資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
人教(2019)生物選擇性必修3（知識點+跟蹤檢測）
第2講 細胞工程
【課標導航】
4.1.1　闡明植物組織培養是在一定條件下，將離體植物器官、組織和細胞在適宜的培養條件下誘導形成愈傷組織，并重新分化，最終形成完整植株的過程
4.1.2　概述植物體細胞雜交是將不同植物體細胞在一定條件下融合成雜合細胞，繼而培育成新植物體的技術
4.1.3　舉例說明植物細胞工程利用快速繁殖、脫毒、次生代謝產物生產、育種等方式有效提高了生產效率
4.2.1　闡明動物細胞培養是從動物體獲得相關組織，分散成單個細胞后，在適宜的培養條件下讓細胞生長和增殖的過程。動物細胞培養是動物細胞工程的基礎
4.2.2　闡明動物細胞核移植一般是將體細胞核移入一個去核的卵母細胞中，并使重組細胞發育成新胚胎，繼而發育成動物個體的過程
4.2.3　闡明動物細胞融合是指通過物理、化學或生物學等手段，使兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程
4.2.4　概述細胞融合技術是單克隆抗體制備的重要技術
一、細胞工程
1．操作水平：細胞水平或細胞器水平。
2．目的：按照人的意愿來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品。
二、植物細胞工程
1．植物細胞的全能性
2．植物細胞工程的基本技術
3．植物細胞工程的實際應用
(1)植物繁殖的新途徑
①微型繁殖：用于快速繁殖優良品種的植物組織培養技術。
特點：
②作物脫毒技術：選取作物無毒組織(如莖尖)進行組織培養，獲得脫毒苗的技術。
③人工種子：以植物組織培養得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經過人工薄膜包裝得到的種子。
(2)作物新品種的培育
①單倍體育種
a．實質：花藥離體培養過程就是植物組織培養過程。
b．流程：花藥單倍體幼苗純合子。
c．優點：后代不發生性狀分離，都是純合子，能夠穩定遺傳，明顯縮短了育種年限。
②突變體的利用：在植物組織培養過程中，由于培養細胞一直處于不斷的分生狀態，因此容易受到培養條件和外界壓力(如射線、化學物質等)的影響而發生突變。從這些產生突變的個體中可以篩選出對人們有用的突變體，進而培育成新品種。
(3)細胞產物的工廠化生產
①細胞產物：蛋白質、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。
②培養階段：愈傷組織階段。
③技術基礎：植物組織培養技術。
三、動物細胞培養與核移植技術
1．動物細胞培養
2．動物細胞核移植技術
四、動物細胞融合與單克隆抗體
1．動物細胞融合
(1)概念：兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程，也稱細胞雜交。
(2)條件：需要用聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒或電激等誘導因素。
(3)原理：細胞膜的流動性。
(4)結果：形成具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞，稱為雜交細胞。
(5)意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能。成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等的重要手段，為制造單克隆抗體開辟了新途徑。
2．單克隆抗體
(1)制備過程
(2)優點：特異性強、靈敏度高，可大量制備。
(3)用途：作為診斷試劑；用于治療疾病和運載藥物。
[基礎微點練清]
1．判斷正誤
(1)棉花根尖細胞經誘導形成幼苗能體現細胞的全能性(√)
(2)愈傷組織是外植體通過脫分化和再分化后形成的(×)
(3)用花藥培養得到單倍體植株需要用到植物組織培養技術[新人教版選擇性必修3 P42“概念檢測”T1(1)](√)
(4)再生出細胞壁是原生質體融合成功的標志(√)
(5)細胞產物的工廠化生產主要是利用促進細胞生長的培養條件，提高了單個細胞中次生代謝物的含量(√)
[新人教版選擇性必修3 P42“概念檢測”T1(2)]
(6)肝細胞培養過程中通常在培養液中通入5%的CO2刺激細胞呼吸(×)
(7)動物細胞核移植的受體細胞必須是卵細胞(×)
(8)用于核移植的供體細胞一般都選用10代以內的培養細胞(√)
(9)雜交瘤細胞進行體內培養，是為了獲得能產生單克隆抗體的胚胎(×)
(10)培養瓶中的細胞需定期用胰蛋白酶處理，分瓶后才能繼續增殖(√)
[新人教版選擇性必修3P47“概念檢測”T1(4)]
2．下列有關動物細胞培養的敘述，正確的是(　　)
A．動物細胞培養過程中，可用胃蛋白酶處理使細胞分散開
B．通過動物細胞培養獲得大量細胞，可證明動物細胞具有全能性
C．動物細胞培養技術是其他動物細胞工程技術的基礎
D．動物細胞培養選用的培養材料大多是動物的受精卵
解析：選C　動物細胞培養過程中，應用胰蛋白酶處理使細胞分散開，A錯誤；通過動物細胞培養獲得大量細胞，沒有獲得完整個體，不能證明動物細胞具有全能性，B錯誤；動物細胞培養選用的培養材料大多是幼齡動物的組織或細胞，D錯誤。
3．(新人教版選擇性必修3 P51“概念檢測”T1)下列有關動物細胞融合與植物體細胞雜交比較的敘述，錯誤的是(　　)
A．它們的原理都涉及細胞膜的流動性
B．都可以用電融合法或PEG融合法誘導融合
C．融合前都需用纖維素酶或果膠酶處理細胞
D．前者主要是為了獲得細胞產品，后者主要是為了獲得雜種植株
解析：選C　動物細胞沒有細胞壁，所以不用纖維素酶和果膠酶處理。
4．(新人教版選擇性必修3 P45“思考·討論”T1)幼齡動物的細胞與老齡動物的細胞比較，分化程度低的細胞與分化程度高的細胞比較，哪些細胞更易于培養？為什么？
提示：幼齡動物細胞更容易培養，因為這些細胞分化程度低，全能性高，容易生長和發育。
5．應用植物組織培養技術，不僅可實現種苗的快速繁殖、培育無病毒植株，也可加快作物及苗木育種。下面是培育柑橘耐鹽植株的實驗流程。請回答下列問題：
(1)愈傷組織是由離體的莖段經________過程形成的，此時愈傷組織細胞________(填“具有”或“不具有”)細胞的全能性。
(2)對愈傷組織進行了兩次處理，處理1中γ射線照射的目的是______________，用γ射線不直接處理莖段而是處理愈傷組織，原因是________________________；處理2中添加的物質X為________。
(3)植物組織培養技術也被廣泛應用于其他作物的育種中。在培育白菜—甘藍、三倍體無子西瓜、農桿菌轉化法獲得抗蟲棉中，必需用到植物組織培養技術的是________________________________________________________________________。
解析：由圖分析可知，培育柑橘耐鹽植株利用了γ射線照射，使其發生基因突變，再利用一定濃度鹽的培養基去選擇耐鹽植株。(1)離體的莖段經過脫分化過程形成愈傷組織，此時愈傷組織具有未分化的特點，細胞依然具有全能性。(2)對愈傷組織進行了兩次處理，處理1中γ射線照射的目的是誘導基因突變。愈傷組織細胞處于不斷地分裂狀態，易受到培養條件和外界壓力的影響而發生突變，因此通常用γ射線處理植物的愈傷組織能獲得較好效果。該技術最終培育柑橘耐鹽植株，因此處理2中添加的物質X為NaCl，起選擇作用，具有能適應一定濃度鹽的愈傷組織才可以生長，不適應的愈傷組織死亡。(3)三倍體無子西瓜的培養過程是：利用秋水仙素處理二倍體西瓜的幼苗，使之變成四倍體植株，再用二倍體西瓜給四倍體西瓜授粉，結出三倍體的種子。第二年將此三倍體的西瓜種子種下去，授以二倍體的花粉，結出三倍體的無子西瓜。整個過程中沒有用到植物組織培養。作物育種研究中常用農桿菌轉化法將含抗蟲基因的Ti質粒導入到植物體細胞中，再利用植物組織培養技術獲得抗蟲的農作物。運用細胞工程培育白菜—甘藍雜種植株，需要采用植物組織培養技術將雜種細胞培養成雜種植株。
答案：(1)脫分化　具有　(2)誘發基因突變　愈傷組織細胞分裂能力強，易誘發基因突變　NaCl(或鹽)　(3)白菜—甘藍、抗蟲棉
一、植物細胞工程
[試考題·查欠缺]
1．(江蘇高考)花藥離體培養是重要的育種手段。下圖是某二倍體植物花藥育種過程的示意圖，下列敘述正確的是(　　)
A．為了防止微生物污染，過程①所用的花藥需在70%乙醇中浸泡30 min
B．過程②的培養基中需添加較高濃度的細胞分裂素以利于根的分化
C．過程③逐步分化的植株中可篩選獲得純合的二倍體
D．過程④應將煉苗后的植株移栽到含有蔗糖和多種植物激素的基質上
解析：選C　通常將花藥用體積分數為70%的酒精浸泡30 s，立即取出，在無菌水中清洗；過程②為脫分化形成愈傷組織的過程，所用培養基中細胞分裂素和生長素的比例應適中；過程③為再分化，因用秋水仙素處理了由花藥形成的愈傷組織細胞，故能篩選獲得純合的二倍體；過程④應將煉苗后的植株移栽到土壤中。
2．(全國卷Ⅲ)培養胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過程如圖所示。
回答下列問題。
(1)利用胡蘿卜根段進行組織培養可以形成試管苗。用分化的植物細胞可以培養成完整的植株，這是因為植物細胞具有________________________。
(2)步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，原因是____________________________。
(3)從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養基，其原因是______________________________________________________________________________________________。在新的培養基上愈傷組織通過細胞的________過程，最終可形成試管苗。
(4)步驟⑥要進行照光培養，其作用是___________________________________
________________________________________________________________________。
(5)經組織培養得到的植株，一般可保持原品種的____________________，這種繁殖方式屬于________繁殖。
解析：(1)植物細胞具有全能性，故用分化的植物細胞可以培養成完整的植株。(2)形成層細胞分化程度低、全能性高，易培養成功，所以要選取含有形成層的組織進行組織培養。(3)培養愈傷組織過程中，需要一定的營養和激素誘導等條件，步驟⑤和步驟⑥在培養過程中需要的生長素和細胞分裂素的比例不同，所以從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養基。在培養基上愈傷組織通過細胞的分化(再分化)過程，最終可形成試管苗。(4)試管苗需要照光培養，以便誘導葉綠素的形成，使試管苗能夠進行光合作用，培養成正常的植株。(5)組培植株是在離體植物器官、組織、細胞等培養的基礎上獲得的，其理論基礎是植物細胞具有全能性，其一般可以保持優良品種的遺傳特性。植物組織培養技術沒有經過兩性生殖細胞的融合，因此屬于無性繁殖。
答案：(1)全能性(或形成完整植株所需的全部基因)　
(2)形成層容易誘導形成愈傷組織　(3)誘導愈傷組織形成和誘導愈傷組織分化形成試管苗所需的生長素和細胞分裂素的比例不同　分化(或再分化)　(4)誘導葉綠素的形成，使試管苗能夠進行光合作用　(5)遺傳特性　無性
3．(2019·全國卷Ⅱ)植物組織培養技術在科學研究和生產實踐中得到了廣泛的應用?；卮鹣铝袉栴}。
(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一種途徑。與常規的種子繁殖方法相比，這種微型繁殖技術的特點有________________________________________(答出2點即可)。
(2)通過組織培養技術，可把植物組織細胞培養成胚狀體，再通過人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工種子(如圖所示)，這種人工種子在適宜條件下可萌發生長。人工種皮具備透氣性的作用是______________________________。人工胚乳能夠為胚狀體生長提供所需的物質，因此應含有植物激素、________和________等幾類物質。
(3)用脫毒苗進行繁殖，可以減少作物感染病毒。為了獲得脫毒苗，可以選取植物的________進行組織培養。
(4)植物組織培養技術可與基因工程技術相結合獲得轉基因植株。將含有目的基因的細胞培養成一個完整植株的基本程序是________________________________(用流程圖表示)。
解析：(1)植物微型繁殖屬于植物組織培養技術，其優點是能保持植物原有的遺傳特性、繁殖速度快等。(2)人工種皮具備透氣性，使胚狀體易獲得氧氣，有利于胚狀體進行呼吸作用。植物的生長需要有機物和無機物等營養，人工胚乳中應含有植物激素、礦質元素和糖等幾類物質，這些物質都是胚狀體生長所必需的。(3)植物的莖尖含病毒較少，適合用其進行組織培養獲得脫毒苗。(4)植物組織培養中主要包含脫分化和再分化兩個過程，結合基因工程，培育轉基因植株的過程為含目的基因的細胞愈傷組織小植株。
答案：(1)能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快　(2)有利于胚狀體進行呼吸作用　礦質元素　糖　(3)莖尖
(4)含目的基因的細胞愈傷組織小植株
[強知能·補欠缺]
1．植物組織培養的關鍵
(1)條件：離體，一定營養物質，激素(生長素、細胞分裂素)等。
(2)培養基狀態：固體培養基(需再分化，生根培養基和生芽培養基)。
(3)體內細胞未表現全能性的原因：基因的表達具有選擇性。
(4)光照的應用：脫分化階段不需要給予光照，再分化階段需要給予光照，以利于葉綠素的形成。
2．植物激素對植物組織培養的影響
(1)使用順序不同實驗結果不同
使用順序 實驗結果
先使用生長素，后使用細胞分裂素 有利于細胞分裂，但細胞不分化
先使用細胞分裂素，后使用生長素 細胞既分裂也分化
同時使用 分化頻率提高
簡記為：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化頻率高
(2)生長素/細胞分裂素的值影響植物細胞的發育方向
生長素/細胞分裂素 植物細胞的發育方向
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
適中 促進愈傷組織的生長
簡記為：“高”根，“低”芽，“中”愈傷
3.植物體細胞雜交過程中雜種細胞類型及檢測方法
(1)誘導產生的雜種細胞類型(假設用于雜交的兩種植物細胞分別為A、B)。
①未融合的細胞：A和B。
②兩兩融合的細胞：AA、BB和AB。
③多細胞融合體。
(2)檢測方法：對誘導產生的細胞進行植物組織培養，然后根據得到的植物性狀進行判斷。
植物性狀 結論
①只表現出一種植物的性狀 未融合的細胞
②得到的是具有兩種親本性狀的植物 雜種植株
③得到的是兩種親本性狀的植物，且一種植物的性狀得到加強 多細胞融合體
④得到的是一種植物的性狀，但是效果得到加強 同種細胞
融合的結果
4.雜種植株遺傳物質變化的判斷
(1)遺傳特性：雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質，具備兩種植物的遺傳特性。
(2)染色體組數
①染色體組數＝兩種植物體細胞內染色體組數之和。
②植物體細胞雜交形成的雜種植株，有幾個染色體組就稱為幾倍體。
③若一植物細胞含有2x條染色體，2個染色體組，基因型為Aabb，另一植物細胞含有2y條染色體，2個染色體組，基因型為ccDd，則新植株應為異源四倍體，其體細胞中染色體為(2x＋2y)條，4個染色體組，基因型為AabbccDd。
[練題點·全過關]
1．(山東等級考)兩種遠緣植物的細胞融合后會導致一方的染色體被排出。若其中一個細胞的染色體在融合前由于某種原因斷裂，形成的染色體片段在細胞融合后可能不會被全部排出，未排出的染色體片段可以整合到另一個細胞的染色體上而留存在雜種細胞中。依據該原理，將普通小麥與耐鹽性強的中間偃麥草進行體細胞雜交獲得了耐鹽小麥新品種，過程如下圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細胞
B．過程②的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂
C．過程③中常用滅活的病毒誘導原生質體融合
D．耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段
解析：選C　由圖可知，①為去除植物細胞的細胞壁，獲得原生質體的過程，該過程需用纖維素酶和果膠酶處理細胞，A正確；由題干可知，兩種遠緣植物的細胞融合后會導致一方的染色體被排出，若其中一個細胞的染色體在融合前發生斷裂，則形成的染色體片段在細胞融合后可能會存留在雜種細胞中，故為了使普通小麥獲得中間偃麥草的耐鹽性狀，需要將中間偃麥草細胞中的染色體斷裂，過程②用不同劑量的紫外線照射的目的是斷裂中間偃麥草的染色體，B正確；圖中過程③為兩種原生質體的融合，常用的融合手段為物理法和化學法，滅活的病毒通常用來融合動物細胞，C錯誤；普通小麥不具有耐鹽性狀，因此篩選出的耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段，D正確。
2．(2021·漳州月考)紫草素是紫草細胞的代謝產物，可作為生產治療燙傷藥物的原料。研究人員通過培養紫草細胞生產紫草素。為了獲取紫草素，某制藥公司利用植物組織培養技術，從培養的愈傷組織中提取這種有效成分。請回答下列問題：
(1)培養時，通常選擇新生的芽作為外植體，這是因為________________________。將離體的芽培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其依次產生______、________，最終形成完整的植株。
(2)假設紫草與另一種植物A均為二倍體藥用植物(紫草細胞中有2n條染色體，A植物細胞中有2m條染色體)。某藥物研究所擬利用植物體細胞雜交技術培育同時含有兩種有效成分的新型藥用植物。為了得到原生質體需用________酶和________酶去除兩植物的細胞壁，然后誘導其融合形成雜種細胞。
(3)融合形成的雜種細胞在有絲分裂后期含有__________條染色體。雜種細胞培育成的新型藥用植物為________倍體，在這個過程中所利用的生物學原理是__________________________。
解析：(1)植物組織培養技術的原理是植物細胞的全能性，培養時選擇新生的芽作為外植體，是因為新生芽的分化程度低、全能性高，在培養過程中容易誘導其脫分化形成愈傷組織；植物組織培養的過程：將離體的芽培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其脫分化產生愈傷組織，再分化形成胚狀體或叢芽，最終繼續分裂和分化形成完整個體。(2)在植物體細胞雜交過程中，需要用纖維素酶和果膠酶處理植物的細胞壁，獲得原生質體，然后誘導再生出新的細胞壁，形成雜種細胞。(3)根據題意，紫草細胞中有2n條染色體，A植物細胞中有2m條染色體，融合后的細胞中具有二者所有的染色體，因此染色體數目為2n＋2m，則有絲分裂后期染色體數目加倍為4(m＋n)。雜種細胞發育成的藥用植物融合了二者的染色體組，故雜種細胞培育成的新型藥用植物為四倍體，將雜種細胞培養成個體利用了植物細胞的全能性。
答案：(1)細胞分化程度低，容易誘導脫分化　愈傷組織　叢芽　(2)纖維素　果膠　 (3)4(n＋m)　四　植物細胞具有全能性
二、動物細胞工程
[試考題·查欠缺]
1．(2020·全國卷Ⅰ)為研制抗病毒A的單克隆抗體，某同學以小鼠甲為實驗材料設計了以下實驗流程。
回答下列問題：
(1)上述實驗前必須給小鼠甲注射病毒A，該處理的目的是
________________________________________________________________________。
(2)寫出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細胞懸液的主要實驗步驟：________________________________________________________________________
________________________。
(3)為了得到能產生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細胞，需要進行篩選。圖中篩選1所采用的培養基屬于______________，使用該培養基進行細胞培養的結果是______________________。圖中篩選2含多次篩選，篩選所依據的基本原理是________________________________。
(4)若要使能產生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細胞大量增殖，可采用的方法有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(答出2點即可)。
解析：(1)實驗前給小鼠甲注射病毒A，其目的是刺激小鼠機體發生免疫反應，從而產生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細胞。(2)制備單細胞懸液的主要實驗步驟：從健康動物體內取出組織塊，剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理一段時間，這樣組織就會分散成單個細胞，然后用培養液將分散的細胞稀釋制成單細胞懸液。(3)圖中篩選1采用特定的選擇培養基，在該培養基上，未融合的細胞和融合的具有同種核的細胞都會死亡，只有融合的雜種細胞(雜交瘤細胞)才能生存。圖中篩選2含多次篩選，利用抗原與抗體特異性結合的原理，就可獲得能分泌所需抗體的雜交瘤細胞。(4)要使能產生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細胞大量增殖，可將雜交瘤細胞在體外條件下做大規模培養，或注射到小鼠腹腔內增殖。
答案：(1)誘導小鼠甲產生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細胞　(2)取小鼠甲脾臟剪碎，用胰蛋白酶處理使其分散成單個細胞，加入培養液制成單細胞懸液　(3)選擇培養基　只有雜交瘤細胞能夠生存　抗原與抗體的反應具有特異性　(4)將雜交瘤細胞注射到小鼠腹腔內增殖；將雜交瘤細胞在體外培養
2．(2018·全國卷Ⅲ)2018年《細胞》期刊報道，中國科學家率先成功地應用體細胞對非人靈長類動物進行克隆，獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”?；卮鹣铝袉栴}：
(1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程，核移植是指
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。通過核移植方法獲得的克隆猴，
與核供體相比，克隆猴體細胞的染色體數目__________(填“減半”“加倍”或“不變”)。
(2)哺乳動物的核移植可以分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植，胚胎細胞核移植獲得克隆動物的難度________(填“大于”或“小于”)體細胞核移植，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在哺乳動物核移植的過程中，若分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體，通常所得到的兩個克隆動物體細胞的常染色體數目________(填“相同”或“不同”)，性染色體組合________(填“相同”或“不同”)。
解析：(1)核移植是指將動物的一個細胞核，移入一個已去掉細胞核的卵母細胞中，形成重組細胞。將重組細胞形成的早期胚胎移植到受體子宮內進一步發育，最終分娩得到克隆動物。因為染色體在細胞核中，所以克隆動物體細胞與提供細胞核的個體的體細胞的染色體數目相同。(2)由于動物的胚胎細胞分化程度低，恢復全能性相對容易，而動物的體細胞分化程度高，恢復全能性十分困難，因此，動物體細胞核移植獲得克隆動物的難度明顯高于胚胎細胞核移植。(3)哺乳動物雌雄個體的體細胞中，細胞核內常染色體的數目是相同的，性染色體組合是不同的。若分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體，則得到的克隆動物的體細胞中常染色體的數目相同，性染色體組合不同。
答案：(1)將動物的一個細胞核，移入一個已去掉細胞核的卵母細胞中　不變　(2)小于　胚胎細胞分化程度低，恢復全能性相對容易　(3)相同　不同
[強知能·補欠缺]
1．植物組織培養與動物細胞培養的比較
項目 植物組織培養 動物細胞培養
理論基礎 植物細胞的全能性 細胞增殖
前處理 無菌、離體 無菌；用胰蛋白酶處理，使組織細胞相互分散開
取材 植物較幼嫩的部位或花藥等 動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織
培養基性質 固體 液體
培養基成分 水、礦質元素、蔗糖、維生素、植物激素、瓊脂等 糖、氨基酸、無機鹽、促生長因子、微量元素、動物血清等
結果 最終產生新個體，體現了細胞的全能性 細胞培養產生大量細胞，不形成新個體，不能體現細胞的全能性
相同點 ①都需人工條件下的無菌操作；②都需要適宜的溫度、pH等條件；③都進行有絲分裂，都不涉及減數分裂
2．植物體細胞雜交與動物細胞融合的比較
項目 植物體細胞雜交 動物細胞融合
培養條件 營養物質(水、無機鹽、蔗糖、氨基酸和有機酸等)、激素(細胞分裂素、生長素等)及其他條件(無菌、適宜的溫度和pH等) 葡萄糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素、血清或血漿等天然成分
細胞融合原理 細胞膜的流動性、細胞的全能性 細胞膜的流動性、細胞增殖
細胞融合方法 用纖維素酶、果膠酶去除細胞壁后誘導原生質體融合 用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細胞分散成單個細胞后，誘導細胞融合
誘導手段 ①物理法：離心、振動、電激等 ②化學法：聚乙二醇(PEG) ①物理、化學法：與植物體細胞雜交的誘導手段相同 ②生物法：滅活的病毒
結果 獲得雜種植株 獲得雜種細胞，以生產細胞產品
用途 克服不同生物遠緣雜交不親和的障礙 制備單克隆抗體、病毒疫苗、干擾素等
3．單克隆抗體制備過程中兩次篩選的方法及目的
項目 第一次篩選 第二次篩選
篩選原因 誘導融合后得到多種雜交細胞，還有未融合的細胞 由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激，所以經選擇性培養獲得的雜交瘤細胞中有能產生其他抗體的細胞
篩選方法 用特定的選擇培養基篩選：未融合的細胞和同種細胞融合后形成的細胞都會死亡，只有融合的雜交瘤細胞能生長 用多孔培養皿培養，在每個孔只有一個雜交瘤細胞的情況下開始克隆化培養和抗體檢測，經多次篩選得到能產生特異性抗體的細胞群
篩選目的 得到雜交瘤細胞 得到能分泌所需抗體的雜交瘤細胞
4．動物體細胞克隆技術(核移植技術)
(1)原理：動物細胞核具有全能性。
(2)核移植分類：胚胎細胞核移植和體細胞核移植。
(3)核移植過程(以克隆高產奶牛為例)
(4)應用：①加速家畜遺傳改良進程，促進優良畜群繁育。②保護瀕危物種。③生產醫用蛋白。④作為異種移植的供體。⑤用于組織器官的移植。
[練題點·全過關]
1．如圖表示細胞工程的流程圖(a、b表示過程)，請據圖回答下列問題：
(1)若圖示為動物細胞融合的過程，則a特有的誘導劑是________________。以動物細胞融合為基礎發展起來的雜交瘤技術為制備單克隆抗體開辟了新途徑，通過把能產生抗體的________細胞與能在體外大量增殖的________細胞進行融合，得到既能迅速大量繁殖，又能產生專一性抗體的雜交瘤細胞。
(2)若圖示為植物體細胞雜交過程，則在甲、乙融合之前，需要用____________(填工具酶)制備________。這項工程的意義是________________________________________________________________________。
(3)由甲、乙融合得到丙細胞的基本原理是______________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)若圖示為誘導動物細胞融合，則a特有的誘導劑是滅活的病毒。在單克隆抗體的制備過程中，利用已免疫的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，形成雜交瘤細胞，該細胞既可以迅速大量增殖，又可以產生專一性抗體。(2)在植物體細胞雜交過程中，需要對甲、乙細胞先用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，然后再誘導甲、乙細胞的原生質體融合。該技術可以克服有性雜交遠緣不親和的障礙，擴大親本組合的范圍。(3)甲、乙細胞融合形成丙細胞，利用了細胞膜的流動性。
答案：(1)滅活的病毒　B淋巴(漿)　骨髓瘤　(2)纖維素酶和果膠酶　原生質體　克服了有性雜交遠緣不親和的障礙，擴大了親本組合的范圍　(3)細胞膜的流動性
2．紫杉醇是一種具有抗癌活性的化合物，為了迅速高效地分離、純化紫杉醇，實驗小組以紫杉醇為抗原免疫小鼠，取免疫小鼠的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合，并經過篩選獲得能穩定分泌紫杉醇單克隆抗體的雜交瘤細胞，回答下列問題：
(1)紫杉醇單克隆抗體的獲得所涉及的生物技術手段有________________________，該實例說明單克隆抗體具有____________________的優點。
(2)免疫小鼠和骨髓瘤細胞融合后產生多種雜交細胞，為了獲得雜交瘤細胞應用特定的__________進行篩選，然后通過專一抗體檢測陽性和克隆化培養獲得______________________________的雜交瘤細胞。
(3)若要體內培養雜交瘤細胞，可將雜交瘤細胞注入小鼠的_________，若要在體外培養液中培養雜交瘤細胞，需要將培養液放置在95%的空氣和5%的CO2培養箱中培養，其中CO2的作用是_________________。
(4)紫杉醇是紅豆杉產生的一種代謝產物，欲利用植物組織培養獲得大量的紫杉醇，應將紅豆杉的外植體培育到____________階段，原因是________________________________________________________________________。
解析：(1)取免疫小鼠的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞進行融合，采用的是動物細胞融合技術，在融合前和篩選雜交瘤細胞的過程中均需要采用動物細胞培養技術來培養相應的細胞。單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高的特點。(2)制備單克隆抗體的過程中至少需要對細胞進行兩次篩選：第一次是在特定的選擇性培養基上，將雜交瘤細胞篩選出來；由于篩選出的雜交瘤細胞有很多種，因此第二次篩選的目的是通過專一抗體檢測陽性和克隆化培養，從很多種雜交瘤細胞中將既能大量增殖，又能產生抗紫杉醇的抗體的雜交瘤細胞篩選出來。(3)最終篩選出來的雜交瘤細胞，可以將其注射到小鼠腹腔內進行體內培養，也可以在體外培養液中進行大規模培養。后者需要將培養液放置在95%的空氣和5%的CO2培養箱中培養，其中CO2的作用是維持培養液的pH。(4)紫杉醇是紅豆杉產生的一種代謝產物。由于愈傷組織的細胞分裂快，代謝旺盛，所以，欲利用植物組織培養獲得大量的紫杉醇，應將紅豆杉的外植體培育到愈傷組織階段。
答案：(1)動物細胞培養和動物細胞融合　特異性強，靈敏度高　(2)選擇培養基　既能大量增殖，又能產生抗紫杉醇的抗體　(3)腹腔　維持培養液的pH　(4)愈傷組織　愈傷組織的細胞分裂快，代謝旺盛
一、科學思維——植物細胞工程與生物育種分析
[典例]　(2018·天津高考)蘆筍是雌雄異株植物，雄株性染色體為XY，雌株為XX；其幼莖可食用，雄株產量高。以下為兩種培育雄株的技術路線。有關敘述錯誤的是(　　)
A．形成愈傷組織可通過添加植物生長調節劑進行誘導
B．幼苗乙和丙的形成均經過脫分化和再分化過程
C．雄株丁的親本的性染色體組成分別為XY、XX
D．與雄株甲不同，雄株丁培育過程中發生了基因重組
[解析]　植物組織培養過程中，生長素與細胞分裂素用量的比例適中時，可促進愈傷組織的形成；由花粉培養形成幼苗利用的是植物組織培養技術，這一過程需要經過脫分化和再分化；雄株丁(XY)的親本為乙、丙，乙、丙都是由花粉培育的幼苗經染色體加倍形成的，故雄株丁的親本的性染色體組成分別為XX、YY；植株乙、丙雜交產生植株丁的過程中發生了減數分裂，故會發生非同源染色體上的非等位基因自由結合的基因重組過程。
[答案]　C
[思維建模]
根據育種程序圖識別育種名稱和過程
[模型解讀]
(1)首先要識別圖解中各字母表示的處理方法：A—雜交，D—自交，B—花藥離體培養，C—秋水仙素處理，E—誘變處理，F—秋水仙素處理，G—轉基因技術，H—脫分化，I—再分化，J—包裹人工種皮。這是識別各種育種方法的主要依據。
(2)根據以上分析可以判斷：“親本新品種”為雜交育種，“親本新品種”為單倍體育種，“種子或幼苗E,新品種”為誘變育種，“種子或幼苗F,新品種”為多倍體育種，“植物細胞新細胞H,愈傷組織胚狀體人工種子―→新品種”為基因工程育種。
[素養訓練]
1．如圖是“番茄馬鈴薯”雜種植株的培育過程，其中①～⑤表示過程，字母表示細胞、組織或植株。下列相關敘述正確的是(　　)
A．過程①表示在低滲溶液中用酶解法處理植物細胞獲得原生質體
B．過程②誘導原生質體融合，主要依據細胞膜具有選擇透過性的原理
C．可以根據質壁分離現象鑒別雜種細胞的細胞壁是否再生
D．植物有性雜交和體細胞雜交都能克服遠緣雜交不親和的障礙
解析：選C　獲得植物的原生質體操作一般在等滲溶液中進行，若在低滲溶液中進行，則去掉細胞壁的原生質體會因吸水而漲破；過程②誘導原生質體融合，主要依據細胞膜具有流動性的原理；可根據質壁分離現象鑒別雜種細胞的細胞壁是否再生；植物有性雜交不能克服遠緣雜交不親和的障礙。
2．超氧化物歧化酶(SOD)是一種源于生命體的活性物質，能清除對人體有害的物質，被譽為人體內的垃圾清道夫。如圖為培育含SOD植物新品種的過程，相關敘述正確的是(　　)
A．①過程常用感受態細胞法導入SOD基因
B．②③過程所用的激素種類和比例都相同
C．經過②過程再包裝人工種皮，即可制成人工種子
D．圖示育種過程體現了植物細胞的全能性
解析：選D　目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法，感受態細胞法常用于將目的基因導入微生物，A錯誤；②脫分化、③再分化過程所用的激素種類相同，但比例不同，B錯誤；經過③過程形成的胚狀體再包裝人工種皮，即可制成人工種子，C錯誤；植物組織培養的原理是植物細胞的全能性，D正確。
3．如圖為某二倍體植物單倍體育種過程，下列敘述正確的是(　　)
A．①中發生了染色體數目變異
B．②一般采用花藥離體培養的方法
C．③中秋水仙素抑制著絲點分裂
D．④中選到的植株中1/4為純合子
解析：選B?、贋殡s交過程，產生的子代染色體數目沒有改變，A錯誤； ②為花藥離體培養過程，可獲得單倍體植株，B正確；③中秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成，但是不抑制著絲點的分裂，C錯誤； ④過程產生比例相等的4種純合子，D錯誤。
二、科學思維——歸納概括細胞工程的原理與技術方法
[典例]　(2016·全國卷Ⅱ)下圖表示通過核移植等技術獲得某種克隆哺乳動物(二倍體)的流程。
回答下列問題：
(1)圖中A表示正常細胞核，染色體數為2n，則其性染色體的組成可為________________。過程①表示去除細胞核，該過程一般要在卵母細胞培養至適當時期再進行，去核時常采用__________的方法。②代表的過程是________________。
(2)經過多次傳代后，供體細胞中____________的穩定性會降低。因此，選材時必須關注傳代次數。
(3)若獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同，從遺傳物質的角度分析其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)與克隆羊“多莉(利)”培育成功一樣，其他克隆動物的成功獲得也證明了________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解析]　(1)哺乳動物的正常細胞核中性染色體的組成為XX(雌性)或XY(雄性)。卵母細胞在培養至減數第二次分裂的中期時，常采用顯微操作法去除細胞核。②過程是將早期胚胎移植到代孕個體的子宮中，即代表的是胚胎移植。(2)一般來說，動物細胞在傳代培養到10～50代時，部分細胞的細胞核型可能會發生變化，即遺傳物質的穩定性會降低。因此，選材時一般選10代以內的細胞，以保證細胞正常的二倍體核型。(3)獲得的克隆動物性狀與供體動物基本相同，但不完全相同，從遺傳物質的角度分析，性狀不完全相同的原因是：克隆動物細胞質中的遺傳物質來自去核卵母細胞的細胞質，細胞質中的遺傳物質會對克隆動物的性狀產生影響。(4)高度分化的動物體細胞的全能性受到限制，但其細胞核的全能性在卵母細胞細胞質中的物質的作用下仍能得以表達。故克隆羊“多莉(利)”以及其他克隆動物的培育成功，證明了高度分化的動物體細胞的細胞核仍具有全能性。
[答案]　(1)XX或XY　 顯微操作　胚胎移植　(2)遺傳物質　(3)卵母細胞的細胞質中的遺傳物質會對克隆動物的性狀產生影響　(4)動物已分化體細胞的細胞核具有全能性
[素養升華]
1．歸納細胞工程的原理與技術方法
細胞工程 技術方法 原理
植物細胞工程 植物組織培養 植物細胞的全能性
植物體細胞雜交 細胞膜的流動性和植物細胞的全能性
動物細胞工程 動物細胞培養 細胞增殖
動物細胞核移植 動物細胞核的全能性
動物細胞融合 細胞膜的流動性
2．細胞工程中細胞融合模型
[模型解讀]
(1)若圖示為動物細胞融合的過程，則甲、乙細胞可以為同種細胞，也可以為異種細胞，丙細胞為雜交細胞，丁細胞是丙通過有絲分裂得到的。可以通過把能產生抗體的漿細胞與能在體外大量增殖的骨髓瘤細胞進行融合，得到既能迅速大量繁殖，又能產生專一抗體的雜交瘤細胞。
(2)若圖示為植物體細胞雜交過程，則在甲、乙融合之前，需要用纖維素酶和果膠酶制備原生質體甲、乙，丙細胞為融合的原生質體，丁細胞為長出細胞壁的雜種細胞。
(3)若甲細胞為去核的卵母細胞，乙細胞為供核細胞，則丙細胞為重組細胞，類似于受精卵，其遺傳物質主要來源于乙。
[素養訓練]
1．探究矮牽牛原生質體的培養條件和植株再生能力，某研究小組的實驗過程如圖。下列敘述正確的是(　　)
A．過程①獲得的原生質體需懸浮在30%蔗糖溶液中
B．過程②需提高生長素的比例以促進芽的分化
C．過程③需用秋水仙素處理誘導細胞壁再生
D．原生質體雖無細胞壁但仍保持細胞的全能性
解析：選D　過程①是制備原生質體，獲得的原生質體若懸浮在30%的蔗糖溶液中會失水皺縮，A錯誤；過程②是植物組織培養的再分化過程，需提高細胞分裂素的比例以促進芽的分化，B錯誤；秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成，且脫分化形成的愈傷組織細胞已經具備細胞壁，故過程③不需要用秋水仙素處理，C錯誤；原生質體雖無細胞壁，但含有細胞核，細胞核中含有個體生長發育所需的全部遺傳信息，故原生質體仍保持細胞的全能性，D正確。
2.右圖為細胞融合的示意圖，下列敘述錯誤的是(　　)
A．若a細胞和b細胞是植物細胞，需先去除細胞壁再誘導融合
B．a細胞和b細胞之間的融合需要促融處理后才能實現
C．c細胞的形成與a、b細胞膜的流動性有關
D．c細胞將同時表達a細胞和b細胞中的所有基因
解析：選D　若a細胞和b細胞是植物細胞，應先用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，然后再誘導融合；a細胞和b細胞之間的融合需要促融處理；細胞的融合與細胞膜的流動性有關；融合后的c細胞中的基因進行選擇性表達，只能表達a、b兩細胞的部分基因。
3．絮凝性細菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物能與石油污水中的懸浮顆粒和有機物等形成絮狀沉淀，起到凈化污水的作用。為進一步提高對石油污水的凈化效果，將絮凝性細菌和石油降解菌融合，構建目的菌株。其流程如下。據圖回答下列問題：
(1)溶菌酶的作用是__________________。PEG的作用是________________________。
(2)經處理后，在再生培養基上，未融合的A、B難以生長。圖中AB融合菌能生長和繁殖，原因是成功融合的細胞既可以____________________，又可以____________。
(3)目的菌株的篩選：篩選既能分泌具有絮凝活性的化合物，又能在含有________的培養基上生長的AB融合菌，選擇效果最好的作為目的菌株，其同化作用類型應為__________型，屬于生態系統中的________(成分)。
(4)為探究目的菌株不同發酵時間發酵液的絮凝效果，將目的菌株進行發酵培養，定時取發酵液，加入石油污水中，還應設置________________________________為對照組。
解析：(1)細菌所具有的細胞壁妨礙了細菌細胞的融合，所以溶菌酶的作用是將其細胞壁進行溶解，以獲得原生質體。PEG是促進細胞融合的促融劑，其作用是誘導原生質體融合。(2)由圖示分析可知，A菌細胞質失去活性，B菌DNA失去活性，所以AB融合菌有A的DNA和B的細胞質，既可以分泌絮凝活性物質又可以降解石油，在選擇培養基上A菌或B菌都不能存活，而融合的AB菌能進行生長并繁殖。(3)目的菌的選擇是要選擇既能分泌具有絮凝活性物質的高分子化合物，又具有降解石油能力的AB融合菌，因此目的菌株能在含有石油的培養基上生長，其同化作用類型為異養型，屬于生態系統中的分解者。(4)為探究目的菌株在不同時間的絮凝效果，設置的對照組實驗應是不加發酵液(沒有目的菌株)的石油污水(或不含目的菌株的石油污水或只有石油污水)。
答案：(1)溶解(去除、破壞)細胞壁　誘導(或促進)原生質體融合　(2)分泌絮凝活性物質　降解石油(合理即可)　(3)石油　異養　分解者　(4)不加發酵液的石油污水(或不含目的菌株的石油污水或只有石油污水)
一、對點練小題，落實主干知識
1．某興趣小組擬用組織培養繁殖一種名貴花卉，其技術路線為“取材→消毒→愈傷組織培養→出芽→生根→移栽”。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又減少消毒劑對細胞的傷害
B．在愈傷組織培養中加入細胞融合的誘導劑，可獲得染色體加倍的細胞
C．出芽是細胞再分化的結果，受基因選擇性表達的調控
D．生根時，培養基通常應含α 萘乙酸等生長素類調節劑
解析：選B　植物組織培養中消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又減少消毒劑對培養材料的傷害；植物體細胞的雜交需先除去細胞壁得到原生質體，再在細胞融合誘導劑作用下獲得染色體加倍的細胞；細胞分化的實質是基因的選擇性表達；植物組織培養過程中，生根階段的培養基中通常應含有生長素類調節劑。
2．(2021年1月新高考8省聯考·湖北卷)某實驗小組從甲兔的皮膚細胞提取細胞核，注入乙兔去核的卵母細胞中，體外培養一段時間后，植入丙兔的子宮，最終丙兔順利產下丁兔。下列敘述錯誤的是(　　)
A．丁兔的性狀與甲兔相同
B．該生殖方式屬于無性繁殖
C．丁兔的遺傳物質與丙兔無關
D．與丁兔的DNA指紋相似度最高的是甲兔
解析：選A　丁兔細胞核的遺傳物質來源于甲兔，丁兔細胞質的遺傳物質來源于乙兔，且生物的性狀除受基因控制外，還受環境因素的影響，因此丁兔的性狀與甲兔不完全相同，A錯誤；丁兔沒有經過兩性生殖細胞的結合，屬于無性繁殖，B正確；丙兔只提供了丁兔胚胎發育的場所，丁兔的遺傳物質與丙兔無關，C正確；丁兔的DNA主要來自甲兔的細胞核，因此與丁兔的DNA指紋相似度最高的是甲兔，D正確。
3．下列有關細胞工程的說法正確的是(　　)
A．在愈傷組織形成的過程中，除適宜的溫度、pH和無菌條件外，還需要有植物激素進行調節
B．植物體細胞雜交前需要用酶去除細胞壁獲得原生質體，然后再用滅活的病毒促進融合
C．利用動物體細胞核移植的方法得到克隆動物是培育新物種的一種方式
D．動物細胞應在含5%的CO2的恒溫箱中培養，CO2的作用是為細胞提供碳源
解析：選A　在愈傷組織形成的過程中，需添加生長素和細胞分裂素等植物激素進行調節；滅活的病毒是促進動物細胞融合特有的方法；核移植屬于克隆，為無性生殖，不會產生新物種；動物細胞應在含5%的CO2的恒溫箱中培養，CO2的作用是維持培養液中的pH。
4．(2021·浙江選考)下圖為動物成纖維細胞的培養過程示意圖。下列敘述正確的是(　　)
A．步驟①的操作不需要在無菌環境中進行
B．步驟②中用鹽酸溶解細胞間物質使細胞分離
C．步驟③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶處理
D．步驟④培養過程中不會發生細胞轉化
解析：選C　步驟①和細胞培養過程都需要在無菌環境中進行，A錯誤；步驟②需要胰蛋白酶處理使細胞分離，鹽酸會殺死細胞，B錯誤；步驟③到④的分瓶操作常用胰蛋白酶處理，C正確；步驟④傳代培養過程中，細胞的形態和功能可能會發生變化，從而使細胞發生轉化，D錯誤。
5．中科院動物所和福州大熊貓研究中心合作，通過將大熊貓的細胞核植入去核后的兔子卵細胞中，在世界上最早克隆出一批大熊貓早期胚胎，這表明我國的大熊貓人工繁殖研究再次走在世界前列。下列有關克隆技術的敘述中，正確的是(　　)
A．動物體細胞核移植技術只能克隆雌性動物
B．可用基因槍法去除卵母細胞的細胞核
C．使用滅活的病毒等方法激活重組細胞使其完成細胞分裂和發育
D．利用體細胞核移植技術可以加速家畜遺傳改良進程
解析：選D　生物的性別由位于細胞核內性染色體上的基因決定，利用動物體細胞核移植技術可有選擇性地繁殖某一性別的家畜，既可得到雌性動物，也可得到雄性動物，A錯誤；通過顯微操作技術可以去除卵母細胞的細胞核，B錯誤；滅活的病毒可誘導動物細胞融合，但不能激活重組細胞使其完成細胞分裂和發育，C錯誤；利用體細胞核移植技術已展示出廣闊的應用前景，在畜牧生產中，可以快速繁殖具有優良品質的家畜，D正確。
6．某科研所為防治SARS，以SARS病毒核衣殼蛋白為抗原制備出了單克隆抗體。下列敘述錯誤的是(　　)
A．用純化的核衣殼蛋白反復注射到小鼠體內，以獲得相應的B細胞
B．體外培養單個效應B細胞可以獲得大量針對SARS病毒的單克隆抗體
C．將B細胞和骨髓瘤細胞混合，經誘導融合后的細胞不一定為雜交瘤細胞
D．利用該單克隆抗體與SARS病毒核衣殼蛋白特異性結合的方法能診斷出SARS病毒感染者
解析：選B　用純化的核衣殼蛋白反復注射到小鼠體內，使其產生免疫反應，以獲得相應的B細胞，A正確；單個效應B細胞有產生抗體的能力，但沒有無限增殖的本領，因此在體外培養單個效應B細胞不可能獲得大量針對SARS病毒的單克隆抗體，B錯誤；將B細胞和骨髓瘤細胞混合，經誘導融合后的細胞不都是雜交瘤細胞，還有B細胞自身融合的細胞、骨髓瘤細胞自身融合的細胞等，C正確；單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高的特點，因此利用該單克隆抗體與SARS病毒核衣殼蛋白特異性結合的方法可診斷出病毒感染者，D正確。
二、系統練大題，強化科學思維
7．下面為“番茄—馬鈴薯”的培育過程示意圖，請據圖回答下列問題：
(1)若運用傳統有性雜交(即用番茄、馬鈴薯雜交)能否得到可育的雜種植株？為什么？________________________________________________________________________。
(2)在利用雜種細胞培育雜種植株的過程中，運用的技術手段是________________，依據的原理是____________，其中過程②稱為________________技術，與過程③密切相關的具有單層膜結構的細胞器為________，過程④相當于________，過程⑤涉及的細胞分裂方式為________。
(3)已知番茄、馬鈴薯分別為四倍體、二倍體，則“番茄—馬鈴薯”屬于________倍體植株。
(4)柴油樹種子含有的柴油是植物細胞的代謝產物，可用植物組織培養來實現柴油的工業化生產。若利用此技術，將柴油樹細胞培養進行到________(填字母編號)階段即可。
解析：(1)番茄和馬鈴薯屬于兩種植物，存在生殖隔離，不能通過有性雜交產生后代。(2)過程②是把a、b兩個原生質體融合在一起，稱為原生質體融合。過程③是在融合的原生質體外再生一層細胞壁，而細胞壁的形成與高爾基體有關。過程④的結果是形成了愈傷組織，為脫分化過程。(3)“番茄—馬鈴薯”屬于異源多倍體中的異源六倍體。(4)柴油是植物細胞的代謝產物，要實現其工業化生產需將柴油樹細胞培養到愈傷組織，然后進行提取。
答案：(1)不能。不同種的植物間存在生殖隔離　(2)植物組織培養　植物細胞的全能性　原生質體融合　高爾基體　脫分化　有絲分裂　(3)六　(4)e
8．豬繁殖與呼吸綜合征是一種嚴重威脅我國養豬業發展的傳染病，由PRRSV病毒引起?？茖W家制備出PRRSVGP3蛋白的單克隆抗體可對該病進行診斷和治療，制備過程如圖所示。請回答下列問題：
(1)在GP3蛋白的單克隆抗體制備過程中，需要用純化的GP3蛋白對小鼠進行多次免疫，若檢測到小鼠血清中出現__________，說明小鼠已經產生了相應的體液免疫過程，可以從小鼠________內提取細胞甲。
(2)①過程為________________，常用于介導的化學試劑為__________。
(3)第二次篩選前，需先對細胞丙進行________培養，再通過__________(填方法)篩選出細胞丁。
(4)單克隆抗體比一般的血清抗體優越得多，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)反復對小鼠進行同種抗原的接種過程，小鼠發生體液免疫并產生相應的GP3抗體，因此可以從免疫器官脾臟中獲取能產生抗體的B淋巴細胞，即細胞甲。(2)①過程是將細胞甲和小鼠骨髓瘤細胞融合，可通過聚乙二醇(PEG)完成誘導融合。(3)融合后的雜交瘤細胞經過兩次篩選，分別選出雜交瘤細胞和經過克隆培養后存活的能產生單一抗體的雜交瘤細胞。(4)單克隆抗體的優勢是特異性強，靈敏度高，同時可以大量制備，而一般的血清抗體純度低，多種抗體同時存在，與相應蛋白質結合的特異性較差。
答案：(1)GP3抗體　脾臟　(2)細胞融合　聚乙二醇
(3)克隆　抗體檢驗　(4)一般抗血清中的抗體是一群識別不同抗原部位的抗體混合物，而單克隆抗體識別抗原部位具有專一性
9．回答下列有關動物細胞培養的問題：
(1)在動物細胞培養過程中，當貼壁細胞分裂生長到細胞表面________時，細胞會停止分裂增殖，這種現象稱為細胞的________。此時，瓶壁上形成的細胞是________層。要使貼壁的細胞從瓶壁上分離下來，需要用___________酶處理。
(2)隨著細胞傳代次數的增多，絕大部分細胞分裂停止，進而出現____________現象，但極少數細胞可以連續增殖，其中有些細胞會因遺傳物質發生改變而獲得________，該種細胞的黏著性________，細胞膜表面蛋白質(糖蛋白)的量________。
(3)現用某種大分子染料對細胞進行染色時，觀察到死細胞被染色，而活細胞不能被染色，原因是________________________________________________________________________。
(4)檢查某種毒物是否能改變細胞染色體的數目，最好選用分裂________期的細胞在顯微鏡下進行觀察。
(5)在細胞培養過程中，通常在________條件下保存細胞。因為在這種條件下，細胞中________的活性降低，細胞________速率降低。
解析：(1)細胞接觸抑制是指細胞表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖的現象?；谏鲜鎏匦裕勘谏闲纬傻募毎菃螌优帕械?。需要用胰蛋白酶將貼壁的細胞從瓶壁上分離下來。(2)隨著細胞傳代次數的增多，絕大部分細胞分裂停止，進而出現衰老甚至死亡現象，但極少數細胞可以連續增殖，其中有些細胞會因遺傳物質發生改變而變成不死性細胞，該種細胞由于細胞表面糖蛋白減少，其黏著性降低。(3)活細胞的細胞膜具有選擇透過性，大分子染料不能通過，所以活細胞不被染色；死細胞的細胞膜失去了選擇透過性，大分子染料可以通過，所以死細胞能被大分子染料染色。(4)有絲分裂中期時染色體的著絲點排列在赤道板上，染色體形態固定、數目清晰，是觀察染色體數目的最佳時期。(5)在細胞培養過程中，通常在冷凍(或超低溫、液氮)條件下保存細胞。因為在這種條件下，細胞中酶的活性降低，細胞新陳代謝的速率降低。
答案：(1)相互接觸　接觸抑制　單(或一)　胰蛋白
(2)衰老甚至死亡　不死性　降低　減少　(3)活細胞的細胞膜具有選擇透過性，大分子染料不能進入活細胞內(或死細胞的細胞膜喪失了選擇透過性，大分子染料能夠進入死細胞內而著色)　(4)中　(5)冷凍(或超低溫、液氮)　酶　新陳代謝
10．通過咽拭子取樣進行RTPCR技術檢測是目前臨床上診斷新型冠狀病毒感染疑似患者的常用方法，用于核酸檢測的RTPCR試劑盒的部分工作原理簡圖如下?；卮鹣铝袉栴}：
(1)RTPCR是指以病毒的RNA為模板通過________過程合成cDNA，并對cDNA進行PCR擴增的過程。進行RTPCR過程中，需要加入的酶有____________________________________。
(2)利用RTPCR試劑盒對新型冠狀病毒進行檢測時，除借助上述RTPCR技術外，還需要有特異性探針。制作該探針的依據是______________________________，利用該探針對新型冠狀病毒進行檢測的原理是__________。
(3)除核酸檢測外，研究人員還研發了基于病毒蛋白的檢測技術，該項技術的關鍵是生產出能與新型冠狀病毒結合的特異性抗體。生產該種抗體的大致方案如下：
①向小鼠體內注射新型冠狀病毒的抗原蛋白；
②分離免疫小鼠的B淋巴細胞，并與小鼠的骨髓瘤細胞融合，多次篩選、檢測，最終獲得所需雜交瘤細胞；
③將獲得的雜交瘤細胞在體外條件下做大規模培養，獲得大量的特異性抗體。
上述生產抗體的方案中使用的技術手段有______________________________________，其中步驟②中獲得的雜交瘤細胞具有______________________________________________等特點；步驟③中為防止細胞代謝產物積累對細胞自身造成危害，應采取的措施是____________________。
解析：(1)以RNA為模板合成cDNA的過程為逆轉錄，該過程需要逆轉錄酶的參與；利用PCR技術對cDNA進行擴增時需要耐高溫的DNA聚合酶參與。(2)探針是指被放射性同位素標記或熒光標記的一段單鏈核酸，因此制作該探針的依據是新型冠狀病毒的核苷酸序列；利用該探針對新型冠狀病毒進行檢測的原理是分子雜交。(3)題述方案制備的是單克隆抗體，采用的技術手段有動物細胞培養、動物細胞融合；雜交瘤細胞的特點是既能迅速大量繁殖，又能產生專一的抗體；步驟③中為防止細胞代謝產物積累對細胞自身造成危害，應定期更換培養液。
答案：(1)逆轉錄　逆轉錄酶和耐高溫的DNA聚合酶　
(2)新型冠狀病毒的核苷酸序列　分子雜交　(3)動物細胞培養、動物細胞融合　既能迅速大量繁殖，又能產生專一的抗體　定期更換培養液
11．人絨毛膜促性腺激素(HCG)是女性懷孕后胎盤滋養層細胞分泌的一種糖蛋白，人工制備的抗HCG單克隆抗體可用于早孕的診斷?；卮鹣铝袉栴}。
(1)制備單克隆抗體過程中要用到________和_________技術。制備單克隆抗體過程中，給小鼠注射的HCG相當于________，使小鼠產生能分泌相應抗體的漿細胞。
(2)在細胞內DNA合成一般有兩條途徑。主要途徑是在細胞內由糖和氨基酸合成核苷酸，進而合成DNA，而氨基喋呤可以阻斷此途徑。另一輔助途徑是在次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情況下，經酶催化合成DNA，而骨髓瘤細胞的DNA合成沒有此輔助途徑。根據這樣的原理，向經誘導后的漿細胞與骨髓瘤細胞混合培養液中添加氨基喋呤________(填“能”或“不能”)能篩選雜交瘤細胞，原因是______________________________。
(3)篩選獲得的雜交瘤細胞具有________________________________________________________________________
的特點。利用雜交瘤細胞生產的單克隆抗體可以與____________________特異性結合，從而診斷早孕。
解析：(1)制備單克隆抗體過程中要用到動物細胞培養技術培養B淋巴細胞、骨髓瘤細胞和雜交瘤細胞，并利用動物細胞融合技術將B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合成雜交瘤細胞。制備單克隆抗體過程中，給小鼠注射的HCG相當于抗原，使小鼠免疫產生能分泌相應抗體的B淋巴細胞(漿細胞)。(2)根據題意分析，向經誘導后的漿細胞與骨髓瘤細胞混合培養液中添加氨基喋呤后，漿細胞不能增殖，骨髄瘤細胞中的DNA合成途徑被阻斷不能增殖，雜交瘤細胞可通過輔助途徑合成DNA，能夠增殖，進而將雜交瘤細胞篩選出來。(3)雜交瘤細胞具有無限增殖和分泌特異性抗體的特點；利用雜交瘤細胞產生的單克隆抗體可以與人絨毛膜促性腺激素(或HCG)特異性結合，從而診斷早孕。
答案：(1)動物細胞培養　動物細胞融合　抗原　(2)能　漿細胞不能增殖，骨髄瘤細胞中的DNA合成途徑被阻斷不能增殖，雜交瘤細胞可通過輔助途徑合成DNA，能夠增殖　(3)能無限增殖并分泌特異性抗體　人絨毛膜促性腺激素(或HCG)
12．利用生物學技術制備抗體的兩個途徑如圖所示，請回答相關問題：
(1)過程①所用特有的誘導因素是________，融合之后要利用有關的培養基進行第一次篩選，目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)據此原理用棉花生產該種抗體，則⑥過程的受體細胞通常選用__________菌。在進行基因工程操作中，真正被用作載體的天然質粒需要進行改造，請簡述理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)過程①是將同種動物的骨髓瘤細胞與免疫細胞融合，動、植物細胞融合共有的方法是物理和化學方法，動物細胞融合特有的方法是用滅活的病毒處理。融合之后第一次篩選出雜交瘤細胞。第二欠篩選出能產生所需單一抗體的雜交瘤細胞。(2)③是從漿細胞中提取出mRNA，再逆轉錄形成DNA，形成目的基因，將目的基因插入農桿菌的Ti質粒的T DNA片段，由于天然質粒很難滿足作為載體所具備的一些特點(如要有標記基因、要有一個至多個限制酶切割位點、要有目的基因的啟動子和終止子)，且有可能對宿主細胞有害，故要加以改造。
答案：(1)滅活的病毒　將未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞淘汰，留下融合的雜種細胞
(2)農桿　天然質粒很難滿足作為載體所具備的一些特點(如要有標記基因、要有一個至多個限制酶切割位點、要有目的基因的啟動子和終止子)
13．下面為制備單克隆抗體和多克隆抗體的示意圖，據圖回答下列問題：
(1)圖中向小鼠注射包含多種抗原決定簇的抗原后，所獲得的免疫抗血清實際上是含有______________________(填寫抗體的名稱)的混合物，這種方法制備的多克隆抗體不僅產量低，而且純度低。與多克隆抗體相比，單克隆抗體突出的優點在于它的________________________________________________________________________，并能大量制備。
(2)圖中選用B細胞和骨髓瘤細胞融合成雜交瘤細胞，說明細胞膜具有________；如果僅考慮細胞的兩兩融合，其融合細胞有________種類型。
(3)圖中兩次篩選的目的不同，其中篩選①的目的是篩選出____________，篩選②的目的是篩選出____________________________________。篩選時所用的培養基是特定的________培養基。
(4)科學工作者正在研究的用于治療癌癥的“生物導彈”就是____________________，用“生物導彈”治療癌癥的方法優于化療的原因是__________________________。
(5)由圖中可看出，單克隆抗體的制備過程中，運用了動物細胞工程中的______________和____________兩大技術。
解析：(1)結合題圖可看出，向小鼠注射包含多種抗原決定簇的抗原后，獲得的免疫抗血清實際上是含有Ab1、Ab2、Ab3、Ab4多種抗體的混合物。(2)動物細胞融合的過程體現了細胞膜的流動性；僅考慮兩個細胞的融合，可得到B細胞＋B細胞、骨髓瘤細胞＋骨髓瘤細胞及B細胞＋骨髓瘤細胞3種類型的融合細胞。(3)在單克隆抗體的制備過程中，第1次篩選的目的是篩選出雜交瘤細胞，第2次篩選的目的是獲得能產生所需抗體的雜交瘤細胞。篩選時所用的培養基是特定的選擇性培養基。(4)把單克隆抗體跟抗癌藥物相結合制成“生物導彈”，注入體內，借助單克隆抗體的導向作用，能將藥物定向帶到癌細胞所在位置，在原位殺死癌細胞。這樣既不損傷正常細胞，又減少了用藥劑量。(5)單克隆抗體的制備運用了動物細胞融合和動物細胞培養兩大技術。
答案：(1)Ab1、Ab2、Ab3、Ab4　特異性強、靈敏度高
(2)流動性　3　(3)雜交瘤細胞　能產生所需抗體的雜交瘤細胞　選擇性　(4)單克隆抗體上連接抗癌藥物　不損傷正常細胞，且用藥劑量少，毒副作用小　(5)動物細胞融合　動物細胞培養

展開更多......

收起↑