高中生物植物细胞的工程
高中生物植物细胞的工程2019年3月20日
（考试总分：130 分考试时长： 120 分钟）
一、单选题（本题共计 20 小题，共计 100 分）
1、（5分）1958年，美国科学家斯图尔德应用植物组织培养技术，将二倍体胡萝卜韧皮部的一些细胞进行离体培养，最终发育成完整的新植株幼苗（如下图）。关于这一科学事实，下列叙述中错误的是
A．该实验证明了植物细胞具有全能性
B．培养基中要添加葡萄糖作为碳源
C．此过程中细胞只能进行有丝分裂
D．利用该技术获得的后代能保持亲本性状
2、（5分）现在转基因技术已经相当成熟了，前不久美国批准转基因三文鱼进入市场，旨在利用生物技术提升水产产业，不过这种转基因三文鱼目前只能在加拿大和巴拿马饲养。关于转基因技术下列说法正确的是
A．转基因技术的原理是DNA分子杂交
B．转基因技术的应用解决了人类史上很多难题，是有利无害的
C．现在很多转基因食品包装都有警示标志，就是提示潜在的安全性
D．转基因食品比传统食品营养更丰富，因此在不久之后转基因食品会替代传统食品
3、（5分）下列有关基因工程的相关叙述中，正确的是
A．基因治疗就是去除生物体细胞中有缺陷的突变基因
B．运载体上抗性基因的存在有利于对目的基因是否表达进行检测
C．在基因工程操作中，剪切目的基因和质粒的限制性核酸内切酶可以不同
D．转基因技术造成的变异，实质上相当于人为的基因重组，但却产生了定向变异
4、（5分）有关生物技术的叙述不正确的是
A．植物组织培养过程发生基因选择性表达
B．显微注射目的基因表达载体利用了细胞膜流动性原理
C．PCR技术可以扩增目的基因
D．体内、体外培养杂交瘤细胞均可获得单克隆抗体
5、（5分）在植物体细胞杂交实验中，期望获得性状优良的作物新品种，哪项问题不必考虑
A．亲本细胞融合技术 B．选择具有期望的优良性状的亲本
C．亲本细胞的生殖隔离问题 D．杂种细胞的愈伤组织诱导和再分化
6、（5分）下列关于各种酶作用的叙述，正确的是
A．DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与核糖连接B．限制酶将DNA分子切成两个片段可产生两分子的水
C．限制酶和DNA连接酶作用的化学键相同
D．纤维素酶和果胶酶处理植物细胞直接获得杂种细胞
7、（5分）现在转基因技术已经相当成熟了，前不久美国批准转基因三文鱼进入市场，旨在利用生物技术提升水产产量，不过这种转基因三文鱼目前只能在加拿大和巴拿马饲养，关于转基因技术，下列说法正确的是
A．转基因技术的原理是DNA分子的杂交
B．转基因技术的应用解决了人类史上很多难题，是有利无害的
C．现在很多转基因食品包装都有警示标志，就是揭示潜在的安全性
D．转基因食品比传统食品营养更丰富，因此在不久之后转基因食品会替代传统食品
8、（5分）科学家现在已经能够实现了分子水平遗传物质的人工重组。下列实例中属于分子水平人工重组的是
A．克隆动物
B．能产生抗体的小鼠脾细胞与骨髓细胞的融合细胞
C．人类基因组计划
D．将人的α-抗胰蛋白酶基因导入到羊的DNA分子中
9、（5分）在畜牧养殖业上，科学家利用基因工程的方法培育出了转基因奶牛、超级绵羊等多种转基因动物。“转基因动物”培育利用的原理是
A．基因突变 B．基因重组
C．染色体结构变异 D．染色体数目变异
10、（5分）下列不属于基因工程应用实例的是
A．培育出抗烟草花叶病毒的番茄植株
B．在大肠杆菌内获取人的干扰素
C．利用克隆技术保护珍稀动物
D．利用“工程菌”生产乙肝疫苗
11、（5分）下列有关动、植物细胞工程的叙述，正确的是
A．动物细胞培养与植物组织培养依据的原理都是细胞的全能性
B．在动物细胞培养及植物组织培养中，都需要对培养基灭菌，还都要用到CO2培养箱
C．可以用灭活的病毒促进动物细胞融合，也能促进植物细胞融合
D．动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖植物组织培养可用于植物脱除病毒
12、（5分）在下列过程中，需要采用植物组织培养技术的是
①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株②用花药离体培养得到的单倍体植株③用基因工程培养抗棉铃虫的植株④利用细胞工程培养“番茄马铃薯”杂种植株⑤无子西瓜的大量繁殖
A．①②③④ B．①③④⑤ C．①②④⑤ D．②③④⑤
13、（5分）草甘膦是一种广泛应用的除草剂,能不加选择地杀死各种杂草和农作物,将抗草甘膦基因转入油菜中,使油菜能抗草甘膦。在转基因油菜种植多年后,调查发现在公路边的野生油菜有80%含有抗草甘膦基因。下列叙述正确的是
A．80%的野生油菜体内出现抗草甘膦基因是人工选择的结果
B．含抗草甘膦基因的野生油菜是经自然选择进化出的新物种
C．野生油菜体内的抗草甘膦基因主要源自转基因油菜的花粉
D．大量使用单一除草剂可以减轻环境污染,提高农作物产量
14、（5分）以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。据图分析不正确的是
A．图中①过程发生的化学变化是纤维素和果胶水解
B．经过②和③过程形成的c细胞只有AABB这一种类型
C．过程②一般使用聚乙二醇作为诱导剂
D．过程④产生的细胞是具有分生能力的薄壁细胞
15、（5分）下列关于植物细胞工程的应用，叙述错误的是
A．利用植物的茎尖可以培育出极少感染病毒的脱毒苗
B．利用植物组织培养得到的胚状体可以制备人工种子
C．利用植物的愈伤组织进行诱变处理可以筛选出新品种
D．利用植物的花粉培育得到的植株能保持亲本的性状
16、（5分）下列有关植物组织培养过程中愈伤组织的说法不正确的是
A．愈伤组织是离体植物细胞经过脱分化和再分化形成的
B．培养基中生长素和细胞分裂素的比值不同,愈伤组织分化的结果不同
C．愈伤组织为具有分生能力的薄壁细胞
D．愈伤组织在一定条件下培养可以形成完整的植株
17、（5分）科学家运用转基因技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因DXT转移到大白菜细胞中，培育出抗虫效果很好的优质大白菜。下列说法正确的
A．DXT基因的编码区由内含子和外显子组成
B．DXT基因能在大白菜细胞中正常表达
C．转基因大白菜培育的过程中，可以用灭活的病毒作为载体
D．转基因大白菜能抵抗各种害虫
18、（5分）如图所示为培育农作物新品种的一种方式。下列说法正确的是
A．②③过程分别称为细胞分裂和细胞分化
B．该育种过程说明已分化细胞中不表达的基因仍具有表达的潜能
C．该育种与传统杂交育种相比，最大的优点是繁殖速度快
D．该育种方式涉及到转基因技术、胚胎移植技术
19、（5分）下列关于花药培养过程的说法，正确的是
A．花药中的花粉在培养基上发育成胚状体还是愈伤组织是随机的，不受环境的影响
B．接种后的花药需要每天用日光灯照射12 h
C．花药培养过程中，诱导形成愈伤组织时不需要光照，幼小植株的形成需要光照
D．如果花药开裂释放出胚状体，则一个花药将产生一个幼小植株
20、（5分）基因治疗是指
A．运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的
B．运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常
C．对有基因缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的
D．把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，达到治疗疾病的目的
二、选考题（本题共计 2 小题，共计 30 分）
21、（15分）图甲中的三个DNA片段上以此表示出了EcoRI、BamHI和Sau3AI三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图乙为某种表达载体示意图（载体上的EcoRI、Sau3AI的切点是唯一的）。
（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有___。
A、能自我复制
B、具有标记基因
C、能启动外源目的基因的转录和翻译
D、含有多个酶切位点
（2）可以从下列哪些人体细胞中获取生产人胰岛素的目的基因___（多选题）。
A．消化道黏膜上皮细胞 B．胰岛A细胞
C．胰岛B细胞 D．造血干细胞
（3）经BamHI酶切割得到的目的基因___（能、不能、）与图乙所示质粒被Sau3AI酶切后的产物连接，理由是__________。
（4）将重组质粒导入到大肠杆菌受体细胞，可用含有___的培养基进行初步筛选．目的基因成功表达的标志是___。
（5）已知图乙所示质粒经EcoRI和Sau3AI联合酶切后形成2.0kb和4.2kb（1kb=1000对碱基）两种DNA片段，若将0.8kb的单个基因插在质粒的Sau3AI位点处，所形成的重组质粒用EcoRI和Sau3AI联合酶切后，能形成的DNA片段分别为___。
22、（15分）某农业生态工程示意图如下，回答下列问题；
（1）该农业生态工程体现的生态工程原理主要是__________。对该工程的经济效益分析，可从系统内部的投入和产出、__________、系统的有效贡献等三方面进行核算。
（2）若要提高该工程的经济效益，可采用农业生产的__________技术在桑基上再种植大豆，也可采用农业生态工程的__________技术放养适量的鸡鸭等动物以调整该工程的产业结构。
（3）某小组应用基因工程方法开展适用于该生态工程的抗虫植物改良研究。为提高将重组DNA分子导入受体细胞的效率，除考虑导入方法、筛选条件、防止污染外，还需考虑的主要因素有_____________ _______（答出2点即可）。农杆菌介导法是目前植物转基因的常用方法，该方法的基本过程是农杆菌感染植物时，__________，并将其插入到受体细胞的基因组中。欲获得稳定遗传的抗虫性强的转基因植
物品种，则转入的抗虫基因必须能在受体细胞中__________。
一、单选题（本题共计 20 小题，共计 100 分）
1、（5分）【答案】B
【解析】将离体的植物细胞培养成完整植株的过程证明了植物细胞具有全能性，A正确；培养基中要添加蔗糖作为碳源，若用葡萄糖会导致植物细胞失水而生长不良好，同时葡萄糖可作为微生物直接利用的碳源，而蔗糖可以抑制微生物的生长，减少微生物污染，B错误；胡萝卜韧皮部的细胞培养过程中，这些体细胞只能进行有丝分裂，C正确；植物组织培养过程的生殖属于无性生殖，产生的后代能保持亲本的性状，D正确。
2、（5分）【答案】C
【解析】转基因技术的原理是基因重组，A错误；转基因技术的应用解决了人类史上很多难题，但既有有利的一面，也有弊端，B错误；现在很多转基因食品包装都有警示标志，就是提示潜在的安全性，C 正确；转基因食品和传统食品各有优缺点，转基因食品不会替代传统食品，D错误．
3、（5分）【答案】D
【解析】基因治疗是指把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，使该基因的表达产物发挥功能，达到治疗疾病的目的，A项错误；标记基因便于重组DNA的鉴定和筛选，即有利于对目的基因是否导入受体细胞进行检测，B项错误；基因工程中，构建基因表达载体时，一般要用同种限制性核酸内切酶切割载体与含目的基因的DNA片段，以获得相同黏性末端，有时可以用不同的限制性核酸内切酶，但必须保证它们剪切后得到的黏性末端相同，故C项错误；基因工程是按照人们的意愿定向改造生物的性状，其原理是基因重组，D项正确。
4、（5分）【答案】B
【解析】植物组织培养过程发生基因选择性表达，A正确；显微注射目的基因表达载体利用了基因重组原理，B错误；PCR技术可以扩增目的基因，C正确；体内、体外培养杂交瘤细胞均可获得单克隆抗体，D正确。
5、（5分）【答案】C
【解析】植物体细胞杂交时首先要去除细胞壁，其次要选用合适的促融剂诱导细胞融合，A正确；培育优良品种，需要选择具有某些优良性状的亲本，B正确；植物体细胞杂交能克服远缘杂交不亲和的障碍，所以不需要考虑高等植物间的生殖隔离，C错误；植物体细胞杂交涉及植物组织培养技术，而植物组织培养的两个重要步骤是脱分化和再分化，D正确。故选C。
6、（5分）【答案】C
【解析】DNA连接酶作用于磷酸二酯键，即不同脱氧核苷酸的脱氧核糖与磷酸之间的连接，限制酶切割的是不同脱氧核苷酸的脱氧核糖与磷酸之间形成的磷酸二酯键。
DNA连接酶能使不同的DNA片段的磷酸与脱氧核糖连接形成磷酸二酯键，A错误；限制酶需要将DNA 分子的两条链分别切开以形成两个DNA片段，故需要消耗两分子的水，B错误；限制酶和DNA连接酶作用的化学键均为磷酸二酯键，C正确；纤维素酶和果胶酶处理植物细胞只能得到原生质体，还需要加入诱融剂诱导融合才能获得杂种细胞，D错误。故选C。
7、（5分）【答案】C
【解析】转基因技术的原理是基因重组，A错误；转基因技术的应用解决了人类史上很多难题，但不一定全有利，B错误；现在很多转基因食品包装都有警示标志，就是提示潜在的安全性，C正确；目前，转基因食品是否安全，在科学上还没有定论，D错误。
8、（5分）【答案】D
【解析】克隆动物主要采用了核移植技术，属于细胞水平人工重组，A错误；将小鼠脾细胞与骨髓细胞融合需要采用细胞融合技术，属于细胞水平人工重组，B错误；人类基因组计划是测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息，不属于人工重组，C错误；将人的α-抗胰蛋白酶基因导入到羊的DNA分子中需要采用基因工程技术，属于分子水平人工重组，D正确。
9、（5分）【答案】B
【解析】DNA片段被转入特定生物中，与其本身的基因组进行重组，再从重组体中进行数代的人工选育，从而获得具有稳定表现特定的遗传性状的个体。“转基因动物”培育利用的原理是基因重组，故选B。
10、（5分）【答案】C
【解析】培育出抗烟草花叶病毒的番茄植株属于基因工程应用实例，A错误；在大肠杆菌内获取人的干扰素属于基因工程应用实例，B错误；利用克隆技术保护珍稀动物属于克隆技术应用的实例，C正确；利用“工程菌”生产乙肝疫苗属于基因工程应用实例，D错误。故选C。
11、（5分）【答案】D
【解析】动物细胞培养的原理是细胞增殖，植物组织培养的原理是细胞的全能性，A错误；动物细胞培养和植物组织培养，都需要对培养基灭菌，动物细胞培养要用到CO2培养箱，植物组织培养不需要CO2培养箱，B错误；灭活的病毒可促进动物细胞融合，但不能促进植物细胞融合，C错误；有毒物质会使动物细胞的染色体发生变异，所以动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖病毒含量极少，甚至无病毒，可用于培育脱毒植株，D正确。
12、（5分）【答案】D
【解析】①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株，不需要采用植物组织培养技术，①错误；②利用花药离体培养得到的单倍体植株，需要采用植物组织培养技术，②正确；③利用基因工程培养抗棉铃虫的植株，需要采用植物组织培养技术，③正确；④利用细胞工程培养“番茄马铃薯”杂种植株，需要采用植物组织培养技术，④正确；⑤无子西瓜的大量繁殖，需要采用植物组织培养技术，⑤正确，所以②③④⑤正确，故选D。
13、（5分）【答案】C
【解析】转基因油菜与野生油菜杂交，会将抗草甘膦基因传递给野生油菜所产生的后代，从而使野生油菜也获得抗草甘膦的性状，A错误；含抗草甘膦基因的野生油菜并不是新物种，因为它仍可以与油菜杂交，产生后代，没有出现生殖隔离，B错误；转基因油菜与野生油菜杂交（在转基因油菜作为父本，提供花粉的情况下），会将抗草甘膦基因传递给野生油菜所产生的后代，C正确；大量使用单一除草剂会导致环境污染，使物种的多样性降低，D错误。
14、（5分）【答案】B
【解析】过程①是植物去除细胞壁获得原生质体的过程，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，则可利用纤维素酶和果胶酶催化，使纤维素和果胶水解，A正确；过程②和③，细胞融合时有同种细胞融合和异种细胞融合，则融合细胞有3种类型：AAAA、BBBB、AABB，另又有些细胞没有融合，类型为AA、BB，所以c细胞共有5种类型，B错误；过程②诱导原生质体融合，常使用聚乙二醇作为诱导剂，
C正确；过程④是脱分化，产生的细胞是愈伤组织，是一种具有分生能力的薄壁细胞，D正确。
15、（5分）【答案】D
【解析】植物细胞工程的应用有：①植物繁殖的新途径，包括微型繁殖，作物脱毒和制备人工种子；
②作物新品种的培育，包括单倍体育种和突变体的利用；③细胞产物的工厂化生产。
植物分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒，因此，可以培育出极少感染病毒的脱毒苗，A正确；可用胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料来制备人工种子，B正确；利用植物的愈伤组织进行诱变处理可以筛选出新品种，C正确；花粉中有植物细胞中的配子，是原始生殖细胞经过减数分裂而来的，与亲本的性状不一定相同，因此，利用植物的花粉培养得到的植株不一定能保持亲本的性状，D错误。
16、（5分）【答案】A
【解析】愈伤组织是离体植物细胞经过脱分化形成的，A错误；培养基中生长素和细胞分裂素的比值不同，愈伤组织分化的结果不同，B正确；愈伤组织为具有分生能力的薄壁细胞，C正确；愈伤组织在一定条件下培养可以再分化形成完整的植株，D正确。
17、（5分）【答案】B
【解析】苏云金芽孢杆菌属于原核生物，原核生物基因编码区是连续的，没有内含子，A项错误；所有生物共用一套密码子，所以DXT基因能在大白菜细胞中正常表达，B项正确；灭活病毒可用于动物细胞融合，不能用作基因工程的载体，C项错误；转基因大白菜只能抵抗特定害虫的摄食，D项错误。18、（5分）【答案】B
【解析】分析题图：图中①表示基因工程技术，②③表示植物组织培养技术，其中②表示脱分化，③表示再分化，④表示在胚状体外面加入人工种皮制备人工种子的过程。
②③过程分别称为脱分化和再分化，该过程中包括细胞的分裂和分化，A错误；该育种过程体现了植物细胞的全能性，说明已分化细胞仍能发育为一个个体，即已分化细胞中不表达的基因仍具有表达的潜能，B正确；基因工程育种与传统杂交育种相比，最显著的特点是能定向改变生物的遗传特性，C错误；该育种方式涉及转基因技术和植物组织培养技术，没有涉及胚胎移植技术，D错误。故选B。19、（5分）【答案】C
【解析】花药中的花粉在培养基的营养物质和激素的作用下，先后形成愈伤组织和胚状体，A错误；接种后的花药在开始的脱分化阶段不需要光照，B错误；花药培养过程中，诱导形成愈伤组织时不需要光照，幼小植株（具有了叶绿体）的形成需要光照，C正确；如果花药开裂释放出胚状体，则一个花药将产生两个幼小植株，D错误；故正确的选C。
20、（5分）【答案】D
【解析】基因治疗是将正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中，而不是把有缺陷的基因切除，A错误；基因治疗没有采用人工诱变技术，B错误；基因治疗是将正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中，并没有对有缺陷的基因进行修复， C错误；基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，D正确。
二、选考题（本题共计 2 小题，共计 30 分）
21、（15分）【答案】（1）ABCD （2）ABCD （3）能 BamHI、Sau3AI切割后形成的黏性末端相同
（4）四环素（5）合成胰岛素 2.0kb；0.8 kb；4.2 kb 【解析】
（1）质粒作为运载体，应具备的基本条件有：能自我复制、具有标记基因、能启动外源目的基因的转录和翻译、含有多个酶切位点等，故ABCD均正确。
（2）消化道黏膜上皮细胞、胰岛A细胞、胰岛B细胞、造血干细胞都是由受精卵增殖分化而来的，遗传物质不变，都可以提取到人胰岛素基因，故选ABCD。
（3）分析图解可知，限制酶Sau3AI和BamHI酶切割后形成的黏性末端相同，因此经BamHI酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被Sau3AI酶切后的产物连接。
（4）重组质粒中含有四环素抗性基因，将重组质粒导入到大肠杆菌受体细胞，可用含有四环素的培养基进行初步筛选。目的基因是胰岛素基因，胰岛素基因成功表达的标志是合成胰岛素。
（5）若将0.8kb的单个基因插在质粒的Sau3AI位点处，所形成的重组质粒中含有2个Sau3AI切割位点和1个EcoRI切割位点，因此重组质粒用EcoRI和Sau3AI联合酶切后，能形成的DNA片段分别为4.2kb、0.8k
b、2kb。
22、（15分）【答案】（1）物质循环系统的实际消费（2）间种种植业和畜牧业合理优化（3）重组DNA的质量和浓度、受体细胞的生长状态与密度携带目的基因的Ti质粒转移到受体细胞稳定和高效地表达
【解析】
（1）根据题图中农业生态工程示意图可知，蔗叶、蚕沙养鱼，塘泥作为甘蔗和桑树的肥料回到桑基和蔗基，桑叶养蚕，而桑葚、蚕茧、鱼和甘蔗均可加工，为人类利用，这样实现物质的良性循环。可从系统内部的投入和产出、系统的实际消费、系统的有效贡献等三方面分析该工程的经济效益。
（2）为了提高该工程的经济效益，可采用间种技术在桑基上种植大豆，也可以适量放养鸡鸭等动物来优化种植业和畜牧业等产业结构。
（3）为提高将重组DNA分子导入受体细胞的效率，除考虑导入方法、筛选条件、防止污染外，还需考虑的主要因素有重组DNA的质量和浓度、受体细胞的生长状态与密度等。将重组DNA分子导入受体细胞方法有农杆菌转化法、显微注射技术和氯化钙处理法。其中农杆菌转化法是目前植物转基因的常用方法，该方法的基本过程是农杆菌感染植物时，携带目的基因的Ti质粒转移到受体细胞，并将其插入到受体细胞的基因组中。欲获得稳定遗传的抗虫性强的转基因植物品种，则转入的抗虫基因必须能在受体细胞中稳定和高效地表达。