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2022年《南方新课堂 高考总复习》生物 选修3 专题2 细胞工程课件
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这是一份2022年《南方新课堂 高考总复习》生物 选修3 专题2 细胞工程课件，共60页。PPT课件主要包含了考情分析，考点一，植物细胞的全能性，植物组织培养技术，全能性，2概念理解，形成完整的植株，愈伤组织，3过程，2无菌条件等内容，欢迎下载使用。
植物细胞工程的基本技术
[考点梳理]1.细胞工程的概念
(1)物质基础：生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全套基因。
(2)高度分化的细胞全能性表达的条件。①离体状态。
②营养物质：有机营养、无机营养。③植物激素：生长素、细胞分裂素。④无菌、适宜的外界条件。
(1)原理：植物细胞具有____________。
①培养对象：______的植物器官、组织或细胞。②培养条件：______、人工配制的培养基、相关激素等。③培养结果：产生__________、丛芽(或胚状体等)，最终
(4)植物组织培养的过程中脱分化与再分化的比较。
4.影响植物组织培养的主要因素(1)培养材料。
①不同的植物组织，培养的难易程度差别很大，容易进行
无性繁殖的植物也容易进行组织培养。
②同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短对培养也有影响。幼龄、保存时间短的植物材料容易培养成功。
培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡，因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。
无菌技术是植物组织培养获得成功的关键，无菌技术包括培养基的灭菌、植物材料(外植体)的消毒和接种时的无菌操作。
(3)植物激素在组织培养过程中的重要作用。
生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的
①在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的
②使用顺序不同，结果不同。
③当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细
5.植物体细胞杂交技术
(1)概念：将______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______________，杂种细胞培
育成杂种植株利用了_________________。
(4)意义：克服了______________的障碍。
(5)植物细胞融合完成的标志：新________的形成。
(6)植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞。杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征(原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质)。
(7)体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、
基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。
(8)该培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔
(9)植物体细胞杂交克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展
了可用于杂交的亲本组合范围。
(1)植物体细胞杂交获得的杂种细胞的类型有三种(只考虑两两融合)：AA 型、BB 型、AB 型，符合要求的只有 AB 型，需要进行筛选。
(2)杂种植株遗传物质的变化：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。
(3)植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此
6.植物细胞工程的应用
(2)作物新品种的培育。
(3)细胞产物的工厂化生产：即利用________________技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。
[易错诊断]1.在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞
答案：×2.经植物组织培养得到的胚状体用人工薄膜包装后可得到
答案：√3.用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了
4.培养草莓脱毒苗所采用的主要技术是细胞杂交。(
答案：×5.植物体细胞杂交所获得的杂种植株的变异类型属于染色
[基础测评]1.在工业化大量培养植物试管苗的过程中，一般进行如下
操作，则正确的操作顺序是(
⑤诱导形成根B.②④③①⑤D.②⑤①④③
④诱导形成未分化状态的细胞A.②①③④⑤C.②③④①⑤答案：B
2.如图所示为培育农作物新品种的一种方式。下列说法正
A.②③过程分别称为细胞分裂和细胞分化B.该育种与传统杂交育种相比，最大的优点是繁殖速度快C.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D.该育种方式涉及转基因技术、胚胎移植技术答案：C
动物细胞培养和核移植技术
[考点梳理]1.动物细胞工程常用的技术手段：________________、动物细胞核移植、______________ 、生产单克隆抗体等。其中______________技术是其他动物细胞工程技术的基础。
(1)概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成__________________，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长
①无菌、无毒的环境：对_______和所有培养用具进行无菌处理；添加一定量的_________ ；定期更换培养液以便清除
__________。
②营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素
外，还需加入____________等一些天然成分。
③温度和 pH：适宜温度为____________(哺乳动物)，pH 为___________(多数细胞)。
36.5±0.5 ℃
(3)动物细胞培养的过程。
①生产生物制品：如病毒疫苗、干扰素、____________等。②应用于基因工程：动物细胞是基因工程技术中常用的____________，因此，基因工程离不开动物细胞的培养。③检测有毒物质，判断某种物质的毒性。④用于_______________________等方面的研究，如筛选抗
3.动物细胞培养时注意的几个问题
(1)进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。分散细胞时不能用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶的最适 pH 约为 1.8，胰蛋白酶的最适 pH 为 7.2～7.8，而多数动物细胞培养的适宜 pH 为 7.2～7.4。
(2)原代培养与传代培养的区别。
①原代培养：细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养
②传代培养：原代培养的细胞生长、繁殖一定时间后，由于空间不足或细胞密度过大导致接触抑制，影响细胞的生长，因此需要重新用胰蛋白酶等处理，进行分瓶扩大培养，即传代培养。
(3)取供体动物的体细胞培养，一般选用传至 10 代以内的细胞，因为 10 代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。然而欲获得无限增殖的细胞则往往在 50 代以后，其遗传物质已发生变化，具癌变特性。
4.动物细胞培养与植物组织培养的异同
5.动物核移植技术和克隆动物(1)原理：动物细胞核的全能性。
(2)核移植种类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。(3)动物克隆的一般过程。
(4)结果：产生__________。
(5)体细胞核移植技术的应用：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，增大存活数量；③生产珍贵的医用蛋白；④作为异种移植的供体；⑤用于组织器官的移植等。
[易错诊断]1.制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶
答案：×2. 培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细
答案：×3.肝细胞培养过程中通常在培养液中通入 5%的 CO2 刺激细
4.与“多利”羊等克隆哺乳动物相关的技术有胚胎移植、
答案：√5.用于核移植的供体细胞一般都选用传代 10 代以内的细
[基础测评]1.实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如下图
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消化C.丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型D.丁过程得到的细胞具有异质性答案：C
2. 关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是
A.动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同B.动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶C.烟草叶片离体培养能产生新个体，小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖D.动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖培养可用于植物脱除病毒答案：B
考点三1.动物细胞融合
动物细胞融合与单克隆抗体的制备[考点梳理]
(1)概念：两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，
(2)融合方法：聚乙二醇(PEG)、___________或电激等。
(3)原理：___________________。
(4)过程：不同来源的两个或多个动物细胞
________细胞。
(5)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__________。
(6)意义：突破了__________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、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段，为制造______________开辟了新途径。
2.动物细胞融合(单克隆抗体的制备)与植物体细胞杂交
3.单克隆抗体的制备(1)制备过程。
(2)单克隆抗体的应用。
①作为诊断试剂：能准确地识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。
②用于治疗疾病和运载药物：主要用于癌症治疗，可制成
“生物导弹”，也可用于其他疾病的治疗。
(3)对动物免疫的原因：B 淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的 B 淋巴细胞，才能产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的 B 淋巴细胞实际上是浆细胞。
(4)制备单克隆抗体过程中的两次筛选。
(5)杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质，不仅具有浆细胞产生特异性抗体的能力，还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力，从而可以克服单纯 B 淋巴细胞不能无限增殖的缺点，大量生产单克隆抗体。[易错诊断]1.相比植物体细胞杂交，动物细胞融合特有的诱导方式是
用灭活的病毒处理。(答案：√
2.B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型
(仅考虑细胞两两融合的情况)。(
答案：√3.杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得能产生单克隆抗
答案：×4.杂交瘤细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生专一
[基础测评]1.单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和 B 淋巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞。在这种培养基上
不能存活、增殖的细胞是(
④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞
A.①②③④C.②④答案：A
2.关于用细胞工程技术制备单克隆抗体的叙述，不正确的
A.给小鼠注射抗原，是为了获得能产生相应抗体的 B 淋巴细胞B.骨髓瘤细胞与 B 淋巴细胞混合培养，是为了获得融合细胞C 杂交瘤细胞进行体外培养，是为了获得单克隆抗体D.杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎答案：D
[典例 1](2019 年新课标Ⅱ卷)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有____________(答出 2点即可)。(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种
人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是____________。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、____________和____________等几类物质。
(3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的____________进行组织培养。
(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是____________(用流程图表示)。
[解析](1)植物微型繁殖是快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有：保持优良品种的遗传特性；高效快速地实现种苗的大量繁殖。 (2)人工种皮具备透气性的作用是：有利于胚状体进行呼吸作用，以保持胚状体的活力。人工胚乳能够为胚状体的发育提供营养，因此应含有植物激素、矿质元素、糖等物质。(3)植
物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，因此为了获得脱毒苗，可以选取植物的茎尖进行组织培养。(4)将含有目的基因的植物细胞培养为一个完整的转基因植物，需借助植物组
织培养技术才能实现，其基本程序是：含目的基因的细胞
[答案](1)能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快
(2)有利于胚状体进行呼吸作用(3)茎尖
(4)含目的基因的细胞
[考向预测]1.(2020 年山东卷)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解析：过程①是获得植物细胞的原生质体，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解，A 正确；根据题干信息可知，过程②通过紫外线照射是使中间偃麦草的染色体断裂，B 正确；灭活的病毒诱导是动物细胞融合特有的方法，植物原生质体融合常用聚乙二醇诱导，C 错误；实验最终将不耐盐的普通小麦和耐盐的偃麦草整合形成耐盐小麦，说明耐盐小麦染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段，D 正确。
2.(2019 年江西九江联考)根据下面植物体细胞杂交技术流
(1)运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)，自然状态下不能得到杂种植株，原因是_____________________________________________。
(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是____________________，其中过程②称为______________，植物体细胞融合完成的标志是______________________。(3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—
马铃薯”属于________倍体植株。
(4)已知柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养到________阶段即可(填图中字母编号)。(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵，然后进行组织培养，该过程相当于____________过程(填图中标号)。
(6)人工种子是由发育到________(填图中字母编号)过程的
结构包裹上人工种皮制备的。
解析：(1)番茄和马铃薯属于两个物种，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是细胞的全能性，其中过程②称为原生质体融合，植物体细胞融合完成的标志是产生新的细胞壁。(3)由于番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，因此“番茄—马铃薯”属于(异源)六倍体。(4)柴油是植物细胞的代谢产物，将柴油树细胞培养到愈伤组织阶段即可提取柴油，愈伤组织阶段为图中的 e 阶段。(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵，然后进行组织培养，包括脱分化和再分化两个阶段，即图中的④⑤。(6)人工种子是用胚状体包上人工种皮制成的。
答案：(1)不同种的植物存在生殖隔离
原生质体融合 产生新的细胞壁 (3)六 (4)e (5)④⑤ (6)f
[典例 2]下图所示为动物细胞培养过程中，动物细胞增殖情况的变化曲线(图中 B、D 两点表示经筛选后继续培养)，请据图回答下面的问题：
(1)OA 段的培养称为______培养，AB 段可能发生了___________现象，需要用______酶处理，以使组织细胞分散开来。(2)动物细胞培养和植物组织培养过程中，就细胞增殖、分化来说，动植物细胞都要进行____________，不同的是植物细胞还要进行________________。
(3)为制备单克隆抗体，需将______注射到小鼠体内，以此获取________细胞，同时可选取图中______点的细胞与该细胞融合形成杂交细胞，所选取细胞的细胞膜上的______比正常细胞显著减少。为筛选出能够产生单克隆抗体的杂交细胞，可用______培养基达到目的。
[解析]据图中不同阶段细胞的增殖代数可知，AB 段细胞停止增殖，但此时细胞仍有增殖能力，所以此时可能发生了接触抑制，故 OA 段为原代培养；D 点细胞增殖代数达到了 60 次以上，故此时细胞发生了癌变，获得了无限增殖的能力。
[答案](1)原代 接触抑制
D 糖蛋白 选择
3.(2019 年安徽六安一中质检)回答下列有关动物细胞培养
(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获得不死性。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。
单(或一) 胰蛋白酶(或胶
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
(4)中 (5)冷冻(或超低温、液氮)
4.根据以下资料回答问题。
资料：美国科学家已经在实验室中成功培育出膀胱，并顺利移植到 7 名患者体内。该培育过程是：从患者的膀胱上取下普通邮票一半大小的活细胞样本，膀胱从外到内由三层构成，即肌肉、胶原质和膀胱上皮。将活细胞样本中胶原质剥下，将肌肉细胞和膀胱上皮细胞分别置于不同的培养皿中培养，约一周后将这些细胞放在一些海绵形状的可生物降解的由胶原质制成的“支架”上继续培养，再过 7 周左右，原先的数万个细胞已经繁殖到 15 亿个左右，布满“支架”，膀胱上皮在内，肌肉
在外。医生将“新膀胱”移植到患者膀胱的上面。这样新器官会继续生长并与老器官“重组”取代老器官中丧失功能的部分。培育过程如下图所示：
(1)a 过程属于细胞工程中的______________，其培养基与植物组织培养的培养基含有的营养成分的主要不同点是前者含有________。
(2)b 过程由数万个细胞繁殖到 15 亿个细胞是_______的结果，上述过程中不但需要无菌、无毒的环境，适宜的营养，还需要适宜的________________、________环境。
(3)新器官与老器官的“重组”________(填“是”或“不是”)基因重组，因为新器官与老器官的________相同。(4)“新膀胱”移植后，________(填“会”或“不会”)成为抗原，因为新老器官具有________蛋白质等物质。(5)除上述方法外，还可将患者的体细胞核移入去核的_______中，这是利用体细胞________技术，形成相应组织、器官。
解析：(1)图中 a 过程为动物细胞培养过程，动物细胞培养基成分与植物组织培养的培养基含有的营养成分的主要不同点是前者含动物血清。(2)动物细胞培养时，不但需要无菌、无毒的环境及适宜的营养，还需要适宜的温度、pH 及气体环境。(3)由于新器官与老器官的遗传物质相同，新器官与老器官的“重组”不是基因重组。(4)因为新老器官细胞具有相同的表面抗原等物质，“新膀胱”移植后不会成为抗原。(5)利用体细胞核移植技术将患者的体细胞核移入去核的卵母细胞中，重组细胞经培养也可形成相应组织、器官。
答案：(1)动物细胞培养
(2)有丝分裂(细胞分裂)
(4)不会 相同的
动物核移植技术和克隆动物
[典例 3](2018 年新课标Ⅲ卷)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)核移植是指将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个胚胎最后发育成为动物个体；通过核移植方法获得的克隆猴的细胞核来自供体，因此克隆猴体细胞的染色体数目和供体一致；(2)胚胎细胞核移植的难度小于体细胞核移植，其原因是动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易；(3)哺乳动物雌性个体和雄性个体的体细胞染色体常染色体相同，性染色体前者是 XX，后者是 XY，因此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相同，性染色体组合不同。
[答案](1)将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的
卵母细胞，使其重组并发育成一个新的胚胎
胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易不同
5.(2019 年湖南长郡中学第二次月考)如图表示培育转基因克隆羊和胚胎工程的部分操作流程，其中字母代表有关结构或个体，数字代表过程、方法。请据图回答下列问题：
(1)图中过程①～⑦所涉及的生物技术有_______________
____________(写两种即可)。
(2) 通过①、⑤过 程 获 取 分 散 的 细 胞 时，用 到 的 酶是__________，培养的细胞在充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为________________。
(3)动物细胞培养过程中应将细胞置于 5% CO2 的气体环境中，CO2 的作用是________________。此培养过程中为防止杂菌感染，需要添加一定量的__________。
(4)早期胚胎可通过____________(写明数字及名称)技术移入代孕母体子宫内继续发育，该技术在生产实践中的意义在于______________________________。
(5)通常用去核的卵母细胞作为受体细胞，此时的卵母细胞应该培养到________________(细胞分裂方式及时期)，f 细胞在形态上的特点是__________________________。
解析：(1)图中①是动物细胞培养，②是用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理，③④是将目的细胞注入去核卵母细胞形成重组细胞的过程，⑤是早期胚胎培养，⑥是胚胎移植，⑦是从早期胚胎中获取胚胎干细胞。全过程所涉及的生物技术有动物细胞培养、细胞核移植、胚胎移植、早期胚胎培养等。(2)通过①、⑤过程获取分散的细胞时，用到的酶是胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)；
培养的细胞在充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为接触抑制。(3)图中动物细胞培养过程中应将细胞置于 5%CO2 的气体环境中，CO2 的作用是维持培养液的 pH，培养过程中为防止杂菌感染，需要添加一定量的抗生素。(4)早期胚胎可通过⑥胚胎移植技术移入代孕母体子宫内继续发育，该技术可以提高优良母畜的繁殖率。(5)通常用去核卵母细胞作为受体细胞，此时的卵母细胞应该培养到减数第二次分裂中期，f 胚胎干细胞在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显。
答案：(1)动物细胞培养、早期胚胎培养(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 接触抑制
(3)维持培养液的 pH
(5)减数第二次分裂的中期
体积小、细胞核大、核仁明显
6.下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍
(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可能是_________________________________________________________________________________。(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了___________________________________________________________。
解析：图示为核移植技术流程，A 从供体细胞中取出的细胞核，移入去核的卵母细胞内，形成重组细胞，经过早期胚胎培育至桑椹胚或者囊胚，经②过程胚胎移植到代孕母体的子宫内完成胚胎的后期发育，直至分娩出克隆动物。(1)正常哺乳动物的性染色体组成为 XX 或XY。一般在卵母细胞培养到适当时期后，会通过显微操作去除卵母细胞中的核。过程②是将胚胎移入受体(代孕)个体体内。(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，原因是该种细胞代谢旺盛、分裂能力强，且遗传物质能够保持相对的稳定性，因此选材时必须关注
传代次数。(3)遗传物质大量存在于细胞核中，少量存在于细胞质中，因此若克隆动物与供体动物性状不完全相同，性状受卵母细胞质中的遗传物质影响。(4)动物核移植和克隆技术证明了已经分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
答案：(1)XX 或 XY
(2)遗传物质(3)卵母细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)已经分化的动物体细胞核具有全能性
动物细胞融合与单克隆抗体的制备
[典例 4](2019 年湖北十校模拟)双特异性单克隆抗体是指可同时与癌细胞和药物结合的特异性抗体。如图是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的 B 细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱(一种抗癌药物)的双特异性单克隆抗体的部分过程。回答下列问题：
(1)过程①的目的是__________________________，制备双特异性单克隆抗体的过程中用到的动物细胞工程技术有_____________和______________。
(2)过程②诱导融合常用的化学方法是______________。经过过程③④得到的单克隆杂交瘤细胞应具备的特征是_______________________________。
(3)获得的单克隆杂交—杂交瘤细胞在体外条件下培养或________________________，均可提取出大量的双特异性单克隆抗体。
(4)与直接使用长春碱相比，将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药，对人体的副作用更小，原因是_____________________________。
[解析](1)过程①是给小鼠注射癌胚抗原，其目的是使小鼠产生能分泌识别癌胚抗原抗体的浆细胞(B 淋巴细胞)，制备双特异性单克隆抗体的过程中用到的动物细胞工程技术有动物细胞融合和动物细胞培养。(2)过程②诱导细胞融合常用的化学试剂是聚乙二醇(PEG)，单克隆杂交瘤细胞应具备的特征有既能迅速大量增殖，又能产生专一的抗体。(3)获得的单克隆杂交—杂交瘤细胞有两个培养途径，一是在体外条件下培养，二是注射到小鼠腹腔内培养增殖。(4)与直接使用长春碱相比，将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药，对人体的副作用更小，原因是双特异性单克隆抗体能将抗癌药物(长春碱)定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞，这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量，相当于“生物导弹”。
[答案](1)使小鼠产生能分泌识别癌胚抗原抗体的浆细胞(B
(2)聚乙二醇(PEG)诱导
既能迅速大量增殖，又能产生专
一的抗体(3)注射到小鼠腹腔内增殖(4)双特异性单克隆抗体能将抗癌药物(长春碱)定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞，这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量
[考向预测]7.某小鼠生活过程中被多种病原体感染过，科学家以该小鼠为实验材料，利用单克隆抗体技术，获得了抗某种病原体的
髙纯度单克隆抗体。下列有关叙述错误的是(
A.被多种病原体感染过的小鼠体内会产生多种浆细胞B.经细胞融合后形成的单个杂交瘤细胞可分泌多种特异性抗体C.使用人鼠嵌合单克隆抗体进行疾病治疗可减少副作用的发生D.单克隆抗体的制备过程中应用了动物细胞培养和细胞融合技术
解析：被多种病原体感染过的小鼠体内，B 细胞会增殖分化形成多种不同的浆细胞，进而产生多种抗体去对付不同的抗原，A 正确；经细胞融合后形成的单个杂交瘤细胞，只能产生一种抗体，B 错误；使用人鼠嵌合单克隆抗体进行疾病治疗可减少副作用的发生，C 正确；单克隆抗体的制备过程中应用了细胞融合技术和动物细胞培养技术，D 正确。
8. (2020 年新课标Ⅰ卷)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。
(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)。
解析：(1)实验前给小鼠甲注射病毒 A，是为了诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒 A 抗体的 B 淋巴细胞。(2)取小鼠的脾脏，剪碎组织，用胰蛋白酶处理获得单个细胞，加入培养液可以制成单细胞悬液。(3)图中筛选 1 需要用到选择培养基，只有杂交瘤细胞可以存活。筛选 2 是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞，该过程要用到抗原抗体杂交，故筛选所依据的原理是抗原与抗体反应具有特异性。(4)获得能产生抗病毒 A 的单克隆抗体的杂交瘤细胞后，可以在体外培养液中进行培养，或在小鼠的腹腔中进行培养，使杂交瘤细胞大量增殖。
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，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液
只有杂交瘤细胞能够生存
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
9.(2019 年江西四校联考)应用生物工程技术可获得人们需
要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题：
(1)在培育转人生长激素基因牛过程中，②过程常用的方法是________________，采用胚胎分割技术对处在________的胚胎进行分割，可以获得多头基因型相同的转基因牛。这些基因型相同的转基因牛的产生属于________繁殖。
(2)转人生长激素基因牛可通过乳腺细胞分泌乳汁来生产人生长激素，在构建基因表达载体时，人生长激素基因的首端必须含有________________________。
(3)prG 能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，Ⅲ代表的细胞具有___________________________的特点。
(4)在抗虫棉培育过程中，④过程常采用的方法是______________；⑤过程采用的技术是____________；在分子水平上可采用____________法来检测转基因抗虫棉的抗虫基因是否成功表达。(5)下面是获取目的基因的几种方法，其中核酸序列要求已知的是________(填字母)。
①从基因组文库中获取目的基因
②利用 PCR 技术扩增目
③构建 cDNA 文库的目的基因
④通过 DNA 合成仪
利用化学方法人工合成目的基因
(6)当获能后的精子与卵子相遇时，首先发生________，释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞间的物质，形成精子穿越放射冠的通路。防止多精入卵的生理反应依次有透明带反应、____________。
解析：(1)将目的基因导入动物受精卵的常用方法是显微注射法。采用胚胎分割技术对处在桑椹胚或囊胚期的胚胎进行分割，可以获得多个基因型相同的个体，这种繁殖方法属于无性繁殖。(2)若通过乳腺细胞分泌乳汁来生产人生长激素，在构建基因表达载体时，目的基因的首端必须含有牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件。(3)在制备单克隆抗体时，经检测、筛选后
得到的细胞既能无限增殖，也可以产生特定的抗体。 (4)在抗虫棉培育过程中，将目的基因导入受体细胞常用的方法是农杆菌转化法，再通过植物组织培养技术将受体细胞培育成抗虫棉。在分子水平上可采用抗原—抗体杂交技术来检测抗虫基因是否成功表达。(5)利用 PCR 技术扩增目的基因所使用的引物是根据一段已知目的基因的核苷酸序列合成的，而通过 DNA 合成仪用化学方法人工合成目的基因时，需要知道目的基因的全部核苷酸序列，故选 C。(6)精子与卵子相遇时，首先发生顶体反应，使顶体内的酶释放出来。防止多精入卵的生理反应有透明带反应和卵细胞膜反应。
植物细胞工程的基本技术
[考点梳理]1.细胞工程的概念
(1)物质基础：生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全套基因。
(2)高度分化的细胞全能性表达的条件。①离体状态。
②营养物质：有机营养、无机营养。③植物激素：生长素、细胞分裂素。④无菌、适宜的外界条件。
(1)原理：植物细胞具有____________。
①培养对象：______的植物器官、组织或细胞。②培养条件：______、人工配制的培养基、相关激素等。③培养结果：产生__________、丛芽(或胚状体等)，最终
(4)植物组织培养的过程中脱分化与再分化的比较。
4.影响植物组织培养的主要因素(1)培养材料。
①不同的植物组织，培养的难易程度差别很大，容易进行
无性繁殖的植物也容易进行组织培养。
②同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短对培养也有影响。幼龄、保存时间短的植物材料容易培养成功。
培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡，因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。
无菌技术是植物组织培养获得成功的关键，无菌技术包括培养基的灭菌、植物材料(外植体)的消毒和接种时的无菌操作。
(3)植物激素在组织培养过程中的重要作用。
生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的
①在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的
②使用顺序不同，结果不同。
③当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细
5.植物体细胞杂交技术
(1)概念：将______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______________，杂种细胞培
育成杂种植株利用了_________________。
(4)意义：克服了______________的障碍。
(5)植物细胞融合完成的标志：新________的形成。
(6)植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞。杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征(原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质)。
(7)体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、
基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。
(8)该培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔
(9)植物体细胞杂交克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展
了可用于杂交的亲本组合范围。
(1)植物体细胞杂交获得的杂种细胞的类型有三种(只考虑两两融合)：AA 型、BB 型、AB 型，符合要求的只有 AB 型，需要进行筛选。
(2)杂种植株遗传物质的变化：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。
(3)植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此
6.植物细胞工程的应用
(2)作物新品种的培育。
(3)细胞产物的工厂化生产：即利用________________技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。
[易错诊断]1.在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞
答案：×2.经植物组织培养得到的胚状体用人工薄膜包装后可得到
答案：√3.用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了
4.培养草莓脱毒苗所采用的主要技术是细胞杂交。(
答案：×5.植物体细胞杂交所获得的杂种植株的变异类型属于染色
[基础测评]1.在工业化大量培养植物试管苗的过程中，一般进行如下
操作，则正确的操作顺序是(
⑤诱导形成根B.②④③①⑤D.②⑤①④③
④诱导形成未分化状态的细胞A.②①③④⑤C.②③④①⑤答案：B
2.如图所示为培育农作物新品种的一种方式。下列说法正
A.②③过程分别称为细胞分裂和细胞分化B.该育种与传统杂交育种相比，最大的优点是繁殖速度快C.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D.该育种方式涉及转基因技术、胚胎移植技术答案：C
动物细胞培养和核移植技术
[考点梳理]1.动物细胞工程常用的技术手段：________________、动物细胞核移植、______________ 、生产单克隆抗体等。其中______________技术是其他动物细胞工程技术的基础。
(1)概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成__________________，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长
①无菌、无毒的环境：对_______和所有培养用具进行无菌处理；添加一定量的_________ ；定期更换培养液以便清除
__________。
②营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素
外，还需加入____________等一些天然成分。
③温度和 pH：适宜温度为____________(哺乳动物)，pH 为___________(多数细胞)。
36.5±0.5 ℃
(3)动物细胞培养的过程。
①生产生物制品：如病毒疫苗、干扰素、____________等。②应用于基因工程：动物细胞是基因工程技术中常用的____________，因此，基因工程离不开动物细胞的培养。③检测有毒物质，判断某种物质的毒性。④用于_______________________等方面的研究，如筛选抗
3.动物细胞培养时注意的几个问题
(1)进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。分散细胞时不能用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶的最适 pH 约为 1.8，胰蛋白酶的最适 pH 为 7.2～7.8，而多数动物细胞培养的适宜 pH 为 7.2～7.4。
(2)原代培养与传代培养的区别。
①原代培养：细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养
②传代培养：原代培养的细胞生长、繁殖一定时间后，由于空间不足或细胞密度过大导致接触抑制，影响细胞的生长，因此需要重新用胰蛋白酶等处理，进行分瓶扩大培养，即传代培养。
(3)取供体动物的体细胞培养，一般选用传至 10 代以内的细胞，因为 10 代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。然而欲获得无限增殖的细胞则往往在 50 代以后，其遗传物质已发生变化，具癌变特性。
4.动物细胞培养与植物组织培养的异同
5.动物核移植技术和克隆动物(1)原理：动物细胞核的全能性。
(2)核移植种类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。(3)动物克隆的一般过程。
(4)结果：产生__________。
(5)体细胞核移植技术的应用：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，增大存活数量；③生产珍贵的医用蛋白；④作为异种移植的供体；⑤用于组织器官的移植等。
[易错诊断]1.制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶
答案：×2. 培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细
答案：×3.肝细胞培养过程中通常在培养液中通入 5%的 CO2 刺激细
4.与“多利”羊等克隆哺乳动物相关的技术有胚胎移植、
答案：√5.用于核移植的供体细胞一般都选用传代 10 代以内的细
[基础测评]1.实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如下图
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消化C.丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型D.丁过程得到的细胞具有异质性答案：C
2. 关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是
A.动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同B.动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶C.烟草叶片离体培养能产生新个体，小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖D.动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖培养可用于植物脱除病毒答案：B
考点三1.动物细胞融合
动物细胞融合与单克隆抗体的制备[考点梳理]
(1)概念：两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，
(2)融合方法：聚乙二醇(PEG)、___________或电激等。
(3)原理：___________________。
(4)过程：不同来源的两个或多个动物细胞
________细胞。
(5)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__________。
(6)意义：突破了__________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、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段，为制造______________开辟了新途径。
2.动物细胞融合(单克隆抗体的制备)与植物体细胞杂交
3.单克隆抗体的制备(1)制备过程。
(2)单克隆抗体的应用。
①作为诊断试剂：能准确地识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。
②用于治疗疾病和运载药物：主要用于癌症治疗，可制成
“生物导弹”，也可用于其他疾病的治疗。
(3)对动物免疫的原因：B 淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的 B 淋巴细胞，才能产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的 B 淋巴细胞实际上是浆细胞。
(4)制备单克隆抗体过程中的两次筛选。
(5)杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质，不仅具有浆细胞产生特异性抗体的能力，还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力，从而可以克服单纯 B 淋巴细胞不能无限增殖的缺点，大量生产单克隆抗体。[易错诊断]1.相比植物体细胞杂交，动物细胞融合特有的诱导方式是
用灭活的病毒处理。(答案：√
2.B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型
(仅考虑细胞两两融合的情况)。(
答案：√3.杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得能产生单克隆抗
答案：×4.杂交瘤细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生专一
[基础测评]1.单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和 B 淋巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞。在这种培养基上
不能存活、增殖的细胞是(
④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞
A.①②③④C.②④答案：A
2.关于用细胞工程技术制备单克隆抗体的叙述，不正确的
A.给小鼠注射抗原，是为了获得能产生相应抗体的 B 淋巴细胞B.骨髓瘤细胞与 B 淋巴细胞混合培养，是为了获得融合细胞C 杂交瘤细胞进行体外培养，是为了获得单克隆抗体D.杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎答案：D
[典例 1](2019 年新课标Ⅱ卷)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有____________(答出 2点即可)。(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种
人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是____________。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、____________和____________等几类物质。
(3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的____________进行组织培养。
(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是____________(用流程图表示)。
[解析](1)植物微型繁殖是快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有：保持优良品种的遗传特性；高效快速地实现种苗的大量繁殖。 (2)人工种皮具备透气性的作用是：有利于胚状体进行呼吸作用，以保持胚状体的活力。人工胚乳能够为胚状体的发育提供营养，因此应含有植物激素、矿质元素、糖等物质。(3)植
物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，因此为了获得脱毒苗，可以选取植物的茎尖进行组织培养。(4)将含有目的基因的植物细胞培养为一个完整的转基因植物，需借助植物组
织培养技术才能实现，其基本程序是：含目的基因的细胞
[答案](1)能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快
(2)有利于胚状体进行呼吸作用(3)茎尖
(4)含目的基因的细胞
[考向预测]1.(2020 年山东卷)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解析：过程①是获得植物细胞的原生质体，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解，A 正确；根据题干信息可知，过程②通过紫外线照射是使中间偃麦草的染色体断裂，B 正确；灭活的病毒诱导是动物细胞融合特有的方法，植物原生质体融合常用聚乙二醇诱导，C 错误；实验最终将不耐盐的普通小麦和耐盐的偃麦草整合形成耐盐小麦，说明耐盐小麦染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段，D 正确。
2.(2019 年江西九江联考)根据下面植物体细胞杂交技术流
(1)运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)，自然状态下不能得到杂种植株，原因是_____________________________________________。
(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是____________________，其中过程②称为______________，植物体细胞融合完成的标志是______________________。(3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—
马铃薯”属于________倍体植株。
(4)已知柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养到________阶段即可(填图中字母编号)。(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵，然后进行组织培养，该过程相当于____________过程(填图中标号)。
(6)人工种子是由发育到________(填图中字母编号)过程的
结构包裹上人工种皮制备的。
解析：(1)番茄和马铃薯属于两个物种，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是细胞的全能性，其中过程②称为原生质体融合，植物体细胞融合完成的标志是产生新的细胞壁。(3)由于番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，因此“番茄—马铃薯”属于(异源)六倍体。(4)柴油是植物细胞的代谢产物，将柴油树细胞培养到愈伤组织阶段即可提取柴油，愈伤组织阶段为图中的 e 阶段。(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵，然后进行组织培养，包括脱分化和再分化两个阶段，即图中的④⑤。(6)人工种子是用胚状体包上人工种皮制成的。
答案：(1)不同种的植物存在生殖隔离
原生质体融合 产生新的细胞壁 (3)六 (4)e (5)④⑤ (6)f
[典例 2]下图所示为动物细胞培养过程中，动物细胞增殖情况的变化曲线(图中 B、D 两点表示经筛选后继续培养)，请据图回答下面的问题：
(1)OA 段的培养称为______培养，AB 段可能发生了___________现象，需要用______酶处理，以使组织细胞分散开来。(2)动物细胞培养和植物组织培养过程中，就细胞增殖、分化来说，动植物细胞都要进行____________，不同的是植物细胞还要进行________________。
(3)为制备单克隆抗体，需将______注射到小鼠体内，以此获取________细胞，同时可选取图中______点的细胞与该细胞融合形成杂交细胞，所选取细胞的细胞膜上的______比正常细胞显著减少。为筛选出能够产生单克隆抗体的杂交细胞，可用______培养基达到目的。
[解析]据图中不同阶段细胞的增殖代数可知，AB 段细胞停止增殖，但此时细胞仍有增殖能力，所以此时可能发生了接触抑制，故 OA 段为原代培养；D 点细胞增殖代数达到了 60 次以上，故此时细胞发生了癌变，获得了无限增殖的能力。
[答案](1)原代 接触抑制
D 糖蛋白 选择
3.(2019 年安徽六安一中质检)回答下列有关动物细胞培养
(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获得不死性。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。
单(或一) 胰蛋白酶(或胶
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
(4)中 (5)冷冻(或超低温、液氮)
4.根据以下资料回答问题。
资料：美国科学家已经在实验室中成功培育出膀胱，并顺利移植到 7 名患者体内。该培育过程是：从患者的膀胱上取下普通邮票一半大小的活细胞样本，膀胱从外到内由三层构成，即肌肉、胶原质和膀胱上皮。将活细胞样本中胶原质剥下，将肌肉细胞和膀胱上皮细胞分别置于不同的培养皿中培养，约一周后将这些细胞放在一些海绵形状的可生物降解的由胶原质制成的“支架”上继续培养，再过 7 周左右，原先的数万个细胞已经繁殖到 15 亿个左右，布满“支架”，膀胱上皮在内，肌肉
在外。医生将“新膀胱”移植到患者膀胱的上面。这样新器官会继续生长并与老器官“重组”取代老器官中丧失功能的部分。培育过程如下图所示：
(1)a 过程属于细胞工程中的______________，其培养基与植物组织培养的培养基含有的营养成分的主要不同点是前者含有________。
(2)b 过程由数万个细胞繁殖到 15 亿个细胞是_______的结果，上述过程中不但需要无菌、无毒的环境，适宜的营养，还需要适宜的________________、________环境。
(3)新器官与老器官的“重组”________(填“是”或“不是”)基因重组，因为新器官与老器官的________相同。(4)“新膀胱”移植后，________(填“会”或“不会”)成为抗原，因为新老器官具有________蛋白质等物质。(5)除上述方法外，还可将患者的体细胞核移入去核的_______中，这是利用体细胞________技术，形成相应组织、器官。
解析：(1)图中 a 过程为动物细胞培养过程，动物细胞培养基成分与植物组织培养的培养基含有的营养成分的主要不同点是前者含动物血清。(2)动物细胞培养时，不但需要无菌、无毒的环境及适宜的营养，还需要适宜的温度、pH 及气体环境。(3)由于新器官与老器官的遗传物质相同，新器官与老器官的“重组”不是基因重组。(4)因为新老器官细胞具有相同的表面抗原等物质，“新膀胱”移植后不会成为抗原。(5)利用体细胞核移植技术将患者的体细胞核移入去核的卵母细胞中，重组细胞经培养也可形成相应组织、器官。
答案：(1)动物细胞培养
(2)有丝分裂(细胞分裂)
(4)不会 相同的
动物核移植技术和克隆动物
[典例 3](2018 年新课标Ⅲ卷)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)核移植是指将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个胚胎最后发育成为动物个体；通过核移植方法获得的克隆猴的细胞核来自供体，因此克隆猴体细胞的染色体数目和供体一致；(2)胚胎细胞核移植的难度小于体细胞核移植，其原因是动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易；(3)哺乳动物雌性个体和雄性个体的体细胞染色体常染色体相同，性染色体前者是 XX，后者是 XY，因此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相同，性染色体组合不同。
[答案](1)将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的
卵母细胞，使其重组并发育成一个新的胚胎
胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易不同
5.(2019 年湖南长郡中学第二次月考)如图表示培育转基因克隆羊和胚胎工程的部分操作流程，其中字母代表有关结构或个体，数字代表过程、方法。请据图回答下列问题：
(1)图中过程①～⑦所涉及的生物技术有_______________
____________(写两种即可)。
(2) 通过①、⑤过 程 获 取 分 散 的 细 胞 时，用 到 的 酶是__________，培养的细胞在充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为________________。
(3)动物细胞培养过程中应将细胞置于 5% CO2 的气体环境中，CO2 的作用是________________。此培养过程中为防止杂菌感染，需要添加一定量的__________。
(4)早期胚胎可通过____________(写明数字及名称)技术移入代孕母体子宫内继续发育，该技术在生产实践中的意义在于______________________________。
(5)通常用去核的卵母细胞作为受体细胞，此时的卵母细胞应该培养到________________(细胞分裂方式及时期)，f 细胞在形态上的特点是__________________________。
解析：(1)图中①是动物细胞培养，②是用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理，③④是将目的细胞注入去核卵母细胞形成重组细胞的过程，⑤是早期胚胎培养，⑥是胚胎移植，⑦是从早期胚胎中获取胚胎干细胞。全过程所涉及的生物技术有动物细胞培养、细胞核移植、胚胎移植、早期胚胎培养等。(2)通过①、⑤过程获取分散的细胞时，用到的酶是胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)；
培养的细胞在充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为接触抑制。(3)图中动物细胞培养过程中应将细胞置于 5%CO2 的气体环境中，CO2 的作用是维持培养液的 pH，培养过程中为防止杂菌感染，需要添加一定量的抗生素。(4)早期胚胎可通过⑥胚胎移植技术移入代孕母体子宫内继续发育，该技术可以提高优良母畜的繁殖率。(5)通常用去核卵母细胞作为受体细胞，此时的卵母细胞应该培养到减数第二次分裂中期，f 胚胎干细胞在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显。
答案：(1)动物细胞培养、早期胚胎培养(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 接触抑制
(3)维持培养液的 pH
(5)减数第二次分裂的中期
体积小、细胞核大、核仁明显
6.下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍
(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可能是_________________________________________________________________________________。(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了___________________________________________________________。
解析：图示为核移植技术流程，A 从供体细胞中取出的细胞核，移入去核的卵母细胞内，形成重组细胞，经过早期胚胎培育至桑椹胚或者囊胚，经②过程胚胎移植到代孕母体的子宫内完成胚胎的后期发育，直至分娩出克隆动物。(1)正常哺乳动物的性染色体组成为 XX 或XY。一般在卵母细胞培养到适当时期后，会通过显微操作去除卵母细胞中的核。过程②是将胚胎移入受体(代孕)个体体内。(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，原因是该种细胞代谢旺盛、分裂能力强，且遗传物质能够保持相对的稳定性，因此选材时必须关注
传代次数。(3)遗传物质大量存在于细胞核中，少量存在于细胞质中，因此若克隆动物与供体动物性状不完全相同，性状受卵母细胞质中的遗传物质影响。(4)动物核移植和克隆技术证明了已经分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
答案：(1)XX 或 XY
(2)遗传物质(3)卵母细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)已经分化的动物体细胞核具有全能性
动物细胞融合与单克隆抗体的制备
[典例 4](2019 年湖北十校模拟)双特异性单克隆抗体是指可同时与癌细胞和药物结合的特异性抗体。如图是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的 B 细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱(一种抗癌药物)的双特异性单克隆抗体的部分过程。回答下列问题：
(1)过程①的目的是__________________________，制备双特异性单克隆抗体的过程中用到的动物细胞工程技术有_____________和______________。
(2)过程②诱导融合常用的化学方法是______________。经过过程③④得到的单克隆杂交瘤细胞应具备的特征是_______________________________。
(3)获得的单克隆杂交—杂交瘤细胞在体外条件下培养或________________________，均可提取出大量的双特异性单克隆抗体。
(4)与直接使用长春碱相比，将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药，对人体的副作用更小，原因是_____________________________。
[解析](1)过程①是给小鼠注射癌胚抗原，其目的是使小鼠产生能分泌识别癌胚抗原抗体的浆细胞(B 淋巴细胞)，制备双特异性单克隆抗体的过程中用到的动物细胞工程技术有动物细胞融合和动物细胞培养。(2)过程②诱导细胞融合常用的化学试剂是聚乙二醇(PEG)，单克隆杂交瘤细胞应具备的特征有既能迅速大量增殖，又能产生专一的抗体。(3)获得的单克隆杂交—杂交瘤细胞有两个培养途径，一是在体外条件下培养，二是注射到小鼠腹腔内培养增殖。(4)与直接使用长春碱相比，将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药，对人体的副作用更小，原因是双特异性单克隆抗体能将抗癌药物(长春碱)定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞，这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量，相当于“生物导弹”。
[答案](1)使小鼠产生能分泌识别癌胚抗原抗体的浆细胞(B
(2)聚乙二醇(PEG)诱导
既能迅速大量增殖，又能产生专
一的抗体(3)注射到小鼠腹腔内增殖(4)双特异性单克隆抗体能将抗癌药物(长春碱)定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞，这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量
[考向预测]7.某小鼠生活过程中被多种病原体感染过，科学家以该小鼠为实验材料，利用单克隆抗体技术，获得了抗某种病原体的
髙纯度单克隆抗体。下列有关叙述错误的是(
A.被多种病原体感染过的小鼠体内会产生多种浆细胞B.经细胞融合后形成的单个杂交瘤细胞可分泌多种特异性抗体C.使用人鼠嵌合单克隆抗体进行疾病治疗可减少副作用的发生D.单克隆抗体的制备过程中应用了动物细胞培养和细胞融合技术
解析：被多种病原体感染过的小鼠体内，B 细胞会增殖分化形成多种不同的浆细胞，进而产生多种抗体去对付不同的抗原，A 正确；经细胞融合后形成的单个杂交瘤细胞，只能产生一种抗体，B 错误；使用人鼠嵌合单克隆抗体进行疾病治疗可减少副作用的发生，C 正确；单克隆抗体的制备过程中应用了细胞融合技术和动物细胞培养技术，D 正确。
8. (2020 年新课标Ⅰ卷)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。
(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)。
解析：(1)实验前给小鼠甲注射病毒 A，是为了诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒 A 抗体的 B 淋巴细胞。(2)取小鼠的脾脏，剪碎组织，用胰蛋白酶处理获得单个细胞，加入培养液可以制成单细胞悬液。(3)图中筛选 1 需要用到选择培养基，只有杂交瘤细胞可以存活。筛选 2 是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞，该过程要用到抗原抗体杂交，故筛选所依据的原理是抗原与抗体反应具有特异性。(4)获得能产生抗病毒 A 的单克隆抗体的杂交瘤细胞后，可以在体外培养液中进行培养，或在小鼠的腹腔中进行培养，使杂交瘤细胞大量增殖。
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，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液
只有杂交瘤细胞能够生存
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
9.(2019 年江西四校联考)应用生物工程技术可获得人们需
要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题：
(1)在培育转人生长激素基因牛过程中，②过程常用的方法是________________，采用胚胎分割技术对处在________的胚胎进行分割，可以获得多头基因型相同的转基因牛。这些基因型相同的转基因牛的产生属于________繁殖。
(2)转人生长激素基因牛可通过乳腺细胞分泌乳汁来生产人生长激素，在构建基因表达载体时，人生长激素基因的首端必须含有________________________。
(3)prG 能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，Ⅲ代表的细胞具有___________________________的特点。
(4)在抗虫棉培育过程中，④过程常采用的方法是______________；⑤过程采用的技术是____________；在分子水平上可采用____________法来检测转基因抗虫棉的抗虫基因是否成功表达。(5)下面是获取目的基因的几种方法，其中核酸序列要求已知的是________(填字母)。
①从基因组文库中获取目的基因
②利用 PCR 技术扩增目
③构建 cDNA 文库的目的基因
④通过 DNA 合成仪
利用化学方法人工合成目的基因
(6)当获能后的精子与卵子相遇时，首先发生________，释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞间的物质，形成精子穿越放射冠的通路。防止多精入卵的生理反应依次有透明带反应、____________。
解析：(1)将目的基因导入动物受精卵的常用方法是显微注射法。采用胚胎分割技术对处在桑椹胚或囊胚期的胚胎进行分割，可以获得多个基因型相同的个体，这种繁殖方法属于无性繁殖。(2)若通过乳腺细胞分泌乳汁来生产人生长激素，在构建基因表达载体时，目的基因的首端必须含有牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件。(3)在制备单克隆抗体时，经检测、筛选后
得到的细胞既能无限增殖，也可以产生特定的抗体。 (4)在抗虫棉培育过程中，将目的基因导入受体细胞常用的方法是农杆菌转化法，再通过植物组织培养技术将受体细胞培育成抗虫棉。在分子水平上可采用抗原—抗体杂交技术来检测抗虫基因是否成功表达。(5)利用 PCR 技术扩增目的基因所使用的引物是根据一段已知目的基因的核苷酸序列合成的，而通过 DNA 合成仪用化学方法人工合成目的基因时，需要知道目的基因的全部核苷酸序列，故选 C。(6)精子与卵子相遇时，首先发生顶体反应，使顶体内的酶释放出来。防止多精入卵的生理反应有透明带反应和卵细胞膜反应。
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