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新高考适用2024版高考生物一轮总复习选择性必修3生物与技术第10单元生物技术与工程第3讲细胞工程课件
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这是一份新高考适用2024版高考生物一轮总复习选择性必修3生物与技术第10单元生物技术与工程第3讲细胞工程课件，共60页。PPT课件主要包含了第3讲细胞工程，考点一，考点二，考点一植物细胞工程，细胞生物学，分子生物学，发育生物学，细胞器，次氯酸钠，愈伤组织等内容，欢迎下载使用。
第十单元 生物技术与工程
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_______________、_______________和_______________等多学科的原理和方法。(2)操作水平：_________水平、______水平或______水平。(3)目的：获得特定的__________________________________。
细胞、组织、器官、个体或其产品
2．植物组织培养技术(1)定义和流程
(2)探究实践——菊花的组织培养
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____________，并把杂种细胞培育成____________的技术。2．原理：体细胞杂交利用了细胞膜的_________，杂种细胞培育成杂种植株利用了________________________。
4．意义：_______________________________________________。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。
打破生殖隔离、实现远缘杂交育种，培育植物新品种
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、_________的利用。
3．细胞产物的工厂化生产(1)次生代谢物：是一类_________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__________________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______条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其______的技术。
易错整合，判断正误。(1)在生物的生长发育过程中，细胞都能表现出全能性。( )(2)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。( )(3)菊花组织培养过程中，需要更换两次培养基。( )(4)用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体是植物体细胞杂交的关键环节。( )(5)快速繁殖技术可以保持亲本的优良遗传特性。( )(6)单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。( )
1．科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分？理由是什么？提示：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。
2．两两融合后的细胞一定是杂种细胞吗？诱导融合后的培养瓶中的细胞有哪几类？提示：不一定，融合的细胞类型有三种AA、BB和AB，在培养瓶中还有A、B等未融合的细胞。3．上述细胞融合过程的完成与什么细胞器密切相关？提示：线粒体和高尔基体。
4．若一植物细胞A含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞B含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则：(1)上述所获得杂种植株遗传特性有何特点？提示：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。
(2)上述所获得杂种植株应为_____________，其体细胞中染色体数为_____________条，___个染色体组，基因型为_________________。(3)上述所获得杂种植株的花粉经离体培养得到的植株属于_________植株。(4)上述植物体细胞杂交的过程中，遗传物质的传递遵循孟德尔遗传定律吗？提示：不遵循。
2.生长素、细胞分裂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
(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
3.植物体细胞杂交与植物有性杂交的比较
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。特别提醒：有关植物体细胞杂交的三个易错点(1)两个不同品种的植物体细胞A、B进行杂交，错认为融合的原生质体只有AB类型，其实还可能有AA和BB融合的原生质体。(2)错认为植物体细胞杂交属于有性生殖。植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。(3)错认为杂种植株的变异类型属于基因重组。杂种植株的变异类型属于染色体变异，其染色体数通常是两亲本体细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体。
考向 植物组织培养 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
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。
〔变式训练〕1．(2022·山东临沂质检)某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜，并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列叙述正确的是( )A．外植体消毒的过程：酒精消毒30 s→次氯酸钠溶液处理30 min→无菌水清洗2～3次B．愈伤组织是一种不定形的薄壁组织团块，诱导产生愈伤组织时每日应给予适时光照C．诱导生芽培养基与诱导生根培养基相比，前者中细胞分裂素所占的比例和用量更高D．打开封口后直接用流水冲洗掉幼苗根部培养基，再移植到消毒的蛭石环境中炼苗处理
解析：消毒的原则是既要杀死材料表面的微生物，又要减少消毒剂对细胞的伤害，故外植体消毒可先用体积分数为70%的酒精消毒30 s后，用无菌水清洗2～3次，再用次氯酸钠处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次，A错误；诱导形成愈伤组织的脱分化过程不需要光照条件，B错误；移栽时，应先将培养瓶的封口膜打开一段时间，让试管苗在培养间生长几日，然后用流水清洗根部的培养基，再移植到消毒的蛭石环境中炼苗处理，D错误。
考向 植物体细胞杂交技术 花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力，再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株，流程如下图。下列相关叙述错误的是( )
A．①通常将植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的30%的蔗糖溶液中B．细胞融合成功的标志是再生出细胞壁，此时细胞内高尔基体和线粒体活动明显增强C．可通过观察叶绿体的有无来初步筛选杂种细胞D．用此方法获得新品种的育种原理是染色体变异
解析：①是利用纤维素酶和果胶酶获取原生质体的过程，该过程需要在等渗溶液中进行，以维持原生质体的形态和功能，A错误；杂种细胞融合成功的标志是再生出细胞壁，该过程中细胞壁的形成与高尔基体有关，线粒体可为生命活动提供能量，B正确。
〔变式训练〕2．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)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，不正确的是( )A．获得该杂种植株克服了远缘杂交不亲和的障碍B．可利用电激、离心等方法诱导原生质体融合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
解析：获得该杂种植株的方法是植物体细胞杂交技术，其最大的优点是克服远缘杂交不亲和障碍，A正确；诱导植物原生质体融合时，可以采用物理方法(电刺激、离心、振动等)和化学方法(聚乙二醇)，B正确；杂种原生质体的染色体数目是两种细胞染色体数目之和，可通过显微镜观察到染色体数目的变化，所以可利用显微镜筛选得到融合后的杂种原生质体，C正确；若原生质体均为两两融合，则会形成3种细胞，即矮牵牛细胞自身融合的细胞，枸杞细胞自身融合的细胞、杂种细胞，所以融合后的细胞中染色体数目为28条或96条或62条，D错误。
考向 植物细胞工程的应用 甜叶菊植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的热量却很低，是一种非常理想的蔗糖替代甜味剂。甜叶菊的种子小，发芽率低，种子繁殖的遗传性状不稳定，可利用植物组织培养技术提高甜叶菊繁殖效率。下列叙述错误的是( )A．外植体一般选自未开花植株的茎上部新萌生的嫩枝B．采用甜叶菊植株的茎尖进行植物组织培养可以获得脱毒苗C．利用植物组织培养技术产生突变体，筛选可获得具有优良性状的新品种D．植物组织培养的基本步骤是“取材→消毒→愈伤组织培养→生根→出芽→移栽”
解析：植物组织培养的基本步骤是：取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽，D错误。
┃┃方法总结►1．微型繁殖是无性繁殖，进行有丝分裂，其遗传物质不变。2．工厂化生产不一定要培养出植物体，一般培养到愈伤组织阶段，从愈伤组织细胞的培养液中就可提取细胞产物。3．通过植物细胞的培养来获得能够产生对人们有利产物的细胞，从而获得大量的细胞产物。
〔变式训练〕3．超氧化物歧化酶(SOD)是一种源于生命体的活性物质，能清除对人体有害的物质，被誉为人体内的垃圾清道夫。如图为培育含SOD植物新品种的过程，相关叙述不正确的是( )A．①过程可用基因枪法导入SOD基因B．②、③过程所用的激素种类和比例都相同C．经过③过程再包装人工种皮，即可制成人工种子D．图示育种过程体现了植物细胞的全能性
解析：目的基因导入植物细胞的方法有：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法，A正确；②脱分化、③再分化过程所用的激素种类相同是细胞分裂素和生长素，但比例不同，B错误；经过③过程的胚状体再包装人工种皮，即可制成人工种子，C正确；植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，D正确。
考点二 动物细胞培养、动物细胞融合与单克隆抗体的制备
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
5．单克隆抗体的制备(1)制备原理①B淋巴细胞特点：一种B淋巴细胞只分泌___种特异性抗体。②骨髓瘤细胞特点：能在体外____________。③杂交瘤细胞的特点：既能____________，又能产生足够数量的____________。
(3)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____________。
6．单克隆抗体的应用(1)作为____________：在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。(2)运载药物：抗体—药物偶联物(ADC)通过将____________与能特异性识别肿瘤抗原的_______________结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由______________________________三部分组成。(3)治疗疾病。
抗体、接头和药物(如细胞毒素)
7．动物细胞核移植技术(1)概念分析①供体：动物一个细胞的_________。②受体：去掉细胞核的____________。③结果：重新组合的细胞发育成_________，继而发育成动物个体。④原理：_________________________________。(2)哺乳动物核移植类型：______细胞核移植和体细胞核移植。
动物体细胞核具有全能性
8．体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题
易错整合，判断正误。(1)动物细胞杂交是动物细胞工程的基础。( )(2)动物细胞培养过程中需将动物细胞放于含95%氧气和5%CO2的CO2培养箱中培养。( )(3)体外培养的动物细胞：一类能够悬浮在培养液中生长增殖，另一类需要贴附于某些基质表面才能生长增殖。( )(4)干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。( )
(5)动物细胞融合与植物原生质体融合的原理相同。( )(6)多种B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合筛选后，还需经克隆化培养和抗体检测，才能获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。( )(7)抗体—药物偶联物(ADC)通常由抗体、接头、药物(如细胞毒素)三部分组成。( )
1．胚胎干细胞为什么可以解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题？其应用有什么限制因素？提示：通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，从而解决供体器官不足问题，另一方面，由于是自身细胞经诱导分化形成的，所以无免疫排斥反应。胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了应用。
2．科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞，尝试说出几种获取iPS细胞的方法。提示：借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。
3．为什么体细胞核移植较胚胎细胞核移植更困难？提示：由于动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易；而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。因此动物体细胞核移植的难度就明显高于胚胎细胞核移植。4．受体细胞为什么选用卵母细胞？提示：体积大，易操作；去核时易于同时吸走第一极体；含有激发细胞核全能性的物质。
5．在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？提示：为使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的核遗传物质去掉或将其破坏。
6．从多莉的产生过程可以看出多莉有三个亲本，探究多莉的性状表现与三个亲本的关系并分析原因。提示：①大多数性状与母羊A(体细胞核供体)相同，因基因型与母羊A完全一样。②少数性状与母羊B(卵母细胞细胞质供体)相同，因细胞质中的基因来自母羊B，受质基因控制的性状与母羊B相同。③性状与母羊C(代孕母体)无关，因母羊C没有为新个体提供遗传物质。
1．细胞贴壁和接触抑制①细胞贴壁是指体外培养的细胞贴附在瓶壁生长的现象；接触抑制是指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。②细胞贴壁生长对培养瓶的要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。③打破接触抑制现象的方法是将贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。
2．动物细胞培养与植物组织培养的比较
3.植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
4.单克隆抗体制备过程中两次筛选的方法及目的
拓展延伸：第一次筛选获得杂交瘤细胞的方法：①细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。②人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但不能分裂增殖。③鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但能不断分裂增殖。在培养基中加入氨基嘌呤，B淋巴细胞及同型融合细胞不能增殖，骨髓瘤细胞及同型融合细胞(氨基嘌呤阻断)不能增殖，只有杂交瘤细胞能无限增殖。
5．细胞工程的各种技术手段及其原理总结
特别提醒：(1)区分原代培养和传代培养的关键是看用胰蛋白酶处理的对象和是否分瓶：分瓶前，第一次用胰蛋白酶对动物组织进行处理后的培养是原代培养。第二次用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁上脱离下来，分瓶后的细胞培养为传代培养。(2)细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞往往很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，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，这种现象称为接触抑制。
6．动物体细胞核移植技术(1)原理：动物体细胞核具有全能性。(2)过程
(3)结果：产生新个体。(4)应用：①加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；②保护濒危物种；③生产医用蛋白；④作为异种移植的供体；⑤用于组织器官的移植。
特别提醒：(1)选用去核卵母细胞的原因：卵母细胞比较大，容易操作；卵母细胞细胞质多，营养丰富，含有促进核全能性表达的物质。(2)培养的动物细胞一般当传代至10～50代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞遗传物质正常，通常采用传代10代以内的细胞。
考向 动物细胞培养 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
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。
〔变式训练〕4．下列关于动物细胞培养的叙述，不正确的是( )A．培养至细胞发生接触抑制时，瓶壁上的细胞呈单层分布B．在细胞培养过程中，有部分细胞的基因型会发生改变C．传代培养时，需用胰蛋白酶处理D．骨髓瘤细胞的传代培养次数通常不是无限的解析：骨髓瘤细胞是癌细胞，具有无限增殖的特点，其传代培养次数通常是无限的，D错误。
考向 动物细胞融合技术和单克隆抗体 (2022·济南高三一模)人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒，可诱发细胞癌变。抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．在HAT培养基上存活的杂交瘤细胞既能无限增殖又可以分泌抗体B．单克隆抗体的特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C．可用HPV衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞D．单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜的选择透过性解析：单克隆抗体的制备过程主要运用的细胞工程技术包括动物细胞培养和动物细胞融合，原理依次是细胞的增殖、细胞膜的流动性，D项错误。
〔变式训练〕5．若如图表示生物工程操作中某些过程的模式图，请判断以下说法错误的是( )A．如果A、B是白菜和甘蓝的原生质体，可用聚乙二醇(PEG)处理使其融合为CB．如果上图存在于单克隆抗体制备过程中，得到的杂交瘤细胞C还需要在选择培养基上做二次筛选
C．如果植物细胞A、B融合为C细胞，长出细胞壁的C细胞经过植物组织培养后长成杂种植株D．如果A、B分别是优良奶牛的精子和来自卵巢的卵母细胞，则都需要处理后才能完成体外受精解析：如果图中存在于单克隆抗体制备过程中，得到的杂交瘤细胞C已经在选择培养基上筛选过，二次筛选应在多孔培养板上进行，还需要经过抗体检测和克隆化培养，B错误。
考向 动物体细胞核移植技术和克隆动物 例 6 (2022·山东质检)重构胚激活的终极目标是要使处于MⅡ期的卵母细胞恢复分裂周期。由于持续高水平的成熟促进因子(MPF)和细胞静止因子(CSF)的存在，导致MⅡ期的卵母细胞不能进入末期。研究表明，任何能够让胞质中Ca2＋水平升高的机制都可以激活重构胚。下列相关分析错误的是( )A．自然受精过程中，精子入卵可能促进了Ca2＋内流，升高了胞质中Ca2＋水平
B．在核移植过程中通过电融合法可使供体细胞与去核卵母细胞融合，形成重构胚C．蛋白酶合成抑制剂能抑制MPF和CSF的合成，故可通过蛋白酶合成抑制剂处理重构胚使其保持休眠D．通过核移植产生重构胚发育形成的个体不利于物种多样性的形成，但在畜牧业、医疗卫生领域有广泛应用
解析：蛋白酶抑制剂会抑制MPF和CSF的合成，而MPF与CSF的作用是使MⅡ时期的卵母细胞不能进入末期，使用蛋白酶合成抑制剂会促进卵母细胞完成分裂，C错误。
〔变式训练〕6．(2021·浙江台州一模)下列有关动物细胞工程操作的叙述，错误的是( )A．长时间的动物细胞克隆培养常常获得大量单一类型细胞B．用胰蛋白酶处理动物组织获得的细胞具有异质性C．核移植操作中可以用紫外线破坏供体细胞核后再形成重组细胞D．杂交瘤技术制备单克隆抗体的过程涉及多次抗体检验
解析：长时间的动物细胞克隆培养，只能使单一类型的细胞保存下来，故可获得大量单一类型细胞，A正确；同一动物组织的不同细胞分化程度不同，故用胰蛋白酶处理动物组织获得的细胞具有异质性，B正确；核移植操作中可以用紫外线破坏受体细胞核后再形成重组细胞，C错误；由于部分融合细胞在培养过程会丧失产生抗体的能力，故杂交瘤技术制备单克隆抗体的过程涉及多次抗体检验，D正确。
1．(2021·北京卷)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n＝14)的优良性状导入普通小麦(2n＝42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉，10天后只发现两个杂种幼胚，将其离体培养，产生愈伤组织，进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是( )A．簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离B．培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化C．杂种植株减数分裂时染色体能正常联会D．杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
解析：簇毛麦与小麦属于不同的物种，不可育，故二者之间存在生殖隔离，A正确；幼胚细胞经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经过再分化形成胚状体或丛芽，从而得到完整植株，B正确；杂种植株细胞内由于没有同源染色体，故减数分裂时染色体无法正常联会，C错误；杂种植株的染色体加倍后能获得可育植株，D正确。
2．(2021·湖南卷)M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题：
(1)在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是_______________________________________，这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的_______________断开。(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是_________________________________________________________________。(3)与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是___________________________________________________________________________________________。
限制性内切核酸酶(限制酶)
清除代谢产物，防止细胞代谢产
物积累对细胞自身造成危害
动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞
分化程度高，恢复其全能性十分困难
(4)鉴定转基因动物：以免疫小鼠的___淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路___________________________________________________________________。
的肝细胞，分别提取蛋白进行抗原—抗体杂交
解析：(1)在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是限制性内切核酸酶(限制酶)。限制性内切核酸酶是作用于其所识别序列中两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。不同的限制酶可以获得不同的末端，主要分为黏性末端和平末端。(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。(3)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化
程度高，恢复其全能性十分困难，故与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。(4)先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，制备M蛋白的单克隆抗体；若要利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活，如果M基因已经失活，则克隆动物A中无法产生M蛋白，则可利用抗原—抗体杂交技术进行检测。故设计思路为：取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交。
3．(2020·江苏卷)新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合，侵入人体，引起肺炎。图1为病毒侵入后，人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆抗体可阻断病毒的粘附或入侵，故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图回答下列问题：
(1)图1中人体内抗原呈递细胞吞噬病毒，并将病毒的抗原暴露在细胞表面，被_________细胞表面的受体识别后激活该细胞。(2)B细胞识别入侵的病毒后，在细胞因子作用下，经过细胞的_______________，形成__________________细胞。(3)为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原学检查，检测病毒的______；采集血液样本主要用于血清学检查，检测___________________________。
(4)据图2所示，研制抗S蛋白单克隆抗体，需先注射______________________________免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，用HAT培养基筛选获得_________细胞。因为同一种抗原可能激活_________细胞，还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。
解析：(1)据题图1可知，人体内抗原呈递细胞吞噬新冠病毒，并将新冠病毒的抗原暴露，呈递给辅助T细胞，被辅助T细胞表面的受体识别后激活辅助T细胞；(2)激活的辅助T细胞释放细胞因子，并将抗原呈递给B细胞，B细胞识别入侵的病毒后，迅速增殖分化成浆细胞和记忆细胞；(3)临床上为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原学检查，检测疑似患者的呼吸道是否有新冠病毒的核
第十单元 生物技术与工程
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_______________、_______________和_______________等多学科的原理和方法。(2)操作水平：_________水平、______水平或______水平。(3)目的：获得特定的__________________________________。
细胞、组织、器官、个体或其产品
2．植物组织培养技术(1)定义和流程
(2)探究实践——菊花的组织培养
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____________，并把杂种细胞培育成____________的技术。2．原理：体细胞杂交利用了细胞膜的_________，杂种细胞培育成杂种植株利用了________________________。
4．意义：_______________________________________________。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。
打破生殖隔离、实现远缘杂交育种，培育植物新品种
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、_________的利用。
3．细胞产物的工厂化生产(1)次生代谢物：是一类_________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__________________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______条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其______的技术。
易错整合，判断正误。(1)在生物的生长发育过程中，细胞都能表现出全能性。( )(2)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。( )(3)菊花组织培养过程中，需要更换两次培养基。( )(4)用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体是植物体细胞杂交的关键环节。( )(5)快速繁殖技术可以保持亲本的优良遗传特性。( )(6)单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。( )
1．科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分？理由是什么？提示：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。
2．两两融合后的细胞一定是杂种细胞吗？诱导融合后的培养瓶中的细胞有哪几类？提示：不一定，融合的细胞类型有三种AA、BB和AB，在培养瓶中还有A、B等未融合的细胞。3．上述细胞融合过程的完成与什么细胞器密切相关？提示：线粒体和高尔基体。
4．若一植物细胞A含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞B含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则：(1)上述所获得杂种植株遗传特性有何特点？提示：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。
(2)上述所获得杂种植株应为_____________，其体细胞中染色体数为_____________条，___个染色体组，基因型为_________________。(3)上述所获得杂种植株的花粉经离体培养得到的植株属于_________植株。(4)上述植物体细胞杂交的过程中，遗传物质的传递遵循孟德尔遗传定律吗？提示：不遵循。
2.生长素、细胞分裂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
(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
3.植物体细胞杂交与植物有性杂交的比较
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。特别提醒：有关植物体细胞杂交的三个易错点(1)两个不同品种的植物体细胞A、B进行杂交，错认为融合的原生质体只有AB类型，其实还可能有AA和BB融合的原生质体。(2)错认为植物体细胞杂交属于有性生殖。植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。(3)错认为杂种植株的变异类型属于基因重组。杂种植株的变异类型属于染色体变异，其染色体数通常是两亲本体细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体。
考向 植物组织培养 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
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。
〔变式训练〕1．(2022·山东临沂质检)某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜，并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列叙述正确的是( )A．外植体消毒的过程：酒精消毒30 s→次氯酸钠溶液处理30 min→无菌水清洗2～3次B．愈伤组织是一种不定形的薄壁组织团块，诱导产生愈伤组织时每日应给予适时光照C．诱导生芽培养基与诱导生根培养基相比，前者中细胞分裂素所占的比例和用量更高D．打开封口后直接用流水冲洗掉幼苗根部培养基，再移植到消毒的蛭石环境中炼苗处理
解析：消毒的原则是既要杀死材料表面的微生物，又要减少消毒剂对细胞的伤害，故外植体消毒可先用体积分数为70%的酒精消毒30 s后，用无菌水清洗2～3次，再用次氯酸钠处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次，A错误；诱导形成愈伤组织的脱分化过程不需要光照条件，B错误；移栽时，应先将培养瓶的封口膜打开一段时间，让试管苗在培养间生长几日，然后用流水清洗根部的培养基，再移植到消毒的蛭石环境中炼苗处理，D错误。
考向 植物体细胞杂交技术 花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力，再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株，流程如下图。下列相关叙述错误的是( )
A．①通常将植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的30%的蔗糖溶液中B．细胞融合成功的标志是再生出细胞壁，此时细胞内高尔基体和线粒体活动明显增强C．可通过观察叶绿体的有无来初步筛选杂种细胞D．用此方法获得新品种的育种原理是染色体变异
解析：①是利用纤维素酶和果胶酶获取原生质体的过程，该过程需要在等渗溶液中进行，以维持原生质体的形态和功能，A错误；杂种细胞融合成功的标志是再生出细胞壁，该过程中细胞壁的形成与高尔基体有关，线粒体可为生命活动提供能量，B正确。
〔变式训练〕2．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)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，不正确的是( )A．获得该杂种植株克服了远缘杂交不亲和的障碍B．可利用电激、离心等方法诱导原生质体融合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
解析：获得该杂种植株的方法是植物体细胞杂交技术，其最大的优点是克服远缘杂交不亲和障碍，A正确；诱导植物原生质体融合时，可以采用物理方法(电刺激、离心、振动等)和化学方法(聚乙二醇)，B正确；杂种原生质体的染色体数目是两种细胞染色体数目之和，可通过显微镜观察到染色体数目的变化，所以可利用显微镜筛选得到融合后的杂种原生质体，C正确；若原生质体均为两两融合，则会形成3种细胞，即矮牵牛细胞自身融合的细胞，枸杞细胞自身融合的细胞、杂种细胞，所以融合后的细胞中染色体数目为28条或96条或62条，D错误。
考向 植物细胞工程的应用 甜叶菊植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的热量却很低，是一种非常理想的蔗糖替代甜味剂。甜叶菊的种子小，发芽率低，种子繁殖的遗传性状不稳定，可利用植物组织培养技术提高甜叶菊繁殖效率。下列叙述错误的是( )A．外植体一般选自未开花植株的茎上部新萌生的嫩枝B．采用甜叶菊植株的茎尖进行植物组织培养可以获得脱毒苗C．利用植物组织培养技术产生突变体，筛选可获得具有优良性状的新品种D．植物组织培养的基本步骤是“取材→消毒→愈伤组织培养→生根→出芽→移栽”
解析：植物组织培养的基本步骤是：取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽，D错误。
┃┃方法总结►1．微型繁殖是无性繁殖，进行有丝分裂，其遗传物质不变。2．工厂化生产不一定要培养出植物体，一般培养到愈伤组织阶段，从愈伤组织细胞的培养液中就可提取细胞产物。3．通过植物细胞的培养来获得能够产生对人们有利产物的细胞，从而获得大量的细胞产物。
〔变式训练〕3．超氧化物歧化酶(SOD)是一种源于生命体的活性物质，能清除对人体有害的物质，被誉为人体内的垃圾清道夫。如图为培育含SOD植物新品种的过程，相关叙述不正确的是( )A．①过程可用基因枪法导入SOD基因B．②、③过程所用的激素种类和比例都相同C．经过③过程再包装人工种皮，即可制成人工种子D．图示育种过程体现了植物细胞的全能性
解析：目的基因导入植物细胞的方法有：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法，A正确；②脱分化、③再分化过程所用的激素种类相同是细胞分裂素和生长素，但比例不同，B错误；经过③过程的胚状体再包装人工种皮，即可制成人工种子，C正确；植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，D正确。
考点二 动物细胞培养、动物细胞融合与单克隆抗体的制备
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
5．单克隆抗体的制备(1)制备原理①B淋巴细胞特点：一种B淋巴细胞只分泌___种特异性抗体。②骨髓瘤细胞特点：能在体外____________。③杂交瘤细胞的特点：既能____________，又能产生足够数量的____________。
(3)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____________。
6．单克隆抗体的应用(1)作为____________：在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。(2)运载药物：抗体—药物偶联物(ADC)通过将____________与能特异性识别肿瘤抗原的_______________结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由______________________________三部分组成。(3)治疗疾病。
抗体、接头和药物(如细胞毒素)
7．动物细胞核移植技术(1)概念分析①供体：动物一个细胞的_________。②受体：去掉细胞核的____________。③结果：重新组合的细胞发育成_________，继而发育成动物个体。④原理：_________________________________。(2)哺乳动物核移植类型：______细胞核移植和体细胞核移植。
动物体细胞核具有全能性
8．体细胞核移植技术的应用前景和存在的问题
易错整合，判断正误。(1)动物细胞杂交是动物细胞工程的基础。( )(2)动物细胞培养过程中需将动物细胞放于含95%氧气和5%CO2的CO2培养箱中培养。( )(3)体外培养的动物细胞：一类能够悬浮在培养液中生长增殖，另一类需要贴附于某些基质表面才能生长增殖。( )(4)干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。( )
(5)动物细胞融合与植物原生质体融合的原理相同。( )(6)多种B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合筛选后，还需经克隆化培养和抗体检测，才能获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。( )(7)抗体—药物偶联物(ADC)通常由抗体、接头、药物(如细胞毒素)三部分组成。( )
1．胚胎干细胞为什么可以解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题？其应用有什么限制因素？提示：通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，从而解决供体器官不足问题，另一方面，由于是自身细胞经诱导分化形成的，所以无免疫排斥反应。胚胎干细胞必须从胚胎中获取，这涉及伦理问题，因而限制了应用。
2．科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞，尝试说出几种获取iPS细胞的方法。提示：借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。
3．为什么体细胞核移植较胚胎细胞核移植更困难？提示：由于动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易；而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。因此动物体细胞核移植的难度就明显高于胚胎细胞核移植。4．受体细胞为什么选用卵母细胞？提示：体积大，易操作；去核时易于同时吸走第一极体；含有激发细胞核全能性的物质。
5．在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？提示：为使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的核遗传物质去掉或将其破坏。
6．从多莉的产生过程可以看出多莉有三个亲本，探究多莉的性状表现与三个亲本的关系并分析原因。提示：①大多数性状与母羊A(体细胞核供体)相同，因基因型与母羊A完全一样。②少数性状与母羊B(卵母细胞细胞质供体)相同，因细胞质中的基因来自母羊B，受质基因控制的性状与母羊B相同。③性状与母羊C(代孕母体)无关，因母羊C没有为新个体提供遗传物质。
1．细胞贴壁和接触抑制①细胞贴壁是指体外培养的细胞贴附在瓶壁生长的现象；接触抑制是指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。②细胞贴壁生长对培养瓶的要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。③打破接触抑制现象的方法是将贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。
2．动物细胞培养与植物组织培养的比较
3.植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
4.单克隆抗体制备过程中两次筛选的方法及目的
拓展延伸：第一次筛选获得杂交瘤细胞的方法：①细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。②人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但不能分裂增殖。③鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但能不断分裂增殖。在培养基中加入氨基嘌呤，B淋巴细胞及同型融合细胞不能增殖，骨髓瘤细胞及同型融合细胞(氨基嘌呤阻断)不能增殖，只有杂交瘤细胞能无限增殖。
5．细胞工程的各种技术手段及其原理总结
特别提醒：(1)区分原代培养和传代培养的关键是看用胰蛋白酶处理的对象和是否分瓶：分瓶前，第一次用胰蛋白酶对动物组织进行处理后的培养是原代培养。第二次用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁上脱离下来，分瓶后的细胞培养为传代培养。(2)细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞往往很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，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，这种现象称为接触抑制。
6．动物体细胞核移植技术(1)原理：动物体细胞核具有全能性。(2)过程
(3)结果：产生新个体。(4)应用：①加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；②保护濒危物种；③生产医用蛋白；④作为异种移植的供体；⑤用于组织器官的移植。
特别提醒：(1)选用去核卵母细胞的原因：卵母细胞比较大，容易操作；卵母细胞细胞质多，营养丰富，含有促进核全能性表达的物质。(2)培养的动物细胞一般当传代至10～50代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞遗传物质正常，通常采用传代10代以内的细胞。
考向 动物细胞培养 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
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。
〔变式训练〕4．下列关于动物细胞培养的叙述，不正确的是( )A．培养至细胞发生接触抑制时，瓶壁上的细胞呈单层分布B．在细胞培养过程中，有部分细胞的基因型会发生改变C．传代培养时，需用胰蛋白酶处理D．骨髓瘤细胞的传代培养次数通常不是无限的解析：骨髓瘤细胞是癌细胞，具有无限增殖的特点，其传代培养次数通常是无限的，D错误。
考向 动物细胞融合技术和单克隆抗体 (2022·济南高三一模)人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒，可诱发细胞癌变。抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．在HAT培养基上存活的杂交瘤细胞既能无限增殖又可以分泌抗体B．单克隆抗体的特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C．可用HPV衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞D．单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜的选择透过性解析：单克隆抗体的制备过程主要运用的细胞工程技术包括动物细胞培养和动物细胞融合，原理依次是细胞的增殖、细胞膜的流动性，D项错误。
〔变式训练〕5．若如图表示生物工程操作中某些过程的模式图，请判断以下说法错误的是( )A．如果A、B是白菜和甘蓝的原生质体，可用聚乙二醇(PEG)处理使其融合为CB．如果上图存在于单克隆抗体制备过程中，得到的杂交瘤细胞C还需要在选择培养基上做二次筛选
C．如果植物细胞A、B融合为C细胞，长出细胞壁的C细胞经过植物组织培养后长成杂种植株D．如果A、B分别是优良奶牛的精子和来自卵巢的卵母细胞，则都需要处理后才能完成体外受精解析：如果图中存在于单克隆抗体制备过程中，得到的杂交瘤细胞C已经在选择培养基上筛选过，二次筛选应在多孔培养板上进行，还需要经过抗体检测和克隆化培养，B错误。
考向 动物体细胞核移植技术和克隆动物 例 6 (2022·山东质检)重构胚激活的终极目标是要使处于MⅡ期的卵母细胞恢复分裂周期。由于持续高水平的成熟促进因子(MPF)和细胞静止因子(CSF)的存在，导致MⅡ期的卵母细胞不能进入末期。研究表明，任何能够让胞质中Ca2＋水平升高的机制都可以激活重构胚。下列相关分析错误的是( )A．自然受精过程中，精子入卵可能促进了Ca2＋内流，升高了胞质中Ca2＋水平
B．在核移植过程中通过电融合法可使供体细胞与去核卵母细胞融合，形成重构胚C．蛋白酶合成抑制剂能抑制MPF和CSF的合成，故可通过蛋白酶合成抑制剂处理重构胚使其保持休眠D．通过核移植产生重构胚发育形成的个体不利于物种多样性的形成，但在畜牧业、医疗卫生领域有广泛应用
解析：蛋白酶抑制剂会抑制MPF和CSF的合成，而MPF与CSF的作用是使MⅡ时期的卵母细胞不能进入末期，使用蛋白酶合成抑制剂会促进卵母细胞完成分裂，C错误。
〔变式训练〕6．(2021·浙江台州一模)下列有关动物细胞工程操作的叙述，错误的是( )A．长时间的动物细胞克隆培养常常获得大量单一类型细胞B．用胰蛋白酶处理动物组织获得的细胞具有异质性C．核移植操作中可以用紫外线破坏供体细胞核后再形成重组细胞D．杂交瘤技术制备单克隆抗体的过程涉及多次抗体检验
解析：长时间的动物细胞克隆培养，只能使单一类型的细胞保存下来，故可获得大量单一类型细胞，A正确；同一动物组织的不同细胞分化程度不同，故用胰蛋白酶处理动物组织获得的细胞具有异质性，B正确；核移植操作中可以用紫外线破坏受体细胞核后再形成重组细胞，C错误；由于部分融合细胞在培养过程会丧失产生抗体的能力，故杂交瘤技术制备单克隆抗体的过程涉及多次抗体检验，D正确。
1．(2021·北京卷)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n＝14)的优良性状导入普通小麦(2n＝42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉，10天后只发现两个杂种幼胚，将其离体培养，产生愈伤组织，进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是( )A．簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离B．培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化C．杂种植株减数分裂时染色体能正常联会D．杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
解析：簇毛麦与小麦属于不同的物种，不可育，故二者之间存在生殖隔离，A正确；幼胚细胞经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经过再分化形成胚状体或丛芽，从而得到完整植株，B正确；杂种植株细胞内由于没有同源染色体，故减数分裂时染色体无法正常联会，C错误；杂种植株的染色体加倍后能获得可育植株，D正确。
2．(2021·湖南卷)M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题：
(1)在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是_______________________________________，这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的_______________断开。(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是_________________________________________________________________。(3)与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是___________________________________________________________________________________________。
限制性内切核酸酶(限制酶)
清除代谢产物，防止细胞代谢产
物积累对细胞自身造成危害
动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞
分化程度高，恢复其全能性十分困难
(4)鉴定转基因动物：以免疫小鼠的___淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活的实验思路___________________________________________________________________。
的肝细胞，分别提取蛋白进行抗原—抗体杂交
解析：(1)在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是限制性内切核酸酶(限制酶)。限制性内切核酸酶是作用于其所识别序列中两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。不同的限制酶可以获得不同的末端，主要分为黏性末端和平末端。(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。(3)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化
程度高，恢复其全能性十分困难，故与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。(4)先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，制备M蛋白的单克隆抗体；若要利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活，如果M基因已经失活，则克隆动物A中无法产生M蛋白，则可利用抗原—抗体杂交技术进行检测。故设计思路为：取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原—抗体杂交。
3．(2020·江苏卷)新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合，侵入人体，引起肺炎。图1为病毒侵入后，人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆抗体可阻断病毒的粘附或入侵，故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图回答下列问题：
(1)图1中人体内抗原呈递细胞吞噬病毒，并将病毒的抗原暴露在细胞表面，被_________细胞表面的受体识别后激活该细胞。(2)B细胞识别入侵的病毒后，在细胞因子作用下，经过细胞的_______________，形成__________________细胞。(3)为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原学检查，检测病毒的______；采集血液样本主要用于血清学检查，检测___________________________。
(4)据图2所示，研制抗S蛋白单克隆抗体，需先注射______________________________免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，用HAT培养基筛选获得_________细胞。因为同一种抗原可能激活_________细胞，还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。
解析：(1)据题图1可知，人体内抗原呈递细胞吞噬新冠病毒，并将新冠病毒的抗原暴露，呈递给辅助T细胞，被辅助T细胞表面的受体识别后激活辅助T细胞；(2)激活的辅助T细胞释放细胞因子，并将抗原呈递给B细胞，B细胞识别入侵的病毒后，迅速增殖分化成浆细胞和记忆细胞；(3)临床上为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原学检查，检测疑似患者的呼吸道是否有新冠病毒的核
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