2023高考生物(统考版)复习课件 选修3-2细胞工程

这是一份2023高考生物(统考版)复习课件 选修3-2细胞工程，共60页。PPT课件主要包含了课前自主预习案，素能目标★考向导航，高效课堂，课堂总结，网络建构提升，历届真题，回答下列问题等内容，欢迎下载使用。
基础梳理——系统化知识点一　植物细胞工程1．植物细胞工程的基本技术
2．植物细胞工程的实际应用
知识点二　动物细胞培养与核移植技术1．动物细胞培养
36.5 ℃±0.5 ℃
2．动物细胞核移植技术
知识点三　动物细胞融合与单克隆抗体
基能过关——问题化一、判一判1．有关细胞全能性与组织培养的判断(1)棉花根尖细胞经诱导可形成幼苗能体现细胞的全能性。(　　)(2)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。(　　)(3)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。(　　)(4)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的。(　　)(5)经植物组织培养得到的胚状体用人工薄膜包装后可得到人工种子。(　　)
2．有关植物体细胞杂交技术的判断(1)利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞进行诱导融合。(　　)(2)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。(　　)(3)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。(　　)(4)培养草莓脱毒苗所采用的主要技术是细胞杂交。(　　)
3．有关动物细胞培养的判断(1)制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理。(　　)(2)在对肝细胞的培养过程中，通常在培养液中通入5%的CO2以刺激细胞呼吸。(　　)(3)在25 ℃的实验条件下可顺利完成大鼠神经细胞的培养。(　　)(4)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。(　　)(5)克隆培养法培养过程中，多数细胞的基因型会发生改变。(　　)(6)二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的。(　　)
4．有关动物细胞核移植的判断(1)动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞。(　　)(2)克隆动物的性状与供体动物完全相同。(　　)(3)与“多利”羊等克隆哺乳动物相关的技术有胚胎移植、动物细胞培养和核移植。(　　)(4)用于核移植的供体细胞一般都选用10代以内的培养细胞。(　　)
5．动物细胞融合与单克隆抗体的制备(1)植物原生质体融合与动物细胞融合原理是相同的。(　　)(2)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。(　　)(3)小鼠骨髓瘤细胞的染色体数为40，B淋巴细胞的染色体数为46，融合后形成的杂交瘤细胞DNA分子数为86。(　　)(4)对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。(　　)(5)B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型(若仅考虑两两融合的情况)。(　　)
二、议一议【教材易漏拾遗】1．据图分析植物体细胞杂交的过程
(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理是什么？   (2)如何根据细胞膜表面的荧光判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的？
提示：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。
提示：融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光。
 (3)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞在有丝分裂后期含有多少条染色体？   (4)若杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于几倍体植株？
提示：2(m＋n)条。
2．如图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线，图中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。据图分析：
(1)原代培养和传代培养的分界点是哪个？   (2)AB段和DE段繁殖速度缓慢的原因是什么？    (3)E点后的细胞大多数具有异倍体核型，这样的细胞有什么特点？
提示：B点之前的培养称为原代培养，之后的培养称为传代培养。
提示：AB段发生了接触抑制；DE段细胞大部分衰老而失去分裂能力。
提示：E点后的细胞遗传物质改变，获得了不死性，能无限增殖。
3．下图为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图，据图分析：
(1)与多克隆抗体相比，单克隆抗体的优点有哪些？      (2)图中第一次筛选和第二次筛选的目的有何不同？
提示：单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高，可大量制备。
提示：第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是筛选出能产生所需单克隆抗体的杂交瘤细胞。
考点一　植物细胞工程(国考5年2考)(全国卷：2019全国卷Ⅱ、 Ⅲ)任务驱动·探究突破任务1　对细胞工程概念的理解(1)原理和方法：细胞生物学和_____________。(2)操作水平：______________________。(3)目的：按照人的意愿来改变_______________或获得细胞产品。(4)根据操作对象的不同分为两类：植物细胞工程和____________。
任务2　完善植物组织培养技术的相关内容　(1)概念①培养对象：___________________________。②培养条件：无菌、人工配制的培养基、相关激素等人工控制条件。③培养结果：产生愈伤组织、丛芽，最终形成__________。(2)操作流程外植体 根、芽或胚状体―→试管苗
离体的植物组织、器官或细胞
[名师提醒]　植物组织培养的关键(1)条件：离体，一定营养物质，激素(生长素、细胞分裂素)等。(2)培养基状态：固体培养基(需再分化，生根培养基和生芽培养基)。(3)体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。(4)光照的应用：脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成。
任务3　完善植物体细胞杂交技术的相关内容(1)概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成________，并把杂种细胞培育成___________的技术。(2)操作流程
(3)流程分析①过程a为去除________以获得具有活力的原生质体，用到的酶是________________。②过程b是原生质体的融合，其原理是_______________。③诱导b融合的两种方法：物理法包括__________________等；化学法一般用____________作为诱导剂。④过程c是原生质体融合后再生出新的_________。⑤过程d是__________技术，其原理是_______________。(4)意义：_________________________。
克服了远缘杂交不亲和的障碍
任务5　比较植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系
不同种的植物体细胞融合后形成杂种细胞
任务6　比较单倍体育种和突变体利用的不同点
考向分类·对点落实考向一 植物组织培养技术及应用1.[江苏卷，9]下列有关细胞工程的叙述，正确的是(　　)A．PEG是促细胞融合剂，可直接诱导植物细胞融合B．用原生质体制备人工种子，要防止细胞破裂C．骨髓瘤细胞经免疫处理，可直接获得单克隆抗体D.核移植克隆的动物，其线粒体DNA来自供卵母体
解析：PEG是促细胞融合剂，但植物细胞不能直接融合，需先去壁形成原生质体后才能融合，A错误；制备人工种子应用完整的植物细胞，不需制备原生质体，B错误；骨髓瘤细胞不能产生抗体，C错误；通过核移植克隆的动物，其线粒体只来自卵细胞，即线粒体DNA来自供卵母体，D正确。
2．[北京卷]在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的常规实验步骤中，不需要的是(　　)A．用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞B．用选择培养基筛选导入目的基因的细胞C．用聚乙二醇诱导转基因细胞的原生质体融合D．用适当比例的生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织生芽
解析：农杆菌可通过侵染宿主细胞，从而通过Ti质粒上的T－DNA将目的基因转入到宿主细胞中，A正确；通过对已经导入目的基因并含有标记基因的细胞进行筛选，从而淘汰没有成功导入目的基因的细胞并保留导入了目的基因的细胞，B正确；聚乙二醇多用于植物体细胞融合，用于培养异源多倍体，与此处的基因工程的操作无关，C错误；进一步对筛选出来的细胞进行组织培养，得到转基因植株，这一过程需用到适当比例的生长素和细胞分裂素以诱导愈伤组织生芽，D正确。
3．[经典高考]为了探究6－BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在MS培养基中加入6－BA和IAA，配制成四种培养基(见下表)，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率(m)，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，结果如下表：
回答下列问题：(1)按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为__________和__________两类。上述培养基中，6－BA属于__________类生长调节剂。(2)在该实验中，自变量是__________，因变量是_________________________________________________，自变量的取值范围是____________。(3)从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是___号培养基。(4)为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入_______ (填“6－BA”或“IAA”)。
再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)
0～0.5 mg·L－1
解析：(1)植物组织培养常用MS培养基，其中，无机盐的元素可分为大量元素和微量元素两类，前者如N、P、K、Ca、Mg、S等，后者如B、Mn、Cu、Zn、Fe、M等。MS培养基中还常需要添加能诱导细胞分裂、脱分化、再分化的生长素和细胞分裂素。(2)该实验中，各组6－BA的浓度均为0.5 mg/L，IAA的浓度不相同，故自变量为IAA浓度，IAA浓度范围为0～0.5 mg/L。据表可知，该实验的因变量是再生丛芽外植体的比率(m)以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)。(3)由表格中的数据可知，1号培养基诱导丛芽总数最少。(4)生长素常用于诱导细胞分裂和根的分化，6－BA一般用于诱导植物的愈伤组织分化出丛芽，故诱导菊花试管苗生根，培养基中一般不加入6－BA。
4．[经典模拟]传统的人工繁殖兰花的方法是分株繁殖和用种子播种，随着科学技术的进步，人们开始采用组织培养技术繁殖兰花，其过程如图所示：
(1)植物组织培养是在______和人工培养条件下，将______的植物组织、器官、细胞，培养在人工配制的__________上，诱导其产生________、丛芽，最终发育成完整植株的过程。(2)兰花的叶肉细胞之所以能培养为新个体，是因为细胞中含有______________________，具有发育成完整个体的潜能，这种潜能叫__________。(3)请用简单的文字和箭头，绘出①②③④之间的关系___________________________________________________。(4)有人想到利用植物体细胞杂交技术解决兰花生根速度慢、幼苗生存能力弱的好办法，但操作后得到的“韭菜—兰花”，并没有预想中的“繁殖容易，香气浓郁”，可能的原因是___________________________________________________。
两个物种之间的基因相互影响，导致某些基因无法正常表达
考向二 植物体细胞杂交技术5.[经典高考]甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题：(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用__________酶和______酶去除细胞壁，获得具有活力的__________，再用化学诱导剂诱导二者融合，形成的融合细胞进一步培养形成______组织，然后经过__________形成完整的杂种植株。这种培育技术称为____________________。
解析：(1)利用植物体细胞杂交技术培育新品种的过程中，应先用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁，获得有活力的原生质体，经诱导融合后培养成愈伤组织，再经再分化形成完整植物体。
(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指______________________________________________________________，假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是___________________________________________________________________。(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖，经植物组织培养得到的__________________________________________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。
由受精卵发育而来、体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体(其他合理答案也可)　
在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常(其他合理答案也可)
胚状体、不定芽、顶芽、腋芽(答对其中一个即可)
解析： (2)多倍体是指由受精卵发育来的、细胞内含有三个或三个以上染色体组的个体。(3)欲通过人工种子大量繁殖这种杂种植株，则可将经再分化形成的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等材料经人工薄膜包装来获得人工种子。
6．[天津卷]DHA对脑神经发育至关重要。以A、B两种单细胞真核藻为亲本，利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻。两种藻特性如下表。
据表回答：(1)选育的融合藻应具有A藻____________________和B藻________的优点。(2)诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻，其目的是获得__________。(3)通过以下三步筛选融合藻，步骤_____可淘汰B藻，步骤____可淘汰生长速率较慢的藻落，再通过步骤_____获取生产所需的融合藻。步骤a：观察藻落的大小步骤b：用不含有机碳源(碳源——生物生长的碳素来源)的培养基进行光照培养步骤c：测定DHA含量
解析：(1)根据表中两种藻的特性可知，A藻具有产生DHA、自养等优点，B藻具有快速增长的优点，选育的融合藻应该具有两种藻的优点。(2)由于植物细胞具有细胞壁，影响了原生质体的融合，所以在融合前，需用纤维素酶和果胶酶处理以获得原生质体。(3)在筛选融合藻的过程中，要根据两种藻及融合藻的特性进行筛选。从题中信息可以看出，筛选过程是通过培养过程观察或测定DHA含量进行的，在培养过程中，最先观察到不能生长的是B藻，淘汰B藻，生长比较慢的是A藻，最后再通过测定DHA含量获得所需的融合藻。
(4)以获得的融合藻为材料进行甲、乙、丙三组试验，结果如下图：
①甲组条件下，融合藻产生[H]的细胞器是______________；丙组条件下产生ATP的细胞器是__________。②与甲、丙两组相比，乙组融合藻生长速率较快，原因是在该培养条件下_________________________。甲、乙两组DHA产量均较高，但实际生产中往往采用甲组的培养条件，其原因是_______________________________________________________________________________。
融合藻既能光能自养又能异养
融合藻利用光能和简单的无机物即能生长，不需要添加葡萄糖，可降低成本，也可防止杂菌生长
解析：(4)①甲组条件是光照下，培养基中含有无机物，该条件下的融合藻既可以进行呼吸作用，也可以进行光合作用，可产生[H]的细胞器有线粒体和叶绿体；而在丙组条件下，黑暗中，培养基中含有葡萄糖，该条件下融合藻只进行呼吸作用，产生ATP的细胞器只有线粒体。②乙组条件既有光照，培养基中又含有有机物－葡萄糖，融合藻既能光能自养又能异养，所以融合藻生长速度较快；甲组中不需要添加葡萄糖，可降低成本，同时甲组的培养基中不含有机物，杂菌无法生长，所以在实际生产中往往采用甲组的培养条件。
考点二　动物细胞工程(国考5年3考)(全国卷：2020全国卷Ⅰ；2018全国卷Ⅱ、Ⅲ)任务驱动·探究突破任务1　完善动物细胞培养过程示意图，并填空
胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)
　(1)与植物细胞培养相比，动物细胞培养过程所用的培养基一般是______培养基，并加入______________。(2)动物细胞培养过程中两次用到胰蛋白酶，第一次的作用是将剪碎的组织分散成________；第二次是将贴壁生长的细胞从瓶壁上______下来，其目的是避免动物细胞的________现象。(3)动物细胞培养时加入CO2的主要作用是维持培养液的______；O2 的作用是促进细胞________。
(4)原代培养与传代培养①原代培养：细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培养。②传代培养：原代培养的细胞生长、繁殖到一定时间后，由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭，进而影响细胞的生长，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。
任务2　比较动物细胞培养与动物体细胞核移植的不同点
2．动物细胞培养和核移植时注意的五个问题(1)在分散细胞时，需用胰蛋白酶分散细胞，不能用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.8，胰蛋白酶作用的适宜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)取供体动物的体细胞培养，一般选用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。(3)克隆动物是由重组的细胞经培养而来的，该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，其遗传物质来自两个亲本。(4)克隆动物绝大部分性状与供体动物相同，少数性状与提供去核卵母细胞的动物相同，与代孕动物的性状无遗传关系。(5)从生殖方式的角度看，动物体细胞核移植技术(克隆)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。
任务3　比较植物体细胞杂交与动物细胞融合的不同点
克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株
任务4　据图完成下列各题　图1中，a、b分别为骨髓瘤细胞和已免疫的B淋巴细胞，图2为单克隆抗体制备的流程(顺序已被打乱)。
(1)由图1分析：①诱导a、b两种细胞融合的方法有聚乙二醇(PEG)、________、电激等；②a、b两种细胞可发生融合，融合的原理是_________________；③融合后形成图中的d细胞，d细胞的特点是______________________________；④由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比，具有______________________________等特点。(2)图2 B中小鼠注射的物质是________，其目的是刺激机体发生免疫应答，从而产生效应B细胞(浆细胞)。(3)在获取C细胞时，被筛选淘汰的细胞类型有______________________________，只有融合的__________才能生长。
既能无限增殖，又能产生特定的抗体
特异性强、灵敏度高、并可大量制备
未融合细胞、同种细胞相互融合后的细胞
(4)请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来：
考向分类·对点落实考向一 动物细胞培养技术的考查1.[经典高考]下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是(　　)A．细胞系连续分裂的细胞大多具有二倍体核型B．某些癌细胞在合适条件下能逆转为正常细胞C．由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆D．未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状
解析：细胞系中进行连续分裂的细胞其核型已发生改变；一个祖细胞培养形成的细胞群才为一个克隆；未经克隆化培养的细胞系细胞可能是不同细胞分裂形成的，其性状可能不同。
2．[经典高考]实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。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处理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
解析：动物细胞培养需要无毒、无菌的环境，甲过程指从实验小鼠身上取下皮肤组织，该过程需要对小鼠进行消毒处理，A正确；乙过程表示将得到的皮肤组织分散成单个细胞制备成细胞悬液，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理，B正确；丙过程表示原代培养，此时的细胞仍能保持正常的二倍体核型，C错误；丁过程表示传代培养，此时得到的细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生突变，正在朝着等同于癌细胞的方向发展，D正确。
3．[2022·武汉调研]下图为动物细胞培养的基本过程示意图。
请回答：(1)容器A中放置的一般是幼龄动物的器官或组织，其原因是该种细胞__________，易于培养。培养时先要剪碎，然后用____________________分散细胞，制成B瓶中的细胞悬液。将细胞悬液转入C瓶中进行的初次培养称为__________。(2)细胞正常培养一段时间后，发现细胞绝大部分死亡，只有极少数细胞存活，这是因为存活的细胞发生了________，因而可无限增殖。目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为_____代以内的细胞，以保持细胞正常的________核型。
解析：(1)动物细胞培养的过程：取动物组织块(或动物胚胎或幼龄动物的器官)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理并分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理并分散成单个细胞继续传代培养。(2)细胞正常培养一段时间后，发现细胞绝大部分死亡，只有极少数细胞存活，这是因为存活的细胞发生了突变，可无限增殖。目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内的培养细胞，以保持细胞正常的二倍体核型。
(3)为保证C、D瓶的无菌、无毒环境，需要添加一定量的________。培养过程中还需要提供O2和CO2等气体环境，CO2的作用主要是__________________。(4)动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。如图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。据图可知，培养_______细胞一定需要添加血清。
解析： (3)为保证无菌、无毒的环境，C、D瓶中需要添加一定量的抗生素。培养过程中还需要提供O2和CO2等气体环境，CO2的作用主要是维持培养液的pH值。(4)据图可知，培养癌细胞有无血清影响不大，而培养正常细胞时，有血清时的细胞数远大于无血清时的细胞数，故培养正常细胞必须要添加血清。
考向二 体细胞克隆技术及应用4.[高考改编]下列有关“治疗性克隆”的说法，错误的是(　　)A．可解决临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥问题B．其核心技术是胚胎干细胞培养技术C．胚胎干细胞可以克隆出不同组织细胞的根本原因是基因的选择性表达D．中国政府既反对生殖性克隆，也反对治疗性克隆
解析：用患者自身的胚胎干细胞克隆器官，可以克服供体器官不足，器官移植后又不会发生免疫排斥反应；治疗性克隆的核心是胚胎干细胞的培养；胚胎干细胞克隆出不同组织细胞属于细胞分化，细胞分化是基因选择性表达的结果；中国政府禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。
5．[全国卷Ⅱ，40]下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。
解析：(1)提供体细胞的供体可能为雌性，也可能为雄性，因此图中A(正常细胞核)的性染色体组成为XX或XY。常采用显微操作去核法来去除卵母细胞的细胞核。②过程表示将早期胚胎移入受体，其过程为胚胎移植。(2)取供体动物的体细胞培养，一般选用传代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。超过10代继续培养，则其遗传物质(或核型)的稳定性会降低。
(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“多利”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了_____________________________________。
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
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性
解析： (3)克隆动物的细胞核基因来自供体，因此大部分性状与供体相同，但细胞质基因来源于受体(或提供卵母细胞的个体)，即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，这就决定了克隆动物的性状与供体不完全相同。(4)克隆动物的培育采用的是核移植技术，核移植技术的原理是已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
考向三 单克隆抗体的制备及应用6.[经典高考]下图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。下列有关叙述，正确的是(　　) A．①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞B．②中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成C．③同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性D．④是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群
解析：①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的浆细胞；②中使用聚乙二醇或灭活的病毒等有利于杂交瘤细胞的形成；③同时具有浆细胞和骨髓瘤细胞的特性；④是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群。故D正确。
7．[2022·河北省“五个一”名校联盟高三联考]研究发现，新冠病毒外壳中的S蛋白具有很强的抗原性，可利用其制备单克隆抗体，制备流程设计如下图，其中序号表示过程。下列相关叙述错误的是(　　) A．过程②只需要DNA聚合酶的催化就能进行B.过程③构建基因组文库时，需要限制酶和DNA连接酶C．检测过程④是否获得了S蛋白，可用抗原—抗体杂交的方法D．筛选得到的细胞Y既能无限增殖，又能产生抗S蛋白的抗体
解析：过程②是逆转录过程，需要逆转录酶的催化才能进行，A错误；过程③为构建基因组文库，需要限制酶切割含目的基因的DNA和运载体，再用DNA连接酶将其连接起来，B正确；过程④是否获得S蛋白，可用抗原—抗体杂交的方法检测，C正确；筛选得到的细胞Y既能无限增殖，又能产生抗S蛋白的抗体，D正确。
8．[2022·辽宁盘锦模拟]下面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程的示意图，请据图回答下列问题：
(1)图甲和图乙所示的过程中，都必须用到的动物细胞工程技术手段是_______________。(2)图甲中②过程常在促融剂__________________诱导下完成，③过程中至少涉及两次筛选；第一次利用______________进行初步筛选，第二次利用______________________的方法筛选出既能大量增殖，又能产生单一抗体的杂交瘤细胞。④过程与体外培养相比，其优点是______________________________________________。(3)单克隆抗体结合上抗癌药物能定向攻击癌细胞，这一应用可形象地称为_____________。(4)若不考虑环境因素影响，克隆羊的性状全部像白面绵羊吗？_______。原因是______________________________________。
不需要特定的培养基，不需要严格的外界环境条件
卵细胞细胞质的遗传物质也能控制某些性状
解析：(1)图甲和图乙所示的过程中，都必须用到的动物细胞工程技术手段是动物细胞培养。(2)图甲中②过程常在促融剂聚乙二醇(或PEG)诱导下完成，③过程中至少涉及两次筛选；第一次利用选择性培养基进行初步筛选，第二次利用克隆化培养和抗体检测的方法筛选出既能大量增殖，又能产生单一性抗体的杂交瘤细胞。④过程与体外培养相比，其优点是不需要特定的培养基，不需要严格的外界环境条件。(3)单克隆抗体结合上抗癌药物能定向攻击癌细胞，这一应用可形象地称为生物导弹。(4)若不考虑环境因素影响，克隆羊的性状不可能全像白面绵羊，原因是卵细胞细胞质的遗传物质也能控制某些性状。
(5)图乙过程的技术具有多种用途，但是不能______。A.有选择地繁殖某一性别的家畜B．繁殖家畜中的优良个体C．用于保存物种D．改变动物的核基因(6)在目前现有技术条件下，还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体，而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体，你认为原因最可能是___。A．卵细胞大，便于操作B．卵细胞含有的营养物质多C．卵细胞细胞质可使体细胞核全能性得到表达D.重组细胞才具有全能性
解析： (5)图乙过程的技术具有多种用途，可用于有选择地繁殖某一性别的家畜、繁殖家畜中的优良个体、用于保存物种，但不能改变动物的核基因。(6)在目前现有技术条件下，还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体，而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体，原因最可能是卵细胞细胞质可使体细胞核全能性得到表达。
9．[2022·宁夏育才中学模拟]甲型流感病毒(H1N1)在世界各地大面积蔓延，有些国家还出现了死亡病例。科学家已分离出甲型H1N1病毒(一种RNA病毒)。某制药厂根据下面的流程图生产预防和治疗甲型流感的抗体，请据图回答有关问题。
(1)进行过程a之前，必须对小鼠注射_____________________，使小鼠产生免疫反应。若细胞甲是小鼠骨髓瘤细胞，则细胞乙是从小鼠体内提取的________细胞。(2)促进b过程常用的化学诱导剂是________。假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成______种类型的细胞丙，因此需要特定的选择培养基筛选出________细胞以用于培养。选出此细胞后，还需进行克隆化培养和________检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。(3)理论上，注射了该抗体的人群不能长期具有对甲型流感的免疫能力，试分析其原因____________________________________(至少写出两点)。
灭活的甲型流感(H1N1)病毒
抗体存留时间较短、H1N1病毒容易发生变异
解析：(1)在单克隆抗体的制备过程中，先要对小鼠进行抗原注射，即用灭活的甲型流感病毒(H1N1)注射，使得小鼠产生免疫反应，提取出来的细胞乙是已经免疫的B细胞，与骨髓瘤细胞结合，形成杂交瘤细胞。(2)b过程是诱导浆细胞与骨髓瘤细胞融合的过程，常用PEG进行诱导，一共可以形成三种两两融合的细胞，其中只有杂交瘤细胞是符合要求的，所以需要用特定的选择培养基进行筛选。选出此细胞后，还需进行克隆化培养和抗体阳性检测。(3)抗体在人体内存留时间较短，且H1N1病毒是RNA病毒，容易发生变异，所以注射了该抗体的人群不能长期具有对甲型流感的免疫能力。
[长句应答必备]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。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。
[翻阅教材品原味]1．[全国卷Ⅱ]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)。
能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快
解析：(1)植物微型繁殖可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效、快速、大量繁殖。
(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。
有利于胚状体进行呼吸作用
解析： (2)人工种皮具备透气性，可以保证胚状体进行有氧呼吸时对氧的需求；人工胚乳应该含有植物激素、矿质元素和糖等物质，以保证胚状体的正常生长。
(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： (3)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，可以切取根尖或茎尖进行组织培养，获得脱毒苗。(4)获得转基因植株，首先要通过细胞的脱分化过程，培养出愈伤组织，再对愈伤组织继续培养，诱导分化形成小植株。
[人教选修3]P38(高考VS教材) [人教选修3]P40(高考VS教材)
[人教选修3]P39(高考VS教材) [人教选修3]P42(高考VS教材)
2．[全国卷Ⅲ]培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。
(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有__________________________________________。(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是____________________________。(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是_____________________________________________________________________________________。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的____________________过程，最终可形成试管苗。(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是____________________________________________。(5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的__________，这种繁殖方式属于_______繁殖。
全能性(或答：形成完整植株所需的全部基因)
形成层容易诱导形成愈伤组织
诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同　
诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用
解析：(1)植物细胞具有全能性，利用已分化的植物细胞通过植物组织培养可以培养成完整植株。(2)形成层细胞分化程度低，全能性较高，更容易诱导形成愈伤组织，进而获得完整植株。(3)愈伤组织的形成和试管苗的分化需要不同的生长素与细胞分裂素比例，因此诱导愈伤组织的形成阶段到分化阶段需要不同的培养基。愈伤组织通过再分化过程，最终可形成试管苗。(4)叶绿素的形成需要光，试管苗的发育也需要光，因此试管苗的诱导阶段需要光照。(5)通过植物组织培养获得植株，属于无性繁殖的一种，可以保持原品种的遗传特性。
[人教选修3]P33(高考VS教材) [人教选修3]P35(高考VS教材)
3．[2020·全国卷Ⅰ，38]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。
回答下列问题：(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)。
诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞
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
抗原与抗体的结合具有特异性
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
解析：(1)实验前给小鼠甲注射病毒A，其目的是刺激机体发生免疫反应，从而产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。(2)制备单细胞悬液的主要实验步骤：从健康动物体内取出组织块，剪碎，用胰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，然后用培养液将分散的细胞稀释制成单细胞悬液。(3)图中筛选1采用特定的选择培养基，在该培养基上，未融合的细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞)才能生存。图中筛选2含多次筛选，利用抗原与抗体特异性结合的原理，就可获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。(4)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，可将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。
[人教选修3]P44(高考VS教材)
[人教选修3]P54(高考VS教材)
4．[全国卷Ⅲ，38节选]编码蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五个片段组成，编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成，如图1所示。
回答下列问题：(3)现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白，要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用，某同学做了如下实验：将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组，其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一组作为对照，培养并定期检测T淋巴细胞浓度，结果如图2。
①由图2可知：当细胞浓度达到a时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，此时若要使T淋巴细胞继续增殖，可采用的方法是________________。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的CO2浓度，CO2的作用是________________。②仅根据图1、图2可知，上述甲、乙、丙三种蛋白中，若缺少_____ (填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所编码的肽段，则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。
解析：(3)①当细胞浓度达到a时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，可能是由于发生了接触抑制，此时可用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞，重新制成细胞悬液并分瓶继续传代培养。动物细胞培养中，CO2的作用是维持培养液的pH。②对照分析图1和图2可知，能刺激T淋巴细胞增殖的甲和乙中都含有C片段，而对T淋巴细胞增殖促进作用很弱的丙中没有C片段，据此可知，若缺少C片段所编码的肽段，则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。
[人教选修3]P45(高考VS教材) [人教选修3]P46(高考VS教材)
[历届比对研考向]5．[全国卷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“不相同”)，性染色体组合________(填“相同”或“不同”)。
将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中
胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易
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胚胎，这个胚胎最后可发育成为一个动物个体；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中常染色体相同，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。
6．[2021·浙江1月，节选]回答下列(二)小题：(二)三叶青为蔓生的藤本植物，以根入药。由于野生三叶青对生长环境要求非常苛刻，以及生态环境的破坏和过度的采挖，目前我国野生三叶青已十分珍稀。(1)为保护三叶青的______多样性和保证药材的品质，科技工作者依据生态工程原理，利用______技术，实现了三叶青的林下种植。(2)依据基因工程原理，利用发根农杆菌侵染三叶青带伤口的叶片，叶片产生酚类化合物，诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达形成__________和限制性核酸内切酶等，进而从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片段(T－DNA)。T－DNA进入叶片细胞并整合到染色体上，T－DNA上rl系列基因表达，产生相应的植物激素，促使叶片细胞持续不断地分裂形成________，再分化形成毛状根。
解析：(二)(1)生物多样性包括生态系统多样性、物种多样性和遗传多样性，由“目前我国野生三叶青已十分珍稀”可知，应保护三叶青的遗传多样性。依据生态工程原理，实现三叶青的林下种植，可利用间种技术。(2)DNA的复制需要DNA聚合酶，DNA片段的切割需要限制性核酸内切酶，因此要从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片段(T－DNA)，需诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达形成DNA聚合酶和限制性核酸内切酶。T－DNA进入叶片细胞并整合到染色体上，T－DNA上rl系列基因表达，产生相应的植物激素，促使叶片细胞持续不断地分裂形成愈伤组织，经诱导后再分化形成毛状根。
(3)剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次______培养，培养基中添加抗生素的主要目的是________________。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的________和温度，调节培养基成分中的_________________________________，获得大量毛状根，用于提取药用成分。
营养元素以及生长调节剂的种类和浓度
解析： (3)毛状根在培养基上生长一段时间后，营养物枯竭，水分散失，并积累了一些代谢产物，此时需要将其转移到新的培养基上继续培养，这种转移培养称为继代培养，在培养基中添加抗生素的主要目的是杀灭在整合T－DNA过程中添加的发根农杆菌，因此，剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次继代培养，可获得无发根农杆菌感染的毛状根。取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的转速和温度，并调节培养基成分中的营养元素以及生长调节剂的种类和浓度，获得大量毛状根，用于提取药用成分。
7．[2020·天津卷]某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A的组织培养实验时，参照品种B的最佳激素配比(如表)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，其原因是______________________________________。(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0.5 μml/L为梯度，设计5个浓度水平的实验，细胞分裂素的最高浓度应设为________μml/L。(4)Ⅲ阶段时，科研人员分别选用浓度低于或高于n3 μml/L的生长素处理品种A幼芽都能达到最佳生根效果，其原因是处理幼芽时，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。
细胞分化程度低，容易诱导产生愈伤组织
解析：(1)选择茎尖、幼叶等作为外植体是因为其富含分生组织，细胞分化程度低，诱导其脱分化形成愈伤组织更容易。(2)阶段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别涉及脱分化、再分化和再分化过程，细胞形态、结构和功能在这些阶段都发生了变化，都存在基因的选择性表达。(3)因为m1 μml/L为品种B在Ⅰ阶段的最佳激素配比中的细胞分裂素浓度，所以确定品种A在Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度时，若以0.5 μml/L为梯度设计5个浓度水平，设置的浓度由低到高应依次为m1 －1.0、m1 －0.5、m1、m1＋0.5、m1＋1.0(单位均为μml/L)。(4)用浸泡法处理幼芽时使用的生长素浓度较低，处理时间较长，用沾蘸法处理幼芽的时间较短，使用的生长素浓度较高，二者均可以得到最佳生根效果。(5)秋水仙素通过抑制分裂期纺锤体的形成使染色体加倍；Ⅱ、Ⅲ阶段中部分细胞可能已发生分化，失去了分裂能力，故用秋水仙素处理这两个阶段的材料，并非所有细胞的染色体数目都会加倍；而Ⅰ阶段形成的愈伤组织细胞都由已分化细胞经过脱分化形成，分化程度较低，分裂能力较强，该阶段中使用秋水仙素使染色体数目加倍，更容易获得由单个细胞形成的多倍体。
8．[2020·江苏卷]新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合，侵入人体，引起肺炎。图1为病毒侵入后，人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆抗体可阻断病毒的粘附或入侵，故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图回答下列问题：
(1)图1中人体内抗原递呈细胞吞噬病毒，并将病毒的抗原暴露在细胞表面，被_____细胞表面的受体识别后激活该细胞。(2)B细胞识别入侵的病毒后，在淋巴因子作用下，经过细胞的_____________，形成_______________细胞。(3)为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原学检查，检测病毒的________；采集血液样本主要用于血清学检查，检测_____________________。(4)据图2所示，研制抗S蛋白单克隆抗体，需先注射__________________免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，用HAT培养基筛选获得________细胞。因为同一种抗原可能激活________细胞，还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。
解析：(1)图1中，抗原递呈细胞吞噬病毒，并将病毒抗原呈递给T细胞，后者识别抗原后被激活，可分泌淋巴因子。(2)B细胞识别入侵的病毒后，在淋巴因子作用下，经过细胞的增殖、分化，可形成浆细胞和记忆细胞。(3)为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者，采集鼻咽拭子用于病原学检查时，检测的是病毒的核酸；采集血液样本用于血清学检查时，检测的是抗新冠病毒的抗体。(4)为了诱导小鼠产生能够分泌抗S蛋白抗体的B淋巴细胞，实验时需先给小鼠注射S蛋白，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，用HAT培养基筛选可获得杂交瘤细胞。因为同一种抗原可能激活多种B淋巴细胞，还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。