高考生物：选必三“细胞工程”经典问答题8例

植物细胞工程和动物细胞工程及应用

1.图1表示在一定条件下将胡萝卜的离体组织培育成新植株的过程，图

2表示在培养基上诱导一种植物花药再生成完整新植株的过程。请回答问题。

（1）简述图1、图2中离体组织的消毒方法。

（2）图中①～④分别表示什么生理过程？

（3）从染色体数目角度分析，图1、图2培养出的植株各有什么特点？图2最终形成的植株一定是单倍体吗？为什么？

2.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质膜上的蛋白质，其培育过程如下图所示。请回答问题。

（1）植物体细胞杂交依据的生物学原理有哪些？

（2）过程①常用的酶主要有哪些？细胞完成融合且融合细胞成活的标志是什么？若仅考虑细胞两两融合的情况，如何鉴定融合的原生质体？

（3）由杂种细胞经③④形成植物体的过程利用了什么技术？得到的植物体需要经过什么过程才能移栽？杂种植株是否一定能结出番茄和马铃薯？请从基因表达调控的角度，简要解释可能的原因。

3.铁皮石斛是我国特有的名贵珍稀濒危中药材，生物碱是铁皮石斛的有效成分之一。研究人员应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎（简称PLBs，类似愈伤组织）生产生物碱。实验流程为：外植体的选择和预处理→诱导培养→增殖培养→不同时间取样、检测。在固体培养基上，PLBs质量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如图所示，请回答问题。

（1）为什么一般选用野生铁皮石斛的茎尖、根尖以及新生营养芽等作为外植体？

（2）选择合适的培养基是植物组织培养最关键的一步。诱导培养和增殖培养需要不同的培养基，为什么没有一种培养基能够适合一切类型的培养物？不同的培养基最主要应该调整的成分是什么？原因是什么？

（3）与黑暗条件下相比，PLBs在光照条件下生长的优势体现在哪些方面？

4.紫杉醇是从红豆杉树皮中提取的高效抗癌物质，利用植物细胞培养技术生产紫杉醇是扩大紫杉醇来源的重要途径。下图为三种红豆杉细胞培养过程中细胞数量与紫杉醇产量的数据图。请回答问题。

（1）以南方红豆杉叶为原料，如果要获取上左图所示的大量细胞，请简述其形成过程。

（2）红豆杉细胞培养过程中，需通入无菌空气且不断搅拌的目的是什么？

（3）对比两图，要获得较高产量的紫杉醇，适合选用哪种红豆杉细胞进行培养？简要说明判断依据。

5.为研制抗病毒A的单克隆抗体，课题组以小鼠甲为实验对象设计了以下实验流程。请回答问题。

（1）实验前给小鼠甲注射病毒A的目的是什么？如何以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液？

（2）筛选1所用的HAT培养基，按功能分属于哪种培养基？该培养基为什么能筛选出杂交瘤细胞？筛选2含多次筛选，依据的基本原理是什么？为什么杂交瘤细胞要经过筛选2的多次筛选？

（3）可采用哪些方法使杂交瘤细胞大量增殖？

6.随着试管婴儿技术的发展，世界各地诞生的试管婴儿数量迅速增长。请回答问题。

（1）体外受精形成的受精卵移入发育培养液中继续培养的目的是什么？高度分化的动物体细胞在体外培养时一般具有哪些特点？

（2）“试管婴儿技术”与“设计试管婴儿技术”在技术手段上有哪些区别？

（3）在图示“试管婴儿”培育过程中，哪种细胞才能代表婴儿母亲的细胞？培育过程依次应用了哪些技术？采用该培育技术能避免什么类型的遗传病？

7.去核操作和克隆胚胎发育成功率低是体细胞克隆的难点。科学研究发现，胚胎发育出现障碍与体细胞染色质上组蛋白中赖氨酸被甲基化修饰密切相关。2017年，我国科学家在体细胞核移植中，向重组细胞内注入由组蛋白去甲基化酶基因转录的mRNA（Kdm4d的mRNA）和组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA，改变了表观遗传修饰，促进了体细胞核重新编程，提高了体细胞克隆胚胎的囊胚质量和代孕猴的怀孕率，成功克隆出非人灵长类动物，获得了两只克隆猴-“中中”和“华华”。请回答问题。

（1）Kdm4d的mRNA和TSA在早期胚胎细胞中发挥作用，可能的机制是什么？

（2）为什么重组卵的细胞质必须来自减数分裂Ⅱ中期的次级卵母细胞？

（3）体细胞克隆猴的成功培育，从理论上给予了人们什么启示？

8.治疗性克隆技术有望解决供体器官短缺和器官移植出现的排异反应等问题，为研究治疗性克隆能否用于帕金森病的治疗，科研人员利用人帕金森病模型鼠进行如图所示实验. 请回答问题。

（1）过程①中选用体细胞作为核供体细胞，有什么优势？②过程中细胞发生了哪些变化？

（2）过程③选取的胚胎干细胞来自哪种细胞？过程④诱导分化的内因是什么？

（3）对受体小鼠是否需要注射相应的免疫抑制剂？过程⑤是否体现了动物细胞核的全能性？