高频考点12 细胞工程（原卷版）

高频考点12细胞工程和胚胎工程2021年2022年2023年考情分析1月6月1月6月1月6月动物细胞工程2分3分2分2分植物细胞工程大多作为哦情境出现，涉及知识较为简单；动物细胞工程命题以单克隆抗体相关内容为主，侧重对生命观念和科学思维的考查；胚胎工程主要考查对相关内容的识记、理解和应用。植物细胞工程3分2分5分8分胚胎工程2分2分1分生物技术伦理2分分值合计5分5分4分5分12分3分该考点知识与现实生活息息相关。高考对该考点的考查，常以生活实际、现实热点为切入点，考查考生学以致用、迁移应用的能力。设问的难度设置可分为两个层级，一是基础类设问，属于送分题目，基本上依据教材所学即可答出；二是理解类设问，这类问题难度中等偏上，需要迁移教材知识，分析试题情景，将所学与所考有效“搭桥”才能解答。建议在复习，在抓好教材基础的同时，将重点放在对理解类问题的强化上。植物组织培养培养基的组成：大量元素、微量元素、有机物、蔗糖及植物激素、琼脂等。添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。若生产人工种子，则培养到胚状体阶段；若提取细胞产物，则一般培养到愈伤组织阶段；若培育新个体，则应培养到试管苗阶段。2.植物体细胞杂交的关键原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。优点：克服远缘杂交不亲和的障碍。①酶解法——用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。②促融剂——常用聚乙二醇。③杂种细胞的形成标志——新细胞壁的形成。④培养杂种植株的技术——植物组织培养。⑤杂种植株培育成功的原理——离体的植物细胞具有全能性。3.核移植技术（克隆动物）动物细胞核移植技术是指将动物细胞的细胞核经移植到去核的卵母细胞中，使其重组并发育成新的胚胎，新胚胎最终发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物为克隆动物。

（1）理论意义：证明①动物高度分化的细胞可恢复到类似受精卵的功能（细胞核具有全能性）；②细胞质具有调控细胞核基因表达的作用

（2）应用价值：促进优良种畜繁育；保护繁育濒危动物；核移植胚胎干细胞用于诱导形成器官；转基因动物克隆。（3）存在问题：①成功率低；②大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传、生理缺陷。4.单克隆抗体的制备单个B淋巴细胞进行增殖获得的细胞群，产生化学性质单一，物质特异性强的抗体，制备原理：=1\*GB3①免疫原理：一种效应B细胞只产生一种特异性抗体，但不能无限增殖。

=2\*GB3②骨髓瘤细胞可以无限增殖=3\*GB3③细胞融合原理：膜的流动性使细胞可相互融合，效应B细胞与骨髓瘤细胞融合产生的杂交瘤细胞保持了亲代双方的特性，既能产生特异性抗体，又可无限增殖。制备单克隆抗体的过程

单克隆抗体制备过程需经过两次筛选：第一次筛选——筛选杂交细胞：B淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合之后有三种情况，B淋巴细胞与B淋巴细胞融合、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，只有B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的细胞才是需要的杂种细胞。第二次筛选——筛选能产生抗体的杂交瘤细胞提取单克隆抗体的场所：若在体内培养杂交瘤细胞，即在小鼠或其他动物的腹腔中培养，则从腹水中提取。若在体外培养杂交瘤细胞，即在培养基中培养，则从培养液中提取。单克隆抗体的应用：=1\*GB3①作为诊断试剂：准确识别抗原（准确、高效、简易、快速）；=2\*GB3②用于疾病治疗和运载药物（如治疗癌症的药物“生物导弹”）题型01植物细胞工程1.利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是 ()A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物B.植物细胞体积小,故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产C.次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养D.该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量2.人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合,以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是()A.细胞融合前应去除细胞壁B.高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合C.融合的细胞即为杂交细胞D.杂交细胞可能具有生长快速的优势3.蓝莓细胞富含花青素等多酚类化合物。在蓝莓组织培养过程中,外植体切口处细胞被破坏,多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物,这一过程称为褐变。褐变会引起细胞生长停滞甚至死亡,导致蓝莓组织培养失败。下列叙述错误的是 ()A.花青素通常存在于蓝莓细胞的液泡中B.适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率以减少褐变C.在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变D.宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体4.研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n=14)的优良性状导入普通小麦(2n=42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉,10天后只发现两个杂种幼胚,将其离体培养,产生愈伤组织,进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是()A.簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离B.培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化C.杂种植株减数分裂时染色体能正常联会D.杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株5.两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,过程如图所示。下列说法错误的是()A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂C.过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段14.(2023新课标,35,12分)根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系,根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根瘤的形成,根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。为了寻找抗逆性强的根瘤菌,某研究小组做了如下实验:从盐碱地生长的野生草本豆科植物中分离根瘤菌;选取该植物的茎尖为材料,通过组织培养获得试管苗(生根试管苗);在实验室中探究试管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。回答下列问题。(1)从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养,可以获得纯培养物,此实验中的纯培养物是。

(2)取豆科植物的茎尖作为外植体,通过植物组织培养可以获得豆科植物的试管苗。外植体经诱导形成试管苗的流程是:外植体愈伤组织试管苗。其中①表示的过程是,②表示的过程是。由外植体最终获得完整的植株,这一过程说明植物细胞具有全能性。细胞的全能性是指。

(3)研究小组用上述获得的纯培养物和试管苗为材料,研究接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力,其做法是将生长在培养液中的试管苗分成甲、乙两组,甲组中滴加根瘤菌菌液,让试管苗长出根瘤。然后将甲、乙两组的试管苗分别转入的培养液中培养,观察两组试管苗的生长状况,若甲组的生长状况好于乙组,则说明。

(4)若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌,可通过发酵工程获得大量根瘤菌,用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料,在农业生产中使用微生物肥料的作用是(答出2点即可)。

题型02动物细胞工程1.某团队通过多代细胞培养,将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除,获得XO胚胎干细胞,再经过一系列处理,使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是()A.营养供应充足时,传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制B.获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异C.XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化D.若某濒危哺乳动物仅存雄性个体,可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育2.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3.如图所示,将由2种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子,在体外解偶联后重新偶联可制备双特异性抗体,简称双抗。下列说法错误的是 ()A.双抗可同时与2种抗原结合B.利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞C.筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原D.同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞4.某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究,结果发现其培养的原代神经元生长缓慢,其原因不可能的是 ()A.实验材料取自小鼠胚胎的脑组织B.为了防止污染将培养瓶瓶口密封C.血清经过高温处理后加入培养基D.所使用的培养基呈弱酸性5.纳米氧化亚铜是一种纳米材料。为了探究纳米氧化亚铜对贴壁生长细胞活性的影响,研究者在培养基中添加一定量的纳米氧化亚铜,8小时后观察到细胞萎缩,体积变小,细胞核变大,细胞膜内侧出现纳米氧化亚铜富集现象,培养瓶中大量贴壁细胞脱落,出现细胞悬浮。根据该实验现象,能得出的正确结论是 ()A.纳米氧化亚铜改变了细胞的贴壁生长习性B.纳米氧化亚铜对该细胞生长有抑制作用C.纳米氧化亚铜能通过自由扩散进入细胞D.纳米氧化亚铜不影响细胞的新陈代谢6.航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频。下列相关叙述正确的是 ()A.培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌B.培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳C.心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖D.心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动7.如图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程,在人—鼠杂种细胞中人的染色体会以随机方式丢失,通过分析基因产物进行基因定位。现检测细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4种酶活性,只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性,只有Ⅲ具有胸苷激酶活性,Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性。下列相关叙述不正确的有 ()A.加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合B.细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为人—人、人—鼠、鼠—鼠融合细胞C.芳烃羟化酶基因位于2号染色体上,乳酸脱氢酶基因位于11号染色体上D.胸苷激酶基因位于17号染色体上,磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上8.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9.在克隆哺乳动物过程中,通常作为核移植受体细胞的是去核的()A.卵原细胞B.初级卵母细胞C.次级卵母细胞D.卵细胞10.小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞,制备流程如图所示。下列叙述正确的是()A.为获得更多的囊胚,采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子B.细胞a和细胞b内含有的核基因不同,所以全能性高低不同C.用胰蛋白酶将细胞a的膜蛋白消化后可获得分散的胚胎干细胞D.胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在CO2培养箱中进行培养11.某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体,以期快速检测该病毒,其主要技术路线如图所示。回答下列问题:与小鼠骨髓瘤细胞融合前,已免疫的脾细胞(含浆细胞)(填“需要”或“不需要”)通过原代培养扩大细胞数量;添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合,该过程中PEG对细胞膜的作用是

。

(2)在杂交瘤细胞筛选过程中,常使用特定的选择培养基(如HAT培养基),该培养基对和生长具有抑制作用。

(3)单克隆抗体筛选中,将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交,其目的是。

(4)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是。

12.以我国科学家为主的科研团队将OSNL(即4个基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的缩写)导入黑羽鸡胚成纤维细胞(CEFs),诱导其重编程为诱导多能干细胞(iPS),再诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs),然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚血管中,最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代,实验流程如图。回答下列问题。(1)CEFs是从孵化9天的黑羽鸡胚中分离获得的,为了获得单细胞悬液,鸡胚组织剪碎后需用处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加等天然成分,以满足细胞对某些细胞因子的需求。

(2)体外获取OSNL的方法有(答出1种即可)。若要在CEFs中表达外源基因的蛋白,需构建基因表达载体,载体中除含有目的基因和标记基因外,还须有启动子和等。启动子是识别和结合的部位,有了它才能驱动。(3)iPS细胞和iPGCs细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是。

(4)诱导iPS细胞的技术与体细胞核移植技术的主要区别是

。(5)该实验流程中用到的生物技术有(答出2点即可)。

题型03胚胎工程1.科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎,并将其移植到长角羚羊体内,使后者成功妊娠并产仔,该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是()A.超数排卵B.精子获能处理C.细胞核移植D.胚胎培养2.下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述正确的()A.通常采用培养法或化学诱导法使精子获得能量后进行体外受精B.哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养不需要额外提供营养物质C.克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程D.将小鼠桑椹(葚)胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖3.经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚,通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是()A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得4.某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊,为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代,该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题。(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液,精液保存的方法是。在体外受精前要对精子进行获能处理,其原因是;精子体外获能可采用化学诱导法,诱导精子获能的药物是(答出1点即可)。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞,因为卵母细胞达到时才具备与精子受精的能力。

(2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行,该培养液的成分除无机盐、激素、血清外,还含的营养成分有(答出3点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。

(3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作,以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是

。

【归纳总结】1.植物细胞工程2.动物细胞工程正确理解生物反应器3.动物细胞融合和单克隆抗体的制备4.胚胎工程1.(2022浙江1月选考,7,2分)农作物秸秆的回收利用方式很多,其中之一是将秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质。碎化秸秆中纤维所起的作用,相当于植物组织培养中固体培养基的 ()A.琼脂+蔗糖B.蔗糖+激素C.激素+无机盐D.无机盐+琼脂2.(2022浙江6月选考,23,2分)下列关于菊花组织培养的叙述,正确的是()A.用自然生长的茎进行组培(组织培养)须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒B.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换C.组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富D.不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株3.(2020浙江7月选考,15,2分)下列关于病毒的叙述,错误的是()A.有的病毒经灭活处理后,可用于细胞工程中介导动物细胞的融合B.适当增加机体内参与免疫的细胞数量与活性,可提高对新型冠状病毒的抵御能力C.在某人的分泌物中检测到新型冠状病毒,推测该病毒的增殖不依赖于宿主细胞D.用高温高压处理病毒使其失去感染能力,原因之一是病毒的蛋白质发生了热变性4.(2023浙江1月选考,12,2分)在家畜优良品种培育过程中常涉及胚胎工程的相关技术。下列叙述错误的是()A.经获能处理的精子才能用于体外受精B.受精卵经体外培养可获得早期胚胎C.胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率D.胚胎移植前需对受体进行选择和处理5.(2023浙江1月选考,24,15分)甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定,最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题:(1)根据研究目标,在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前,应检验两种植物的原生质体是否具备的能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体,则乙植物可用幼苗的为外植体。

(2)植物细胞壁的主要成分为和果胶,在获取原生质体时,常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分别使甲原生质体和乙原生质体的失活。对处理后的原生质体在显微镜下用计数,确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后,通过添加适宜浓度的PEG进行融合;一定时间后,加