文档内容
考点 36 细胞工程与胚胎工程(精讲+精练)
目 录
一、知识点精准记忆
二、典 型 例 题 剖 析
1、植物细胞工程
2、动物细胞工程
3、胚胎工程
三、易 混 易 错 辨 析
四、2022 高 考 真 题 感 悟
五、高 频 考 点 精 练
第一部分:知 识 点 精 准 记 忆
一、植物组织培养技术
1.细胞工程的概念
(1)原理和方法:应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法。
(2)操作水平:细胞器水平、细胞水平或组织水平。
(3)目的:获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品。
2.植物细胞的全能性3.植物组织培养技术
(1)定义和流程
(2)探究实践——菊花的组织培养
①用流水充分冲洗外植体(幼嫩的茎段);酒精擦拭双手和超净工作台;②外
取材、 植体的消毒:用酒精消毒30 s,然后立即用无菌水清洗2~3次;再用次氯
消毒 酸钠溶液处理30 min后,立即用无菌水清洗2~3次;③用解剖刀将外植体
切成0.5~1 cm长的小段
将外植体的1/3~1/2插入诱导愈伤组织的培养基中,诱导脱分化,长出愈
接种
伤组织
①将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上;②长出芽后再转接到
转接
诱导生根的培养基上,进一步诱导形成试管苗
移栽 将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土二、植物体细胞杂交技术
1.概念:将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成
新植物体的技术。
2.原理:体细胞杂交利用了细胞膜的流动性,杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的
全能性。
3.基本过程
4.意义:打破生殖隔离、实现远缘杂交育种,培育植物新品种。
5.实例:白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草、多种柑橘属不同种间的杂种植株。
6.局限性:目前有许多理论和技术未解决,还不能让杂种植物按照人们的需要表现出双亲
的性状。
三、植物细胞工程的应用
1.植物繁殖的新途径
2.作物新品种的培育:单倍体育种、突变体的利用。3.细胞产物的工厂化生产
(1)次生代谢物:是一类小分子有机化合物,在植物抗病、抗虫等方面发挥作用,也是很多
药物、香料和色素等的重要来源。
(2)细胞产物的工厂化生产:人们利用植物细胞培养来获得目标产物,这个过程就是细胞产
物的工厂化生产。
(3)植物细胞培养:是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
(4)过程:外植体――→愈伤组织――→细胞悬液――――→细胞产物
四、动物细胞培养
1.动物细胞培养的条件
2.动物细胞培养的过程3.干细胞培养及其应用
胚胎干 诱导多能
种类 成体干细胞
细胞 干细胞
体细胞(如成纤维细
来源 早期胚胎 骨髓、脐带血等
胞等)
能分化成任何一种细
能诱导分化成类似胚
特点 胞、组织或器官,甚至 分化成特定的细胞或组织
胎干细胞的细胞
成为个体
造血干细胞用于治疗白血
治疗镰状细胞贫血、
分化成心肌细胞、神经 病,神经干细胞用于治疗
应用 阿尔茨海默病、心血
元和造血干细胞等 帕金森病、阿尔茨海默病
管疾病等
等
五、胚胎工程的理论基础
1.胚胎工程概念的理解
2.受精3.胚胎早期发育
六、动物细胞融合技术和单克隆抗体
1.体外受精
(1)过程
(2)意义
①提高动物繁殖能力的有效措施。②为胚胎移植提供可用的胚胎。
2.胚胎移植
(1)概念
(2)过程
3.胚胎分割
(1)概念:采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双
胎或多胎的技术。
(2)仪器设备:体视显微镜和显微操作仪。
(3)材料:发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。若分割囊胚阶段的胚胎时,要将内细胞团
均等分割。
(4)意义:促进优良动物品种的繁殖,产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵
材料;胚胎移植前进行性别鉴定、遗传病筛查等,对于人工控制动物性别、动物繁育健康
后代具有重要意义。第二部分:典 型 例 题 剖 析
考向一、植物组织培养
1.某科研小组拟培育一种名贵菊花的脱毒苗,其技术路线为“制备 MS固体培养基→外植
体消毒→接种→培养→移栽→栽培”,下列相关叙述错误的是( )
A.取材部位应选择植物顶端分生区附近,因其分裂旺盛且病毒少
B.外植体消毒常进行无菌水冲洗、酒精处理、消毒液处理等措施
C.接种时,将外植体的1/3~1/2插入诱导愈伤组织的培养基中
D.“外植体接种→培养→移栽”的过程中不需要更换培养基
答案 D
解析 培养的不同阶段,对主要营养物质和激素的需求不同,所以培养过程中要及时调整
各种营养物质、激素的比例,及时更换培养基,否则会导致外植体死亡,D错误。
【答案】 D
【解析】培养的不同阶段,对主要营养物质和激素的需求不同,所以培养过程中要及时调
整各种营养物质、激素的比例,及时更换培养基,否则会导致外植体死亡,D错误。
考向二、植物体细胞杂交技术
2.下图是通过植物体细胞杂交技术获得“番茄—马铃薯”植株的技术流程图,下列说法正
确的是( )
A.图中过程②表示再分化的过程
B.植物体细胞融合完成的标志是原生质体融合
C.已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体,则“番茄—马铃薯”属于三倍体
D.该过程体现了植物细胞的全能性
【答案】 D
【解析】分析题图可知,②表示人工诱导原生质体融合的过程,A项错误;植物体细胞融
合完成的标志是再生出新的细胞壁,B项错误;“番茄-马铃薯”属于异源六倍体,C项错
误。考向三、植物细胞工程的应用
3.植物体细胞杂交育种的一个重要应用是将栽培品种与相关的野生资源作为亲本,经过原
生质体融合、选择与再生,使栽培品种获得野生型的抗性特征。下列说法错误的是( )
A.若杂种植株可育并能稳定地遗传,就有可能形成农业上有用的新物种
B.体细胞杂交可转移核染色体、细胞质DNA,在一定程度上克服远缘杂交的不亲和性
C.可用电激、聚乙二醇或灭活的病毒来诱导原生质体的融合
D.由二倍体亲本体细胞杂交可获得异源四倍体,与二倍体亲本回交,产生不育的三倍体
【答案】 C
【解析】 可用电激、聚乙二醇等来诱导原生质体的融合,但灭活的病毒只能诱导动物细
胞融合,C项错误;利用植物体细胞杂交得到的植株含有双亲的全部遗传物质,因此由二
倍体亲本体细胞杂交可获得可育的异源四倍体,与二倍体亲本回交,产生不育的三倍体,D
项正确。
考向四、动物细胞培养
4.实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是( )
――→――→――→――→
A.甲过程需要对实验小鼠进行消毒
B.乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶处理
C.丙过程是原代培养
D.丁过程直接将丙过程得到的细胞分瓶培养
【答案】 D
【解析】动物细胞培养需要无毒无菌的环境,甲过程是指从实验小鼠身上取下皮肤组织,
该过程需要对小鼠进行消毒处理,A项正确;乙过程表示将皮肤组织分散成单个细胞制备
成细胞悬液,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理,B项正确;丁过程表示传代培养,需
要再次用胰蛋白酶处理并离心收集,然后分瓶培养,D项错误。
考向五、胚胎工程
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。下列叙述错误的是(
)
A.①过程发生同源染色体分离
B.②过程通过有丝分裂增殖
C.胚胎发育到③过程开始发生分化D.处于a时期的胚胎中具有囊胚腔
【答案】 A
【解析】①是受精作用,该过程中不会发生同源染色体分离,A错误;囊胚期胚胎的内部
出现了含有液体的腔,为囊胚腔,D正确。
考向六、胚胎工程技术及其应用
6.下列有关哺乳动物体外受精的叙述,正确的是( )
A.给实验动物注射促性腺激素,使其产生更多的精子
B.采集的卵母细胞可直接与获能的精子受精
C.获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中完成受精
D.卵母细胞与精子受精前均已完成减数分裂Ⅱ
【答案】 C
【解析】 给实验动物注射促性腺激素,目的是使其产生更多的卵母细胞,A错误;采集
的卵母细胞要在体外进行成熟培养,然后才能与精子共同培养完成受精,B错误;一般情
况下,获能的精子和成熟的卵子要在适当的培养液中共同培养一段时间,来促使它们完成
受精,C正确;次级卵母细胞的减数分裂Ⅱ是在精子和卵子结合过程中完成的,D错误。
第三部分:易 混 易 错 辨 析
1.与细胞工程和胚胎工程有关的5大易失分点
(1)纤维素酶和果胶酶。因为植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成,利用酶的专一性,
在降解植物细胞细胞壁时要利用纤维素酶和果胶酶。
(2)杂种植株中含有两种植物的遗传物质,故杂种植株具备两种植物的遗传特性。
(3)灭活的病毒能促进动物细胞融合,但不能促进植物细胞融合
(4)动物细胞培养时,O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH
(5)来自同一胚胎分割产生的后代具有相同的遗传物质,因此胚胎分割移植可以看作动物无
性繁殖或克隆的方法之一。
2.教材结论性语句
(1)(选择性必修3 P34)在生物的生长发育过程中,并不是所有的细胞都表现出全能性,
这是因为在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会选择性地表达。
(2)(选择性必修3 P35)植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工
配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。
(3)(选择性必修3 P38)植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植
物新品种等方面展示出独特的优势
(4)(选择性必修3 P49)杂交瘤细胞的特点是既能大量繁殖,又能产生足够数量的特定抗体。
(5)(选择性必修3 P50)单克隆抗体的优点是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。
第四部分:高 考 真 题 感 悟
1.(2021·湖北·高考真题)自青霉素被发现以来,抗生素对疾病治疗起了重要作用。目
前抗生素的不合理使用已经引起人们的关注。下列关于抗生素使用的叙述,正确的是(
)
A.作用机制不同的抗生素同时使用,可提高对疾病的治疗效果
B.青霉素能直接杀死细菌,从而达到治疗疾病的目的
C.畜牧业中为了防止牲畜生病可大量使用抗生素
D.定期服用抗生素可预防病菌引起的肠道疾病
【答案】A
【详解】A、结合分析可知,抗生素的作用机理主要有四个方面,作用机制不同的抗生素同
时使用,可从不同方面对于病原体进行防治,故可提高对疾病的治疗效果,A正确;B、青
霉素杀死细菌可能是通过抑制细菌细胞壁的合成或增强细菌细胞膜通透性等途径实现的,
不是直接杀死细菌,B错误;C、抗生素大量使用会导致耐药菌等的出现,不利于牲畜疾病
的防控,C错误;D、定期服用抗生素会导致耐药菌等的出现,不能用于预防病菌引起的肠
道疾病,D错误。
2.(2021·江苏·高考真题)下列关于哺乳动物胚胎工程和细胞工程的叙述,错误的是(
)
A.细胞培养和早期胚胎培养的培养液中通常需要添加血清等物质
B.早期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体
C.猴的核移植细胞通过胚胎工程已成功地培育出了克隆猴
D.将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞混合,经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞
【答案】D
【详解】A、细胞培养和早期胚胎培养的培养液中通常需添加血清等物质,A正确;B、早
期胚胎需移植到经同期发情处理的同种雌性动物体内发育成个体,B正确;C、我国利用核
移植技术成功培养出克隆猴“中中”和“华华”,C正确;D、将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞
混合,经诱导融合后的细胞不都是杂交瘤细胞,还有B细胞自身融合的细胞、骨髓瘤细胞
自身融合的细胞等,D错误。
3.(2021·浙江·高考真题)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【答案】B
【详解】A、动物细胞经过多次分裂后,细胞质的成分已经发生改变,原本能激发细胞全能
性的物质已经消失,故肠细胞不能表达全能性是受到了细胞内物质的限制,A正确;B、
“合子”第一次分裂、第二次分裂后形成的细胞仍具有全能性,B错误;C、“合子”发育
成正常蝌蚪个体的过程中,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; D、虽然细胞经过多次分裂失去了激发全能性的物质,但细胞核仍含有该
物种的全套基因,故动物细胞核具有全能性,D正确。
4.(2021·浙江·高考真题)采用CRISPR/Cas9 基因编辑技术可将增强型绿色荧光蛋白
(EGFP)基因定点插入到受精卵的Y染色体上,获得转基因雄性小鼠。该转基因小鼠与野
生型雌性小鼠交配,通过观察荧光可确定早期胚胎的性别。下列操作错误的是( )
A.基因编辑处理的受精卵在体外培养时,不同发育阶段的胚胎需用不同成分的培养液
B.基因编辑处理的受精卵经体外培养至2细胞期,须将其植入同期发情小鼠的子官,才可
获得表达 EGFP的小鼠
C.分离能表达EGFP的胚胎干细胞,通过核移植等技术可获得大量的转基因小鼠
D.通过观察早期胚胎的荧光,能表达 EGFP 的即为雄性小鼠胚胎
【答案】B
【详解】A、依据胚胎在不同发育阶段对培养条件的特定需要,受精卵在体外培养时,不同
发育阶段的胚胎需用不同成分的培养液,A正确;B、基因编辑处理的受精卵一般经体外培
养至桑椹胚或囊胚阶段,进行胚胎移植,可获得表达EGFP的小鼠,B错误;C、分离能表
达EGFP的胚胎干细胞,通过核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术,可获得大量的转基
因小鼠,C正确;D、由分析可知,通过基因编辑技术将Y染色体用绿色荧光蛋白基因标记,
通过观察早期胚胎的荧光,能表达EGFP的个体含有Y染色体,即为雄性小鼠胚胎,D正确。
5.(2021·辽宁·高考真题)下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图,
有关叙述正确的是( )
A.后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定
B.过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体
C.过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理
D.过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植
【答案】B
【详解】A、后代丁的细胞核的遗传物质来自甲,细胞质的遗传物质来自于乙牛,则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定,A错误;B、动物细胞培养中需要提供95%空气(保
证细胞的有氧呼吸)和5%CO2(维持培养液的pH)的混合气体,B正确;C、过程②常使用
显微操作去核法对卵母细胞进行处理,C错误;D、过程③将激活后的重组细胞培养至囊胚
或桑椹胚后移植,D错误。
6.(2021·福建·高考真题)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种,技术
流程示意图如下。
下列叙述正确的是( )
A.愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的
B.获得的杂种植株都能表现双亲的优良性状
C.可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合和细胞壁再生
D.用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体
【答案】D
【详解】A、愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞脱分化形成的,A错误;B、由于基因的选择性
表达和基因间的互作效应,获得的杂种植株不一定能够表现亲本的优良性状,B错误;C、
可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合,但不能诱导细胞壁的再生,C错误;D、由于植
物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,故可以用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原
生质体,D正确。
第五部分:高 频 考 点 精 练
一、单选题
1.植物组织培养中,在培养基中加入生长素和细胞分裂素的比例不同,将影响愈伤组织的
分化方向。下列叙述正确的是( )
A.加入的生长素多而细胞分裂素少,只会长茎叶不长根
B.加入生长素抑制剂和适当的细胞分裂素,不利于长茎叶
C.加入的生长素和细胞分裂素比例合适,也不利于细胞分裂素受体缺失突变体长茎叶
D.加入的生长素少而细胞分裂素多,能抑制质子泵合成相关酶的基因表达,有利于生根
【答案】C【详解】A、加入的生长素多而细胞分裂素少,有利于根的分化,同时抑制芽的形成,A
错误;B、加入生长素抑制剂和适当的细胞分裂素,生长素含量偏低,不利于根的分化,B
错误;C、加入的生长素和细胞分裂素比例合适,细胞分裂素受体缺失突变体无法接受细
胞分裂素的信号,故不利于茎叶的形成,C正确;D、加入的生长素少而细胞分裂素多,
能抑制质子泵合成相关酶的基因表达,不利于生长素发挥作用,不利于生根,D错误。
2.离心是生物学研究中常用的技术手段,下列相关叙述错误的是( )
A.在细胞工程的操作中,利用离心可以诱导植物原生质体融合
B.用不同的离心速度对细胞匀浆进行离心,可将大小不同的细胞器分开
C.证明DNA半保留复制实验中,离心可将含有不同氮元素的DNA分开
D.噬菌体侵染细菌实验中,离心可将DNA和蛋白质分开,以便分别研究各自的作用
【答案】D
【详解】A、诱导原生质体融合的方法包括物理和化学的手段,其中离心法属于物理手段
诱导植物原生质体融合的方法,A正确;B、差速离心法可将细胞膜破坏后的匀浆在不同
离心速度下把各种细胞器分开,即通过用不同的离心速度对细胞匀浆进行离心,可将大小
不同的细胞器分开,B正确;C、证明DNA分子半保留复制实验中,通过密度梯度离心法
可将含有不同氮元素的DNA分开,即离心后两条链均被15N标记的DNA位于最下方,C
正确;
D、噬菌体侵染细菌实验中,通过离心白质外壳(噬菌体颗粒)与大肠杆菌分开,D错误。
3.拟矮牵牛和矮牵牛是两个物种,拟矮牵牛的原生质体在X培养基上只能形成小细胞团,
不能形成植株,在X培养基中加人放线菌素-D后不影响上述过程;矮牵牛的原生质体在X
培养基上能分化成植株,但在含放线菌素-D的X培养基上不能生长。在上述两种培养基上
利用植物体细胞杂交技术均可培养出杂种矮牵牛。下列说法错误的是( )
A.可用纤维素酶和果胶酶去除矮牵牛的细胞壁
B.PEG能促进拟矮牵牛和矮牵牛的原生质体融合
C.只有杂种细胞能在含放线菌素-D的X培养基上形成愈伤组织
D.植物体细胞杂交技术能在一定程度上克服远缘杂交不亲和的障碍
【答案】C
【详解】A、矮牵牛的细胞壁主要成分是纤维素和果胶,可用纤维素酶和果胶酶去除细胞
壁,体现酶的专一性,A正确;B、PEG能促进拟矮牵牛和矮牵牛的原生质体融合,体现
膜的流动性,B正确;C、根据题干信息,“拟矮牵牛的原生质体在X培养基上只能形成
小细胞团,不能形成植株,在X培养基中加入放线菌素-D后不影响上述过程;矮牵牛的原
生质体在X培养基上能分化成植株,但在含放线菌素-D的X培养基上不能生长”,说明杂
种细胞和拟矮牵牛都能在含放线菌素-D的X培养基上形成愈伤组织,C错误;D、植物体
细胞杂交技术能在一定程度上克服远缘杂交不亲和障碍,D正确。
4.利用离体诱变技术可以获得耐盐的植物新品种。下列相关叙述错误的是( )
A.离体组织的生长依赖培养基中的有机碳源
B.愈伤组织的形成需要合适浓度和配比的植物激素C.使用含高浓度NaCl的培养基诱导产生耐盐突变体
D.耐盐细胞可经器官发生途径或体细胞胚发生途径发育成完整植株
【答案】C
【详解】A、离体组织在培养过程中会逐渐失去叶绿素而使其光合作用受到阻碍,故其生
长依赖培养基中的有机碳源,A正确;B、合适浓度和配比的植物激素可以诱导脱分化形
成愈伤组织,B正确;C、经物理或者化学因素处理愈伤组织后,使用含高浓度NaCl的培
养基可以筛选耐盐突变体,C错误;D、耐盐细胞可经器官发生途径或体细胞胚发生途径
发育成完整植株,D正确。
5.某种极具观赏价值的菊科珍稀花卉很难获得成熟种子。某研究小组为探究该珍稀花卉原
生质体的培养条件和植株再生能力,实验过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.过程①需用胰蛋白酶处理,便于获得单个的原生质体
B.过程③需注意生长素与细胞分裂素用量的比值应小于1
C.愈伤组织是全能性较高的一团形状规则的薄壁组织块
D.光照会影响过程②③的进行,其中过程②需光照处理
【答案】B
【详解】A、过程①是获得原生质体过程,需使用纤维素酶和果胶酶处理,A错误;B、过
程③的培养基中,生长素与细胞分裂素的浓度适中,且生长素与细胞分裂素用量的比值小
于1,有利于芽的分化,B正确;C、经脱分化后形成愈伤组织,愈伤组织是一团不定形的
薄壁组织团块,全能性较高,C错误;D、②表示脱分化,③表示再分化,②过程不需要
光照处理,③过程需要光照处理,D错误。
6.寒兰为名贵的兰花品种,一般生长在深山幽谷的山腰谷壁。由于人类的过度采摘,现在
很难找到寒兰,偶尔能发现的也只有较小的植株。为了增加野生寒兰数量,科研人员希望
对其进行大量人工繁殖,再移栽至原有生境。下列有关叙述正确的是( )
A.在生物的生长发育过程中,所有的细胞都表现出全能性
B.将寒兰的组织细胞放置在培养基中进行植物组织培养
C.在诱导生根时,培养基中应适当提高细胞分裂素的比例
D.长出丛芽的过程中寒兰组织细胞的遗传物质要发生改变
【答案】B
【详解】A、在生物的生长发育过程中,细胞中的基因选择性表达,不能表现出全能性,
需离体细胞才适宜条件下才能表现出全能性,A错误;B、“为了增加野生寒兰数量,对
其进行人工大量繁殖,再移栽至原有生境”,可利用植物组织培养技术将寒兰的组织细胞
放置在培养基中进行植物组织培养得到寒兰幼苗,然后再移栽,B正确;C、诱导生根时应适当提高生长素比例,C错误;D、长出丛芽的过程为再分化,寒兰组织细胞的遗传物质
未发生改变,而是基因的选择性表达,D错误。
7.如图表示小麦育种模式图,图中相关序号表示育种方式,下列有关叙述正确的是(
)
A.育种方式①需多代筛选,其目的是筛选出显性纯合子控制的优良性状
B.图示中甲代表萌发的种子,乙可能代表F1植株幼苗或萌发的种子
C.如果育种方式①④获得后代的性状上有所差异,体现了物种多样性
D.如果育种方式③④获得后代在形状上有所差异,均可为小麦进化提供原材料
【答案】D
【详解】A、育种方式①为杂交育种,其原理是基因重组,连续自交是为了得到更多的具
有优良性状的纯种,也包含了抗倒伏的隐性纯合子,A错误;B、育种方式②是单倍体育
种,第一阶段花药离体培养得到的单倍体高度不育,则甲处理的对象为幼苗,B错误;C、
①④获得后代在性状上有所差异,如果两者无生殖隔离,体现的是遗传(基因)多样性,
如果存在生殖隔离,体现的是物种多样性,C错误;D、突变和基因重组为生物进化提供
原材料,育种方式③④原理分别是染色体变异和基因突变,属于突变范畴,D正确。
8.如图为白色棉的培育过程,以下叙述正确的是( )
A.过程①造成的变异可在光学显微镜下观察
B.过程④的操作是取粉红棉的花粉进行离体培养
C.过程③说明染色体片段缺失纯合子有致死效应
D.过程②造成的变异是随机的、不定向的
【答案】D
【详解】A、据图可知, 过程①造成的变异B突变成b是基因突变,基因突变在光学显微
镜下无法观察到,A错误;B、过程④表示单倍体育种,其操作是先要取粉红棉的花粉进行离体培养获得单倍体幼苗,然后用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗,B错误;C、过
程③得到的白色棉即是染色体片段缺失的纯合子,说明染色体片段缺失的纯合子并没有使
该个体致死,C错误;D、过程②造成的变异是染色体变异,染色体变异的发生是随机的、
不定向的,D正确。
9.如图为植物细胞融合及组织培养过程的示意图,下列有关叙述不正确的是( )。
A.植物体细胞杂交的最大优点在于克服远缘杂交不亲和的障碍
B.杂种细胞经过④和⑤过程可以培育成杂种植株说明杂种细胞具有全能性
C.尽管愈伤组织可以进行光合作用,但其培养基中仍需要糖类、氨基酸等有机营养
D.诱导原生质体A和B融合可以用物理或化学的手段
【答案】C
【详解】A、植物体细胞杂交的最大优点是克服远缘杂交不亲和的障碍,A正确;B、杂种
细胞培育成杂种植株需经过④和⑤过程,采用了植物组织培养技术,该技术的原理是植物
细胞具有全能性,因此杂种细胞经过④和⑤过程可以培育成杂种植株说明杂种细胞具有全
能性,B正确;C、愈伤组织细胞内没有叶绿体,不能进行光合作用,C错误;D、诱导原
生质体A和B融合的物理方法有离心或电刺激等,化学方法用聚乙二醇(PEG)来诱导,
D正确。
10.以四倍体(基因型为AAaa)植株的花药为外植体经植物组织培养获得植株的过程如下
图所示,下列相关叙述正确的是( )
A.②③过程不需要更换培养基
B.①②③过程要进行严格的灭菌处理
C.若用植株根尖进行植物组织培养,有望获得脱毒苗
D.秋水仙素作用于细胞分裂间期抑制纺锤体形成
【答案】C
【详解】A、②是脱分化,③是再分化,②③过程培养基中的激素比例不同,需要更换培
养基,A错误;B、①过程需进行消毒,②③过程要进行严格的灭菌处理,防止杂菌污染,
B错误;C、植物根尖含有的病毒较少或不含病毒,所以用植株根尖进行植物组织培养,有
望获得脱毒苗,C正确;D、秋水仙素作用于细胞分裂前期抑制纺锤体形成,进而使染色体数目加倍,D错误。
11.下列有关生物的变异和育种的叙述,正确的是( )
A.不育的三倍体无籽西瓜的形成,属于可遗传变异
B.杂合二倍体水稻经花药离体培养,将获得纯合二倍体
C.XYY 个体的形成与减数分裂中同源染色体的联会行为有关
D.单倍体育种与多倍体育种都可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
【答案】A
【详解】A、不育的三倍体无籽西瓜形成,属于染色体数目变异,为可遗传变异,采用的
育种方法使多倍体育种,A正确;B、杂合二倍体水稻经花药离体培养,得到的是单倍体,
再经秋水仙素处理幼苗后,将获得纯合二倍体,B错误;C、XYY 个体的形成是由染色体
异常的YY精子和染色体正常的卵细胞X结合形成的,而染色体异常的YY精子的出现是
由于减数第二次分裂后期发生分离的两条Y染色体进入同一个精子形成的,可见与减数分
裂中同源染色体的联会行为无关,C错误;D、多倍体育种可用秋水仙素处理萌发的种子
或幼苗,而单倍体育种过程中秋水仙素处理的对象往往是单倍体幼苗,因而单倍体往往表
现为高度不育的特征,因而未必能获得种子,D错误。
12.下列关于生物变异、育种的叙述,正确的是( )
A.诱变所得植株若不出现预期性状就应该丢弃
B.与传统育种相比,转基因的优势是能使生物出现自然界中没有的新基因和性状
C.经杂交育种培育的高产矮杆水稻品种,其体细胞中染色体数目不变
D.由于三倍体西瓜没有种子,因此该无子性状属于不可遗传的变异
【答案】C
【详解】A、诱变所得植株若不出现预期性状,可能为隐性突变,该植株可能为杂合子,
其自交后代有可能会出现预期性状,A错误;B、与传统育种相比,转基因的优势是能打
破生殖隔离,克服远缘杂交障碍,不能使生物出现自然界中没有的新基因和性状,B错误;
C、经杂交育种培育的高产矮杆水稻品种,通过减数分裂和受精作用,其体细胞中染色体
数目不变,C正确;D、虽然三倍体西瓜没有种子,但三倍体西瓜细胞中染色体数目变异,
遗传物质改变,因此该无子性状属于可遗传的变异,D错误。
13.下列关于动物细胞培养叙述错误的是( )
A.选用的材料一般是幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞分裂能力强
B.动物细胞培养和植物细胞培养可获得大量细胞,原理均为细胞增殖
C.通常将动物组织经处理后在培养瓶中的初次培养称为原代培养
D.培养瓶中的细胞都需要定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续培养
【答案】D
【详解】A、选用的材料一般是幼龄动物的器官或组织,原因是其细胞分裂能力强,A正
确;B、植物细胞培养和动物细胞培养的原理都是细胞增殖,B正确;C、通常将动物组织消
化后的初次培养称为原代培养,C正确;D、动物细胞培养中,细胞具有贴壁生长以及接触抑制的特点,因此在培养中需要用胰蛋白酶处理贴壁的细胞并进行分瓶培养,D错误。
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
【答案】B
【详解】A、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;B、培养心肌细胞
的时候既需要氧气(有助于进行有氧呼吸)也需要二氧化碳(有助于维持培养液的pH),
B正确;C、在体外培养条件下,细胞会因接触抑制、细胞密度过大、代谢废物积累、营养
物质消耗而停止分裂,C错误;D、心肌细胞节律性收缩,受植物性神经的支配,是不随
意的,在神经细胞释放的神经递质的支配下跳动,D错误。
15.同位素标记法是一项重要的实验技术,下列叙述错误的是( )
A.以14C作“地质时钟”,可预测化石中生物所生存的年代
B.将单克隆抗体与3H结合制成“生物导弹”,能在原位杀死癌细胞
C.用18O分别标记H2O和CO2,可用于探究光合作用中O2的来源
D.用15N和14N标记大肠杆菌的DNA可用于探究DNA复制方式
【答案】B
【详解】A、利用14C同位素放射性衰变规律进行测年技术称为14C年代测定技术,也称
放射性碳定年法,可预测化石中生物生存的年代,A正确;B、“生物导弹”能特异性结
合抗原,将药物与单克隆抗体结合制成“生物导弹运输到癌细胞部位杀死癌细胞,B错误;
C、利用18O分别标记H2O和CO2使它们分别成为H218O和C18O2.然后进行两组实验:
第一组向植物提供H2O和C18O2;第二组向同种植物提供H218O和CO2.在其他条件都
相同的情况下,他们分析了两组实验释放的氧气.结果表明,第一组释放的氧气全部是
O2;第二组释放的氧气全部是18O2。这一实验有力地证明光合作用释放的氧气来自水,C
正确;D、以含15N的培养液来培养大肠杆菌,让大肠杆菌繁殖几代,再将大肠杆菌转移
到14N的普通培养液中。然后,在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA,进行密度梯度离心,
记录不同质量的DNA在离心管中的位置及比例,可证明DNA是半保留复制,D正确。
16.下列有关细胞工程和胚胎工程的叙述,错误的是( )
A.通过原生质体融合实现植物体细胞杂交,从而充分利用遗传资源
B.在原代培养过程中,动物细胞均在培养液中悬浮生长和增殖
C.通过动物细胞核移植技术培养新胚胎的过程与细胞内基因的选择性表达相关
D.囊胚的内细胞团具有发育的全能性,聚集在胚胎的一端
【答案】B【详解】A、通过原生质体融合实现植物体细胞杂交,可以克服远缘杂交不亲和的障碍,
从而充分利用遗传资源,A正确;B、在原代培养过程中,大多数动物细胞具有贴壁生长
的特点,B错误;C、动物核移植技术进行了细胞核移植,并将重组细胞培养为新胚胎,与
细胞内基因的选择性表达相关,C正确;D、囊胚的内细胞团将来可发育成胎儿的各种组
织,具有发育的全能性,聚集在胚胎的一端,D正确。
17.2022年3月22日,中科院与合作伙伴在《自然》杂志上发表了一项重量级世界首创研
究,能够将人的多能干细胞转化为全能性的8细胞期胚胎样细胞,即相当于受精卵发育3
天状态的全能干细胞。该研究成果可能使个体化器官再生成为现实,为全世界数百万需要
器官移植的患者带来了希望。下列有关全能性的叙述,错误的是( )
A.受精卵和人体早期胚胎细胞具有全能性
B.上述转化过程发生了细胞分化,体现了动物细胞核具有全能性
C.细胞具有全能性的原因是细胞含有个体发育的全部或全套基因
D.多能干细胞能够发育为机体多种组织,但一般不认为该过程体现细胞全能性
【答案】B
【详解】A、受精卵和人体早期胚胎细胞都有发育成完整个体的潜能,具有全能性, A 正
确; B、上述多能干细胞能够发育为机体的多种组织细胞,没有形成完整的个体,没有体
现其全能性, B错误; C、细胞内含有个体发育所需的全部或全套基因是细胞具有全能性
的内在因素, C 正确; D、细胞的全能性是指已经分化的细跑仍然具有发育成完整个体
或分化成其他各种细胞的潜能和特性,多能干细胞发育为机体多种组织的过程没有体现细
胞全能性,D正确。
18.在生物工程中,选择合适的生物材料是成功的关键。下列选择不合理的是( )
A.基因工程中可选用酵母菌生产干扰素
B.选择胚胎细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物的成功率
C.可选用动物的受精卵、二分裂球和囊胚等进行胚胎分割,不能用原肠胚
D.选用小鼠腹腔培养杂交瘤细胞可获得单克隆抗体
【答案】C
【详解】A、干扰素的本质是糖蛋白质,可以用酵母菌作受体细胞生产,A正确;B、选择
胚胎细胞作为核供体进行核移植,可提高克隆动物的成功率,因为胚胎细胞的全能性较高,
B正确;C、原肠胚可用于胚胎分割,C错误;D、小鼠腹腔培养杂交瘤细胞可获得单克隆
抗体,D正确。
19.下列关于细胞工程和胚胎工程的说法,正确的是( )
A.细胞贴壁生长和接触抑制是动物细胞培养过程中一定会出现的现象
B.体外受精时,利用低温冷冻保存良种公牛的精液
C.进行胚胎移植前需要对供体和受体进行免疫检查
D.胚胎移植受体需要与人工授精动物的基因型一致
【答案】B
【详解】A、癌细胞具有无线增殖的特点,动物癌细胞培养过程中不一定出现接触抑制现象,A错误;B、体外受精时,利用低温冷冻保存良种公牛的精液,超低温冷冻保存精子
或卵子的适宜温度为-196℃左右,B正确;C、受体母牛对外来胚胎不发生免疫排斥反应,
因此进行胚胎移植前,不需要对供体和受体进行免疫检查,C错误;D、胚胎移植受体不
需要与人工受精动物的基因型一致,保证是同一物种、健康、能正常繁殖即可,D错误。
20.小鼠胚胎干细胞经定向诱导可获得多种功能细胞,制备流程如下图所示,图中a、b表
示囊胚结构。下列叙述正确的是( )
A.结构b经分散后可作为动物克隆的受体细胞
B.囊胚中a处的各个细胞具有细胞全能性
C.a处的细胞与b处的细胞含有的核基因和mRNA都有差异
D.将结构a分割成单细胞,移植到同期发情的代孕母鼠子宫内可获得仔鼠
【答案】B
【详解】A、结构b滋养层经分散后不可作为动物克隆的受体细胞,一般选用处于MⅡ中期
的同种动物卵母细胞作为核受体细胞,A错误;B、囊胚中a处为内细胞团细胞,各个细胞
具有细胞全能性,B正确。C、a处的细胞与b处的细胞都是由受精卵分裂产生的,含有的
基因相同,不同类型的细胞是基因选择性表达的结果,它们的mRNA有差异,C错误;
D、动物细胞的全能性受到限制,将结构a分割成单细胞,移植到同期发情的代孕母鼠子
宫内不能获得动物个体,D错误。
21.中国是一个农业大国,农产品的高品质和多样性对我国农业具有重大的意义。育种创
新正是其中首要和关键的因素。现有两个普通小麦品种∶品种①高秆抗病(TTRR)、品种
②矮秆易感病(ttrr),控制两对性状的基因独立遗传。研究人员欲培育矮杆抗病新品种。
回答下列相关问题∶
(1)研究人员若用诱变育种的方法培育矮杆抗病新品种,从所给材料中选用品种_________
(用序号作答)的幼苗处理,更易获得矮杆抗病新品种(记为甲)。采用诱变育种的方法
获得所需品种时通常需要处理大量材料,原因是________。
(2)通过杂交育种的方法在F2中也会出现矮杆抗病新品种(记为乙)。甲和乙中都存在不
能稳定遗传的矮杆抗病新品种(记为丙);要获得能够稳定遗传的矮秆抗病新品种(记为
丙),需要对甲、乙采取的措施是_________。由甲获得丙至少需要_________代,由乙获
得丙至少需要________代。
(3)诱变育种需大量的供试材料,可预见性不强,杂交育种耗时长,至少需3年,一般在5、6年左右,两者的育种周期都较长,请你设计一种可以明显缩短育种年限的育种方案
(写出大致过程)∶________。
【答案】(1) ② 基因突变具有低频性、不定向性等特点
(2) 连续自交 两 一
(3)可将品种①高秆抗病( TTRR) 和品种②矮秆易感病( ttrr) 杂交得到 F1,对 F1植株进行
花药离体培养获得单倍体幼苗, 再用秋水仙素或低温处理幼苗,经培育筛选获得纯 合
的矮秆抗病植株
【详解】(1)矮秆抗病品种基因型为 ttR_,纯合高秆抗病品种 ( TTRR) 经诱变处理需两
个 T 基因都突变为 t 基因才能成为矮秆抗病品种, 而品种②矮秆易感病( ttrr)经诱变处理
只需一 个 r 基因突变为 R 基因就能成为矮秆抗病品种故选用矮秆易感病品种进行诱变处
理 更易获得所需新品种。由于基因突变具有低频性、不定向性等特点,采用诱变育种培
育新品种时需要处理大量材料。
(2)通过杂交育种的方法在F2中也会出现矮杆抗病新品种(记为乙)。甲和乙中都存在
不能稳定遗传的矮杆抗病新品种(记为丙 );要获得能够稳定遗传的矮秆抗病新品种(记
为丙),甲的基因组成为 ttRr,自交一次,出现基因组成为 ttRR 的个体,但无法通过表
现型直接筛选出来,需要再自交一次,后代不再发生性状分离的个体就是要获得的基因组
成 为 ttRR 的个体;乙的基因组成为 ttRr 和 ttRR,自交一次,后代不发生性状分离的个
体 就是要获得基因组成为 ttRR 的个体。即由乙获得丙至少需要1代。
(3)单倍体育种可以明显地缩短育种年限,该育种方法的流程包括单倍体育种和秋水仙素
处理两步。其操作流程可表示为可将品种①高秆抗病( TTRR) 和品种②矮秆易感病( ttrr)
杂交得到 F1,对 F1植株进行花药离体培养获得单倍体幼苗,再用秋水仙素或低温处理幼
苗获得纯合体植株,而后经过形态观察和抗病性检测筛选出纯合的矮秆抗病植株。
22.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),过程如下图1所示。
(1)本实验中,小鼠注射的特定抗原应取自___________________。
(2)步骤①常用方法包括_________融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
(3)步骤②的细胞必须经过步骤③克隆化培养和_________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。体外培养时,首先应保证其处于
__________的环境,除了适宜的营养物质、温度等条件外,还需要控制气体条件是
_________与5%二氧化碳的混合气体,二氧化碳的主要作用是________。在使用合成培养基时通常需加入血清,血清的作用是__________________________。
(4)单克隆抗体的优点是________________________。单克隆抗体是ADC中的______(填
“a”或“b”)部分。
(5)研究发现,ADC在患者体内的作用如下图2所示。
①单克隆抗体除了运载药物外,还有_____________等作用。
②ADC进入乳腺癌细胞后,细胞中的溶酶体可将其水解,释放出的药物最终作用于细胞核,
可导致_____________。
③ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用,是因为单克隆抗体能精确地定位乳腺癌细胞,该
过程依赖于__________________原理。
【答案】(1)人的乳腺癌细胞
(2)PEG
(3) 抗体检测 能大量增殖,又能产生特定抗体 体外 无菌无
毒 95%的空气 维持培养液的pH 补充未知成分,利于动物细胞生长
(人们对细胞所需营养物质尚未全部研究清楚)
(4) 特异性强、灵敏度高、可大量制备 a
(5) 作为诊断试剂、治疗疾病 癌细胞凋亡 抗原-抗体特异性结合
【详解】(1)为获得治疗乳腺癌的抵抗力抗体,给小鼠注射的特定抗原应取自人的乳腺癌
细胞。
(2)诱导动物细胞融合的方法主要有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法。
(3)获得的杂交瘤细胞必须进行③克隆化培养和专一抗体检测,才能筛选得到符合要求的
杂交瘤细胞,杂交瘤细胞既能大量增殖,又能产生特定抗体;得到的杂交瘤细胞可采用注
射到小鼠腹腔内培养或进行体外培养的方式进行扩大培养;动物细胞培养的关键是无菌操
作,故体外培养时,首先应保证其处于无菌无毒的环境;动物细胞培养的气体条件是95%
的空气和5%二氧化碳的混合气体,其中二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH;在动物
细胞体外培养过程中,由于血清等含有一些未知的成分,在使用合成培养基时通常需加入
血清等天然成分,补充培养基中缺乏的物质,利于细胞生长。
(4)单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备;ADC药物是利用单克隆抗
体的导向作用,对应图中的a部分。
(5)①ADC中的单克隆抗体能精确地定位乳腺癌细胞,让药物作用于乳腺癌细胞,而不
是正常的细胞,可以降低乳腺癌治疗药物的副作用,这个过程依赖于特异性的抗原与抗体
反应,可以有效地治疗疾病;单克隆抗体还可以作为诊断试剂,如检测相关基因有没有表达成蛋白质,或检测抗原的有无,故单克隆抗体除了运载药物外,还有作为诊断试剂、治
疗疾病等应用。②由图2可知,ADC进入乳腺癌细胞,溶酶体可以将ADC水解,释放出
的药物进入细胞质基质,最终作用于细胞核,引起乳腺癌细胞的凋亡。③单克隆抗体能与
细胞表面的抗原特异性结合,能精确地定位乳腺癌细胞,原理是抗原--抗体特异性结合。
23.科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS细胞
培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠,流程如下:
(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为___________,培养的细胞在贴壁
成长至铺满培养皿底时停止分裂,这种现象称为________________。
(2)图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为冲卵;也可从灰鼠体内
取出卵子,通过_____________(技术名称)后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过___________技术移入白鼠子宫内继续发育,若想进一步提高胚胎的
利用率,可采用_____________技术。小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的___________分离
培养获得。
(4)若一次给受体母牛移入体外受精的多个胚胎,产生的多个后代基因型相同吗?
_____________。若想对胚胎做性别鉴定,可以取______________进行DNA分析。
(5)哺乳动物受精过程能阻止多精子入卵受精的有_________。
A.顶体反应
B.精子穿越卵子透明带触及卵黄膜,导致透明带反应
C.精子触发卵细胞膜表面微绒毛的抱合反应
D.精子入卵后,触发卵细胞膜反应
【答案】(1) 原代培养 接触抑制
(2)体外受精##核移植
(3) 胚胎移植 胚胎分割 内细胞团
(4) 不一定相同 囊胚的滋养层细胞
(5)BD【详解】(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为原代培养;培养的细胞
在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂,这种现象称为接触抑制。
(2)图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为冲卵,也可从灰鼠体
内取出卵子,培养到一定时期再通过体外受精(或核移植)后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中体外获得的重组囊胚通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内继续发育;胚胎分割技术
可以得到多个相同的胚胎,提高胚胎的利用率;囊胚的内细胞团保留分裂和分化能力,小
鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的内细胞团分离培养获得。
(4)一次给受体母牛移入多个胚胎,由于这些胚胎可能由不同的受精卵发育而来的,它们
的基因型可能相同,也可能不同,因此产生的多个后代基因型不一定相同;囊胚的滋养层
细胞细胞是在胚胎发育成桑椹胚后,桑椹胚进一步发育,开始出现分化沿透明带内壁扩展
和排列的一种个体较小的细胞,通常取少量滋养层细胞诊断是否患有遗传病或做性别鉴定,
这样不会影响胚胎发育。
(5)A、受精时,首先发生顶体反应释放顶体酶,有利于精子,使精子穿过放射冠、透明
带,故顶体反应不会阻止精子入卵受精,A错误;
B、哺乳动物受精过程阻止多精子卵受精机制:精子通过顶体酶溶解出的两条通道与卵黄
膜接触,立即发生透明带反应以妨碍其他精子通过透明带,这是防止多个精子进入卵细胞
的第一道屏障,B正确;
C、精子进入卵黄膜的时候,卵黄膜表面有大量的微绒毛,抱合精子,精子外膜与卵黄膜
融合,精子入卵,故精子触发卵黄膜表面微绒毛的抱合反应不会阻止精子入卵受精,C错
误;
D、精子入卵后,卵细胞随即发生卵黄膜封闭作用,是阻止多精受精的第二道屏障,D正
确。
故选BD。
24.以我国科学家为主的科研团队将OSNL(即4个基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的
缩写)导入黑羽鸡胚成纤维细胞(CEFs),诱导其重编程为诱导多能干细胞(iPS),再
诱导iPS分化为诱导原始生殖细胞(iPGCs),然后将iPGCs注射到孵化2.5天的白羽鸡胚
血管中,最终获得具有黑羽鸡遗传特性的后代,实验流程如图。回答下列问题。(1)CEFs是从孵化9天的黑羽鸡胚中分离获得的,为了获得单细胞悬液,鸡胚组织剪碎后需
用______处理。动物细胞培养通常需要在合成培养基中添加______等天然成分,以满足细
胞对某些细胞因子的需求。
(2)体外获取OSNL的方法有______(答出1种即可)。若要在CEFs中表达外源基因的蛋
白,需构建基因表达载体,载体中除含有目的基因和标记基因外,还须有启动子和______
等。启动子是______识别和结合的部位,有了它才能驱动______。
(3)iPS细胞和iPGCs细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是______。
(4)该实验流程中用到的生物技术有______(答出1点即可)。
【答案】(1) 胰蛋白酶,胶原蛋白酶等 动物血清
(2) PCR技术 终止子 RNA聚合酶 目的基因转录出
mRNA,最终表达出所需要的蛋白质
(3)基因的选择性表达
(4)基因工程(或答动物细胞培养等)
【详解】(1)动物细胞培养时,鸡胚组织剪碎后需用胰蛋白酶处理,以获得单细胞悬液。
动物细胞培养时一般需要在合成培养基中添加血清等天然成分,以满足细胞对某些细胞因
子的需求。
(2)OSNL为目的基因,体外获取目的基因可通过PCR技术大量扩增或通过人工合成法
来合成。基因表达载体中除目的基因外,还必须有启动子、终止子、复制原点和标记基因
等。启动子是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,它是RNA聚合酶识别和结
合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需要的蛋白质。
(3)据图可知,由iPS细胞诱导形成iPGCs细胞经过了细胞分化,该过程遗传物质没有改
变,导致其细胞的形态、结构和功能不同的根本原因是基因的选择性表达。
(4)由图可知,该实验流程中将OSNL基因导入鸡胚成纤维细胞利用了基因工程技术,诱
导多能干细胞过程利用了动物细胞培养的技术。