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第 17 讲 细胞工程
目 录
01 植物细胞工程 1
02 动物细胞工程 6
03 胚胎工程 12
01 植物细胞工程
1．植物组织培养技术可用于植物脱毒，组织培养技术获得脱病毒苗的关键是（ ）
A．进行无性繁殖 B．培养基中添加抗生素
C．选用茎尖、芽尖作外植体 D．外植体消毒处理
2．（2023·浙江台州一模）下列有关植物细胞工程应用的叙述，正确的是（ ）
A．取植物茎段进行组织培养更易获得脱毒植株
B．可利用发酵罐来大规模培养植物细胞以实现代谢产物的工业化生产
C．利用植物原生质体进行人工诱变的诱变频率小于植物个体水平的诱变
D．利用组织培养技术得到的胚状体包裹上人工种皮后即可制备成人工种子
3．（2023·河南新乡一模）植物组织培养的过程如图所示，其中①②表示过程。下列分析正确的是
（ ）A．该过程中使用的培养基须用干热灭菌法进行灭菌
B．①过程中不存在基因的选择性表达，②过程中存在
C．完成②过程所需的关键激素是生长素和细胞分裂素
D．经植物组织培养技术培养出的脱毒植株可以抗病毒
4．目前，海南省已经批准“国家热带植物种质资源库”等9个资源平台为首批省级资源平台，在种质资源
库建立过程中，常会用到植物组织培养技术。下列有关植物组织培养技术的叙述，错误的是（ ）
A．生长素和赤霉素通常是启动脱分化和再分化的关键激素
B．培养期间诱导形成愈伤组织时一般不需要给予光照
C．实验用的培养基和所有器械都要灭菌，外植体应进行消毒
D．同一植株的体细胞经离体培养所形成的试管苗的遗传物质可能不同
5．通常人工种子包括体细胞胚、人工胚乳和人工种皮三部分，可用于大量、快速繁殖优良品种。下列叙
述错误的是（ ）
A．体细胞胚可用植物离体培养产生的芽代替
B．人工种子在适宜条件下发芽成苗，属于脱分化
C．人工胚乳中含有体细胞胚萌发所需要的矿质元素、植物激素
D．人工种皮具备透气性，有利于体细胞胚进行呼吸作用
6．（2024·吉林长春一模）人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员诱导人参根细胞与胡萝卜根细胞融
合并形成愈伤组织，以提高人参皂苷的产量。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞融合前应去除细胞壁
B．可用聚乙二醇诱导原生质体融合
C．融合的细胞即为杂种细胞
D．杂种细胞可能具有生长快速的优势
7．下图是培育“番茄-马铃薯”杂种植株过程图，下列说法错误的是（ ）A．过程②诱导原生质体融合，依据的生物学原理是细胞膜的具有流动性
B．②过程诱导原生质体融合的化学法包括聚乙二醇融合法、高Ca2+-高pH融合法
C．与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器是高尔基体
D．上述得到的杂种植株是不可育的
8．为实现多肉植物的规模化生产，科研人员开展了如下研究。相关叙述错误的是（ ）
A．过程①宜选择幼嫩的叶片，分别用次氯酸钠和70%的酒精消毒处理
B．过程②应避光培养，防止愈伤组织分化成筛管、维管等
C．过程③应配制2种培养基，其主要目的是满足不同阶段试管苗对特定激素的需求
D．过程④应在珍珠岩基质中添加适量蔗糖，为幼苗生长提供碳源
9．如图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答：
(1)步骤①是 ，最常用的方法是 。
(2)步骤②一般常用的化学试剂是 ，目的是 。(3)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，此技术运用的原理是 ，其中
步骤④相当于 ，步骤⑤相当于 。
(4)植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株。使 能够在新的植物体上有所表现，其根
本原因是 。
(5)若远缘杂交亲本A的基因型为AaBb，B的基因型为YYEe，则融合后形成的杂种植株基因型是
。
(6)从理论上讲，杂种植株的育性 。若运用传统有性杂交方法能否实现？ ；原因是 。因此，这
项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 。
(7)利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中，遗传物质的传递为何不遵循孟德尔的遗传规律
？
10．I.中医治疗疾病多用复方，三白草和鱼腥草是同科不同属的两种常见药用植物，二者因疗效相近且具
有叠加效应常被用作“药对”，在我国全年可采收两次。研究者欲利用原生质体融合技术将复方的配伍
（两种或两种以上药物配合使用）提前到个体生长或生产过程，并实现有效成分的工厂化生产，具体操作
如图1。
(1)取鱼腥草和三白草充分展开的嫩叶片，用用70%乙醇和2%的次氯酸钠对其 （填填“消毒”或
“灭菌”），每次处理后用 （填“蒸馏水”或“无菌水”）冲洗叶片5次，去除残留于叶片上的
药剂，处理后的叶片撕去表皮，切成1mm薄片备用。
(2)过程①通过酶解法去除 获取原生质体，并向三白草和鱼腥草细胞酶解液中分别加入红、绿荧光
色素（带荧光色素的原生质体仍能融合和再生）。过程②利用化学诱导剂 诱导融合，随后在荧光
显微镜下选择带 的杂种原生质体。
(3)科研人员研究不同的原生质体密度对三白草和鱼腥草原生质体融合率的影响，结果如图2。注：双核异核融合体指具有两个不同来源细胞核的细胞
由图2可知促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为 ，高于此密度不利于形成双核异核
融合体的原因是 。此外，影响原生质体融合的因素还应包括 等。
(4)通常情况下，能增加免疫器官的重量表明该物质具有一定的增强免疫力的作用。为判断融合体对动物免
疫力的影响，科研人员取同种小鼠30只，雌雄各半，随机均分为三组，实验处理如下表。
C组（空白对照
组别 A组 B组
组）
三白草和鱼腥草杂种愈伤组织的蒸馏 三白草和鱼腥草直接混合后的蒸馏
水提取物 水提取物
实验处
理
每天一次等量灌胃，连续一周，检测各组小鼠的胸腺重量
①在表格中将C组的实验处理补充完整 。
②若实验结果为 ，则支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。
II. 猕猴桃因貌似猕猴而得名，是一种品质鲜嫩、营养丰富的美味水果。我国研究人员利用“中华猕猴桃”
和“美味猕猴桃”两个不同种培育出了更加优良的品种，其过程如图所示。请分析并回答下列问题：
(5)因“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”之间存在 ，所以用有性杂交方法很难得到可育后代，上
述①～⑥培育优良品种H的过程所应用的技术是 、 技术。(6)图中B、D是 ；G是 ；②过程需使用 酶进行处理。
(7)过程③使用的化学法包括： 融合法和高Ca2+—高pH融合法等。
(8)⑤⑥过程分别称为 ， 。该过程中，植物激素中 是关键激素。
(9)过程③得到的两两融合的细胞有 种，因此需要进行筛选。已知用X射线处理会使染色体受影
响而导致细胞失去分裂能力；用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。为了能筛选到杂种细胞
F，若在①过程对“中华猕猴桃”用X射线处理，需对“美味猕猴桃”用 处理，以便最终能
获得优良杂种植株H。
02动物细胞工程
1．“细胞培养肉”是一种人造动物蛋白，其培养过程是：获取哺乳动物肌肉卫星细胞，将其培养成肌肉
细胞，并分化成肌肉纤维。其生产流程如下图所示，相关叙述错误的是（ ）
A．肌卫星细胞具有较强的细胞增殖和肌肉分化能力
B．用纤维素酶处理剪碎的肌肉组织以分离肌卫星细胞
C．动物细胞培养过程中需控制95%O 和5%CO 的气体条件
2 2
D．相对含血清培养基，无血清培养基的组分明确可控、病毒感染风险小
2．某科研团队通过多代细胞培养，将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除，获得XO（只有一条X染色体）细
胞，再经过一系列处理，使之转变为有功能的卵母细胞。若某濒危哺乳动物仅存雄性个体时，可用该法获
得有功能的卵母细胞用于繁育后代，进行濒危物种保护。下列有关叙述错误的是（ ）
A．XO胚胎干细胞转变为卵母细胞的过程中可能发生了减数分裂
B．胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程中全能性逐渐降低
C．胚胎干细胞原代培养在发生接触抑制后，可用胰蛋白酶处理使其分散为单个细胞再进行传代培养
D．iPS细胞类似于胚胎干细胞，在用于治疗人体疾病时理论上可以避免免疫排斥反应的发生
3．科研人员利用下图所示的流程，将小鼠多能干细胞（PSC）诱导成为精子，并使其成功与卵细胞受精，得到正常后代，这项研究为由男性无精症导致的不孕不育患者带来了希望。下列分析不合理的是（ ）
A．PSC诱导形成精子的过程中，会发生细胞染色体数目的变化
B．步骤④只能加入一个分化出的精子，以避免多个精子和卵细胞融合
C．步骤⑤受精卵在体外培养时需提供95%空气和5%CO 的混合气体环境
2
D．上述流程利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术
4．早孕检测试纸可通过检测尿液中人绒毛膜促性腺激素（HCG）的含量，来诊断育龄期女性是否受孕，
其有效成分是科学家利用HCG 免疫健康小鼠而制备的抗 HCG 单克隆抗体。下列有关单克隆抗体制备的
叙述，正确的是（ ）
A．用 HCG 对小鼠进行免疫后得到的B 淋巴细胞都能产生抗 HCG抗体
B．进行多次克隆化培养和抗体检测的主要目的是筛选获得杂交瘤细胞
C．杂交瘤细胞在体外进行大规模培养时，常会出现接触抑制现象
D．该早孕诊断方法利用了单克隆抗体能准确识别抗原细微差异的特点
5．为解决人类器官来源短缺问题，我国科学家团队将人类的干细胞注入猴的胚胎中，成功构建了世界首
例人一猴嵌合胚胎。图是嵌合胚胎培育的部分过程，下列说法错误的是（ ）
A．嵌合胚胎早期发育所依据的原理是细胞的分裂和分化
B．培养①细胞时，定期更换培养液的目的是清除代谢物
C．图中②是桑葚胚，胚胎进一步扩大会导致透明袋破裂
D．对嵌合胚胎进行胚胎移植会带来严重的伦理道德争议
6．（2024·四川内江一模）科学家将非洲爪蟾B高度分化的皮肤细胞核移植到非洲爪蟾A的去核卵细胞中，
形成重组细胞，进而培育获得了非洲爪蟾C，而单独培养高度分化的皮肤细胞却不能发育成完整个体。下
列叙述错误的是（ ）
A．该实验结果说明高度分化的皮肤细胞的细胞核具有全能性B．重组细胞发育成非洲爪蟾C的过程离不开细胞的分裂和分化
C．非洲爪蟾B高度分化的皮肤细胞与C的体细胞中遗传物质完全相同
D．非洲爪蟾A产生卵细胞过程中，染色体数目减半发生在减数第一次分裂
7．（不定项）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。下列说法正确的是（ ）
A．双抗可同时与2种抗原结合
B．制备单克隆抗体时可采用PEG融合法、电融合法和离心法诱导细胞融合
C．利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞
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．甲状旁腺激素（PTH）水平是人类多种疾病的重要诊断指标，研究者制备单克隆抗体用于快速检测
PTH。下列有关于制备过程的叙述正确的是（ ）
A．需要使用动物细胞培养技术
B．筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞
C．利用小鼠的腹水进行扩大培养时需要使用免疫抑制剂
D．将细胞培养物进行离心后取其沉淀物用于PTH检测
9．（2023·辽宁高考真题）大量悬浮培养产流感病毒的单克隆细胞，可用于流感疫苗的生产。下列叙述错
误的是（ ）
A．悬浮培养单克隆细胞可有效避免接触抑制
B．用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清
C．当病毒达到一定数量时会影响细胞的增殖
D．培养基pH不会影响单克隆细胞的病毒产量
10．（不定项）（2023·江苏高考真题）我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”，研究流
程如图所示。下列相关叙述正确的有（ ）A．猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同，但具有相同的基因组
B．囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成，但表达的基因都不同
C．移植前细胞和囊胚的培养都要放在充满CO₂的培养箱中进行
D．移植后胚胎的发育受母体激素影响，也影响母体激素分泌
11．为解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞的染色体丢失的问题，研究者用EBV（一种病毒
颗粒）感染已免疫的B淋巴细胞，获得“染色体核型稳定”的EBV转化细胞。EBV转化细胞能在HAT培
养基中存活，但对Oua敏感。骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活，但对Oua不敏感。实验流程如图所
示。下列分析错误的是（ ）
A．杂交瘤细胞的染色体丢失可能会导致合成的抗体减少
B．HAT培养基筛选能去除骨髓瘤细胞和自身融合的骨髓瘤细胞
C．Oua筛选能去除EBV转化细胞和自身融合的EBV转化细胞
D．图示筛选获得的杂交瘤细胞即可在小鼠腹腔内生产单克隆抗体
12．（2024·广西南宁一模）体细胞克隆猴“中中”和“华华”的成功培育标志着我国非人灵长类疾病动物
模型的研究处于国际领先水平。下图是该项技术的流程图，请据图回答问题：注：①Kdm4d:组蛋白去甲基化酶②TSA:组蛋白脱乙酰酶抑制剂
(1)从母猴卵巢采集到的卵母细胞需在体外培养至 期后，通常通过 处理进行“去
核”操作。
(2)胚胎移植前，还需对代孕母猴进行 处理，以保证胚胎能够继续发育。胚胎移植的意义在于
其可以大大缩短供体本身的繁殖周期，充分发挥 。
(3)科学家曾成功培育出胚胎细胞克隆猴，但“中中”和“华华”的出生仍然轰动世界，这是因为体细胞核
移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，其原因是 。
(4)体细胞克隆猴的技术难点之一是胚胎发育率低。研究人员用Kdm4d的mRNA和TSA激活重构胚。据图
分析，这两种物质都是通过 提高胚胎的发育率。
13．回答下列关于细胞工程的相关知识：
I.中国科学家成功培育出全球首例体细胞克隆猴“中中”和“华华”。体细胞克隆猴的培育过程如图所示。
请分析回答问题：
(1)据图可知，克隆猴培育过程用到了 、 和胚胎移植等技术。体细胞核移植技术的难度
明显高于胚胎细胞核移植技术，原因是 。
(2)上述实验核移植的受体一般选用A猴处于减数分裂Ⅱ中期的 ，原因是该细胞体积大、易操作、
营养物质丰富且含有促进 表达的物质。(3)目前核移植技术中普遍使用的去核方法是 。
(4)克隆猴的成功培育为阿尔茨海默病、自闭症等脑疾病以及免疫缺陷病、肿瘤等疾病的机理研究、干预、
诊治带来前所未有的光明前景。与以往用普通猴子做实验相比，克隆猴作为实验动物模型的优势是
（答出一点即可）。
Ⅱ. 人心肌细胞中的肌钙蛋白由三种结构不同的亚基组成，即肌钙蛋白T(cTnT)、肌钙蛋白I(cTnI)和肌钙蛋
白C(cTnC)，其中cTnI在血液中含量上升是心肌损伤的特异性指标。为制备抗cTnI的单克隆抗体，科研人
员完成了以下过程。请据图分析回答下列问题：
(5)细胞培养中，为防止有害代谢物的积累，可采用 的方法。每隔2周用cTnI作为抗原注
射小鼠1次，共注射3次，其目的是 ，最后一次免疫后第3天，取脾脏内部分组织制成细胞悬
液与骨髓瘤细胞诱导融合，常用的化学诱导因素是 。
(6)甲、乙、丙中，只含杂交瘤细胞的是 ，②过程表示将乙细胞接种到多孔培养板上，进行抗体阳性
检测，之后稀释、培养、再检测，并多次重复上述操作，其目的是筛选获得 。
(7)酶联免疫吸附双抗体夹心法是医学上常用的定量检测抗原的方法，具体原理如图所示：
据图分析，固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合，这是由于不同抗体能与同一抗原表面的 结
合。该检测方法中，酶标抗体的作用是 ，可通过测定产物量来判断待测抗原量。
Ⅲ. 人体的抗凝血酶Ⅲ蛋白是一种血浆蛋白。我国首先利用乳腺生物反应器生产这种抗凝血酶Ⅲ蛋白，作
为药物治疗某种血液疾病。如图为利用乳腺生物反应器生产抗凝血酶Ⅲ蛋白的流程示意图。回答下列问题：
(8)过程①构建基因表达载体需要使用的工具酶是 ，抗凝血酶Ⅲ蛋白基因与的启动子等调控组件结合在一起，其目的是抗凝血酶Ⅲ蛋白基因能够在转基因绵羊乳腺细胞中 。
(9)在进行过程⑤之前，用灭活的仙台病毒对整合有目的基因的成纤维细胞进行短暂的处理，在此处理过程
中，灭活的仙台病毒所起的作用是 ，目前对卵母细胞去核普遍使用的方法是 。
(10)过程⑥中重组细胞的培养需要满足的条件是 、 、适宜的温度、pH、渗透压和气体环
境。
(11)过程⑦中代孕母羊的主要职能是 。
03 胚胎工程
1．（2023·广东高考真题）科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使后
者成功妊娠并产仔，该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是（ ）
A．超数排卵 B．精子获能处理
C．细胞核移植 D．胚胎培养
2．科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得类似胚胎干细胞的诱导多能干细胞（iPS细胞），并在用
iPS细胞治疗人类疾病等领域取得很多成就。下列叙述错误的是（ ）
A．成纤维细胞经诱导分化为iPS细胞，体现了细胞全能性
B．iPS细胞培养时培养液中通常需要添加血清等物质
C．iPS细胞增殖过程中的DNA复制发生在分裂间期的S期
D．若iPS细胞来源于自身，则其移植回病人体内可减少免疫排斥
3．2023年9月，我国科学家在猪体内培养胚胎人源肾脏达28天，这是科学家第一次能够在另一物种体内
培养出实体人源器官，具体过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞甲常选择受精卵，因其具有发育为个体的能力
B．该过程利用的现代生物技术只有胚胎培养和胚胎移植
C．胚胎培养过程应在CO 培养箱中进行，CO 的主要作用是维持pH
2 2
D．进行胚胎移植前，代孕母猪需进行同期发情处理
4．（2020·江苏二模）《细胞报告》最近报道，我国科学家成功将小鼠的颗粒细胞（卵泡中卵母细胞周围的细胞）转化为GV卵母细胞，进而恢复减数分裂并顺利培育出健康后代（如下图）。有关叙述错误的是
（ ）
A．过程①中涉及基因选择性表达
B．X细胞应处于减数分裂Ⅱ中期
C．过程③中受精的实质是雌雄原核融合
D．过程③选择原肠胚进行胚胎移植
5．（2023·浙江高考真题）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
6．（2023·天津高考真题）根据下图，正确的是（ ）
A．子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B．过程1需要MII期去核卵母细胞
C．过程2可以大幅改良动物性状
D．过程2为过程3提供了量产方式，过程3为过程1、2提供了改良性状的方式
7．蛙早期的卵裂速度很快，一个受精卵在43h内可分裂成37000个细胞，平均每小时分裂出约860个细胞。
下列叙述错误的是（ ）
A．自然条件下囊胚的滋养层细胞不能发育成胚胎
B．哺乳动物的卵裂过程与速度和两栖动物基本相同
C．当卵裂进行到16~32个细胞时形成的细胞团称桑葚胚D．蛙卵裂的速度主要取决于受精卵中卵黄物质的含量和分布
8．（2023·广东韶关一模）2023年9月7日法新社报道：中国科学家首次成功地在猪胚胎中培育出含有人
细胞的肾脏。科学家利用基因编辑技术敲除猪胚胎中肾脏形成所必需的两个基因、从而在胚胎相应位置创
造出一个空位并添加人类多能干细胞来填补这个空位，最终培育拥有人细胞且功能正常的肾脏，下列相关
叙述错误的是（ ）
A．敲除猪胚胎中肾脏形成所必需的两个基因引起的变异属于基因突变
B．早期胚胎培养需在CO 培养箱中进行，培养液含有糖类、血清等物质
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C．为获得更多胚胎，可通过注射促性腺激素促使母猪超数排卵
D．该研究的突破，为解决器官移植中供体短缺问题带来了曙光
9．肾脏移植是治疗肾功能衰竭的有效方法，但存在供体不足的问题。为解决该问题，科研人员进行相应
的前期研究，利用“异源囊胚补全法”在大鼠体内培育出了小鼠肾脏，过程如图所示，其中Salll基因是肾
脏发育的必需基因。下列叙述正确的是（ ）
A．过程①使大鼠与小鼠的胚胎干细胞发生融合
B．过程②需对代孕大鼠注射免疫抑制剂
C．需对该小鼠肾脏的细胞来源进行进一步的鉴定
D．该小鼠肾脏可以移植到任意小鼠中而不发生排异反应
10．（2022·全国卷）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 。
