資源簡介

專題10　生物工程
微專題1　細胞工程與胚胎工程
1.植物組織培養的過程　原理：植物細胞的全能性
①植物組織培養中添加蔗糖的目的是提供營養和調節滲透壓。
②脫分化階段不需光，再分化階段需光。
③生長素/細胞分裂素的比值高時，促進根的分化、抑制芽的形成；比值低時，促進芽的分化、抑制根的形成。
④體內細胞未表現全能性的原因：在特定的時間和空間條件下，基因的表達具有選擇性。
2.植物體細胞雜交技術
原理：植物細胞的全能性、細胞膜的流動性
①與再生細胞壁密切相關的細胞器是高爾基體。
②原生質體融合后有多種結果需要篩選。
③從變異角度看，植物體細胞雜交技術屬于染色體數目變異，雜種植株的基因型、染色體和染色體組數目均為原兩植物直接相加。
3.動物細胞培養　原理：細胞增殖
①動物細胞培養中兩次使用胰蛋白酶的作用不同：
第一次：處理組織，使其分散成單個細胞。
第二次：使貼壁生長的細胞從瓶壁上脫落下來。
②避免雜菌污染的措施：培養液及培養用具滅菌處理，加入一定量的抗生素，定期更換培養液。
③區分原代培養和傳代培養的關鍵是是否分瓶培養。
4.單克隆抗體的制備　原理：細胞膜的流動性、細胞的增殖
2次篩選目的不同：①第1次：獲得雜交瘤細胞。②第2次：獲得能分泌所需特異性抗體的雜交瘤細胞。
5.動物體細胞(核移植技術)克隆技術 原理：動物細胞核的全能性
(1)核移植獲得的克隆動物與提供細胞核的親本性狀可能不同的三個原因：①克隆動物遺傳物質來自兩個親本。②發育過程中可能發生基因突變或染色體變異。③外界環境可能引起表型改變。
(2)克隆動物的產生是無性繁殖，而試管動物則是在體外受精形成受精卵，由受精卵發育成的個體，因此屬于有性繁殖。
6.準確記憶哺乳動物的早期胚胎發育過程
7.胚胎移植的操作流程
8.胚胎分割　無性繁殖或克隆
經典考題重現
1.下列有關細胞工程的敘述正確的有③⑤。
①將骨髓瘤細胞和B淋巴細胞混合，經誘導后融合的細胞即為雜交瘤細胞。(2021·江蘇卷，11D)
②植物組織培養過程中，用同一植株體細胞離體培養獲得的再生苗不會出現變異。(2021·江蘇卷，5D)
③經滅活或減毒處理的病毒可用于免疫預防。(2021·遼寧卷，3D)
④動物細胞培養過程中用鹽酸溶解細胞間物質使細胞分離。(2021·浙江1月，18B)
⑤胚胎干細胞和誘導出的各種細胞都需在CO2培養箱中進行培養。(2020·江蘇卷，23D)
2.下列有關胚胎工程的敘述正確的有①②。
①早期胚胎需移植到經同期發情處理的同種雌性動物體內發育成個體。(2021·江蘇卷，11B)
②體外受精前要對小鼠的精子進行獲能處理。(2020·山東卷，14B)
③胚胎移植前要檢查胚胎質量并在囊胚或原腸胚階段移植。(2020·山東卷，14C)
④胚胎移植時需使用免疫抑制劑以避免代孕牛對植入胚胎的排斥反應。(2018·江蘇卷，10C)
⑤利用胚胎分割技術，同卵多胎較同卵雙胎成功率更高。(2018·江蘇卷，10D)
高考重點訓練
1.(2021·福建卷，11)科研人員利用植物體細胞雜交技術培育矮牽牛新品種，技術流程示意圖如下。
下列敘述正確的是(　　)
A.愈傷組織是幼嫩葉片通過細胞分化形成的
B.獲得的雜種植株都能表現雙親的優良性狀
C.可用聚乙二醇誘導原生質體甲和乙的融合和細胞壁再生
D.用纖維素酶和果膠酶處理愈傷組織以獲得原生質體
答案　D
解析　愈傷組織是幼嫩葉片通過細胞脫分化形成的，A錯誤；由于基因的選擇性表達和基因間的互作效應，獲得的雜種植株不一定能夠表現雙親的優良性狀，B錯誤；可用聚乙二醇誘導原生質體甲和乙的融合，但不能誘導細胞壁的再生，C錯誤；由于植物細胞壁的成分主要是纖維素和果膠，故可以用纖維素酶和果膠酶處理愈傷組織以獲得原生質體，D正確。
2.(2019·江蘇卷，20)為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
答案　D
解析　過程①獲得的原生質體不能懸浮在30%的蔗糖溶液中，30%的蔗糖溶液可導致原生質體失水皺縮甚至死亡，A錯誤；過程②為再分化過程，需提高細胞分裂素的比例以促進芽的分化，B錯誤；③可以表示誘導根的分化形成幼苗，此時細胞壁已經形成，秋水仙素的主要作用是抑制紡錘體的形成，使細胞中的染色體數目加倍，C錯誤；原生質體雖無細胞壁，但含有細胞核等結構，即含有全部的遺傳信息，原生質體仍保持細胞的全能性，D正確。
3.(2022·江蘇揚州月考)2019年1月24日，我國科學家宣布世界首批疾病克隆猴——5只生物節律紊亂體細胞克隆猴在中國誕生，開啟了克隆猴模型應用于生命科學研究的“春天”。科學家采集了一只一歲半的、睡眠紊亂最明顯的BMAL1(生物節律基因)敲除猴A6的體細胞，通過體細胞核移植技術，獲得了5只克隆猴——這是國際上首次成功構建的一批遺傳背景一致的生物節律紊亂獼猴模型。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A.體細胞核移植技術的基礎是動物細胞培養
B.5只克隆猴細胞的核基因型與核供體細胞的完全一致
C.取自新鮮卵巢的卵母細胞可以直接作為受體細胞使用
D.該研究可以彌補實驗獼猴繁殖周期長、單胎數量少的不足
答案　C
解析　動物細胞培養技術是其他動物細胞工程技術的基礎，A正確；克隆猴細胞核基因型與核供體細胞完全一致，細胞質基因來源于受體細胞，B正確；體細胞核移植需用取自新鮮卵巢的卵母細胞培養到減數第二次分裂的中期，再做受體細胞，C錯誤；克隆動物可大量繁殖，可彌補實驗獼猴繁殖周期長、單胎數量少的不足，D正確。
4.(2022·河北衡水金卷)胚胎干細胞在揭示人與動物的發育機制、藥學研究、細胞替代治療及基因治療中有著廣闊的應用前景。不同物種、不同胚胎之間存在較大的差異，不同物種胚胎干細胞的建系方法和培養條件也各不相同，研究人員對阿爾巴斯白絨綿羊胚胎干細胞的培養條件開展了相關研究。回答下列問題：
(1)通過體內受精獲得胚胎干細胞的過程中，應對處于發情期的阿爾巴斯白絨母綿羊注射促性腺激素，目的是__________________________________________。
選用優質公羊與其交配48～80 h后，從母綿羊的________(部位)沖卵回收得到早期胚胎。
(2)培養羊早期胚胎前先取小鼠的成纖維細胞制備飼養層細胞，在小鼠的成纖維細胞培養液中加入________可將其從培養瓶的瓶壁上分離下來形成單細胞懸液。將羊早期胚胎置于飼養層細胞上培養的目的是__________________________________________________________________
________________，羊胚胎干細胞在形態上表現為___________________________________________________________________。
(3)研究人員配制A、B兩種胚胎干細胞的培養液時，均添加了100 IU/mL青霉素和0.05 mg/mL鏈霉素，加入青霉素和鏈霉素的目的是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)若探究機械法(用口吸管將內細胞團切割成小塊)、酶消化法、培養液A、培養液B對胚胎干細胞傳代培養的影響，請補充完整實驗組的處理：實驗組1：機械法獲取胚胎干細胞＋培養液A，實驗組2：_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
實驗組3：機械法獲取胚胎干細胞＋培養液B；實驗組4：_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)促進母綿羊排出更多卵細胞(超數排卵)，以便獲得多枚胚胎　輸卵管
(2)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)　維持胚胎干細胞處于不分化狀態　體積小、細胞核大、核仁明顯 (3)抑制微生物的生長繁殖，避免培養過程中出現雜菌污染
(4)酶消化法獲取胚胎干細胞＋培養液A　酶消化法獲取胚胎干細胞＋培養液B

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