高中生物細(xì)胞工程專題系統(tǒng)練習(xí)題一、植物細(xì)胞工程模塊（一）植物組織培養(yǎng)技術(shù)深度練習(xí)知識(shí)點(diǎn)梳理植物組織培養(yǎng)依托植物細(xì)胞全能性（已分化細(xì)胞仍具發(fā)育成完整個(gè)體的潛能）實(shí)現(xiàn)，核心過程包含脫分化（已分化細(xì)胞→愈傷組織，需避光、高激素比例誘導(dǎo)）與再分化（愈傷組織→胚狀體/叢芽→完整植株，需光照、調(diào)整激素比例）。培養(yǎng)基常用MS培養(yǎng)基，添加生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素（調(diào)控脫分化/再分化方向）、蔗糖（能源+滲透壓調(diào)節(jié)）、瓊脂（凝固劑）及抗生素（防污染）。技術(shù)應(yīng)用涵蓋微型繁殖（保持親本優(yōu)良性狀）、作物脫毒（選莖尖等分生組織）、人工種子（胚狀體+人工種皮）、單倍體育種（花藥離體培養(yǎng)→純合子）、突變體篩選（愈傷組織易突變）等。經(jīng)典練習(xí)題1.選擇題：下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.脫分化過程需給予適宜激素誘導(dǎo)，再分化階段需光照B.愈傷組織細(xì)胞排列疏松、無定形，代謝類型為異養(yǎng)需氧型C.若培育人工種子，需將胚狀體包埋在富含營(yíng)養(yǎng)的固體培養(yǎng)基中D.莖尖培養(yǎng)可獲得脫毒苗，原理是分生組織病毒極少*解析*：人工種子的“人工種皮”需具備保護(hù)、透氣、提供萌發(fā)營(yíng)養(yǎng)等功能，胚狀體應(yīng)包埋在人工種皮（含營(yíng)養(yǎng)、激素的膠狀物質(zhì)）中，而非固體培養(yǎng)基（培養(yǎng)基是培養(yǎng)用的，種皮是播種用的載體）。故答案為C。2.非選擇題：某科研小組欲通過組織培養(yǎng)快速繁殖珍稀蘭花品種。請(qǐng)完善實(shí)驗(yàn)流程并分析關(guān)鍵步驟：（1）取蘭花幼嫩莖段（或葉片、花藥等，選分裂能力強(qiáng)的組織），用70%酒精消毒后，再用次氯酸鈉（或升汞）溶液消毒，無菌水沖洗3次，獲得外植體。（2）將外植體接種至脫分化培養(yǎng)基（含較高比例細(xì)胞分裂素+生長(zhǎng)素，避光），培養(yǎng)3周后形成愈傷組織。若要誘導(dǎo)愈傷組織分化出根，需調(diào)整培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比例（提高生長(zhǎng)素比例）。（3）若需制備人工種子，需將分化出的胚狀體（或叢芽）包裹人工種皮。人工種皮中除營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還可添加抗生素（防土壤微生物污染）、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑（促萌發(fā)）等物質(zhì)。*解析*：外植體消毒需“酒精+次氯酸鈉（或升汞）”的組合，酒精快速殺菌，次氯酸鈉（或升汞）深度消毒但需控時(shí)防灼傷。脫分化需高激素（尤其是細(xì)胞分裂素）打破分化狀態(tài)，再分化時(shí)生長(zhǎng)素比例高誘導(dǎo)生根、細(xì)胞分裂素高誘導(dǎo)生芽。人工種皮需模擬自然種子的保護(hù)、供能功能，添加抗生素防污染、激素促萌發(fā)。（二）植物體細(xì)胞雜交技術(shù)專項(xiàng)訓(xùn)練知識(shí)點(diǎn)梳理植物體細(xì)胞雜交突破遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙，核心原理為細(xì)胞膜流動(dòng)性（原生質(zhì)體融合）與細(xì)胞全能性（雜種細(xì)胞發(fā)育為雜種植株）。流程：①去壁（纖維素酶+果膠酶處理，獲得原生質(zhì)體）；②誘導(dǎo)融合（物理法：離心、振動(dòng)、電融合；化學(xué)法：PEG誘導(dǎo)）；③雜種細(xì)胞篩選（需淘汰未融合、同種融合的細(xì)胞）；④植物組織培養(yǎng)（雜種細(xì)胞→雜種植株）。雜種植株兼具雙親遺傳物質(zhì)，可能表現(xiàn)出雙親性狀（如“番茄—馬鈴薯”理論上可地上結(jié)番茄、地下長(zhǎng)馬鈴薯，但實(shí)際因基因表達(dá)調(diào)控復(fù)雜，效果有限）。經(jīng)典練習(xí)題1.選擇題：植物體細(xì)胞雜交與傳統(tǒng)雜交育種相比，優(yōu)勢(shì)在于（）A.能實(shí)現(xiàn)不同物種間的基因交流，培育新品種B.操作簡(jiǎn)便，無需復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)室條件C.可快速獲得純合子，縮短育種周期D.能保持親本的優(yōu)良性狀，防止性狀分離*解析*：傳統(tǒng)雜交育種需物種間可雜交（有性生殖親和），而體細(xì)胞雜交通過原生質(zhì)體融合，可讓不同物種（如植物界不同科屬）的細(xì)胞融合，實(shí)現(xiàn)基因交流。B錯(cuò)誤（體細(xì)胞雜交需酶解、融合、組織培養(yǎng)等復(fù)雜操作）；C錯(cuò)誤（體細(xì)胞雜交獲得的是雜種植株，需后續(xù)篩選純合子，周期不短）；D錯(cuò)誤（體細(xì)胞雜交是兩個(gè)物種的融合，性狀由雙親基因共同控制，非“保持親本優(yōu)良性狀”）。故答案為A。2.非選擇題：下圖為植物體細(xì)胞雜交過程示意圖，據(jù)圖回答：（圖注：甲、乙為不同植物細(xì)胞，A為去壁后的結(jié)構(gòu)，B為融合細(xì)胞，C為雜種植株）（1）步驟①“去壁”需用______酶處理，該步驟的關(guān)鍵是控制酶濃度與處理時(shí)間（防止過度酶解損傷原生質(zhì)體）。（2）步驟②誘導(dǎo)融合的化學(xué)試劑常用______（PEG，聚乙二醇）。融合完成后，體系中存在______種細(xì)胞（未融合的甲、未融合的乙、甲-甲融合、乙-乙融合、甲-乙融合，共5種），需通過篩選培養(yǎng)基（如利用營(yíng)養(yǎng)缺陷型或抗性標(biāo)記）淘汰非雜種細(xì)胞。（3）若甲細(xì)胞含2個(gè)染色體組，乙細(xì)胞含3個(gè)染色體組，則雜種植株的體細(xì)胞含______個(gè)染色體組，其減數(shù)分裂時(shí)幾乎不可育（染色體組為5，奇數(shù)，聯(lián)會(huì)紊亂，配子染色體數(shù)異常）。二、動(dòng)物細(xì)胞工程模塊（一）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)精準(zhǔn)練習(xí)知識(shí)點(diǎn)梳理動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)以細(xì)胞增殖為原理，流程包含：①原代培養(yǎng)（從動(dòng)物胚胎/幼齡動(dòng)物組織→剪碎→胰蛋白酶（或膠原蛋白酶）處理→單個(gè)細(xì)胞→培養(yǎng)液培養(yǎng)，貼壁生長(zhǎng)至接觸抑制）；②傳代培養(yǎng)（胰酶處理貼壁細(xì)胞→分瓶培養(yǎng)，需注意細(xì)胞系的“有限”與“無限”（癌變））。培養(yǎng)液需含血清（提供未知生長(zhǎng)因子）、葡萄糖（能源）、氨基酸（原料）、無機(jī)鹽、維生素，并添加抗生素防污染、CO?培養(yǎng)箱（維持pH，CO?溶解為碳酸，調(diào)節(jié)pH）。應(yīng)用：生產(chǎn)疫苗、單抗；檢測(cè)有毒物質(zhì)（觀察染色體變異或細(xì)胞病變）；基礎(chǔ)研究（如細(xì)胞代謝、信號(hào)通路）。經(jīng)典練習(xí)題1.選擇題：下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，正確的是（）A.原代培養(yǎng)的細(xì)胞因未發(fā)生突變，遺傳物質(zhì)與供體完全相同B.傳代培養(yǎng)時(shí)，需用胰蛋白酶處理貼壁細(xì)胞，使其分散成單個(gè)細(xì)胞C.培養(yǎng)液中添加血清的目的是提供激素和維生素，替代人工合成成分D.細(xì)胞培養(yǎng)過程中，CO?的作用是刺激細(xì)胞呼吸，維持代謝旺盛*解析*：原代培養(yǎng)的細(xì)胞可能因環(huán)境壓力（如胰酶處理、營(yíng)養(yǎng)變化）發(fā)生基因突變，A錯(cuò)誤；血清提供的是生長(zhǎng)因子（如EGF、PDGF），而非僅激素和維生素，且人工合成成分（如葡萄糖、氨基酸）是必需的，血清是補(bǔ)充未知因子，C錯(cuò)誤；CO?的作用是維持培養(yǎng)液pH（CO?+H?O?H?CO?），D錯(cuò)誤。傳代培養(yǎng)時(shí)，貼壁細(xì)胞需胰酶分解細(xì)胞間蛋白質(zhì)（如膠原蛋白），使其分散，B正確。答案為B。2.非選擇題：某實(shí)驗(yàn)室欲培養(yǎng)小鼠成纖維細(xì)胞，分析實(shí)驗(yàn)操作的合理性：（1）取材：選擇幼齡小鼠的皮膚組織（分裂能力強(qiáng)，分化程度低），而非老年小鼠，原因是______（幼齡動(dòng)物細(xì)胞分裂能力強(qiáng)，易于培養(yǎng)；老年細(xì)胞增殖能力弱，易衰老）。（2）處理：剪碎組織后，加入胰蛋白酶（37℃處理），目的是______（分解細(xì)胞間的蛋白質(zhì)，使細(xì)胞分散成單個(gè)，便于培養(yǎng)）。若胰酶處理時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致______（細(xì)胞被消化損傷，甚至死亡）。（3）培養(yǎng)：首次培養(yǎng)（原代培養(yǎng)）時(shí)，細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)，當(dāng)出現(xiàn)接觸抑制（細(xì)胞相互接觸后停止分裂）時(shí)，需進(jìn)行傳代培養(yǎng)。傳代時(shí)，部分細(xì)胞在培養(yǎng)過程中會(huì)發(fā)生突變，獲得無限增殖能力，成為細(xì)胞系（若突變后具有癌變特點(diǎn)，稱為惡性細(xì)胞系）。（二）動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體專題突破知識(shí)點(diǎn)梳理動(dòng)物細(xì)胞融合突破遠(yuǎn)緣雜交不親和（與植物類似，但動(dòng)物細(xì)胞無細(xì)胞壁，融合更易操作），誘導(dǎo)方法：物理（電融合）、化學(xué)（PEG）、生物（滅活的病毒，如仙臺(tái)病毒，其糖蛋白促進(jìn)細(xì)胞膜融合）。單克隆抗體制備流程：①免疫小鼠（注射特定抗原，使B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生特異性抗體）；②融合（骨髓瘤細(xì)胞（無限增殖）+免疫的B細(xì)胞→雜交瘤細(xì)胞）；③篩選（兩次篩選：第一次用選擇培養(yǎng)基（淘汰未融合、同種融合細(xì)胞），第二次用抗原-抗體雜交（篩選能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞））；④克隆化培養(yǎng)（體外培養(yǎng)或腹腔注射，獲得大量單抗）。單抗特點(diǎn)：特異性強(qiáng)、靈敏度高、可大量制備，應(yīng)用于疾病診斷（如ELISA檢測(cè)）、治療（如抗癌單抗）、靶向藥物載體。經(jīng)典練習(xí)題1.選擇題：?jiǎn)慰寺】贵w制備過程中，關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)是（）A.選擇注射特定抗原的小鼠，獲取B淋巴細(xì)胞B.利用滅活病毒誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合C.篩選出能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞D.對(duì)雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)*解析*：?jiǎn)慰寺】贵w的核心是“特異性抗體+無限增殖”，因此篩選出能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞是關(guān)鍵（若篩選錯(cuò)誤，后續(xù)培養(yǎng)的細(xì)胞無法產(chǎn)生目標(biāo)抗體）。A是基礎(chǔ)，B是融合手段，D是后續(xù)擴(kuò)增，均為流程環(huán)節(jié)，但核心是篩選出正確的雜交瘤細(xì)胞。答案為C。2.非選擇題：下圖為單克隆抗體制備流程，據(jù)圖回答：（圖注：①免疫小鼠，②細(xì)胞融合，③篩選，④克隆培養(yǎng)，⑤抗體提?。?）步驟①注射的抗原需具備免疫原性（能引起免疫反應(yīng)），若要制備抗HIV的單抗，需向小鼠注射______（滅活的HIV或HIV的特異性蛋白）。（2）步驟②中，常用的融合誘導(dǎo)劑是______（滅活的仙臺(tái)病毒或PEG、電融合）。融合后，體系中細(xì)胞類型有______（未融合的B細(xì)胞、未融合的骨髓瘤細(xì)胞、B-B融合、瘤-瘤融合、B-瘤融合，共5種）。（3）步驟③的“兩次篩選”：第一次用HAT培養(yǎng)基（選擇培養(yǎng)基，H：次黃嘌呤，A：氨基蝶呤，T：胸腺嘧啶；骨髓瘤細(xì)胞缺乏HGPRT酶，無法利用H、T合成DNA，B細(xì)胞壽命短，只有雜交瘤細(xì)胞（含B細(xì)胞的HGPRT酶和骨髓瘤的無限增殖能力）能存活）篩選出雜交瘤細(xì)胞；第二次用抗原-抗體雜交法，篩選出______（能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞）。（4）與血清抗體相比，單抗的優(yōu)勢(shì)是______（特異性強(qiáng)，能精準(zhǔn)識(shí)別抗原表位；靈敏度高，微量抗原即可檢測(cè)；可大量制備，純度高）。（三）動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)（克隆技術(shù)）能力提升知識(shí)點(diǎn)梳理動(dòng)物體細(xì)胞核移植（克?。┰頌閯?dòng)物細(xì)胞核的全能性（體細(xì)胞的核移植到去核卵母細(xì)胞中，能發(fā)育為完整個(gè)體）。流程：①供體細(xì)胞（取體細(xì)胞，如乳腺細(xì)胞，需營(yíng)養(yǎng)限制使其“休眠”，便于核全能性表達(dá)）；②受體細(xì)胞（去核的MⅡ期卵母細(xì)胞，原因：卵母細(xì)胞體積大、易操作，含促進(jìn)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)（如卵質(zhì)因子），且MⅡ期卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)環(huán)境最利于核重編程）；③融合與激活（電融合使核質(zhì)融合，電刺激或化學(xué)物質(zhì)激活重構(gòu)胚）；④胚胎移植（將重構(gòu)胚移植到代孕母體，發(fā)育為克隆動(dòng)物）。應(yīng)用：保護(hù)瀕危物種（如克隆大熊貓）、生產(chǎn)醫(yī)用蛋白（轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物）、器官移植（克隆轉(zhuǎn)基因動(dòng)物提供器官）；倫理爭(zhēng)議：克隆人違背倫理，需嚴(yán)格監(jiān)管。經(jīng)典練習(xí)題1.選擇題：下列關(guān)于動(dòng)物體細(xì)胞核移植的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.受體細(xì)胞選擇MⅡ期卵母細(xì)胞，因其細(xì)胞質(zhì)含促進(jìn)核全能性的因子B.供體細(xì)胞需用胰蛋白酶處理，使其分散成單個(gè)細(xì)胞便于核提取C.核移植獲得的克隆動(dòng)物，其遺傳物質(zhì)主要來自供體細(xì)胞核D.克隆動(dòng)物的表型與供體動(dòng)物不完全相同，受細(xì)胞質(zhì)基因和環(huán)境影響*解析*：體細(xì)胞核移植中，供體細(xì)胞（如乳腺細(xì)胞）無需分散成單個(gè)細(xì)胞，直接取核（或整個(gè)細(xì)胞與去核卵母細(xì)胞融合，因?yàn)閯?dòng)物細(xì)胞無細(xì)胞壁，融合后核進(jìn)入卵母細(xì)胞）。B錯(cuò)誤，供體細(xì)胞處理是為了獲取細(xì)胞核（或直接用完整細(xì)胞融合），而非分散成單個(gè)細(xì)胞（那是細(xì)胞培養(yǎng)的操作）。A正確（MⅡ卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)有重編程因子）；C正確（克隆動(dòng)物的核基因來自供體，質(zhì)基因來自卵母細(xì)胞）；D正確（表型由核基因、質(zhì)基因、環(huán)境共同決定）。答案為B。2.非選擇題：分析“多利羊”克隆過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：（1）供體細(xì)胞來自芬蘭多塞特白面母羊的乳腺細(xì)胞，受體細(xì)胞是蘇格蘭黑面母羊的去核MⅡ卵母細(xì)胞。融合后，重構(gòu)胚的細(xì)胞核來自______（供體乳腺細(xì)胞），細(xì)胞質(zhì)來自______（受體卵母細(xì)胞）。（2）重構(gòu)胚需經(jīng)電刺激激活，使其開始分裂分化。胚胎移植到代孕母羊（蘇格蘭黑面母羊）的子宮中，最終發(fā)育為多利羊。（3）多利羊的毛色為白色（與供體乳腺細(xì)胞的供體一致），說明細(xì)胞核控制生物的遺傳性狀。但多利羊的表型與供體不完全相同，原因是______（細(xì)胞質(zhì)基因（如線粒體DNA）來自受體卵母細(xì)胞，且發(fā)育環(huán)境（代孕母體）會(huì)影響表型）。三、綜合應(yīng)用題（植物+動(dòng)物細(xì)胞工程）練習(xí)題某生物科技公司欲開發(fā)“抗癌植物疫苗”，流程如下：①從抗癌單抗中提取抗原決定簇基因；②將該基因?qū)胫参锛?xì)胞，培育轉(zhuǎn)基因植物；③從轉(zhuǎn)基因植物中提取抗原蛋白，用于癌癥疫苗研發(fā)。請(qǐng)結(jié)合細(xì)胞工程技術(shù)，回答：（1）步驟①中，獲取抗原決定簇基因的方法有化學(xué)合成（已知序列）、PCR擴(kuò)增（已知模板）、從基因文庫中獲取。將基因?qū)胫参锛?xì)胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（適用于雙子葉植物）、基因槍法（適用于單子葉植物）、花粉管通道法。（2）步驟②中，培育轉(zhuǎn)基因植物需利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)：將含目的基因的植物細(xì)胞培養(yǎng)為愈傷組織（脫分化），再誘導(dǎo)分化為完整植株（再分化）。該過程的原理是植物細(xì)胞全能性。（3）若要大量生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因植物的細(xì)胞，可利用植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)（類似動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)），在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)愈傷組織細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)大量增殖。與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)相比，植物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液無需添加血清（植物細(xì)胞可自身合成所需的生長(zhǎng)因子，動(dòng)物細(xì)胞需血清提供未知因子）。（4）從轉(zhuǎn)基因植物中提取的抗原蛋白，需與抗癌單抗進(jìn)行抗原-抗體雜交，驗(yàn)證其活性（即能否與單抗特異性結(jié)合）。解析本題綜合植物基因工程（轉(zhuǎn)基因）、植物組織培養(yǎng)、植物細(xì)胞培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞工程（單抗）的知識(shí)：基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法需區(qū)分植物類型（農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法對(duì)雙子葉植物高效，基因槍法適用于單子