ↓↓ 45% 55% B3 28℃ - - 50% 50% B4 28℃+醛固酮 ↑↑ - 72% 28% B5 32℃（高温） ↓↓ ↓↓↓（启动子甲基化） 0% 100% B6 32℃（高温）+醛固酮 ↑↑ ↓↓↓（启动子甲基化） 0% 100% 注：“-”代表实验数据未给出 （4）综上，红耳龟的一条性别决定途径为：低温下“温度敏感细胞”的K⁺通道________（选填“打开”/“关闭”），膜内电位______（选填“升高”/“降低”），继而引起Ca2+通道打开，Ca2+的内流_____（选填“增加”/“减少”），该种细胞释放醛固酮，醛固酮作用于“前支持细胞”，促进Dmrt1表达，激活该种细胞分化为_____（选填“精巢”/“卵巢”）。 （5）醛固酮是一种脂质类激素，对参与性别调控的醛固酮的分析正确的有_____。（编号选填） ①由核糖体合成②自由扩散进入“前支持细胞”③通过组织液在性腺细胞间运输④与特异性受体结合后发挥功能⑤高浓度下才能发挥调节功能 （6）科研人员推测龟类雌性和雄性性别决定途径“相对独立，又彼此关联”，基于该推测对“B6组为何无法诱导雌转雄？”提出一种假设__________。 【答案】(1)ABD (2) (3)BCD （4） 关闭 升高 增加 精巢 (5)②③④ （6）32℃下，雌性信号通路导致Dmrt1基因的启动子甲基化，从而使雄性信号通路无法促进Dmrtl基因表达 【详解】（1）A、绿海龟幼龟性别比例失衡，会使参与交配的雄性个体减少，进而导致遗传多样性下降，A正确； B、某一性别的龟在繁殖时，因数量相对较多，面临更大的种内竞争，B正确； C、绿海龟20岁以上才性成熟，现有成年繁殖群体性别比例仍正常，短期内幼龟未参与繁殖，影响小；数十年后原有雄性衰老死亡后，新群体几乎全为雌性，长期影响更大，C错误； D、 “温度决定后代性别”因不适应环境剧烈变化而成为生存劣势，D正确。 、 （2）（1）从胚胎分离性腺体外培养，可排除体内下丘脑、垂体分泌的激素对性腺分化的影响，对应b。 （2）将性腺剪碎、用胰蛋白酶溶液处理，胰蛋白酶能分解细胞间的连接蛋白，使组织分散，对应a。 （3）原代培养分离得到的性腺细胞，可以直接对性腺各类细胞开展观察研究，对应c。 （4）用染液染色死亡细胞，利用了活细胞细胞质膜的选择透过性，死细胞不能被染色，可评估所培养细胞的存活率，对应d、e。 如图： （3）A、对红耳龟性腺中各类细胞中的mRNA分别进行提取和分析，不能获取红耳龟所含全部基因种类，A错误； B、通过分析不同细胞的mRNA，可了解性腺中细胞的种类及它们的功能，B正确； C、能知道性腺不同种类细胞中基因表达水平的差异，C正确； D、可明确性腺细胞中哪些基因的表达水平受温度变化调控，D正确。 （4）根据表1：高温下（本身醛固酮低）加入K⁺通道抑制剂后醛固酮升高，说明K⁺通道关闭会促进醛固酮合成，而低温下醛固酮高，因此低温下K⁺通道关闭；K⁺通道关闭后K⁺外流减少，膜内正电荷增加，膜内电位升高；电位变化后Ca²⁺通道打开，Ca²⁺内流增加，促进醛固酮释放；根据表2，Dmrt1高表达最终发育为雄性，因此分化为精巢。 （5）①醛固酮是脂质类激素，不是由核糖体合成，核糖体合成的是蛋白质类物质，①错误；    ②脂质类激素以自由扩散的方式进入细胞，醛固酮能自由扩散进入“前支持细胞”，②正确；    ③激素通过组织液在性腺细胞间运输，③正确；    ④激素与特异性受体结合后发挥功能，④正确；    ⑤激素在低浓度下就能发挥调节功能，不是高浓度下，⑤错误。 （6）基于龟类雌性和雄性性别决定途径“相对独立，又彼此关联”这一推测，对“B6组为何无法诱导雌转雄”提出的假设为：32℃下，雌性信号通路导致Dmrt1基因的启动子甲基化，从而使雄性信号通路无法促进Dmrtl基因表达。 26．（25-26高三上·上海·期中）为解决卵巢早衰、生精障碍引发的不孕不育，研究者将皮肤细胞“改造”为能和精子“受精”的“类卵细胞”，如图1所示。去核卵母细胞质里残留的物质可使皮肤细胞核跳过DNA复制阶段，直接进入分裂状态 （1）图中“？”代表的时期是_______。 （2）导致异常“类卵细胞”形成的原因是_______。 A．着丝粒未断裂 B．同源染色体未联会 C．染色体未排列在赤道面 D．纺锤体形成被抑制 （3）正常“类卵细胞”形成过程中，细胞内染色体的数量变化是_______。 A．23→46→23 B．46→92→46→23 C．92→46→23 D．46→23 研究者通过测序标记了某女性皮肤成纤维细胞的染色体来源（父源/母源），将“类卵细胞”进行体外受精并培养至胚胎阶段，然后对卵裂期的细胞进行检测。结果显示，来自于类卵细胞中的每条染色体上均只含有父源或母源的基因。图2为统计得到的父源和母源染色体在类卵细胞中的出现频率。 （4）一般情况下，体外胚胎培养需要_______。（编号选填） ①培养基添加血清 ②培养基添加抗生素 ③5%CO2 ④培养基添加琼脂 ⑤37℃ （5）综合上述信息，类卵细胞在形成过程中发生了_______。（编号选填） ①等位基因的分离 ②非等位基因的自由组合 ③交叉互换引发的基因重组 （6）待上述技术成熟后，在临床阶段的胚胎移植应选择_______。 A．受精卵 B．桑椹胚 C．囊胚 D．原肠胚 【答案】(1）有丝分裂中期 (2)BC (3)D (4)①②③⑤ (5)①② (6)BC 【分析】动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。需要的条件为适宜的营养物质、无菌无毒环境、温度、pH和渗透压、相应的气体环境。 【详解】（1）“？”代表的时期是有丝分裂中期，因为该时期存在同源染色体，且染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板中央，这是有丝分裂中期的典型特征。 （2）A、由“实验性减数分裂”图可知，正常的“类卵细胞”和异常“类卵细胞”形成，都发生了着丝粒的断裂，A错误； B、由“实验性减数分裂”图可知，正常的“类卵细胞”和异常“类卵细胞”形成，不存在同源染色体，所以未发生同源染色体联会，B正确； C、由“实验性减数分裂”图可知，正常的“类卵细胞”染色体均分，排列在赤道面上，而异常“类卵细胞”，染色体未排列在赤道面上，导致染色体未均分形成的，C正确； D、由“实验性减数分裂”图可知，异常“类卵细胞”形成，纺锤体形成未被抑制，如果纺锤体形成被抑制，细胞的分裂异常，得到的异常“类卵细胞”中染色体数应该会和分裂前的细胞染色体数相等，而不会减少，D错误。 故选BC。 （3）皮肤细胞染色体数为46条，G1期的细胞中含有46条染色体，核移植至去核的卵母细胞，染色体数为46条，再经过染色体均分，形成正常“类卵细胞”，此时细胞中染色体数目为23，所以正常“类卵细胞”形成过程中，细胞内染色体的数量变化是46→23，D正确，ABC错误。 故选D。 （4）①体外胚胎培养时，培养基添加血清能够提供细胞生长所需的营养物质等，①正确； ②培养基添加抗生素可防止杂菌污染，保证培养环境无菌，②正确； ③5%CO2的作用是维持培养液的pH，③正确； ④培养基添加琼脂是用于固体培养基，而体外胚胎培养一般用液体培养基，不需要添加琼脂，④错误； ⑤37℃是适宜的培养温度，⑤正确。 故选①②③⑤。 （5）类卵细胞形成过程模拟减数分裂，减数分裂过程中会发生等位基因的分离（①）和非等位基因的自由组合（②），而交叉互换引发的基因重组需要同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，从题目信息看，没有相关证据表明发生了交叉互换（③错误）。 故选①②。 （6）在胚胎移植时，桑椹胚细胞还未出现分化，受精卵分化程度较低，都比较适合移植，而囊胚和原肠胚阶段细胞分化程度高，移植后发育难度大，不适合移植，BC正确，AD错误。 故选BC。 27．（24-25高一下·上海松江·期末）从理论上讲，任何涉及丧失正常细胞的疾病，都可以通过移植由胚胎干细胞分化而来的特异细胞或组织来治疗，通过下图所示途径获得人的胚胎干细胞，可用于治疗因丧失正常细胞而引起的疾病如帕金森症（一种常见的神经系统疾病）等。图中字母表示细胞，数字表示过程。 （1）过程①中涉及到的细胞分裂方式为__________（编号选填）。 ①有丝分裂②减数分裂 （2）过程①发生四次后产生的每个刚刚新形成的子细胞中含有______个DNA分子（编号选填）。 ①23②46③92 （3）下面描述的细胞周期各时期发生的生命活动与G1期相匹配的是 （单选）。 A．DNA的精确复制 B．合成组装纺锤体的蛋白质 C．遗传物质平均分配 D．合成与DNA复制有关的酶 （4）下列说明植物细胞已经发生分化的是 （单选）。 A．能合成ATP B．有大液泡 C．能进行转录和翻译 D．能产生纺锤丝 （5）由胚胎干细胞分化形成的不同有细胞核的子细胞的遗传信息____（编号选填）。 ①相同②不同 （6）由胚胎干细胞分化形成的不同有核子细胞的蛋白质种类____相同（编号选填）。 ①完全②不完全③完全不 （7）细胞a、b、c的来源相同，但是结构和功能不同的根本原因是_______。 （8）能够完成下列哪些项目的细胞才能称为干细胞______（单选）。 ①生长②分化③自我更新④脱分化 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 细胞周期内具有一系列的检查点，细胞必须通过这些特定的检查点才能进入到周期循环中。研究证明，细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）在细胞顺利通过检查点中发挥着重要作用。CDK可与细胞周期蛋白（Cyclin）形成CDK/Cyclin复合物，推动细胞跨越细胞周期各时期转换的检查点，且不同的CDK/Cyclin复合物在细胞周期不同时期的作用不同（如下图）。    （9）若使更多细胞阻滞在G1/S检查点，可采取的措施有______（多选）。 A．降低CDK的合成 B．抑制CyclinE活性 C．增加CDK的合成 D．抑制CyclinA活性 【答案】(1)① (2)② (3)D (4)B (5)① (6)② （7）基因的选择性表达 (8)C (9)AB 【分析】一个细胞周期中的物质变化规律：（1）间期：进行DNA的复制和有关蛋白质的合成；（2）前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；（3）中期：染色体形态固定、数目清晰；（4）后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；（5）末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。 【详解】（1）①过程是重组细胞的分裂过程，是体细胞的分裂方式，属于有丝分裂。 （2）人正常的体细胞中有46个DNA，经有丝分裂后DNA数目不变，故过程①发生四次后产生的每个胚胎干细胞中含有46个DNA分子。 （3）G1期主要进行的过程是合成一定数量的RNA并合成DNA复制需要的酶，故选D。 （4）细胞分化是细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，细胞分化的实质是基因的选择性表达。植物细胞都能合成ATP，都能进行转录和翻译合成蛋白质，分化了的植物细胞和未分化的植物细胞都可能进行分裂，过程中要产生纺锤丝。植物细胞具有大液泡说明是成熟的分化了的细胞。 故选B。 （5）分化不改变遗传信息，故选①。 （6）分化的本质是基因的选择性表达，不同的细胞中的蛋白质种类不完全相同，故选②。 （7）细胞a、b、c的来源相同，遗传信息相同，但是结构和功能不同的根本原因是基因的选择性表达。 （8）一个细胞必须同时具备以下两项最根本的能力，才能被称为干细胞：自我更新和分化潜能。 故选C。 （9）AC、G1/S检查点形成的复合物是CDK/CyclinE，因此若使更多细胞阻滞在G1/S检查点，可采取的措施有降低CDK的表达，A正确，C错误； B、G1/S检查点形成的复合物是CDK/CyclinE，因此若使更多细胞阻滞在G1/S检查点，可采取的措施有抑制CyclinE活性，B正确； D、抑制CyclinA活性，细胞会阻滞在S/G2检查点，D错误。 故选AB。 28．（21-22高二下·上海松江·阶段检测）亨廷顿舞蹈症（HD）是由于编码亨廷顿蛋白的基因（H基因）序列中的三个核苷酸（CAG）发生多次重复所致，正常情况下该基因中的CAG重复应不超过25次。HD病情往往随年龄增长进行性加重，患者早年可不出现任何病症，在达到一定年龄后才出现病症。某HD家系所有成员的目前表现如图1，CAG序列经扩增后电泳结果如图2。 （1）据图1、2，推测亨廷顿舞蹈症的遗传方式是________ A．常染色体显性遗传 B．常染色体隐性遗传 C．伴X染色体显性遗传 D．伴X染色体隐性遗传 （2）在该HD家系中，目前表现正常，但日后会发病的是________ A．I-2 B．Ⅱ-1 C．Ⅱ-2 D．Ⅱ-1和Ⅱ-2 （3）关于亨廷顿舞蹈症相关基因，以下分析正确的是________ A．亨廷顿舞蹈症（HD）是基因突变引起的显性遗传病 B．通过基因治疗改变异常基因或杀死病变细胞治疗HD C．患者细胞减数分裂过程中CAG序列的重复次数可能增加 D．Ⅱ-1暂未发病与CAG重复次数和该个体年龄有关 由于缺乏合适的动物模型用于药物筛选，HD患者目前尚无有效的治疗方法。我国科学家利用基因编辑技术和体细胞核移植技术成功培育出世界首例含人类突变H基因的模型猪，操作过程如图。 （4）据图分析，在筛选出含有目的基因的体细胞后，应将其细胞核移植到_________中，构建重组细胞；再将重组细胞发育所得的胚胎移植到代孕母猪体内，获得F0代，此过程体现出动物细胞核具有___________。 （5）将F0与野生型杂交得到F1，F1再与野生型杂交得到F2，在F0、F1和F2中，最适合作为模型猪的是__________，理由是_____________________________________。 【答案】(1)A (2)B (3)ACD （4） 去核卵细胞 全能性 （5） F2 随着繁殖代数增加，H基因中CAG重复次数更高，发病更早或更严重 【分析】1、基因突变：（1）概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构改变。基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代；若发生在体细胞中则不能遗传。（2）发生时期：有丝分裂间期或减数第次分裂间期。（3）基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。2、遗传病是指由遗传物质发生改变而引起的或者是由致病基因所控制的疾病。遗传病是指完全或部分由遗传因素决定的疾病，常为先天性的，也可后天发病。亨廷顿舞蹈症即后天发病的遗传病。 【详解】（1）从系谱图中看出父亲得病，但有女儿未得病，所以该病一定不是X显性病，也不是Y染色体遗传病，有可能是常染色体显性、隐性或X染色体隐性病。结合电泳图可知，Ⅰ-1携带致病基因，Ⅰ-2无致病基因，但是Ⅱ-4患病，因此不可能是伴X染色体隐性遗传病，也不可能是常染色体隐性遗传病，若是常染色体隐性，则Ⅱ-2不携带致病基因，后代均正常。因此推测亨廷顿舞蹈症的遗传方式是常染色体显性遗传。 故选A。 （2） 正常情况下该基因中的CAG重复应不超过25次，I-2、Ⅱ-2的CAG重复不超过25次，Ⅱ-1的CAG重复超过25次，结合系谱图可知，Ⅱ-1目前表现正常，但Ⅱ-1有可能日后会发病。 故选B。 （3）A、亨廷顿舞蹈症（HD）是由于编码亨廷顿蛋白的基因（H基因）序列中的三个核苷酸（CAG）发生多次重复所致，碱基对的增添导致基因突变，且结合分析可知该病为常染色体显性遗传病，A正确； B、该病属于遗传病，致病基因位于各子细胞中，故不可通过基因治疗改变异常基因或杀死病变细胞治疗HD，B错误； C、Ⅱ-1、Ⅱ-3、Ⅱ-4、Ⅱ-5是Ⅰ-1的孩子，所以推测在减数分裂产生配子的过程中CAG的重复次数会增加，C正确； D、结合系谱图可知，Ⅱ-1目前正常，可能与CAG重复次数和该个体年龄有关，D正确。 故选ACD。 （4）卵细胞有促进细胞全能性表达的作用，动物的核移植技术需要将细胞核移植到动物的去掉细胞核的卵细胞中，构建重组细胞；由重组细胞发育成完整个体体现了动物细胞核具有全能性。 （5）根据前面分析，随着代数的增加，减数分裂次数逐渐增加，则H基因中CAG重复次数均有增加，发病率更早或更严重，因此选择F2能够更早地进行研究，最适合作为模型猪。 29．（25-26高三上·上海杨浦·阶段检测）花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗病基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失分裂能力。抗黑腐病杂种花椰菜的制备流程如图1所示，图2为杂种花椰菜组培时依次经历的几个阶段。 （1）图1中过程①所需的酶是___________。 （2）过程②后筛选出的杂交细胞需进一步培养，这些细胞具备的特点有______（编号选填）。 ①颜色为绿色②具有分裂能力 ③有细胞壁 （3）图2中各培养阶段_____（多选）。 A．均需保持无菌 B．培养基的物理性质不同 C．植物激素的比例不同 D．营养物质的种类相同 （4）若将图2中阶段Ⅱ的丛芽转移至无植物激素的培养基，一段时间后也能生根。下列分析合理的是______（单选）。 A．原有培养基中高浓度生长素对根生长的抑制作用解除 B．原有培养基中高浓度细胞分裂素对根生长的抑制作用解除 C．芽顶端产生了生长素向基部运输，促进生根 D．芽顶端产生了细胞分裂素向基部运输，促进生根 （5）再生植株中仅少部分表现为抗病，对此下列解释合理的是_______（多选）。 A．紫外线引发的染色体结构片段化有随机性 B．两种生物核遗传物质融合后，抗病基因未表达 C．植株再生过程中易发生抗病基因突变 D．愈伤组织培养基中漏添加了黑腐病菌 研究者对部分筛选出的杂种新植株的染色体数进行了统计，结果如表。 植株 花椰菜 黑芥 杂种植株1 杂种植株2 杂种植株3 染色体条数 18 16 34 30 58 （6）在统计植株染色体数目时，需选择观察_______（单选）。 A．根尖分生区分裂中期 B．花粉母细胞减I中期 C．根尖伸长区分裂后期 D．花粉母细胞减Ⅱ中期 （7）杂种植株2表现为抗病，且生长状况良好。其染色体中来自花椰菜和来自黑芥的分别为______（单选）。 A．15条、15条 B．18条、12条 C．20条、10条 D．29条、1条 （8）随着杂种新植株的大规模种植，有人预测将来依旧会发生黑腐病害，其预测依据有_______（编号选填）。 ①该品种的大规模种植对黑腐病菌种群构成了定向选择压力 ②在黑腐病菌种群中，有概率出现能抵抗该抗病性的毒性突变株 ③作物遗传背景单一，新植株容易被黑腐病菌突变株大面积感染 【答案】(1）纤维素酶和果胶酶 (2)①②③ (3)ACD (4)C (5)AB (6)A (7)B (8)①②③ 【分析】图1中过程①为采用酶解法去除细胞壁的过程，②表示诱导原生质体融合的过程，③表示脱分化，④表示再分化。 【详解】（1）分析图示信息可知，过程①为采用酶解法去除细胞壁的过程，该过程使用纤维素酶和果胶酶。 （2）分析图示信息可知，②表示诱导原生质体融合的过程，过程②后筛选出的杂交细胞需进一步植物组织培养，根据题意，想要获得杂种花椰菜细胞，此时杂种细胞应能够分裂，且含有细胞壁，同时由于含有叶肉细胞的原生质体，所以细胞颜色为绿色，①②③正确。 故选①②③。 （3）A、图2过程是再分化生根生芽的过程，在该过程中，需要保持无菌环境，A正确； B、在生根、生芽过程中，培养基均是固体培养基，物理性质相同，B错误； C、在生根、生芽过程中，由于生长素/细胞分裂素比值高，促进根的发育，比值低时促进芽的发育，所以在生根、生芽阶段，植物激素的比例不同，C正确； D、在生根、生芽过程中，培养基中的所需营养物质种类是相同的，D正确。 故选ACD。 （4）A、在生芽培养基中，生长素/细胞分裂素比值低，所以原有培养基中生长素对根生长无抑制作用，A不合理； BD、细胞分裂素能够促进细胞分裂，对根没有抑制作用，BD不合理； C、生长素可以促进生根，将丛芽转移至无植物激素的培养基，芽顶端可以产生生长素，生长素向基部运输，促进生根，C合理。 故选C。 （5）A、根据题意可知，用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，紫外线引发的染色体结构片段化有随机性，可能会导致抗病基因被破坏，则可能导致仅少部分表现为抗病，A正确； B、再生植株是由黑芥原生质体和花椰菜根细胞原生质体融合后形成的，两种生物核遗传物质融合后，抗病基因未表达，可能导致仅少部分表现为抗病，B正确； C、突变具有低频性和不定向性，所以植株再生过程中不易发生抗病基因突变，C错误； D、愈伤组织培养基中漏添加了黑腐病菌，不会影响再生植株抗病基因的表达，不该只有少数表现为抗病，D错误。 故选AB。 （6）有丝分裂中期，染色体形态稳定，且着丝粒排列在赤道板上，最适合统计染色体数目，根尖分生区分裂进行的是有丝分裂，A正确，BCD错误。 故选A。 （7）根据表格信息可知，花椰菜18条染色体，黑芥16条染色体，在培育杂种植株时，花椰菜的染色体未被破坏，所以，杂种植株2中30条染色体，其中18条来自花椰菜，剩余的12条来自黑芥，B正确，ACD错误。 故选B。 （8）①该品种的大规模种植对黑腐病菌种群构成了定向选择压力，会促使病菌进化出毒性菌株，依旧会发生黑腐病害，①正确； ②在黑腐病菌种群中，有概率出现能抵抗该抗病性的毒性突变株，这些突变株可能导致病害再次发生，②正确； ③作物遗传背景单一，新植株容易被黑腐病菌突变株大面积感染，因为缺乏遗传多样性，病害易传播，③正确。 故选①②③。 30．（24-25高二下·北京丰台·期中）愈伤组织在生物技术中有广泛的应用价值。为探究愈伤组织形成过程中的分子调控机制，研究人员以拟南芥为实验材料设计了一系列实验。 （1）植物组织培养是指在一定条件下，将________的植物器官、组织等在适宜条件下诱导经过________过程转变为愈伤组织，并重新分化，最终形成完成植株的过程。植物激素中________的浓度、比例等会影响着植物细胞的发育方向。 （2）已有研究表明转录因子W物质会影响愈伤组织的形成。 ①研究者利用生长素受体缺失型幼苗的茎尖在愈伤组织培养基中培养一段时间，测得转录因子W的基因相对表达量如图1所示，结果显示：________。 ②研究人员利用野生型、突变体1（W基因缺失）、突变体2（W基因过表达）进一步设计实验，每组分化情况如图2所示，结果表明：________。 （3）研究人员发现W物质会激活PLT7基因的转录，推测其通过PLT7调控愈伤组织的形成。并通过后续实验证明该推测。请在下表中补充支持该结论的实验组设计。 实验分组 WT W基因过表达 ______ 愈伤组织大小 +++ ______ + （4）请根据文中信息，写出生长素诱导愈伤组织形成的分子机制________。 【答案】(1) 离体 脱分化 生长素、细胞分裂素 （2） 与野生型植株相比，生长素受体缺失突变体中W基因的相对表达量始终更低 W物质能促进愈伤组织形成，促进芽的分化 （3） PLT7基因缺失突变体+W基因过表达 ++++ (4) 【分析】植物组织培养的流程是：离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经再分化形成胚状体，长出芽和根，进而形成完整植株。 【详解】（1）植物组织培养是指在一定条件下，将离体的植物器官、组织等在适宜条件下诱导经过脱分化过程转变为愈伤组织，并重新分化，最终形成完成植株的过程。植物组织培养时，生长素与细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，因此植物激素中生长素、细胞分裂素的浓度、比例等会影响着植物细胞的发育方向。 （2）①由图1可知：与野生型植株（WT）相比，生长素受体缺失突变体中W基因的相对表达量始终更低。 ②由题意可知，突变体1的W基因缺失，不能合成W物质；突变体2的W基因过表达，合成的W物质较正常植株多；野生型含有W基因且W基因表达正常。分析图2可知：与野生型相比，突变体1的愈伤组织和芽较小，突变体2的愈伤组织和芽较大，表明W物质能促进愈伤组织形成，促进芽的分化。 （3）W物质会激活PLT7基因的转录，推测其通过PLT7调控愈伤组织的形成。欲通过后续实验证明该推测，则依据表中信息可推知该实验的自变量是PLT7基因的有无及W基因表达情况，因变量是愈伤组织大小，因此表中需要补充的一组应该是PLT7基因缺失突变体+W基因过表达，W基因过表达组的愈伤组织应该是最大的，可表示为“++++”。 (4) 综上分析，生长素诱导愈伤组织形成的分子机制为：生长素能够促进W基因表达，其表达产物W物质能够激活PLT7基因的转录，进而通过PLT7的调控来促进愈伤组织的形成。生长素诱导愈伤组织形成的分子机制可用下图表示。 31．（2023·上海杨浦·模拟预测）药用植物板蓝根（2n=14）具有抗病毒及抗菌等作用，油菜是重要的经济作物，但容易受病菌感染。某课题组将“华双3号”油菜（2n=38）与板蓝根进行体细胞融合，以期培育获得抗病菌的油菜杂交种。（图中AK5/AK6/AK8为板蓝根祖先染色体编号） （1）研究发现，板蓝根在进化过程中发生了如图所示的变异，其中涉及的变异类型包括__________。 A．易位 B．倒位 C．缺失 D．重复 （2）下列如图所示的变异与板蓝根进化的关系说明，合理的是________。 A．Q以及X区域的保留是自然选择的结果 B．V区域的基因序列改变，为进化提供丰富原材料 C．板蓝根进化过程中发生了染色体结构和数目的变异 D．板蓝根相比其祖先因基因数量减少，因而环境适应性降低 根肿菌是常见的油菜病原菌。研究发现有些油菜品种具有两对独立遗传的根肿菌抗性基因。为研究抗性基因的遗传规律，以抗性植株和易感植株作为亲本进行杂交，结果如表所示。 子代 表型数量（株） 预期比值 易感 抗根肿菌 F1 91 1 F2 436 31 15:1 （3）根肿菌和油菜细胞属于不同的细胞类型，其主要区别是________。 （4）若用A/a、B/b表示这两对基因，据表可推测，F2中易感植株的基因型共有_________种。抗根肿菌油菜的基因型可表示为________。 （5）根肿菌的种类繁多，为鉴定油菜品种感染的根肿菌类别，应________。（编号选填并排序） ①选取单菌落接种在液体培养基上，而后感染油菜 ②从感病植物根部提取菌样制成悬液 ③稀释菌液，涂布在固体培养基中 ④对单个菌落进行鉴定 该课题组获得的多个体细胞杂交种中，部分品种体细胞染色体组成以及分裂过程中细胞两极染色体数目占比如表所示。 杂交种 体细胞染色体数 后期I时细胞两极染色体数目比的占比（%） 26:26 28:24 23:29 27:25 其他 AS1 52 63.4 10.6 7.2 14.8 0.0 AS6 52~62 32.3 9.6 8.2 11.0 38.8 AS7 52~58 40.3 9.6 7.2 12.5 30.5 （6）在“杂交种”的育种过程中，需要________。（编号选填并排序） ①更换不同激素配比的培养基，诱导形成根或芽 ②利用纤维素酶制备油菜和板蓝根的原生质体 ③诱导原生质体形成愈伤组织 ④添加促融剂促进细胞融合 （7）如表所示杂交种AS1在后期Ⅰ时，有10.6%的细胞两极染色体数目比为28:24，造成这一现象的可能原因是________。（编号选填） ①间期Ⅰ复制DNA出现差错 ②后期Ⅰ部分同源染色体未分离 ③后期Ⅱ部分姐妹染色单体未分离 ④前期Ⅰ姐妹染色单体没有发生互换 （8）若要将获得的AS1、AS6和AS7等体细胞杂交种作为有性杂交的亲本，更适合选择_________，理由是____________。 （9）研究人员对“体细胞融合”策略进行改进，培育出了只含一条板蓝根染色体的“板蓝根油菜”，且这条染色体上携带有根肿病抗性基因。这一改进的优势是___________。 A．获得了双亲的大部分性状 B．便于鉴定不同抗性基因的功能 C．获得的杂交种的表型更加多样 D．降低不同物种间基因表达的干扰程度 【答案】(1)AB (2)ABC （3）有无核膜包被的细胞核 (4) 8 aabb (5)②③④ (6)②④③① (7)② （8） AS1 AS1体细胞中染色体确定为52条，且后期I时细胞两极染色体数目比26:26的占比大，这样可以保证亲子代遗传性状的稳定。 (9)D 【分析】1、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。 2、人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两类：物理法和化学法，物理法包括电融合法、离心法；化学法包括聚乙二醇融合法、高Ca+——高PH融合法等。 3、植物体细胞杂交的一般步骤是：①先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体；②人工诱导原生质体融合；③融合后的杂种细胞再经过诱导脱分化形成愈伤组织；④通过植物组织培养发育成完整的杂种植株。 【详解】（1）如图所示，非同源染色体AK6和AK8上的Q基因和W基因发生了交换，属于易位；AK5上的基因排序从上到下是KLNM，变异后基因排序是NMVKLQX，NM基因发生了倒位。 （2）板蓝根在进化过程中发生如图所示的变异，图示中QX区域被保留了下来，说明Q以及X区域的保留是自然选择的结果；进化的原材料包括基因突变、基因重组和染色体变异，V区域的基因序列改变就属于基因突变，因此为进化提供丰富原材料；如图所示板蓝根进化过程中从最初的2条染色体到3条染色体再到1条染色体，染色体数目发生了改变，因此板蓝根进化过程中发生了染色体结构和数目的变异。 （3）根肿菌是细菌，是原核生物，油菜细胞是真核生物，真核细胞和原核细胞最主要的区别就是有无核膜包被的细胞核。 （4）以抗性植株和易感植株作为亲本进行杂交，子一代几乎全部个体均为易感，子二代易感：抗根肿菌=15:1，属于9:3:3:1的变式，且该性状是由两对独立遗传的基因控制的，满足自由组合定律，因此抗根肿菌的基因型为aabb，其他8种基因型均为易感。 （5）为鉴定油菜品种感染的根肿菌类别首先是从感病植物根部提取菌样制成悬液，然后释菌液，涂布在固体培养基中，最后对单个菌落进行鉴定。 （6）植物体细胞杂交的一般步骤是：①先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体；②人工诱导原生质体融合；③融合后的杂种细胞再经过诱导脱分化形成愈伤组织；④通过植物组织培养发育成完整的杂种植株，因此正确的排序是②④③①。 （7）后期Ⅰ同源染色体分离，移向两极的染色体数量正常情况下是相同的，但此时有10.6%的细胞两极染色体数目比为28:24，原因可能是后期Ⅰ部分同源染色体未分离。 （8）作为有性杂交的亲本，更适合选择AS1，原因是AS1体细胞中染色体确定为52条，且后期I时细胞两极染色体数目比26:26的占比大，这样可以保证亲子代遗传性状的稳定。 （9）“体细胞融合”使得两个不同物种的基因存在于同一细胞中，基因的表达可能存在干扰，因此培育只含一条板蓝根染色体的“板蓝根油菜”的优势是降低不同物种间基因表达的干扰程度。 素养提升 1.（23-24高三上·上海·期中）我国科学家攻克了灵长类动物体细胞核移植技术的瓶颈，获得了体细胞克隆食蟹猴中中和华华。此过程涉及提供卵母细胞的A猴，提供成纤维细胞的B猴，以及作为代孕母亲的C猴。 （1）请利用箭头加文字的形式完善中中和华华的基本构建流程____________。 （2）此过程中涉及的生物工程技术有____________（编号选填）。 ①体细胞融合技术 ②动物细胞培养技术 ③核移植技术 ④胚胎移植技术⑤体外受精技术 （3）获取相关食蟹猴的核DNA，对其特定序列（同一物种不同个体间存在差异的DNA片段）进行测序，结果如表，表中数据代表等位基因的长度（单位bp）。依据上图和表中信息，在表中横线上填写相应的食蟹猴名称。 食蟹猴 位点1 位点2 位点3 中中 250/277 135/148 200/217 华华 250/277 135/148 200/217 ①___ 250/277 135/148 200/217 ②___ 274/278 255/255 202/223 C猴 268/268 254/256 202/208 （4）食蟹猴与恒河猴同属弥猴属，C猴能否用恒河猴替代？______________________________ （5）正常胚胎发育初期会发生染色质的重塑：DNA去甲基化和染色体上组蛋白的乙酰化。重构胚中来自体细胞的染色质会抵抗这种重塑。有研究表明用去甲基化酶．（K）处理核移植得到的胚胎，可提高胚胎发育率。科研人员用K和T（去乙酰化酶抑制剂）处理重构胚后，再进行胚胎移植，检测并计算出发育成囊胚的比例（囊胚率=囊胚数/重构胚），结果如图，T+K理的结果明显高于K单独处理。下列相关推测合理的是____________。 A．对照组与实验组重构胚的核DNA序列不同 B．K、T分别降低了DNA甲基化与组蛋白乙酰化程度 C．K、T可能通过类似方式提高重构胚的囊胚率 D．K、T通过改变重构胚中DNA的碱基排序提高囊胚率 【答案】(1) (2)①②③④ (3) B猴 A猴 （4）不能 (5)BC 【分析】核移植技术指的是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体；用核移植的方法得到的动物称为克隆动物，原理是动物细胞核的全能性；动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。 【详解】（1）核移植技术指的是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体，故中中和华华的基本构建流程可表示如下： 。 （2）该过程中涉及的生物工程技术有①体细胞融合技术（卵母细胞与成纤维细胞融合）、②动物细胞培养技术、 ③核移植技术 、④胚胎移植技术等，但该过程属于无性生殖，不涉及⑤体外受精技术。 故选①②③④。 （3）由图示可知，由B猴提供细胞核，所以中中和华华的核DNA序列应与B猴相同，则不相同的核DNA序列来自提供卵母细胞的A猴，则表中①处为提供细胞核的B猴，②处为提供细胞质的A猴。 （4）该过程中C猴是受体，核移植使供体和受体应是同种生物，故食蟹猴与恒河猴同属弥猴属，但不是同种生物，故不能用恒河猴替代。 （5）A、DNA去甲基化和染色体上组蛋白的乙酰化不影响DNA序列，所以对照组与实验组重构胚的核DNA序列相同，A错误； B、由题干可知：去甲基化酶（K）处理核移植得到的胚胎，可提高胚胎发育率，由图2可知，T（去乙酰化酶抑制剂）处理核移植得到的胚胎，可提高胚胎发育率，K、T分别升高了DNA去甲基化与组蛋白去乙酰化程度，即K、T分别降低了DNA甲基化与组蛋白乙酰化程度，B正确； C、由题干可知：去甲基化酶（K）处理核移植得到的胚胎，可提高胚胎发育率，由图2可知，T（去乙酰化酶抑制剂）处理核移植得到的胚胎，可提高胚胎发育率，K、T可能通过影响基因的表达这一途径提高重构胚的囊胚率，C正确； D、DNA去甲基化和染色体上组蛋白的乙酰化不影响碱基排序，所以K、T不改变重构胚中DNA的碱基排序，D错误。 故选BC。 2.（23-24高三上·上海·阶段检测）如图1表示人体细胞的生命历程，请据图回答：      （1）图1中①和③所示的变化过程，在生物学上分别称为______和______。过程③发生的根本原因是_______________。 （2）检测过程③形成的3种不同细胞的基因表达，结果如图2。已知4种基因分别是：①晶状体蛋白基因、②胰岛素基因、③呼吸酶基因和④血红蛋白基因。则基因1和基因4分别最可能的是___ A．①③ B．③④ C．②④ D．①② （3）图2中胰岛细胞和神经细胞的区别有____ A．DNA数量 B．DNA种类 C．RNA种类 D．蛋白质种类 细胞周期的有序进行与细胞内的周期蛋白依赖性激酶（简称CDK）密切相关，CDK的活性受周期蛋白（简称cyclin）的调节，CDK在连续分裂的细胞中一直存在，cyclin的含量在细胞周期中呈现有规律的变化，细胞分裂间期积累，分裂期消失，图3表示在细胞周期中cyclinB含量与CDK1活性调节的过程。 （4）关于细胞周期各时期与发生的生理过程对应关系正确的是____。 A．G1期：合成与DNA复制有关的酶 B．S期：DNA的精确复制 C．G2期：合成组装纺锤体的蛋白质 D．M期：同源染色体分离 （5）据图3分析，cyclinB先开始合成，CDK1后合成，说明CDK1活性随cyclinB含量增强而______；CDK1活性与cyclinB含量呈正相关，M期时，cyclinB被降解，导致 CDK1活性______。 （6）制备单克隆抗体的过程一般会用到图1中________（填序号）形成的细胞，制备单克隆抗体通常要用到___________________、________________技术。 采用单克隆技术制备三聚氰胺特异性抗体，可用于检测乳制品中可能存在的微量三聚氰胺。然而由于三聚氰胺分子量过小，不足以激活高等动物的免疫系统，因此在制备抗体前必须对三聚氰胺分子进行有效“扩容”，如图。    （7）除蛋白质以外，下列物质中也适合使三聚氰胺分子“扩容”为抗原分子的是___ A．果糖 B．多糖 C．磷脂 D．脂溶性维生素 （8）为获得产特异性抗体的B淋巴细胞，用“扩容”了的三聚氰胺复合物免疫小鼠的过程称为_____________免疫。（选填“天然”或“人工”） （9）上述“扩容”了的三聚氰胺复合物进入小鼠体内后，会被小鼠免疫细胞质膜上的________识别，而高等哺乳动物先天性免疫和获得性免疫系统的代表性细胞类型分别是_________和_____________。 （10）单克隆抗体的制备所基于的免疫学基本原理是____。 A．骨髓瘤细胞生长分裂旺盛 B．每个B淋巴细胞只具备产生一种抗体的能力 C．B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后只剩下产生一种抗体的能力 D．在本案中只有三聚氰胺分子能刺激B淋巴细胞形成产单一抗体的能力 （11）图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT-），在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA，无法生长。下列叙述正确的是_____    A．可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合 B．两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长 C．杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产 D．细胞膜的流动性是细胞融合的基础 【答案】(1) 细胞分裂 细胞分化 基因选择性表达 (2)B (3)CD (4)ABC （5） 增强 下降为零 （6） ③ 动物细胞培养技术 动物细胞融合技术/细胞融合技术 (7)BC （8）人工 （9） 受体 巨噬细胞 B淋巴细胞和T淋巴细胞 (10)B (11)ACD 【分析】分析图1：图1是细胞分裂和分化的示意图，而第四幅图是制备三聚氰胺特异性抗体的过程，由于三聚氰胺分子量过小，不足以激活高等动物的免疫系统，制备抗体前必须对三聚氰胺分子进行有效“扩容”。 【详解】（1）图1中的①过程中细胞数量增多，但细胞的形态和结构并未发生变化，因此是细胞的分裂，而③过程中，细胞的形态结构发生变化，因此是细胞的分化。过程③细胞分化发生的根本原因是基因的选择性表达。 （2）分析图2，图中三类细胞都表达了基因1，因此基因1可能是管家基因，呼吸酶基因，因为所有细胞都进行呼吸作用获取能量，而基因4，三类细胞均未表达，因此为血红蛋白，因为血红蛋白是红细胞主要表达的基因，故选B。 （3）图2中胰岛细胞和神经细胞的功能不同，因此表达的基因也不同，图2中胰岛细胞和神经细胞的区别有RNA种类和蛋白质种类，故选CD。 （4）A、G1期：合成与 DNA 复制有关的酶，为 S 期 DNA 复制做准备， A正确； B、S期： DNA 的精确复制，导致核 DNA 数目加倍， B正确； C、G2期：合成组装纺锤体的蛋白质，并形成染色单体， C正确； D、M期：有细胞周期的分裂是有丝分裂，在分裂期不会发生同源染色体分离， D错误。 故选ABC 。 （5）据图分析， cyclinB 先开始合成，CDK1后合成，说明CDK1活性随 cyclinB 含量增强而增强；CDK1活性与 cyclinB 含量呈正相关， M 期时， cyclinB 被降解，导致CDK1活性下降为零。 （6）制备单克隆抗体的过程一般会用到图1中过程③细胞分化形成的细胞，用到动物细胞培养技术和动物细胞融合技术/细胞融合技术。 （7）抗原具有大分子性，要想使三聚氰胺“扩容”为抗原分子，所选物质的分子量必须足够大； A、果糖为单糖，分子量非常小，A错误； B、多糖是大分子物质，符合题意，B正确； C、磷脂分子量较大，也能满足要求，C正确； D、维生素为有机小分子，不符合题意，D错误。 故选BC。 （8）用“扩容”了三聚氰胺复合物免疫小鼠，使小鼠产生免疫能力的过程属于人工免疫。 （9）抗原进化小鼠体内，会被淋巴细胞膜外表面的受体蛋白识别；高等动物先天性免疫的代表细胞类型为巨噬细胞（吞噬细胞）；获得性免疫的代表细胞为B淋巴细胞或T淋巴细胞。 （10）单克隆抗体制备过程遵循的免疫学原理是每个B淋巴细胞只能分泌产生一种抗体，因此大量培养骨髓瘤细胞可以得到单克隆抗体，故选B。 （11） A、诱导动物细胞融合的方法有电激、聚乙二醇、灭活的病毒（如灭活的仙台病毒）等， A正确； B、两两融合的细胞包括免疫 B 细胞与免疫 B 细胞融合的具有同种核的细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合的具有同种核的细胞、免疫 B 细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞，骨髓瘤细胞虽然能无限增殖，但缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶，免疫 B 细胞虽然有次黄嘌呤磷酸核糖转移酶，但不具有无限增殖的本领，所以在 HAT 筛选培养液中，两两融合的具有同种核的细胞都无法生长，只有杂交瘤细胞才能生长， B错误； C、因每个免疫 B 细胞只分泌一种特异性抗体，因此在 HAT 筛选培养液中筛选出来的众多的杂交瘤细胞所分泌的抗体，不一定都是人类所需要的，还需要进一步把能分泌人类所需要抗体的杂交瘤细胞筛选出来， C正确； D、动物细胞融合是以细胞膜的流动性为基础的， D正确。 故选ACD。 3.（23-24高三上·上海·期末）胆固醇分子被特定蛋白质包裹形成的颗粒称为低密度脂蛋白，即LDL。 （1）据图可知，细胞吸收利用胆固醇的途径为____________（运用箭头与编号作答） ①LDL进入囊泡中被降解  ②受体被回收至细胞质膜③血液中的LDL与细胞膜上受体结合④LDL与受体在囊泡中解离 （2）PCSK9蛋白能够使血液中LDL量升高，据图分析最主要的原因是____________。 A．使LDL无法被利用 B．与LDL竞争相应的受体 C．使LDL受体无法被回收 D．抑制W蛋白与C蛋白的功能 （3）为降低血液中LDL量，研究机构开发了抗PCSK9单克隆抗体，此药物开发所基于的免疫学原理和细胞学原理是____________。 （4）他汀类药物是目前应用最广泛的降血脂药物，主要通过抑制胆固醇合成途径的关键酶发挥作用。利用实验小鼠对他汀类药物与PCSK9单抗联合使用进行研究，实验设计的分组应包括____________（编号选填）。实验结果表明，对于高血脂小鼠，二者联合使用的降血脂效果均好于各自单独使用。 ①正常饲料    ②高脂饲料   ③正常饲料+他汀类药物④高脂饲料+他汀类药物   ⑤正常饲料+PCSK9单抗   ⑥高脂饲料+PCSK9单抗⑦正常饲料+他汀类药物+PCSK9单抗    ⑧高脂饲料+他汀类药物+PCSK9单抗 （5）机体可将胆固醇外排到胆汁，然后通过粪便从体内排出，LXR蛋白与此运输过程有关。ASGRl蛋白是降脂药领域另一个新兴靶点，研究人员为探究其与LXR蛋白在调节血脂中的关系进行了相关实验，结果如图。实验结果表明____________ A．ASGRI蛋白对LXR蛋白有抑制作用 B．ASGRl蛋白对LXR蛋白有促进作用 C．ASGRI蛋白与LXR蛋白功能相互协同 D．ASGRI蛋白与LXR蛋白功能相互拮抗 （6）综合以上材料，目前降脂药物的设计思路有____________。（编号选填） ①抑制胆固醇合成，如他汀类药物 ②采用PCSK9单抗或PCSK9抑制剂促进组织细胞吸收利用胆固醇 ③采用ASGR1单抗或ASGR1抑制剂促进胆固醇通过胆汁排出体外 【答案】(1)③④②① (2)B （3）抗体与特定抗原结合；浆细胞能产生抗体 (4)①②④⑥⑧ (5)B (6)①②③ 【分析】溶酶体结构和作用：（1）形态：内含有多种水解酶；膜上有许多糖，防止本身的膜被水解。（2）作用：能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。 【详解】（1）结合图示过程可知，血液中的LDL与细胞膜上受体结合后一起进入细胞，在囊泡内分开，其中LDL进入溶酶体被分解，即细胞吸收利用胆固醇的途径为③血液中的LDL与细胞膜上受体结合→④LDL与受体在囊泡中解离→②受体被回收至细胞质膜→①LDL进入囊泡中被溶酶体降解。 （2）据图可知，PCSK9能够竞争结合LDL受体并将其带入溶酶体降解，阻止受体回收至细胞膜，导致血液中LDL量升高。 故选B。 （3）抗PCSK9单克隆抗体，此药物开发所基于的免疫学原理是抗原与抗体的特异性结合，细胞学原理是浆细胞可以分泌抗体。 （4）分析题意可知，本实验目的是“利用实验小鼠对他汀类药物与PCSK9单抗联合使用进行研究”，所以需要将小鼠分为五组，分别是正常饲料、高脂饲料、高脂饲料+他汀类药物、高脂饲料+PCSK9单抗、高脂饲料+他汀类药物+PCSK9单抗，一段时间后测定血脂含量。 故选①②④⑥⑧。 （5）从图中可以看出与野生型小鼠相比，Asgrl敲除小鼠胆汁和粪便中的胆固醇水平显著增加，而双敲除小鼠胆汁和粪便中胆固醇水平无显著性变化，说明了Asgrl敲除小鼠依赖LXR蛋白将胆固醇外排到胆汁，然后通过粪便从体内排出，从而降低血脂水平。 故选B。 （6）综上所述，目前降脂药物的设计思路有抑制胆固醇合成（他汀类药物）、促进组织细胞吸收利用胆固醇（PCSK9单抗／抑制剂）、促进胆固醇通过胆汁排出体外（ASGR1单抗／抑制剂）。 故选①②③。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $