新教材适用2024版高考生物二轮总复习第1部分核心考点突破专题9生物技术与工程第2讲细胞工程课件

这是一份新教材适用2024版高考生物二轮总复习第1部分核心考点突破专题9生物技术与工程第2讲细胞工程课件，共60页。PPT课件主要包含了第二讲细胞工程，显微操作法，梯度离心，紫外线短时间照射，化学物质处理，超数排卵，使供受体生殖器官的，细胞分化，m1＋10，浸泡法长时间处理等内容，欢迎下载使用。
专题九　生物技术与工程
融会贯通·构建知识网络
概念辨析·筛查知识漏洞
深挖教材·练习长句描述
课标自省·明确备考方向
重难盘查·突破核心考点
1．植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。( )2．在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化。( )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全能性。( )4．细胞膜的流动性是细胞融合的基础。( )5．若诱导植物细胞融合，则需先脱分化再诱导融合。( )
6．需使用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体，然后选用灭活的病毒诱导原生质体融合。( )7．原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性，可用秋水仙素处理诱导细胞壁再生。( )8．植物细胞杂交的最终目的是得到细胞的代谢产物。( )9．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。( )10．动物细胞培养过程需要无菌环境，不需要无菌操作。( )
11．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。( )12．通过体细胞核移植技术培育克隆牛的过程中，可用显微操作技术处理次级卵母细胞，去除细胞核。( )13．动、植物细胞培养时都要在培养基中添加适量蔗糖。( )14．酶处理细胞的时间过长可能会改变细胞膜的通透性。( )15．传代培养超过50代的细胞可能失去接触抑制的特性。( )16．胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植。( )
17．为了获得更多的囊胚，可以采用注射激素的方法促进成熟雌性个体超数排卵，然后将卵细胞从母体内取出，在试管内与人工采集的精子进行体外受精，培育成胚胎。( )18．从雄性奶牛中采集到的成熟精子可直接用于受精。( )19．采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的。( )20．胚胎移植时需使用免疫抑制剂以避免代孕牛对植入胚胎产生排斥反应。( )
1．植物组织培养时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是______________________________________________________。2．“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄、地下长马铃薯，主要原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
尖、幼叶细胞分化程度低，容易诱导产生愈伤组织
之间是相互调控、相互影响的，“番茄—马铃薯”杂种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地表达
基因的表达不是孤立的，它们
3．动物细胞培养需要控制的气体环境是__________________，各成分的作用是_______________________________________________。4．动物细胞培养时，要将动物组织分散成单个细胞的原因是①__________________________；②_________________________________。
O2维持细胞代谢，CO2的主要作用是维持培养液的pH
证细胞所需要的营养供应
保证细胞内有害代谢产物的及时排出
95%空气加5%CO2
5．动物细胞培养不同于植物组织培养，_________________________________________________________，但是植物组织培养可以获得完整个体。6．动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是____________。也有人采用__________、__________________和____________等方法，其实质是______________________________________________________________。
动物细胞培养时细胞只进
行生长和增殖，不能得到完整个体　
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
7．___________是指应用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。进行同期发情处理的目的是______________________________________________________。8．为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是__________________。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是________________________________________________。
生理变化同步，保证相同的生理环境
冷冻保存　 　
刚排出的精子必须发生相应生理变化后才能受精
核心考点一　植物细胞工程及其应用 1.理清植物细胞工程两大技术
2.植物组织培养的两个关键
3.植物激素的使用细胞分裂素比例较高，促进芽分化，抑制根形成；生长素比例较高，促进根分化，抑制芽形成。 4.光照的使用脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的合成。
5.植物体细胞杂交的关键(1)酶解法——用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。(2)促融剂——聚乙二醇。(3)杂种细胞的形成标志——新细胞壁的形成。(4)培养杂种植株的技术——植物组织培养。 6.植物繁殖的新途径(1)快速繁殖：也叫微型繁殖，可对优良品种进行规模化的植物组织培养。(2)作物脱毒：植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，对离体茎尖进行组织培养可获得脱毒苗。
常考题型一　植物组织培养 (2023·山东卷)利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是( )A．利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物B．植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产C．次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养D．该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
【解析】　有些产物不能或难以通过化学合成途径得到，利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物，A正确；利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物，故可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产，B错误；次生代谢产物不是植物生长所必需的，其含量少，可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢产物的产量，C错误；细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件，提高了多个细胞中次生代谢物的含量，不能提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。故选A。
(2022·浙江6月卷)下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是( )A．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富D．不带叶片的菊花茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株
【解析】　自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用70%酒精，再用无菌水清洗，再用5%次氯酸钠消毒处理，最后再用无菌水清洗，A错误；培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染，并不影响气体交换，B错误；组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软，持水性也较好，有利于幼苗的生根和叶片的生长，C错误；不带叶片的菊花茎的切段可通过植物组织培养分化出芽和根这种器官发生的途径形成完整的菊花植株，D正确。
(2020·江苏卷)农作物秸秆的回收利用方式很多，其中之一是将秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质。碎化秸秆中纤维所起的作用，相当于植物组织培养中固体培养基的( )A．琼脂＋蔗糖　　　　B．蔗糖＋激素C．激素＋无机盐 D．无机盐＋琼脂【解析】　据题干的信息，“秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质”，秸秆中的纤维素在食用菌菌丝生长过程中大量降解，提供碳源和能源，这相当于植物组织培养基中添加的蔗糖；秸秆中的纤维素是固体，可以作为培养基的支持物，使培养基呈固体状态，这相当于植物组织培养基中添加的琼脂。故选A。
(2020·天津卷)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时，参照品种B的最佳激素配比(见下表)进行预实验。
据表回答：(1)Ⅰ阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是_________________________________________。(2)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是_____________阶段。(3)为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度，参照品种B的激素配比(m1>2.0)，以0.5μ ml/L为梯度，设计5个浓度水平的实验，细胞分裂素最高浓度应设为_________μ ml/L。
程度低，容易诱导产生愈伤组织　
(4)Ⅲ阶段时，科研人员分别选用浓度低于或高于n3μ ml/L的生长素处理品种A幼芽都能达到最佳生根效果，原因是处理幼芽时，选用低浓度生长素时的处理方法为_____________________，选用高浓度生长素时的处理方法为____________________。(5)在____阶段用秋水仙素对材料进行处理，最易获得由单个细胞形成的多倍体。
沾蘸法(短时间处理)　
【解析】　(1)在诱导愈伤组织形成时，通常采用茎尖、幼叶做外植体，因为这些部位的细胞分裂能力强、分化程度低，全能性容易表达，容易诱导产生愈伤组织。(2)Ⅰ过程愈伤组织形成是离体的植物细胞脱分化的结果，脱分化过程中细胞的结构和功能发生明显改变，成为未分化状态；Ⅱ、Ⅲ过程形成幼芽、根的过程存在细胞的分化，分化和脱分化都存在基因的选择性表达，故Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段都存在基因的选择性表达。(3)根据题意，表中数据为品种B的最佳激素配比，若要确定品种A的Ⅰ阶段最佳细胞分裂素浓度，以0.5μ ml/L为梯度，可参考m1为中间值，故实验中细胞分裂素最高浓度可设为m1＋1.0μ ml/L。(4)实验中用
生长素处理插条的方法可选用浸泡法或沾蘸法，浸泡法时间长、所需浓度低，而沾蘸法处理时间短、所需浓度高；因此Ⅲ过程中分别选用浓度低于或高于n3μ ml/L的生长素处理品种A的幼苗芽，选用低浓度生长素时的处理方法为浸泡法，时间长，而选用高浓度生长素时处理方法为沾蘸法，时间短，都能达到比较适宜的浓度，达到最佳生根效果。(5)秋水仙素可抑制纺锤体形成，导致染色体加倍形成多倍体，愈伤组织分裂旺盛，故在Ⅰ阶段用秋水仙素处理，最易获得由单个细胞形成的多倍体。
归纳提升：植物激素对植物组织培养的影响(1)按照不同的顺序使用生长素、细胞分裂素这两类激素，会得到不同的实验结果
(2)当同时使用生长素、细胞分裂素这两类激素时，两者用量的比值影响植物细胞的发育方向
常考题型二　植物体细胞杂交 (2023·广东卷)人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合，以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是( )A．细胞融合前应去除细胞壁B．高Ca2＋—高pH溶液可促进细胞融合C．融合的细胞即为杂交细胞D．杂交细胞可能具有生长快速的优势
【解析】　在细胞融合前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，再诱导原生质体融合，A正确；人工诱导原生质体融合有物理法和化学法，用高Ca2＋—高pH溶液可促进细胞融合，B正确；融合的细胞中有人参根—人参根细胞、人参根—胡萝卜根细胞、胡萝卜根—胡萝卜根细胞，只有人参根—胡萝卜根细胞才是杂交细胞，C错误；杂交细胞含两种细胞的遗传物质，可能具有生长快速的优势，D正确。故选C。
(2020·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“将其中一个细胞的染色体在融合前断裂，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，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，”故过程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，诱导植物原生质体融合常用物理法、化学法，C错误；实验最终将不抗盐的普通小麦和抗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。故选C。
(2021·福建卷)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种，技术流程示意图如下。下列叙述正确的是( )A．愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的B．获得的杂种植株都能表现双亲的优良性状C．可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合和细胞壁再生D．用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体
【解析】　愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞脱分化形成的，A错误；由于基因的选择性表达和基因间的互作效应，获得的杂种植株不一定能够表现亲本的优良性状，B错误；可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合，但不能诱导细胞壁的再生，C错误；由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，故可以用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体，D正确。故选D。
(2023·浙江1月卷)甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究，基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定，最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题：
(1)根据研究目标，在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前，应检验两种植物的原生质体是否具备______的能力。为了便于观察细胞融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进行融合，若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体，则乙植物可用幼苗的_________为外植体。
(2)植物细胞壁的主要成分为________和果胶，在获取原生质体时，常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的________________失活。对处理后的原生质体在显微镜下用______________计数，确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后，通过添加适宜浓度的PEG进行融合；一定时间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是_________________________________。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合，在凝固前倒入培养皿，融合原生质体分散固定在平板中，并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于________________________。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自于杂种细胞的理由是哪几项？______A．甲、乙原生质体经处理后失活，无法正常生长、分裂B．同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂C．培养基含有抑制物质，只有杂种细胞才能正常生长、分裂D．杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂
同一个杂种融合原生质体　 　
(4)愈伤组织经_______________可形成胚状体或芽。胚状体能长出_________，直接发育形成再生植株。(5)用PCR技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA序列a，乙植物细胞质具有特异性DNA序列b；M1、M2为序列a的特异性引物，N1、N2为序列b的特异性引物。完善实验思路：Ⅰ.提取纯化再生植株的总DNA，作为PCR扩增的________。Ⅱ.将DNA提取物加入PCR反应体系，_______________为特异性引物，扩增序列a；用同样的方法扩增序列b。Ⅲ.得到的2个PCR扩增产物经___________后，若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的_________个条带，则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。
【解析】　(1)在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前，应检验两种植物的原生质体是否具备再生的能力。为了便于观察细胞融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进行融合，若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体，则乙植物可用幼苗的叶为外植体。(2)植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，在获取原生质体时，常采用相应的酶进行去壁处理。甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有高产效应，在原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的细胞质和细胞核失活，融合后具有甲植物的细胞核基因和乙植物的细胞质基因。对处理后的原生质体在显微镜下用血细胞计数板
计数，确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后，通过添加适宜浓度的PEG进行融合；一定时间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是降低PEG浓度，使其失去融合作用。(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合，在凝固前倒入培养皿，融合原生质体分散固定在平板中，并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于同一个杂种融合的原生质体。未融合的原生质体因为细胞质或细胞核的失活，无法正常生长、分裂；同种融合的原生质体也因为甲原生质体细胞质或乙原生质体细胞核失活而不能生长、分裂；只有杂种细胞才具备有活性的细胞质和细胞核，可以生长、分裂，因此这些愈伤组织只能来
自于杂种细胞。故选ABD。(4)愈伤组织经再分化可形成胚状体或芽。胚状体能长出根和芽，直接发育形成再生植株。(5)Ⅰ.提取纯化再生植株的总DNA，作为PCR扩增的模板。Ⅱ.将DNA提取物加入PCR反应体系，M1、M2为特异性引物，扩增序列a；用同样的方法扩增序列b。Ⅲ.得到的2个PCR扩增产物经凝胶电泳后，若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的1个条带，则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。
归纳提升：关于植物体细胞的筛选植物体细胞杂交中涉及不同植物原生质体的融合。在融合细胞中有同种和异种融合两种类型，因此涉及对杂种细胞的筛选和培养。杂种细胞的筛选，可用机械方法，也可用生理学或遗传学的方法。以机械方法为例，根据两种亲本细胞在形态、色泽上的差异，将细胞分别接种在带有小格的培养皿中，每个小格中放1～3个细胞。在显微镜下找出杂种细胞，并且标定位置。等杂种细胞分裂成细胞团时，转移到培养皿中，培养成愈伤组织。待长出愈伤组织后按常规方法诱导其长芽、生根、成苗。在此过程中可对杂种细胞或植株进行鉴别与筛选。
核心考点二　动物细胞工程及其应用 1.理清动物细胞培养的基本条件、过程及相关酶(1)营养条件及气体环境①加入动物血清等。②通入氧气以满足代谢的需要。③通入二氧化碳以维持培养液的pH。(2)胰蛋白酶的两次使用：首先用胰蛋白酶处理动物的器官或组织，以制备单细胞悬液；培养过程中发生接触抑制时，同样要用胰蛋白酶使细胞分散开。
(3)避免杂菌污染的措施：培养液及培养用具灭菌处理及在无菌条件下操作，定期更换培养液。(4)体外培养的细胞分两类：贴壁生长和悬浮生长，贴壁生长的细胞会发生接触抑制。
2.完善下面克隆动物培育流程图(1)克隆动物遗传物质来自两个亲本。(2)发育过程中可能发生基因突变或染色体变异。(3)外界环境条件可能引起不可遗传的变异。
3.把握动物细胞融合的原理、方法及应用(1)原理：细胞膜的流动性。(2)促融方法：灭活的病毒诱导法、物理法、化学法。(3)应用：制备单克隆抗体。
4.单克隆抗体制备的过程
常考题型一　动物细胞培养和单克隆抗体 (2022·湖北卷)某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究，结果发现其培养的原代神经元生长缓慢，其原因不可能的是( )A．实验材料取自小鼠胚胎的脑组织B．为了防止污染将培养瓶瓶口密封C．血清经过高温处理后加入培养基D．所使用的培养基呈弱酸性
【解析】　小鼠胚胎脑组织中含有丰富的原代神经元，细胞增殖能力强，不会造成生长缓慢，A符合题意；培养瓶瓶口密封会使培养液中缺氧，影响细胞有氧呼吸，造成供能不足，可能使细胞生长缓慢，B不符合题意；血清经过高温处理后，其中活性成分变性，失去原有功能，细胞生存环境严重恶化，可能使细胞生长缓慢，C不符合题意；小鼠内环境为弱碱性，所使用的培养基呈弱酸性，使细胞生存环境恶劣，可能造成细胞生长缓慢，D不符合题意。
(2021·浙江1月卷)下图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确的是( )A．步骤①的操作不需要在无菌环境中进行B．步骤②中用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离C．步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理D．步骤④培养过程中不会发生细胞转化
【解析】　动物细胞培养过程需要无菌操作，故步骤①的操作需要在无菌环境中进行，A错误；动物细胞培养过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织，分散成单个细胞，制成细胞悬液，B错误；传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞，使之分散成单个细胞，再分瓶培养，C正确；步骤④为传代培养过程，该过程中部分细胞可能发生细胞转化，核型改变，D错误。
(2022·山东卷)如图所示，将由2种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子，在体外解偶联后重新偶联可制备双特异性抗体，简称双抗。下列说法错误的是( )A．双抗可同时与2种抗原结合B．利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞C．筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原D．同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞
【解析】　根据抗原和抗体发生特异性结合的原理推测，双抗可同时与2种抗原结合，A正确；根据抗原与抗体能够发生特异性结合的特性，利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞，从而使药物发挥相应的作用，B正确；由于双抗是在两种不同的抗原刺激下，B细胞增殖、分化产生不同的浆细胞分泌形成的，因此，筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原来进行抗原—抗体检测，从而实现对双抗的筛选，C正确；同时注射2种抗原可刺激B细胞分化形成不同的浆细胞，而不是分化成产双抗的浆细胞，D错误。故选D。
(2023·湖北卷)某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体，以期快速检测该病毒，其主要技术路线如图所示。
回答下列问题：(1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前，已免疫的脾细胞(含浆细胞)________ (填“需要”或“不需要”)通过原代培养扩大细胞数量；添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合，该过程中PEG对细胞膜的作用是______________________________________________________________。(2)在杂交瘤细胞筛选过程中，常使用特定的选择培养基(如HAT培养基)，该培养基对____________________和________________________生长具有抑制作用。
处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合
融合的具有同种核的细胞　
(3)单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，其目的是______________________________________________________。(4)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是_________。
通过抗体检测呈阳性来获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞　
【解析】　(1)浆细胞是高度分化的细胞，不能增殖，所以不能通过原代培养扩大细胞数量。脂溶性物质PEG可使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。(2)在杂交瘤细胞筛选过程中，用特定的选择培养基进行筛选，在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。(3)单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，是运用了抗原—抗体杂交技术，抗体检测呈阳性的细胞，即为所需的杂交瘤细胞。(4)DNA连接酶能连接DNA片段，脱氧核苷酸的磷酸基团位于5′端，—OH位于3′端，①②③脱氧核苷酸链的两端基团有误；DNA连接酶能催化合成磷酸二酯键，即将一条脱氧核苷酸5′端的磷酸基团与另一条脱氧核苷酸链的3′端的—OH相连，④符合题意。故选④。
归纳提升：制备单克隆抗体的常考点(1)3种细胞特点不同①B淋巴细胞：能分泌抗体，不能大量增殖。②骨髓瘤细胞：能大量增殖，不能分泌抗体。③杂交瘤细胞：既能分泌抗体，又能大量增殖。(2)2次筛选目的不同①第1次：获得杂交瘤细胞。②第2次：获得能分泌所需特异抗体的杂交瘤细胞。(3)单克隆抗体的特点：特异性强、能准确地识别抗原的细微差异，可以大量制备。
常考题型二　核移植与克隆动物的培养 (2020·天津卷)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【解析】　在克隆哺乳动物过程中，通常选择减数第二次分裂中期的去核卵母细胞作为受体细胞，即次级卵母细胞。故选C。
(2021·辽宁卷)下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是( )A．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定B．过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理D．过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植
【解析】　后代丁的细胞核的遗传物质来自甲，细胞质的遗传物质来自于乙牛，则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，A错误；动物细胞培养中需要提供95%空气(保证细胞的有氧呼吸)和5%CO2(维持培养液的pH)的混合气体，B正确；过程②常使用显微操作去核法对卵母细胞进行处理，C错误；过程③将激活后的重组细胞培养至囊胚或桑葚胚后移植，D错误。故选B。
(2023·浙江6月卷)赖氨酸是人体不能合成的必需氨基酸，而人类主要食物中的赖氨酸含量很低，利用生物技术可提高食物中赖氨酸含量。回答下列问题：(1)植物细胞合成的赖氨酸达到一定浓度时，能抑制合成过程中两种关键酶的活性，导致赖氨酸含量维持在一定浓度水平，这种调节方式属于____________。根据这种调节方式，在培养基中添加__________________________，用于筛选经人工诱变的植物悬浮细胞，可得到抗赖氨酸类似物的细胞突变体，通过培养获得再生植株。
氨酸类似物　 　
(2)随着转基因技术与动物细胞工程结合和发展，2011年我国首次利用转基因和体细胞核移植技术成功培育了高产赖氨酸转基因克隆奶牛。其基本流程为：①构建乳腺专一表达载体。随着测序技术的发展，为获取富含赖氨酸的酪蛋白基因(目的基因)，可通过检索__________获取其编码序列，用化学合成法制备得到。再将获得的目的基因与含有乳腺特异性启动子的相应载体连接，构建出乳腺专一表达载体。②表达载体转入牛胚胎成纤维细胞(BEF)。将表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内，与BEF膜发生____________，表达载体最终进入细胞核，发生转化。
③核移植。将转基因的BEF作为核供体细胞，从牛卵巢获取卵母细胞，经体外培养及去核后作为__________________。将两种细胞进行电融合，电融合的作用除了促进细胞融合，同时起到了____________重组细胞发育的作用。④重组细胞的体外培养及胚胎移植。重组细胞体外培养至_____________，植入代孕母牛子宫角，直至小牛出生。
⑤检测。DNA水平检测：利用PCR技术，以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照，以____________________________为阳性对照，检测到转基因牛耳组织细胞中存在目的基因。RNA水平检测：从非转基因牛乳汁中的脱落细胞、转基因牛乳汁中的脱落细胞和转基因牛耳组织细胞，提取总RNA，对总RNA进行_______处理，以去除DNA污染，再经逆转录形成cDNA，并以此为____________，利用特定引物扩增目的基因片段。结果显示目的基因在转基因牛乳汁中的脱落细胞内表达，而不在牛耳组织细胞内表达，原因是什么？__________________________________________________________________________________________。
构建的表达载体只含有乳腺特异性启动子，只能在乳腺细胞中启动转
含有目的基因的牛耳组织细胞
录，而在牛耳细胞中不能表达
【解析】　(1)负反馈调节是指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，有助于系统保持稳定。植物细胞合成的赖氨酸达到一定浓度时，能抑制合成过程中两种关键酶的活性，导致赖氨酸含量维持在一定浓度水平，这种调节方式属于负反馈调节。如果想得到抗赖氨酸类似物的细胞突变体可在培养基中添加一定浓度的赖氨酸类似物。(2)①从基因文库中获取目的基因：将含有某种生物的许多基因片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物不同的基因，称为基因文库。当需要某一片段时，根据目的基因的有关信息，如根据基因的核苷酸序
列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物，以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。②表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内，根据细胞膜成分，其与BEF膜发生融合。③去核的卵母细胞作为受体细胞，其处于减数第二次分裂中期，因为卵母细胞中含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。电融合的作用除了促进细胞融合，同时起到了激活重组细胞发育的作用。④胚胎发育到适宜阶段可取出向受体移植。牛、羊一般要培养到桑葚胚或囊胚阶段；植入代孕母牛子宫角，直至小牛出生。⑤阳性对照：按照当前实验方案一定能得到正面预期结果的对照实验。阳性对照是已知的对测量结果有影响的
因素，目的是确定实验程序无误。阴性对照和阳性对照相反，按照当前的实验方案一定不能得到正面预期结果的对照实验，排除未知变量对实验产生的不利影响。本实验以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照，为了检测到转基因牛耳组织细胞中存在目的基因，应该以含有目的基因的牛耳组织细胞为阳性对照。为了除去DNA污染，可以使用DNA酶使其水解。经逆转录形成cDNA，并以此为PCR的模板进行扩增。目的基因在转基因牛乳汁中的脱落细胞内表达，而不在牛耳组织细胞内表达，原因是构建的表达载体只含有乳腺特异性启动子，只能在乳腺细胞中启动转录，而在牛耳细胞中不能表达。
(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___________________________________________________________。
(产)物积累对细胞自身造成危害
限制酶(限制性内切核酸酶)
清除代谢(产)物，防止细胞代谢
(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_______________________________________________。从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为__________________________________(答出两点即可)，功能上具有_________________。
体细胞分化程度高，恢复(表现)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________________________________________________________________________________________________________________。
脏蛋白，作为抗原，与M蛋白的单克隆抗体进行抗原—抗体杂交，若未出现杂交带，证明M基因已失活　
【解析】　(1)限制酶识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸间的磷酸二酯键断开。(2)动物细胞体外培养需要无菌、无毒等适宜环境，因此动物细胞培养的培养液及所有培养用具使用前应进行无菌处理，还应定期更换培养液，以便清除代谢(产)物，防止代谢(产)物积累对细胞自身造成危害。(3)哺乳动物核移植分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，其中胚胎细胞核移植较易成功，因为与胚胎细胞相比，动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。胚胎干细胞存在于早期胚胎中，在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显；在功能上具有发育的全能性。(4)制备单克隆抗体时，应
将从免疫小鼠中得到的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合并筛选出可大量产生M蛋白抗体的杂交瘤细胞。为确定克隆动物A中M基因是否失活，可利用抗原—抗体特异性结合原理，将制备的M蛋白的单克隆抗体与转基因动物肝脏中提取的蛋白质混合，观察是否产生杂交带，若未出现杂交带，说明M基因已失活。
归纳提升：1．核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状可能不同的原因(1)克隆动物遗传物质来自两个亲本。(2)发育过程中发生基因突变或染色体变异。(3)外界环境条件引起性状的改变。2．对核移植与克隆的理解(1)核移植技术中选用的核供体应为具有优良性状的个体，提供卵母细胞的个体和代孕个体只需为同一物种的健康雌性个体即可。
(2)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。(3)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。(4)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。
核心考点三　胚胎工程及其应用 1.准确记忆哺乳动物的早期胚胎发育过程
2.胚胎移植中的几个注意点
3.“克隆羊”“试管羊”“转基因羊”的产生过程及分析比较
常考题型一　胚胎工程的理论基础及过程 (2023·广东卷)科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使后者成功妊娠并产仔，该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是( )A．超数排卵 B．精子获能处理C．细胞核移植 D．胚胎培养【解析】　由题干信息可知，该过程通过体外受精获得胚胎，再通过胚胎移植，使长角羚羊成功妊娠并产仔，因此需要进行超数排卵、精子获能处理，并对获得的受精卵进行胚胎培养；由于该过程为有性生殖，因此不需要涉及细胞核移植，所以C正确、A、B、D错误。故选C。
(2023·浙江1月卷)在家畜优良品种培育过程中常涉及胚胎工程的相关技术。下列叙述错误的是( )A．经获能处理的精子才能用于体外受精B．受精卵经体外培养可获得早期胚胎C．胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率D．胚胎移植前需对受体进行选择和处理
【解析】　精子需要经过获能处理才具有受精能力，A正确；受精卵经体外培养可获得早期胚胎，B正确；胚胎分割可以获得多个胚胎，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，C错误；胚胎移植前，需选择健康体质和正常繁殖能力的受体且进行同期发情处理，D正确。故选C。
(2020·山东卷)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎工程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是( )A．用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子B．体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理C．胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植D．遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得
【解析】　促性腺激素可以使雌鼠超数排卵，获得更多的卵子，A正确；精子只有获能后才能完成受精，故体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理，B正确；胚胎移植通常选择囊胚期之前的阶段，如桑葚胚或囊胚阶段，C错误；转基因技术可以定向改造小鼠的基因，所以遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得，D正确。故选C。
(2023·海南卷)某团队通过多代细胞培养，将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除，获得XO胚胎干细胞，再经过一系列处理，使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是( )A．营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制B．获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异C．XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化D．若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
【解析】　营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞也会发生接触抑制，A错误；XO胚胎干细胞中丢失了Y染色体，因而该细胞的获得过程发生了染色体数目变异，B正确；XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化，即细胞的功能发生了特化，因而发生了细胞分化，C正确；若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法，即获得有功能的卵母细胞，进而用于繁育，实现濒危物种的保护，D正确。故选A。
归纳提升：胚胎移植的生理学基础
常考题型二　胚胎工程的应用 (2021·浙江6月卷)采用CRISPR/Cas9基因编辑技术可将增强型绿色荧光蛋白(EGFP)基因定点插入到受精卵的Y染色体上，获得转基因雄性小鼠。该转基因小鼠与野生型雌性小鼠交配，通过观察荧光可确定早期胚胎的性别。下列操作错误的是( )A．基因编辑处理的受精卵在体外培养时，不同发育阶段的胚胎需用不同成分的培养液B．基因编辑处理的受精卵经体外培养至2细胞期，须将其植入同期发情小鼠的子宫，才可获得表达EGFP的小鼠C．分离能表达EGFP的胚胎干细胞，通过核移植等技术可获得大量的转基因小鼠D．通过观察早期胚胎的荧光，能表达EGFP的即为雄性小鼠胚胎
【解析】　依据胚胎在不同发育阶段对培养条件的特定需要，受精卵在体外培养时，不同发育阶段的胚胎需用不同成分的培养液，A正确；基因编辑处理的受精卵一般经体外培养至桑葚胚或囊胚阶段，进行胚胎移植，可获得表达EGFP的小鼠，B错误；分离能表达EGFP的胚胎干细胞，通过核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术，可获得大量的转基因小鼠，C正确；通过基因编辑技术将Y染色体用绿色荧光蛋白基因标记，通过观察早期胚胎的荧光，能表达EGFP的个体含有Y染色体，即为雄性小鼠胚胎，D正确。故选B。
(2023·天津卷)根据下图，正确的是( )A．子代动物遗传性状和受体动物完全一致B．过程1需要MII期去核卵母细胞C．过程2可以大幅改良动物性状D．过程2为过程3提供了量产方式，过程3为过程1、2提供了改良性状的方式
【解析】　子代动物的遗传性状与供体基本一致，但与受体无关，A错误；核移植过程中需要处于MⅡ期的去核卵母细胞，而过程1是培育试管动物，需要培育到适宜时期(桑葚胚或囊胚等时期)进行胚胎移植，B错误；过程2得到的是克隆动物，是无性生殖的一种，不能大幅改良动物性状，C错误；过程2克隆技术可得到大量同种个体，为过程3提供了量产方式；过程3是转基因技术，转基因可导入外源优良基因，为过程1、2提供了改良性状的方式，D正确。故选D。
(2017·江苏卷)牛雄性胚胎中存在特异性H-Y抗原，可在牛早期胚胎培养液中添加H-Y单克隆抗体，筛选胚胎进行移植，以利用乳腺生物反应器进行生物制药。下列相关叙述正确的是( )A．H-Y单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌B．应选用原肠胚做雌雄鉴别C．鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植D．用H-Y抗原免疫母牛可获得相应抗体
【解析】　单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌，A错误；做雌雄性别鉴别应选择囊胚期的滋养层细胞，B错误；由于是利用乳腺生物反应器进行生物制药，则鉴别后的雌性胚胎可直接做胚胎移植，雄性胚胎没有意义，C错误；H-Y抗原免疫母牛，使其体内产生体液免疫，产生相应的浆细胞，获得相应抗体，D正确。
(2015·山东卷)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：
(1)过程①采用的是细胞工程中的_______________技术，过程②采用的是胚胎工程中的_________________技术。(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液(基)的______________。(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用___________________________和____________两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有____________基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。
限制性内切核酸酶(或限制酶)
(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的__________。在一定条件下，胚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___ (填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。
【解析】　(1)过程①表示将从体细胞中分离出的细胞核与去核的卵(母)细胞重组形成重组细胞的过程，因此采用的是细胞工程中的(体细胞)核移植技术。过程②表示将重组细胞培养到早期胚胎的过程，所以采用的是胚胎工程中的(早期)胚胎培养技术。(2)在动物细胞培养时，CO2的主要作用是维持培养液的pH(或酸碱度)。(3)在基因工程中，构建基因表达载体(重组载体)时必须使用限制性内切核酸酶(或限制酶)和DNA连接酶。基因表达载体的组成，除目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等，其中标记基因的作用是筛选出成功导入基因表达载体的细胞。(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的内细胞团。图中获得的组织器官，其细胞核来自于个体B，其遗传物质组成几乎与个体B相同，因此将该组织器官移植给个体B则不会发生免疫排斥反应。