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考点15 细胞工程——高考生物学一轮复习考点创新题训练
1.乳腺癌常被称为“粉红杀手”，其发病率位居女性恶性肿瘤的首位。目前临床上治疗乳腺癌，常使用一种名为曲妥珠的单克隆抗体。它是一种靶向人类表皮生长因子受体Ⅱ（HER2）的抗体药物，能够有效延缓HER2过度表达的乳腺癌细胞的生长。下列叙述正确的是( )
A.细胞培养中，恶性肿瘤细胞一般表现为贴壁生长
B.乳腺癌患者体内常存在着HER2过度表达的现象
C.HER2是存在于人类乳腺癌细胞表面的特有受体
D.药物曲妥珠主要是为乳腺癌患者提供人类表皮生长因子受体Ⅱ
2.癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关。某些细胞在癌变过程中产生的CEA癌胚抗原明显增加。科学家用CEA癌胚抗原制备单克隆抗体，用于检测血清中的CEA含量，进而对某些癌症进行临床辅助诊断。下列相关叙述错误的是( )
A.用CEA癌胚抗原免疫小鼠可使小鼠产生相应的B淋巴细胞
B.用特定选择培养基筛选出的杂交癌细胞均能产生抗CEA单克隆抗体
C.杂交瘤细胞能无限增殖，且在体外培养的过程中无接触抑制现象
D.用抗CEA抗体检测血清中CEA的原理是抗原与抗体特异性结合
3.紫草富含一种红色的次生代谢物——紫草宁，具有抗菌、消炎的功效。科研人员利用紫草新生的营养芽经过脱分化获得愈伤组织，再使用液体培养基进行细胞悬浮培养，以获得大量紫草宁。下列和关叙述正确的是( )
A.作为外植体的营养分需要进行高温灭菌处理
B.愈伤组织悬浮振荡培养时加入胰蛋白酶有利于分散成单细胞
C.获取紫草宁是利用了植物细胞增殖的原理
D.紫草宁是紫草生长和生存所必需的物质
4.科研人员从渐冻症或帕金森病的患者身上提取皮肤细胞，将其诱导为iPSC（诱导多能干细胞）。然后在涂层上培养这些细胞，以创造健康、功能强大的高度成熟神经元，让渐冻症、帕金森病等疾病治疗成为可能。下列有关叙述错误的是( )
A.iPSC来源于病人自身体细胞，进行自体移植理论上可以避免免疫排斥反应
B.皮肤细胞诱导为iPSC过程相当于植物组织培养的脱分化过程
C.大多数细胞在培养过程中具有细胞贴壁和接触抑制的现象
D.iPSC培养形成成熟神经元的过程中遗传物质发生了改变
5.青霉菌（属真菌）发酵为高耗氧过程，透明颤菌（属细菌）可通过在低氧条件下高表达血红蛋白以促进氧气供应和增强细胞呼吸。下图为将透明颤菌的血红蛋白引入青霉菌的方案。下列说法错误的是( )
A.处理①、②中都可以用溶菌酶去除细胞壁
B.处理③可用电融合法或者聚乙二醇融合法
C.处理④需将融合细胞接种在缺乏甲硫氨酸和精氨酸的培养基上
D.为验证方案是否成功应可在低氧条件下培养杂种菌株并检测其密度
6.研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官，可自组装或与成熟细胞组装成肺类装配体，如图所示。下列叙述错误的是( )
A.肺上皮干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织
B.肺类装配体的培养需要适宜的营养、温度、pH等基本条件
C.肺类装配体形成过程中运用了动物细胞融合技术
D.肺类器官A和B细胞中的DNA相同,RNA和蛋白质存在差异
7.2024年1月24日国际“生物解救”项目研究人员在德国柏林宣布，他们成功地将实验室培育的南方白犀牛胚胎移植到代孕母亲的体内，获得了世界上首例体外受精犀牛生物。该实验的成功让人们相信世界上仅剩两头的北方白犀牛也一样能够通过体外受精诞生新的生命。南方白犀牛的体外受精实验过程不涉及的操作是( )
A.细胞核移植 B.超数排卵 C.精子获能处理 D.胚胎培养
8.2015年2月3日，英国议会院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。
据图分析，下列叙述错误的是( )
A.该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
B.捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿
C.三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核
D.三亲婴儿的培育还需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术
9.我国科学家经过多年的反复试验，在世界上率先成功完成了非人灵长类动物克隆猴。研究人员将对卵母细胞进行去核操作的时间控制在10s之内，在15s之内将体细胞注入去核的卵母细胞里，并创新思路将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂（TSA）处理，具体培育流程如下图所示。下列说法正确的是( )
A.与克隆小猴的细胞相比，图示体细胞的组蛋白甲基化水平较高、乙酰化水平较低
B.“去核卵母细胞”是指去除了DNA——蛋白质复合物的处于MII期的卵母细胞
C.注入Kdm4d的mRNA并进行TSA处理，可能改变了重构胚中某些基因的碱基序列
D.为得到遗传背景相同的克隆猴，可将早期胚胎随机切割成2份或4份后再进行胚胎移植
10.基因组印记（通过甲基化实现受精卵中来自双亲的两个等位基因一个表达另一个不表达）阻碍了哺乳动物的“孤雌生殖”。某研究团队利用甲基化酶、去甲基化酶和基因编辑技术，改变了小鼠生殖细胞的“基因组印记”，使其“变性”，然后将一个第二极体注入修饰后的次级卵母细胞（类似受精作用），最终创造出“孤雌生殖”的小鼠。实验过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.基因组印记会阻碍次级卵母细胞与精子或第二极体的结合
B.需对代孕母鼠进行同期发情处理后，再进行胚胎移植，受体对移植来的胚胎几乎不发生免疫排斥
C.“孤雌小鼠”的诞生过程没有精子参与，所以其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同
D.移植后的囊胚进一步扩大，会导致滋养层破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化
11.栽培大豆甲产量高、抗病性强，野生大豆乙抗干旱、耐盐碱。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的大豆丙，过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.过程①中的酶是纤维素酶和果胶酶
B.过程②中可采用灭活的病毒进行诱导
C.过程③会再生出细胞壁
D.过程④和⑤表达的基因不完全相同
12.据第三次全国大熊猫野外种群调查，全世界野生大熊猫不足1600只，为保护和繁殖大熊猫，科研人员进行了如图实验，相关叙述错误的是( )
A.克隆熊猫培育成功的部分原因是卵细胞质具有调控细胞核发育的作用
B.图中用性激素处理可使供体超数排卵，从而可培育更多的早期胚胎
C.图中进行胚胎移植的胚胎是原肠胚
D.对早期胚胎进行胚胎分割产生同卵多仔，同卵多仔的表现型一定相同
13.研究表明，精子进入卵母细胞时带入的少量miRNA可促进早期胚胎发育。重构胚不能正常发育是限制核移植技术的重要因素，为探究其原因科学家进行相关实验，结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.重构胚需用电刺激等方法激活后
才能完成细胞分裂和发育进程
B.精子miRNA可通过改变重构胚中的遗传信息促进其正常发育
C.精子miRNA可通过提高重构胚中组蛋白甲基化水平促进其正常发育
D.与正常胚胎相比，重构胚中甲基化水平异常主要发生在胚胎孵化时期
14.如图是生产抗β干扰素单克隆抗体的过程。下列相关叙述正确的是( )
A.过程①是将β干扰素注入小鼠，再从小鼠脾脏中分离B淋巴细胞
B.过程②中加入聚乙二醇溶液是为了促进B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合
C.过程④是对杂交瘤细胞进行克隆化培养和专一抗体阳性检测并多次筛选
D.将杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养，从细胞培养液中能获取β干扰素
15.非洲猪瘟病毒(ASFV)可感染家猪及野猪，病死率高达100%。抗原蛋白的选择和单克隆抗体的制备是相关疫苗研发的基础。CP312R是ASFV中最具免疫原性的蛋白之一。我国学者利用基因工程和细胞融合技术，成功制备了CP312R蛋白和相应单克隆抗体。
请回答：
(1)获取目的基因。
通过访问互联网，检索_______获得CP312R蛋白基因序列，采用_______法合成目的基因。
(2)设计引物与扩增目的基因。
根据目的基因序列，设计和合成引物。据下表分析，引物1、引物2上分别添加了_______、______限制酶识别序列。
限制酶及识别序列 （引物名称及序列5′→3′）
EcoRⅠ 5′GAATTC3′ 引物1：CTAGTCTGAAATGACTACCCACATCTTCCACGCTG
PstⅠ 5′CTGCAG3′
XbaⅠ 5′TCTAGA3′ 引物2：AAACTGCAGTTAGTGGTGATGGTGGTGGTGGTGGTGGTGAGCGATAGCGATTTG
PCR 扩增时，应选耐高温的______聚合酶。
A.以DNA为模板的RNA B.以RNA为模板的RNA
C.以DNA为模板的DNA D.以RNA为模板的DNA
(3)重组质粒的构建与鉴定。
经两种限制酶切割后的目的基因和质粒在 DNA连接酶的作用下通过_______键连接起来，能正确表示这个过程的图像是_______ (填写序号)。
重组质粒经双酶切、电泳分离后，若电泳结果出现_______个条带表明重组质粒构建成功。电泳时，琼脂糖凝胶作为介质起到_______的作用，_______起到电泳指示剂的作用。若电泳时指示剂过早迁移出凝胶，下列调整措施合理有哪些 _______。
A.调整电泳的时间
B.调整指示剂上样量
C.调整加样孔朝向正极
D.调整电泳仪电压和温度
E.调整凝胶中琼脂糖的浓度
(4)CP312R蛋白与单克隆抗体的制备。
利用基因工程制备的CP312R蛋白作为_______，刺激小鼠使其发生免疫反应：诱导从小鼠脾脏分离的_________与骨髓瘤细胞融合；融合得到的杂交瘤细胞必需经过_______和_______，才能获得足够数量的能产生所需抗体的杂交瘤细胞。与体外培养获得单克隆抗体相比，从小鼠腹水中提取单抗的优点是_______。(答出2点即可)
答案以及解析
1.答案：B
解析：A、正常的动物细胞在细胞培养中一般是贴壁生长的，而恶性肿瘤细胞不存在贴壁生长的特点，A错误；B、根据题意，乳腺癌患者体内存在着HER2过度表达的现象，所以曲妥珠能识别乳腺癌细胞，B正确；C、HER2是普遍存在于多种细胞表面的受体，并非乳腺癌细胞特有的，C错误；D、药物曲妥珠是一种特定的单克隆抗体药物，是一种靶向于乳腺癌患者表皮生长因子受体Ⅱ的单克隆抗体，D错误。故选B。
2.答案：B
解析：A、在免疫过程中，外来抗原（如CEA癌胚抗原）会刺激机体产生相应的免疫反应，包括B淋巴细胞的活化和抗体的产生。因此，用CEA癌胚抗原免疫小鼠确实可以使小鼠产生针对该抗原的B淋巴细胞，这些B淋巴细胞能够分泌特异性抗体来识别并结合CEA抗原，A正确；B、可用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞，但筛选出的杂交瘤细胞不都能产生抗CEA的单克隆抗体，还需进行抗体检测和多次筛选，B错误；C、杂交瘤细胞是B淋巴细胞和骨髓瘤细胞通过融合形成的杂交细胞。由于骨髓瘤细胞具有无限增殖的能力，因此杂交瘤细胞也继承了这一特性，能够在体外无限增殖。同时，杂交瘤细胞在体外培养的过程中不会表现出接触抑制现象，即细胞不会因为相互接触而停止分裂，C正确；D、抗原与抗体之间的结合具有高度的特异性，即一种抗体只能与特定的抗原结合。因此，用抗CEA抗体检测血清中的CEA含量时，抗体会特异性地结合血清中的CEA抗原，从而实现对CEA含量的检测。这种检测方法在癌症的临床辅助诊断中具有重要应用，D正确。故选B。
3.答案：C
解析：A、对紫草新生的营养芽进行消毒后可作为外植体，彻底灭菌会使外植体失活，A错误； B、紫草宁为植物细胞，应用纤维素酶或果胶酶处理，B错误； C、获取紫草宁的技术为植物细胞培养，其原理是细胞增殖，C正确； D、紫草宁是次生代谢物，次生代射物不是植物生长和生存所必需的物质，D错误。
故选：C。
4.答案：D
解析：A、iPSC可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应，A正确； B、皮肤细胞已经分化，诱导皮肤细胞转化为iPSC细胞的过程类似于植物组织培养的脱分化，B正确； C、大多数细胞需要贴附于某些基质表面才能生长繁殖，这些细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，会发生接触抑制，C正确； D、iPSC培养形成成熟神经元的过程中，遗传物质不会发生改变，会发生基因的选择性表达，D错误。
故选：D。
5.答案：A
解析：A、透明颤菌属于细菌，细胞壁的成分主要是肽聚糖，可用溶菌酶去除细胞壁，但青霉菌是真菌，细胞壁成分主要是几丁质，不能用溶菌酶去除细胞壁，A错误；B、处理③可用物理法电融合法或化学法聚乙二醇等诱导融合，B正确；C、④处理在缺乏甲硫氨酸和精氨酸的培养基培养融合细胞，能够生长的即为杂种菌株，C正确；D、青霉菌（属真菌）发酵为高耗氧过程，透明颤菌（属细菌）可通过在低氧条件下高表达血红蛋白以促进氧气供应和增强细胞呼吸，为验证方案是否成功应可在低氧条件下培养杂种菌株并检测其密度，D正确。故选A。
6.答案：C
解析：肺上皮干细胞为成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，A正确；在体外培养动物细胞，需要满足相应的条件，所以肺类装配体的培养需要适宜的营养、温度、pH等基本条件,B正确；肺类装配体的形成过程为器官自组装或器官与细胞组装成装配体的过程而不是细胞融合的过程,C错误;肺类器官A和B细胞是由肺上皮干细胞分化而来，细胞分化的实质是基因的选择性表达,所以肺类器官A和B细胞中的DNA相同，RNA和蛋白质存在差异,D正确。
7.答案：A
解析：因为是体外受精（精子和卵子结合），所以说精子要获能处理，还要通过超数排卵获取卵细胞，题干说的胚胎移植之前，要把胚胎培养到囊胚或桑营胚时期，而细胞核移植是一种克隆技术，通常用于将一个细胞的细胞核移植到另一个去核的卵细胞中，以形成一个新的胚胎。在体外受精过程中，一般不涉及这种操作，A错误，BCD正确。故选A。
8.答案：C
解析：A、受体母亲提供细胞核，供体提供去核卵母细胞，这样就可避免受体母亲的线粒体遗传物质（线粒体中的致病基因）传递给子代，A正确；B、红绿色盲属于核基因控制的遗传病，而由图示可知捐献者提供的是去核的卵细胞，因此不会把其携带的红绿色盲基因传递给三亲婴儿，B正确；C、由图示可知三亲婴儿的染色体来自于母亲和父亲，C错误；D、由图示可知三亲婴儿的获得运用了动物细胞培养、核移植技术，体外受精形成早期胚胎需要进行早期胚胎培养等，D正确。故选C。
9.答案：A
解析：A、图中Kdm4d的mRNA注入重构胚，并进行TSA处理，而Kdm4d为组蛋白去甲基化酶，可以催化组蛋白脱去甲基化，TSA为组蛋白脱乙酰化酶抑制剂，可以干扰组蛋白脱去乙酰化，所以与克隆小猴的细胞相比，图示体细胞的组蛋白甲基化水平较高、乙酰化水平较低，A正确；B、去核卵母细胞是指去除了纺锤体-染色体复合物的处于MII期的卵母细胞，B错误；C、Kdm4d为组蛋白去甲基化酶，其能降低组蛋白的甲基化水平，TSA为组蛋白脱乙酰化酶抑制剂，可以干扰组蛋白脱去乙酰化，提高组蛋白的乙酰化水平，最终调节相关基因的表达，没有改变重构胚中某些基因的碱基序列，C错误；D、胚胎移植需注意将内细胞团均等分割，D错误。故选A。
10.答案：B
解析：A、题干难以判断基因组印记是否会阻碍次级卵母细胞与精子或第二极体的结合，A错误；
B、胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎或通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为个体的技术；胚胎移植的实质是早期胚胎在同种生理环境条件下空间位置的转移，为了保证胚胎移植的成功率需对代孕母鼠进行同期发情处理后，再进行胚胎移植，大量的研究已经证明，受体对移植来的胚胎几乎不发生免疫排斥反应，B正确；
C、“孤雌小鼠”是由修饰后的次级卵母细胞和一个第二极体结合后发育形成的，同时由于配子在形成过程中会经历减数分裂的基因重组，或发生基因突变，将导致“孤雌小鼠”的基因型不一定与提供卵母细胞的雌鼠相同，C错误；
D、移植后的囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化，D错误。
故选B。
11.答案：ACD
解析：A、酶解是为了去除植物细胞的细胞壁，植物细胞的成分是纤维素和果胶，因此去掉植物细胞的细胞壁需要用到纤维素酶和果胶酶，A正确；
B、过程②为原生质体的融合，常用PEG诱导原生质体融合，灭活的病毒用于诱导动物细胞融合，B错误；
C、过程③中杂种细胞会再生出新的细胞壁，C正确；
D、④表示脱分化形成愈伤组织；⑤表示再分化以及个体发育形成植株丙的过程，本质区别是基因的选择性表达，D正确。
故选ACD。
12.答案：BCD
解析：A、核移植时卵细胞具有调控细胞核发育的作用是克隆成功的部分原因，A正确；B、常用促性腺激素处理使供体超数排卵，B错误；C、受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植，C错误；D、虽然这些胚胎来自同一受精卵，遗传物质相同，但环境因素对其性状表现也有一定的影响，故表现型未必完全一致，D错误。故选BCD。
13.答案：BCD
解析：A、用电刺激、钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,A正确;B、精子miRNA不会改变重构胚中的遗传信息,B错误;C、据图判断,精子miRNA可通过降低重构胚中组蛋白甲基化水平促进其正常发育,C错误;D、孵化发生在囊胚期。但是图中重构胚的甲基化水平最高的实在8细胞时期,D错误。故选BCD。
14.答案：ABC
解析：A、图示是生产抗β干扰素单克隆抗体的过程，因此过程①中，应将β干扰素溶液注射给小鼠，激发小鼠产生特异性免疫，再从脾脏中分离B淋巴细胞，A正确；B、诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。过程②是诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，故过程②中加入聚乙二醇溶液是为了促进B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合，B正确；C、过程④中，对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得能分泌抗β干扰素单克隆抗体的细胞，C正确；D、将杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养，杂交瘤细胞会将抗β干扰素单克隆抗体分泌到培养液中，因此从细胞培养液中获取抗β干扰素单克隆抗体，D错误。故选ABC。
15.答案：(1)基因数据库；化学合成
(2)Xbal； PstI；C
(3)磷酸二酯；②；2；分子筛；溴酚蓝；DE
(4)抗原；B淋巴细胞/脾细胞；筛选/抗体阳性筛选；克隆培养；操作简便/成本低/高产量
解析：（1）通过检索基因数据库获得CP312R蛋白基因序列，采用化学合成法合成目的基因。
（2）EcoRⅠ的识别序列为回文结构，切割位点在DNA2条链相对称的位置，可排除；限制酶PstⅠ的识别序列与引物2中AAA“CTGCAG”TTAGTGGTGATGGTGGTGGTGGTGGTGGTGAGCGATAGCGATTTG的“CTGCAG”相同，若引物1上添加了限制酶PstⅠ的识别序列，可会导致目的基因被单个限制酶PstⅠ切出，从而导致目的基因自身环化、目的基因反向连接到载体上等，因此引物1、引物2上分别添加了Xbal、PstI限制酶识别序列。耐高温的DNA聚合酶会以DNA为模板，合成DNA。
（3）DNA连接酶连接的是两个DNA片段之间的磷酸二酯键。DNA分子具有两个末端，有一个游离的磷酸基团的一端和有一个羟基(一OH)的一端，DNA连接酶能将一个DNA片段的磷酸基团端与另一个DNA片段的羟基(一OH)端相连接，因此②正确。重组质粒经双酶切、电泳分离后，若电泳结果出现2个条带表明重组质粒构建成功。将SDS制成电泳所需的凝胶，凝胶的孔隙可起到分子筛的作用，溴酚蓝起到电泳指示剂的作用。指示剂过早迁移出凝胶可能是由于 电泳电压过高或电泳时间过长。电泳电压过高会导致指示剂迁移速度过快，而电泳时间过长则会使指示剂在凝胶中移动的距离增加。若电泳时指示剂过早迁移出凝胶，则应调整电泳仪电压和温度、调整凝胶中琼脂糖的浓度，DE正确。
故选DE。
（4）CP312R 是ASFV 中最具免疫原性的蛋白之一，利用基因工程制备的CP312R 蛋白可作为抗原，诱导小鼠产生相应的B淋巴细胞，将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，将获得的杂交瘤细胞经过抗体阳性筛选和克隆培养，获得足够数量的能产生所需抗体的杂交瘤细胞。从小鼠腹水中提取单抗的优点是操作简便、成本低、高产量。

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