专题14 细胞工程与胚胎工程(7年汇编)(北京专用)2020-2026年高考生物真题分类汇编
2026-08-20
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摘要:
**基本信息**
聚焦细胞工程与胚胎工程核心考点,汇编2020-2025年北京高考真题及2026年北京各区模拟题,覆盖植物细胞培养、单克隆抗体制备、胚胎干细胞分化等关键知识,兼具真题导向与模拟预测价值。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|15题|原生质体制备(2024北京)、动物细胞培养条件(2025北京)、类囊胚分化(2024北京)|以育种改良、临床检测为情境,考查基础操作与原理辨析|
|非选择题|3题|激素诱导愈伤组织分化(2020北京)、干细胞培养调控(2026昌平二模)、病毒感染机制(2026昌平一模)|融合实验设计与基因表达分析,强化科学思维与探究实践,贴合高考“机制分析与异常推理”命题趋势|
内容正文:
专题14 细胞工程与胚胎工程
7年汇编1年模拟
考点分类
北京考情
命题规律
考点1 植物细胞工程
2024北京(1题)、2020北京(2题)
· 情境设置:以育种改良、激素诱导机制探究为主。
· 考查重点:原生质体制备、组织培养、细胞杂交流程。
· 命题趋势:融合遗传育种与机制实验,强化因果与过程分析。
考点2 动物细胞工程
2025北京(1题)、2023北京(1题)
· 情境设置:以实验异常、临床检测等真实问题切入。
· 考查重点:动物细胞培养条件、单克隆抗体制备流程。
· 命题趋势:突出医疗应用背景下的过程分析与异常推理。
考点3 胚胎工程
2024北京(1题)、2022北京(1题)
· 情境设置:类囊胚、嵌合体等前沿科研情境。
· 考查重点:囊胚结构、干细胞特性、细胞分化来源。
· 命题趋势:引入新成果,考查胚胎发育机制与实验结论分析。
考点1 植物细胞工程
1.(2024·北京·高考真题)大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后,可获得原生质体。以下对原生质体的叙述错误的是( )
A. 制备时需用纤维素酶和果胶酶
B. 膜具有选择透过性
C. 可再生出细胞壁
D. 失去细胞全能性
2.(2020·北京·高考真题)为培育具有市场竞争力的无籽柑橘,研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是( )
A. 过程①需使用胰蛋白酶处理
B. 实现过程②依赖膜的流动性
C. 过程③需应用植物组培技术
D. 三倍体植株可产生无籽柑橘
3.(2020·北京·高考真题)研究者以拟南芥根段作为组织培养材料,探讨了激素诱导愈伤组织分化生芽的机制。
(1)离体的拟南芥根段在适宜条件下可以培育出完整的植株,说明植物细胞具有 。在组织培养过程中,根段细胞经过 形成愈伤组织,此后调整培养基中细胞分裂素(CK)与生长素的比例可诱导愈伤组织分化。
(2)在愈伤组织生芽过程中,CK通过ARRs(A)基因和WUS(W)基因起作用。为探讨A基因与W基因的关系,将A基因功能缺失突变体(突变体a)和野生型的愈伤组织分别置于CK与生长素比例高的(高 CK)培养基中诱导生芽,在此过程中测定W基因的表达量。图1中,野生型的W基因表达量与高CK诱导时间的关系是 。分析图1结果可得出的结论是:在高CK诱导下A基因促进W基因表达。得出结论的依据为:与野生型相比, 。
(3)用转基因方法在上述突变体a中过量表达W基因,获得材料甲。将材料甲、突变体a和野生型三组愈伤组织在高CK培养基中培养,三组愈伤组织分化生芽的比例如图2,由此能得出的结论包括__________。
A. A基因在愈伤组织分化生芽的过程中起作用
B. w基因的表达产物调控A基因的表达
C. 缺失A基因时W基因表达不能促进生芽
D. 过量表达W基因可使生芽时间提前
(4)YUCs(Y)基因编码生长素合成途径中的一种关键酶。研究发现,在高CK诱导条件下,突变体a中Y基因的表达量明显高于野生型,依据此发现和上述所有实验结果,完善在生芽过程 中有关基因和植物激素的相互关系模式图。请在方框中选填“A基因”“W基因”“Y”基因,在( )中选填“+”“”(+表示促进,-表示抑制)
考点2 动物细胞工程
1.(2025·北京·高考真题)动物细胞培养基一般呈淡红色。某次实验时,调控pH的CO2耗尽,培养基转为黄色。由此推断使培养基呈淡红色的是( )
A. 必需氨基酸
B. 抗生素
C. 酸碱指示剂
D. 血清
2.(2023·北京·高考真题)甲状旁腺激素(PTH)水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗体用于快速检测PTH,有关制备过程的叙述不正确的是( )
A. 需要使用动物细胞培养技术
B. 需要制备用PTH免疫的小鼠
C. 利用抗原-抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞
D. 筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞
考点3 胚胎工程
1.(2024·北京·高考真题)我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞,形成了类似囊胚的结构(类囊胚),为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系(如图)。相关叙述错误的是( )
A. 实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能
B. 实验过程中使用的培养基含有糖类
C. 类囊胚的获得利用了核移植技术
D. 可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育
2.(2022·北京·高考真题)将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚腔中,接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠(Mc)。据此分析,下列叙述错误的是( )
A. 获得Mc的生物技术属于核移植
B. Mc表皮中有两种基因型的细胞
C. 注射入的细胞会分化成Mc的多种组织
D. 将接受注射的囊胚均分为二,可发育成两只幼鼠
1.(2026·北京西城·二模)先体外培养脂肪细胞,然后去除细胞获得脂肪条件培养基(ACM)。用ACM培养前列腺癌细胞,48h后检测细胞数量,结果如图。下列说法错误的是( )
A. 用胰蛋白酶处理脂肪组织获得分散的脂肪细胞
B. 对照组应该用无菌水培养前列腺癌细胞
C. ACM可能促进前列腺癌细胞的增殖
D. 肥胖可能会加重前列腺癌患者病情
2.(2026·北京丰台·二模)北京天安门广场大型立体花坛中的花卉是通过植物组织培养获得的,呈现出高度一致的颜色和形态,下列叙述错误的是( )
A. 进行植物组织培养时必须选取离体的植物器官、组织或细胞等
B. 花卉组织培养时,脱分化形成愈伤组织的过程需要充足光照
C. 调控植物激素的比例,能诱导愈伤组织分化成根、芽等不同器官
D. 植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性
3.(2026·北京丰台·一模)诺如病毒(NV)是引起非细菌性流行性胃肠炎的主要病原体。科学家以NV的核衣壳蛋白VP1为抗原,制备出了单克隆抗体。下列叙述错误的是( )
A. 对小鼠反复注射VP1,能从小鼠脾中得到产生VP1抗体的B淋巴细胞
B. 将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合,经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞
C. 对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,多次筛选可获得特定的杂交瘤细胞
D. 制备出该单克隆抗体,有利于进一步开发快速检测诊断试剂,控制疾病传播
4.(2026·北京丰台·一模)下列生物工程技术中,不需要用到胚胎移植技术的是( )
A. 利用成纤维细胞等培养出可供移植的皮肤
B. 利用乳腺生物反应器生产珍贵的医用蛋白
C. 利用本地黄牛快速大量繁殖引进的良种奶牛
D. 利用试管婴儿技术帮助有生育困难的夫妇
5.(2026·北京石景山·一模)细胞工程在社会生产中的应用日益广泛。下列相关技术和方法正确的是( )
A. 原生质体需在低渗溶液中长期保存,以防止过度失水而死亡
B. 可利用灭活病毒诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合
C. 正常细胞体外培养时,都具有贴壁生长的特点
D. 动物克隆过程中,核移植的受体细胞通常是去核的卵原细胞
6.(2026·北京石景山·二模)从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养,在传代后的不同时间点检测细胞数目,结果见下图。下列叙述不正确的是( )
A. 在配制培养基时通常需要加入适量血清
B. 选取①的细胞进行传代培养比②更合理
C. 不能直接用离心法收集细胞进行传代培养
D. 细胞增长进入平台期可能与接触抑制有关
7.(2026·北京房山·二模)某研究小组利用品种1(2N=28)和品种2(2N=40)的两个鸢尾属远缘种为亲本,通过植物体细胞杂交技术,培育出了结实率高、观赏性和适应性更强的品种3,如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 过程①需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
B. 过程②可用灭活病毒诱导
C. ④和⑤需要植物激素的调控
D. 培育品种3的过程中发生了染色体变异
8.(2026·北京海淀·二模)双特异性抗体可以同时识别两种不同的抗原。研究者用过氧化物酶免疫大鼠,取其脾脏细胞与骨髓瘤细胞融合获得杂交瘤细胞(甲细胞),用生长抑素免疫同品系大鼠,获得脾脏细胞(乙细胞)。将甲、乙细胞融合获得杂交-杂交瘤细胞,筛选获得分泌双特异性抗体的细胞株,流程如下图。
下列选项错误的是( )
A. ①过程可用PEG或灭活的病毒诱导细胞融合
B. ②过程中未融合的乙细胞不能长时间存活并增殖
C. ③过程需在单一培养孔中接种多个杂交-杂交瘤细胞
D. ④过程需筛选过氧化物酶和生长抑素阳性反应细胞
9.(2026·北京昌平·二模)油菜是我国第一大油料作物,受菌核病威胁严重。用一定剂量的射线照射板蓝根原生质体,可以使其染色体片段化,再利用此原生质体与油菜原生质体融合,获得杂种细胞,经组织培养获得抗病植株。相关叙述正确的是( )
A. 需用胰蛋白酶去除植物细胞的细胞壁
B. 可用灭活的病毒诱导两种原生质体融合
C. 依据染色体数量筛选含抗病基因的杂种细胞
D. 抗病植株的遗传性状与油菜更接近
10.(2026·北京通州·一模)胞质杂交是植物体细胞杂交应用的一个重要方面。下图为将品种甲叶绿体中的优良基因导入品种乙,从而获得抗病品种丙的实验流程。下列叙述错误的是( )
A. 过程①的操作需要在等渗或略高渗溶液中进行
B. 过程②可以用聚乙二醇(PEG)诱导融合
C. 过程②筛选同时具备叶绿体和细胞核的原生质体
D. 品种丙能稳定遗传品种甲、乙的所有优良性状
11.(2026·北京东城·一模)某种IL-17A单抗能够阻断IL-17A与IL-17A受体结合,抑制强直性脊柱炎的炎症发生和发展。有关单抗制备过程叙述不正确的是( )
A. 需要利用动物细胞培养及动物细胞融合技术
B. 从IL-17A免疫的小鼠中获取骨髓瘤细胞和B细胞
C. 使用PEG、灭活病毒均可诱导骨髓瘤细胞和B细胞融合
D. 将抗体检测阳性的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔大量生产单抗
12.(2026·北京石景山·一模)辣椒素作为一种常见的酚类生物碱,广泛用于食品保健、医药工业等领域,目前获得辣椒素的两条途径如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 外植体灭菌后,经过程①脱分化形成不定形的薄壁组织团块
B. 脱毒苗和高产细胞系的获得均体现了植物细胞的全能性
C. 过程②通常选择植物茎尖培养脱毒苗,是因为其分裂能力强
D. 过程③采用的植物细胞培养技术几乎不受气候条件的限制
13.(2026·北京昌平·一模)科研人员以长叶轮钟草茎段为外植体,设置MS、1/2MS(把MS培养基的大量元素浓度减半,其余成分不变)两种基础培养基,搭配不同浓度6-BA、2,4-D进行愈伤组织诱导实验,结果如下表。相关叙述错误的是( )
培养基
6-BA/(mg/L)
2,4-D(mg/L)
愈伤组织诱导率(%)
生长状况
MS
0.5
0.5
79.17
生长一般、质地紧密、白色
MS
1
1
58.33
生长一般、质地紧密、浅白
MS
1.5
1.5
79.17
生长良好、质地紧密、深白
1/2MS
0.5
1
100.00
生长良好、质地紧密、白色
1/2MS
1
1.5
100.00
生长好、质地紧密、深白
1/2MS
1.5
0.5
100.00
生长好、质地紧密、白色
注:6-BA属于细胞分裂素类植物生长调节剂,2,4-D属于生长素类植物生长调节剂
A. 植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性
B. 每瓶接种的外植体数量相同,观察愈伤组织的时间点一致
C. 本实验无法比较激素和培养基哪个因素对愈伤组织诱导的影响更显著
D. 要进一步验证最佳配方,需在三个1/2MS处理中选择一组进行重复实验
14.(2026·北京昌平·二模)牛多能性拓展干细胞(bEPSCs)是育种、培育优质牛肉等应用的核心材料,为建立可长期自我更新的bEPSCs系,科研人员开展系列实验。
(1)bEPSCs可从牛囊胚的 中分离获取,培养过程中需定期更换培养液的目的是补充营养物质、 。
(2)培养的bEPSCs呈致密、饱满的圆顶状克隆生长,细胞克隆边界清晰、结构规整。取部分bEPSCs均分为2组,第1组加入CHIR和XAV试剂,第2组仅添加CHIR。在相同适宜条件下培养一段时间,观察早期传代细胞,第1组细胞呈致密圆顶状克隆,边缘整齐,第2组细胞由致密变扁平、克隆松散。结果表明 。
(3)bEPSCs建系过程中,研究人员比较不同培养条件对长期传代细胞的影响,结果如下表。
组别
培养基成分
POU5F1基因表达
SOX2基因表达
对照组
CHIR+XAV
++
++
A
CHIR
++++
++++
B
iCRT3
+++
+++
C
CHIR+iCRT3
+++++
+++++
注:“+”数量表示相对表达量;POU5F1和SOX2表达量越高,干细胞特性保持越好
①结果表明CHIR与iCRT3对bEPSCs分化的作用是 关系。
②Wnt和β-catenin是调控干细胞分化关键通路的信号分子,XAV抑制Wnt/β-catenin通路。TCF1和TCF4均为功能性蛋白,iCRT3特异性破坏β-catenin-TCF1蛋白复合物形成。下图为bEPSCs的Wnt/β-catenin调控机制。
Ⅰ.写出早期传代调节过程中表示调控效应的关键词:
第1组:【Ⅰ+Ⅱ】(调节平衡)→Ⅲ→Ⅴ(b1 )→Ⅶ(c1 )
第2组:【Ⅰ】(a1 )→Ⅲ→Ⅴ(b1 )→Ⅶ(e1 )
Ⅱ.写出晚期传代C组实验调节过程中表示调控效应的关键词:
d ,b2 ,c2 。
(a1和d选填“促进”、“抑制”或“无影响”,b1和b2选填“上调”、“下调”或“不变”,c1和c2选填“维持”或“脱离”)。
15.(2026·北京昌平·一模)TMUV是一种可引起鸭严重疾病的RNA病毒。研究人员使用BHK-21细胞(仓鼠肾细胞)作为模型,开展对该病毒感染机制的研究。
(1)科研人员向培养液中加入一种天然成分 ,接种BHK-21细胞后转移至 仪器中培养。
(2)将提取的BHK-21细胞所有膜蛋白分离纯化后,与TMUV一起孵育一段时间后洗脱,再利用 进行杂交。结果发现,膜蛋白中的G蛋白可与之形成杂交带,推测G蛋白在TMUV与细胞结合中发挥作用。
(3)G蛋白由两个结构域组成,分别位于氨基端和羧基端。科研人员将BHK-21细胞分别与不同类型抗体共孵育一段时间,去除未结合抗体后,进行TMUV感染,一段时间后提取病毒RNA并进行检测,结果如下图。
①对照组需加入 与BHK-21细胞共孵育。
②该实验结果说明 。
(4)基于上述研究,请提出两条预防鸭感染TMUV的方法: 。
(5)研究人员利用与G基因mRNA互补的siRNA及无关siRNA开展实验,实验结果表明前者只能部分抑制病毒感染,请提出后续研究方向: 。
试卷第1页,共3页
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专题14 细胞工程与胚胎工程
考点1 植物细胞工程
1.【答案】D
2.【答案】A
3.【答案】(1)① (细胞)全能性 ② 脱分化/去分化 (2)① 随着高CK诱导时间的延长,野生型的W基因表达量显著升高 ② 随着高CK诱导时间的延长,突变体的W基因表达量低于野生型 (3)AD (4)
考点2 动物细胞工程
1.【答案】C
2.【答案】D
考点3 胚胎工程
1.【答案】C
2.【答案】A
1.【答案】B
2.【答案】B
3.【答案】B
4.【答案】A
5.【答案】B
6.【答案】B
7.【答案】B
8.【答案】C
9.【答案】D
10.【答案】D
11.【答案】B
12.【答案】D
13.【答案】D
14.【答案】(1)① 内细胞团 ② 及时清除代谢废物 (2)单独使用CHIR会诱导早期传代bEPSCs分化,而加入XAV后可逆转这一效应,维持细胞的干细胞特性 (3)① 协同 ② 下调 ③ 维持 ④ 促进 ⑤ 下调 ⑥ 脱离 ⑦ 抑制 ⑧ 上调 ⑨ 维持
15.【答案】(1)① 动物血清 ② CO2培养箱 (2)特异性识别病毒的抗体 (3)① 无关抗体 ② TMUV通过G蛋白的氨基端与BHK-21细胞结合 (4)敲除或修饰鸭的G蛋白基因,开发针对G蛋白氨基端的单克隆抗体药物 (5)可进一步筛选TMUV的其他候选受体
试卷第1页,共3页
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专题14 细胞工程与胚胎工程
7年汇编1年模拟
考点分类
北京考情
命题规律
考点1 植物细胞工程
2024北京(1题)、2020北京(2题)
· 情境设置:以育种改良、激素诱导机制探究为主。
· 考查重点:原生质体制备、组织培养、细胞杂交流程。
· 命题趋势:融合遗传育种与机制实验,强化因果与过程分析。
考点2 动物细胞工程
2025北京(1题)、2023北京(1题)
· 情境设置:以实验异常、临床检测等真实问题切入。
· 考查重点:动物细胞培养条件、单克隆抗体制备流程。
· 命题趋势:突出医疗应用背景下的过程分析与异常推理。
考点3 胚胎工程
2024北京(1题)、2022北京(1题)
· 情境设置:类囊胚、嵌合体等前沿科研情境。
· 考查重点:囊胚结构、干细胞特性、细胞分化来源。
· 命题趋势:引入新成果,考查胚胎发育机制与实验结论分析。
考点1 植物细胞工程
1.(2024·北京·高考真题)大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后,可获得原生质体。以下对原生质体的叙述错误的是( )
A. 制备时需用纤维素酶和果胶酶
B. 膜具有选择透过性
C. 可再生出细胞壁
D. 失去细胞全能性
【答案】D
【解析】植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞,在一定的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。该技术涉及的原理是细胞膜的流动性和细胞的全能性。A、大豆叶片细胞是植物细胞,具有细胞壁,其细胞壁的成分是纤维素和果胶,所以制备原生质体,需用纤维素酶和果胶酶进行处理,A正确;B、生物膜的功能特点是具有选择透过性,所以膜具有选择透过性,B正确;C、原生质体可以再生出新的细胞壁,C正确;D、分离出的原生质体具有全能性,可用于植物体细胞杂交,为杂种植株的获得提供了理论基础,D错误。故选D。
2.(2020·北京·高考真题)为培育具有市场竞争力的无籽柑橘,研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是( )
A. 过程①需使用胰蛋白酶处理
B. 实现过程②依赖膜的流动性
C. 过程③需应用植物组培技术
D. 三倍体植株可产生无籽柑橘
【答案】A
【解析】分析图示可知,①过程为原生质体的制备过程,需要纤维素酶和果胶酶,②过程为原生质体的融合过程,需要诱导剂诱导融合,③过程为植物组织培养的过程。A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,所以过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理,A错误;B、②过程为细胞融合过程,该过程依赖膜的流动性,B正确;C、过程③需应用植物组培技术将杂种细胞培养形成个体,C正确;D、三倍体植株含有三个染色体组,减数分裂时联会紊乱,可产生无籽柑橘,D正确。故选A。
3.(2020·北京·高考真题)研究者以拟南芥根段作为组织培养材料,探讨了激素诱导愈伤组织分化生芽的机制。
(1)离体的拟南芥根段在适宜条件下可以培育出完整的植株,说明植物细胞具有 。在组织培养过程中,根段细胞经过 形成愈伤组织,此后调整培养基中细胞分裂素(CK)与生长素的比例可诱导愈伤组织分化。
(2)在愈伤组织生芽过程中,CK通过ARRs(A)基因和WUS(W)基因起作用。为探讨A基因与W基因的关系,将A基因功能缺失突变体(突变体a)和野生型的愈伤组织分别置于CK与生长素比例高的(高 CK)培养基中诱导生芽,在此过程中测定W基因的表达量。图1中,野生型的W基因表达量与高CK诱导时间的关系是 。分析图1结果可得出的结论是:在高CK诱导下A基因促进W基因表达。得出结论的依据为:与野生型相比, 。
(3)用转基因方法在上述突变体a中过量表达W基因,获得材料甲。将材料甲、突变体a和野生型三组愈伤组织在高CK培养基中培养,三组愈伤组织分化生芽的比例如图2,由此能得出的结论包括__________。
A. A基因在愈伤组织分化生芽的过程中起作用
B. w基因的表达产物调控A基因的表达
C. 缺失A基因时W基因表达不能促进生芽
D. 过量表达W基因可使生芽时间提前
(4)YUCs(Y)基因编码生长素合成途径中的一种关键酶。研究发现,在高CK诱导条件下,突变体a中Y基因的表达量明显高于野生型,依据此发现和上述所有实验结果,完善在生芽过程 中有关基因和植物激素的相互关系模式图。请在方框中选填“A基因”“W基因”“Y”基因,在( )中选填“+”“”(+表示促进,-表示抑制)
【答案】(1)① (细胞)全能性 ② 脱分化/去分化 (2)① 随着高CK诱导时间的延长,野生型的W基因表达量显著升高 ② 随着高CK诱导时间的延长,突变体的W基因表达量低于野生型 (3)AD (4)
【解析】离体的植物组织或细胞,在培养一段时间后,会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗,移栽到地里,可以发育成完整的植株。(1) 离体的植物组织培养成完整植株的过程体现了细胞的全能性。已分化的细胞形成愈伤组织的过程称之为脱分化。(2) 由图1分析可知,野生型的W基因表达量与高CK 诱导时间的关系是随着处理时间的延长,W基因的表达量显著升高,突变体的W基因的表达量明显少于对照组,说明在高CK诱导下A基因促进W基因表达。(3) 由题干信息可知,材料甲体内的W基因过量表达,突变体a的A基因不能表达,野生型是正常的,分析图2可知,由野生型曲线和突变体a曲线对比可知,A基因在愈伤组织分化生芽的过程中起作用,缺失A 基因时W基因表达仍能促进生芽;由材料甲曲线和野生型曲线比较可知,过量表达W基因可使生芽时间提前。故选AD。(4) YUCs(Y)基因编码生长素合成途径中的一种关键酶。研究发现,在高CK诱导条件下,突变体a中Y基因的表达量明显高于野生型。依据此发现和(3),分析可知,A基因的表达产物可促进W基因的表达,W基因表达产物促进愈伤组织生芽;A基因表达产物抑制Y基因的表达,最终生长素减少,促进愈伤组织生芽。具体如图:
考点2 动物细胞工程
1.(2025·北京·高考真题)动物细胞培养基一般呈淡红色。某次实验时,调控pH的CO2耗尽,培养基转为黄色。由此推断使培养基呈淡红色的是( )
A. 必需氨基酸
B. 抗生素
C. 酸碱指示剂
D. 血清
【答案】C
【解析】适宜大多数细胞生长的培养基pH在7.0-7.4之间,pH7.4的环境适合大多数的哺乳动物细胞系。酚红在培养基中被用来作为pH值的指示剂,用以持续监测培养液的酸碱度,在低pH值时酚红使培养液呈黄色,而较高的pH值时使培养液呈紫色,pH值7.2-7.4时为红色,最适合细胞培养。A、必需氨基酸是细胞生长的营养成分,不参与指示pH变化,A错误;B、抗生素用于抑制微生物污染,与培养基颜色无关,B错误;C、酸碱指示剂在培养基中用于显示pH变化,C正确;D、血清提供生长因子,不直接导致颜色变化,D错误。故选C。
2.(2023·北京·高考真题)甲状旁腺激素(PTH)水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗体用于快速检测PTH,有关制备过程的叙述不正确的是( )
A. 需要使用动物细胞培养技术
B. 需要制备用PTH免疫的小鼠
C. 利用抗原-抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞
D. 筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞
【答案】D
【解析】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。A、单克隆抗体制备过程中需要对骨髓瘤细胞等进行培养,即需要使用动物细胞培养技术,A正确;B、该操作的目的是制备单克隆抗体用于快速检测PTH,故应用PTH刺激小鼠,使其产生相应的B细胞,B正确;C、抗原与抗体的结合具有特异性,可利用抗原-抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞,C正确;D、由于一种B细胞经分化形成浆细胞后通常只能产生一种抗体,故筛选出的单个杂交瘤细胞无法分泌多种抗体,D错误。故选D。
考点3 胚胎工程
1.(2024·北京·高考真题)我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞,形成了类似囊胚的结构(类囊胚),为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系(如图)。相关叙述错误的是( )
A. 实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能
B. 实验过程中使用的培养基含有糖类
C. 类囊胚的获得利用了核移植技术
D. 可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育
【答案】C
【解析】该过程利用胚胎干细胞创造出了类胚胎结构,并在体外培养至原肠胚时期,将类囊胚移植进雄猴体内后,成功引起了雌猴的早期妊娠反应有可能会产生新生个体,该过程属于无性生殖。A、体外诱导食蟹猴胚胎干细胞, 形成了类似囊胚的结构(类囊胚),证实了食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能,A正确;B、实验过程中使用的培养基需含有糖类,糖类可为细胞培养提供能源物质,B正确;C、类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术,并没有进行核移植,C错误;D、可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体中继续胚胎发育,从而可以用来研究类囊胚的后续发育,D正确。故选C。
2.(2022·北京·高考真题)将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚腔中,接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠(Mc)。据此分析,下列叙述错误的是( )
A. 获得Mc的生物技术属于核移植
B. Mc表皮中有两种基因型的细胞
C. 注射入的细胞会分化成Mc的多种组织
D. 将接受注射的囊胚均分为二,可发育成两只幼鼠
【答案】A
【解析】胚胎发育的过程: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。A、内细胞团是已经分化的细胞组成,获得Mc的生物技术并未利用核移植技术,A错误;B、接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠,说明Mc表皮中有两种基因型的细胞,B正确;C、内细胞团能发育成胎儿的各种组织,注射的细胞来自黑色小鼠的内细胞团,会分化成Mc的多种组织,C正确;D、利用胚胎分割技术将接受注射的囊胚均分为二,可发育成两只幼鼠,D正确。故选A。
1.(2026·北京西城·二模)先体外培养脂肪细胞,然后去除细胞获得脂肪条件培养基(ACM)。用ACM培养前列腺癌细胞,48h后检测细胞数量,结果如图。下列说法错误的是( )
A. 用胰蛋白酶处理脂肪组织获得分散的脂肪细胞
B. 对照组应该用无菌水培养前列腺癌细胞
C. ACM可能促进前列腺癌细胞的增殖
D. 肥胖可能会加重前列腺癌患者病情
【答案】B
【解析】A、进行动物细胞体外培养时,需要用胰蛋白酶处理动物组织,使组织细胞分散为单个细胞,A正确;B、本实验探究ACM对前列腺癌细胞的影响,对照组需遵循单一变量原则,应使用不含ACM的普通动物细胞培养基培养前列腺癌细胞;若用无菌水培养,前列腺癌细胞会因低渗吸水死亡,不符合细胞培养要求,B错误;C、由柱形图可知,随着ACM浓度升高,前列腺癌细胞的相对数量逐渐升高,说明ACM可以促进前列腺癌细胞增殖,C正确;D、脂肪细胞产生的 ACM 能促进前列腺癌细胞增殖,而肥胖患者体内脂肪细胞数量更多,产生的 ACM 也更多,因此可能会加重前列腺癌患者的病情,D正确。
2.(2026·北京丰台·二模)北京天安门广场大型立体花坛中的花卉是通过植物组织培养获得的,呈现出高度一致的颜色和形态,下列叙述错误的是( )
A. 进行植物组织培养时必须选取离体的植物器官、组织或细胞等
B. 花卉组织培养时,脱分化形成愈伤组织的过程需要充足光照
C. 调控植物激素的比例,能诱导愈伤组织分化成根、芽等不同器官
D. 植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性
【答案】B
【解析】A、植物组织培养的外植体需要选取离体的植物器官、组织或细胞,未离体的植物细胞在植株上只会发生基因的选择性表达,无法发育为完整个体,A正确;B、花卉组织培养脱分化形成愈伤组织的过程需要避光处理,光照会抑制愈伤组织的形成,该阶段不需要光照,B错误;C、培养基中生长素和细胞分裂素的比例是诱导愈伤组织分化方向的关键,生长素比例偏高时诱导生根,细胞分裂素比例偏高时诱导生芽,因此调控植物激素比例可诱导愈伤组织分化为不同器官,C正确;D、植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性,即已分化的植物细胞仍具有发育为完整个体的潜能,D正确。
3.(2026·北京丰台·一模)诺如病毒(NV)是引起非细菌性流行性胃肠炎的主要病原体。科学家以NV的核衣壳蛋白VP1为抗原,制备出了单克隆抗体。下列叙述错误的是( )
A. 对小鼠反复注射VP1,能从小鼠脾中得到产生VP1抗体的B淋巴细胞
B. 将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合,经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞
C. 对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,多次筛选可获得特定的杂交瘤细胞
D. 制备出该单克隆抗体,有利于进一步开发快速检测诊断试剂,控制疾病传播
【答案】B
【解析】A、VP1作为抗原反复注射小鼠,可刺激小鼠发生体液免疫,脾脏中会产生能分泌抗VP1抗体的B淋巴细胞,A正确;B、诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后,融合细胞有三类:B淋巴细胞自身融合细胞、骨髓瘤细胞自身融合细胞、B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞,因此诱导融合后的细胞不都是杂交瘤细胞,还需进一步筛选,B错误;C、获得杂交瘤细胞后,需进行克隆化培养和专一抗体检测,经过多次筛选才能获得既能无限增殖又能产生所需抗VP1抗体的特定杂交瘤细胞,C正确;D、单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点,制备出抗VP1的单克隆抗体可用于开发诺如病毒快速检测试剂,便于早发现早防控,控制疾病传播,D正确。
4.(2026·北京丰台·一模)下列生物工程技术中,不需要用到胚胎移植技术的是( )
A. 利用成纤维细胞等培养出可供移植的皮肤
B. 利用乳腺生物反应器生产珍贵的医用蛋白
C. 利用本地黄牛快速大量繁殖引进的良种奶牛
D. 利用试管婴儿技术帮助有生育困难的夫妇
【答案】A
【解析】A、利用成纤维细胞培养可供移植的皮肤,仅涉及动物细胞培养技术,只需获得皮肤组织,无需发育为完整动物个体,不需要胚胎移植,A符合题意;B、构建乳腺生物反应器需要先获得导入药用蛋白基因的早期胚胎,再通过胚胎移植将胚胎移入代孕母体内发育为转基因动物,需要用到胚胎移植,B不符合题意;C、快速大量繁殖良种奶牛,需要将良种奶牛的早期胚胎移植到本地代孕黄牛体内发育,需要用到胚胎移植,C不符合题意;D、试管婴儿技术需要将体外受精得到的早期胚胎,移植到母体子宫内继续发育,需要用到胚胎移植,D不符合题意。
5.(2026·北京石景山·一模)细胞工程在社会生产中的应用日益广泛。下列相关技术和方法正确的是( )
A. 原生质体需在低渗溶液中长期保存,以防止过度失水而死亡
B. 可利用灭活病毒诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合
C. 正常细胞体外培养时,都具有贴壁生长的特点
D. 动物克隆过程中,核移植的受体细胞通常是去核的卵原细胞
【答案】B
【解析】A、原生质体无细胞壁保护,若在低渗溶液中会大量吸水涨破,应在等渗或略高渗溶液中保存,A错误;B、诱导动物细胞融合的方法包含灭活病毒诱导法,B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合属于动物细胞融合,可利用灭活病毒诱导,B正确;C、正常动物细胞体外培养时,大多数具有贴壁生长的特点,但并非所有细胞都如此,如淋巴细胞可悬浮生长,“都具有”表述绝对,C错误;D、动物克隆过程中,核移植的受体细胞通常是去核的减数第二次分裂中期的卵母细胞,其细胞质含有诱导细胞核全能性表达的物质,并非卵原细胞,D错误。
6.(2026·北京石景山·二模)从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养,在传代后的不同时间点检测细胞数目,结果见下图。下列叙述不正确的是( )
A. 在配制培养基时通常需要加入适量血清
B. 选取①的细胞进行传代培养比②更合理
C. 不能直接用离心法收集细胞进行传代培养
D. 细胞增长进入平台期可能与接触抑制有关
【答案】B
【解析】A、动物细胞培养配制培养基时,由于人们对细胞所需的全部营养物质尚未完全搞清楚,通常需要加入血清、血浆等天然成分,A正确;B、② 时细胞增长开始变得缓慢,选取② 的细胞进行传代培养比① 更合理,B错误;C、本题中细胞为贴壁培养,细胞贴附在培养容器壁上,需要先用胰蛋白酶处理使细胞分散脱离容器壁,才能收集,不能直接用离心法收集,C正确;D、细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大、细胞间产生接触抑制有关,D正确。
7.(2026·北京房山·二模)某研究小组利用品种1(2N=28)和品种2(2N=40)的两个鸢尾属远缘种为亲本,通过植物体细胞杂交技术,培育出了结实率高、观赏性和适应性更强的品种3,如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 过程①需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
B. 过程②可用灭活病毒诱导
C. ④和⑤需要植物激素的调控
D. 培育品种3的过程中发生了染色体变异
【答案】B
【解析】A、过程① 是去除细胞壁获得原生质体的步骤,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性,需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,A正确;B、过程② 是原生质体融合,诱导植物原生质体融合的方法有物理法(离心法、电融合等)和化学法(聚乙二醇诱导),灭活病毒是诱导动物细胞融合的特有方法,不能用于植物原生质体融合,B错误;C、④ 是脱分化过程、⑤ 是再分化过程,植物组织培养的脱分化和再分化阶段都需要生长素和细胞分裂素的调控,C正确;D、品种1染色体数为28,品种2染色体数为40,体细胞杂交得到的品种3的染色体数为两个亲本染色体数之和,发生了染色体数目变异,D正确。
8.(2026·北京海淀·二模)双特异性抗体可以同时识别两种不同的抗原。研究者用过氧化物酶免疫大鼠,取其脾脏细胞与骨髓瘤细胞融合获得杂交瘤细胞(甲细胞),用生长抑素免疫同品系大鼠,获得脾脏细胞(乙细胞)。将甲、乙细胞融合获得杂交-杂交瘤细胞,筛选获得分泌双特异性抗体的细胞株,流程如下图。
下列选项错误的是( )
A. ①过程可用PEG或灭活的病毒诱导细胞融合
B. ②过程中未融合的乙细胞不能长时间存活并增殖
C. ③过程需在单一培养孔中接种多个杂交-杂交瘤细胞
D. ④过程需筛选过氧化物酶和生长抑素阳性反应细胞
【答案】C
【解析】A、动物细胞融合的常用诱导方法包括:化学法PEG(聚乙二醇),生物法灭活的仙台病毒,A 正确;B、乙细胞是已免疫的B淋巴细胞,体外培养条件下无法无限增殖,会很快衰老死亡,B正确;C、③ 是克隆化培养,目的是获得能分泌单一抗体的细胞株,因此需要在单一培养孔中接种单个杂交 - 杂交瘤细胞,C错误;D、我们需要的是能同时识别两种抗原的双特异性抗体,因此④ 过程需要筛选出同时对过氧化物酶和生长抑素都呈阳性反应的细胞株,D正确。
9.(2026·北京昌平·二模)油菜是我国第一大油料作物,受菌核病威胁严重。用一定剂量的射线照射板蓝根原生质体,可以使其染色体片段化,再利用此原生质体与油菜原生质体融合,获得杂种细胞,经组织培养获得抗病植株。相关叙述正确的是( )
A. 需用胰蛋白酶去除植物细胞的细胞壁
B. 可用灭活的病毒诱导两种原生质体融合
C. 依据染色体数量筛选含抗病基因的杂种细胞
D. 抗病植株的遗传性状与油菜更接近
【答案】D
【解析】A、植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,去除植物细胞壁需使用纤维素酶和果胶酶,胰蛋白酶用于动物细胞培养过程中分散动物细胞,无法去除植物细胞壁,A错误;B、诱导植物原生质体融合的方法包括物理法(离心、振动、电激等)和化学法(聚乙二醇诱导等),灭活的病毒是诱导动物细胞融合的特有方法,不能诱导植物原生质体融合,B错误;C、题干明确射线处理使板蓝根染色体片段化,无法通过染色体数量判断杂种细胞是否携带抗病基因,需通过分子检测或抗病性状检测筛选目标杂种细胞,C错误;D、由于板蓝根染色体被片段化,杂种细胞中完整的遗传物质主要来自油菜,因此最终获得的抗病植株的遗传性状与油菜更接近,D正确。
10.(2026·北京通州·一模)胞质杂交是植物体细胞杂交应用的一个重要方面。下图为将品种甲叶绿体中的优良基因导入品种乙,从而获得抗病品种丙的实验流程。下列叙述错误的是( )
A. 过程①的操作需要在等渗或略高渗溶液中进行
B. 过程②可以用聚乙二醇(PEG)诱导融合
C. 过程②筛选同时具备叶绿体和细胞核的原生质体
D. 品种丙能稳定遗传品种甲、乙的所有优良性状
【答案】D
【解析】A、过程① 是去除细胞壁获得原生质体,原生质体无细胞壁保护,在等渗或略高渗溶液中可避免吸水涨破,A正确;B、过程② 是原生质体融合,聚乙二醇(PEG)是诱导原生质体融合常用的化学试剂,B正确;C、本实验目的是获得含品种乙细胞核、品种甲叶绿体的杂种原生质体,因此过程② 需要筛选同时具备叶绿体和细胞核的原生质体,C正确;D、该过程仅将品种甲叶绿体中的优良基因导入品种乙,品种甲核基因控制的性状并未转移给丙,因此丙不可能获得甲的所有优良性状,D错误。
11.(2026·北京东城·一模)某种IL-17A单抗能够阻断IL-17A与IL-17A受体结合,抑制强直性脊柱炎的炎症发生和发展。有关单抗制备过程叙述不正确的是( )
A. 需要利用动物细胞培养及动物细胞融合技术
B. 从IL-17A免疫的小鼠中获取骨髓瘤细胞和B细胞
C. 使用PEG、灭活病毒均可诱导骨髓瘤细胞和B细胞融合
D. 将抗体检测阳性的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔大量生产单抗
【答案】B
【解析】A、单克隆抗体制备过程中,需要先诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,再对筛选得到的杂交瘤细胞进行克隆化培养,涉及动物细胞融合和动物细胞培养技术,A正确;B、制备IL-17A单抗时,用IL-17A免疫小鼠的目的是从小鼠脾脏中获取能产生特异性抗体的B淋巴细胞,骨髓瘤细胞是具有无限增殖能力的小鼠肿瘤细胞,不需要从免疫后的小鼠中获取,B错误;C、诱导动物细胞融合的常用方法包括化学法(PEG即聚乙二醇)、生物法(灭活病毒)等,二者均可诱导骨髓瘤细胞和B细胞融合,C正确;D、大量生产单克隆抗体的方法包括体外培养杂交瘤细胞、或将抗体检测阳性的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔增殖,从小鼠腹水中提取单抗,D正确。
12.(2026·北京石景山·一模)辣椒素作为一种常见的酚类生物碱,广泛用于食品保健、医药工业等领域,目前获得辣椒素的两条途径如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 外植体灭菌后,经过程①脱分化形成不定形的薄壁组织团块
B. 脱毒苗和高产细胞系的获得均体现了植物细胞的全能性
C. 过程②通常选择植物茎尖培养脱毒苗,是因为其分裂能力强
D. 过程③采用的植物细胞培养技术几乎不受气候条件的限制
【答案】D
【解析】A、外植体需要消毒,不需要灭菌,A错误;B、只有脱毒苗的获得体现了细胞的全能性,后者的原理是细胞增殖,B错误;C、过程② 通常选择植物茎尖培养脱毒苗,是因为其几乎不带毒,C错误;D、过程③ 采用的植物细胞培养技术几乎不受气候条件的限制,因而能够高产、稳产,其原理是细胞增殖,D正确。
13.(2026·北京昌平·一模)科研人员以长叶轮钟草茎段为外植体,设置MS、1/2MS(把MS培养基的大量元素浓度减半,其余成分不变)两种基础培养基,搭配不同浓度6-BA、2,4-D进行愈伤组织诱导实验,结果如下表。相关叙述错误的是( )
培养基
6-BA/(mg/L)
2,4-D(mg/L)
愈伤组织诱导率(%)
生长状况
MS
0.5
0.5
79.17
生长一般、质地紧密、白色
MS
1
1
58.33
生长一般、质地紧密、浅白
MS
1.5
1.5
79.17
生长良好、质地紧密、深白
1/2MS
0.5
1
100.00
生长良好、质地紧密、白色
1/2MS
1
1.5
100.00
生长好、质地紧密、深白
1/2MS
1.5
0.5
100.00
生长好、质地紧密、白色
注:6-BA属于细胞分裂素类植物生长调节剂,2,4-D属于生长素类植物生长调节剂
A. 植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性
B. 每瓶接种的外植体数量相同,观察愈伤组织的时间点一致
C. 本实验无法比较激素和培养基哪个因素对愈伤组织诱导的影响更显著
D. 要进一步验证最佳配方,需在三个1/2MS处理中选择一组进行重复实验
【答案】D
【解析】A、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,给与适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术,其原理利用了植物细胞的全能性,A正确;B、实验设计需遵循单一变量原则,接种的外植体数量、观察愈伤组织的时间属于无关变量,应保持相同且适宜,B正确;C、本实验同时存在培养基种类、6-BA浓度、2,4-D浓度三个自变量,没有设置专门的对照单独对比激素和培养基的影响程度,因此无法比较两个因素对愈伤组织诱导的影响显著性,C正确;D、要进一步验证最佳配方,应先选择1/2MS处理中生长状况最优的组别,围绕该组的激素浓度设置更小的浓度梯度进行探究,仅任选一组重复实验只能减小实验误差,无法确定最佳配方,D错误。
14.(2026·北京昌平·二模)牛多能性拓展干细胞(bEPSCs)是育种、培育优质牛肉等应用的核心材料,为建立可长期自我更新的bEPSCs系,科研人员开展系列实验。(1)bEPSCs可从牛囊胚的 中分离获取,培养过程中需定期更换培养液的目的是补充营养物质、 。(2)培养的bEPSCs呈致密、饱满的圆顶状克隆生长,细胞克隆边界清晰、结构规整。取部分bEPSCs均分为2组,第1组加入CHIR和XAV试剂,第2组仅添加CHIR。在相同适宜条件下培养一段时间,观察早期传代细胞,第1组细胞呈致密圆顶状克隆,边缘整齐,第2组细胞由致密变扁平、克隆松散。结果表明 。(3)bEPSCs建系过程中,研究人员比较不同培养条件对长期传代细胞的影响,结果如下表。
组别
培养基成分
POU5F1基因表达
SOX2基因表达
对照组
CHIR+XAV
++
++
A
CHIR
++++
++++
B
iCRT3
+++
+++
C
CHIR+iCRT3
+++++
+++++
注:“+”数量表示相对表达量;POU5F1和SOX2表达量越高,干细胞特性保持越好
①结果表明CHIR与iCRT3对bEPSCs分化的作用是 关系。
②Wnt和β-catenin是调控干细胞分化关键通路的信号分子,XAV抑制Wnt/β-catenin通路。TCF1和TCF4均为功能性蛋白,iCRT3特异性破坏β-catenin-TCF1蛋白复合物形成。下图为bEPSCs的Wnt/β-catenin调控机制。
Ⅰ.写出早期传代调节过程中表示调控效应的关键词:
第1组:【Ⅰ+Ⅱ】(调节平衡)→Ⅲ→Ⅴ(b1 )→Ⅶ(c1 )
第2组:【Ⅰ】(a1 )→Ⅲ→Ⅴ(b1 )→Ⅶ(e1 )
Ⅱ.写出晚期传代C组实验调节过程中表示调控效应的关键词:
d ,b2 ,c2 。
(a1和d选填“促进”、“抑制”或“无影响”,b1和b2选填“上调”、“下调”或“不变”,c1和c2选填“维持”或“脱离”)。
【答案】(1)① 内细胞团 ② 及时清除代谢废物 (2)单独使用CHIR会诱导早期传代bEPSCs分化,而加入XAV后可逆转这一效应,维持细胞的干细胞特性 (3)① 协同 ② 下调 ③ 维持 ④ 促进 ⑤ 下调 ⑥ 脱离 ⑦ 抑制 ⑧ 上调 ⑨ 维持
【解析】(1) bEPSCs可从牛囊胚的内细胞团分离获取,内细胞团细胞具有发育的全能性,可分化为胎儿的各种组织。动物细胞培养过程中,细胞会不断产生乳酸、氨等代谢废物,这些物质积累会毒害细胞。定期更换培养液既能补充消耗的营养物质,又能及时清除代谢废物,维持细胞正常的生存环境。(2) 本实验的自变量是XAV的有无,因变量是bEPSCs的克隆形态(反映分化状态)。第1组(CHIR+XAV):细胞呈致密圆顶状、边缘整齐,这是未分化干细胞的典型形态。第2组(仅CHIR):细胞变扁平、克隆松散,说明细胞发生了分化。对比可知,单独使用CHIR会诱导早期传代bEPSCs分化,而加入XAV后可逆转这一效应,维持细胞的干细胞特性。(3) ① 分析表格数据:单独使用 CHIR(A 组)或 iCRT3(B 组),POU5F1 和 SOX2 的表达量均高于对照组(CHIR+XAV)。两者联合使用(C 组)时,表达量显著高于单独使用的任何一组,且达到最高水平。由于 POU5F1 和 SOX2 表达量越高,干细胞特性保持越好(即抑制分化的效果越强),说明 CHIR 和 iCRT3 在抑制 bEPSCs 分化、维持干细胞特性方面具有协同作用(共同作用效果大于单独作用之和)。② 早期传代 bEPSCs 主要通过β-catenin-TCF1 通路调控,晚期传代主要通过β-catenin-TCF4 通路调控。CHIR:促进Wnt/β-catenin 通路激活,增加细胞内 β-catenin 的含量。XAV:抑制Wnt/β-catenin 通路激活,减少细胞内 β-catenin 的含量。iCRT3:特异性抑制β-catenin 与 TCF1 的结合(破坏 β-catenin-TCF1 复合物形成)。β-catenin-TCF1 复合物:下调POU5F1 和 SOX2 的表达(促进分化)。β-catenin-TCF4 复合物:上调POU5F1 和 SOX2 的表达(维持干细胞特性)。Ⅰ. 早期传代调节过程第 1 组(CHIR+XAV):β-catenin-TCF1 复合物的固有作用是抑制(下调)多能性基因的表达。CHIR(促进通路)与 XAV(抑制通路)达到平衡,β-catenin-TCF1 复合物含量适中,多能性基因表达量足以维持干细胞特性,细胞不分化。第 2 组(仅 CHIR):CHIR 的作用是激活(促进)Wnt/β-catenin 通路,使细胞内 β-catenin 含量显著升高。与第 1 组相同,β-catenin-TCF1 复合物仍发挥下调多能性基因的作用。β-catenin 含量升高导致 β-catenin-TCF1 复合物大量积累,多能性基因表达被显著抑制,细胞丧失干细胞特性,发生分化。Ⅱ. 晚期传代 C 组(CHIR+iCRT3)调节过程iCRT3 的特异性作用是抑制 β-catenin 与 TCF1 的结合,阻断 β-catenin-TCF1 通路。CHIR 使 β-catenin 含量升高,同时 iCRT3 阻断了 TCF1 通路,因此大量 β-catenin 转向与 TCF4 结合,形成 β-catenin-TCF4 复合物,该复合物显著上调多能性基因的表达。多能性基因表达量达到最高水平,干细胞特性得到最有效的维持,细胞可长期自我更新。
15.(2026·北京昌平·一模)TMUV是一种可引起鸭严重疾病的RNA病毒。研究人员使用BHK-21细胞(仓鼠肾细胞)作为模型,开展对该病毒感染机制的研究。
(1)科研人员向培养液中加入一种天然成分 ,接种BHK-21细胞后转移至 仪器中培养。
(2)将提取的BHK-21细胞所有膜蛋白分离纯化后,与TMUV一起孵育一段时间后洗脱,再利用 进行杂交。结果发现,膜蛋白中的G蛋白可与之形成杂交带,推测G蛋白在TMUV与细胞结合中发挥作用。
(3)G蛋白由两个结构域组成,分别位于氨基端和羧基端。科研人员将BHK-21细胞分别与不同类型抗体共孵育一段时间,去除未结合抗体后,进行TMUV感染,一段时间后提取病毒RNA并进行检测,结果如下图。
①对照组需加入 与BHK-21细胞共孵育。
②该实验结果说明 。
(4)基于上述研究,请提出两条预防鸭感染TMUV的方法: 。
(5)研究人员利用与G基因mRNA互补的siRNA及无关siRNA开展实验,实验结果表明前者只能部分抑制病毒感染,请提出后续研究方向: 。
【答案】(1)① 动物血清 ② CO2培养箱 (2)特异性识别病毒的抗体 (3)① 无关抗体 ② TMUV通过G蛋白的氨基端与BHK-21细胞结合 (4)敲除或修饰鸭的G蛋白基因,开发针对G蛋白氨基端的单克隆抗体药物 (5)可进一步筛选TMUV的其他候选受体
【解析】(1) 动物细胞培养液中通常需添加天然成分-血清,提供生长因子、激素、蛋白质等必需营养物质。BHK-21细胞为哺乳动物细胞,需在恒温、恒湿、含5%CO₂的环境中培养,以维持培养液pH稳定,因此接种BHK-21细胞后转移至CO2培养箱仪器中培养。(2) 该步骤为免疫印迹或免疫共沉淀实验,目的是检测G蛋白是否与TMUV结合。通过加入特异性识别病毒的抗体,可识别并结合目标蛋白,形成杂交带,从而验证其参与病毒结合过程。(3) ①对照组需加入等量无关抗体与BHK-21细胞共孵育。这是为了排除非特异性结合或操作本身对实验结果的影响,确保实验组与对照组唯一变量为“抗体类型”。②抗G蛋白氨基端抗体组TMUV,RNA相对表达量最低,说明该抗体能最有效阻断病毒侵入;抗G蛋白羧基端抗体组表达量较高,阻断效果较弱;对照组最高,无抗体干预时病毒复制最强。结论:TMUV通过G蛋白的氨基端与BHK-21细胞结合,是病毒侵入的主要功能域。(4) 研发靶向G蛋白氨基端的中和抗体药物或疫苗,阻断病毒与宿主细胞受体结合;筛选小分子抑制剂或肽类化合物,特异性干扰G蛋白氨基端结构域功能,抑制病毒吸附与入侵。则预防鸭感染TMUV的方法可以是敲除或修饰鸭的G蛋白基因,开发针对G蛋白氨基端的单克隆抗体药物。(5) 研究人员利用与G基因mRNA互补的siRNA及无关siRNA开展实验,实验结果表明前者只能部分抑制病毒感染,筛选并验证其他参与TMUV侵染的关键宿主因子;即可进一步筛选TMUV的其他候选受体。
试卷第1页,共3页
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