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新高考生物一轮复习学案：第36讲 细胞工程
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这是一份新高考生物一轮复习学案：第36讲 细胞工程，共18页。
考点一 植物细胞工程
1．细胞工程的概念
(1)原理和方法：细胞生物学和分子生物学。
(2)操作水平：细胞水平或细胞器水平。
(3)目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。
2．植物细胞工程的基本技术
(1)植物组织培养技术
①理论基础：植物细胞具有全能性。
②基本过程
eq \x(外植体) eq \(――――→,\s\up7(脱分化)) eq \x(愈伤组织) eq \(――――→,\s\up7(再分化)) eq \x(胚状体或丛芽) eq \(――→,\s\up7(发育)) eq \x(植株)
(2)植物体细胞杂交技术
①理论基础：植物体细胞融合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。
②基本过程
eq \x(制备原生质体) → eq \x(\a\al(原生质,体融合)) → eq \x(\a\al(杂种,细胞)) → eq \x(\a\al(愈伤,组织)) → eq \x(\a\al(杂种,植株))
③意义：克服了不同种生物远缘杂交不亲和的障碍。
3．植物细胞工程的实际应用
(1)植物繁殖的新途径：微型繁殖、作物脱毒、制备人工种子。
(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。
[基础诊断]
1．在进行植物体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质层。(选修3 P36正文)(×)
2．用脱毒苗进行繁殖，种植的作物就具备了抗病毒的能力。(选修3 P39正文)(×)
3．人工种子就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。(选修3 P39正文)(√)
4．单倍体育种中，染色体加倍后当年便可得到稳定遗传的优良品种，这样就极大地缩短了育种的年限。(选修3 P40正文)(√)
5．在组织培养中，生长素的主要作用是促进组织细胞的分裂或从愈伤组织和器官上分化出不定芽。(选修3 P42拓展视野)(×)
[深度拓展]
(选修3 P36图2－5)如图是番茄马铃薯体细胞杂交过程示意图，据图分析回答下列问题：
(1)①过程用到的方法是________，去除细胞壁的原因是___________________，②过程依据的原理是__________________。植物体细胞融合成功的标志是________________，其与细胞内__________(细胞器)有关。
提示：酶解法 细胞壁会影响细胞融合 细胞膜具有流动性 形成新的细胞壁 高尔基体
(2)③和④过程分别是________________的过程。该杂种植物有________个染色体组。该杂种植株理论上________(填“可育”或“不可育”)。③过程培养基用到的有机碳源一般为________。
提示：脱分化和再分化 四 可育 蔗糖
(3)②③步骤之间还要进行杂种细胞的筛选，原因是_________________________。
提示：融合过程可能有同种细胞融合或不融合的情况
(4)杂种植株一定能表现出双亲的遗传特性吗？为什么？____________________
________________________________________________________________________。
提示：不一定。因为基因的表达不是孤立的，是相互调控、相互影响的
(5)③过程________(填“需要”或“不需要”)光，原因是植物细胞利用的是培养基中有机营养；④过程________(填“需要”或“不需要”)光，原因是_______________________，③④过程培养基含有的激素________(填“相同”或“不同”)。
提示：不需要 需要 有利于叶绿素的形成及进行光合作用 不同
1．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。
(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。
2.植物体细胞杂交和有性杂交的辨析
eq \a\vs4\al(围绕植物组织培养和细胞全能性，考查理解能力)
1．(2019·高考江苏卷)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如下图。下列叙述正确的是( )
A．过程①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中
B．过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化
C．过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D．原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性
D [过程①将植物细胞的细胞壁去除后获得原生质体，若将其悬浮在30%蔗糖溶液中，原生质体会因溶液浓度过高而失水皱缩，甚至失活，A错误；过程②需提高细胞分裂素的比例以促进芽的分化，若提高生长素的比例，则会促进根的分化，而使芽的分化受到抑制，B错误；秋水仙素具有诱导细胞染色体数目加倍的作用，没有诱导细胞壁再生的作用，C错误；细胞的全能性依赖于细胞内遗传物质的完整性，原生质体虽无细胞壁但其遗传物质是完整的，因此原生质体能保持细胞的全能性，D正确。]
2．(2021·山东济宁期末)芦笋是雌雄异株植物，其幼茎可食用，雌株性染色体为XX，雄株为XY，雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线。下列有关叙述错误的是( )
A．雄株丁的亲本性染色体组成分别为XY、XX
B．幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程
C．形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行诱导
D．与雄株甲不同，雄株丁培育过程中发生了基因重组
A [雄株丁两个亲本性染色体组成分别是XX、YY，A错误；形成幼苗乙和丙的过程属于植物组织培养，其中包括脱分化和再分化过程，B正确；形成愈伤组织可以通过添加植物生长调节剂进行诱导，C正确；雄株丁培育过程中，有花粉的形成过程，所以培育雄株丁的过程发生了基因重组，D正确。]
eq \a\vs4\al(围绕植物体细胞杂交过程，考查科学思维能力)
3．(2021·邢台期末)玉米(2N＝20)和水稻(2M＝24)均为二倍体植物，某实验小组拟用体细胞杂交技术培育富含β胡萝卜素的“黄金大米”植株，过程设计如图所示。请回答下列问题：
(1)①为原生质体的制备过程，该过程需要的酶是____________________________，制备原生质体的过程不能在清水中进行，以防止__________________________。
(2)原生质体融合过程体现了细胞膜________________________的结构特点。
(3)图中融合的杂种细胞中含有________个染色体组，该杂种细胞培育形成的植株的精原细胞在减数分裂过程中能产生________个四分体。
(4)③过程________(填“需要”或“不需要”)在光下进行，④过程中愈伤组织分化的方向与培养基中______________________________有关。
解析： (1)①为原生质体的制备过程，通常用酶解法。由于细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以该过程需要的酶是纤维素酶和果胶酶。由于细胞壁对细胞有支持和保护作用，所以制备原生质体的过程不能在清水中进行，以防止原生质体吸水涨破。(2)原生质体融合过程体现了细胞膜具有一定的流动性的结构特点。(3)由于玉米(2N＝20)和水稻(2M＝24)均为二倍体植物，所以图中融合的杂种细胞中含有4个染色体组，该杂种细胞含有22对44条染色体，所以培育形成的植株的精原细胞在减数分裂过程中能产生22个四分体。(4)③过程为脱分化，不需要在光下进行，④过程中愈伤组织分化的方向与培养基中植物激素的种类和比例有关。
答案： ( 1)纤维素酶和果胶酶 原生质体吸水涨破
(2)具有一定的流动性 (3)4 22 (4)不需要 植物激素的种类和比例
考点二 动物细胞工程
1．动物细胞培养
(1)基本过程
(2)培养条件
①无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理，添加抗生素，定期更换培养液以清除代谢产物。
②营养：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等一些天然成分。
③适宜的温度和pH：温度为36.5±0.5_℃(哺乳动物)，pH为7.2～7.4。
④气体环境：含95%空气加5%CO2的混合气体。
(3)应用：①生产生物制品；②用于基因工程；③用于检测有毒物质；④用于生理、病理、药理等方面的研究。
2．动物细胞核移植
(1)理论基础：动物体细胞核具有全能性。
(2)分类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
(3)基本过程
(4)应用：①加速家畜遗传改良进程；②保护濒危物种；③生产医用蛋白；④提供克隆器官、组织等。
3．动物细胞融合
(1)原理：细胞膜的流动性。
(2)方法：需要用聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等诱导因素。
(3)意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。特别是为制备单克隆抗体开辟了新途径。
4．单克隆抗体
(1)制备过程
(2)突出优点：特异性强、灵敏度高，可大量制备。
(3)实际应用：作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物。
[基础诊断]
1．动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。(选修3 P44正文)(√)
2．从健康动物体内取出组织块，剪碎，用胃蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间，这样组织就会分散成单个细胞。(选修3 P44正文)(×)
3．动物细胞培养过程中，通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。(选修3 P46正文)(×)
4．动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的体细胞中。(选修3 P47正文)(×)
[深度拓展]
(选修3 P48图2－21)根据动物细胞培养过程示意图和体细胞核移植过程流程图，回答下列问题：
(1)动物细胞培养时选用幼龄动物组织或胚胎进行培养的原因是什么？
提示：幼龄动物组织或胚胎分化程度低，增殖能力强，更易于培养。
(2)用于核移植的供体细胞，一般都选用传代10代以内的细胞，原因是什么？
提示：传代10代以内的细胞的遗传物质没有发生改变。
(3)培养过程中两次用到胰蛋白酶，作用分别是什么？
提示：第一次使剪碎的组织分散成单个细胞；第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。
(4)将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中，去除卵母细胞细胞核的目的是什么？
提示：使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。
(5)题述动物细胞工程中涉及的技术有哪些？
提示：核移植、细胞培养、胚胎移植技术。
1．比较植物组织培养与动物细胞培养
2.归纳概括单克隆抗体制备过程中的两次筛选
eq \a\vs4\al(明确动物细胞培养的原理和过程)
1．(2020·六安一中质检)回答下列有关动物细胞培养的问题：
(1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面________时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的________。此时，瓶壁上形成的细胞是________层。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用到的酶是________。
(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现________________现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而获得________，该种细胞的黏着性________，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量________。
(3)现用某种大分子染料对细胞进行染色时，观察到死细胞能被染色，而活细胞不能被染色，原因是____________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用有丝分裂________期的细胞在显微镜下进行观察。
(5)在细胞培养过程中，通常在________________条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中________的活性降低，细胞____________的速率降低。
解析： (1)细胞接触抑制是指细胞表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。基于上述特性，瓶壁上形成的细胞是单层排列的。需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将贴壁的细胞从瓶壁上分离下来。(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡现象，但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成不死性细胞。该种细胞由于细胞表面糖蛋白减少，其黏着性降低。(3)活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料不能通过，所以活细胞不能被染色；死细胞的细胞膜失去了选择透过性，大分子染料可以通过，所以死细胞能被大分子染料染色。(4)有丝分裂中期时染色体的着丝点排列在赤道板上，染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体数目的最佳时期。(5)在细胞培养过程中，通常在冷冻(或超低温、液氮)条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低。
答案： (1)相互接触 接触抑制 单(或一) 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) (2)衰老甚至死亡 不死性 降低 减少 (3)活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内(或死细胞的细胞膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色) (4)中 (5)冷冻(或超低温、液氮) 酶 新陈代谢
eq \a\vs4\al(掌握动物体细胞核移植的原理和过程)
2．(2021·山东聊城一模)2018年中科院神经科学研究所攻克了克隆灵长类动物这一世界难题，首次成功以体细胞克隆出了两只猕猴——“中中”和“华华”，流程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A．采集的卵母细胞应该培养到MⅡ中期
B．过程①操作一般不晚于囊胚期
C．克隆猴的性状与核供体性状完全相同
D．克隆猴的成功说明动物体细胞的细胞核具有全能性
C [卵母细胞培养到MⅡ中期才具有受精能力，故采集的卵母细胞应该培养到MⅡ中期，A正确；由于囊胚期后的原肠胚期会与母体建立联系，因此不宜进行胚胎移植，过程①表示胚胎移植，故一般不晚于囊胚期，B正确；由于卵母细胞细胞质中的遗传物质的作用，因此克隆猴的性状与核供体性状不完全相同，C错误；克隆猴的成功证明了已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，D正确。]
3．(2020·天津高考)在克隆哺乳动物过程中，通常作为核移植受体细胞的是去核的( )
A．卵原细胞 B．初级卵母细胞
C．次级卵母细胞 D．卵细胞
C [通常作为核移植受体细胞的是处于减数第二次分裂中期的去核卵母细胞，即为次级卵母细胞，故选C。]
eq \a\vs4\al(掌握细胞融合与单克隆抗体制备的原理和过程)
4．(2021·济宁三模)为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B细胞染色体丢失的问题，研究者在单克隆抗体的制备过程中增加了一个步骤，如图所示。除了抗原刺激之外，用EBV(一种病毒颗粒)感染动物B细胞，使其染色体核型更稳定。这样的细胞能够在HAT培养基中存活，但对乌本苷(Oua)敏感。下列相关分析错误的是( )
A．杂交瘤细胞具有持续产生抗EBV抗体的能力
B．杂交瘤细胞染色体丢失可能导致抗体产生能力下降
C．图中B细胞取自于抗原刺激后动物的淋巴结或脾脏等
D．骨髓瘤细胞应该无法在HAT选择培养基中存活
A [本实验中EBV的作用是使B细胞染色体核型更稳定，而不是刺激B细胞分化成浆细胞产生抗体，所以该杂交瘤细胞不能产生抗EBV的抗体，A错误；杂交瘤细胞染色体丢失可能导致细胞发生变异，从而导致抗体产生能力下降，B正确；B细胞分布在脾脏和淋巴结等免疫器官中，所以在单克隆抗体制备过程中，B细胞取自于抗原刺激后动物的淋巴结或脾脏等，C正确；据图可知，骨髓瘤细胞在HAT选择培养基中死亡，D正确。]
1．(2018·新课标Ⅲ)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”)。
解析： (1)核移植是指将供体细胞核移入除去核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。通过核移植方法获得的克隆猴的细胞核由供体提供，所以与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目不变。(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小于体细胞核移植，因为胚胎细胞的分化程度相对较低，恢复其全能性更加容易一些。(3)哺乳动物核移植的过程中，分别以同种生物的雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，所得的两个克隆动物体细胞核中除了性染色体组成不同外，常染色体的组成是相同的。
答案： (1)将供体细胞核移入除去核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体 不变 (2)小于 胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性更容易 (3)相同 不同
2．(新课标Ⅱ)如图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。
回答下列问题：
(1)图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为 ____________________，过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用 ________________的方法，②代表的过程是 ________________。
(2)经过多次传代后，供体细胞中 ________________的稳定性会降低。因此，选材时必须关注传代次数。
(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是 ____________________________________________________。
(4)与克隆羊“多莉(利)”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了 ____________________________________。
解析： (1)由题意知，该动物体的性染色体组成为XX或XY，过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用显微操作(去核法)，②代表的过程是胚胎移植。(2)动物细胞培养时，多次传代后，供体细胞遗传物质稳定性会降低，故选材时必须注意传代次数。(3)克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度来说，是因为卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响。(4)克隆动物证明了已经分化的动物体细胞细胞核具有全能性。
答案： (1)XX或XY 显微操作(去核法) 胚胎移植 (2)遗传物质或核型 (3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响 (4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性
核移植技术的要点理解
(1)原理：动物细胞核的全能性。
(2)核移植时应选MⅡ中期卵母细胞的原因
①此类细胞体积大，易于操作；②卵黄多，营养物质丰富；③卵母细胞的细胞质中存在激发细胞核全能性表达的物质。
(3)克隆动物的重组细胞的细胞质基因来源于受体细胞，细胞核基因来源于提供细胞核的亲本，其遗传物质来自2个亲本。
(4)克隆动物绝大部分性状与供体动物相同，少数性状与提供卵母细胞的动物相同，与代孕动物的性状无遗传关系。
(5)动物体细胞核移植技术(克隆)从生殖方式的角度看属无性生殖，重组细胞相当于受精卵，需要动物细胞培养和胚胎工程技术的支持。
(6)体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因：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。
1．(2021·辽宁月考)克隆技术可应用于器官移植，能解决供体器官不足和排斥反应等问题。如图为克隆组织器官的流程模式图，回答下列问题：
(1)动物细胞核移植过程中，通常采用卵母细胞作为受体细胞，原因可能是________________________________________________________________________。
(2)动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合的方法外，还可以采用 ____________________。过程①细胞培养时，培养液中除必需的营养物质、抗生素和促生长因子外，还需要加入 ________________。
(3)将获得的组织器官移植给个体B，不会发生免疫排斥反应，原因是 ____________________________________________________。图中流程需要用到的生物学技术有 ____________________________________________________________。
解析： (1)在卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核发育的物质，故在动物细胞核移植过程中，通常采用卵母细胞作为受体细胞。(2)诱导动物细胞融合的方法有：物理法(离心、振动)、化学法(聚乙二醇)、生物法(灭活的病毒)，故动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合的物理和化学方法外，还可以采用灭活的病毒。过程①细胞培养时，培养液中除必需的营养物质、抗生素和促生长因子外，还需要加入血清、血浆。(3)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的内细胞团，遗传物质主要与供核亲本的高度一致。在一定条件下胎干细胞可以分化形成不同的组织器官，若将图中获得的组织器官移植给个体B不会发生免疫排斥反应。分析题图可知，图中流程需要用到的生物学技术有动物细胞培养、动物体细胞核移植和早期胚胎培养。
答案： (1)卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核发育的物质 (2)灭活的病毒 血清、血浆 (3)克隆器官的遗传物质主要与供核亲本的高度一致 动物细胞培养、动物体细胞核移植和早期胚胎培养
2．(2021春·丰台区期末)现代社会压力使人类的作息时间很难严格遵循于体内的生物钟。因为加班、频繁跨越时区、熬夜、肥胖等，越来越多的人面临着生物钟紊乱的困扰，导致失眠、睡眠中断、日间过度嗜睡，与人交流出现障碍等问题。2019年我国科研团队获得了5只基因BMAL1缺失(或敲除)的克隆猴，极大推动生物钟紊乱相关问题的研究。如图为克隆猴的步骤，回答下列问题：
(1)5只克隆猴是科学家利用 ____________技术获得的。首先需将A猴卵母细胞培养至 ____________________期，并通过显微操作法进行 ____________处理，然后将B猴体细胞注入去核A猴卵母细胞形成重组细胞。
(2)重组细胞进行体外培养时，需要提供适宜的营养条件和环境条件，其中培养液通常需要加入的天然成分是 ________________。然后将细胞置于 ________________________中进行培养。激活后，将胚胎移植到经过 ________________处理的代孕母猴体内，最终产出克隆猴。
(3)为判断是否是真的克隆猴，研究团队仔细检测了这些克隆猴的基因型，发现细胞核基因型与 ____________相同，由此证明5只小猴是真的克隆猴。
(4)为了验证这5只基因敲除猕猴是否存在昼夜节律紊乱问题，科学家给猴子们佩戴了“小米手环”等检测设备，可以随时监测到它们的昼夜活动情况，通过行为学分析检测其是否明显表现出类似精神分裂症的症状。对照组的设置应为 _______________________________。观察发现，与对照组相比，实验组猕猴的神经内分泌激素褪黑素分泌减少；与睡眠剥夺、抑郁症以及衰老等相关的基因表达增强；不再按照24小时的周期活动，在夜间活动明显增多，有人靠近时双手抱头，蜷缩在角落里，不敢活动。由此证明 ____________________________。
(5)5只小猴首次成为国际上成功构建的遗传背景一致的疾病猴模型。请你谈谈基因敲除模型克隆猴在科学研究上的应用前景______________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： (1)5只克隆猴是科学家利用核移植技术获得的，核移植前需将A猴卵母细胞培养至减数第二次分裂中期，因卵母细胞培养到减数第二次分裂中期才成熟；并通过显微操作法进行去核操作，这样做的目的是保证克隆猴的遗传物质主要来自B猴，然后将B猴体细胞注入去核A猴卵母细胞形成重组细胞。(2)重组细胞进行体外培养，需要的气体环境主要是O2和CO2；保证无菌无毒环境，同时在培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液，其中培养液通常需要加入的天然成分是动物血清。然后将细胞置于二氧化碳恒温培养箱中进行培养。激活后，将胚胎移植到经过同期发情处理的代孕母猴体内，这样可以保证移入的胚胎有相同的生理环境，以保证胚胎的正常存活，最终产出克隆猴。(3)为判断是否是真的克隆猴，研究团队仔细检测了这些克隆猴的基因型，发现细胞核基因型与B猴相同，说明这些猴子的核基因都是由B猴提供的，由此证明5只小猴是真的克隆猴。(4)为了验证这5只基因敲除猕猴是否存在昼夜节律紊乱问题，科学家给猴子们佩戴了“小米手环”等检测设备，可以随时监测到它们的昼夜活动情况，通过行为学分析检测其是否明显表现出类似精神分裂症的症状。对照组的设置应为与克隆猕猴生理状态相同的正常的猕猴个体(不存在BMAL1缺失)。观察发现，与对照组相比，实验组猕猴的神经内分泌激素褪黑素分泌减少；与睡眠剥夺、抑郁症以及衰老等相关的基因表达增强；不再按照24小时的周期活动，在夜间活动明显增多，有人靠近时双手抱头，蜷缩在角落里，不敢活动。由此证明人类的生物钟紊乱与BMAL1基因的功能有关。(5)5只小猴首次成为国际上成功构建的遗传背景一致的疾病猴模型。基因敲除模型克隆猴的成功培育为我们研究基因的功能以及某些遗传病的成因提供了可操作的模型，为解决人类生物钟紊乱问题揭开了新的一页。
答案： (1)核移植 减数第二次分裂中 去核 (2)动物血清 二氧化碳恒温培养箱 同期发情 (3)B猴 (4)与克隆猕猴生理状态相同的正常的猕猴个体(不存在BMAL1缺失) 人类的生物钟紊乱与BMAL1基因的功能有关 (5)基因敲除模型克隆猴的成功培育为我们研究基因的功能以及某些遗传病的成因提供了可操作的模型，为解决人类生物钟紊乱问题揭开了新的一页
一、网络构建
二、要语必记
1．植物组织培养的过程主要包括脱分化和再分化两个阶段，脱分化的结果是形成愈伤组织，再分化的结果是形成根和芽。
2．植物体细胞杂交需要用酶解法制备原生质体，所用的酶包括纤维素酶和果胶酶。
3．无论是植物体细胞杂交还是动物细胞融合，都需要诱导。
4．植物组织培养需要各种营养成分和植物激素，动物细胞培养也需要各种营养成分及血清、血浆等一些天然成分。
5．植物体细胞杂交可用于作物育种，动物细胞融合可用于单克隆抗体的制备。
6．产生单克隆抗体的细胞是杂交瘤细胞，它既能产生单克隆抗体又能无限增殖。
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
简记为：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化频率高
生长素/细胞分裂素
植物细胞的发育方向
高
有利于根的分化、抑制芽的形成
低
有利于芽的分化、抑制根的形成
适中
促进愈伤组织的生长
简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤
有关植物体细胞杂交的三个易误点
误认为植物体细胞杂交的结果只是形成杂种细胞
指正
植物体细胞杂交的结果最终要经过组织培养形成杂种植株
误认为植物体细胞杂交属于有性生殖
指正
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
误认为杂种植株的变异类型属于基因重组
指正
杂种植株的变异类型属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体
比较项目
植物组织培养
动物细胞培养
理论基础
植物细胞全能性
细胞增殖
区别
培
养
基
类型
固体或半固体培养基
液体培养基
成分
水、矿质元素、维生素、植物激素、蔗糖、氨基酸、琼脂等
葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等
取材
植物幼嫩部位或花药等
动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
关键环节
细胞的脱分化和再分化
细胞增殖和癌变
结果
新的组织或植株个体，可以体现全能性
新的细胞系或细胞株，不形成个体，不体现全能性
应用
①植株快速繁殖；
②脱毒植株的培育；
③人工种子；
④生产药物、杀虫剂等；
⑤转基因植物的培育
①蛋白质生物制品的生产；
②皮肤移植材料的培育；
③检测有毒物质；
④生理、病理、药理等方面的研究
相同点
①两种技术手段培养过程中细胞都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂；
②均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件
—
第一次筛选
第二次筛选
筛选原因
诱导融合后得到多种杂交细胞，还有未融合的细胞
由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞
筛选
方法
用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞能生长
用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群
筛选目的
得到杂交瘤细胞
得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
析个性
第1题主要考查细胞核移植的概念、类型、具体过程和克隆生物的特点；第2题考查核移植的操作技术和克隆生物体内遗传物质的特点
找共性
两个题目都考查到核移植的过程和克隆生物的遗传特点
考点一 植物细胞工程
1．细胞工程的概念
(1)原理和方法：细胞生物学和分子生物学。
(2)操作水平：细胞水平或细胞器水平。
(3)目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。
2．植物细胞工程的基本技术
(1)植物组织培养技术
①理论基础：植物细胞具有全能性。
②基本过程
eq \x(外植体) eq \(――――→,\s\up7(脱分化)) eq \x(愈伤组织) eq \(――――→,\s\up7(再分化)) eq \x(胚状体或丛芽) eq \(――→,\s\up7(发育)) eq \x(植株)
(2)植物体细胞杂交技术
①理论基础：植物体细胞融合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。
②基本过程
eq \x(制备原生质体) → eq \x(\a\al(原生质,体融合)) → eq \x(\a\al(杂种,细胞)) → eq \x(\a\al(愈伤,组织)) → eq \x(\a\al(杂种,植株))
③意义：克服了不同种生物远缘杂交不亲和的障碍。
3．植物细胞工程的实际应用
(1)植物繁殖的新途径：微型繁殖、作物脱毒、制备人工种子。
(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。
[基础诊断]
1．在进行植物体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质层。(选修3 P36正文)(×)
2．用脱毒苗进行繁殖，种植的作物就具备了抗病毒的能力。(选修3 P39正文)(×)
3．人工种子就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。(选修3 P39正文)(√)
4．单倍体育种中，染色体加倍后当年便可得到稳定遗传的优良品种，这样就极大地缩短了育种的年限。(选修3 P40正文)(√)
5．在组织培养中，生长素的主要作用是促进组织细胞的分裂或从愈伤组织和器官上分化出不定芽。(选修3 P42拓展视野)(×)
[深度拓展]
(选修3 P36图2－5)如图是番茄马铃薯体细胞杂交过程示意图，据图分析回答下列问题：
(1)①过程用到的方法是________，去除细胞壁的原因是___________________，②过程依据的原理是__________________。植物体细胞融合成功的标志是________________，其与细胞内__________(细胞器)有关。
提示：酶解法 细胞壁会影响细胞融合 细胞膜具有流动性 形成新的细胞壁 高尔基体
(2)③和④过程分别是________________的过程。该杂种植物有________个染色体组。该杂种植株理论上________(填“可育”或“不可育”)。③过程培养基用到的有机碳源一般为________。
提示：脱分化和再分化 四 可育 蔗糖
(3)②③步骤之间还要进行杂种细胞的筛选，原因是_________________________。
提示：融合过程可能有同种细胞融合或不融合的情况
(4)杂种植株一定能表现出双亲的遗传特性吗？为什么？____________________
________________________________________________________________________。
提示：不一定。因为基因的表达不是孤立的，是相互调控、相互影响的
(5)③过程________(填“需要”或“不需要”)光，原因是植物细胞利用的是培养基中有机营养；④过程________(填“需要”或“不需要”)光，原因是_______________________，③④过程培养基含有的激素________(填“相同”或“不同”)。
提示：不需要 需要 有利于叶绿素的形成及进行光合作用 不同
1．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。
(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。
2.植物体细胞杂交和有性杂交的辨析
eq \a\vs4\al(围绕植物组织培养和细胞全能性，考查理解能力)
1．(2019·高考江苏卷)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如下图。下列叙述正确的是( )
A．过程①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中
B．过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化
C．过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D．原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性
D [过程①将植物细胞的细胞壁去除后获得原生质体，若将其悬浮在30%蔗糖溶液中，原生质体会因溶液浓度过高而失水皱缩，甚至失活，A错误；过程②需提高细胞分裂素的比例以促进芽的分化，若提高生长素的比例，则会促进根的分化，而使芽的分化受到抑制，B错误；秋水仙素具有诱导细胞染色体数目加倍的作用，没有诱导细胞壁再生的作用，C错误；细胞的全能性依赖于细胞内遗传物质的完整性，原生质体虽无细胞壁但其遗传物质是完整的，因此原生质体能保持细胞的全能性，D正确。]
2．(2021·山东济宁期末)芦笋是雌雄异株植物，其幼茎可食用，雌株性染色体为XX，雄株为XY，雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线。下列有关叙述错误的是( )
A．雄株丁的亲本性染色体组成分别为XY、XX
B．幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程
C．形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行诱导
D．与雄株甲不同，雄株丁培育过程中发生了基因重组
A [雄株丁两个亲本性染色体组成分别是XX、YY，A错误；形成幼苗乙和丙的过程属于植物组织培养，其中包括脱分化和再分化过程，B正确；形成愈伤组织可以通过添加植物生长调节剂进行诱导，C正确；雄株丁培育过程中，有花粉的形成过程，所以培育雄株丁的过程发生了基因重组，D正确。]
eq \a\vs4\al(围绕植物体细胞杂交过程，考查科学思维能力)
3．(2021·邢台期末)玉米(2N＝20)和水稻(2M＝24)均为二倍体植物，某实验小组拟用体细胞杂交技术培育富含β胡萝卜素的“黄金大米”植株，过程设计如图所示。请回答下列问题：
(1)①为原生质体的制备过程，该过程需要的酶是____________________________，制备原生质体的过程不能在清水中进行，以防止__________________________。
(2)原生质体融合过程体现了细胞膜________________________的结构特点。
(3)图中融合的杂种细胞中含有________个染色体组，该杂种细胞培育形成的植株的精原细胞在减数分裂过程中能产生________个四分体。
(4)③过程________(填“需要”或“不需要”)在光下进行，④过程中愈伤组织分化的方向与培养基中______________________________有关。
解析： (1)①为原生质体的制备过程，通常用酶解法。由于细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以该过程需要的酶是纤维素酶和果胶酶。由于细胞壁对细胞有支持和保护作用，所以制备原生质体的过程不能在清水中进行，以防止原生质体吸水涨破。(2)原生质体融合过程体现了细胞膜具有一定的流动性的结构特点。(3)由于玉米(2N＝20)和水稻(2M＝24)均为二倍体植物，所以图中融合的杂种细胞中含有4个染色体组，该杂种细胞含有22对44条染色体，所以培育形成的植株的精原细胞在减数分裂过程中能产生22个四分体。(4)③过程为脱分化，不需要在光下进行，④过程中愈伤组织分化的方向与培养基中植物激素的种类和比例有关。
答案： ( 1)纤维素酶和果胶酶 原生质体吸水涨破
(2)具有一定的流动性 (3)4 22 (4)不需要 植物激素的种类和比例
考点二 动物细胞工程
1．动物细胞培养
(1)基本过程
(2)培养条件
①无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理，添加抗生素，定期更换培养液以清除代谢产物。
②营养：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等一些天然成分。
③适宜的温度和pH：温度为36.5±0.5_℃(哺乳动物)，pH为7.2～7.4。
④气体环境：含95%空气加5%CO2的混合气体。
(3)应用：①生产生物制品；②用于基因工程；③用于检测有毒物质；④用于生理、病理、药理等方面的研究。
2．动物细胞核移植
(1)理论基础：动物体细胞核具有全能性。
(2)分类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
(3)基本过程
(4)应用：①加速家畜遗传改良进程；②保护濒危物种；③生产医用蛋白；④提供克隆器官、组织等。
3．动物细胞融合
(1)原理：细胞膜的流动性。
(2)方法：需要用聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等诱导因素。
(3)意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。特别是为制备单克隆抗体开辟了新途径。
4．单克隆抗体
(1)制备过程
(2)突出优点：特异性强、灵敏度高，可大量制备。
(3)实际应用：作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物。
[基础诊断]
1．动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。(选修3 P44正文)(√)
2．从健康动物体内取出组织块，剪碎，用胃蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间，这样组织就会分散成单个细胞。(选修3 P44正文)(×)
3．动物细胞培养过程中，通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。(选修3 P46正文)(×)
4．动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的体细胞中。(选修3 P47正文)(×)
[深度拓展]
(选修3 P48图2－21)根据动物细胞培养过程示意图和体细胞核移植过程流程图，回答下列问题：
(1)动物细胞培养时选用幼龄动物组织或胚胎进行培养的原因是什么？
提示：幼龄动物组织或胚胎分化程度低，增殖能力强，更易于培养。
(2)用于核移植的供体细胞，一般都选用传代10代以内的细胞，原因是什么？
提示：传代10代以内的细胞的遗传物质没有发生改变。
(3)培养过程中两次用到胰蛋白酶，作用分别是什么？
提示：第一次使剪碎的组织分散成单个细胞；第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。
(4)将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中，去除卵母细胞细胞核的目的是什么？
提示：使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。
(5)题述动物细胞工程中涉及的技术有哪些？
提示：核移植、细胞培养、胚胎移植技术。
1．比较植物组织培养与动物细胞培养
2.归纳概括单克隆抗体制备过程中的两次筛选
eq \a\vs4\al(明确动物细胞培养的原理和过程)
1．(2020·六安一中质检)回答下列有关动物细胞培养的问题：
(1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面________时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的________。此时，瓶壁上形成的细胞是________层。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用到的酶是________。
(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现________________现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而获得________，该种细胞的黏着性________，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量________。
(3)现用某种大分子染料对细胞进行染色时，观察到死细胞能被染色，而活细胞不能被染色，原因是____________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用有丝分裂________期的细胞在显微镜下进行观察。
(5)在细胞培养过程中，通常在________________条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中________的活性降低，细胞____________的速率降低。
解析： (1)细胞接触抑制是指细胞表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。基于上述特性，瓶壁上形成的细胞是单层排列的。需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将贴壁的细胞从瓶壁上分离下来。(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡现象，但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成不死性细胞。该种细胞由于细胞表面糖蛋白减少，其黏着性降低。(3)活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料不能通过，所以活细胞不能被染色；死细胞的细胞膜失去了选择透过性，大分子染料可以通过，所以死细胞能被大分子染料染色。(4)有丝分裂中期时染色体的着丝点排列在赤道板上，染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体数目的最佳时期。(5)在细胞培养过程中，通常在冷冻(或超低温、液氮)条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低。
答案： (1)相互接触 接触抑制 单(或一) 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) (2)衰老甚至死亡 不死性 降低 减少 (3)活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内(或死细胞的细胞膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色) (4)中 (5)冷冻(或超低温、液氮) 酶 新陈代谢
eq \a\vs4\al(掌握动物体细胞核移植的原理和过程)
2．(2021·山东聊城一模)2018年中科院神经科学研究所攻克了克隆灵长类动物这一世界难题，首次成功以体细胞克隆出了两只猕猴——“中中”和“华华”，流程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A．采集的卵母细胞应该培养到MⅡ中期
B．过程①操作一般不晚于囊胚期
C．克隆猴的性状与核供体性状完全相同
D．克隆猴的成功说明动物体细胞的细胞核具有全能性
C [卵母细胞培养到MⅡ中期才具有受精能力，故采集的卵母细胞应该培养到MⅡ中期，A正确；由于囊胚期后的原肠胚期会与母体建立联系，因此不宜进行胚胎移植，过程①表示胚胎移植，故一般不晚于囊胚期，B正确；由于卵母细胞细胞质中的遗传物质的作用，因此克隆猴的性状与核供体性状不完全相同，C错误；克隆猴的成功证明了已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，D正确。]
3．(2020·天津高考)在克隆哺乳动物过程中，通常作为核移植受体细胞的是去核的( )
A．卵原细胞 B．初级卵母细胞
C．次级卵母细胞 D．卵细胞
C [通常作为核移植受体细胞的是处于减数第二次分裂中期的去核卵母细胞，即为次级卵母细胞，故选C。]
eq \a\vs4\al(掌握细胞融合与单克隆抗体制备的原理和过程)
4．(2021·济宁三模)为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B细胞染色体丢失的问题，研究者在单克隆抗体的制备过程中增加了一个步骤，如图所示。除了抗原刺激之外，用EBV(一种病毒颗粒)感染动物B细胞，使其染色体核型更稳定。这样的细胞能够在HAT培养基中存活，但对乌本苷(Oua)敏感。下列相关分析错误的是( )
A．杂交瘤细胞具有持续产生抗EBV抗体的能力
B．杂交瘤细胞染色体丢失可能导致抗体产生能力下降
C．图中B细胞取自于抗原刺激后动物的淋巴结或脾脏等
D．骨髓瘤细胞应该无法在HAT选择培养基中存活
A [本实验中EBV的作用是使B细胞染色体核型更稳定，而不是刺激B细胞分化成浆细胞产生抗体，所以该杂交瘤细胞不能产生抗EBV的抗体，A错误；杂交瘤细胞染色体丢失可能导致细胞发生变异，从而导致抗体产生能力下降，B正确；B细胞分布在脾脏和淋巴结等免疫器官中，所以在单克隆抗体制备过程中，B细胞取自于抗原刺激后动物的淋巴结或脾脏等，C正确；据图可知，骨髓瘤细胞在HAT选择培养基中死亡，D正确。]
1．(2018·新课标Ⅲ)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”)。
解析： (1)核移植是指将供体细胞核移入除去核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。通过核移植方法获得的克隆猴的细胞核由供体提供，所以与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目不变。(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小于体细胞核移植，因为胚胎细胞的分化程度相对较低，恢复其全能性更加容易一些。(3)哺乳动物核移植的过程中，分别以同种生物的雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，所得的两个克隆动物体细胞核中除了性染色体组成不同外，常染色体的组成是相同的。
答案： (1)将供体细胞核移入除去核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体 不变 (2)小于 胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性更容易 (3)相同 不同
2．(新课标Ⅱ)如图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。
回答下列问题：
(1)图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为 ____________________，过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用 ________________的方法，②代表的过程是 ________________。
(2)经过多次传代后，供体细胞中 ________________的稳定性会降低。因此，选材时必须关注传代次数。
(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是 ____________________________________________________。
(4)与克隆羊“多莉(利)”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了 ____________________________________。
解析： (1)由题意知，该动物体的性染色体组成为XX或XY，过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用显微操作(去核法)，②代表的过程是胚胎移植。(2)动物细胞培养时，多次传代后，供体细胞遗传物质稳定性会降低，故选材时必须注意传代次数。(3)克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度来说，是因为卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响。(4)克隆动物证明了已经分化的动物体细胞细胞核具有全能性。
答案： (1)XX或XY 显微操作(去核法) 胚胎移植 (2)遗传物质或核型 (3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响 (4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性
核移植技术的要点理解
(1)原理：动物细胞核的全能性。
(2)核移植时应选MⅡ中期卵母细胞的原因
①此类细胞体积大，易于操作；②卵黄多，营养物质丰富；③卵母细胞的细胞质中存在激发细胞核全能性表达的物质。
(3)克隆动物的重组细胞的细胞质基因来源于受体细胞，细胞核基因来源于提供细胞核的亲本，其遗传物质来自2个亲本。
(4)克隆动物绝大部分性状与供体动物相同，少数性状与提供卵母细胞的动物相同，与代孕动物的性状无遗传关系。
(5)动物体细胞核移植技术(克隆)从生殖方式的角度看属无性生殖，重组细胞相当于受精卵，需要动物细胞培养和胚胎工程技术的支持。
(6)体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。原因：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。
1．(2021·辽宁月考)克隆技术可应用于器官移植，能解决供体器官不足和排斥反应等问题。如图为克隆组织器官的流程模式图，回答下列问题：
(1)动物细胞核移植过程中，通常采用卵母细胞作为受体细胞，原因可能是________________________________________________________________________。
(2)动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合的方法外，还可以采用 ____________________。过程①细胞培养时，培养液中除必需的营养物质、抗生素和促生长因子外，还需要加入 ________________。
(3)将获得的组织器官移植给个体B，不会发生免疫排斥反应，原因是 ____________________________________________________。图中流程需要用到的生物学技术有 ____________________________________________________________。
解析： (1)在卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核发育的物质，故在动物细胞核移植过程中，通常采用卵母细胞作为受体细胞。(2)诱导动物细胞融合的方法有：物理法(离心、振动)、化学法(聚乙二醇)、生物法(灭活的病毒)，故动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合的物理和化学方法外，还可以采用灭活的病毒。过程①细胞培养时，培养液中除必需的营养物质、抗生素和促生长因子外，还需要加入血清、血浆。(3)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的内细胞团，遗传物质主要与供核亲本的高度一致。在一定条件下胎干细胞可以分化形成不同的组织器官，若将图中获得的组织器官移植给个体B不会发生免疫排斥反应。分析题图可知，图中流程需要用到的生物学技术有动物细胞培养、动物体细胞核移植和早期胚胎培养。
答案： (1)卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核发育的物质 (2)灭活的病毒 血清、血浆 (3)克隆器官的遗传物质主要与供核亲本的高度一致 动物细胞培养、动物体细胞核移植和早期胚胎培养
2．(2021春·丰台区期末)现代社会压力使人类的作息时间很难严格遵循于体内的生物钟。因为加班、频繁跨越时区、熬夜、肥胖等，越来越多的人面临着生物钟紊乱的困扰，导致失眠、睡眠中断、日间过度嗜睡，与人交流出现障碍等问题。2019年我国科研团队获得了5只基因BMAL1缺失(或敲除)的克隆猴，极大推动生物钟紊乱相关问题的研究。如图为克隆猴的步骤，回答下列问题：
(1)5只克隆猴是科学家利用 ____________技术获得的。首先需将A猴卵母细胞培养至 ____________________期，并通过显微操作法进行 ____________处理，然后将B猴体细胞注入去核A猴卵母细胞形成重组细胞。
(2)重组细胞进行体外培养时，需要提供适宜的营养条件和环境条件，其中培养液通常需要加入的天然成分是 ________________。然后将细胞置于 ________________________中进行培养。激活后，将胚胎移植到经过 ________________处理的代孕母猴体内，最终产出克隆猴。
(3)为判断是否是真的克隆猴，研究团队仔细检测了这些克隆猴的基因型，发现细胞核基因型与 ____________相同，由此证明5只小猴是真的克隆猴。
(4)为了验证这5只基因敲除猕猴是否存在昼夜节律紊乱问题，科学家给猴子们佩戴了“小米手环”等检测设备，可以随时监测到它们的昼夜活动情况，通过行为学分析检测其是否明显表现出类似精神分裂症的症状。对照组的设置应为 _______________________________。观察发现，与对照组相比，实验组猕猴的神经内分泌激素褪黑素分泌减少；与睡眠剥夺、抑郁症以及衰老等相关的基因表达增强；不再按照24小时的周期活动，在夜间活动明显增多，有人靠近时双手抱头，蜷缩在角落里，不敢活动。由此证明 ____________________________。
(5)5只小猴首次成为国际上成功构建的遗传背景一致的疾病猴模型。请你谈谈基因敲除模型克隆猴在科学研究上的应用前景______________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： (1)5只克隆猴是科学家利用核移植技术获得的，核移植前需将A猴卵母细胞培养至减数第二次分裂中期，因卵母细胞培养到减数第二次分裂中期才成熟；并通过显微操作法进行去核操作，这样做的目的是保证克隆猴的遗传物质主要来自B猴，然后将B猴体细胞注入去核A猴卵母细胞形成重组细胞。(2)重组细胞进行体外培养，需要的气体环境主要是O2和CO2；保证无菌无毒环境，同时在培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液，其中培养液通常需要加入的天然成分是动物血清。然后将细胞置于二氧化碳恒温培养箱中进行培养。激活后，将胚胎移植到经过同期发情处理的代孕母猴体内，这样可以保证移入的胚胎有相同的生理环境，以保证胚胎的正常存活，最终产出克隆猴。(3)为判断是否是真的克隆猴，研究团队仔细检测了这些克隆猴的基因型，发现细胞核基因型与B猴相同，说明这些猴子的核基因都是由B猴提供的，由此证明5只小猴是真的克隆猴。(4)为了验证这5只基因敲除猕猴是否存在昼夜节律紊乱问题，科学家给猴子们佩戴了“小米手环”等检测设备，可以随时监测到它们的昼夜活动情况，通过行为学分析检测其是否明显表现出类似精神分裂症的症状。对照组的设置应为与克隆猕猴生理状态相同的正常的猕猴个体(不存在BMAL1缺失)。观察发现，与对照组相比，实验组猕猴的神经内分泌激素褪黑素分泌减少；与睡眠剥夺、抑郁症以及衰老等相关的基因表达增强；不再按照24小时的周期活动，在夜间活动明显增多，有人靠近时双手抱头，蜷缩在角落里，不敢活动。由此证明人类的生物钟紊乱与BMAL1基因的功能有关。(5)5只小猴首次成为国际上成功构建的遗传背景一致的疾病猴模型。基因敲除模型克隆猴的成功培育为我们研究基因的功能以及某些遗传病的成因提供了可操作的模型，为解决人类生物钟紊乱问题揭开了新的一页。
答案： (1)核移植 减数第二次分裂中 去核 (2)动物血清 二氧化碳恒温培养箱 同期发情 (3)B猴 (4)与克隆猕猴生理状态相同的正常的猕猴个体(不存在BMAL1缺失) 人类的生物钟紊乱与BMAL1基因的功能有关 (5)基因敲除模型克隆猴的成功培育为我们研究基因的功能以及某些遗传病的成因提供了可操作的模型，为解决人类生物钟紊乱问题揭开了新的一页
一、网络构建
二、要语必记
1．植物组织培养的过程主要包括脱分化和再分化两个阶段，脱分化的结果是形成愈伤组织，再分化的结果是形成根和芽。
2．植物体细胞杂交需要用酶解法制备原生质体，所用的酶包括纤维素酶和果胶酶。
3．无论是植物体细胞杂交还是动物细胞融合，都需要诱导。
4．植物组织培养需要各种营养成分和植物激素，动物细胞培养也需要各种营养成分及血清、血浆等一些天然成分。
5．植物体细胞杂交可用于作物育种，动物细胞融合可用于单克隆抗体的制备。
6．产生单克隆抗体的细胞是杂交瘤细胞，它既能产生单克隆抗体又能无限增殖。
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
简记为：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化频率高
生长素/细胞分裂素
植物细胞的发育方向
高
有利于根的分化、抑制芽的形成
低
有利于芽的分化、抑制根的形成
适中
促进愈伤组织的生长
简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤
有关植物体细胞杂交的三个易误点
误认为植物体细胞杂交的结果只是形成杂种细胞
指正
植物体细胞杂交的结果最终要经过组织培养形成杂种植株
误认为植物体细胞杂交属于有性生殖
指正
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
误认为杂种植株的变异类型属于基因重组
指正
杂种植株的变异类型属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体
比较项目
植物组织培养
动物细胞培养
理论基础
植物细胞全能性
细胞增殖
区别
培
养
基
类型
固体或半固体培养基
液体培养基
成分
水、矿质元素、维生素、植物激素、蔗糖、氨基酸、琼脂等
葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等
取材
植物幼嫩部位或花药等
动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
关键环节
细胞的脱分化和再分化
细胞增殖和癌变
结果
新的组织或植株个体，可以体现全能性
新的细胞系或细胞株，不形成个体，不体现全能性
应用
①植株快速繁殖；
②脱毒植株的培育；
③人工种子；
④生产药物、杀虫剂等；
⑤转基因植物的培育
①蛋白质生物制品的生产；
②皮肤移植材料的培育；
③检测有毒物质；
④生理、病理、药理等方面的研究
相同点
①两种技术手段培养过程中细胞都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂；
②均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件
—
第一次筛选
第二次筛选
筛选原因
诱导融合后得到多种杂交细胞，还有未融合的细胞
由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞
筛选
方法
用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞能生长
用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群
筛选目的
得到杂交瘤细胞
得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
析个性
第1题主要考查细胞核移植的概念、类型、具体过程和克隆生物的特点；第2题考查核移植的操作技术和克隆生物体内遗传物质的特点
找共性
两个题目都考查到核移植的过程和克隆生物的遗传特点
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