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作业6　植物细胞工程的基本技术
(分值：100分)
第1～9题，每题6分；第10～11题，每题7分，共68分。
题组一　细胞的全能性
1．(2023·达州高二期末)下列有关细胞全能性的叙述，正确的是(　　)
A．玉米种子萌发长成新植株，说明植物细胞具有全能性
B．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因
C．用花粉培育成的植株往往高度不育，说明花粉细胞不具有全能性
D．利用植物组织培养技术培育花卉的原理是植物细胞具有全能性
2．利用植物的花瓣就能培育出完整的植株，下列相关叙述不正确的是(　　)
A．组成花瓣的细胞具有全能性
B．花瓣细胞中有个体发育所需要的全套遗传物质
C．利用花瓣培育出完整的植株涉及细胞分裂和细胞分化
D．在生物的生长发育过程中，细胞都能表现出全能性
题组二　植物组织培养
3．关于“菊花的组织培养”的实验操作，下列说法错误的是(　　)
A．培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌
B．幼苗要先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间
C．培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值显著高于1时，可促进愈伤组织分化出根
D．接种时用镊子夹取菊花茎段全部插入培养基中即可
4．菊花组织培养过程中，需要用到①诱导愈伤组织培养基、②诱导生根培养基和③诱导生芽培养基。下列有关叙述正确的是(　　)
A．菊花的幼茎茎段在离体培养过程中，最后用到的培养基是③
B．若接种的外植体是花药，则离体培养得到的植株都是单倍体
C．培养基中含有营养物质，故诱导愈伤组织、生根、生芽期间都不需要光照
D．生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素
5．下列关于植物组织培养的叙述，错误的是(　　)
A．培养基中添加蔗糖可以提供营养和调节渗透压
B．过程甲、乙中生长素与细胞分裂素含量的比值相同
C．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织细胞核基因数目可能不同
D．过程乙的实质是基因的选择性表达
题组三　植物体细胞杂交技术
6．设计植物体细胞杂交实验是为获得性状优良的新品种作物，通常不需要考虑的是(　　)
A．选择具有优良性状的亲本
B．选择去除细胞壁的酶
C．亲本间存在的生殖隔离
D．培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例
7．(2023·江苏，13)研究者通过体细胞杂交技术，探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。下列相关叙述正确的是(　　)
A．从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，用于去除细胞壁
B．原生质体需在低渗溶液中长期保存，以防止过度失水而死亡
C．检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，活的原生质体被染色
D．聚乙二醇促进原生质体融合后，以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞
8．(2024·晋城高二调研)如图为番茄(2n＝24)和马铃薯(4n＝48)体细胞杂交示意图，①～⑤表示过程，a～f表示结构。下列相关说法错误的是(　　)
A．a和b均为原生质体，②过程可采用电融合法、离心法或PEG融合法
B．③为再生细胞壁，c的形成是原生质体诱导融合成功的标志
C．④过程通常需要避光培养，e需培养在无菌的容器中
D．图中杂种植株理论上为可育的六倍体，每个染色体组中染色体数相同
9．(2024·湖北，11)植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．过程①中酶处理的时间差异，原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异
B．过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合
C．过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素
D．可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株
10．植物体细胞通常被诱导为愈伤组织后才能表现全能性。研究发现，愈伤组织的中层细胞是根或芽再生的源头干细胞，其在不同条件下，通过基因的特异性表达调控生长素、细胞分裂素的作用，表现出不同的效应(如表)。已知生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生；反之，有利于芽的再生。下列推论不合理的是(　　)
条件 基因表达产物和相互作用 效应
① WOX5 维持未分化状态
② WOX5＋PLT 诱导出根
③ WOX5＋ARR2，抑制ARR5 诱导出芽
A.WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞特性
B．WOX5＋PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累
C．ARR5促进细胞分裂素的积累或提高细胞对细胞分裂素的敏感性
D．体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制
11．组培苗在移栽前一般需要炼苗，目的是提高组培苗对外界环境条件的适应性。如图是不同炼苗方式组合对白兰地红枫组培苗移栽存活率的影响，下列有关叙述正确的是(　　)
A．炼苗初期的环境应与室外环境条件完全相同
B．开盖炼苗期间应控制的环境条件为：无菌、无光，并保持一定的湿度
C．图中白兰地红枫组培苗的最佳炼苗方式是闭盖炼苗6 d后，再开盖炼苗2 d
D．白兰地红枫组培苗的移栽存活率随着闭盖炼苗时间的增加而升高
12．(16分)如图表示菊花茎段细胞通过无菌操作接种到试管培养基上后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程。请据图回答下列问题：
(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应含有营养物质和激素。营养物质包括________和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和________两类植物激素。
(2)此过程依据的原理是_______________。A和B阶段主要进行的分裂方式是____________，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞________等。
(3)此过程要无菌操作，主要是指对______________进行灭菌处理。B阶段需要光照，原因是_______________________________________________________________________________。
(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿素，这是基因________________的结果。
13．(16分)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1所示。 请回答下列问题：
(1)过程①需要用_______________________________去除细胞壁，过程③要用到的方法有____________________两大类，过程②紫外线的作用是____________________________，原生质体融合成功的标志是________________________________________________________。
(2)杂种细胞通过过程④培养得到杂种植株要借助________________技术。
(3)如图2是采用特异性引物对双亲及再生植株1～4进行PCR扩增后电泳的结果。据图判断，再生植株1～4中一定是杂种植株的有________，判断依据是__________________________。若要筛选得到耐盐的小麦，需要将杂种植株种植在________的土壤中。
答案精析
1．D　[玉米种子萌发长成新植株属于自然生长过程，不能体现细胞的全能性，A错误；植物体的体细胞和生殖细胞都具有发育成完整个体所必需的全部基因，B错误；用花粉培育成植株，可体现花粉细胞具有全能性，C错误。]
2．D　[花瓣细胞属于植物的体细胞，因其细胞中具有个体发育所需要的全套遗传物质，所以花瓣细胞具有全能性，A、B正确；在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都能表现出全能性，而是分化为各种组织和器官，由花瓣培育出完整植株，其前提是花瓣必须离体培养，且处于适宜的培养条件下，在培养过程中涉及细胞分裂和细胞分化，C正确，D错误。]
3．D　[接种时用镊子夹取菊花茎段，将其1/3～1/2插入培养基中，注意形态学上端朝上，D错误。]
4．D　[再分化过程中，先诱导生芽，后诱导生根，菊花的幼茎茎段在离体培养过程中最后用到的培养基是②，A错误；花药包括花药壁(一种体细胞)和花粉，如果由花药壁发育而来，则是二倍体，B错误；诱导愈伤组织期间一般不需要光照，后续诱导生芽、生根过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照，C错误。]
5．B　[甲表示脱分化过程，乙表示再分化过程，两过程中生长素和细胞分裂素含量的比值不同，B错误；同一植株不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织细胞核基因数目不一定相同，如花粉细胞经培养形成的愈伤组织细胞的核基因数目只有体细胞的一半，C正确。]
6．C　[植物体细胞杂交技术可打破生殖隔离，实现不同生物间的远缘杂交育种，故通常不需要考虑亲本间存在的生殖隔离，C符合题意。]
7．D　[从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，不能用于去除细胞壁，因为紫菜细胞的细胞壁成分主要为纤维素和果胶，A错误；获得的原生质体若处在低渗溶液中，会吸水涨破，B错误；检测原生质体活力时可用台盼蓝染色，活的原生质体不能被染色，C错误；聚乙二醇作为诱导剂可促进原生质体融合，对于杂种细胞可以以叶绿体颜色等差异为标志来进行识别，D正确。]
8．B　[③为再生细胞壁，c为整合的原生质体，d为杂种细胞，原生质体诱导融合成功的标志是再生出细胞壁，B错误。]
9．B　[酶解是为了去除植物细胞的细胞壁，过程①中酶处理的时间不同，说明两种亲本的细胞壁结构有差异，A正确；过程②为原生质体的融合，常用化学试剂如PEG诱导原生质体融合，灭活的仙台病毒可诱导动物细胞融合，不能用于植物原生质体融合，B错误；过程④脱分化和⑤再分化的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素，但二者在两过程中的比例不同，C正确；植物丙是植物甲和植物乙体细胞杂交形成的个体，应具备两者的遗传物质，因此可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株，D正确。]
10．C　[根据表格信息可知，WOX5能维持细胞未分化状态，若WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞分裂能力强、分化程度低的特性，A合理；生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生，再结合表格信息，WOX5＋PLT可诱导出根，可推测WOX5＋PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累，B合理；生长素的生理作用小于细胞分裂素时有利于芽的再生，而抑制ARR5能诱导出芽，故可推测ARR5抑制细胞分裂素的积累或降低细胞对细胞分裂素的敏感性，C不合理；由题干信息可知，出芽或出根都是生长素与细胞分裂素含量不均衡时才会发生，故可推测体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制，D合理。]
11．C　[炼苗前期应和培养时的环境条件相似；炼苗后期则要与外界环境中的栽培条件相似，从而达到逐步适应外界环境的目的，A错误；组织培养期间需要无菌操作，开盖炼苗期间不需要无菌的环境，应和外界环境中栽培条件相似，且长成幼苗后应照光，使幼苗进行光合作用，B错误；分析题图可知，闭盖炼苗6 d后，再开盖炼苗2 d，组培苗的移栽存活率最高，是白兰地红枫组培苗的最佳炼苗方式，C正确；分析题图可知，在相同开盖炼苗天数下，白兰地红枫组培苗的移栽存活率随着闭盖炼苗时间的增加先升高后降低，D错误。]
12．(1)无机物　生长素　(2)植物细胞的全能性　有丝分裂　分化　(3)培养基　芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件　(4)选择性表达
解析　植物组织培养是用离体的植物组织、器官或细胞接种到经灭菌的培养基中，培养基含有供组织细胞生长发育所需要的无机物和小分子有机物，还有调节细胞脱分化和再分化的细胞分裂素和生长素。由外植体发育成试管苗，脱分化阶段细胞进行有丝分裂，再分化阶段愈伤组织细胞经有丝分裂和细胞分化形成试管苗，此阶段需要光照，原因是叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件。
13．(1)纤维素酶和果胶酶　物理法和化学法　使中间偃麦草的染色体断裂　杂种细胞再生出细胞壁　(2)植物组织培养
(3)1、2、4　它们同时具有普通小麦和中间偃麦草的DNA片段　高盐作业7　植物细胞工程的应用
(分值：100分)
第1～6题，每题5分；第7～12题，每题6分，共66分。
题组一　植物繁殖的新途径
1．(2024·西安高二期中)下列有关快速繁殖技术的说法错误的是(　　)
A．可以保持亲代的优良性状
B．可以高效、快速地培育植物种苗
C．快速繁殖属于有性生殖
D．快速繁殖已广泛应用于观赏植物、经济林木等的繁育
2．利用马铃薯的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会因感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳方法是(　　)
A．选择优良品种进行杂交
B．进行远缘植物体细胞杂交
C．利用芽尖进行组织培养
D．人工诱导基因突变
3．如图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经过过程②获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述正确的是(　　)
A．带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量相同
B．可推测过程②的温度处理有利于组织中的病毒失去活性
C．过程③④均属于再分化，所以培养基A和B各成分含量相同
D．图中获得的脱毒苗与原甘蔗苗相比细胞核遗传物质发生了改变
题组二　作物新品种的培育
4．(2023·眉山高二质检)利用基因型为HhRr的玉米(2n＝20)的幼苗茎尖细胞进行如图实验，下列相关分析错误的是(　　)
A．植株A的体细胞内最多有4个染色体组
B．植株A和植株B的基因型相同
C．获得植株B的过程为单倍体育种，该过程涉及染色体变异和基因重组
D．获得幼苗的①②过程都应用了植物组织培养技术
5．在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是(　　)
A．培养的细胞一直处于不断增殖的状态
B．培养基营养丰富，易于植物生长
C．纺锤体的形成容易受抑制
D．DNA复制容易受抑制
6．(2024·洛阳高二期末)人们可以利用可遗传变异来改良农作物的性状或对生物进化机制进行科学解释。中国科学院的科研人员利用重离子辐射诱变育种技术，选育了多种粮食作物的优良突变体。下列相关叙述正确的是(　　)
A．人工设置诱变条件可让农作物朝人们需要的方向进行突变
B．诱变育种过程可能会导致处理材料细胞中发生染色体变异
C．经诱变育种获得的突变体对自然环境的适应能力更强
D．人为耕种管理的某种农作物种群的基因频率不会发生改变
题组三　细胞产物的工厂化生产
7．紫草细胞中富含紫草宁，科研人员利用紫草新生的营养芽进行培养获得愈伤组织，再进行细胞悬浮培养，以获得更多的紫草宁。下列叙述正确的是(　　)
A．紫草宁是紫草细胞生长和生存所必需的次生代谢物
B．愈伤组织是由高度分化的一团薄壁细胞组成，无特定形态
C．愈伤组织细胞可用于细胞产物的工厂化生产，利用了愈伤组织细胞分裂快、代谢旺盛的特点
D．愈伤组织的诱导受植物激素配比的影响，不受营养物质和光照等因素的影响
8．(2024·黑吉辽，6)迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时，先诱导外植体形成愈伤组织，再进行细胞悬浮培养获得迷迭香酸，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是(　　)
A．迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体
B．诱导愈伤组织时需加入NAA和脱落酸
C．悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团
D．茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率
9．如图表示植株A(杂合子Aa)和植株B培育植株①②③④⑤的过程，下列说法正确的是(　　)
A．培育植株①的过程为单倍体育种，获得的植株为纯合子
B．选择植物的愈伤组织进行诱变处理获得优质的突变体，未体现细胞的全能性
C．需要通过植物组织培养技术获得的植株只有①③④
D．植株①②④⑤与植株A基因型相同的概率分别是0、0、1、0(不考虑基因突变)
10．辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域，其获得途径如图所示。下列叙述不正确的是(　　)
A．图中愈伤组织、脱毒苗和高产细胞系的获得都体现了植物细胞的全能性
B．图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的脱分化和再分化过程
C．②过程需要用适宜配比的生长素和细胞分裂素溶液处理
D．用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是纤维素酶和果胶酶
11．科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图所示。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞的全能性
B．培育脱毒苗的过程涉及脱分化和再分化两个阶段
C．实验结果表明，茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低
D．根据本实验可知，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm
12．豆科植物苦参产生的苦参碱具有调节免疫、抗癌等作用。科研人员利用苦参下胚轴进行育苗和生物碱提取，过程如图。下列说法正确的是(　　)
A．下胚轴切段需用无水乙醇和次氯酸钠进行消毒处理
B．过程①和过程②分别发生了细胞的脱分化和再分化
C．过程③所得苦参幼苗具有抗病毒的遗传特性
D．通过植物细胞培养获得苦参碱的过程不需要实现细胞的全能性
13．(18分)草莓是人们经常食用的一种水果，有较高的营养价值。草莓是无性繁殖的作物，长期种植会使病毒积累在体内，使其产量减少，品质下降。如图是利用植物组织培养技术培育脱毒草莓苗的过程，请据图回答下列问题：
外植体愈伤组织胚状体―→脱毒苗―→草莓植株
(1)培育脱毒苗时，一般选取________作为外植体，其依据是____________________________。
(2)①是脱分化过程，细胞脱分化是指已经分化的细胞，经过诱导后，失去其________________而转变为未分化细胞的过程。②是______________________过程。在培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素及氨基酸外，还需要在培养基中加入______________。
(3)研究表明，多倍体草莓产量高于二倍体，利用组织培养技术获得多倍体草莓的方法有两种：一是使用______________________(药剂)处理草莓的愈伤组织，再经培养获得多倍体植株；二是利用______________________(药剂)诱导草莓体细胞融合形成杂种细胞后，再经组织培养获得多倍体植株。
(4)在植物组织培养的过程中，可以对_____________________________________________进行化学或物理的诱变处理，促使其发生突变，再通过诱导分化形成植株，从中选育出优良品种。这种作物新品种的培育方法属于_______________________________________________。
14．(16分)单倍体诱导技术对改良蔬菜品种、加速品种选育进程具有重要的意义。某研究所对蔬菜单倍体诱导的主要途径、影响因素、染色体加倍技术及其在遗传育种中的应用进行了研究。回答下列问题：
(1)蔬菜单倍体可通过________________途径获得。经诱导获得的单倍体中____________(填“不存在”“存在”或“不一定存在”)等位基因，原因是这与____________________有关。
(2)单倍体一般具有________________的特点，因此要对其染色体进行加倍处理。在自然环境中，某些单倍体可出现自然加倍的现象，分析其出现的原因可能是______________________，还可以采用________________________(写出使用的试剂以及处理的材料)的方法获得染色体数目加倍的蔬菜。
(3)已知栽培香蕉为三倍体，不能用于培养单倍体的原因是_____________________________。
(4)许多蔬菜的单倍体只含有一个染色体组，在诱变育种中易筛选出突变性状，其原因是_______________________________________________________________________________。
答案精析
1．C　[快速繁殖技术属于无性生殖，C错误。]
2．C　[芽尖组织病毒极少，甚至不含病毒，可以通过芽尖组织培养获得脱毒苗。]
3．B　[带叶原基的芽病毒很少，甚至无病毒，故与植物体其他组织中的病毒含量不同，A错误；过程③④所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同，C错误；题图中脱毒苗的培育过程采用了植物组织培养技术，其体现了植物细胞的全能性，遗传物质不会改变，D错误。]
4．B　[植株B是经单倍体育种获得的纯合子，与植株A的基因型不同，B错误。]
5．A　[在植物组织培养过程中，细胞一直处于不断增殖的状态，即细胞的分裂能力很强，细胞在分裂过程中，容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。]
6．B　[诱变育种的原理是突变，突变是不定向的，不能保证让农作物朝人们需要的方向进行突变，A错误；诱变育种过程利用重离子辐射，可能会导致处理材料细胞中发生染色体变异，如可能发生易位或缺失等，B正确；变异是不定向的，经诱变育种获得的突变体对自然环境的适应能力不一定更强，C错误；人为耕种管理的某种农作物会选择并保存有利于人类的类型，会使农作物种群的基因频率发生改变，D错误。]
7．C　[紫草宁是紫草细胞培养过程中产生的次生代谢物，不是紫草细胞生长和生存所必需的，A错误；愈伤组织分化程度很低，B错误；愈伤组织的诱导受植物激素配比的影响，也受营养物质和光照等因素的影响，D错误。]
8．B　[迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体，因为其生长旺盛，分裂能力较强，A正确；诱导愈伤组织时需加入生长素和细胞分裂素，B错误；悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团，从而可获得更多的营养物质和氧气，促进细胞分裂，C正确；加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量，推测茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物(不是植物生长所必需的)的合成速率，D正确。]
9．D　[植株A(杂合子Aa)的花粉经过离体培养得到的植株①为单倍体植株(A或a)，秋水仙素处理单倍体植株①，获得的植株②(AA或aa)为纯合子，A错误；选择植物的愈伤组织进行诱变处理获得优质的突变体，通过植物组织培养获得植株③，体现了细胞的全能性，B错误；图中需要通过植物组织培养技术获得的植株是①③④⑤，C错误。]
10．A　[图中愈伤组织和高产细胞系的获得没有体现植物细胞的全能性，A错误。]
11．A　[植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，切取一定大小的茎尖进行植物组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗，因此培育脱毒苗所依据的原理是植物细胞的全能性，没有基因突变，A错误；培育脱毒苗的技术是植物组织培养，涉及脱分化和再分化两个阶段，B正确；由题图可知，在茎尖外植体大小为0.27 mm时，幼苗的脱毒率和成苗率均处于较高水平，因此培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm，D正确。]
12．D　[下胚轴切段需用体积分数为70%的酒精和质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液进行消毒处理，A错误；过程②是愈伤组织的扩大培养，不是再分化过程，B错误；由无毒下胚轴经组织培养获得的苦参幼苗只是病毒极少甚至不带病毒，不能抗病毒，C错误。]
13．(1)茎尖　该部位病毒极少，甚至无病毒　(2)特有的结构和功能　再分化　植物激素(或生长素和细胞分裂素)
(3)秋水仙素　聚乙二醇(PEG)　(4)愈伤组织　突变体的利用(或诱变育种)
14．(1)花药离体培养　不一定存在　体细胞中染色体组的多少　(2)高度不育　低温诱导其染色体数目加倍　秋水仙素处理幼苗　(3)体细胞中含有三个染色体组，减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子　(4)只含有一个染色体组的单倍体没有同源染色体，染色体上无论是显性基因还是隐性基因都可以得到表达
解析　(1)单倍体育种是利用花药离体培养技术获得单倍体植株，再诱导其染色体加倍，从而获得所需要的纯系植株的育种方法。蔬菜单倍体可通过花药离体培养途径获得，经诱导获得的单倍体中不一定存在等位基因，这与体细胞中染色体组的多少有关，如AAaa个体获得的单倍体可能含有等位基因Aa。(4)许多蔬菜的单倍体只有一个染色体组，没有同源染色体，染色体上无论是显性基因还是隐性基因都可以得到表达，因此在诱变育种中易筛选出突变性状。作业8　动物细胞培养
(分值：100分)
第1～3题，每题5分；第4～12题，每题6分，共69分。
题组一　动物细胞培养的条件
1．下列哪项条件不是动物细胞培养所需要的(　　)
A．无菌、无毒的环境
B．充足的营养物质
C．适宜的温度和pH
D．95%的空气和5%的氧气
2．下列有关动物细胞培养的叙述，错误的是(　　)
A．培养过程中，应定期更换培养液，以便清除细胞代谢物
B．为了防止培养过程中杂菌的污染，可向培养液中加入适量的干扰素
C．培养过程中，添加CO2的目的是维持培养液的pH
D．通常需要在合成培养基中加入血清等天然成分
3．(2024·南充高二期中)关于动物细胞培养的条件，下列叙述正确的是(　　)
A．动物细胞培养基中加入血清的主要目的是补充细胞所需的未知成分
B．动物细胞培养可以在液体培养基或固体培养基中进行
C．动物细胞培养需要在无菌、无毒环境中进行，该条件只受环境因素的影响
D．动物细胞培养无需考虑渗透压问题
题组二　动物细胞培养的过程
4．下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是(　　)
A．用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织
B．选用胰蛋白酶处理细胞时，可能会对动物细胞造成损伤
C．传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集，无须再用酶处理
D．体外培养的细胞既能贴壁生长又能悬浮生长，都会发生接触抑制现象
5．实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．培养液中往往添加一定量抗生素，以防止培养过程被污染
B．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理
C．丙过程属于原代培养，此过程的细胞在培养液中悬浮生长
D．丁过程属于传代培养，培养的皮肤细胞可能会出现接触抑制现象
6．(2022·江苏，14)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
题组三　干细胞培养及其应用
7．下列有关干细胞的叙述，错误的是(　　)
A．干细胞可来源于早期胚胎、骨髓和脐带血等
B．胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化
C．造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治疗白血病
D．iPS细胞可用于阿尔茨海默病、心血管疾病治疗的研究
8．如图为诱导多能干细胞(iPS细胞)用于治疗糖尿病的示意图，下列相关叙述错误的是(　　)
A．干细胞存在于多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞等
B．诱导iPS细胞分化的实质是动物细胞核具有发育的全能性
C．除图中的成纤维细胞外，已分化的T细胞和B细胞等均能被诱导为iPS细胞
D．将分化得到的胰岛细胞移植回病人体内治疗，理论上可避免免疫排斥反应
9．常规动物细胞培养在平面条件下培养出的单层细胞不同于人体内的组织结构，在药物研究中有一定局限性。三维细胞培养技术是在体外为细胞提供类似体内的生长环境，使细胞形成三维立体结构，更有利于药理学的研究。下列相关叙述正确的是(　　)
A．细胞培养过程中，混合气体中CO2的主要作用是刺激细胞呼吸
B．定期更换培养液的主要目的是防止培养过程中细胞被杂菌污染
C．与常规细胞培养相比，三维细胞培养技术不存在接触抑制现象
D．三维细胞培养技术可以用于检测药物对组织内部细胞的作用
10．动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。如图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果，不能从该图获得的结论是(　　)
A．正常细胞与癌细胞的增殖速率相同
B．有无血清对正常细胞培养的影响较大
C．培养基中补充血清有助于正常细胞的培养
D．培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大
11．卡铂为广谱抗肿瘤药，通过抑制DNA复制而起效。卡铂微溶于水，其水溶液在光下不稳定，溶液中的Cl－也会促进其分解。临床上用5%葡萄糖溶液与卡铂制成卡铂试剂后注射治疗，相关实验的设计思路如图。下列说法正确的是(　　)
A．本实验的自变量是DNA复制抑制剂的有无
B．本实验可用生理盐水代替5%葡萄糖溶液来配制卡铂试剂
C．本实验预期结果为①与④组数据接近，②与③组数据接近
D．宫颈癌细胞无接触抑制因而培养时可形成多层细胞
12．2012年诺贝尔生理学或医学奖获得者发现，利用逆转录病毒将Oct3/4等4个关键基因导入已分化的体细胞中并表达，可使这个细胞成为类似干细胞的诱导多能干细胞(iPS细胞)。如图为该技术在人体细胞中的实验示意图，下列相关叙述错误的是(　　)
A．由iPS细胞产生其他种类细胞的过程称为细胞分化
B．利用患者的iPS细胞对其自身受损器官进行修复，与传统器官移植相比，成功率更高
C．iPS细胞的增殖难以控制，具有衰老细胞的特征
D．与ES细胞相比，iPS细胞用于再生医学可回避伦理争议
13．(每空3分，共15分)(2024·常熟高二期中)动物器官的体外培养技术对研究器官的生理、病理过程及其机制的意义重大。如图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图，请回答下列问题：
(1)体外培养肝脏小块要满足的条件：适宜的温度、pH、渗透压、气体环境、营养和_______________________________________________________________________________。
(2)气室中充入5%CO2的主要作用是__________________________。
(3)有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用如图所示装置和下列提供的材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。
材料用具：肝脏小块、外周血淋巴细胞、淋巴细胞培养液、植物血凝素(刺激淋巴细胞分裂)；显微镜、载玻片、盖玻片、玻璃皿、滴管；吉姆萨染液(使染色体着色)、有机物X溶液等。
实验过程：
①在淋巴细胞培养液中加入植物血凝素培养淋巴细胞，取4等份，备用。
②利用甲、乙、丙、丁4组装置(与上图相同)，按下表所示步骤操作(“ √ ”表示已完成步骤)
操作步骤 甲 乙 丙 丁
步骤一：加入肝脏培养液 √ √ √ √
步骤二：加入有机物X溶液 √ √
步骤三：放置肝脏小块 √
表中还需进行的操作是______________________________________________________。
③培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中并继续培养淋巴细胞。
④一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察_______________，并对比分析。若只有丙组淋巴细胞出现异常，甲组的淋巴细胞正常，则说明___________________________。
14．(16分)科学家仅使用小分子化合物的组合对体细胞进行处理，成功地将已高度分化的小鼠成纤维上皮细胞诱导成多潜能干细胞，并将其命名为诱导多能干细胞(iPS细胞)。如图是利用iPS细胞对镰状细胞贫血小鼠进行基因治疗的技术流程。
(1)从小鼠体内获得成纤维上皮细胞后，对其进行的初次培养称为____________。
(2)胚胎干细胞存在于________________中，具有分化为成年动物体内的__________________的细胞，并进一步形成机体的______________________甚至________的潜能。
(3)配制培养液时，通常需要在合成培养基的基础上添加动物血清等一些天然成分，目的是_______________________________________________________________________________。
(4)iPS细胞的诱导成功具有重要的医学价值，又因为诱导过程无须____________，而且iPS细胞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_____________，所以科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。
答案精析
1．D　[动物细胞培养需要一定的气体环境，95%的空气和5%的CO2。]
2．B　[为了防止培养过程中杂菌的污染，可向培养液中加入适量的抗生素，B错误。]
3．A　[动物细胞培养一般使用液体培养基，B错误；动物细胞培养时，培养环境必须保证无菌、无毒，该条件除了受环境因素的影响外，还会受到自身因素的影响，如细胞代谢废物积累会对细胞自身造成危害，C错误；动物细胞培养需要考虑渗透压问题，培养液的渗透压的高低会影响细胞的形态、结构和功能，D错误。]
4．D　5.C
6．B　[培养心肌细胞的器具要先进行高压蒸汽灭菌，但是试剂并不都需要高压蒸汽灭菌，如动物血清不能进行高压蒸汽灭菌，否则会使其中的成分失活，A错误；培养心肌细胞的时候既需要氧气(细胞代谢所必需的)，也需要二氧化碳(维持培养液的pH)，B正确；心肌细胞高度分化，不能进行有丝分裂，C错误。]
7．B　[若给予适宜的环境条件，胚胎干细胞在体外也能被诱导分化，B错误。]
8．B　[诱导iPS细胞分化的实质是基因的选择性表达，B错误。]
9．D　[细胞培养过程中，气体环境中的CO2的主要作用是维持培养液的pH，A错误；定期更换培养液，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，B错误；三维细胞培养技术也存在接触抑制现象，C错误。]
10．A　[分析图中曲线可知，对癌细胞来说，相同培养时间内，培养基中有无血清，其细胞数目相差不大，说明培养基中有无血清对癌细胞的培养影响不大，D不符合题意；对正常细胞来说，在相同的培养时间内，有血清的培养基中培养的细胞数目远远多于没有血清的培养基中培养的细胞数目，说明有无血清对正常细胞的培养影响较大，B、C不符合题意；在相同条件和相同的培养时间内，癌细胞和正常细胞的数目差距较大，增殖速率不相同，正常细胞达到一定的数目后不再增加，而癌细胞却能不断增加，A符合题意。]
11．D　[本实验的自变量是卡铂试剂和DNA复制抑制剂的有无，A错误；由题意可知，溶液中的Cl－会促进卡铂分解，因此不可用生理盐水代替5%葡萄糖溶液来配制卡铂试剂，B错误；①组不会抑制DNA的复制，④组会抑制DNA的复制，所以①与④组数据不相近，C错误。]
12．C　[用该技术得到的新生器官替换供体病变器官，属于自体移植，理论上可以不发生免疫排斥反应，可以大大提高器官移植的成功率，B正确；iPS细胞具有与干细胞相似的分化潜力，说明iPS细胞分化程度低，不易衰老，C错误；与ES细胞相比，iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎，因而用于再生医学可以回避伦理争议，D正确。]
13．(1)无菌、无毒的环境　(2)维持培养液的pH　(3)②向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块　④染色体的形态和数量　肝脏小块对有机物X具有解毒作用
14．(1)原代培养　(2)早期胚胎　任何一种类型　所有组织和器官　个体　(3)补充细胞所需的未知的营养物质　(4)破坏胚胎　免疫排斥反应作业9　动物细胞融合技术与单克隆抗体
(分值：100分)
第1～7题，每题5分；第8～12题，每题6分，共65分。
题组一　动物细胞融合技术
1．与植物体细胞杂交相比，动物细胞融合的原理及其特有的诱导方法分别是(　　)
A．细胞膜的流动性、离心
B．细胞膜的流动性、灭活病毒诱导法
C．细胞的全能性、电融合法
D．细胞的全能性、灭活病毒诱导法
2．下列关于动物细胞融合技术的叙述，错误的是(　　)
A．细胞融合技术能应用于细胞遗传、细胞免疫等研究
B．动物细胞融合的成功是细胞膜具有流动性的有力证据
C．动物细胞融合的基本原理与植物原生质体融合的基本原理不同
D．除了化学法和物理法外，动物细胞融合还可以由灭活病毒诱导
3．(2024·马鞍山高二调研)如图表示A、B两种动物细胞融合的一些过程。下列有关说法错误的是(　　)
A．需要用物理或化学手段使仙台病毒失去感染能力
B．图中C细胞进行的细胞分裂方式为有丝分裂
C．将A、B细胞等量混合诱导得到的融合细胞即为杂交细胞
D．动物细胞融合技术为制备单克隆抗体开辟了新的途径
题组二　单克隆抗体及其应用
4．下列关于单克隆抗体制备的说法，正确的是(　　)
A．将特定抗原注射到小鼠体内，可以从小鼠血清中获得单克隆抗体
B．经特定抗原免疫过的B淋巴细胞在体外培养时可分泌单克隆抗体
C．培养杂交瘤细胞必须提供动物血清
D．筛选出杂交瘤细胞后，需利用特定抗原再次筛选分泌所需抗体的细胞
5．(2024·漳州高二期中)研究表明，髓系细胞触发受体2(TREM2)是一种免疫抑制受体，在肿瘤免疫逃逸中发挥重要作用。因此，TREM2抗体药物有望提高肿瘤免疫疗法的疗效。如图为TREM2单克隆抗体的制备流程图，下列说法正确的是(　　)
A．步骤①和步骤⑤分别向小鼠注射TREM2蛋白和分泌TREM2抗体的杂交瘤细胞
B．从小鼠脾脏中获得B细胞，因为脾脏是B细胞产生和成熟的场所
C．可将杂交瘤细胞注入小鼠血液中实现单克隆抗体的大规模生产
D．步骤③和④的培养孔中均含有TREM2蛋白，依据的原理都是抗原—抗体特异性结合
6．如图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．图中实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原
B．利用PEG融合法、灭活病毒诱导法和电融合法等均可诱导细胞融合获得乙
C．用特定的选择培养基对乙筛选，融合细胞均能生长，未融合细胞均不能生长
D．丙需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后可获得大量能分泌所需抗体的丁
7．(2022·山东，15)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
8．科学家将能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体与药物结合，制成了抗体—药物偶联物(ADC)，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。下列叙述错误的是(　　)
A．ADC由抗体、接头和药物三部分组成
B．ADC可与肿瘤细胞表面受体特异性结合
C．ADC进入细胞的过程依赖膜的流动性
D．单克隆抗体可特异性地杀伤肿瘤细胞
9．(2024·新乡高二检测)为制备抗犬冠状病毒(CCV，RNA病毒)特异性单克隆抗体，以灭活的CCV为抗原免疫小鼠4次，将提取的小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞用聚乙二醇诱导细胞融合，通过两次筛选获得抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞，经克隆化培养，获得稳定分泌抗CCV单克隆抗体的杂交瘤细胞。下列叙述正确的是(　　)
A．免疫小鼠4次的目的是增加小鼠体内的单克隆抗体的量
B．实验中使用的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞在单独培养时均会出现接触抑制现象
C．诱导后需进行两次筛选，第一次筛选的目的是筛选出既能无限增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞
D．利用CCV对杂交瘤细胞进行抗体检测可获得分泌特定抗体的杂交瘤细胞
10．(2022·江苏，19改编)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。下列相关叙述错误的是(　　)
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
11．如图是科研人员将药物与单克隆抗体连接形成的抗体—药物偶联物 (ADC) 的示意图，它由抗体、接头和小分子药物三部分组成，能实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。例如，用于治疗乳腺癌的Kadcyla是由曲妥珠单抗和药物美坦新偶联的ADC。下列叙述不正确的是(　　)
A．单克隆抗体由杂交瘤细胞以胞吐方式释放体现了细胞膜的流动性
B．药物美坦新识别并杀伤乳腺癌细胞体现了抗原—抗体的特异性结合
C．ADC中接头稳定性偏低，会导致药物分子容易脱落，对正常细胞造成损伤
D．ADC设计需要综合考虑抗体选择、药物分子大小及其细胞毒性等问题
12．如图，核苷酸合成有两个途径，物质A可以阻断其中的全合成途径。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶。制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞缺乏转化酶。现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特定的杂交瘤细胞。下列关于筛选原理的叙述，正确的是(　　)
A．免疫的B淋巴细胞及其相互融合的细胞因全合成途径被A阻断，在HAT培养基上不能增殖
B．骨髓瘤细胞及其相互融合的细胞因无法进行上述两个途径，而在HAT培养基上不能增殖
C．杂交瘤细胞因为可进行上述两个途径，能在HAT培养基上大量增殖
D．HAT培养基上筛选出的所有杂交瘤细胞，既能大量增殖又能产生较高纯度的目标抗体
13．(20分)(2024·成都高二调研)为降低乳腺癌治疗药物的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上，构建抗体—药物偶联物(ADC)，过程如图1所示。请回答下列问题：
(1)本实验中，小鼠注射的特定抗原应取自____________________。
(2)步骤②的细胞必须经过步骤③才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞，杂交瘤细胞的特点是_______________________________________________________________________________。杂交瘤细胞可采用注射到小鼠腹腔内培养或进行___________________________________培养的方式进行扩大培养。
(3)单克隆抗体的特点是_____________________________________________(至少答出两点)。
(4)步骤④是将获得的a____________和b________________这两部分，通过接头结合在一起，从而获得ADC。
(5)研究发现，ADC在患者体内的作用如图2所示。
①ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用，是因为____________能精确地定位乳腺癌细胞，该过程依赖于_______________________________________________________反应。
②ADC进入乳腺癌细胞后，细胞中的溶酶体可将其____________，释放出的药物最终作用于____________，可导致癌细胞凋亡。
14．(每空3分，共15分)(2023·湖北，22节选)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：
(1)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____________________。
答案精析
1．B　[植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性、植物细胞的全能性，动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性；动物细胞融合常用的方法有PEG融合法、灭活病毒诱导法、电融合法等，其中灭活病毒诱导法是其特有的诱导方法，而PEG融合法、电融合法也可用于诱导植物体细胞杂交。]
2．C　[动物细胞融合与植物原生质体融合的原理都是细胞膜的流动性，C错误。]
3．C　[若只考虑两两融合，将A、B细胞等量混合诱导得到的融合细胞有三种(融合的具有同种核的细胞和杂交细胞)，C错误。]
4．D　[向小鼠体内注射特定的抗原，可以从小鼠血清中获得抗体，但此时的抗体不是单克隆抗体，A错误；经特定抗原免疫过的B淋巴细胞在体外无增殖能力，无法通过培养获得单克隆抗体，B错误；培养杂交瘤细胞可以采用体内培养法和体外培养法，其中体内培养法不需要提供动物血清，C错误。]
5．A　[B细胞在骨髓中产生和成熟，B错误；可将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔中实现单克隆抗体的大规模生产，C错误；步骤③是用特定的选择培养基筛选杂交瘤细胞，步骤④的原理是抗原—抗体特异性结合，D错误。]
6．C　[选择培养基只能让特定的符合条件的细胞存活下来，在题目给定的选择培养基上，只有杂交瘤细胞才能够存活，C错误。]
7．D　[根据抗原和抗体发生特异性结合的原理推测，双抗可同时与2种抗原结合，A正确；根据抗原与抗体能够发生特异性结合的特性，利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞，从而使药物发挥相应的作用，B正确；由于双抗是在两种不同的抗原刺激下，B细胞增殖、分化产生不同的浆细胞分泌形成的，因此，筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原来进行抗原—抗体检测，从而实现对双抗的筛选，C正确；同时注射2种抗原可刺激B细胞分化形成不同的浆细胞，而不是分化成产双抗的浆细胞，D错误。]
8．D　[该单克隆抗体不能杀伤肿瘤细胞，而是与药物结合，将药物带到特定部位，利用药物杀伤肿瘤细胞，D错误。]
9．D　[免疫小鼠4次的目的是通过多次免疫，让小鼠体内产生更多的能产生特异性抗体的B淋巴细胞，A错误；骨髓瘤细胞在单独培养时不会出现接触抑制现象，B错误；诱导后需进行两次筛选，第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞，C错误。]
10．B　[动物细胞融合过程中，可以利用聚乙二醇或灭活的病毒作诱导剂促进细胞融合，A正确；细胞Ⅲ中保留了人的X、11、17号染色体，故不会是鼠—鼠融合细胞，B错误；根据题意和题图分析可知，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，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，C、D正确。]
11．B　[药物美坦新并不具有识别作用，单克隆抗体才具有识别作用，B错误。]
12．B　[免疫的B淋巴细胞及其相互融合的细胞是正常细胞，细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，但因高度分化而不能增殖，A错误；骨髓瘤细胞及其相互融合的细胞因骨髓瘤细胞中缺乏转化酶，无法进行补救合成途径，而在HAT培养基上不能增殖，B正确；杂交瘤细胞因为可进行补救合成途径，能在HAT培养基上大量繁殖，C错误；HAT培养基上筛选出的杂交瘤细胞能大量增殖，但并不都能产生高纯度的目标抗体，需要进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞，D错误。]
13．(1)人的乳腺癌细胞　(2)既能大量增殖，又能产生特定抗体　体外　(3)能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备　(4)单克隆抗体　治疗乳腺癌的药物　(5)①单克隆抗体　抗原—抗体的特异性结合　②水解　细胞核
14．(1)不需要　使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合　(2)未融合的亲本细胞　融合的具有同种核的细胞　(3)通过抗体检测呈阳性来获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞
解析　(1)浆细胞是高度分化的细胞，不能增殖，所以不能通过原代培养扩大细胞数量。脂溶性物质PEG可使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。(2)在杂交瘤细胞筛选过程中，常用特定的选择培养基进行筛选，在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。(3)单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，是运用了抗原—抗体杂交技术，抗体检测呈阳性的细胞，即为所需的杂交瘤细胞。作业10　动物体细胞核移植技术和克隆动物
(分值：100分)
第1～12题，每题6分，共72分。
题组一　体细胞核移植及其过程
1．下列对动物细胞核移植技术的描述中，错误的是(　　)
A．哺乳动物细胞核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植
B．体细胞核移植的过程中可通过显微操作去除卵母细胞中的核
C．体细胞核移植过程中通常采用减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞作为受体细胞
D．通过体细胞核移植方法生产的克隆动物是对供核动物进行了100%的复制
2．(2024·拉萨高二期中)在动物体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难，我国科学家攻克了这一障碍，成功获得了体细胞克隆猴。下列关于体细胞克隆猴相关技术及意义的叙述，错误的是(　　)
A．非人灵长类供体细胞核在去核卵母细胞中能够完全恢复其分化前的状态
B．体细胞克隆猴为探索建立更接近人类的医学动物模型提供了新途径
C．可用梯度离心、紫外线短时间照射等方法在没有穿透卵母细胞透明带的情况下实现去核或使其中DNA变性
D．形成重构胚后可加入化学药物将其激活，且需要在体外培养一段时间
3．核移植的受体细胞是MⅡ期卵母细胞，下列有关说法错误的是(　　)
A．MⅡ期卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质
B．MⅡ期卵母细胞体积比较大，操作起来相对容易
C．可以把供体细胞直接注入去核的卵母细胞中
D．MⅡ期卵母细胞对克隆动物的遗传特性没有任何影响
4．(2023·张家口高二期中)下列有关动物细胞核移植的说法错误的是(　　)
A．哺乳动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植
B．对MⅡ期的卵母细胞去核操作实质上是去除纺锤体—染色体复合物
C．核移植得到克隆动物的过程属于无性生殖
D．动物体细胞表现全能性的难易程度与其分化程度无关
5．从母羊甲的体细胞中取出细胞核，移植入母羊乙的去核卵母细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再植入母羊丙的子宫内。下列相关叙述正确的是(　　)
A．生出小羊的性状与甲羊完全相同
B．一般来说生出的小羊的核基因型与甲羊完全相同
C．生出小羊的遗传物质由甲、乙双亲共同决定，所以该过程为有性生殖
D．生出小羊的性状由甲、乙、丙3个亲本的基因型与环境共同决定
题组二　体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
6．根据体细胞核移植技术的特点进行推断，体细胞核移植技术可以用来(　　)
①有效提高濒危动物的遗传多样性
②提高某些良种家畜自然繁殖率
③解决人体器官移植供体来源短缺的问题
④为科学研究提供实验动物
⑤构建转基因克隆动物，作为生物反应器，大规模生产珍贵医用蛋白
A．①②③④⑤ B．①②③④ C．②③④⑤ D．③④⑤
7．(2024·黄山高二期中)动物细胞核移植技术可以用来研究胚胎发育过程中细胞核和细胞质的功能及二者之间的相互关系，也可以用来探讨遗传、发育和细胞分化等方面的一些问题。下列相关叙述错误的是(　　)
A．将该技术用于优良动物的克隆，可使某种性状的个体数量增加
B．通过体细胞核移植技术获得克隆动物技术的成功率已经非常高
C．克隆遗传背景相同的动物，可通过它们之间的对比来分析致病基因
D．克隆特定疾病模型的动物，利于研究致病机理以及开发合适的药物
8．下列关于动物细胞核移植技术和克隆动物的叙述，正确的是(　　)
A．目前在实验中，科学家可以用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体
B．核移植得到的克隆动物一般不存在健康问题
C．利用动物细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的动物个体
D．核移植过程中的受体细胞最好是受精卵
9．常用的核移植方法主要有细胞质内注射法和透明带下注射法两种。前者是用微型注射针将供体细胞的细胞核吸出注入去核卵母细胞的细胞质内；后者是直接将供体细胞注入去核卵母细胞透明带内，然后促使两个细胞融合，从而具有发育的全能性。我国科学家培育出的体细胞克隆猴“中中”和“华华”采用的就是后者。下列有关叙述正确的是(　　)
A．供体细胞注入卵母细胞透明带内后，就可自行进入卵母细胞
B．“中中”和“华华”的性状由多个亲本共同决定，属于有性生殖
C．相比之下，透明带下注射法对供体细胞核和卵母细胞的损伤更小
D．“中中”和“华华”核DNA均来自供体细胞，质DNA均来自去核卵母细胞
10．中国科学家首次利用基因编辑方法，并通过体细胞克隆技术，获得5只生物节律核心基因BMAL1敲除的克隆猴，这5只小猴的生物节律紊乱。下列说法错误的是(　　)
A．体细胞克隆猴的成功培育对于医学研究具有重要意义
B．该过程运用了细胞核移植技术，接受供体细胞核的是发育到MⅡ期的次级卵母细胞
C．培育生物节律紊乱的小猴过程中，需要对重构胚进行培养并进行胚胎移植
D．培育生物节律紊乱的小猴过程中，不可以用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚
11．(2024·湛江高二期中)培育克隆猴的流程如图所示，下列相关叙述错误的是(　　)
A．体细胞克隆猴的线粒体DNA都来自去核的卵母细胞
B．体细胞克隆猴的培育成功体现了动物体细胞核的全能性
C．去除卵母细胞的细胞核时，可通过显微操作技术去除细胞核
D．组蛋白的甲基化水平降低和乙酰化水平升高可提高重构胚的发育率
12．某研究人员将患有线粒体疾病妇女的受精卵中的细胞核移植到健康妇女捐献的去核的卵母细胞中，最终产下了健康的婴儿。下列叙述不正确的是(　　)
A．此项技术的基础是动物细胞培养
B．此项技术的原理与克隆羊“多莉”完全相同
C．健康妇女捐献的卵母细胞的细胞质具有调控移入细胞核发育的作用
D．婴儿出生后具有患病妇女及其丈夫以及捐献健康卵母细胞的妇女三方的遗传特征
13．(14分)2017年11月27日，世界上首例体细胞克隆猴“中中”诞生；12月5日，第二例克隆猴“华华”诞生。我国科学家攻克了与人类相近的灵长类动物猕猴的体细胞克隆的难题。获得克隆猴的流程如图所示，据图回答下列问题：
(1)“中中”“华华”的性状与________(填“核供体”“卵母细胞供体”或“代孕”)动物的性状基本无关。
(2)图示过程运用了__________________(填“胚胎细胞核移植”或“体细胞核移植”)技术，该技术难度________，原因是_____________________________________________________。
(3)欲获得单个雌猕猴体细胞，可用__________________酶处理动物组织。过程①表示去除卵母细胞的细胞核，该过程一般要将卵母细胞培养至______期再进行。
(4)与克隆羊“多莉”培养成功一样，“中中”和“华华”克隆猕猴的成功证明了________________________________________________________________________。
14．(14分)(2024·天水高二期中)科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示)。请结合图示回答下列问题：
(1)通过以上过程获得奶牛的方式属于__________________(填“无性”或“有性”)生殖，除基因工程技术外，所用到的细胞工程技术包括_______________________________________。
(2)将供体细胞核移植到卵母细胞之前，必须先对卵母细胞进行____________去核﹐其目的是_______________________________________________________________________________。
(3)获得的克隆动物与体细胞供体动物性状________(填“完全”或“不完全”)相同，从遗传物质的角度分析，其原因是______________________________________________________。
(4)在现有技术条件下，还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体，而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中才能发育成新个体，你认为原因最可能是________。
A．卵母细胞大，便于操作
B．卵母细胞含有的营养物质多
C．卵母细胞的细胞质可使体细胞核全能性得到表达
D．重组细胞才具有全能性
答案精析
1．D　[通过体细胞核移植方法生产的重构胚中，核遗传物质是供体细胞提供的，但细胞质是卵母细胞和供体细胞共同提供的，所以不是对供核动物进行了100%的复制。]
2．A　[非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难，主要原因一方面是供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低；另一方面是对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善，A错误。]
3．D　[克隆动物的细胞核中遗传物质来自供体细胞核，细胞质中的遗传物质主要来自MⅡ期卵母细胞，因此卵母细胞对克隆动物的性状也会产生影响，D错误。]
4．D　[动物体细胞表现全能性的难易程度与其分化程度有关，分化程度越低，表现全能性越容易，D错误。]
5．B　[核移植获得克隆动物的生殖方式是无性生殖，生出小羊的遗传物质由甲、乙双亲共同决定，主要性状与甲羊相同，核基因型一般与甲羊完全相同，B正确。]
6．D　[利用体细胞核移植技术，只能增加动物的个体数量，不能提高遗传多样性，①错误；核移植技术不能提高良种家畜自然繁殖率，自然繁殖率是由生物的基因决定的，并受环境的影响，②错误。]
7．B　[尽管通过体细胞核移植技术已经获得了多种克隆动物，但该技术的成功率仍然非常低，各个技术环节也有待进一步改进，B错误。]
8．C　[高度分化的动物细胞的全能性受到限制，所以不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体，A错误；克隆技术并没有完全成熟，绝大多数克隆动物还存在一些遗传和生理缺陷类的健康问题，B错误；细胞核移植过程中通常采用M Ⅱ 期的卵母细胞作为受体细胞，D错误。]
9．C　[供体细胞注入卵母细胞透明带内后，需要电融合法诱导才能使供体细胞进入卵母细胞形成重构胚，A错误；体细胞克隆猴“中中”和“华华”的形成属于无性生殖，B错误；用微型注射针将供体细胞的细胞核吸出可能会破坏细胞核，而透明带下注射法是直接将供体细胞注入去核卵母细胞透明带内，对供体细胞核和卵母细胞的损伤更小，C正确；“中中”和“华华”是由透明带下注射法形成的，核DNA均来自供体细胞，但质DNA来自去核卵母细胞和供体细胞，D错误。]
10．D　[体细胞核移植过程中，用物理或化学方法(如电刺激、Ca2＋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，D错误。]
11．A　[图中注入卵母细胞的是供体细胞，克隆猴的线粒体DNA来自胎猴的体细胞和去核的卵母细胞，A错误。]
12．B　[此项技术用的是受精卵的细胞核，而克隆羊“多莉”用的是高度分化的体细胞的细胞核，分化程度不同，B错误；该婴儿细胞的核基因由形成受精卵的夫妇提供，细胞质基因由提供去核的卵母细胞的妇女提供，D正确。]
13．(1)代孕　(2)体细胞核移植　更高　动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难　(3)胰蛋白酶或胶原蛋白　M Ⅱ
(4)动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性
解析　代孕动物只是为通过核移植技术得到的胚胎的发育提供营养物质和发育场所，因此克隆猴的性状与代孕动物的性状无遗传关系。
14．(1)无性　动物细胞培养和动物细胞核移植　(2)显微操作　使核移植后得到的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的供体细胞核　(3)不完全　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　(4)C作业11　胚胎工程的理论基础
(分值：100分)
第1～10题，每题5分；第11～12题，每题6分，共62分。
题组一　受精
1．下列关于高等动物受精作用的叙述，错误的是(　　)
A．常以观察到两个极体作为受精的重要标志
B．精子和卵子结合的过程中，卵子完成减数分裂Ⅱ
C．精子细胞膜与卵子细胞膜的融合依靠了细胞膜的结构特点
D．精子获能后与刚排出的卵子在子宫内受精
2．(2024·张掖高二期中)下列有关受精的说法错误的是(　　)
A．可直接利用雌性动物的生殖道使精子获能
B．精子入卵后有核膜破裂和再生的现象
C．精子能释放多种酶以溶解卵细胞膜外的一些结构，同时借助自身的运动接触卵细胞膜
D．受精的实质是精子的头部进入卵子
题组二　胚胎早期发育
3．下列关于卵裂的叙述，正确的是(　　)
A．卵裂期细胞不断分裂，胚胎体积不断增大
B．卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大
C．卵裂过程进行有丝分裂，胚胎中DNA总量不断增加
D．卵裂需要消耗能量，有机物总量和种类都不断减少
4．(2024·东莞高二期末)嵌合体是指同一个生物体中同时存在两种或两种以上染色体组成不同的细胞，且这些细胞相互间处于嵌合状态。下列相关叙述错误的是(　　)
A．两个8细胞胚合并为16细胞胚的形成过程存在细胞的融合
B．桑葚胚阶段及此前的每个细胞都属于全能细胞
C．囊胚期细胞逐渐分化，出现内细胞团、囊胚腔和滋养层等结构
D．由该嵌合体发育而来的小鼠可能表现为黑白相间
5．如图为受精作用及胚胎发育示意图，a、b代表两个发育时期。下列叙述正确的是(　　)
A．受精卵的DNA一半来自精子
B．a、b分别是原肠胚和囊胚时期
C．①～④过程细胞只分裂不分化
D．a时期可分离获得内细胞团细胞
6.如图为早期胚胎发育过程中的某一时期示意图。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团
B．高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于图示时期，终止于生命结束
C．胚胎从①中伸展出来的过程叫作孵化
D．②将来发育成胎儿，③将来发育成胎盘和胎膜
7．下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，正确的是(　　)
A．受精完成并开始发育的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体
B．在囊胚阶段胚胎的内部开始出现含有液体的腔
C．受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的，孵化后进入囊胚阶段
D．胚胎发育至原肠胚时期即开始了细胞分化，随后发育形成三个胚层
8．如图为受精作用及早期胚胎发育示意图，下列叙述不正确的是(　　)
A．①过程的完成需要依赖细胞表面糖蛋白的识别，精子会释放出特殊的水解酶
B．②过程通过有丝分裂增殖，细胞的细胞核与细胞质两者的体积之比逐渐变小
C．③过程除了存在细胞的分裂，还存在细胞的分化
D．囊胚在④过程中需发生孵化，否则将无法继续发育
9．(2024·武汉高二期末)目前发现的双胞胎有同卵双胞胎、异卵双胞胎和“半同卵双胞胎”。1对“半同卵小姐弟双胞胎”形成过程如图所示，图中染色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向，从而分裂成a、b、c三个细胞，染色体全部来自父系的“合子”致死。其中两个细胞发育成姐弟二人。下列说法正确的是(　　)
A．精子入卵后，精子的核体积直接变大发育成雄原核
B．卵子在子宫内发育成熟并完成受精过程
C．若细胞a的染色体组成为MP1，则细胞b的染色体组成为MP2
D．这对双胞胎来源于母亲的染色体相同，来源于父亲的染色体也相同
10．胎牛血清(FBS)是天然的培养基，能够在多种动物卵母细胞的成熟过程中提供足够的营养物质，起到非常好的促进效果。如表是后期胚胎培养液(CR2后液)中添加不同浓度FBS对牛核移植胚胎发育的影响情况，下列叙述正确的是(　　)
组别 培养液 卵裂率/% 囊胚率/%
对照组 CR2后液 59.17±1.34 13.53±2.04
实验组1 10%FBS＋CR2后液 62.14±1.78 13.78±2.77
实验组2 20%FBS＋CR2后液 68.95±4.15 26.09±2.20
实验组3 30%FBS＋CR2后液 62.02±8.64 8.78±3.20
A.若统计每组实验的桑葚胚率，其数值应小于囊胚率
B．添加20%FBS是促进牛核移植胚胎发育的最适浓度
C．胚胎培养过程要在CO2培养箱中进行
D．添加不同浓度的FBS对卵裂率和囊胚率均有促进作用
11．(2024·重庆高二期中)胚胎工程为优良牲畜的大量繁殖和稀有动物的种族延续提供了有效的解决办法，在畜牧业和制药业等领域发挥重要的作用，具有光明的应用前景。哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律是研究胚胎工程重要的理论基础。下列说法正确的是(　　)
A．卵裂期，胚胎中细胞数目和所含的有机物总量不断增加
B．胚胎发育过程中，囊胚的滋养层细胞将来发育形成胎盘和胎膜
C．卵子排出后需要在输卵管进一步成熟，到MⅠ期才具备受精能力
D．哺乳动物排出的卵子有的可能是次级卵母细胞，有的可能已经完成减数分裂Ⅱ
12．如图为获得小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞系的流程图。下列叙述不正确的是(　　)
A．过程①中，用于受精的卵母细胞应处于MⅡ期
B．过程②中，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加
C．通过直接培养图中的卵母细胞也能获得小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞系
D．“早期胚胎”最可能是囊胚，其中的内细胞团细胞具有发育的全能性
13．(18分)根据哺乳动物受精过程示意图，回答下列问题：
(1)图中字母表示的结构名称是a.____________，b.________。
(2)图中数字表示的过程是①________________，②________________，③________________。
(3)在精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化，具有了受精能力，这个过程叫____________。卵子一般在排出后都要在________中进一步成熟，当达到________时，才具备与精子受精的能力。
(4)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只由一个精子和卵子结合的生理基础是________________________________。
14．(20分)受精卵的形成标志着受精过程圆满结束，新生命发育的历程由此开始。回答下列问题：
(1)自然孕育时，精子与卵子在__________(填器官)中完成受精过程，判断卵子受精的标志是_____________________________________________________________________________。
(2)如图所示，孵化是指[　　]__________从[　　]__________中伸展出来的过程。桑葚胚的所有细胞及囊胚的[　　]__________细胞都具有发育的全能性([　　]填字母或数字，横线上填名称)。
(3)胚胎发育后期所需要的营养都是通过胎盘从母体中获得的，胎盘由囊胚的 __________细胞发育而来， __________(填“属于”或“不属于”)全能性胚胎干细胞。
答案精析
1．D　2.D
3．C　[卵裂期细胞不断分裂，而胚胎总体积并不增加，每个细胞体积减小，A、B错误；卵裂期的细胞进行有丝分裂，细胞数目增加，但每个细胞的DNA含量不变，胚胎中DNA的总量增加，C正确；卵裂需要消耗能量，有机物总量不断减少，但有机物种类增加，D错误。]
4．A　[两个8细胞胚合并为16细胞胚的过程中细胞相互间处于嵌合状态，不存在细胞的融合，A错误。]
5．D　[受精卵的细胞质DNA几乎全部来自卵子，而细胞核DNA一半来自精子，一半来自卵子，故来自精子的DNA不到一半，A错误；a、b分别是囊胚和原肠胚时期，B错误；④过程表示囊胚发育为原肠胚，该时期发生了细胞分化，C错误；a时期为囊胚，囊胚期可分离获得内细胞团细胞，D正确。]
6．D　[图示时期为囊胚期，其中①为透明带；②为滋养层，将来发育成胎盘和胎膜；③为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织，D错误。]
7．B　[在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体，说明卵细胞已经完成了受精，这是判断卵细胞是否受精的重要标志，不是判断受精卵开始发育的标志，A错误；囊胚内部会出现一个含有液体的囊胚腔，B正确；孵化是指囊胚从透明带出来，孵化后进入原肠胚阶段，C错误；细胞分化开始于囊胚时期，D错误。]
8．B　[①为受精过程，该过程需要依赖细胞表面糖蛋白的识别，精子会释放出水解酶，A正确；②为卵裂过程，该过程通过有丝分裂方式增殖，细胞卵裂过程中，单个细胞体积减小，因此核质比增大，B错误；③过程除了存在细胞的分裂，还存在细胞的分化，才能形成囊胚，C正确；囊胚进一步扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫孵化，故囊胚在④过程中需发生孵化，才能继续发育为原肠胚，D正确。]
9．C　[精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的雄原核，A错误；卵子在输卵管内发育成熟并完成受精过程，B错误；来自母系的染色体为M，来自父系的染色体为P1、P2，经过复制后，染色体进行组合，若细胞a的染色体组成为MP1，细胞c的染色体均来自父亲，其染色体组成为P1P2，则细胞b的染色体组成为MP2，C正确；细胞a的染色体组成为MP1，细胞b的染色体组成为MP2，且这对双胞胎为龙凤胎，来源于父亲的染色体不同，D错误。]
10．C　[该实验只研究了添加不同浓度FBS对牛核移植胚胎发育的影响，从表中数据无法得出桑葚胚率小于囊胚率的结论，A错误；表中信息显示，添加20%FBS的实验组2，其卵裂率和囊胚率都高于对照组和其他实验组，说明添加20%FBS对促进牛核移植胚胎发育有较好的作用，但不能据此确定该浓度即为最适浓度，应在该浓度两侧缩小浓度范围继续进行实验，B错误；通常将胚胎置于含95%空气和5%CO2的培养箱中进行培养，C正确；表中信息显示，各实验组的卵裂率均高于对照组，说明添加不同浓度的FBS对卵裂率均有促进作用，实验组1、2的囊胚率高于对照组，实验组3的囊胚率低于对照组，说明在一定浓度范围内，添加的FBS对囊胚率有促进作用，但超过该浓度范围却起抑制作用，D错误。]
11．B　[卵裂期，胚胎中细胞数目不断增加，但所含的有机物总量减少，A错误；动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞，有的可能是次级卵母细胞，它们都要在输卵管内进一步成熟，到M Ⅱ期时，才具备与精子受精的能力，精子入卵后被激活的卵子才能完减数分裂Ⅱ，C、D错误。]
12．C　[卵母细胞只有在受精后才能完成减数分裂，所以需要用精子刺激卵母细胞，然后移除雄原核再进行培养，C错误。]
13．(1)雄原核　雌原核　(2)精子穿过透明带　精子进入卵细胞　雌、雄原核融合　(3)精子获能　输卵管　MⅡ期
(4)透明带反应和卵细胞膜反应
14．(1)输卵管　观察到两个极体或雌、雄原核　(2)B　囊胚　③　透明带　②　内细胞团　
(3)滋养层　不属于作业12　胚胎工程技术及其应用
(分值：100分)
第1～6题，每题5分；第7～12题，每题6分，共66分。
题组一　体外受精
1．(2023·石家庄高二检测)下列关于体外受精技术的说法中，错误的是(　　)
A．体外受精技术操作前需对精子进行获能处理
B．体外受精需要对采集到的卵子进行成熟培养
C．体外受精技术已成为一项常规的动物繁殖生物技术
D．体外受精技术就是人工将获能的精子放入雌性动物的输卵管中以辅助受精
2．试管动物技术是指通过人工操作使精子和卵子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后再经移植产生后代的技术。下列关于试管动物技术的叙述，不正确的是(　　)
A．该技术可以更多、更有效地利用动物卵细胞
B．运用该技术繁育后代的过程属于有性生殖
C．可实现优良品种的快速、大量繁殖
D．运用试管动物技术培育动物的过程全部在体外进行
题组二　胚胎移植
3．下列有关牛胚胎移植技术的叙述，不正确的是(　　)
A．供体牛应选择具有人类所需优良性状的个体
B．受体牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力
C．胚胎移植前要对受体母牛进行同期发情处理
D．在孕育过程中，移入胚胎的遗传特性受代孕母体的影响
4．(2024·黄石高二期中)下列有关牛胚胎移植技术的叙述，错误的是(　　)
A．胚胎工程的最终技术环节一般都是胚胎移植
B．供体雌牛和受体雌牛的选择必须是同一物种的良种，且需要进行同期发情处理
C．进行胚胎移植前，可用分子生物学的方法对胚胎进行性别鉴定
D．胚胎移植的生理学基础包括受体不会对移植胚胎发生免疫排斥反应
5．梅花鹿胚胎移植实验的主要流程如下，下列相关叙述正确的是(　　)
①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④胚胎移植→子代梅花鹿
A．过程①需要注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞
B．过程③以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提
C．过程④中可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚阶段
D．过程④成功率的高低主要决定于供、受体生理状况的一致性
6．如图表示牛胚胎移植的流程，其中①～④表示相应的操作流程。下列相关叙述错误的是(　　)
A．过程①是注射相关激素，使供、受体同期发情
B．过程②是注射促性腺激素，使供体超数排卵
C．过程③主要涉及人工授精和从卵巢中冲取胚胎
D．过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎
题组三　胚胎分割
7．下列关于胚胎分割技术的说法，错误的是(　　)
A．被分割的胚胎应该是发育良好的早期胚胎
B．要将内细胞团均等分割的原因是防止由分割而来的两个体遗传物质差异过大
C．来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质
D．胚胎分割是进行动物克隆的方法之一
8．(2024·佛山高二期中)下列关于胚胎分割的叙述不正确的是(　　)
A．胚胎分割技术可以促进优良动物品种的繁殖
B．分割胚胎一般用分割针或者分割刀进行分割
C．胚胎分割所需要的主要仪器设备为体视显微镜和显微操作仪
D．胚胎分割技术，可以取内细胞团细胞进行DNA分析性别鉴定
9．如图表示移植卵裂期胚胎和囊胚的流产率与受孕妇女年龄的关系，下列相关叙述正确的是(　　)
A．体外受精时，需用促性腺激素处理使精子获能
B．卵裂期细胞和囊胚细胞均未分化
C．实验结果表明，卵裂期胚胎移植成功率较高
D．受孕妇女年龄越大，胚胎移植的流产风险越高
10．(2024·内江高二期中)2023年1月，宁夏首批体细胞克隆高产长寿超级奶牛诞生，科研人员选择高产长寿和抗逆性能优异的“明星奶牛”，采集其耳缘组织，培养皮肤成纤维细胞，再通过核移植生产克隆胚胎，进行胚胎移植及妊娠。下列说法错误的是(　　)
A．为获得更多的超级奶牛，可进行胚胎分割且分割的份数越多越好
B．胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
C．胚胎移植的优势是可以充分发挥供体的繁殖潜力
D．体细胞核移植的成功率非常低，人类对克隆技术的应用还有很多问题需要解决
11．研究人员对新西兰白兔不同阶段胚胎在三种培养液中的分割效果进行研究，结果如表。下列相关叙述不正确的是(　　)
分割胚胎培养液 桑葚胚 囊胚
分割胚胎数 分割成功率(%) 分割胚胎数 分割成功率(%)
PBS 20 75.0 26 80.8
TCM－199 38 80.3 33 84.8
DMEM 44 80.7 42 81.0
合计 102 78.7 101 82.2
A．应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行胚胎分割
B．结果显示在DMEM培养液中分割效果优于其他两种培养液
C．分割的两种胚胎数量应足够多以减少实验误差
D．胚胎分割技术可用于优良种畜的快速繁殖
12．研究人员探究不同冷冻处理方法对囊胚分割效果的影响，结果如表所示。下列有关叙述错误的是(　　)
处理方法 分割成功率/% 半胚存活率/%
1 冷冻后分割 76.4 66.5
2 分割后冷冻 76.5 57.6
A.分割时，应将内细胞团均等分割
B．胚胎冷冻后分割，更有利于提高分割成功率
C．半胚移植后，可与受体子宫建立正常的组织联系
D．同一胚胎分割获得的不同个体性状不一定相同
13．(16分)(2024·渭南高二检测)为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法。请根据图示信息回答下面的问题：
(1)试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的生物工程技术有__________________________等。
(2)用来促进B牛超数排卵的激素是____________激素。为筛选出具有优良性状的母牛，胚胎移植前应取________________鉴定胚胎的性别，并在胚胎发育到__________________阶段进行胚胎移植。若要获得更多胚胎，可采用__________技术，该技术属于________(填“有性”或“无性”)生殖。
(3)产生F牛的理论依据是______________________________________，其繁殖方式属于______(填“有性”或“无性”)生殖。
14．(每空3分，共18分)(2022·全国甲，38)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___________________________________________________。
答案精析
1．D　[人工授精是人工将获能的精子放入雌性动物的输卵管中以辅助受精，该过程不是体外受精，D错误。]
2．D　[根据题意可知，试管动物技术仍然属于通过有性生殖繁育后代的技术，因为操作过程中仍然有两性生殖细胞的结合过程，只不过是通过人工体外操作，获得胚胎，然后再移植到生物体内发育成新个体。早期胚胎经移植后的过程在体内进行，故选D。]
3．D　[代孕母体仅为植入的胚胎提供营养物质及适宜的发育环境，一般不会影响其遗传特性，D错误。]
4．B　[供体雌牛和雄牛必须是同一物种的良种，这样才能获得良种的胚胎，但受体雌牛只是提供胚胎发育的一个正常环境，可以只是同物种的一般有健康体质的牛，B错误。]
5．D　[超数排卵处理需要注射促性腺激素，目的是获得更多的卵母细胞，A错误；过程③为胚胎收集，前提是早期胚胎处于游离状态，没有与子宫建立组织上的联系，B错误；过程④中可移植的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段，C错误。]
6．C　[过程③是从子宫中冲取胚胎，C错误。]
7．B　[因为内细胞团将来发育为胎儿的各种组织，因此在分割时一定要注意将其均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。]
8．D　[胚胎分割技术，可以取滋养层细胞进行DNA分析性别鉴定，D错误。]
9．D　[体外受精时，需用促性腺激素处理使妇女超数排卵，A错误；囊胚阶段细胞逐渐分化，B错误；根据题图可知，移植卵裂期胚胎流产率高于移植囊胚，故卵裂期胚胎移植成功率低，C错误。]
10．A　[胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体(供体)的繁殖潜力，C正确。]
11．B　[结果显示分割囊胚时，在TCM－199培养液中分割效果优于其他两种培养液，B错误。]
12．B　[在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育，A正确；胚胎冷冻后分割，更有利于提高半胚存活率，而冷冻后分割与分割后冷冻的分割成功率相比几乎无差别，B错误；胚胎分割属于无性繁殖或克隆，但是由于环境条件不同或生物产生变异，生物性状不一定完全相同，D正确。]
13．(1)动物细胞培养和胚胎移植　(2)促性腺　滋养层细胞　桑葚胚或囊胚　胚胎分割　无性　(3)动物体细胞的细胞核具有全能性　无性
14．(1)加入抗冻剂(甘油)冷冻保存　刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能受精　肝素(或钙离子载体)　MⅡ期　(2)维生素、氨基酸、核苷酸　(3)对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代
解析　(1)精液可以加入抗冻剂(甘油)冷冻保存，使用前再将精液解冻离心分离。刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才获得受精能力，故在体外受精前要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有培养法和化学诱导法，化学诱导法是将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体溶液中，用化学药物诱导精子获能。卵母细胞需要培养到减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)才能具备与精子受精的能力。(2)进行早期胚胎培养的培养液中，除了无机盐、激素、血清外，还含有维生素、氨基酸、核苷酸等。(3)要利用保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料，获得具有该公羊优良性状的后代，主要是利用胚胎移植技术，即对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。

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