高考生物一轮复习特训：42细胞工程 Word版含解析

　　时间：45分钟　满分：100分

一、选择题(7小题，每小题2分，共14分)

1．在培育克隆多利羊的过程中，下列哪项技术没有运用到(　　)

A．细胞培养技术　　　　　　B．细胞核移植

C．胚胎移植技术  D．基因工程技术

答案　D

解析　克隆技术需利用核移植以产生重组细胞，重组细胞经细胞培养形成早期胚胎后，需移植到母体子宫发育成个体。

2．下列叙述中，肯定没有采用植物组织培养技术的一项是(　　)

A．花药离体培养得到单倍体植株

B．细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株

C．棉花根尖细胞经诱导形成幼苗

D．秋水仙素处理幼苗得到多倍体植株

答案　D

解析　植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株；秋水仙素可以诱导植物幼苗细胞中的染色体加倍从而得到多倍体，该过程为植物的生长、发育过程，没有用到植物组织培养技术。

3.

某同学在学习“细胞工程”时，列表比较了动植物细胞工程的有关内容，你认为有几处是不正确的(　　)

A.1          B．2

C．3        D．4

答案　B

解析　动物细胞工程的技术手段是动物细胞培养、动物细胞融合、动物体细胞核移植，单克隆抗体是细胞融合的特殊应用。植物细胞壁的去除应使用纤维素酶和果胶酶。

4．下列各项不属于细胞工程在实际中应用的是(　　)

A．培育工程菌使之能产生人生长激素

B．将甲植物细胞内的叶绿体移入乙植物细胞内

C．将番茄茎尖培养用于植物脱除病毒

D．动物细胞培养用于检测有毒物质

答案　A

解析　培育工程菌使之能产生人生长激素属于基因工程的应用。

5．将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中，在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后，应出现的现象是(　　)

答案　B

解析　由题意知，培养基中无植物激素，故无法进行正常的植物组织培养过程。而非洲菊可通过扦插方式用茎进行繁殖，故此过程可相当于植物扦插过程，最终可形成一完整植株。

6．[2016·扬州适应性考试]细胞工程中，选择合适的生物材料是成功的关键。下列选择合理的是(　　)

A．选择高度分化的动物体细胞进行培养有利于获得大量细胞

B．选择早期胚胎细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物的成功率

C．选择植物的愈伤组织进行诱变处理一定能获得优质的突变体

D．选择一定大小的植物茎尖进行组织培养可获得抗毒苗

答案　B

解析　高度分化的动物体细胞已经没有分裂能力，所以不能增殖获得大量细胞；早期胚胎细胞具有全能性，所以选择早期胚胎细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物的成功率；突变是不定向的，选择植物的愈伤组织进行诱变处理可能获得优质的突变体；植物的茎尖分裂快，病毒不能寄生，所以选择一定大小的植物茎尖进行组织培养可获得脱毒苗。

7．如图是科学家研发的制备单克隆抗体的过程，相关叙述错误的是(　　)

A．该过程涉及基因工程和动物细胞融合技术

B．经酶A处理后的Ⅰ与质粒具有相同的黏性末端

C．若供体DNA提供了prG基因(无限增殖调控基因)，则该过程中的Ⅱ是已免疫的B淋巴细胞

D．通过检测和筛选得到的Ⅲ细胞既能无限增殖又能分泌特异性抗体

答案　A

解析　由图可知，该过程涉及基因工程，但未涉及动物细胞融合技术。

二、非选择题(8小题，共86分)

8.

[天津高三期末](15分)下图是“白菜—甘蓝”(均为二倍体)杂种植株培育过程，及杂种植株在密闭玻璃温室中一昼夜CO2浓度变化曲线。请据图回答有关问题。

(1)②过程常用的试剂是________，与其相比，动物细胞融合过程中特有的方法是用________来处理。

(2)同白菜和甘蓝的有性杂交后代相比，上述方法得到的新植株________(是否)可育，这是因为_____________________________。

(3)据曲线分析，该植株开始积累有机物的时间在________，积累有机物最多的时间在________，表示光合作用和呼吸作用相等的点是________，a点时植物细胞产生ATP的结构有________，用于________。该植株经过一昼夜后，________(能否)积累有机物。

(4)研究人员发现培育的白菜—甘蓝抗虫性较差，欲通过基因工程对品种进一步改良，下面是改良过程示意图。

a．在获得①的过程中涉及的工具酶有________________。除外源DNA外，其组成还必须有________________以及标记基因等，此步骤是基因工程的核心。

b．将该目的基因导入植物细胞，常采用的方法是________，其能否在此植物体内稳定遗传的关键是________________；可以用________技术进行检测。

答案　(1)PEG　灭活的病毒

(2)是　杂种细胞中有同源染色体，能产生正常的配子

(3)6时　18时　b、c　细胞质基质，线粒体　各种生命活动　否

(4)a.限制性酶和DNA连接酶　启动子、终止子、复制原点(可不答)

b．农杆菌转化法　目的基因是否整合到植物细胞的染色体上　DNA分子杂交

解析　(1)植物原生质体融合过程中，常用的试剂为聚乙二醇，而动物细胞融合过程中特有的方法为用灭活的病毒来处理。

(2)用植物体细胞杂交的方法获得的白菜—甘蓝杂种植株，因含有同源染色体，能进行正常的减数分裂，产生正常的配子，因此是可育的。

(3)据图可知，当CO2开始减少时(图中6时)，表示植物开始积累有机物，当CO2浓度最低时(图中18时)，表示植物积累有机物最多；当光合速率等于呼吸速率时，CO2浓度不变，因此图中的曲线的最高点和最低点即为光合速率和呼吸速率相等的点，即为图中的b、c点；a点时，植物只进行呼吸作用，产生ATP的结构有细胞质基质和线粒体，产生的ATP可以用于植物的各项生命活动；该植物经过一昼夜后，密闭玻璃温室中CO2浓度没有发生变化，因此无有机物的积累。

(4)a.图中①为重组DNA分子，获得重组DNA分子需要用到的工具酶有限制酶和DNA连接酶，组成部分包括启动子、目的基因、终止子、标记基因等。b.目的基因导入植物细胞时，常用的方法是农杆菌转化法；目的基因能否在植物体内稳定遗传的关键是目的基因是否整合到植物细胞的染色体上，所用的方法是DNA分子杂交的方法。

9．[安徽铜陵期末](9分)人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体，它能像天然种子一样萌发生长。人工种子的核心部分是胚状体，其培育过程如图所示。请回答下列有关问题。

(1)制作人工种子依据的原理是________；制作过程的关键是确保无菌操作，其原因是_____________________________________。

(2)②表示脱分化的过程，其实质是________________；③表示再分化的过程，其实质是________________。培养基中生长素和细胞分裂素的浓度、________、________影响②、③过程的进行。

(3)从保证人工种子正常的生命力以及生态系统的物质循环上来看，人造种皮应具有半透性(透水、透气性)和________________的特点。

(4)某二倍体植物的基因型为DdTt，利用花药离体培养的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工种子，这种种子萌发形成的个体称为________，从生殖方式看属于________生殖。

答案　(1)细胞全能性　细菌等微生物代谢旺盛，在消耗营养物质的同时，产生大量有害产物，毒害组织细胞

(2)使不分裂的细胞恢复分裂能力　基因的选择性表达　比例　使用顺序

(3)易被微生物降解

(4)单倍体　有性

解析　理解种子的结构、植物组织培养、生物的生殖以及单倍体育种等知识是解题的关键。培育人工种子的原理是细胞的全能性。脱分化的实质是使不分裂的细胞恢复分裂能力；再分化的实质是使分裂的细胞在形态、结构和功能上再次发生变化，这种变化是基因选择性表达的结果。培养基中生长素和细胞分裂素的浓度、比例和使用顺序将影响脱分化和再分化过程。种子萌发的过程中，需要从外界吸收大量的水分和氧气进行有氧呼吸，因此，人工种皮应该具有透水、透气性；从物质循环的角度来看，人工种皮应该能被微生物降解。通过花药离体培养获得的植株属于单倍体，基因型为DdTt的植物能产生基因组成为DT、Dt、dT和dt的四种花粉，这种通过有性生殖细胞产生后代的生殖方式，属于有性生殖。

10．(14分)细胞融合技术有着广泛应用。下图表示细胞融合的简略过程，据图回答相关问题。

(1)若a、b分别是基因型为yyRr和YYrr两个玉米品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。科学家分别将它们的花粉除去细胞壁，然后诱导其融合，再把这些融合细胞进行培养，培育出了玉米新品种。

①这两个品种的花粉可用化学诱导剂________诱导融合，共可产生________种基因型的融合细胞(仅考虑两两融合)，这些融合细胞经过脱分化形成________，再经培养可以得到________种不同于亲本基因型的玉米新品种。

②若想培育出基因型为yyRR的玉米植株，也可直接用yyRr植株的花粉培养，再经过________处理并筛选获得，这种方法叫做________。

(2)若a、b表示番茄和马铃薯两种植物的体细胞，请据图回答问题。

①在“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程中，运用了植物细胞工程中的________________技术，植物体细胞融合完成的标志是________________________。

②a、b细胞融合之前，要用到的酶是________________，酶处理后得到________。

(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和已免疫的B淋巴细胞，请据图回答问题。

①为了能充分发挥上述两种细胞各自的特点，经特殊处理，在促细胞融合因子的作用下，两种细胞发生融合，形成图中的d细胞，d细胞的特点是__________________________________________。

由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有______________________等特点。

②下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来：________。

答案　(1)①聚乙二醇(PEG)　6　愈伤组织　4　②染色体加倍(秋水仙素处理)　单倍体育种　(2)①植物体细胞杂交　再生出细胞壁　②纤维素酶和果胶酶　原生质体　(3)①既能无限增殖，又能产生特定的抗体　特异性强、灵敏度高、并可大量制备

②

解析　(1)聚乙二醇是诱导细胞融合的常用化学物质。细胞融合过程中会产生自身融合细胞和异种融合细胞。基因型为yyRr和YYrr的玉米产生花粉的基因型为yR、yr和Yr，即两两融合细胞的基因型有yyRr、YyRr、Yyrr、yyRR、yyrr、YYrr 6种。其中基因型为YyRr、Yyrr、yyRR、yyrr的愈伤组织培养成的玉米新品种的基因型不同于亲本。

(2)植物体细胞杂交包括植物体细胞融合和植物组织培养。细胞融合前需要用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁。

(3)d细胞具有两种亲本的遗传物质，既能无限增殖，又能产生特异性抗体。

11．(10分)下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。

(1)________技术是单克隆抗体技术的基础。

(2)根据培养基的用途分类，图中HAT培养基属于________培养基。

(3)单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最大的优越性是

______________________________________________________。

(4)动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外，还可以采用___________________________________________。

(5)选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞________________的特点，又具备淋巴细胞________________的特点。

(6)淋巴细胞是由动物________中的________细胞分化而来的。

(7)杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是__________________________________________________________。

答案　(1)动物细胞培养　(2)选择　(3)特异性强、灵敏度高　(4)灭活的病毒　(5)在体外大量增殖　分泌特异性抗体　(6)骨髓　造血干　(7)主动运输(主动吸收)

解析　(1)单克隆抗体制备是动物细胞融合的重要应用之一，其技术基础是动物细胞的培养。

(2)由图示中文字“骨髓瘤细胞(不能在HAT培养基上生长)”和“混合并进行细胞融合，转到HAT培养基上培养”可知：使用的HAT培养基是选择培养基。

(3)单克隆抗体来源于单个效应B细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞，与血清中常规抗体比较，其具有灵敏度高、专一性强等特点。

(4)动物细胞融合最常用的诱导方法是利用灭活的病毒诱导。

(5)骨髓瘤细胞与单个效应B细胞融合形成的杂交瘤细胞具备了骨髓瘤细胞体外能无限增殖和效应B细胞能产生特异性抗体的特点。

(6)淋巴细胞来源于动物骨髓中的造血干细胞的分裂、分化。

(7)葡萄糖、氨基酸被动物细胞吸收的主要方式是主动运输。

12.

[云南统一检测](8分)癌症干细胞理论认为，“癌症干细胞”是癌症发展、转移和治疗后复发的根源。实验发现，如果恢复“癌症干细胞”中“let­7基因”的转录，“癌症干细胞”的自我增殖能力将显著下降，原理如图。请分析回答：

(1)在培养“癌症干细胞”时，培养液中应加入一定量的________以防止污染。为避免细胞代谢产物积累对自身造成的危害，应采取的措施是____________。培养过程中可使用________酶处理贴壁细胞，以便分瓶进行________(填“原代”或“传代”)培养。

(2)“let­7基因”恢复转录的原因可能是通过修饰________酶识别和结合的位点，使之恢复驱动“let­7基因”的转录功能；用________法可直接检测“let­7基因”是否转录，当“let­7基因”恢复转录时，“癌症干细胞”中核糖体的活动________(填“不变”“增强”或“减弱”)；“癌症干细胞”的自我增殖能力下降的原因可能是________(填“癌基因mRNA”或“癌蛋白”)减少。

答案　(1)抗生素　定期更换培养液　胰蛋白(胶原蛋白)　传代

(2)RNA聚合　分子杂交　减弱　癌蛋白

解析　本题综合考查基因工程、细胞工程、中心法则等有关知识，属于考纲理解运用层次。

(1)细胞培养时为了防止杂菌感染通常在培养基中加入抗生素；动物细胞生长有接触抑制和贴壁生长的特点，一般用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，处理后的细胞的培养为传代培养；细胞在代谢过程中会产生代谢废物，对细胞生长不利，应定期更换培养液。

(2)基因在转录时，RNA聚合酶和RNA聚合酶结合位点结合，进而转录出mRNA；通过分子杂交可以检测是否转录成功；如果let­7基因转录成功，该miRNA会和癌基因mRNA结合，干扰癌蛋白的翻译过程。

13．[2016·山东临沂高三模拟](10分)下面是科学家利用现代生物技术研制用于癌症治疗的鼠—人嵌合抗体的流程图。请回答：

(1)利用蛋白质工程技术对鼠源嵌合抗体进行改造时，首先必须根据预期________________，设计________________，进一步推测应有的氨基酸序列，最终通过基因拼接，将鼠源抗体基因改造成鼠—人嵌合抗体基因，然后导入鼠淋巴细胞中使其表达。在Ⅰg基因表达载体构建的过程中，人和鼠的基因要用同一种限制酶切割核苷酸之间的________。

(2)图中嵌合载体启动子位于基因的首端，它是________识别和结合的部位，终止子是________的终点；嵌合载体中还应含有________，以便重组DNA的鉴定和筛选。

(3)图中的“抗体分泌细胞”名称是________，检测目的基因在淋巴细胞中是否得到表达可用________________技术。

(4)在制备单克隆嵌合抗体过程中要进行两次筛选，第一次筛选的目的是________________；第二次筛选的目的是________________。

答案　(1)嵌合抗体的功能　嵌合抗体的结构　磷酸二酯键

(2)RNA聚合酶　转录　标记基因

(3)浆细胞(效应B细胞)　抗原—抗体杂交

(4)获得杂交瘤细胞　获得能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞

解析　(1)蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的核糖核苷酸序列(RNA)→找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列(DNA)；限制酶能切割核苷酸之间的磷酸二酯键。

(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位；终止子是转录终止的信号；基因表达载体中含有启动子、终止子、目的基因和标记基因，其中标记基因用于重组DNA的鉴定和筛选。

(3)图中的“抗体分泌细胞”的名称是浆细胞；检测目的基因是否在受体细胞中表达，由于表达产物是蛋白质，因此常采用抗原—抗体杂交技术。

(4)制备单克隆抗体时要经过两次筛选，第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是获得能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞。

14．(10分)某研究小组进行药物试验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。

请回答下列有关动物细胞培养的问题。

(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量________。

(2)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是______________________。细胞培养应在含5%的CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是________________________。

(3)在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长________。药物试验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞可以传代的次数更________。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需用________处理。

(4)为了防止基因培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的________。

(5)已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为A、B两组，A组细胞培养液中加入________，B组细胞培养液中加入无菌生理盐水，经培养后，从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的________或________合成水平的差异，确定Y的药效。

答案　(1)多　(2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质　维持培养液pH　(3)停止　多　胰蛋白酶　(4)抗生素　(5)Y　mRNA　蛋白质

解析　(1)甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。肿瘤细胞为无限增殖的细胞，细胞周期短。在相同条件下，培养相同的时间，甲细胞的数量多于乙细胞。

(2)动物细胞培养液中必须加入动物血清，血清中含有血清蛋白、生长因子、促进细胞贴壁的因子、激素等合成培养基中缺乏的物质。细胞培养应在含5%CO2的恒温培养中进行，CO2的作用是调节培养液pH。

(3)甲为肿瘤细胞，能无限增殖，传代的次数要比乙细胞多，乙细胞(正常肝细胞)在培养瓶中贴壁生长，当铺满瓶壁时，生长停止。为得到更多的肝细胞，需要定期地用胰蛋白酶使细胞脱离瓶壁，进行传代培养。

(4)培养液中加入抗生素来抑制和杀灭细菌，抗生素对动物细胞没有影响。

(5)设计一组加入抗癌药物的实验组，一组不加药物的对照组，通过检测药物影响X基因的表达过程，即转录形成mRNA、翻译形成蛋白质的量来检验药效。

15．(10分)如图为种间植物细胞融合再生植物示意图，请据图回答问题。

(1)步骤①是使植物细胞形成________阶段，其关键技术是________________________。

(2)步骤②一般要用________________________。

(3)③为________过程之后，两者最终融合为一体成为一个新的杂种细胞。

(4)在形成再生植株的过程中，与组织培养相似的步骤是________。

(5)培养的杂种植株在形态上表现为________，其根本原因是______________________________________________________。

(6)亲本A细胞与亲本B细胞两两融合后的细胞有________种，具体为________________________。

答案　(1)原生质体　使用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁　(2)聚乙二醇(PEG)等诱导剂诱导融合　(3)原生质体融合　(4)⑤　(5)杂种特性　具有双亲的全部遗传物质　(6)3　AA、BB、AB

解析　植物细胞首先要用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁，然后用聚乙二醇诱导剂诱导融合，形成杂种细胞。A细胞和B细胞融合后形成AA、BB和AB三种融合细胞。