高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》专题3 胚胎工程综合与测试测试题

专题2~3达标检测

(满分:100分;时间:45分钟)

一、选择题(每小题4分,共44分)

1.不同细胞的全能性高低不同,下列有关细胞全能性大小的比较正确的是 (　　)

A.细胞分裂能力越弱,细胞全能性越高

B.一般情况下,干细胞的全能性高于体细胞

C.韧皮部细胞的全能性高于形成层细胞

D.衰老细胞的全能性高于幼嫩细胞

2.植物组织培养可以形成愈伤组织,下列有关愈伤组织的叙述错误的是 (　　)

A.愈伤组织是离体细胞经过脱分化形成的

B.形成愈伤组织的培养基不含有机分子

C.愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构

D.愈伤组织细胞的线粒体和核糖体中可能发生碱基互补配对

3.下列关于植物体细胞杂交的叙述,错误的是 (　　)

A.将不同种的植物体细胞融合形成的细胞称为杂种细胞

B.将不同种的植物细胞融合为杂种细胞并培育成新的植物体的过程属于植物体细胞杂交过程

C.植物体细胞杂交技术可克服不同种植物之间远缘杂交的障碍

D.两种二倍体植物经植物体细胞杂交技术获得的新植物体仍为二倍体

4.下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是 (　　)

A.培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞

B.培养过程中多数细胞的基因型会发生改变

C.二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的

D.恶性细胞系的细胞可进行传代培养

5.下列有关两种细胞工程的说法正确的是 (　　)

A.在愈伤组织形成过程中,除适宜的温度、pH和无菌条件外,还需要有植物激素进行调节

B.植物体细胞杂交前需要用酶去除细胞壁获得原生质体,然后再用灭活的病毒促进融合

C.利用动物体细胞核移植的方法得到克隆动物是培育新物种的一种方式

D.动物细胞培养应在含5%CO2的恒温箱中培养,CO2的作用是为细胞提供碳源

6.下列是应用动物细胞工程技术获取单克隆抗X抗体的具体操作步骤,其中对单克隆抗体制备的相关叙述中不正确的是              (　　)

①从患骨髓瘤的小鼠体内获取骨髓瘤细胞

②利用促细胞融合因子使两种细胞发生融合

③将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔培养

④筛选出能产生抗X抗体的杂交瘤细胞

⑤利用选择性培养基筛选出杂交瘤细胞

⑥从小鼠腹水中提取抗体

⑦将X抗原注入小鼠体内,获得能产生抗X抗体的B淋巴细胞

A.实验顺序应当是①⑦→②→⑤→④→③→⑥

B.③过程也可在体外进行

C.②过程获得的细胞均可大量增殖

D.利用细胞融合技术生产单克隆抗体过程中通常要经过两次筛选

7.科学家利用鸡尾酒诱导小鼠胚胎干细胞分化成卵母细胞,体外受精后,将胚胎移植到代孕小鼠体内,能产生正常后代。有关叙述不正确的是              (　　)

A.采集的卵母细胞一般要在体外培养一段时间才能受精

B.胚胎早期培养的培养液一般需要添加维生素

C.胚胎干细胞分化成卵母细胞说明其具有全能性

D.胚胎移植时胚胎的遗传特性不会因受体而改变

8.下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述,错误的是 (　　)

A.精子在获能液中于37 ℃、5%CO2条件下培养的目的是使精子获能

B.小鼠在特定光控周期条件下饲养,注射相关激素有促进超数排卵的作用

C.分割的胚胎细胞有相同的遗传物质,因此发育成的个体没有形态学差异

D.注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育

9.动物乳腺生物反应器是一项利用转基因动物的乳腺代替传统的生物发酵,进行大规模生产人类所需的蛋白质的现代生物技术。目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要医药产品。大致过程如图所示:

下列有关说法,错误的是 (　　)

A.通过③形成的重组质粒具有人的药用蛋白基因、启动子、终止子和标记基因

B.④通常采用显微注射法

C.在转基因母牛的乳腺细胞中人的药用蛋白基因才会得以表达,因此可以从乳汁中提取药物

D.该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取

10.下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述,正确的是 (　　)

A.采取激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理

B.体外培养发育到原肠胚期的胚胎即可进行移植

C.使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎的排斥反应

D.利用胚胎分割技术,同卵多胎较同卵双胎成功率更高

11.如图表示哺乳动物胚胎工程的有关操作流程。下列叙述正确的是 (　　)

A.①过程运用超数排卵技术可得到多个胚胎

B.③过程可以用胃蛋白酶处理囊胚获得干细胞

C.④过程需要在二氧化碳培养箱中进行

D.⑤过程可以直接获得各种效应T细胞

二、非选择题(共56分)

12.(13分)科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄—马铃薯杂种植株,为了便于杂种细胞的筛选和鉴定,科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质,其培育过程如图所示,请据图回答下列问题:

(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理有　　　　　　　　　　。 

(2)过程①常用的酶是　　　　　　　　,细胞融合完成的标志是　。 

(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂　　　　诱导融合,在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察,根据细胞膜表面荧光的不同可观察到　　　　种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况),当观察到　　　　　　　　　　　　　　　　　时可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。 

(4)过程③和过程④依次为　　　　　　　　　　,过程④中的培养基常添加的植物激素是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)若番茄细胞内有m条染色体,马铃薯细胞内有n条染色体,则“番茄—马铃薯”细胞在有丝分裂后期含　　　　条染色体。若杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体,则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于　　　　植株。 

13.(14分)随着科学技术的发展,人们可以根据人类的需求来改造生物的性状。如图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解,据图回答下列问题:

(1)图解中涉及的细胞工程技术有:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)获取②的途径有:基因文库获取、　　　　　　和　　　　　　　　;构建血清白蛋白基因表达载体时,目的基因的首端是　　　　　　(结构)。 

(3)细胞培养所需气体主要有O2和　　　　　,前者是　　　　　　　所必需的,后者的主要作用是　　　　　　　　　　　。 

(4)提供细胞质的卵母细胞要在体外培养至　　　　时期,并通常采用　　　　操作去除卵母细胞的核。 

(5)将供体细胞注入去核卵母细胞后,可通过　　　　　　　　的方法使两细胞融合,供体核进入受体细胞,构建重组胚胎。 

(6)⑦是⑥的后代,那么⑦的遗传性状和　　　　　　　(填“荷斯坦奶牛”或“普通奶牛”)最相似,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

14.(8分)2020年肆虐全球的新冠病毒为RNA病毒,该病毒表面的A蛋白为主要抗原。为研制新冠病毒抗体,科学家设计了如下流程,如图所示,请回答下列问题:

(1)过程①代表的是　　　　　　　,过程③构建A基因表达载体时,启动子和终止子是重新构建的,启动子能被受体细胞的　　　　　　所识别,以便于其催化转录过程。 

(2)在给小鼠皮下注射A蛋白时,要重复注射几次,目的是通过二次免疫,增加小鼠体内　　　　的数目。 

(3)在将X进行扩大培养前,至少需要经过　　　次筛选,扩大培养的原理是　。 

(4)对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中基因工程生产的　　　　来制备疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可以从疑似患者体内分离出病毒与已知病毒进行核酸序列比较,或用图中的　　　　　　　　　与分离出的病毒进行特异性检测。 

15.(13分)2016年,“三亲试管婴儿”在英国出生,所谓的“三亲试管婴儿”,是为了避免夫妻把生理缺陷遗传给孩子,医生去除女性捐赠者的卵子中的细胞核,接着与母亲卵细胞中的细胞核融合,最后再按照标准的试管婴儿技术进行培育。这样诞生的孩子将会继承一位父亲和两位“母亲”的遗传基因。如图表示“三亲试管婴儿”的培育过程。请回答下列问题:

(1)正常情况下,哺乳动物的受精过程主要包括:　　　　　　　　　　　、进入卵细胞膜、原核形成和融合。试管婴儿技术首先要完成体外受精,要顺利完成体外受精必须满足的两个条件是　                                                         　。 

(2)该婴儿的孕育过程中除了体外受精、早期胚胎培养外,还使用的生物技术是　　　　　　　　　,“三亲试管婴儿”技术能避免母亲的　　　　　　遗传病基因传递给后代。 

(3)在体外对胚胎进行培养时,需要满足　　　　　　　　,营养,温度,pH,以及气体等条件。胚胎能在受体子宫中存活的理论基础是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)试管动物应用于畜牧业生产,其优势在于　　　　　　　　　　　。 

(5)“基因编辑婴儿”是指通过基因编辑技术修改人体胚胎、精子或卵细胞细胞核中的DNA后生下的婴儿。基因编辑是应对遗传性疾病的一个潜在办法,但它极具争议性,因为这些修改将遗传给后代,最终有可能影响整个人类的　　　　　　　　。 

16.(8分)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下:

(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为　　　　　,培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂,这种现象称为　　　　　。 

(2)图中2细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为　　　　　;也可从灰鼠体内取出卵子,通过　　　　　后进行早期胚胎培养获得。 

(3)图中重组囊胚通过　　　　　技术移入白鼠子宫内继续发育,暂不移入的胚胎可进行　　　　　保存。 

(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的　　　　　分离培养获得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性,有望在对人类iPS细胞进行定向　　　　　后用于疾病的细胞治疗。 

答案全解全析

专题2~3达标检测

一、选择题

1.B　一般情况下,细胞分裂能力越强,其全能性越高,A错误;韧皮部细胞属于成熟细胞,形成层细胞为幼嫩细胞,因此,韧皮部细胞的全能性低于形成层细胞,C错误;一般情况下,干细胞的全能性高于体细胞,幼嫩细胞的全能性高于衰老细胞,B正确,D错误。

2.B　离体细胞经过脱分化后形成愈伤组织,A正确;形成愈伤组织的培养基中需要添加植物激素等有机分子,B错误;愈伤组织经过再分化可以形成根、芽或胚状结构等,C正确;线粒体中可进行DNA复制、转录和翻译,核糖体中可进行翻译,故愈伤组织细胞的线粒体和核糖体中可能发生碱基互补配对,D正确。

3.D　将不同种的植物体细胞融合形成的细胞集中了两种细胞的遗传物质,称为杂种细胞,A正确。植物体细胞杂交过程包括植物体细胞融合为杂种细胞过程和把杂种细胞培育成新的植物体过程,B正确。植物体细胞杂交技术可使本来不能杂交的两种植物的遗传物质集中到一个细胞中,克服不同种植物之间远缘杂交的障碍,C正确。两种二倍体植物经植物体细胞杂交获得的新植物体不是二倍体,应称为(异源)四倍体,D错误。

4.D　由于接触抑制,培养的细胞在培养瓶壁上形成单层细胞,A错误;动物细胞培养时,所有子代细胞都来自一个亲代细胞,在传代培养的10代以内,细胞基因型一般都相同,B错误;细胞在培养过程中,传代次数是有限的,C错误;恶性细胞系的细胞具有癌变的特点,可进行传代培养,D正确。

5.A　在愈伤组织形成过程中,需要植物激素进行调节,A正确;植物原生质体融合用物理法(离心、电激等)和化学法(PEG等)诱导,灭活的病毒常用于动物细胞融合,B错误;克隆动物属于无性繁殖,不能培育新物种,C错误;动物细胞培养中,CO2的主要作用是维持培养液的pH,D错误。

6.C　单克隆抗体的制备过程:获得骨髓瘤细胞和经过免疫的B淋巴细胞→利用促细胞融合因子使两种细胞发生融合→筛选出杂交瘤细胞→筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞→将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔培养→从小鼠腹水中提取抗体,其中,杂交瘤细胞也可在体外培养,A、B正确;利用促细胞融合因子使两种细胞发生融合,会得到3种融合细胞:B淋巴细胞自身融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞、B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞,其中B淋巴细胞自身融合的细胞不能大量增殖,C错误;利用细胞融合技术生产单克隆抗体过程中通常要经过两次筛选:一是筛选得到杂交瘤细胞(去掉未融合的细胞以及自身融合的细胞),二是筛选出能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞,D正确。

7.C　采集的卵母细胞要在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精,A正确;哺乳动物胚胎的培养液成分一般都比较复杂,除一些无机盐和有机盐类外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及血清等物质,B正确;细胞的全能性指已经分化的细胞仍具有形成完整有机体的潜能,胚胎干细胞分化成卵母细胞不能体现其具有全能性,C错误;胚胎移植时胚胎的遗传特性是由提供胚胎的供体的遗传物质决定的,不会因受体而改变,D正确。

8.C　精子在获能液中于37 ℃、5%CO2条件下培养,可使精子获能,A正确;给小鼠注射促性腺激素可促进其超数排卵,B正确;分割的胚胎细胞具有相同的遗传物质,但发育过程中基因突变或环境因素影响等,最终发育成的个体可能会有形态学差异,C错误;胚胎干细胞具有发育的全能性,能分化成各种组织、器官,D正确。

9.A　要让人的药用蛋白基因在乳腺细胞内表达并分泌含药物的乳汁,重组质粒上还必须具有乳腺蛋白基因等,A项错误;转基因动物利用的受体细胞通常是受精卵,采用显微注射技术,B项正确;只有母牛到达泌乳期,乳腺细胞才会表达相应的药用蛋白基因,乳汁中含有药物,C项正确;利用基因工程技术可以使哺乳动物本身成为“批量生产药物的工厂”,该技术生产药物的优点是产量高、质量好、易提取,D项正确。

10.A　用促性腺激素对良种母牛进行注射处理,可促使其超数排卵,A正确;牛、羊等进行移植的胚胎一般是桑椹胚或囊胚,B错误;受体对移入子宫的胚胎基本上不发生免疫排斥反应,因此无需使用免疫抑制剂,C错误;利用胚胎分割技术,同卵双胎较同卵多胎成功率更高,D错误。

11.C　经超数排卵技术得到的是多个卵子而非胚胎,A错误。胃蛋白酶的最适pH为1.5,不适于干细胞生存,B错误。胚胎干细胞需培养在二氧化碳培养箱中,C正确。效应T细胞的产生需要相应的抗原刺激,缺乏抗原刺激只能得到T淋巴细胞,D错误。

二、非选择题

12.答案　(1)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性　(2)纤维素酶和果胶酶　再生出细胞壁　(3)聚乙二醇(或PEG)　3　融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光　(4)脱分化和再分化　生长素和细胞分裂素　(5)2(m+n)　单倍体

解析　(1)植物体细胞杂交包括植物原生质体融合和培育杂种植株两大步骤,两者的原理分别是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。(2)去除植物细胞壁常用的酶是纤维素酶和果胶酶,细胞融合完成的标志是再生出细胞壁。(3)化学促融剂常用聚乙二醇,两两融合的原生质体有三种:番茄—番茄、马铃薯—番茄、马铃薯—马铃薯,其中杂种细胞的表面有两种颜色的荧光。(4)过程③和过程④分别表示脱分化和再分化,诱导细胞再分化所用的植物激素主要是生长素和细胞分裂素。(5)“番茄—马铃薯”体细胞有(m+n)条染色体,有丝分裂后期染色体数目加倍;由配子直接发育成的个体为单倍体。

13.答案　(1)动物细胞培养、动物细胞核移植　(2)PCR　化学合成(二者无顺序)　启动子　(3)CO2　细胞代谢(或有氧呼吸)　维持培养液的pH　(4)减数第二次分裂(MⅡ)　显微　(5)电刺激　(6)荷斯坦奶牛　⑦的核遗传物质来自荷斯坦奶牛

解析　(1)由题图可知,图中涉及的细胞工程技术有动物细胞培养和动物细胞核移植。(2)目前获取目的基因的常用方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增、通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。基因表达载体的组成包括启动子、目的基因、终止子、标记基因等,其中,启动子位于目的基因的首端。(3)细胞培养所需气体主要有O2和CO2,O2参与有氧呼吸(细胞代谢),CO2的主要作用是维持培养液的pH。(4)MⅡ期卵母细胞核的位置靠近第一极体,容易用微型吸管吸出。(5)促进细胞融合可采用电刺激的方法。(6)⑦的遗传性状和荷斯坦奶牛最相似,原因是⑦的核遗传物质来自荷斯坦奶牛。

14.答案　(1)反转录　RNA聚合酶　(2)B细胞　(3)2　细胞增殖(有丝分裂)　(4)A蛋白　抗A蛋白的单克隆抗体

解析　(1)由图分析可知,过程①是反转录过程,过程②是获取目的基因,过程③是构建A基因重组载体,启动子能被受体细胞的RNA聚合酶所识别,以便于其催化转录过程。(2)在给小鼠皮下注射A蛋白时,要重复注射几次,目的是通过二次免疫,增加小鼠体内B细胞的数目。(3)在将X进行扩大培养前,至少需要经过2次筛选,第一次是筛选出杂交瘤细胞,第二次是筛选出能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞,扩大培养的原理是细胞增殖(有丝分裂)。(4)对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中基因工程生产的A蛋白来制备疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可以从疑似患者体内分离出病毒,与已知病毒进行核酸序列比较;或采用抗原—抗体杂交法,即用图中的抗A蛋白的单克隆抗体与分离出的病毒进行特异性结合检测。

15.答案　(1)精子穿越放射冠和透明带　来自父方的精子需要进行获能处理,来自母方的卵母细胞需要培养成熟(或培养至MⅡ中期)　(2)核移植、胚胎移植　线粒体(细胞质)　(3)无菌、无毒的环境　受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应　(4)充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力　(5)基因库

解析　(1)正常情况下,哺乳动物的受精过程主要包括精子穿越放射冠和透明带、进入卵细胞膜、原核形成和融合。体外受精需要满足的条件有:来自父方的精子要进行获能处理,来自母方的卵母细胞要培养成熟(或培养至MⅡ中期),只有获能的精子与成熟的卵子才能完成受精。(2)该婴儿的孕育过程中除了体外受精、早期胚胎培养外,还使用的生物技术是核移植、胚胎移植。根据图示可知卵母细胞的细胞质来自捐献者,故“三亲试管婴儿”技术可避免母亲的线粒体遗传基因传递给后代。(3)在体外对胚胎进行培养时,需要满足无菌、无毒的环境,营养,温度,pH,以及气体等条件。胚胎能在受体子宫中存活的理论基础是受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。(4)试管动物应用于畜牧业生产,其优势在于充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(5)“基因编辑婴儿”指通过基因编辑技术修改人体胚胎、精子或卵细胞细胞核中的DNA后生下的婴儿,修改后的基因将遗传给后代,最终有可能影响整个人类的基因库。

16.答案　(1)原代培养　接触抑制　(2)冲卵　体外受精(或核移植)　(3)胚胎移植　冷冻　(4)内细胞团　诱导分化

解析　(1)获得体细胞后进行的初次培养称为原代培养;培养的细胞会出现接触抑制现象。(2)利用人工方法从灰鼠输卵管内获得胚胎的过程称为冲卵,也可从灰鼠体内取出卵子通过体外受精后再进行早期胚胎培养获得。(3)将重组胚胎通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内进行发育,暂不移入的胚胎可进行冷冻保存。(4)ES细胞可由囊胚的内细胞团分离培养获得,可通过对iPS细胞进行定向诱导分化形成所需组织用于疾病的细胞治疗。