2022版高考生物选考江苏专用一轮总复习集训：专题24细胞工程与胚胎工程 —基础集训

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【考情探究】
【真题探秘】
命题立意
①核心考点
本题主要考查了动物细胞培养、胚胎工程等内容。
②核心素养
生命观念:结构与功能观。
科学思维:运用归纳与概括等思维方法对胚胎干细胞的培养等知识进行归纳。
③命题特点
基础性:考查胚胎分割、动物细胞培养等知识。
综合性:试题综合动物细胞培养和胚胎工程的内容从不同角度进行剖析、归纳,并作了适度的延伸。
解题指导
①审题关键
注意关键词的提取,如“胚胎干细胞”“激素注射”“胰蛋白酶”“都需在CO2培养箱”等,随时联系它们的功能。
②易混易错
误以为选项D所用“都需”有问题,忽略了动物细胞培养都需要有一定的pH,这就都需要一定的CO2来维持。
【基础集训】
考点一 细胞工程
1.如图为植物组织培养过程示意图,下列叙述正确的是(多选)( )
外植体→①→②→试管苗
A.外植体可以是植物体细胞、卵细胞或花药
B.②→试管苗过程的基础是细胞的分裂、分化
C.将①包上人造种皮即可获得人工种子
D.赤霉素和脱落酸也可用于植物组织培养
答案 ABD
2.科学家将番茄和马铃薯细胞利用图示技术获得了“番茄—马铃薯”植株。下列有关叙述正确的是(多选)( )
A.图示技术涉及的原理有细胞膜的流动性、植物细胞的全能性等
B.过程②可用电激、聚乙二醇或灭活的病毒诱导原生质体融合
C.过程④⑤需提供无机营养成分、有机营养成分和植物激素等
D.f培养基中生长素与细胞分裂素的配比与e培养基中的不同
答案 ACD
3.2018年1月国际顶尖学术期刊《Cell》杂志报道,我国科学家以一只雌性猕猴胎儿成纤维细胞为核供体成功克隆出两只猕猴。下列相关叙述错误的是( )
A.这项技术证明高度分化的动物体细胞具有全能性
B.研究中需要使用成熟卵母细胞作为核移植的受体
C.培育出的两只雌性猕猴的基因组成几乎完全相同
D.克隆猕猴的成功为大量培育灵长类遗传病模型动物提供了可能
答案 A
4.如图为动物细胞培养过程中细胞增殖曲线(甲)及细胞变化图(乙),请回答下列问题:
(1)图甲中 点以后表示细胞的传代培养,AB段可能发生了如图乙 (填序号)所示的 现象,在进行B至C过程培养前,需要用 处理细胞。
(2)动物细胞培养,一般传至 代以内细胞能保持正常的二倍体核型。
(3)为制备单克隆抗体,需将 注射到小鼠体内,以此获取 ,同时将该细胞与图乙 (填序号)所示的细胞融合形成杂交瘤细胞,该杂交瘤细胞的特点是 。为筛选能够产生单克隆抗体的杂交瘤细胞,可用 培养基来达到目的。
答案 (1)B ② 接触抑制 胰蛋白酶(胶原蛋白酶) (2)10 (3)抗原 浆细胞 ③ 既能无限增殖,又能产生专一抗体 选择
考点二 胚胎工程
5.下列关于胚胎发育和胚胎工程的叙述,正确的是( )
A.在动物的饲料中添加一定量的促性腺激素能促使超数排卵
B.滋养层细胞发育成胎儿的胎膜和胎盘等结构发生在囊胚期
C.若在囊胚期进行胚胎分割,内细胞团需均等分割,滋养层则不必
D.从动物体内获取的精子能直接与卵细胞结合完成受精过程
答案 C
6.请回答胚胎工程方面的问题:
(1)应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、 、 以及在母体中发育和产出等过程。
(2)在“试管牛”的培育过程中,要使精子和卵母细胞在体外成功结合,需要对精子进行处理,使其 。另外,培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期,该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和 。
(3)通常奶牛每次排出一枚卵母细胞,采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞,常使用的激素是 。
(4)哺乳动物胚胎的培养液成分比较复杂,除了一些无机盐和有机盐类外,还需添加 、激素、氨基酸、 等营养成分,以及血清等物质。
(5)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,是可以由囊胚的 或原始性腺中分离出来的一类细胞。
答案 (1)早期胚胎培养 胚胎移植 (2)获能 第一极体 (3)促性腺激素 (4)维生素 核苷酸 (5)内细胞团
7.(2020宁夏石嘴山三中高三期末,12)如图是科学家采用不同的方法培育良种牛的过程,a~h为操作过程,回答有关问题:
(1)图中A牛和B牛的性别 (相同/不同/不一定相同)。
(2)c过程一般是将发育到 (阶段)的早期胚胎进行处理,再植入受体内。操作过程中应注意将③ 均等分割,以免影响胚胎的恢复和进一步发育,该技术的意义在于 。
(3)用于移植的胚胎除了图中所示的途径外,还可以来自 ;胚胎移植能否成功依赖于一定的生理学基础, ,为胚胎的收集提供了可能。
(4)图中C牛的培育过程属于 生殖,D牛的培育过程属于 生殖。(填“有性”或“无性”)
答案 (1)相同 (2)桑椹胚或囊胚 内细胞团 提高胚胎的利用率 (3)核移植技术 早期胚胎(在一定时间内)不会与母体子宫建立组织上的联系,而是处于游离状态 (4)有性 有性
[教师专用题组]
【基础集训】
考点一 细胞工程
1.下列有关植物组织培养的叙述中,正确的是( )
A.愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
B.二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株
C.植物组织培养过程中要注意保持材料用具等无菌
D.同一株绿色开花植株不同部位的细胞得到的组培苗基因型一定相同
答案 C 愈伤组织是脱分化得到的具有分生能力的薄壁细胞,没有特定的结构和功能,A选项错误;二倍体植株的花粉组织培养得到的是高度不育的单倍体植株,同一个体的体细胞经植物组织培养得到的是与供体基因型相同的植株,但若选择花药离体培养得到的是单倍体植株,B、D选项错误。
易混易错 细胞分化的结果是形成具有特定结构和功能的组织细胞,脱分化得到的愈伤组织分化程度低,是没有固定形态的薄壁细胞。
2.通过植物组织培养可获得完整幼苗。下列对此过程的叙述,正确的是( )
A.花粉不含完整的基因组,不能培养成单倍体植株
B.选择植物幼嫩的部分作外植体,更易诱导脱分化
C.植物组织培养过程中可发生基因突变和基因重组
D.植物组织培养过程不需添加有机碳源但需要光照
答案 B 本题是以植物组培为背景,考查考生综合运用所学知识分析、解决问题的能力。花粉为雄配子,含有发育成本物种完整个体所需的全套遗传物质,可经脱分化、再分化形成单倍体植株,A错误;植物幼嫩的部分分化程度较低,全能性较高,更易诱导脱分化,B正确;植物组织培养过程中,无精卵结合的过程,属于无性生殖,不会发生基因重组(发生在减数分裂过程中),但过程中会通过有丝分裂使细胞数目增多,间期发生DNA复制时可以发生基因突变,C错误;植物组培脱分化过程是暗培养,不能进行光合作用,需要添加有机碳源供植物生长,再分化过程是光培养,可以通过光合作用制造有机物,D错误。
3.如图为植物体细胞杂交及组织培养过程示意图。下列说法不正确的是( )
A.过程①②分别需要用胰蛋白酶和聚乙二醇进行处理
B.高尔基体在过程③发挥了重要作用
C.过程⑤需要更换培养基,才能进一步分化为植株
D.A、B的基因型分别为Rr、Yy,则杂种植株的基因型为RrYy
答案 A 过程①需要用纤维素酶、果胶酶进行处理,过程②需要用聚乙二醇进行处理。高尔基体在过程③再生细胞壁中发挥了重要作用。过程⑤需要更换培养基,调整细胞分裂素和生长素的比例后,愈伤组织才能进一步分化为植株。植物体细胞杂交后形成的杂种植株的基因型即为杂交前植株基因型的组合。
4.在应用植物体细胞杂交技术获得白菜—甘蓝的操作步骤中,不正确的是( )
A.用盐酸和酒精的混合液解离以获得原生质体
B.用聚乙二醇诱导白菜和甘蓝的原生质体融合
C.用植物组织培养技术把杂种细胞培养成植株
D.经筛选获得符合要求的白菜—甘蓝杂种植株
答案 A 在植物体细胞杂交过程中,需要用纤维素酶和果胶酶去壁以获得原生质体,用盐酸和酒精的混合液解离细胞会导致细胞死亡,其可用于观察洋葱根尖分生组织细胞的有丝分裂实验,A错误。
5.下列关于动物细胞培养的叙述,不正确的是( )
A.动物细胞培养依据的原理是细胞全能性
B.传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞
C.用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织
D.动物细胞培养时需定期更换培养液以清除代谢废物
答案 A 细胞的全能性是指已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。动物细胞培养是指从动物机体中取出相关组织,分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖,故依据的原理是细胞增殖,A错误。
6.对某种动物的肝肿瘤细胞进行动物细胞培养。下列说法不正确的是( )
A.在利用肝肿瘤组织块制备细胞悬液时,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B.细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是抑制细胞呼吸
C.为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素
D.在合成培养基中,通常需加入血清、血浆等天然成分
答案 B 动物细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是维持培养液的pH,B错误。
7.科研工作者利用禽流感病毒蛋白制备单克隆抗体,下列步骤中叙述正确的是( )
A.用动物细胞培养液培养禽流感病毒,通过离心获得抗原蛋白
B.多次注射适宜浓度的抗原免疫小鼠,以获得更多的浆细胞
C.用灭活的病毒诱导浆细胞与禽流感病毒融合得到杂交瘤细胞
D.将单个杂交瘤细胞接种到小鼠腹腔培养可获得多种单克隆抗体
答案 B 病毒没有细胞结构,不能独立进行新陈代谢,需要寄生在活细胞中,“动物细胞培养液”是指用于培养动物细胞的培养液,不是含有动物细胞的培养液,因此其不能用来培养病毒,A选项错误;多次用特定抗原免疫小鼠,可以获得更多的能产生目的抗体的浆细胞,B选项正确;应诱导浆细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞,而非与病毒融合,C选项错误;将单个杂交瘤细胞进行体内培养,只可获得一种单克隆抗体,D选项错误。
8.抗体的制备经历了细胞学层面和分子学层面两个合成途径的研究。下列是利用生物学技术制备抗体的两个途径模式简图。下列说法错误的是( )
A.过程①至②所获取的抗体称为单克隆抗体
B.过程③至⑥获取抗体的技术称为转基因技术
C.过程⑤需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶
D.V1基因体外扩增的技术称为PCR技术
答案 C 过程①至②是通过细胞融合的方式生产单克隆抗体的过程,A正确;过程③至⑥获取抗体的技术称为转基因技术,B正确;过程⑤需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶,C错误;PCR技术可以实现基因的大量扩增,D正确。
考点二 胚胎工程
9.(2020天津和平模拟,10)下列关于胚胎发育和胚胎工程的叙述中,正确的是( )
A.卵裂期细胞数量及每个细胞的遗传物质均增加
B.胚胎移植一般需发育到桑椹胚或囊胚期,囊胚期开始出现细胞分化
C.囊胚期内细胞团形成原肠腔,此过程称为卵化
D.利用脐带中的造血干细胞进行自体移植时,应长期给予免疫抑制药物
答案 B 卵裂期是早期胚胎发育中尚处于透明带中的发育,随着细胞数目的增加,胚胎的遗传物质增加,但每个细胞的遗传物质都是一样多的,A错误;胚胎移植的适宜时期是桑椹胚或囊胚,此时尚未与母体形成组织上的联系,囊胚期分化出了内细胞团和滋养层,B正确;形成原肠腔的时期是囊胚后的原肠胚,C错误;自体移植没有免疫排斥问题,D错误。
10.(2020山东菏泽一模,18)(不定项选择)下列关于胚胎工程在动物育种中应用的叙述,错误的是( )
A.体外受精时应将收集的精子立即与培养成熟的卵子进行受精
B.移植的胚胎中一定含有来自不同个体的数量不等的遗传物质
C.胚胎分割应在原肠胚进行,可保证分割后的胚胎都发育为完整个体
D.鉴定胚胎性别时可根据减数第一次分裂中期细胞中染色体的形态确定
答案 ACD 体外受精使用的精子必须进行获能处理,A错误;移植的胚胎可来自自然受精的个体、核移植以及转基因的受精卵,都含有来自不同个体的数量不等的遗传物质,B正确;应选择桑椹胚期或囊胚期的胚胎进行胚胎分割,C错误;胚胎性别鉴定取的是滋养层细胞,滋养层细胞不进行减数分裂,D错误。
11.(2020山东日照一模,13)下列关于细胞工程和胚胎工程的叙述,正确的是( )
A.动物细胞培养中,需定期更换培养液,以防止培养过程中的杂菌污染
B.人工种子制备中,需向人工薄膜内添加植物激素,以促进愈伤组织发育
C.胚胎移植中,需向受体注射免疫抑制剂,以避免受体对植入胚胎产生排斥反应
D.胚胎干细胞可在饲养层细胞上进行培养,从而维持其分裂而不分化的状态
答案 D 动物细胞培养中,需定期更换培养液,以清除代谢废物,A错误;人工种子是以胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子,人工种子在适宜条件下能够萌发长成幼苗,B错误;受体对移入子宫的外来胚胎,基本上不发生免疫排斥反应,不需要向受体注射免疫抑制剂,C错误;胚胎干细胞在饲养层细胞上,或在添加抑制因子的培养液中,能够维持不分化的状态,D正确。
知识总结 动物细胞培养的条件:
(1)无菌、无毒的环境:①消毒、灭菌;②添加一定量的抗生素;③定期更换培养液,以清除代谢废物。(2)营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等一些天然成分。(3)适宜的温度和pH。(4)气体环境:95%空气(细胞代谢必需的)和5%的CO2(维持培养液的pH)。
12.(2020山东聊城一模,14)2018年中科院神经科学研究所攻克了克隆灵长类动物这一世界难题,首次成功以体细胞克隆出了两只猕猴——“中中”和“华华”,流程如图。下列相关叙述错误的是( )
A.采集的卵母细胞应该培养到MⅡ中期
B.过程①操作一般不晚于囊胚期
C.克隆猴的性状与核供体性状完全相同
D.克隆猴的成功说明动物体细胞的细胞核具有全能性
答案 C 卵母细胞培养到MⅡ中期才具有受精能力,故采集的卵母细胞应该培养到MⅡ中期,A正确;由于囊胚期后的原肠胚期会与母体建立联系,因此不宜进行胚胎移植,过程①表示胚胎移植,故一般不晚于囊胚期,B正确;由于卵母细胞细胞质中的遗传物质的作用,因此克隆猴的性状与核供体性状不完全相同,C正确;克隆猴的成功证明了已分化的动物细胞核具有全能性,D正确。
知识总结 克隆动物性状与核供体性状不完全相同,从遗传物质的角度分析,其原因是卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响。
13.(2020山东济南一模,13)人体移植器官数量短缺是一个世界性难题。随着生物技术的发展,科学家将病人的体细胞核放入去核的卵母细胞中,让重组细胞发育为早期胚胎,利用胚胎干细胞诱导分化为特定的器官,解决了这一难题。下列叙述正确的是( )
A.重组细胞体外培养和微生物培养都加入CO2的作用是维持培养液的pH稳定
B.加入分化诱导因子可以诱导胚胎干细胞进行定向分化
C.诱导分化时加入激素使特定器官移植时不会发生免疫排斥反应
D.特定器官细胞中的遗传物质与病人体细胞遗传物质相同
答案 B 动物细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是维持培养液的pH稳定,微生物培养加入CO2的作用是充当碳源,A错误;加入分化诱导因子可以诱导胚胎干细胞进行定向分化,B正确;若要避免在器官移植时发生排斥反应,应进行自体移植,即用患者的体细胞核与去核的卵母细胞融合,构建重组细胞,在体外培养,形成胚胎干细胞,再在培养液中添加分化诱导因子,使其形成特定的器官,这样一般不会发生免疫排斥反应,移植器官细胞中的核遗传物质与病人体细胞核遗传物质相同,C、D错误。
综合篇
【综合集训】
提升 植物细胞工程与动物细胞工程的比较
1.(2019江苏南京、盐城三模,16)下列有关动物细胞培养和植物组织培养的叙述,错误的是( )
A.动物细胞培养和植物组织培养所用培养基中的成分不同
B.动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶
C.动物细胞培养可用于检测有毒物质,茎尖组织培养可获得脱毒植株
D.烟草叶片离体培养能产生新个体,小鼠杂交瘤细胞培养能得到细胞代谢产物
答案 B
2.(2019江苏六合中学2月月考,24)下列有关细胞工程的叙述,正确的是(多选)( )
A.用原生质体制备人工种子,要防止细胞破裂
B.乳腺癌细胞比乳腺细胞更容易进行离体培养
C.生产单克隆抗体需要利用动物细胞培养技术
D.动物细胞融合和植物体细胞杂交都能形成杂交个体
答案 BC
[教师专用题组]
【综合集训】
提升 植物细胞工程与动物细胞工程的比较
1.(科学思维—归纳与概括)下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述,错误的是( )
A.动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同
B.动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶
C.烟草叶片离体培养能产生新个体,小鼠杂交瘤细胞可离体培养进行增殖
D.动物细胞培养可用于检测有毒物质,茎尖培养可用于植物脱毒
答案 B 动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同,动物细胞培养采用的是液体培养基,植物组织培养采用的是固体或半固体培养基,A正确;动物细胞培养需要用胰蛋白酶处理,但植物组织培养过程不需要用胰蛋白酶处理,B错误;植物细胞具有全能性,因此烟草叶片离体培养能产生新个体,小鼠杂交瘤细胞可以在体外培养的条件下无限增殖,因此小鼠杂交瘤细胞可离体培养进行增殖,C正确;动物细胞培养可以用于检测有毒物质,茎尖(几乎不含病毒)培养可用于植物脱毒,D正确。
2.以下关于细胞工程的叙述错误的是( )
A.植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性
B.动物细胞培养的理论基础是动物细胞核全能性
C.植物体细胞杂交育种克服了远缘杂交不亲和的障碍
D.单克隆抗体的制备需要利用动物细胞融合技术
答案 B 动物细胞培养的理论基础是动物细胞的增殖,B选项错误。
3.下列关于动、植物细胞融合的叙述,不正确的是( )
A.都需要无菌操作
B.都可用聚乙二醇诱导融合
C.都体现了细胞膜的流动性
D.都可体现细胞的全能性
答案 D 动、植物细胞融合依据的原理都有细胞膜的流动性,都需要无菌操作,且都可用聚乙二醇诱导融合,A、B、C选项正确;动物细胞的融合主要用于单克隆抗体的制备,不能得到生物个体,不能体现细胞的全能性,D选项错误。
课标解读
考情分析
备考指导
考点
考向
1
细胞工程
植物细胞工程
考查内容:(1)本专题包括细胞工程和胚胎工程两个内容。(2)细胞工程包括植物细胞工程和动物细胞工程,对植物细胞工程的考查多集中在植物组织培养及应用方面,而对动物细胞工程的考查则多集中在细胞核移植技术、动物细胞融合及应用方面,如单克隆抗体的制备等;对胚胎工程的考查多集中在利用胚胎工程实现良种动物快速繁育等。
命题规律:(1)单克隆抗体制备、胚胎移植等是本专题的高频考点。(2)命题时常结合实例分析考查原理、关键步骤及结果等,有的试题考查动物细胞培养、动物细胞核移植、基因工程、胚胎移植等技术的综合应用。
命题趋势:(1)植物组织培养技术和单克隆抗体的制备、胚胎移植与人们生产生活日益密切,预测将来也可能会作为热点在高考题中出现。此外,胚胎工程是各工程的最终手段,其与其他专题综合考查的可能性比较大。(2)对能力的考查多集中在运用所学相关知识分析相关问题,做出合理判断并能进行归纳与概括等
在复习备考时,考生要学会通过建模理解植物组织培养技术的操作方法和原理及获得的结果,在此基础上同样借助模型图解学习植物体细胞杂交技术,利用比较法理解动物细胞融合与植物体细胞融合的不同点,并借助教材中的示意图理解单克隆抗体制备的方法及过程,通过建立核移植的流程图理解核移植操作过程,通过体内受精和体外受精的比较理解体外受精与培养所需的条件等,综合细胞核移植技术、基因工程技术理解胚胎移植是这些技术的最后一道工序等;在掌握基础知识的基础上,通过综合性试题训练以提高知识的整合和迁移能力
动物细胞工程
2
胚胎工程
体内受精与早期胚胎
胚胎移植、胚胎分割与胚胎干细胞培养