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同步练习2　植物细胞工程、动物细胞工程
一、选择题(本题包括20小题，每小题3分，共60分，每小题只有一个选项符合题目要求。)
1．植物组织培养技术的过程一般为接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→诱导生根→试管苗移栽及鉴定。下列叙述错误的是(　　)
A．外植体是离体培养的植物器官、组织或细胞等，培养前需要对其进行灭菌处理
B．愈伤组织属于未分化的薄壁组织，具备较强的分裂分化能力
C．植物激素中生长素和细胞分裂素的浓度、比例等会影响植物细胞的发育方向
D．若培育的是耐旱植株，则在其生长过程中可适当减少浇水量以鉴定其耐旱能力
2．下列关于植物组织培养中再分化的说法，错误的是(　　)
A．再分化过程中，不同细胞内合成了功能不同的特异性蛋白质
B．脱分化与再分化使用的培养基激素用量及比例不同
C．再分化过程在实验室或植物组织培养车间进行，需要避光处理
D．再分化过程中，核遗传物质没有发生改变，但mRNA有变化
3．(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
4．(2025·盐城高二月考)野生铁皮石斛是名贵的中药，因过度利用被列为国家重点保护植物。某科研团队利用植物细胞工程技术进行了种苗培育和有效物质工厂化生产的研究。下列说法错误的是(　　)
A．愈伤组织再分化形成的芽产生的生长素会抑制愈伤组织生根
B．利用植物组织培养技术能保留植物亲本的优良性状
C．酒精和次氯酸钠溶液处理后用无菌水清洗可降低两者对外植体的伤害
D．工厂化生产铁皮石斛的有效物质有利于其遗传多样性的保护
5．为培育富含β-胡萝卜素的“黄金大米”，科研人员提出了利用植物体细胞杂交技术，将玉米细胞和水稻细胞融合为杂种细胞，其方案如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．步骤①需要使用纤维素酶和果胶酶处理以获得原生质体
B．通过步骤②处理后得到的两两融合原生质体类型可能有3种
C．步骤③中细胞再生出细胞壁后转移到悬浮液中培养获得愈伤组织
D．诱导愈伤组织一般不需要光照，而幼苗的培育过程需要光照
6．病毒感染果蔬后，会借助胞间连丝等结构扩散，导致果蔬产量和品质退化。利用组织培养技术可以快速生产出脱毒苗。下列叙述错误的是(　　)
A．获取的植株茎尖切段需用体积分数为70%的酒精和质量分数为5%的次氯酸钠溶液进行消毒处理
B．脱毒苗培育过程需要更换培养基，提高生长素的比例有利于根的分化
C．形成愈伤组织过程中，可能会发生染色体变异、基因突变及细胞分化
D．植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达
7．如图表示用某植物未成熟的花粉培育成完整植株的过程，X表示结构，①～④表示相关过程。下列相关叙述正确的是(　　)
A．过程①表示脱分化，X是愈伤组织
B．过程②和过程③所用激素种类不同
C．该过程没有体现植物细胞的全能性
D．培养过程需对培养器具和操作台进行消毒
8．(2025·大连高二期中)青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中提取的一种代谢物，而茎及其他部位中的青蒿素含量极其微少。下列关于利用植物组织培养生产青蒿素的叙述，错误的是(　　)
A．在黄花蒿组织培养过程中的一定阶段需要给予光照
B．可以对愈伤组织进行培养使其增殖，以便从中直接获得青蒿素
C．在植物组织培养过程中，由于细胞一直处于不断增殖的状态，因此容易突变
D．生长素对脱分化和再分化过程具有调节作用，但不能直接提高青蒿素的产量
9．花椰菜(2n＝18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，紫罗兰(2n＝14)具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A．图中培育杂种植株所用的技术体现了植物细胞全能性和细胞膜流动性原理
B．过程③的培养基中需加入植物激素来诱导脱分化
C．过程①可使用纤维素酶和果胶酶，过程②用灭活的病毒进行诱导
D．病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上，一段时间后，测定病斑面积占叶片总面积的百分比，可筛选抗病性强的杂种植株
10．如图是利用玉米(2n＝20)的幼苗芽尖细胞(基因型为BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析不正确的是(　　)
A．基因重组发生在图中②过程，③过程中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期
B．此实验中运用到了植物组织培养技术
C．植株A为二倍体，其体细胞内最多有4个染色体组，植株C属于单倍体，其发育起点为配子
D．利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为25%
11．(2024·江苏，13)如图为植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列相关叙述正确的是(　　)
A．步骤①添加盐酸以去除细胞壁
B．步骤②吸取原生质体放入无菌水中清洗
C．原生质体密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间
D．台盼蓝检测后应选择蓝色的原生质体继续培养
12．悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累等因素而分裂受阻。生产上常用灌流式培养避免这些现象出现。灌流式培养是在细胞培养管内，一边不断注入新鲜培养基，一边将培养液的上清液不断移出。下列相关叙述错误的是(　　)
A．灌流式培养的细胞会贴壁生长，但不会出现接触抑制现象
B．灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行的
C．过高的灌流速率会导致营养物质不能得到充分利用，造成培养基浪费
D．配制灌流式培养所需培养基时应考虑细胞生存的液体环境的渗透压
13．(2024·黑吉辽，14)从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是(　　)
A．传代培养时，培养皿需密封防止污染
B．选取①的细胞进行传代培养比②更合理
C．直接用离心法收集细胞进行传代培养
D．细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关
14．某研究所利用蛇干细胞培养出可分泌毒液的蛇毒腺微型组织，让毒素的获取途径更加安全和简单。下列叙述正确的是(　　)
A．培养蛇干细胞时O2的作用是维持培养液pH的稳定
B．蛇毒腺微型组织基因的表达与蛇干细胞不完全相同
C．利用蛇干细胞的大量增殖即可获得大量分泌毒液的细胞
D．培养蛇毒腺微型组织与哺乳动物细胞培养的条件完全相同
15．(2025·漳州高二期末)科学家通过诱导iPS细胞定向分化，培育出所需器官进行自体移植。下列叙述正确的是(　　)
A．iPS细胞是只能由成纤维细胞诱导形成的类似胚胎干细胞的一种细胞
B．利用iPS细胞分化形成的器官进行自体移植后将引发机体产生细胞免疫
C．iPS细胞与成体干细胞中的造血干细胞均具有组织特异性
D．iPS 细胞较传统胚胎干细胞，具有细胞来源广泛、较少涉及伦理道德问题等优点
16．(2024·山东，20改编)下列关于植物愈伤组织的说法正确的是(　　)
A．用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体
B．融合的原生质体可以直接形成愈伤组织
C．体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D．通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖
17．科学家利用马铃薯和番茄叶片分离原生质体并进行细胞杂交，最终获得了杂种植株，相关过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A．培育杂种植株的过程中利用了基因突变的原理
B．过程Ⅰ应置于含纤维素酶和果胶酶的等渗或低渗溶液中
C．过程Ⅱ常用灭活病毒进行诱导，目的是促进原生质体融合
D．Ⅲ培养→Ⅳ培养的过程需要更换培养基，增加适宜光照
18．某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按如图所示的程序进行实验。据图分析，下列叙述不正确的是(　　)
A．由花粉培养到植株A，体现了植物的生殖细胞具有全能性
B．植株A一定为单倍体植株，其特点之一是高度不育
C．由花粉培养到植株B，必须在无菌条件下进行
D．单倍体育种与杂交育种相比，其优点在于可明显缩短育种年限
19．中药山茱萸的主要活性成分是马钱子苷。科研小组为探究不同浓度的马钱子苷对神经干细胞分化的影响，从8周龄的成年小鼠大脑中取出神经干细胞组织，制成细胞悬液后均分为4组，加入不同浓度的马钱子苷，用分化培养基培养，在37 ℃，5%CO2的培养箱中培养3天，检测神经干细胞的分化情况，结果如图。下列相关叙述错误的是(　　)
A．用胰蛋白酶处理神经干细胞组织可获得分散的神经干细胞
B．培养箱中5%CO2的作用是维持培养液的pH
C．神经干细胞分化过程中所有mRNA都会发生改变
D．实验说明不同浓度的马钱子苷对神经干细胞分化的作用不同
20．科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，将它称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)，iPS细胞增殖分化后可形成多种组织细胞，用于多种疾病的治疗。如图为该技术的实验示意图，下列有关说法错误的是(　　)
A．体外培养小鼠成纤维细胞和iPS细胞时，定期更换培养液可以清除细胞的代谢物
B．选取的小鼠成纤维组织需经胃蛋白酶或胶原蛋白酶处理成单个细胞后制成细胞悬液
C．图中神经细胞、肝脏细胞和心肌细胞中的基因与iPS细胞相同，蛋白质不完全相同
D．若iPS细胞取自病人，经诱导并移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应
二、非选择题(本题包括3小题，共40分。)
21．(14分)将基因型为AaBb的水稻(具有24条染色体)的叶肉细胞通过无菌操作接入含有营养成分全面的培养基的试管中，在一定条件下培养形成试管幼苗，其过程如图所示，据图回答下列问题。
(1)(3分)图中水稻的叶肉细胞要经过消毒处理后才能进行培养。其中①过程中，细胞的分化程度会________(填“升高”“降低”或“不变”)。愈伤组织经过②过程重新分化成根和芽的过程叫________________。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基，这三种培养基的主要差异是_________________________________________________________。
(2)在形成愈伤组织过程中，细胞必须不断地从培养基中获得________________和小分子有机物等营养物质。
(3)(3分)如果B是脱毒植株，则“水稻的某种细胞”应选用______________细胞，这种繁殖方式实际上是__________，培养成的植株的基因型为____________。
(4)如果“某种细胞”选用的是花粉细胞，则B称为__________植株，该植株的特点是__________，需用__________处理，使其恢复正常体细胞染色体数。
22．(14分)(2025·南京高二月考)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。据图回答下列问题：
(1)(2分)为获得原生质体，过程①需要利用____________________________处理两种植物细胞。两种植物细胞的原生质体融合成功的依据是___________________________________
___________________________________________________________________________。
(2)写出促进原生质体融合的方法_________________________________________________
________________________________________________________________________(写出两个)。
(3)(2分)过程③和④利用的植物细胞工程技术是________________。该技术依据的生物学原理是植物细胞具有全能性，全能性是指___________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)(3分)细胞融合完成后，融合细胞的细胞膜表面的荧光标记颜色可能是______________
________________________________________________________________________(只考虑细胞的两两融合)，细胞融合过程是否受温度的影响？________(填“是”或“否”)。
(5)已知番茄细胞内有12对同源染色体，马铃薯细胞内共48条染色体，则在“番茄—马铃薯”细胞分裂过程中最多可以观察到______条染色体。
(6)(3分)植物体细胞杂交技术的意义是__________________________________________
__________________________________________________________________________。
23．(12分)胚胎干细胞必须从胚胎中获取，但这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，因此iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。如图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图(c－Myc、Klf4、Sox2和Oct－3/4等基因与细胞的脱分化有关)。回答下列问题：
(1)在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶等处理使之分散成单个细胞，这说明细胞间的物质为________。 不能用胃蛋白酶处理成纤维细胞，原因是__________________。
(2)在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是________________________________。动物细胞培养需要提供O2和CO2等气体环境，CO2的主要作用是______________________。
(3)过程③④为iPS细胞提供的条件不同，分化得到的细胞不同，可知细胞分化是______________________的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入病人体内的优势是___________________________________________________。
同步练习2　植物细胞工程、动物细胞工程
一、选择题(本题包括20小题，每小题3分，共60分，每小题只有一个选项符合题目要求。)
1．植物组织培养技术的过程一般为接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→诱导生根→试管苗移栽及鉴定。下列叙述错误的是(　　)
A．外植体是离体培养的植物器官、组织或细胞等，培养前需要对其进行灭菌处理
B．愈伤组织属于未分化的薄壁组织，具备较强的分裂分化能力
C．植物激素中生长素和细胞分裂素的浓度、比例等会影响植物细胞的发育方向
D．若培育的是耐旱植株，则在其生长过程中可适当减少浇水量以鉴定其耐旱能力
答案　A
解析　外植体是离体培养的植物器官、组织或细胞等，培养前需要对其进行消毒处理，灭菌会使细胞失去活性，A错误；愈伤组织是脱分化的结果，属于未分化的薄壁组织，没有特定的结构和功能，全能性高，细胞分裂分化能力强，B正确；植物激素中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，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向，C正确；若培育的是耐旱植株，需要提前进行检测与鉴定，在其生长过程中可适当减少浇水量以鉴定其耐旱能力，D正确。
题点　植物组织培养的过程
2．下列关于植物组织培养中再分化的说法，错误的是(　　)
A．再分化过程中，不同细胞内合成了功能不同的特异性蛋白质
B．脱分化与再分化使用的培养基激素用量及比例不同
C．再分化过程在实验室或植物组织培养车间进行，需要避光处理
D．再分化过程中，核遗传物质没有发生改变，但mRNA有变化
答案　C
解析　再分化过程在实验室或植物组织培养车间进行，每日需要给予适当时间和强度的照光处理，有利于叶绿素的合成，C错误。
题点　植物组织培养的过程
3．(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
答案　B
解析　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脱分化和过程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。
题点　植物体细胞杂交技术的过程模式图类
4．(2025·盐城高二月考)野生铁皮石斛是名贵的中药，因过度利用被列为国家重点保护植物。某科研团队利用植物细胞工程技术进行了种苗培育和有效物质工厂化生产的研究。下列说法错误的是(　　)
A．愈伤组织再分化形成的芽产生的生长素会抑制愈伤组织生根
B．利用植物组织培养技术能保留植物亲本的优良性状
C．酒精和次氯酸钠溶液处理后用无菌水清洗可降低两者对外植体的伤害
D．工厂化生产铁皮石斛的有效物质有利于其遗传多样性的保护
答案　A
解析　愈伤组织再分化形成的芽产生的生长素会促进愈伤组织生根，A错误；利用植物组织培养技术能保留植物亲本的优良性状，属于无性繁殖，B正确；酒精和次氯酸钠溶液作为消毒剂，长时间处理会毒害外植体，故酒精和次氯酸钠溶液处理后用无菌水清洗可降低两者对外植体的伤害，C正确；野生铁皮石斛是名贵的中药，工厂化生产铁皮石斛的有效物质可以避免大量砍伐和破坏铁皮石斛，有利于其遗传多样性的保护，D正确。
题点　植物组织培养的过程
5．为培育富含β-胡萝卜素的“黄金大米”，科研人员提出了利用植物体细胞杂交技术，将玉米细胞和水稻细胞融合为杂种细胞，其方案如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．步骤①需要使用纤维素酶和果胶酶处理以获得原生质体
B．通过步骤②处理后得到的两两融合原生质体类型可能有3种
C．步骤③中细胞再生出细胞壁后转移到悬浮液中培养获得愈伤组织
D．诱导愈伤组织一般不需要光照，而幼苗的培育过程需要光照
答案　C
解析　步骤③中细胞再生出细胞壁后转移到固体培养基中培养获得愈伤组织，C错误；诱导愈伤组织形成一般不需要光照，而幼苗的培育过程需要光照，因为叶绿素的合成需要光照，D正确。
题点　植物体细胞杂交技术的过程流程图类
6．病毒感染果蔬后，会借助胞间连丝等结构扩散，导致果蔬产量和品质退化。利用组织培养技术可以快速生产出脱毒苗。下列叙述错误的是(　　)
A．获取的植株茎尖切段需用体积分数为70%的酒精和质量分数为5%的次氯酸钠溶液进行消毒处理
B．脱毒苗培育过程需要更换培养基，提高生长素的比例有利于根的分化
C．形成愈伤组织过程中，可能会发生染色体变异、基因突变及细胞分化
D．植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达
答案　C
解析　植物组织培养过程中，需要更换培养基，提高生长素的比例有利于生根，提高细胞分裂素的比例有利于芽的分化，B正确；形成愈伤组织的过程是脱分化，不会发生细胞分化，C错误；根据题干信息“病毒感染果蔬后，会借助胞间连丝等结构扩散”可推知，植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达，D正确。
题点　植物繁殖的新途径——作物脱毒
7．如图表示用某植物未成熟的花粉培育成完整植株的过程，X表示结构，①～④表示相关过程。下列相关叙述正确的是(　　)
A．过程①表示脱分化，X是愈伤组织
B．过程②和过程③所用激素种类不同
C．该过程没有体现植物细胞的全能性
D．培养过程需对培养器具和操作台进行消毒
答案　A
解析　图中过程①表示脱分化，过程②③表示再分化，X表示愈伤组织，A正确；过程②和过程③所用激素种类相同，但含量有差异，B错误；题图中表示植物组织培养过程，由花粉细胞最终获得了完整植株，说明花粉细胞具有全能性，C错误；培养过程需对培养器具进行灭菌，对操作台进行消毒，进而可以避免杂菌污染，D错误。
题点　植物组织培养的过程
8．(2025·大连高二期中)青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中提取的一种代谢物，而茎及其他部位中的青蒿素含量极其微少。下列关于利用植物组织培养生产青蒿素的叙述，错误的是(　　)
A．在黄花蒿组织培养过程中的一定阶段需要给予光照
B．可以对愈伤组织进行培养使其增殖，以便从中直接获得青蒿素
C．在植物组织培养过程中，由于细胞一直处于不断增殖的状态，因此容易突变
D．生长素对脱分化和再分化过程具有调节作用，但不能直接提高青蒿素的产量
答案　B
解析　植物组织培养过程中，诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续培养过程中每日需要给予适当时间和强度的光照，A正确；青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中提取的一种代谢物，而茎及其他部位中的青蒿素含量极其微少，因此通过大量培养愈伤组织不能直接获得青蒿素，B错误；在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素(如紫外线、亚硝酸盐等)的影响而产生突变，C正确；植物激素中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，对于脱分化和再分化等过程具有调节作用，但是不能直接提高青蒿素的产量，D正确。
题点　植物组织培养的过程
9．花椰菜(2n＝18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，紫罗兰(2n＝14)具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A．图中培育杂种植株所用的技术体现了植物细胞全能性和细胞膜流动性原理
B．过程③的培养基中需加入植物激素来诱导脱分化
C．过程①可使用纤维素酶和果胶酶，过程②用灭活的病毒进行诱导
D．病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上，一段时间后，测定病斑面积占叶片总面积的百分比，可筛选抗病性强的杂种植株
答案　C
解析　过程①是去除植物细胞壁的过程，由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，故可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，过程②诱导原生质体融合的方法可用聚乙二醇融合法，灭活的病毒是诱导动物细胞融合的方法，C错误；可将病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上，一段时间后，测定病斑面积占叶片总面积的百分比，筛选出抗病性强的杂种植株，该过程属于个体生物学水平的测定，D正确。
题点　植物体细胞杂交技术的过程模式图类
10．如图是利用玉米(2n＝20)的幼苗芽尖细胞(基因型为BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析不正确的是(　　)
A．基因重组发生在图中②过程，③过程中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期
B．此实验中运用到了植物组织培养技术
C．植株A为二倍体，其体细胞内最多有4个染色体组，植株C属于单倍体，其发育起点为配子
D．利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为25%
答案　D
解析　基因重组有自由组合和同源染色体非姐妹染色体间的互换两类。前者发生在减数分裂Ⅰ的后期(非同源染色体的自由组合)，后者发生在减数分裂Ⅰ的四分体时期(同源染色体的非姐妹染色单体间的互换)，发生在图中②过程；③有丝分裂过程中，分裂间期染色体复制形成染色单体，后期着丝粒分裂，染色单体消失，因此在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期，A正确。此实验中对植物细胞进行培养得到植株，运用到了植物组织培养技术，B正确。玉米为二倍体，体细胞内含有2个染色体组，有丝分裂后期，着丝粒分裂，含有4个染色体组，植株C发育起点为配子，属于单倍体，C正确。利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为100%，D错误。
题点　植物细胞工程育种综合考查
11．(2024·江苏，13)如图为植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列相关叙述正确的是(　　)
A．步骤①添加盐酸以去除细胞壁
B．步骤②吸取原生质体放入无菌水中清洗
C．原生质体密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间
D．台盼蓝检测后应选择蓝色的原生质体继续培养
答案　C
解析　步骤①添加纤维素酶或果胶酶去除细胞壁，A错误；步骤②吸取原生质体放入等渗溶液中清洗，放入无菌水中清洗会导致原生质体吸水涨破，B错误；结合图示可知原生质体处于甘露醇和蔗糖溶液之间，因而可推测原生质体的密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间，C正确；台盼蓝检测后应选择无色的原生质体继续培养，染成蓝色的原生质体活性差或已死亡，D错误。
题点　植物体细胞杂交技术的过程
12．悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累等因素而分裂受阻。生产上常用灌流式培养避免这些现象出现。灌流式培养是在细胞培养管内，一边不断注入新鲜培养基，一边将培养液的上清液不断移出。下列相关叙述错误的是(　　)
A．灌流式培养的细胞会贴壁生长，但不会出现接触抑制现象
B．灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行的
C．过高的灌流速率会导致营养物质不能得到充分利用，造成培养基浪费
D．配制灌流式培养所需培养基时应考虑细胞生存的液体环境的渗透压
答案　A
解析　悬浮培养的动物细胞不会出现贴壁生长现象，A错误；悬浮培养的动物细胞会因细胞密度过大、有害代谢产物积累等因素而分裂受阻，生产上常用灌流式培养避免这些现象出现，即灌流是在细胞密度达到一定浓度或者营养物质低于一定浓度时进行的，B正确。
题点　动物细胞培养的过程
13．(2024·黑吉辽，14)从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是(　　)
A．传代培养时，培养皿需密封防止污染
B．选取①的细胞进行传代培养比②更合理
C．直接用离心法收集细胞进行传代培养
D．细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关
答案　D
解析　传代培养时需要营造无菌、无毒以及95%空气＋5%CO2的混合气体环境，而非密封，A错误；当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖，这时就需要对细胞进行传代培养，①的细胞处于指数增长初期，还没有出现接触抑制现象，故选取②的细胞进行传代培养比①更合理，B错误；对于贴壁生长的细胞进行传代培养时，先需要用胰蛋白酶等处理，使之分散为单个细胞，然后再用离心法收集，之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养，C错误。
题点　动物细胞培养的过程
14．某研究所利用蛇干细胞培养出可分泌毒液的蛇毒腺微型组织，让毒素的获取途径更加安全和简单。下列叙述正确的是(　　)
A．培养蛇干细胞时O2的作用是维持培养液pH的稳定
B．蛇毒腺微型组织基因的表达与蛇干细胞不完全相同
C．利用蛇干细胞的大量增殖即可获得大量分泌毒液的细胞
D．培养蛇毒腺微型组织与哺乳动物细胞培养的条件完全相同
答案　B
解析　动物细胞培养时CO2的作用是维持培养液pH的稳定，A错误；蛇毒腺微型组织细胞是由蛇干细胞分化而来的，其基因的表达与蛇干细胞不完全相同，B正确；蛇干细胞不具备分泌毒液的功能，C错误。
题点　动物细胞培养的条件
15．(2025·漳州高二期末)科学家通过诱导iPS细胞定向分化，培育出所需器官进行自体移植。下列叙述正确的是(　　)
A．iPS细胞是只能由成纤维细胞诱导形成的类似胚胎干细胞的一种细胞
B．利用iPS细胞分化形成的器官进行自体移植后将引发机体产生细胞免疫
C．iPS细胞与成体干细胞中的造血干细胞均具有组织特异性
D．iPS 细胞较传统胚胎干细胞，具有细胞来源广泛、较少涉及伦理道德问题等优点
答案　D
解析　除成纤维细胞外，已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞，A错误；利用iPS细胞分化形成的器官进行自体移植，可避免机体产生免疫排斥反应，B错误；iPS细胞不具有组织特异性，能分化成各种组织细胞，C错误。
题点　iPS细胞及其应用
16．(2024·山东，20改编)下列关于植物愈伤组织的说法正确的是(　　)
A．用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体
B．融合的原生质体可以直接形成愈伤组织
C．体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D．通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖
答案　D
解析　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，故用果胶酶和纤维素酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体，A错误；用纤维素酶和果胶酶分别处理不同的植物细胞，得到原生质体，运用物理法或化学法诱导融合，形成杂种细胞，再利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株，故融合的原生质体需再生出细胞壁形成杂种细胞，杂种细胞再经过诱导脱分化后才能形成愈伤组织，B错误；体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的遗传物质，只有1个细胞核，C错误；通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于植物组织培养，从繁殖方式看属于无性繁殖，D正确。
题点　植物体细胞杂交技术的过程文字描述类
17．科学家利用马铃薯和番茄叶片分离原生质体并进行细胞杂交，最终获得了杂种植株，相关过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A．培育杂种植株的过程中利用了基因突变的原理
B．过程Ⅰ应置于含纤维素酶和果胶酶的等渗或低渗溶液中
C．过程Ⅱ常用灭活病毒进行诱导，目的是促进原生质体融合
D．Ⅲ培养→Ⅳ培养的过程需要更换培养基，增加适宜光照
答案　D
解析　培育杂种植株的过程中利用了染色体变异原理，没有利用基因突变原理，A错误；过程Ⅰ为去除细胞壁，制备原生质体，需要将植物细胞置于含有纤维素酶和果胶酶的等渗或略高渗溶液中，在低渗溶液中原生质体可能会吸水涨破，B错误；灭活病毒诱导法是诱导动物细胞融合特有的方法，C错误；Ⅲ培养→Ⅳ培养过程是脱分化和再分化，脱分化和再分化所需培养基成分不完全相同，因此通常要更换培养基，脱分化过程不需要光照，再分化过程每日需要给予适当时间和强度的光照，因此需要增加适宜光照，D正确。
题点　植物体细胞杂交技术的过程模式图类
18．某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按如图所示的程序进行实验。据图分析，下列叙述不正确的是(　　)
A．由花粉培养到植株A，体现了植物的生殖细胞具有全能性
B．植株A一定为单倍体植株，其特点之一是高度不育
C．由花粉培养到植株B，必须在无菌条件下进行
D．单倍体育种与杂交育种相比，其优点在于可明显缩短育种年限
答案　C
解析　由植株A到植株B，属于多倍体育种，用秋水仙素处理使染色体数目加倍，不需要无菌操作，C错误。
题点　植物细胞工程育种综合考查
19．中药山茱萸的主要活性成分是马钱子苷。科研小组为探究不同浓度的马钱子苷对神经干细胞分化的影响，从8周龄的成年小鼠大脑中取出神经干细胞组织，制成细胞悬液后均分为4组，加入不同浓度的马钱子苷，用分化培养基培养，在37 ℃，5%CO2的培养箱中培养3天，检测神经干细胞的分化情况，结果如图。下列相关叙述错误的是(　　)
A．用胰蛋白酶处理神经干细胞组织可获得分散的神经干细胞
B．培养箱中5%CO2的作用是维持培养液的pH
C．神经干细胞分化过程中所有mRNA都会发生改变
D．实验说明不同浓度的马钱子苷对神经干细胞分化的作用不同
答案　C
解析　利用胰蛋白酶或胶原蛋白酶可将动物组织分散成单个细胞，因此，用胰蛋白酶处理神经干细胞组织可获得分散的神经干细胞，A正确；动物细胞培养时，需将细胞置于5%CO2和95%空气的气体环境中，CO2的作用是维持培养液的pH，B正确；神经干细胞分化的实质是基因的选择性表达，该过程中mRNA和蛋白质会发生改变，但不是所有mRNA都会发生改变，如呼吸酶基因相关的mRNA不会发生改变，C错误。
题点　动物细胞培养的条件
20．科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，将它称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)，iPS细胞增殖分化后可形成多种组织细胞，用于多种疾病的治疗。如图为该技术的实验示意图，下列有关说法错误的是(　　)
A．体外培养小鼠成纤维细胞和iPS细胞时，定期更换培养液可以清除细胞的代谢物
B．选取的小鼠成纤维组织需经胃蛋白酶或胶原蛋白酶处理成单个细胞后制成细胞悬液
C．图中神经细胞、肝脏细胞和心肌细胞中的基因与iPS细胞相同，蛋白质不完全相同
D．若iPS细胞取自病人，经诱导并移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应
答案　B
解析　体外培养小鼠成纤维细胞和iPS细胞时，可通过定期更换培养液以清除细胞的代谢物，A正确；由于胃蛋白酶需要酸性环境，因此不可用胃蛋白酶处理成纤维组织使其分散成单个细胞，B错误；由于基因的选择性表达，这些不同的细胞中蛋白质不完全相同，C正确；若iPS细胞来源于病人自身体细胞，理论上可避免发生免疫排斥反应，D正确。
题点　iPS细胞及其应用
二、非选择题(本题包括3小题，共40分。)
21．(14分)将基因型为AaBb的水稻(具有24条染色体)的叶肉细胞通过无菌操作接入含有营养成分全面的培养基的试管中，在一定条件下培养形成试管幼苗，其过程如图所示，据图回答下列问题。
(1)(3分)图中水稻的叶肉细胞要经过消毒处理后才能进行培养。其中①过程中，细胞的分化程度会________(填“升高”“降低”或“不变”)。愈伤组织经过②过程重新分化成根和芽的过程叫________________。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基，这三种培养基的主要差异是_________________________________________________________。
(2)在形成愈伤组织过程中，细胞必须不断地从培养基中获得________________和小分子有机物等营养物质。
(3)(3分)如果B是脱毒植株，则“水稻的某种细胞”应选用______________细胞，这种繁殖方式实际上是__________，培养成的植株的基因型为____________。
(4)如果“某种细胞”选用的是花粉细胞，则B称为__________植株，该植株的特点是__________，需用__________处理，使其恢复正常体细胞染色体数。
答案　(1)降低　再分化　生长素与细胞分裂素用量的比例不同　(2)水分、无机盐　(3)根尖或茎尖　无性繁殖　AaBb　(4)单倍体　高度不育　秋水仙素
解析　(1)①过程为脱分化处理，高度分化的植物细胞形成愈伤组织，细胞的分化程度降低；②过程为愈伤组织的再分化过程，植物在不同阶段需要的营养不同，脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基目的不同，这三种培养基的主要差异是生长素与细胞分裂素用量的比例不同。(2)愈伤组织不能进行光合作用，在形成愈伤组织的过程中，细胞需要从外界获得水分、无机盐和小分子有机物如氨基酸、葡萄糖等营养物质。(3)根尖或茎尖处细胞分裂旺盛，病毒极少甚至无病毒，常作为培育脱毒苗的首选。这种繁殖方式不经过两性生殖细胞的结合，为无性繁殖。培养成的植株的基因型与原植株相同，为AaBb。(4)花粉为雄配子，配子发育而成的个体称为单倍体，水稻具有2个染色体组，该单倍体植株只有1个染色体组，无同源染色体，减数分裂异常，因此高度不育。秋水仙素抑制纺锤体的形成，会使染色体数目加倍，因此可使单倍体恢复为正常体细胞染色体数。
题点　植物细胞工程育种综合考查
22．(14分)(2025·南京高二月考)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。据图回答下列问题：
(1)(2分)为获得原生质体，过程①需要利用____________________________处理两种植物细胞。两种植物细胞的原生质体融合成功的依据是___________________________________
___________________________________________________________________________。
(2)写出促进原生质体融合的方法_________________________________________________
________________________________________________________________________(写出两个)。
(3)(2分)过程③和④利用的植物细胞工程技术是________________。该技术依据的生物学原理是植物细胞具有全能性，全能性是指___________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)(3分)细胞融合完成后，融合细胞的细胞膜表面的荧光标记颜色可能是______________
________________________________________________________________________(只考虑细胞的两两融合)，细胞融合过程是否受温度的影响？________(填“是”或“否”)。
(5)已知番茄细胞内有12对同源染色体，马铃薯细胞内共48条染色体，则在“番茄—马铃薯”细胞分裂过程中最多可以观察到______条染色体。
(6)(3分)植物体细胞杂交技术的意义是__________________________________________
__________________________________________________________________________。
答案　(1)纤维素酶和果胶酶　杂种细胞再生出新的细胞壁　(2)离心法、电融合法、聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高 pH融合法　(3)植物组织培养　细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能　(4)红色荧光和绿色荧光、红色荧光、绿色荧光　是　(5)144　(6)打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种
解析　(1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此根据酶的专一性原理，去除植物细胞壁常用纤维素酶和果胶酶处理；原生质体融合完成的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁。(2)原生质体的融合方法基本可以分为两大类——物理法和化学法，物理法包括离心法、电融合法等，化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、 高 Ca2＋—高 pH融合法等。(3)过程③表示脱分化，过程④表示再分化，植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，全能性是指细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。(4)细胞融合完成后，融合细胞的细胞膜有3种情况(仅考虑细胞的两两融合)：①融合的番茄原生质体(红色荧光标记)、②融合的马铃薯原生质体(绿色荧光标记)、③杂种细胞即融合的番茄原生质体和马铃薯原生质体(红色荧光和绿色荧光标记)。温度能影响细胞膜的流动速度，因此细胞融合过程受温度的影响。(5)番茄细胞内有24条染色体(12对同源染色体)，马铃薯细胞内有48条染色体，则在“番茄—马铃薯”体细胞中染色体数目为72条，在有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体数目加倍，因而最多可以观察到144条染色体。
题点　植物细胞工程育种综合考查
23．(12分)胚胎干细胞必须从胚胎中获取，但这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，因此iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。如图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图(c－Myc、Klf4、Sox2和Oct－3/4等基因与细胞的脱分化有关)。回答下列问题：
(1)在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶等处理使之分散成单个细胞，这说明细胞间的物质为________。 不能用胃蛋白酶处理成纤维细胞，原因是__________________。
(2)在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是________________________________。动物细胞培养需要提供O2和CO2等气体环境，CO2的主要作用是______________________。
(3)过程③④为iPS细胞提供的条件不同，分化得到的细胞不同，可知细胞分化是______________________的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入病人体内的优势是___________________________________________________。
答案　(1)蛋白质　多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中变性失活(2)清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害　维持培养液的pH　(3)基因选择性表达　避免了免疫排斥反应问题
解析　(1)用胰蛋白酶等分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。胃蛋白酶的适宜pH为1.5，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此不能用胃蛋白酶处理成纤维细胞。(2)定期更换培养液的目的是清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。动物细胞培养需要提供O2和CO2等气体环境，CO2的主要作用是维持培养液的pH。(3)细胞分化是基因选择性表达的结果，若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入病人体内，由于自体细胞组织相容性抗原相同，故可以避免发生免疫排斥反应。
题点　iPS细胞及其应用

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