37 2022年高考生物一轮复习（新高考版2(鲁辽)适用） 第十单元 第37讲 植物细胞工程和动物细胞工程

这是一份37 2022年高考生物一轮复习（新高考版2(鲁辽)适用） 第十单元 第37讲 植物细胞工程和动物细胞工程，共32页。
第37讲　植物细胞工程和动物细胞工程
[目标要求]　1.简述植物组织培养的原理和过程。2.简述植物体细胞杂交的原理和过程。3.举例说明植物细胞工程的应用。4.简述动物细胞培养的条件、过程及应用。5.概述单克隆抗体的制备及应用。6.简述动物体细胞核移植的过程及应用。
考点一　植物细胞工程

1．细胞工程的概念

2．植物组织培养
(1)细胞全能性：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
(2)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)流程简图
外植体愈伤组织胚状体(长出芽和根)植株
①脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞，失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞的过程。
②再分化：愈伤组织重新分化形成芽、根等器官的过程。
教材中的隐性知识　(1)源于选择性必修3 P36“注意”
①实验中使用的培养基和所有的器械都要灭菌。接种操作必须在酒精灯火焰旁进行，并且每次使用后的器械都要灭菌。
②接种时注意外植体的方向，不要倒插。
③诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。
(2)源于选择性必修3 P116“附录1”
①诱导菊花愈伤组织的培养基：在MS培养基中加入BA(苄基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)，质量浓度均为0.5 mg/L。
②诱导菊花生芽的培养基：在MS培养基中加入BA和NAA，质量浓度分别为2～3 mg/L和0.02～0.3 mg/L。
③诱导菊花生根的培养基：将上述MS培养基中NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O和CaCl2·2H2O的用量减半，并添加NAA或IAA(吲哚乙酸)，质量浓度均为0.1 mg/L。
3．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)操作流程

①去壁：对应图中a过程，即去除细胞壁，获得具有活力的原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
②诱导融合：对应于图中b过程，即原生质体的融合。

③培养：过程d是植物组织培养，其原理是植物细胞的全能性。
(3)意义：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。
教材中的隐性知识　源于选择性必修3 P36“正文”：为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？
提示　主要原因是生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯—番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，不能像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。
4．植物细胞工程的实际应用
(1)植物繁殖的新途径
①快速繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫微型繁殖。
注意　微型繁殖是无性繁殖，进行有丝分裂，其遗传物质不变。
特点
②作物脱毒
(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。
教材中的隐性知识　源于选择性必修3 P41“相关信息”：初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，因此，在整个生命过程中一直进行着；次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织和器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
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。

(1)在愈伤组织形成幼苗的再分化过程中，不会发生细胞的增殖(　×　)
(2)愈伤组织的形成需要光照(　×　)
(3)以茎尖为材料通过组织培养获得的脱毒苗具有抗病毒的特点(　×　)
(4)利用物理法或化学法，可以直接将两个植物细胞进行诱导融合(　×　)
(5)植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是再生出新的细胞壁(　√　)
(6)快速繁殖技术能保持亲本的优良遗传特性(　√　)
(7)脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植株的任何部位(　×　)
(8)单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的(　×　)
(9)突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理，而工厂化生产的细胞产物也是来自愈伤组织细胞(　√　)

(1)植物组织培养过程控制无菌的原因是避免微生物的污染。
(2)植物组织培养离体的细胞能表达全能性的原因是离体细胞含有本物种全部的遗传信息，若不离体这些细胞在母体上发生基因选择性表达而分化。


1．植物组织培养技术——菊花的组织培养
(1)操作步骤
取材、
消毒
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
接种
将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基，诱导脱分化，长出愈伤组织
转接
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

2．植物激素对植物组织培养的影响
(1)按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果
使用顺序
实验结果
先使用生长素，后使用细胞分裂素
有利于细胞分裂，但细胞不分化
先使用细胞分裂素，后使用生长素
细胞既分裂也分化
同时使用
分化频率提高
简记：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化频率高

(2)当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向
生长素/细胞分裂素
植物细胞的发育方向
比值高
有利于根的分化、抑制芽的形成
比值低
有利于芽的分化、抑制根的形成
比值适中
促进愈伤组织的形成
简记：“高”根，“低”芽，“中”愈伤

3.植物体细胞杂交与植物有性杂交中遗传物质的变化
设白菜细胞含2x条染色体，2个染色体组；甘蓝细胞含2y条染色体，2个染色体组。
项目
不同物种
体细胞杂交
不同物种
有性杂交
同一物种杂交
过程



子代染色
体数目
2x＋2y
x＋y
2x(白菜)或
2y(甘蓝)
子代染色
体组数
4
2
2
子代是
几倍体
异源四倍体
异源二倍体
同源二倍体
子代是
否可育
可育
不可育
可育
繁殖方式
无性繁殖
有性繁殖
有性繁殖
变异类型
染色体变异
染色体变异
—


考向一　植物组织培养
1．(2020·山东济南章丘高三月考)下列有关菊花的组织培养的说法，正确的是(　　)
A．先添加生长素再添加细胞分裂素，有利于细胞的分裂和分化
B．要用高压蒸汽对培养基进行灭菌，即在100 ℃下保持15 min
C．在培养过程中要先让愈伤组织生根后再使其生芽
D．用酒精对外植体进行消毒时，持续的时间不能太长
答案　D
解析　先添加生长素再添加细胞分裂素，有利于细胞的分裂，但细胞不分化，A错误；在对培养基进行高压蒸汽灭菌时，要在100 kPa、121 ℃条件下保持15～30 min，B错误；在培养过程中要先让愈伤组织生芽后再使其生根，C错误；用酒精对外植体进行消毒时，持续的时间不能太长，否则容易杀死外植体细胞，D正确。
2．(2019·全国Ⅲ，38)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。

→→―→→→
①　 ②　 ③ ④ ⑤

⑥
回答下列问题：
(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有___________________________________________________。
(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
在新的培养基上愈伤组织通过细胞的________过程，最终可形成试管苗。
(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的____________，这种繁殖方式属于________繁殖。
答案　(1)全能性(或形成完整植株所需的全部基因)　(2)形成层容易诱导形成愈伤组织　(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同　再分化(或分化)　(4)诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用　(5)遗传特性　无性
解析　(1)分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有全能性。(3)决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，步骤⑤(诱导组织块形成愈伤组织)和步骤⑥(诱导愈伤组织形成试管苗)所需的生长素和细胞分裂素的比例不同，故步骤⑤到步骤⑥需更换培养基。愈伤组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。(5)植物组织培养没有经过两性生殖细胞的结合，因此属于无性繁殖，组织培养得到的植株保持了原品种的遗传特性。
考向二　植物体细胞杂交
3．实验人员利用矮牵牛(二倍体，2n＝14)的红色花瓣细胞(液泡呈红色)与枸杞(四倍体，4n＝48)的叶肉细胞，制备了相应的原生质体，并诱导其融合，经筛选、培养获得杂种植株。下列有关叙述错误的是(　　)
A．获得该杂种植株时不用考虑两种高等植物间的生殖隔离问题
B．可利用聚乙二醇融合法、离心法等诱导原生质体融合
C．可利用光学显微镜观察，筛选出杂种原生质体
D．若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞中染色体数目均为62条
答案　D
解析　若原生质体均为两两融合，可能是同种细胞融合，也可能是不同种细胞融合，则融合后的细胞中染色体数目可能为28条、96条或62条，D错误。
4．科学家利用植物体细胞杂交技术，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株，如图1所示，其中①～⑤表示过程，a～f表示细胞、组织或植株。育种工作者还利用番茄进行了如图2所示的三组实验。据图回答下列问题：



(1)与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为______________。
(2)过程②后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的____________存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)如果形成c的a、b原生质体都来自番茄细胞，那么更简单地得到番茄植株f的处理方法是______________________________________________。
(4)若杂种植株在有丝分裂过程中，仅保留番茄的染色体而马铃薯的染色体会不断丢失，采用特异性引物对番茄和马铃薯基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。图3是用该引物对双亲及4棵再生植株1～4进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株1～4中一定是杂种植株的有________。
(5)图2中过程Ⅰ培育植物体A主要应用了__________________技术。
(6)用红果多室(Yymm)番茄植株的花粉进行Ⅱ、Ⅲ有关实验，则过程Ⅱ中，培育植物体B的方法(Ⅱ)称为__________________。
答案　(1)高尔基体　(2)叶绿体　(3)用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗　(4)1、2、4　(5)植物组织培养　(6)单倍体育种
解析　图1是利用植物体细胞杂交技术培育杂种植株，具体过程包括诱导原生质体融合成杂种细胞和利用植物组织培养技术培育成杂种植株两个过程。过程①是通过酶解法去除细胞壁获得原生质体a和b，过程②是通过物理法或化学法(如聚乙二醇融合法)诱导原生质体融合成c，过程③是再生细胞壁形成杂种细胞d，过程④是脱分化过程形成愈伤组织e，过程⑤是再分化生成完整植株，过程④和⑤是利用植株组织培养技术培育完整植株。图3中1、2和4植株中同时含有番茄和马铃薯的染色体，而3只含有番茄的染色体，因此再生植株1～4中一定是杂种植株的有1、2、4。
考向三　植物细胞工程的应用
5．花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。下面是培育四季柑橘(2n＝18)花粉植株的过程示意图，有关叙述错误的是(不定项)(　　)

A．花粉植株培育的原理是花粉粒细胞具有全能性，其技术是植物组织培养
B．过程③是细胞再分化，其根本原因是基因的选择性表达
C．四种培养基中所含植物激素的种类和比例相同
D．观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞，可观察到18条染色体
答案　CD
解析　花粉细胞培育成单倍体植株，依据的原理是花粉粒细胞具有全能性，其技术是植物组织培养，A正确；由愈伤组织到丛芽的过程是再分化，其根本原因是基因的选择性表达，B正确；图中四种培养基的差异主要表现在植物激素的种类和含量，C错误；观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞，其染色体数为9条，D错误。
6．(2020·拉萨模拟)应用植物组织培养技术，不仅可实现种苗的快速繁殖、培育无病毒植株，也可加快作物及苗木育种。下面是培育柑橘耐盐植株的实验流程：
→→
回答下列问题：
(1)愈伤组织是由离体的茎段经__________过程形成的，此时愈伤组织细胞____________(填“具有”或“不具有”)细胞的全能性，愈伤组织经过________过程形成耐盐植株。在植物组织培养的培养基中除无机营养成分、有机营养成分、琼脂外，还需要添加______________。
(2)对愈伤组织进行了两次处理，处理1中γ射线照射的目的是______________，用γ射线不直接处理茎段而是处理愈伤组织，原因是__________________________________________
________________________________________________________________________；
处理2中添加的物质X为______________。
(3)植物组织培养技术也被广泛应用于其他作物的育种中。在培育白菜—甘蓝、三倍体无子西瓜、农杆菌转化法获得抗虫棉中，必须用到植物组织培养技术的是___________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)脱分化　具有　再分化　植物激素
(2)诱导基因突变　愈伤组织细胞处于不断分裂状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变　氯化钠
(3)培育白菜—甘蓝、农杆菌转化法获得抗虫棉
解析　(1)愈伤组织是离体的茎段脱分化形成的，每个细胞都脱离了原来的分化状态，都具有全能性，愈伤组织经过再分化过程才能形成植株。在植物组织培养过程中，除了加入营养物质之外，还要加入植物激素，因为植物激素在脱分化和再分化过程中起重要作用。
(3)白菜—甘蓝形成的过程中，先形成杂种细胞，再由杂种细胞利用植物组织培养技术培育成杂种植株；农杆菌转化法获得抗虫棉的过程中，将目的基因导入植物细胞，再通过植物组织培养技术形成植株。
考点二　动物细胞培养

1．动物细胞培养——动物细胞工程技术的基础
(1)原理：细胞增殖。
(2)培养条件
①营养：除糖类、氨基酸、无机盐和维生素等细胞所需的营养物质外，通常还需加入血清等一些天然成分。
②无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理以及在无菌环境下进行操作。培养液需定期更换以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
③适宜的温度、pH和渗透压：哺乳动物细胞培养的温度多以36.5±0.5 ℃为宜，多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，此外渗透压也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重要环境参数。
④气体环境：95%空气＋5%CO2(维持培养液的pH)。
(3)过程
①体外培养的动物细胞的类型
a．一类细胞能够悬浮于培养液中生长增殖；
b．另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长繁殖，而且还会发生接触抑制现象，从而使细胞停止分裂增殖。
②过程

注意：在进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集；贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理后，再用离心法收集。
教材中的隐性知识　源于选择性必修3 P44“旁栏思考”：进行动物细胞培养时常用胰蛋白酶分散细胞，是因为细胞间物质主要是蛋白质。不能用胃蛋白酶的原因是胃蛋白酶作用的适宜pH为1.5左右，而动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性。
2．干细胞培养及其应用
(1)类型：包括胚胎干细胞和成体干细胞。
(2)胚胎干细胞(ES细胞)
①来源：早期胚胎。
②特点：具有发育的全能性。
(3)成体干细胞
①来源：成体组织或器官内。
②类型：造血干细胞、神经干细胞、精原干细胞等。
③特点：具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。
(4)干细胞的应用
①用于治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病。
②治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病，如帕金森病、阿尔茨海默病等。
(5)诱导多能干细胞(iPS细胞)：科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得的类似胚胎干细胞的一种细胞。

(1)制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理(　×　)
(2)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸(　×　)
(3)在25 ℃的实验条件下可顺利完成大鼠神经细胞的培养(　×　)
(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(　√　)

(源于选择性必修3 P44“正文”)细胞在培养过程中分裂受阻的原因：悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻；对于贴壁细胞来说，除上述因素外，还会因为接触抑制而停止分裂增殖。

项目
动物细胞培养
植物组织培养
理论基础
细胞增殖
植物细胞的全能性
前处理
无菌；用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使组织分散成单个细胞
无菌、离体
取材
动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
植物幼嫩的部位或花药等
培养基
性质
液体
固体
培养基
成分
糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等
水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和琼脂等
结果
细胞培养产生大量细胞，不形成新个体
可产生新个体
应用
人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模化生产
快速繁殖、作物脱毒、细胞产物的工厂化生产和单倍体育种等
相同点
①都需人工条件下的无菌操作；②都需要适宜的温度、pH等条件；③都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂


考向一　动物细胞培养
7．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是(　　)
A．培养保留接触抑制的细胞在培养瓶瓶壁上可形成多层细胞
B．传代培养时，贴壁生长的细胞可直接用离心法收集
C．细胞的传代培养次数通常是无限的
D．动物细胞培养中定期更换培养液可以清除代谢物
答案　D
解析　培养保留接触抑制的细胞在培养瓶瓶壁上只能形成单层细胞，A错误；传代培养时，悬浮培养的细胞可直接用离心法收集，B错误；细胞的传代培养到一定阶段时，随着培养时间的延长和细胞不断分裂，一方面细胞分裂次数是有限的，一方面细胞之间相互接触而发生接触抑制，另一方面会因为营养物质不足和代谢物积累而不利于生长或发生中毒而死亡，所以细胞的传代培养次数通常是有限的，C错误；动物细胞培养中定期更换培养液可以清除代谢物，D正确。
8．如图为动物细胞培养过程的示意图，请回答下列问题：

请据图回答：
(1)图中①指________________________，用①处理，说明细胞间的物质主要是________。
(2)动物细胞培养时，通常置于含__________________的混合气体的CO2培养箱中培养，CO2的主要作用是____________________________。
答案　(1)胰蛋白酶、胶原蛋白酶等　蛋白质　(2)95%空气和5%CO2　维持培养液的pH
解析　(1)用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使组织分散成单个细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。(2)动物细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养，CO2的主要作用是维持培养液的pH。
考向二　干细胞培养及应用
9．干细胞具有能够分裂、分化成为人体任何一种组织的潜能，被医学界称为“万用细胞”。下列有关干细胞的叙述，错误的是(　　)
A．干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞等
B．成体干细胞具有组织特异性
C．胚胎干细胞和成体干细胞均具有发育成完整个体的能力
D．用正常人(异体)的造血干细胞治疗白血病，白血病患者体内会发生排斥反应
答案　C
解析　胚胎干细胞具有发育成完整个体的潜能，成体干细胞只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力，C错误。
10．2012年，诺贝尔生理学或医学奖获得者发现，利用逆转录病毒将4个关键基因导入已分化的体细胞中并表达，可使这个细胞成为类似胚胎干细胞的诱导多能干细胞(iPS细胞)。如图为该技术在人体细胞中的实验示意图。下列相关叙述中，错误的是(　　)

A．由iPS细胞产生其他种类细胞的过程为细胞分化
B．利用患者的iPS细胞对其自身受损器官进行修复，与传统器官移植相比成功率更高
C．目前iPS细胞在实际应用中还存在许多问题，例如，有研究发现iPS细胞的增殖难以控制，即iPS细胞具有衰老细胞的特征
D．结合以上信息分析，iPS细胞可能容易分散
答案　C
解析　由iPS细胞产生其他种类细胞的过程为细胞分化，图中①②③表示细胞分化，其实质是基因的选择性表达，A正确；iPS细胞来源于供体细胞，用其得到的新生器官替换供体病变器官，从理论上可以避免免疫排斥反应，大大提高器官移植成功率，B正确；iPS细胞是类似胚胎干细胞的一种细胞，说明其具有与胚胎干细胞相似的分化潜力，细胞分化程度低，不易衰老，C错误；根据题意和图示分析，iPS细胞可能容易分散，分化成不同的组织、器官，D正确。
考点三　动物细胞融合技术与单克隆抗体

1．动物细胞融合
(1)概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
(2)方法：PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
(3)原理：细胞膜的流动性。
(4)结果：形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。
(5)意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能；成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段，为制造单克隆抗体开辟了新途径。
教材中的隐性知识　源于选择性必修3 P48“相关信息”：(1)灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏病原体的抗原结构。
(2)灭活病毒诱导细胞融合与病毒和细胞所含的糖蛋白有关。
2．单克隆抗体及其应用
(1)制备原理：一种B淋巴细胞只能分泌一种抗体，B淋巴细胞在体外不能(填“能”或“不能”)无限增殖；骨髓瘤细胞能无限增殖；B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞，既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体。
(2)制备过程

(3)单克隆抗体的优点：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。
(4)单克隆抗体的应用：①作为诊断试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。②单克隆抗体自身也能用于治疗疾病。

(1)植物原生质体融合与动物细胞融合的原理是相同的(　√　)
(2)杂交瘤细胞进行体内培养，更容易控制培养条件(　√　)
(3)制备单克隆抗体时，要选用已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞(　√　)
(4)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(　√　)

源于选择性必修3 P48～49图2－16
(1)制备单克隆抗体过程中，若仅考虑细胞的两两融合，B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后产生的细胞有 B细胞自身融合、骨髓瘤细胞自身融合，杂交瘤细胞3种类型，出现不同种类型是因为细胞融合是随机的。
(2)杂交瘤细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体。
(3)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。

1．植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
比较项目
植物体细胞杂交
动物细胞融合
原理
细胞膜的流动性、细胞的全能性
细胞膜的流动性
融合前处理
去除细胞壁
使细胞分散开
相关酶
纤维素酶和果胶酶
机械方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等
诱导方法
物理法、化学法
除了物理法、化学法，还可以用灭活病毒诱导法
结果
形成杂种植株
形成杂交细胞
应用
培育植物新品种
主要用于制备单克隆抗体
意义
突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能



2.细胞融合与单克隆抗体的制备
项
目
步骤
技术方法
原理
取
材
从已免疫的小鼠的脾脏中获取B淋巴细胞，体外培养骨髓瘤细胞
动物细胞
培养
细胞增殖
融
合
通过灭活病毒诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
动物细胞
融合
细胞膜的
流动性
选
择
第一次要从融合形成的杂交细胞中筛选出杂交瘤细胞
选择培养基
—
第二次要从杂交瘤细胞中获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞
克隆化培养、抗体检测
免疫学原理(抗原—抗体特异性结合)
培
养
在小鼠腹腔内进行体内培养，或在装有细胞培养液的培养基中进行体外培养
动物细胞
培养
细胞增殖


考向一　动物细胞融合
11.如图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是(　　)

A．若a细胞和b细胞是植物细胞，需先去分化再诱导融合
B．a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现
C．c细胞的形成与a、b细胞膜的流动性无关
D．c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因
答案　B
解析　若a、b细胞为植物细胞，则需要去除细胞壁，但不需要去分化，A项错误；两细胞融合需要用物理法或化学法等使其融合，其融合过程体现了细胞膜具有一定的流动性，B项正确、C项错误；融合后的杂交细胞中的基因仍是选择性表达，不会表达全部的基因，D项错误。
12．下列对植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较，描述正确的是(　　)
A．动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导融合的方法也完全相同
B．只有植物体细胞杂交可跨越种属间的生殖隔离，突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能
C．利用动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为生产单克隆抗体开辟了新途径
D．目前科学家终于实现了两个植物物种间的体细胞杂交，得到了同时具有两个物种遗传物质的超级植物，并使它们的性状全部得以体现
答案　C
解析　动物细胞融合的诱导方法有用灭活病毒诱导法，而植物原生质体融合没有；两个植物物种间的体细胞杂交，得到了同时具有两个物种遗传物质的超级植物，但目前不能使它们的性状全部能得以体现。
考向二　单克隆抗体制备
13．单克隆抗体特异性强、灵敏度高，可以大量制备，已被广泛应用于疾病的诊断和治疗。用H7N9病毒制备单克隆抗体的流程如下图所示：

(1)过程③常用的方法是_______________________________________________________。
(2)向小鼠体内注射抗原蛋白，使小鼠产生____________免疫。从小鼠体内分离的细胞Ⅰ是________________，细胞Ⅱ应具有的特点是_____________________________________。
(3)体外培养细胞Ⅱ，首先应保证其处于________________________________________的环境中，其次需要提供充足的营养和适宜的温度等。
(4)对于转基因成功的细胞Ⅱ还要进行克隆化培养和________________________检测。
(5)若要预防H7N9禽流感，可用图中的__________________作为疫苗。
答案　(1)显微注射法　(2)体液　已免疫的B淋巴细胞(或浆细胞)　既能无限增殖，又能产生特异性抗体　(3)无菌、无毒　(4)(专一性)抗体　(5)抗原蛋白
解析　(1)过程③是将重组DNA导入动物细胞，常用的方法是显微注射法。(2)向小鼠体内注射抗原蛋白，其目的是使小鼠产生免疫反应，进而使小鼠体内产生能分泌所需抗体的已免疫的B淋巴细胞或浆细胞，而产生已免疫的B淋巴细胞或浆细胞的过程属于体液免疫。从小鼠体内分离的细胞Ⅰ能分泌抗体，因此是已免疫的B淋巴细胞或浆细胞。细胞Ⅱ是从细胞Ⅰ中筛选出来的、能分泌所需抗体的已免疫的B淋巴细胞或浆细胞；由于导入了无限增殖调控基因，所以细胞Ⅱ既能无限增殖，又能产生特异性抗体。(3)体外培养细胞Ⅱ需借助动物细胞培养技术，应保证其处于无菌、无毒的环境中。(4)对于转基因成功的细胞Ⅱ还要进行克隆化培养和(专一性)抗体检测，才能获得足量所需要的细胞。(5)疫苗为毒性弱的抗原，因此要预防H7N9禽流感，可以用图中的抗原蛋白作为疫苗。
14．下图表示用生物工程制备人抗A抗体的过程。请回答下列问题：

(1)人的红细胞膜表面具有识别作用的凝集原，其化学本质是________；从免疫学角度看，这种凝集原是__________________________________________________________________。
(2)图中细胞1是小鼠体内注入人A型血红细胞后获得的________细胞，这种细胞具有____________________的特点，但难以在体外培养。甲培养皿中培养的细胞2是从患骨髓瘤的小鼠体内获取的骨髓瘤细胞，这种细胞在体外培养时能________，但不会产生抗体。
(3)为了能充分发挥上述两种细胞各自的特点，经特殊处理，在促细胞融合因子的作用下，使两种细胞发生融合，形成图中的细胞3，这种细胞称为__________________。
(4)过程①的主要目的是_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
通过过程②或③的培养方法能产生大量______________抗体。
答案　(1)糖蛋白　抗原　(2)B淋巴(或免疫后的B淋巴)　产生单一的抗A抗体(或产生单一的特异性抗体)　大量增殖　(3)杂交瘤细胞　(4)筛选出能产生单一抗A抗体的杂交瘤细胞　抗A单克隆
解析　(1)人红细胞膜表面的凝集原具有特异性，化学本质是糖蛋白，从免疫学角度看，它是抗原。(2)(3)免疫后的B淋巴细胞能分泌特异性抗体，小鼠骨髓瘤细胞则可在体外培养条件下大量增殖，在选择培养基中，只有免疫后的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合产生的杂交瘤细胞(细胞3)才同时具备分泌抗体的功能和保持细胞大量增殖两种特征。(4)过程①的主要目的是筛选出能产生单一抗A抗体的杂交瘤细胞，过程②或③分别是体内培养和体外培养，以产生大量抗A单克隆抗体。
考点四　动物体细胞核移植技术和克隆动物

1．概念、原理及类型

2．体细胞核移植过程

教材中的隐性知识　源于选择性必修3 P54“相关信息”：目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。也可采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。
3．应用前景和存在的问题
前
景
畜牧业
加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
保护濒危物种
医药
卫生
①作为生物反应器生产医用蛋白；
②转基因克隆动物的细胞、组织和器官可作为异种移植的供体；
③人核移植胚胎干细胞经过诱导分化形成相应的组织、器官，可用于器官移植
问
题
成功率非常低
克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷


(1)克隆动物都只具备一个亲本的遗传特性(　×　)
(2)体细胞核移植过程中通常采用MⅡ期的去核卵母细胞作为受体细胞(　√　)
(3)克隆动物的制备属于有性繁殖(　×　)

源于选择性必修3 P54“思考·讨论”
(1)核移植技术中必须先去掉受体卵母细胞的细胞核的原因是保证核移植动物的核遗传物质全部来自供体细胞。
(2)通过体细胞核移植方法生产的克隆动物，不是对体细胞供体动物进行了100%的复制，原因是克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，其核外还有少量的DNA，即线粒体中的DNA来自受体卵母细胞。此外，动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系。

对核移植与克隆的理解
(1)克隆是指遗传组成完全相同的分子、细胞或个体，即克隆应包含三个层次的内容：①分子水平：如DNA复制；②细胞水平：如动物细胞培养；③个体水平：如克隆动物。
(2)核移植技术中选用的核供体应为具有优良性状的个体，提供卵母细胞的受体和代孕个体只需为同一物种的健康雌性个体即可。
(3)动物细胞核移植可以有两种操作方式：一是把供体细胞导入去核的卵母细胞，这是现在常用的方法；二是将供体动物的一个细胞核直接导入去核的卵母细胞，该过程需要用电刺激的方法促进融合。
(4)用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，形成早期胚胎才能进行胚胎移植。
(5)体细胞核移植体现了动物细胞核的全能性，而非动物细胞的全能性。

考向　动物体细胞核移植和克隆动物
15．“中中”和“华华”是两只在我国出生的克隆猕猴，它们也是国际上首例利用体细胞克隆技术获得的非人灵长类动物。如图表示培育“中中”和“华华”的流程。下列相关叙述正确的是(不定项)(　　)

A．图示过程中利用的技术有核移植和干细胞移植技术等
B．这两只克隆猕猴是由同一受精卵发育而成的双胞胎
C．融合细胞的培养过程需要无菌、无毒的环境和营养等条件
D．利用A猴的胚胎干细胞核移植获得克隆猕猴的难度要小些
答案　CD
解析　图示过程包括核移植和动物细胞培养等技术，没有干细胞移植技术，A错误；这两只克隆猕猴是通过核移植、胚胎移植产生的，没有用到受精卵，B错误；融合细胞的培养过程需要无菌、无毒的环境和营养等条件，C正确；胚胎干细胞的分化程度低，表现全能性相对容易，而体细胞分化程度高，全能性表达困难，所以利用A猴的胚胎干细胞核移植获得克隆猕猴的难度要小些，D正确。
16．2018年1月25日，我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的mRNA，经体细胞核移植技术培育出第一批灵长类动物——食蟹猴(流程如图所示，①～⑥表示过程)，该动物可作为研究癌症等人类疾病的动物模型。请据图分析回答：

(1)获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植技术，原因是___________，恢复其全能性较难。
(2)进行过程①时，培养成纤维细胞所需的条件有：营养、气体环境、__________________、__________________。
(3)过程③中利用______________，将成纤维细胞注入去核的________期的卵母细胞中。
(4)向融合细胞注射Kd4d的mRNA，可提高胚胎的形成率，其作用主要是通过基因表达的________过程实现的。
答案　(1)体细胞分化程度高　(2)无菌、无毒的环境　温度、pH和渗透压　(3)显微操作　MⅡ　(4)翻译
解析　(1)由于体细胞分化程度高，全能性表达困难，因此获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植技术。(2)过程①表示动物细胞培养，该过程需要的条件有：营养，气体环境，无菌和无毒的环境，适宜的温度、pH和渗透压等。(3)过程③表示核移植的过程，一般用显微操作将成纤维细胞注入去核的处于MⅡ期的卵母细胞中。(4)mRNA是基因表达中翻译的模板，因此向融合细胞注射Kd4d的mRNA，可以通过翻译形成相关的蛋白质，进而提高胚胎的形成率。




1．核心概念
(1)(选择性必修3 P31)细胞工程：指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。
(2)(选择性必修3 P34)全能性：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
(3)(选择性必修3 P35)脱分化：在一定的激素和营养条件的诱导下，使已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞的过程。
(4)(选择性必修3 P35)再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
(5)(选择性必修3 P44)细胞贴壁：细胞贴附在培养瓶的瓶壁上的现象。
(6)(选择性必修3 P44)接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖的现象。
(7)(选择性必修3 P45)原代培养和传代培养：动物组织经处理后的初次培养称为原代培养，将分瓶后的细胞培养称为传代培养。
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、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 P37)在进行植物体细胞杂交之前，必须先用维素酶和果胶酶去除细胞壁。
(4)(选择性必修3 P48)细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。
(5)(选择性必修3 P49)杂交瘤细胞既能大量增殖，又能产生特定抗体。
(6)(选择性必修3 P52)动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。
(7)(选择性必修3 P53)重构胚是指人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力。

1．(2020·山东，13)两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如下图所示。下列说法错误的是(　　)

A．过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B．过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂
C．过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合
D．耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
答案　C
解析　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，过程①需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得原生质体，A项正确；紫外线属于诱发变异的物理因素，紫外线照射的目的是使中间偃麦草的染色体断裂，B项正确；过程③为诱导植物原生质体融合，常用电融合法、离心法、聚乙二醇融合法、高Ca2＋—高pH融合法等方式处理，不用灭活的病毒诱导，C项错误；普通小麦没有耐盐基因，耐盐小麦的形成是将来自中间偃麦草的含有耐盐基因的染色体片段整合到普通小麦染色体上的结果，D项正确。
2．(2019·北京，4)甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病害。研究者先分别获得抗甲、乙的转基因植株，再将二者杂交后得到F1，结合单倍体育种技术，培育出同时抗甲、乙的植物新品种。以下对相关操作及结果的叙述，错误的是(　　)
A．将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞
B．通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定
C．调整培养基中植物激素比例获得F1花粉再生植株
D．经花粉离体培养获得的若干再生植株均为二倍体
答案　D
解析　基因工程的核心是基因表达载体的构建，基因表达载体包括目的基因、标记基因、启动子、终止子等，A项正确；可通过病原体接种实验对转基因植株进行个体水平的检测，B项正确；花粉离体培养技术就是以花粉为外植体进行的组织培养，其培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素，且在组织培养不同阶段需要调整激素的比例，C项正确；抗甲、乙的植物新品种杂交后得到的F1仍为二倍体植株，F1经花粉离体培养获得的再生植株均为单倍体，D项错误。
3．(2019·江苏，23)如图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT－)，在HAT筛选培养液中不能正常合成DNA，无法生长。下列叙述正确的是(不定项)(　　)

A．可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合
B．两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长
C．杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产
D．细胞膜的流动性是细胞融合的基础
答案　ACD
解析　动物细胞融合的方法有灭活病毒诱导法、聚乙二醇(PEG)融合法、电融合法等，A正确；两两融合的细胞包括：免疫B细胞与免疫B细胞的融合细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞的融合细胞、杂交瘤细胞，据题干信息骨髓瘤细胞在HAT筛选培养液中无法生长，因此骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞的融合细胞在HAT培养液中无法生长，而免疫B细胞与免疫B细胞的融合细胞不能无限增殖，故也不能生长，杂交瘤细胞可以在HAT培养液中生长，B错误；融合后产生的杂交瘤细胞并不是都能表达产生所需的单克隆抗体，还需要进一步筛选才能用于生产，C正确；动物细胞融合依据的原理是细胞膜的流动性，D正确。
4．(2018·全国Ⅲ，38)2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题：
(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指________________________。通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目________(填“减半”“加倍”或“不变”)。
(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度________(填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其原因是__________________。
(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目________(填“相同”或“不同”)，性染色体组合________(填“相同”或“不同”)。
答案　(1)将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术　不变　(2)小于　胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易　(3)相同　不同
解析　(1)核移植是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。因为染色体在细胞核中，所以克隆动物体细胞的染色体数目与提供细胞核的个体的体细胞相同。
(2)由于动物的胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易，而动物的体细胞分化程度高，恢复全能性十分困难，因此，动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
(3)哺乳动物雌雄个体的体细胞中，细胞核内常染色体的数目是相同的，性染色体组合是不同的。若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，则得到的克隆动物的体细胞中常染色体的数目相同，性染色体组合不同。
5．(2020·全国Ⅰ，38)为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。

回答下列问题：
(1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是__________________________。
(2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：__________________
________________________________________________________________________。
(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于______________，使用该培养基进行细胞培养的结果是_________________。
图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是_______________________________
________________________________________________________________________。
(4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有________________________________________________________________________
______________________________________________________________(答出2点即可)。
答案　(1)诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞　(2)取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液　(3)选择培养基　只有杂交瘤细胞能够生存　抗原与抗体的反应具有特异性　(4)将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外培养
解析　(1)利用小鼠甲制备单克隆抗体时，先要给小鼠甲注射相应的抗原，目的是获得经免疫的、能产生相应抗体的B淋巴细胞。(2)利用小鼠甲的脾脏制备单细胞悬液的主要步骤是①取小鼠甲的脾脏并剪碎；②用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理使其分散成单个细胞；③利用培养液将分散的细胞制成细胞悬液。(3)为了得到所需要的杂交瘤细胞，在细胞培养过程中要进行筛选。第一次筛选(筛选1)是利用选择培养基进行筛选，在选择培养基上只有融合的杂种细胞才能生长，未融合的、同种细胞融合的细胞都不能存活。后续过程还需要利用抗原与抗体的反应具有特异性的原理进行多次筛选(筛选2)，目的是得到能产生所需要的抗体并能无限增殖的杂交瘤细胞。(4)若要将得到的杂交瘤细胞进行大量培养，可以在体外条件下进行大规模培养或将其注射到小鼠腹腔内增殖。
课时精练
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图。相关叙述正确的是(　　)

A．培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性
B．培育的脱毒苗具有抗病毒的能力
C．实验结果表明茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低
D．根据本实验，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.60 mm
答案　C
解析　马铃薯茎尖病毒极少，甚至无病毒，因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗，所依据的原理是细胞全能性，A错误；培育的脱毒苗不具有抗病毒的能力，B错误；实验结果表明茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，C正确；在茎尖外植体大小为0.27 mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27 mm，D错误。
2．(2020·北京人大附中期末)为拓宽白菜育种的基因资源，改良白菜品质，研究人员以白菜(2n＝20，AA)和甘蓝(2n＝18，CC)为材料进行植物体细胞杂交，得到杂种植物。对两种亲本和某融合植株进行细胞DNA含量检测，结果如图。下列说法正确的是(　　)

A．白菜的DNA相对含量较少说明其基因数量比甘蓝少
B．操作中只能用PEG诱导原生质体融合
C．该技术需要再生细胞壁后才能进行植物组织培养
D．检测结果说明待检测植株为白菜—甘蓝杂种植株
答案　C
解析　基因通常是有遗传效应的DNA片段，白菜的DNA相对含量较少，不一定其基因数量比甘蓝少，A错误；诱导植物原生质体融合的方法有物理法(电融合法、离心法等)和化学法(PEG融合法、高Ca2＋—高pH融合法等)，B错误；该技术需要再生细胞壁后才能进行植物组织培养，C正确；据图可知，白菜DNA相对含量为50左右，甘蓝DNA相对含量为75左右，待检测植株DNA相对含量为150左右，说明待检测植株为甘蓝—甘蓝四倍体植株，D错误。
3．(2020·江苏徐州三校联考改编)如图是“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法不正确的是(　　)

A．去壁过程中需用纤维素酶和果胶酶溶液处理获得原生质体，溶液的渗透压可略大于细胞液渗透压
B．植物体细胞杂交过程中，需用不同浓度的细胞分裂素和生长素培养杂种细胞
C．最终得到的植株相对于白菜、甘蓝，发生了染色体数目变异，因此不具有可育性
D．与传统的有性杂交相比，细胞融合技术优越性在于实现了远缘杂交
答案　C
解析　植物体细胞杂交的去壁过程，需要将植物组织置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中，或溶液略大于细胞液渗透压，否则原生质体可能吸水涨破，A正确；植物体细胞杂交过程中，杂种细胞通过组织培养形成杂种植株，需用不同浓度的细胞分裂素和生长素处理，从而诱导生根和发芽，B正确；最终得到的植株属于异源四倍体，可育，C错误；与传统的有性杂交相比，细胞融合技术优越性在于实现了远缘杂交，D正确。
4．(2021·泰安模拟)研究人员将猴胚胎细胞(a)中的细胞核取出，移植入一雌猴的去核卵母细胞(b)中，得到重构胚(c)，经培养获得胚胎并移植到另一雌猴(d)体内进一步发育，获得克隆猴(e)。下列叙述正确的是(　　)
A．e的细胞内的全部基因都来自a，b不提供基因
B．c经一系列增殖和分化形成e的过程中，细胞核起控制作用
C．d为胚胎发育提供遗传物质和其他适宜条件
D．e的形成过程中没经过受精作用，其体细胞中无同源染色体
答案　B
解析　根据题意可知，e的细胞内的细胞核基因来自a，细胞质基因来自b；遗传物质主要存在于细胞核中，c经一系列增殖和分化形成e的过程中，细胞核起控制作用；d为胚胎发育提供适宜条件，但不提供遗传物质；e的细胞核来源于a猴胚胎细胞，胚胎细胞含有同源染色体。
5．下列有关细胞工程的说法正确的是(　　)
A．在愈伤组织形成的过程中，除适宜的温度、pH和无菌条件外，还需要有植物激素进行调节
B．植物体细胞杂交前需要用酶去除细胞壁获得原生质体，然后再用灭活病毒诱导法促进融合
C．利用动物体细胞核移植的方法得到克隆动物是培育新物种的一种方式
D．动物细胞应在含5%的CO2的恒温箱中培养，CO2的作用是为细胞提供碳源
答案　A
解析　在愈伤组织形成的过程中，需添加生长素和细胞分裂素等植物激素进行调节；灭活病毒诱导法是促进动物细胞融合特有的方法；核移植属于克隆，为无性繁殖，不会产生新物种；动物细胞应在含5%的CO2的恒温箱中培养，CO2的作用是维持培养液中的pH。
6．(2020·江苏南通高三第一次调研改编)为研究治疗性克隆技术能否用于帕金森病的治疗，科研人员利用帕金森病模型鼠进行如图实验，相关叙述错误的是(　　)

A．过程①中选择MⅡ期的卵母细胞有利于细胞核全能性恢复
B．过程②重构胚培养需对细胞进行一次脱分化和两次胰蛋白酶处理
C．过程③的关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达
D．过程④对受体小鼠无需注射免疫抑制剂来抑制其细胞免疫功能
答案　B
解析　卵母细胞中含激发细胞核全能性表达的物质，核移植过程中选择MⅡ期的卵母细胞有利于细胞核全能性恢复，A正确；动物细胞培养时，需对细胞或组织进行胰蛋白酶处理，不进行脱分化处理，B错误；过程③是诱导分化过程，其关键是利用特定条件诱导胚胎干细胞相关基因表达，C正确；过程④移植的神经元细胞由取自该小鼠的自身细胞诱导分化而来，受体小鼠不会发生免疫排斥反应，D正确。
7．(2020·山东新高考高三模拟)将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”，能够用于杀死人类某些癌细胞，其过程如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)

A．经①形成的杂交瘤细胞都能无限增殖并产生特定抗体
B．①过程的基本原理和植物原生质体融合的基本原理相同
C．②过程需要筛选并克隆单个杂交瘤细胞
D．抗体的靶向作用使③过程具有高度特异性
答案　A
解析　经①形成的杂交瘤细胞不一定都能产生特定抗体，需要经过专一抗体检测和克隆化培养，从而筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，即②过程，A错误，C正确；①过程和植物原生质体融合的基本原理相同，都是细胞膜的流动性，B正确；抗体的靶向作用使③过程具有高度特异性，D正确。
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
8．(2020·山东日照高三二模改编)为探究提高“日照蓝莓”品质和产量的新途径，某生物兴趣小组以“日照蓝莓”的主要品种——兔眼蓝莓为实验材料进行脱毒处理，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述正确的是(　　)
A．取材时可选用兔眼蓝莓的芽尖等分生组织作为外植体
B．用70%酒精和5%左右次氯酸钠对外植体消毒时，要控制好时间以避免造成伤害
C．对分化培养基灭菌前需添加生长素类、细胞分裂素类和赤霉素类等生长调节剂
D．脱毒后的兔眼蓝莓果实体积更大，产量更高，后代个体中更不易被病毒感染
答案　AB
解析　芽尖等分生组织分裂旺盛，且含病毒极少，甚至无病毒，取材时常选用其作为外植体，A正确；对外植体消毒可用70%的酒精和5%左右的次氯酸钠，但消毒时间不宜过长，否则容易对外植体造成伤害，B正确；生长调节剂应该在分化培养基灭菌后添加，C错误；脱毒后的兔眼蓝莓果实体积更大，产量更高，后代个体含病毒少，但不是不易被病毒感染，D错误。
9．人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。如图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，有关叙述错误的是(　　)

A．①过程常用灭活病毒，不可用聚乙二醇
B．②过程筛选出的杂交瘤细胞都能产生抗HCG抗体
C．③过程利用的原理是抗原和抗体的特异性结合
D．④过程需要添加抗生素等物质，以防止病毒污染
答案　ABD
解析　动物细胞融合可以用灭活病毒诱导法处理，也可以用PEG融合法，A错误；②过程筛选出的杂交瘤细胞不一定都能产生抗HCG抗体，还需要进行专一抗体检测，B错误；③过程以抗HCG单克隆抗体为抗原，利用抗原—抗体杂交的原理进行检测，C正确；④过程需要添加抗生素等物质，目的是防止杂菌污染，而不是防止病毒污染，D错误。
三、非选择题
10．(2020·天津静海一中高三月考)Graves病(GD)可导致甲状腺功能亢进。研究发现，GD患者甲状腺细胞表面表达大量细胞间黏附分子1(ICAM－1)，导致甲状腺肿大。科研人员通过制备单克隆抗体，对治疗GD进行了尝试。
(1)用ICAM－1作为抗原间隔多次免疫若干只小鼠，几周后取这些免疫小鼠的血清，分别加入多孔培养板的不同孔中，多孔培养板中需加入__________以检测这些小鼠产生的抗体。依据反应结果，选出抗原—抗体反应最________(填“强”或“弱”)的培养孔所对应的小鼠M。
(2)取小鼠M的脾脏细胞制成细胞悬液，与实验用骨髓瘤细胞进行融合，用选择培养基筛选得到具有________能力的细胞。核酸合成有两个途径，物质A可以阻断其中的全合成途径(如图)。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。可用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”筛选出特定的杂交瘤细胞。

融合前将部分培养细胞置于含HAT的选择培养基中培养，一段时间后培养基中________(填“有”或“无”)骨髓瘤细胞生长，说明培养基符合实验要求。杂交瘤细胞可以在HAT培养基上大量增殖的原因是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)将获得的上述细胞在多孔培养板上培养，用ICAM－1检测，从中选择________________________的杂交瘤细胞，将其植入小鼠腹腔中进行克隆培养，一段时间后从小鼠腹水中提取实验用抗体。
(4)若进一步比较实验用抗体和131I对GD模型小鼠的治疗作用，可将若干GD模型小鼠等分为三组，请补充下表中的实验设计。
对照组
(A)
131I治疗组
(B)
单克隆抗体治疗组
(C)
给GD模型小鼠腹腔注射0.1 mL无菌生理盐水
给GD模型小鼠腹腔注射溶于0.1 mL无菌生理盐水的131I


答案　(1)ICAM－1　强　(2)无限增殖　无　杂交瘤细胞可以进行补救合成途径　(3)大量产生抗ICAM－1抗体　(4)给GD模型小鼠腹腔注射溶于0.1 mL无菌生理盐水的抗ICAM－1单克隆抗体
解析　(1)抗原和抗体结合具有特异性，多孔培养板中需加入ICAM－1以检测小鼠是否产生抗ICAM－1的抗体。依据反应结果，选出阳性(或“抗原—抗体”)反应最强的培养孔所对应的小鼠M。(2)B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交细胞具有骨髓瘤细胞无限增殖的特点。制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶，无法进行补救合成途径，且物质A阻断了全合成途径，故在HAT培养基中无骨髓瘤细胞生长。杂交瘤细胞含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，可以进行补救合成途径，故可以在HAT培养基上大量增殖。(3)根据抗原和抗体结合的特异性，用ICAM－1检测，从中选择大量产生抗ICAM－1抗体的杂交瘤细胞，将其植入小鼠腹腔中进行克隆培养，一段时间后从小鼠腹水中提取实验用抗体。(4)根据题干中实验目的“比较实验用抗体和131I对GD模型小鼠的治疗作用”，依据实验的单一变量原则，单克隆抗体治疗组(C)中应给GD模型小鼠腹腔注射溶于0.1 mL无菌生理盐水的抗ICAM－1单克隆抗体。
11．目前，体外分离和培养胚胎干细胞的实验方法已经很成熟，胚胎干细胞可以被大量培养和扩增，并定向分化为胰岛细胞、心肌细胞等多种不同类型的细胞。胚胎干细胞诱导分化的细胞，无论在体外还是移植到体内，都具有很强的扩增能力。请回答下列有关问题：
(1)科学家利用胚胎干细胞诱导生成胰岛B细胞，以治疗小鼠糖尿病。该实验用的胚胎干细胞通常可以取自小鼠的________，取出的胚胎干细胞进行动物细胞培养，这个过程需要向培养液中加入诱导物。两周后镜检可以发现，培养的细胞呈胰岛样细胞的变化。随后，再进行一系列实验，以检测该细胞是否具有胰岛B细胞的生理功能。
(2)培养小鼠胚胎干细胞时，通常将其置于含95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养，其中CO2的主要作用是______________________________________________。
(3)胰岛素释放实验：控制培养液中葡萄糖的浓度，检测细胞分泌胰岛素的量，图甲表示所得实验结果。据此分析干细胞诱导成功，得到此结论的依据是_______________________
________________________________________________________________________。

(4)体内移植实验：将细胞移植到患糖尿病的小鼠体内，检测小鼠的血糖水平，结果如图乙所示。胰岛素体内移植实验是否支持胰岛素释放实验的结论？并阐明原因。_______________
________________________________________________________________________。

(5)指出本研究在实践方面的一个意义：_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)早期胚胎　(2)维持培养液的pH　(3)在糖浓度高时，细胞分泌的胰岛素多；在糖浓度低时，细胞分泌的胰岛素少　(4)支持，未移植组血糖较高，而移植组血糖水平接近正常水平　(5)诱导胚胎干细胞向胰岛B细胞分化，为糖尿病的细胞治疗提供了一条可能的新途径
解析　(1)该实验用的胚胎干细胞可以取自小鼠的早期胚胎。(2)培养小鼠胚胎干细胞时，通常将其置于含95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养，其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。(3)据图甲可知，在糖浓度高时，细胞分泌的胰岛素多；在糖浓度低时，细胞分泌的胰岛素少，符合胰岛B细胞分泌胰岛素的特点，据此可推断干细胞诱导成功。(4)通过图乙所示曲线可知，胰岛素体内移植实验支持胰岛素释放实验的结论，因为未移植组血糖较高，而移植组血糖水平接近正常水平。(5)本研究在实践方面的一个意义是诱导胚胎干细胞向胰岛B细胞分化，为糖尿病的细胞治疗提供了一条可能的新途径。