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2025浙科版高中生物学选择性必修3
第二、三章综合拔高练
五年高考练
考点1　植物的组织培养技术及应用
1.(2022浙江1月选考,7)农作物秸秆的回收利用方式很多,其中之一是将秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质。碎化秸秆中纤维所起的作用,相当于植物组织培养中固体培养基的(　　)
A.琼脂+蔗糖　　B.蔗糖+激素
C.激素+无机盐　　D.无机盐+琼脂
2.(2020浙江1月选考,6)胡萝卜根单个细胞经体外培养,能发育成完整的植株。其根本原因是胡萝卜根细胞(　　)
A.具有旺盛的分裂能力
B.具有该物种的全套基因
C.通过有丝分裂形成了植株
D.能合成胡萝卜所需的蛋白质
3.(2024浙江1月选考,8)山药在生长过程中易受病毒侵害导致品质和产量下降。采用组织培养技术得到脱毒苗,可恢复其原有的优质高产特性,流程如图。下列操作不可行的是(　　)
外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗
A.选择芽尖作为外植体可减少病毒感染
B.培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染
C.将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖
D.提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽
考点2　植物体细胞杂交技术
4.(2023浙江1月选考,24节选)甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定,最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题:
(1)根据研究目标,在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前,应检验两种植物的原生质体是否具备　　　　　　的能力。为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体,则乙植物可用幼苗的　　　　　为外植体。
(2)植物细胞壁的主要成分为　　　　和果胶,在获取原生质体时,常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分别使甲原生质体和乙原生质体的　　　　　　　　失活。对处理后的原生质体在显微镜下用　　　　　　　　计数,确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后,通过添加适宜浓度的PEG进行融合;一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是　　 　。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合,在凝固前倒入培养皿,融合原生质体分散固定在平板中,并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于　　　　　　　　　　　　。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞的理由是哪几项 　　　　(A.甲、乙原生质体经处理后失活,无法正常生长、分裂　B.同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂　C.培养基含有抑制物质,只有杂种细胞才能正常生长、分裂　D.杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂)。
(4)愈伤组织经　　　　可形成胚状体或芽。胚状体能长出　　　　,直接发育形成再生植株。
考点3　动物细胞培养与核移植技术
5.(2021浙江6月选考,11)将蝌蚪肠细胞的细胞核移植到去核的蛙卵中,形成重建的“合子”。有些“合子”发育成正常的蝌蚪,而单独培养肠细胞却不能发育成蝌蚪。下列叙述错误的是(　　)
A.肠细胞不能表达全能性是受某些物质的限制
B.“合子”第一次分裂后形成的细胞已失去全能性
C.“合子”发育成正常蝌蚪的过程中伴随着细胞分化
D.细胞核具有全能性是由于其含有该物种的全套基因
6.(2024浙江1月选考,13)某动物细胞培养过程中,细胞贴壁生长至接触抑制时,需分装培养,实验操作过程如图。
下列叙述错误的是(　　)
A.①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离
B.②加培养液的目的是促进细胞增殖
C.③分装时需调整到合适的细胞密度
D.整个过程需要在无菌、无毒条件下进行
考点4　胚胎工程
7.(2023浙江1月选考,12)在家畜优良品种培育过程中常涉及胚胎工程的相关技术。下列叙述错误的是(　　)
A.经获能处理的精子才能用于体外受精
B.受精卵经体外培养可获得早期胚胎
C.胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率
D.胚胎移植前需对受体进行选择和处理
8.(2020浙江1月选考,17)下列关于利用胚胎工程培育优质奶牛的叙述,正确的是(　　)
A.从雄性奶牛中采集到的成熟精子遇到卵子即可进入卵子内
B.在体外完成受精后的受精卵,将其植入子宫即可完成着床
C.随着卵裂的进行,卵裂球细胞的体积变小,卵裂球的体积和有机物总量显著增加
D.在含有经辐射处理的胚胎成纤维细胞的培养体系中,胚胎干细胞不易发生分化
三年模拟练
应用实践
1.(2024浙江杭州学军中学阶段测试)甘薯长期营养繁殖会导致病毒蔓延,我国科研人员利用甘薯茎尖培养获得脱毒苗,使甘薯的产量和品质大幅度提高,脱毒流程如图,下列相关叙述正确的是(　　)
A.茎尖材料消毒时,需用无菌水处理后再用次氯酸钠溶液冲洗
B.诱导培养时需更换培养基,通常使愈伤组织先生根再出芽
C.病毒检测时可用抗毒血清进行免疫检测,呈阳性反应则为带毒苗
D.生根试管苗在温室炼苗后,应连带培养基栽植于肥沃疏松基质中
2.(2024浙江舟山中学月考)利用山金柑愈伤组织细胞(2n)和早花柠檬叶肉细胞(2n)进行体细胞杂交可以得到高品质、抗逆性强的杂种植株。如图是杂种植株的7组核DNA和线粒体DNA来源鉴定的结果。下列分析正确的是(　　)
A.山金柑愈伤组织细胞没有细胞壁,早花柠檬叶肉细胞用酶解法去除细胞壁后就能与前者融合
B.用灭活的病毒诱导两种细胞原生质体的融合,依赖于细胞膜的流动性
C.该杂种植株形成的原因可能是来自山金柑愈伤组织的细胞核被排斥
D.杂种植株是四倍体,包含两种植物的遗传物质
3.(2023浙江嘉兴二模)植物细胞固定化培养技术是将植物细胞包埋在多聚化合物制成的网状支持物中进行无菌培养的技术。固定化的细胞形成了类似于植物体内的组织,其培养条件非常接近植株体内的环境。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞悬浮培养相对于植株种植,代谢产物的生产更高效
B.细胞固定化培养体系相对于植株个体,细胞种类更少
C.细胞固定化培养相对于细胞悬浮培养,细胞分裂更旺盛
D.细胞固定化培养相对于细胞悬浮培养,代谢产物的分离更简便
4.(2024浙江强基联盟联考)解偶联蛋白1(UCP1)是一种线粒体内膜蛋白,具有消除线粒体内膜两侧的H+浓度差、减少ATP合成、增加耗氧量、增加产热的功能。我国科学家通过CRISPR/Cas9技术将小鼠的UCP1基因置换到猪的体内,并使鼠UCP1在猪的白色脂肪组织中特异性表达,获得了脂肪沉积少的“瘦肉猪”,下图是“瘦肉猪”主要培育过程,有关叙述错误的是(　　)
A.CRISPR/Cas9技术育种的主要原理是基因重组
B.b过程中,进行有限稀释培养的目的是获得阳性单克隆细胞系
C.d过程中,受体细胞选择去核的猪卵母细胞效果最好
D.e过程中,需对代孕猪进行超数排卵及同期发情处理
5.(2023浙江杭州第二中学月考)正常小鼠是二倍体,研究发现,小鼠四倍体胚胎具有发育缺陷,只能发育成胎盘等胚胎以外的结构。ES细胞能够诱导分化形成所有的细胞类型,但很难分化形成胎盘。四倍体胚胎与ES细胞的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿,可得到ES小鼠,其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织。下列叙述正确的是(　　)
A.将正常小鼠的2细胞期胚胎用灭活病毒诱导法使两细胞融合,可得到一个含四个染色体组的细胞
B.嵌合体中的ES细胞具有自我更新能力并只能分化为胎盘等胚外组织
C.嵌合体胚胎发育至原肠胚时需移植到与之生理状态相同的小鼠子宫内才可以进一步发育
D.嵌合体发育形成的ES小鼠基因型与供体ES细胞的基因型不同
6.(2023浙江9+1联盟期中)华蟾素注射液是我国经典抗癌药物,研究人员为探寻华蟾素注射液抗肝癌HepG-2细胞的作用机制,用华蟾素注射液和肝癌HepG-2细胞进行了一系列实验,结果如图所示。下列说法错误的是(　　)
图甲
图乙
A.为防止细胞培养过程发生微生物污染,培养液中要加入抗生素
B.每隔一段时间需要更换1次培养液,目的是防止代谢物积累对细胞自身造成危害
C.据图甲可知,华蟾素能有效抑制肝癌HepG-2细胞增殖,且只与浓度呈正相关
D.图乙的结果进一步表明,华蟾素的作用机理可能是抑制肝癌HepG-2细胞的DNA分子复制
7.(2023浙江选考模拟预测)野生稻是抗病、抗虫和耐盐等一系列有利基因的资源库。白叶枯病是水稻最严重的病害之一,疣粒野生稻(2n=24)对它具有高度抗性。疣粒野生稻与普通栽培稻02428(2n=24)虽然染色体数相同,但两者存在生殖隔离。为了向栽培稻02428转移疣粒野生稻对水稻白叶枯病的抗性,育种工作者在这2个种之间进行了不对称体细胞杂交实验。请分析并回答以下问题。
(1)将栽培稻正在发育的种子　　　　(填“灭菌”或“消毒”)后接种于含一定比例　　　　　　　　　　　　和0.7%琼脂粉的MS培养基上诱导　　　　过程,产生愈伤组织,并选择生长状态较好的愈伤组织接种于特定的液体培养基进行100 r/min的振荡培养,每星期传代一次。
(2)收集悬浮培养物加入　　　　　　　　酶液去壁,获得原生质体。用IOA(IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段)处理栽培稻原生质体15 min,培养5~8 d后能够完全抑制细胞分裂(细胞仍存活)。用同种方法获取疣粒野生稻的原生质体,用一定强度的X射线照射,造成染色体的随机消减,处理后的原生质体不能进行细胞分裂(细胞仍存活)。
(3)将处理过的2个亲本原生质体按1∶1的比例混合,并加入化学促融剂。由于杂种融合细胞　　　　　　　　　　　　　　,会再生许多细胞团,最终经　　　　发育为多株再生植株。挑选再生植株的新鲜根尖,经解离和漂洗后,进行　　　　和　　　　,然后置于光学显微镜下镜检,对体细胞杂种系的根尖细胞染色体记数,结果表明杂种染色体的数目在27~38条之间(杂种细胞含有栽培稻02428全部的染色体)。
(4)杂种抗性植株中来自疣粒野生稻的染色体并不完全相同,说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)之前的研究发现,若对疣粒野生稻不进行X射线照射而是直接进行原生质体融合,得到的杂种细胞不仅没有把双亲的优点结合起来,甚至失去了它们各自原有的有益特性。据此分析X射线处理疣粒野生稻随机消除大量染色体的优点是　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　,缺点是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)获得的抗性杂种多数都表现为不育,原因主要是　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　。
迁移创新
8.(2023浙江宁波联考)2006年,科学家利用病毒载体将四个转录因子(Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc)的组合转入分化的体细胞中,使其重编程而得到的类似胚胎干细胞的一种细胞类型,称为诱导多能干细胞(iPS细胞)。2007年,科学家利用iPS技术成功诱导人皮肤成纤维细胞成为几乎与胚胎干细胞完全一样的多能干细胞。从ES细胞到iPS细胞,为早期胚胎发育的基础研究提供了一种新的体外研究系统,有助于我们了解早期胚胎发育和疾病发生之间的关系,以及研究和治疗出生缺陷和各种发育疾病,也使个体化器官再生最终有可能成为现实。图1表示的是科学家获得iPS细胞,再将iPS细胞转入小鼠乙体内培养的过程,图2表示研究人员利用小鼠(2N=40)获取单倍体胚胎干细胞的一种方法。请回答下列问题。
图1
图2
(1)图1过程中,小鼠的成纤维细胞转变为iPS细胞,类似于植物组织培养中的　　　　过程。
(2)研究人员发现,将iPS细胞团注射到缺乏T细胞的小鼠体内,细胞团能继续生长。由此可推测,图1中iPS细胞团逐渐退化的原因可能是小鼠乙发生　　　　反应,使得iPS细胞团失去生命力。
(3)图2中,研究人员给小鼠丙注射了促性腺激素,目的是使其　　　　　,再利用SrCl2溶液处理激活卵母细胞,并体外培养至　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(填图2中的序号及名称),再筛选出　　　　　　　　。
(4)研究发现,单倍体胚胎干细胞有发育全能性,其分化过程从分子水平上看是　　　　　　　　的结果。该技术培育的单倍体动物可成为研究　　　　　(填“显性基因”或“隐性基因”)功能的理想细胞模型。为提高胚胎的利用率,可以采用　　　　　技术,选用发育良好的　　 　　　　　的胚胎进行操作,在操作时应注意　　　　　　　　　　,以保证胚胎的成活率。胚胎工程最后一道工序的实质是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)结合文中信息,下列可以应用iPS细胞实现的有　　　　(多选)。
A.利用iPS细胞研究完整的哺乳动物胚胎体外发育过程
B.利用iPS细胞分化获得神经元,用于治疗阿尔茨海默病
C.诱导人的iPS细胞形成原肠胚并植入子宫,使其进一步发育成新个体
D.利用iPS细胞诱导形成疾病模型细胞,对药物的安全性和有效性进行检测
答案与分层梯度式解析
五年高考练
1.A　碎化秸秆中的纤维在食用菌菌丝生长过程中被大量降解并提供碳源,这相当于植物组织培养中固体培养基添加的蔗糖;碎化秸秆中的纤维可用于维持基质的基本形态,这相当于植物组织培养中固体培养基添加的琼脂。
2.B　胡萝卜根单个细胞经体外培养,能发育成完整的植株,体现了植物细胞的全能性。植物细胞具有全能性的根本原因在于体细胞中含有该物种的全套基因。
3.D　芽尖等分生组织分裂旺盛,且含病毒少甚至无病毒,故取材时选用芽尖作为外植体可获得脱毒苗,A正确。继代培养是指将初代培养获得的培养物(如丛生芽)转移到新的培养基上继续进行扩大培养,大多数植物每隔4~6周进行一次继代培养,每进行一次继代培养,培养物一般能增殖3~4倍,故将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖,C正确。提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成根而不是芽,D错误。
4.答案　(1)再生植株　叶　(2)纤维素　细胞质和细胞核　血细胞计数板　终止原生质体融合　(3)同一个杂种融合原生质体　ABD　(4)再分化　根和芽
解析　(2)(3)在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分析结果如下:
甲植物细胞 乙植物细胞
特点 核基因具有耐盐碱效应 质基因具有高产效应
处理 使细胞质失活 使细胞核失活
结 果 未融合原生质体 不能正常生长、分裂 不能正常生长、分裂
同种原生质体融合 不能正常生长、分裂 不能正常生长、分裂
甲、乙原生 质体融合 含有甲植物细胞核基因和乙植物细胞质基因,即具有耐盐碱和高产效应,能正常生长、分裂
根据以上分析,这些愈伤组织只能来自杂种细胞,A、B、D正确。在显微镜下用血细胞计数板计数原生质体,可确定原生质体密度。PEG的作用是诱导原生质体融合,加入过量的培养基进行稀释的目的是终止原生质体融合。
5.B　动物细胞在分化过程中,细胞内的物质组成和化学成分发生了改变,导致动物体细胞受某些物质的限制而不能表达出全能性,A正确;“合子”第一次分裂后形成的细胞仍具有全能性,B错误;“合子”发育成正常蝌蚪的过程中,需要通过细胞分裂增加细胞的数量,通过细胞分化增加细胞的种类,C正确。
6.B　②加培养液的目的是洗去残留的消化液,以终止消化液的消化作用,并对细胞加以稀释,B错误;若密度过大,细胞仍存在接触抑制,故③分装时需调整到合适的细胞密度,C正确。
7.C　胚胎分割可以获得多个胚胎,与移植胚胎的成活率无关,C错误;胚胎移植前,需选择有健康体质和正常繁殖能力的受体,且进行同期发情处理,D正确。
8.D　从雄性奶牛中采集到的成熟精子需要进行获能处理才能进入卵子内,A错误;在体外完成受精后的受精卵,需要进行早期胚胎培养,才能将其植入子宫,B错误;随着卵裂的进行,卵裂球细胞的体积变小,卵裂球的体积基本不变,有机物总量减少,C错误;在含有经辐射处理的胚胎成纤维细胞的培养体系中,由于胚胎成纤维细胞可以分泌一些能抑制细胞分化的物质,所以胚胎干细胞不易发生分化,D正确。
三年模拟练
1.C　茎尖材料消毒时,需用次氯酸钠溶液进行消毒后再用无菌水冲洗,以避免消毒剂长时间作用产生毒害作用,A错误;脱分化和再分化使用的培养基不同,诱导培养时需更换培养基,通常使愈伤组织先出芽再生根,B错误;生根试管苗在温室炼苗后,用清水洗掉培养基栽植于肥沃疏松基质中,D错误。
2.C　山金柑愈伤组织细胞有细胞壁,也需要用酶解法去除细胞壁,A错误。灭活的病毒用于诱导动物细胞融合,不能用于诱导植物原生质体的融合,B错误。
3.C　细胞悬浮培养有利于增加培养液中营养物质与植物细胞的接触面积,相对于植株种植,细胞代谢更旺盛,代谢产物的生产更高效,A正确;结合题干“固定化的细胞形成了类似于植物体内的组织,其培养条件非常接近植株体内的环境”,相对于植株个体,固定化培养的细胞种类更少,B正确;细胞悬浮培养有利于增加培养液中营养物质与植物细胞的接触面积,相对于固定化培养,细胞代谢更加旺盛,细胞分裂也更加旺盛,C错误。
4.D　e过程中,需对代孕猪进行同期发情处理,不需进行超数排卵处理,D错误。
5.A　正常小鼠是二倍体,所以将2细胞期胚胎用灭活病毒诱导法使两细胞融合,可得到一个含四个染色体组的细胞,A正确;嵌合体中的ES细胞具有自我更新能力,能够诱导分化形成所有的细胞类型,B错误;胚胎移植时,应选择处于原肠胚之前的胚胎,C错误;根据题意“四倍体胚胎与ES细胞的嵌合体则会使二者的发育潜能相互补偿,可得到ES小鼠,其中的四倍体胚胎只能发育成胚外组织”可知,嵌合体发育形成的ES小鼠基因型与供体ES细胞的基因型相同,D错误。
6.C　每隔一段时间更换1次培养液,目的是防止代谢物积累对细胞自身造成危害,同时补充细胞所需营养物质,B正确;据图甲可知,华蟾素能有效地抑制肝癌HepG-2细胞增殖,与浓度和作用时间都呈正相关,C错误;由图乙可知,随着华蟾素浓度的增加,处于S期的细胞比例增加,则华蟾素的作用机理可能是抑制肝癌HepG-2细胞的DNA分子复制,D正确。
7.答案　(1)消毒　生长素和细胞分裂素　脱分化　(2)纤维素酶和果胶　(3)通过代谢互补可恢复分裂能力　再分化　染色　制片　(4)白叶枯病的抗性基因可能位于不同染色体上　(5)防止疣粒野生稻其他性状(或基因)对栽培稻的优良性状造成干扰　可能将抗性基因所在的染色体消除(增加了筛选的工作量)　(6)来自疣粒野生稻的染色体不成对存在
解析　(1)对种子进行消毒可以保持种子的活性并避免微生物的污染;MS培养基中通常需要添加细胞分裂素和生长素,以启动细胞分裂、脱分化和再分化;外植体在MS培养基上,经脱分化过程形成愈伤组织。(2)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,去除植物细胞壁获得原生质体需要用纤维素酶和果胶酶处理。(3)处理后的原生质体不能进行细胞分裂,经化学促融剂处理后,获得的杂种融合细胞通过代谢互补可恢复分裂能力,细胞能正常分裂。观察根尖细胞染色体数目,需将根尖经解离和漂洗后进行染色、制片。(4)白叶枯病的抗性基因可能位于不同染色体上,因此,这些杂种抗性植株中来自疣粒野生稻的染色体并不完全相同。(5)对疣粒野生稻直接进行原生质体融合,得到的杂种细胞不仅没有把双亲的优点结合起来,甚至失去了它们各自原有的有益特性,可见X射线处理疣粒野生稻随机消除大量染色体具有防止疣粒野生稻其他性状(或基因)对栽培稻的优良性状造成干扰的优点;但一定强度的X射线照射,造成染色体的随机消减,可能会将抗性基因所在的染色体消除,从而增加了筛选的工作量。(6)获得的抗性杂种多数都表现为不育,原因主要是来自疣粒野生稻的染色体不成对存在,无同源染色体,无法两两配对。
8.答案　(1)脱分化　(2)免疫排斥　(3)超数排卵　④囊胚期　单倍体胚胎干细胞　(4)基因选择性表达　隐性基因　胚胎分割　囊胚或囊胚期以前　将内细胞团均等分割　早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移　(5)BD
解析　(1)题图1过程中,成纤维细胞转变为 iPS细胞,即从高度分化的细胞形成分化程度低的细胞,类似于植物组织培养中的脱分化过程。(2)T细胞是细胞免疫中发挥主要免疫作用的细胞,将iPS细胞团注射到缺乏T细胞的小鼠体内,不发生免疫排斥反应,细胞团能继续生长,由此可推测题图1中iPS细胞团逐渐退化的原因是小鼠乙(受体)发生免疫排斥反应,使得iPS细胞团失去生命力。(4)单倍体胚胎干细胞也能分化形成不同功能的细胞、组织和器官,从分子水平上看是基因选择性表达的结果。该技术培育的单倍体动物可成为研究隐性基因功能的理想细胞模型。为提高胚胎的利用率,可以采用胚胎分割技术。胚胎工程最后一道工序是胚胎移植,胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。(5)由文中信息“从ES细胞到iPS细胞……有可能成为现实”可知,目前的水平还未将iPS细胞成功培育为个体,故A、C错误。
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