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新教材备战高考生物一轮复习全考点精讲课堂 第38讲 细胞工程（课件）
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这是一份新教材备战高考生物一轮复习全考点精讲课堂 第38讲 细胞工程（课件），共60页。PPT课件主要包含了章节知识体系，CONTENT，考点分析，细胞工程，植物细胞工程，动物细胞工程，胚胎工程等内容，欢迎下载使用。
第4课时 细胞工程
第十六单元 生物技术与工程
能阐明动物细胞培养的条件和过程，明确干细胞的应用价值；能阐明利用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和该技术的应用前景；能阐明利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程，明确单克隆抗体的重要应用价值。
能简述受精和胚胎早期发育基本过程；能简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值；能运用胚胎工程的基本概念和原理，对生产和生活中的相关问题进行分析和判断。
明确植物细胞工程的理论基础是植物细胞的全能性；能够阐明植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术的基本流程。能举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。
细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。
（2）动物细胞工程(含胚胎工程)
1、植物组织培养技术
（1）理论基础——植物细胞的全能性
（2）概念 植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞(外植体)等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
提醒：外植体要消毒，培养基和器械要灭菌，所有操作要无菌操作
2、植物体细胞杂交技术
（1）概念 植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
（2）意义 植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
人工诱导原生质体融合的方法：物理法：电融合法、离心法等；化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法等
用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体
操作环境：等渗或略高渗溶液
3、植物细胞工程的应用
（1）开辟了植物繁殖的新途径
①快速繁殖 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术。其优点是可以快速、高效地实现种苗的大量繁殖，并且能保持优良品种的遗传特性。
②作物脱毒 利用植物顶端分生区附近(如茎尖)进行组织培养获得脱毒苗。因为此部位含病毒极少，甚至无病毒。
（2）作物新品种的培育
①单倍体育种 a、过程(以二倍体植物为例)
b、优点：当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株，明显缩短育种年限；
b、优点：大幅度改良某些性状，加速育种进程。
（3）细胞产物的工厂化生产
①细胞产物：次生代谢物是含量很低的一类小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合 物等)，在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等 的重要来源。次生代谢物不是植物基本的生命活动所必需的产物，一般在 特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下产生。
提醒 工厂化生产不一定要培养出植物体，一般培养到愈伤组织阶段，从培养愈伤组织 细胞的培养液中就可提取细胞产物。
a、概念：在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
②工厂化生产：利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是工厂化生产。
紫草宁、紫杉醇、人参皂苷等
1、请判断对错。①棉花根尖细胞经诱导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( )⑤再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志( ) ⑥单倍体育种和突变体培育的原理相同 ( )⑦用花药培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术 ( )⑧在植物组织培养过程中需要给予光照，以诱导脱分化过程 ( )⑨植物组织培养就是植物细胞培养( )⑩愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的( )⑪经组织培养培育的脱毒苗可以抵抗病毒的感染( )⑫利用植物体细胞杂交技术培养得到的杂种植株是不育的( )⑬植物体细胞杂交所获得的杂种植株的变异类型属于染色体变异( )⑭外植体要灭菌处理后才能接种培养( )
2、秋葵营养价值丰富，用秋葵的茎尖进行植物组织培养可培育出试管苗。对该过程的说法正确的是 ( ) A．用于植物组织培养的材料不一定需要离体 B．进行培养时，一次性加足营养物质以防止污染 C．生长素用量与细胞分裂素用量比值适中时促进愈伤组织形成 D．整个培养过程都应在密闭条件下进行，以免杂菌的污染 3、下图是通过植物体细胞杂交技术获得“番茄-马铃薯”植株的技术流程图，下列说法正确的是（ ） A. 图中过程②表示再分化的过程 B. 植物体细胞融合完成的标志是原生质体融合 C. 已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于三倍体 D. 该过程体现了植物细胞的全能性
4、如图是植物体细胞杂交过程示意图。下列有关叙述不正确的是（ ）
A．利用植物体细胞杂交技术可以获得新物种 B．获得的杂种植株一定能够表现亲代的优良性状 C．过程①需用纤维素酶和果胶酶溶液处理，且溶液的渗透压略大于细胞液渗透压 D．过程③表示细胞壁的再生，④⑤需要根据生长发育进程更换不同的培养基
5、(2020·北京卷)为培育具有市场竞争力的无籽柑橘,研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是（ ） A. 过程①需使用胰蛋白酶处理 B. 实现过程②依赖膜的流动性 C. 过程③需应用植物组织培养技术 D. 三倍体植株可产生无籽柑橘 6、（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
7、(2021湖北)月季在我国享有“花中皇后”的美誉。为了建立月季某新品种的快速繁殖体系,以芽体为外植体,在MS培养基中添加不同浓度的6-BA和IBA进行芽体增殖实验,芽分化率(%)结果如表所示。
关于上述实验,下列叙述错误的是( ) A. 6-BA浓度大于4.0 mg/L时,芽分化率明显降低 B. 6-BA与IBA的比例为10∶1时芽分化率均高于其他比例 C. 在培养基中同时添加适量的6-BA和IBA,可促进芽分化 D. 2.0 mg/L的6-BA和0.2 mg/L的IBA是实验处理中芽分化的最佳组合
8、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。
回答下列问题。(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。
形成层容易诱导形成愈伤组织
分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同
诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织
9、科学家利用植物体细胞杂交技术,将番茄叶肉细胞的原生质体和马铃薯叶肉细胞的原生质体融合,成功地培育出了“番茄-马铃薯”杂种植株,如图1所示,其中①～⑤表示过程,a～f表示细胞、组织或植株。育种工作者还利用番茄进行了如图2所示的三组实验。据图回答下列问题。(1)与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为 。(2)过程②后,在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的 存在,这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。
9、科学家利用植物体细胞杂交技术,将番茄叶肉细胞的原生质体和马铃薯叶肉细胞的原生质体融合,成功地培育出了“番茄-马铃薯”杂种植株,如图1所示,其中①～⑤表示过程,a～f表示细胞、组织或植株。育种工作者还利用番茄进行了如图2所示的三组实验。据图回答下列问题。
(3)若杂种植株在有丝分裂过程中,仅保留番茄的染色体而马铃薯的染色体会不断丢失,采用特异性引物对番茄和马铃薯基因组DNA进行PCR扩增,得到两亲本的差异性条带,可用于杂种植株的鉴定。图3是用该引物对双亲及4棵再生植株1～4进行PCR扩增的结果。据图判断,再生植株1～4中一定是杂种植株的有 。
(4)图2中过程Ⅰ培育植物体A主要应用了 技术。(5)用红果多室(Yymm)番茄植株的花粉进行Ⅱ、Ⅲ有关实验,则过程Ⅱ中,培育植物体B的方法(Ⅱ)称为 。
1、动物细胞培养(动物细胞工程的基础)
（1）概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件 下，让这些细胞生长和增殖的技术。
适宜的温度、pH和渗透压
幼龄动物、分化程度低的细胞
细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏 等因素而分裂受阻
发生接触抑制现象，停止分裂增殖
（4）干细胞培养及其应用
①概念 干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞，与组织、器官的发育、再生和修复密切相关。
②来源：早期胚胎、骨髓和脐带血等。
③分类：包括胚胎干细胞和成体干细胞等。
☞诱导多能干细胞(iPS细胞)在疾病治疗上具有广阔的应用前景 ☞诱导过程无需破坏胚胎可避免生物伦理问题 ☞用自体细胞获得iPS细胞可以避免免疫排斥
④诱导多能干细胞（iPS细胞）
通过体外诱导成纤维细胞、T细胞、B细胞等，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞。
（酶处理）离心收集细胞
动物细胞培养与植物组织培养有什么相同或不同之处？
2、动物细胞融合技术与单克隆抗体
（1）动物细胞融合技术
②原理和方法 动物细胞融合的原理与植物原生质体融合的原理相同。常用的诱导融合方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法。
①概念 动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
③意义：动物细胞融合能突破有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能，这一技术已成为 研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育新品种的重要手段，特别是为制备单克 隆抗体开辟了新途径
（2）单克隆抗体及其应用
①制备抗体的传统方法 向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。
哺乳动物感染病原体后，体内会形成相应的B淋巴细胞，产生超百万种的特异性抗体。
每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。克隆单一的B淋巴细胞，形成细胞群，就可以获取纯度高、特异性强的单克隆抗体。但是，由于增殖能力有限，体外培养B淋巴细胞难以大量制备单克隆抗体。
制备的抗体一般为多克隆抗体，产量低、纯度低，特异性差。
②制备抗体的传统方法
以获得足够数量的既能增殖又能分泌特定抗体的杂交瘤细胞
从已免疫小鼠的脾脏中取B淋巴细胞
抗体检测阳性的杂交瘤细胞
③单克隆抗体的特点和应用
a、特点：单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并 且可以大量制备。（灵敏度高、特异性强、可大量制备）
b、应用：用作诊断试剂、用于运载药物和治疗疾病。
3、动物体细胞核移植技术和克隆动物
动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。
（2）类型： ①胚胎细胞核移植 动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易。 ②体细胞核移植 动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
②原理：动物细胞核 的全能性
方法：通过显微操作去核
目的：保证克隆动物的核遗传物质全部来自具有优良性状的动物的体细胞
重构胚：是指人工重新构建的胚胎，具有发育成完成个体的能力
激活方法：用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+ 载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)
涉及技术：动物细胞培养技术、动物细胞融合技术、核移植技术、胚胎移植技术等。其中，核移植是核心技术。
①畜牧业：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。
a、转基因克隆动物可以作为生物反应器；
b、转基因克隆动物作为异种移植供体；
c、向患者移植自体核移植胚胎干细胞诱导分化形成的细胞、组织或器官，可避免免疫排斥反应；
a、帮助人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；
b、分析致病基因，为研究疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助；
④保护濒危物种，增加濒危物种的存活数量
④保护濒危物种：有望增加濒危物种的存活数量。
①技术上：成功率低，仍有待完善 ②理论上：理论研究还很滞后 ③实践问题：大多数克隆动物存在健康问题
1、请判断对错。(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)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。 ( )(3)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。 ( )(4)iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。( )(5)动物细胞融合特有的诱导方式是用灭活的病毒处理。( )(6)将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行诱导融合，培养液中融合后的细胞即为杂交瘤细胞。 ( )(7)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。 ( )(8)体细胞核移植过程中通常采用MⅡ期的去核卵母细胞作为受体细胞。( )(9)单克隆抗体制备过程中的多次筛选目的相同。( )(10)克隆动物都只具备一个亲本的遗传特性。( )(11)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。 ( )(12)单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合。（ ）
2、(2021浙江1月选考)如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
3、[2021辽宁辽阳一模] 下列关于动物细胞培养的叙述,错误的是( ) A. 动物细胞培养所需的营养物质与植物细胞培养不同 B. 传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞 C. 癌细胞在培养瓶中培养会出现接触抑制现象 D. 动物细胞培养时需要添加抗生素以防止杂菌污染
4、(2021辽宁)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，下列有关叙述正确的是 ( ) 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
5、自爆发新冠疫情以来,科研人员寻找各种方法,治疗新冠肺炎病毒引发的疾病。尽管疫苗是消灭疫情的核心,其他方法也在不断发展,某制药商已经开展单克隆抗体的临床试验。图是生产抗新冠肺炎病毒的单克隆抗体过程,相关叙述正确的是( ) A. ②过程可用PEG促进融合,融合的杂交瘤细胞只有一种 B. ④过程若进行抗体检测结果为阴性,应重新实验 C. ③过程经过选择培养后只有自身融合细胞的死亡 D. 为保证获得相应的B淋巴细胞,①过程给小鼠注射大量的新冠肺炎病毒
6、(2021 年八省联考辽宁卷)为了初步检测药物 X和 Y 的抗癌活性，在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞，使其贴壁生长，实验组加入等体积相同浓度的溶于二甲基亚砜(溶剂)的药物 X 或 Y，培养过程及结果如下图所示。下列有关叙述错误的是( ）
A. 细胞培养液中通常需要加入血清 B. 可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并进行计数 C. 对照组中应加入等体积的无菌蒸馏水 D. 根据实验结果，可以初步判断药物 X 的抗癌效果较好
7、猪瘟病毒(CSFV)蛋白质外壳上的E2蛋白，对于病毒入侵细胞至关重要。研究人员利用E2蛋白来制备抗CSFV单克隆抗体的过程如图。下列叙述正确的是( ) A．注射E2蛋白后，从小鼠脾脏中获得的B淋巴细胞均能产生E2蛋白抗体 B．过程②可使用PEG融合法或灭活病毒诱导法，得到的③一定是杂交瘤细胞 C．细胞③经一次筛选即可得到足量多的能产生E2蛋白抗体的杂交瘤细胞 D．此过程生产的单克隆抗体既可用于CSFV的检测，也可用于该种猪瘟的治疗
8、(2021辽宁卷)下列有关病毒在生物学和医学领域应用的叙述，错误的是( ) A. 灭活的病毒可用于诱导动物细胞融合 B. 用特定的病毒免疫小鼠可制备单克隆抗体 C. 基因工程中常用噬菌体转化植物 D. 经灭活或减毒处理的病毒可用于免疫预防 9、iPS细胞，又称人工诱导多能干细胞，是一种由哺乳动物成体细胞经导入转录因子等手段“脱分化”形成的多能干细胞，拥有与胚胎干细胞相似的分化潜力，理论上可以分化为成体的各种细胞、组织、器官。下列说法正确的是 ( ) A．个体发育过程中，细胞分化使不同细胞在形态、结构和生理功能上发生的差异一般是稳定的、不可逆的 B．iPS细胞分化成的各种组织细胞中所含有的DNA和RNA相同，蛋白质的种类不完全相同 C．利用健康人的成体细胞培养获取iPS细胞，经过诱导分化形成的造血干细胞移植给白血病患者不会发生免疫排斥 D．iPS细胞与植物组织培养过程中的愈伤组织细胞一样具有全能性，能够发育成一个完整的个体
10、(2020海南)将人细胞与小鼠细胞融合得到的人—鼠杂种细胞进行长期培养，杂种细胞随机丢失一部分人的染色体后，染色体数目会保持稳定。选取三种杂种细胞，对编码人的芳烃羟化酶(AHH)和磷酸甘油酸激酶(PGK)的基因进行染色体定位研究，结果如表(“＋”表示有，“－”表示无)。
有关叙述错误的是 ( ) A．聚乙二醇可诱导人细胞与小鼠细胞融合 B．培养杂种细胞时，通常需在培养液中添加一定量的抗生素 C．编码AHH的基因在11号染色体上 D．编码PGK的基因在X染色体上
(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 。 (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 。 (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。
11、(2021湖南)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,流程如右图所示。回答下列问题。
清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,同时给细胞提供足够的营养
动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易
取动物A和克隆动物A的肝组织细胞,分别提取蛋白质进行抗原-抗体杂交
12、(2020全国Ⅰ)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)写出以小鼠甲的脾为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤。
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
(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)。
只有杂交瘤细胞能够生存
抗原与抗体的反应具有特异性
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
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)。
1、概述 胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
2、胚胎工程的理论基础——哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律
胚胎工程的许多技术是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育的条件进行模拟操作。
精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段。在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。
多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂，因此不会形成两个第二极体。在实际胚胎工操作中，常以观察到两个极体或者雌雄原核作为受精的标志。
刚排出的精子必需在雌性动物的生殖道发生相应生理变化后，才能获得受精能力，这一现象称为“精子获能”
卵子排出后需要在输卵管中进一步成熟，到MⅡ期，才具备与精子受精的能力
精子获能的方法：利用雌性动物的生殖道；将精子培养到获能液（Ca2+载体、肝素等）中使其获能
精子入卵形成雄原核；卵子释放第二极体，形成雌原核
精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段。
每个细胞具有全能性，能发育成组成个体的任何细胞类型及胚外组织
细胞在透明带内分裂，胚胎总体积并不增加
雌性动物的生殖道或培养到获能液(肝素或Ca2+载体)中
每个细胞能发育成组成个体的任何细胞类型及胚外组织
不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异
3、胚胎工程技术及其应用
（1）体外受精：主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤
培育试管动物、生产胚胎用于胚胎移植
①概念 胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。(胚胎工程的最终技术环节)
胚胎移植主要包括供体、受体的选择和处理，配种或人工授精，胚胎的收集、检查、培养或保存，胚胎的移植，以及移植后的检查等步骤。
③胚胎移植的生理学基础
a、动物发情排卵后，同种动物的供，受体的生殖器官的生理变化是相同的，为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境。 b、早期胚胎在一定时间内处于游离状态，为胚胎的收集提供了可能。 c、受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体子宫内的存活提供了可能。 d、供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响。
④实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
⑤优势：胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
a、供体的主要职能变为产生具有优良遗传特性的胚胎，繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代，这就大大缩短了供体本身的繁殖周期。
b、在对供体施行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代，这使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍。
（1）概念 胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份，经移植获得同卵双胞胎或多胎的技术。
（2）实质：胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。
（3）工具：胚胎分割所需要的主要仪器设备为体视显微镜和显微操作仪。
（4）操作：应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，在盛有操作液的培养皿中进行 胚胎分割。对囊胚进行分割时，要注意把内细胞团均分。对于不同发育阶段 的胚胎，分割的具体操作不完全相同。分割后的胚胎可以直接移植给受体， 或经体外培养后，再移植给受体。
做DNA分析，鉴定性别
1、判断对错。(1)卵子是否受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体或观察到雌雄原核。( )(2)采集到的卵母细胞和精子要分别在体外进行成熟培养和获能处理,才能用于体外受精。( )(3)胚胎分割移植应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚。( )(4)胚胎移植技术中对供体和受体母畜都要进行相同激素处理。（ ）(5)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。( )(6)为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应,应注射免疫抑制剂。( )(7)为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子。（ ）(8)胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植。（ ）(9)胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。（ ）
2、(2020 年山东等级考)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 3、下列关于胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是( ) A．在动物的饲料中添加一定量的促性腺激素能促使超数排卵 B．PEG能促进动物细胞融合，形成的杂种细胞经动物细胞培养后能得到新品种个体 C．卵细胞膜反应和透明带反应是防止多精入卵的两道屏障 D．胚胎发育至原肠胚时，细胞开始发生分化
4、(2020·济南七中月考)胚胎发育是个体发育的第一阶段，以下有关哺乳动物体内早期胚胎发育的描述恰当的是( )A. 卵裂期胚胎的总体积并不增加，或略有缩小，有机物总量增加B. 在桑葚胚阶段胚胎内部出现空腔，细胞开始分化C. 囊胚期中个体较大的细胞为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织D. 原肠胚的进一步扩大，导致透明带破裂，胚胎完成孵化 5、2017年，某国批准了首例使用细胞核移 植技术培育“三亲婴儿”的申请。其培育过程可选用如下技术路线。据图分析下列叙述错误的是 （ ） A. 该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作 B. 该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代 C. 卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给“三亲婴儿” D.“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因
6、控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义，目前分离精子技术是有效的控制方法，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管动物。试管牛的培育如下图所示。下列有关叙述正确的的是（ ）
A．试管牛的培育属于有性生殖 B．过程①指的是体外受精技术和胚胎移植技术 C．采集来的精子和卵母细胞可以直接用于受精 D．经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体保持一致
7、下图表示通过相关技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程，下列叙述正确的是（ ）
A．A表示细胞核，其供体应选用XX性染色体的个体 B．从牛卵巢中采集的卵母细胞可直接用于①过程 C．进行过程②前必须对受体动物注射适量免疫抑制剂 D．胚胎发育卵裂阶段细胞数目增加，胚胎总体积并不增加
8、家高胚胎的性别鉴定技术对畜牧业发展具有重要意义。科研人员利用PCR技术同时扩增优质奶牛Y染色体上雄性决定基因（SRY）和常染色体上的路蛋白基因（CSN1S1），进行早期胚胎的性别鉴定，并将鉴定后的胚胎进行移植。下图为取自不同胚胎的DNA样品PCR产物的电泳结果。下列叙述不正确的是（ ）
A．选取胚期的滋养层细胞提取DNA进行鉴定 B．需要根据牛的SRY和CSN1S1序列设计2对引物 C．对受体牛进行促性腺激素处理后再进行胚胎移植 D．根据结果可以确定A为CSN1S1，3、5号胚胎为雄性
第4课时 细胞工程
第十六单元 生物技术与工程
能阐明动物细胞培养的条件和过程，明确干细胞的应用价值；能阐明利用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和该技术的应用前景；能阐明利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程，明确单克隆抗体的重要应用价值。
能简述受精和胚胎早期发育基本过程；能简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值；能运用胚胎工程的基本概念和原理，对生产和生活中的相关问题进行分析和判断。
明确植物细胞工程的理论基础是植物细胞的全能性；能够阐明植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术的基本流程。能举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。
细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。
（2）动物细胞工程(含胚胎工程)
1、植物组织培养技术
（1）理论基础——植物细胞的全能性
（2）概念 植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞(外植体)等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
提醒：外植体要消毒，培养基和器械要灭菌，所有操作要无菌操作
2、植物体细胞杂交技术
（1）概念 植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
（2）意义 植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
人工诱导原生质体融合的方法：物理法：电融合法、离心法等；化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法等
用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体
操作环境：等渗或略高渗溶液
3、植物细胞工程的应用
（1）开辟了植物繁殖的新途径
①快速繁殖 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术。其优点是可以快速、高效地实现种苗的大量繁殖，并且能保持优良品种的遗传特性。
②作物脱毒 利用植物顶端分生区附近(如茎尖)进行组织培养获得脱毒苗。因为此部位含病毒极少，甚至无病毒。
（2）作物新品种的培育
①单倍体育种 a、过程(以二倍体植物为例)
b、优点：当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株，明显缩短育种年限；
b、优点：大幅度改良某些性状，加速育种进程。
（3）细胞产物的工厂化生产
①细胞产物：次生代谢物是含量很低的一类小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合 物等)，在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等 的重要来源。次生代谢物不是植物基本的生命活动所必需的产物，一般在 特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下产生。
提醒 工厂化生产不一定要培养出植物体，一般培养到愈伤组织阶段，从培养愈伤组织 细胞的培养液中就可提取细胞产物。
a、概念：在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
②工厂化生产：利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是工厂化生产。
紫草宁、紫杉醇、人参皂苷等
1、请判断对错。①棉花根尖细胞经诱导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( )⑤再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志( ) ⑥单倍体育种和突变体培育的原理相同 ( )⑦用花药培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术 ( )⑧在植物组织培养过程中需要给予光照，以诱导脱分化过程 ( )⑨植物组织培养就是植物细胞培养( )⑩愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的( )⑪经组织培养培育的脱毒苗可以抵抗病毒的感染( )⑫利用植物体细胞杂交技术培养得到的杂种植株是不育的( )⑬植物体细胞杂交所获得的杂种植株的变异类型属于染色体变异( )⑭外植体要灭菌处理后才能接种培养( )
2、秋葵营养价值丰富，用秋葵的茎尖进行植物组织培养可培育出试管苗。对该过程的说法正确的是 ( ) A．用于植物组织培养的材料不一定需要离体 B．进行培养时，一次性加足营养物质以防止污染 C．生长素用量与细胞分裂素用量比值适中时促进愈伤组织形成 D．整个培养过程都应在密闭条件下进行，以免杂菌的污染 3、下图是通过植物体细胞杂交技术获得“番茄-马铃薯”植株的技术流程图，下列说法正确的是（ ） A. 图中过程②表示再分化的过程 B. 植物体细胞融合完成的标志是原生质体融合 C. 已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于三倍体 D. 该过程体现了植物细胞的全能性
4、如图是植物体细胞杂交过程示意图。下列有关叙述不正确的是（ ）
A．利用植物体细胞杂交技术可以获得新物种 B．获得的杂种植株一定能够表现亲代的优良性状 C．过程①需用纤维素酶和果胶酶溶液处理，且溶液的渗透压略大于细胞液渗透压 D．过程③表示细胞壁的再生，④⑤需要根据生长发育进程更换不同的培养基
5、(2020·北京卷)为培育具有市场竞争力的无籽柑橘,研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是（ ） A. 过程①需使用胰蛋白酶处理 B. 实现过程②依赖膜的流动性 C. 过程③需应用植物组织培养技术 D. 三倍体植株可产生无籽柑橘 6、（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
7、(2021湖北)月季在我国享有“花中皇后”的美誉。为了建立月季某新品种的快速繁殖体系,以芽体为外植体,在MS培养基中添加不同浓度的6-BA和IBA进行芽体增殖实验,芽分化率(%)结果如表所示。
关于上述实验,下列叙述错误的是( ) A. 6-BA浓度大于4.0 mg/L时,芽分化率明显降低 B. 6-BA与IBA的比例为10∶1时芽分化率均高于其他比例 C. 在培养基中同时添加适量的6-BA和IBA,可促进芽分化 D. 2.0 mg/L的6-BA和0.2 mg/L的IBA是实验处理中芽分化的最佳组合
8、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。
回答下列问题。(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。
形成层容易诱导形成愈伤组织
分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同
诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织
9、科学家利用植物体细胞杂交技术,将番茄叶肉细胞的原生质体和马铃薯叶肉细胞的原生质体融合,成功地培育出了“番茄-马铃薯”杂种植株,如图1所示,其中①～⑤表示过程,a～f表示细胞、组织或植株。育种工作者还利用番茄进行了如图2所示的三组实验。据图回答下列问题。(1)与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为 。(2)过程②后,在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的 存在,这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。
9、科学家利用植物体细胞杂交技术,将番茄叶肉细胞的原生质体和马铃薯叶肉细胞的原生质体融合,成功地培育出了“番茄-马铃薯”杂种植株,如图1所示,其中①～⑤表示过程,a～f表示细胞、组织或植株。育种工作者还利用番茄进行了如图2所示的三组实验。据图回答下列问题。
(3)若杂种植株在有丝分裂过程中,仅保留番茄的染色体而马铃薯的染色体会不断丢失,采用特异性引物对番茄和马铃薯基因组DNA进行PCR扩增,得到两亲本的差异性条带,可用于杂种植株的鉴定。图3是用该引物对双亲及4棵再生植株1～4进行PCR扩增的结果。据图判断,再生植株1～4中一定是杂种植株的有 。
(4)图2中过程Ⅰ培育植物体A主要应用了 技术。(5)用红果多室(Yymm)番茄植株的花粉进行Ⅱ、Ⅲ有关实验,则过程Ⅱ中,培育植物体B的方法(Ⅱ)称为 。
1、动物细胞培养(动物细胞工程的基础)
（1）概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件 下，让这些细胞生长和增殖的技术。
适宜的温度、pH和渗透压
幼龄动物、分化程度低的细胞
细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏 等因素而分裂受阻
发生接触抑制现象，停止分裂增殖
（4）干细胞培养及其应用
①概念 干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞，与组织、器官的发育、再生和修复密切相关。
②来源：早期胚胎、骨髓和脐带血等。
③分类：包括胚胎干细胞和成体干细胞等。
☞诱导多能干细胞(iPS细胞)在疾病治疗上具有广阔的应用前景 ☞诱导过程无需破坏胚胎可避免生物伦理问题 ☞用自体细胞获得iPS细胞可以避免免疫排斥
④诱导多能干细胞（iPS细胞）
通过体外诱导成纤维细胞、T细胞、B细胞等，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞。
（酶处理）离心收集细胞
动物细胞培养与植物组织培养有什么相同或不同之处？
2、动物细胞融合技术与单克隆抗体
（1）动物细胞融合技术
②原理和方法 动物细胞融合的原理与植物原生质体融合的原理相同。常用的诱导融合方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法。
①概念 动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
③意义：动物细胞融合能突破有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能，这一技术已成为 研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育新品种的重要手段，特别是为制备单克 隆抗体开辟了新途径
（2）单克隆抗体及其应用
①制备抗体的传统方法 向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。
哺乳动物感染病原体后，体内会形成相应的B淋巴细胞，产生超百万种的特异性抗体。
每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。克隆单一的B淋巴细胞，形成细胞群，就可以获取纯度高、特异性强的单克隆抗体。但是，由于增殖能力有限，体外培养B淋巴细胞难以大量制备单克隆抗体。
制备的抗体一般为多克隆抗体，产量低、纯度低，特异性差。
②制备抗体的传统方法
以获得足够数量的既能增殖又能分泌特定抗体的杂交瘤细胞
从已免疫小鼠的脾脏中取B淋巴细胞
抗体检测阳性的杂交瘤细胞
③单克隆抗体的特点和应用
a、特点：单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并 且可以大量制备。（灵敏度高、特异性强、可大量制备）
b、应用：用作诊断试剂、用于运载药物和治疗疾病。
3、动物体细胞核移植技术和克隆动物
动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。
（2）类型： ①胚胎细胞核移植 动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易。 ②体细胞核移植 动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
②原理：动物细胞核 的全能性
方法：通过显微操作去核
目的：保证克隆动物的核遗传物质全部来自具有优良性状的动物的体细胞
重构胚：是指人工重新构建的胚胎，具有发育成完成个体的能力
激活方法：用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+ 载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)
涉及技术：动物细胞培养技术、动物细胞融合技术、核移植技术、胚胎移植技术等。其中，核移植是核心技术。
①畜牧业：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。
a、转基因克隆动物可以作为生物反应器；
b、转基因克隆动物作为异种移植供体；
c、向患者移植自体核移植胚胎干细胞诱导分化形成的细胞、组织或器官，可避免免疫排斥反应；
a、帮助人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；
b、分析致病基因，为研究疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助；
④保护濒危物种，增加濒危物种的存活数量
④保护濒危物种：有望增加濒危物种的存活数量。
①技术上：成功率低，仍有待完善 ②理论上：理论研究还很滞后 ③实践问题：大多数克隆动物存在健康问题
1、请判断对错。(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)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。 ( )(3)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。 ( )(4)iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。( )(5)动物细胞融合特有的诱导方式是用灭活的病毒处理。( )(6)将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行诱导融合，培养液中融合后的细胞即为杂交瘤细胞。 ( )(7)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。 ( )(8)体细胞核移植过程中通常采用MⅡ期的去核卵母细胞作为受体细胞。( )(9)单克隆抗体制备过程中的多次筛选目的相同。( )(10)克隆动物都只具备一个亲本的遗传特性。( )(11)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。 ( )(12)单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合。（ ）
2、(2021浙江1月选考)如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
3、[2021辽宁辽阳一模] 下列关于动物细胞培养的叙述,错误的是( ) A. 动物细胞培养所需的营养物质与植物细胞培养不同 B. 传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞 C. 癌细胞在培养瓶中培养会出现接触抑制现象 D. 动物细胞培养时需要添加抗生素以防止杂菌污染
4、(2021辽宁)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，下列有关叙述正确的是 ( ) 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
5、自爆发新冠疫情以来,科研人员寻找各种方法,治疗新冠肺炎病毒引发的疾病。尽管疫苗是消灭疫情的核心,其他方法也在不断发展,某制药商已经开展单克隆抗体的临床试验。图是生产抗新冠肺炎病毒的单克隆抗体过程,相关叙述正确的是( ) A. ②过程可用PEG促进融合,融合的杂交瘤细胞只有一种 B. ④过程若进行抗体检测结果为阴性,应重新实验 C. ③过程经过选择培养后只有自身融合细胞的死亡 D. 为保证获得相应的B淋巴细胞,①过程给小鼠注射大量的新冠肺炎病毒
6、(2021 年八省联考辽宁卷)为了初步检测药物 X和 Y 的抗癌活性，在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞，使其贴壁生长，实验组加入等体积相同浓度的溶于二甲基亚砜(溶剂)的药物 X 或 Y，培养过程及结果如下图所示。下列有关叙述错误的是( ）
A. 细胞培养液中通常需要加入血清 B. 可用胰蛋白酶处理使肝癌细胞脱落下来并进行计数 C. 对照组中应加入等体积的无菌蒸馏水 D. 根据实验结果，可以初步判断药物 X 的抗癌效果较好
7、猪瘟病毒(CSFV)蛋白质外壳上的E2蛋白，对于病毒入侵细胞至关重要。研究人员利用E2蛋白来制备抗CSFV单克隆抗体的过程如图。下列叙述正确的是( ) A．注射E2蛋白后，从小鼠脾脏中获得的B淋巴细胞均能产生E2蛋白抗体 B．过程②可使用PEG融合法或灭活病毒诱导法，得到的③一定是杂交瘤细胞 C．细胞③经一次筛选即可得到足量多的能产生E2蛋白抗体的杂交瘤细胞 D．此过程生产的单克隆抗体既可用于CSFV的检测，也可用于该种猪瘟的治疗
8、(2021辽宁卷)下列有关病毒在生物学和医学领域应用的叙述，错误的是( ) A. 灭活的病毒可用于诱导动物细胞融合 B. 用特定的病毒免疫小鼠可制备单克隆抗体 C. 基因工程中常用噬菌体转化植物 D. 经灭活或减毒处理的病毒可用于免疫预防 9、iPS细胞，又称人工诱导多能干细胞，是一种由哺乳动物成体细胞经导入转录因子等手段“脱分化”形成的多能干细胞，拥有与胚胎干细胞相似的分化潜力，理论上可以分化为成体的各种细胞、组织、器官。下列说法正确的是 ( ) A．个体发育过程中，细胞分化使不同细胞在形态、结构和生理功能上发生的差异一般是稳定的、不可逆的 B．iPS细胞分化成的各种组织细胞中所含有的DNA和RNA相同，蛋白质的种类不完全相同 C．利用健康人的成体细胞培养获取iPS细胞，经过诱导分化形成的造血干细胞移植给白血病患者不会发生免疫排斥 D．iPS细胞与植物组织培养过程中的愈伤组织细胞一样具有全能性，能够发育成一个完整的个体
10、(2020海南)将人细胞与小鼠细胞融合得到的人—鼠杂种细胞进行长期培养，杂种细胞随机丢失一部分人的染色体后，染色体数目会保持稳定。选取三种杂种细胞，对编码人的芳烃羟化酶(AHH)和磷酸甘油酸激酶(PGK)的基因进行染色体定位研究，结果如表(“＋”表示有，“－”表示无)。
有关叙述错误的是 ( ) A．聚乙二醇可诱导人细胞与小鼠细胞融合 B．培养杂种细胞时，通常需在培养液中添加一定量的抗生素 C．编码AHH的基因在11号染色体上 D．编码PGK的基因在X染色体上
(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 。 (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 。 (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。
11、(2021湖南)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,流程如右图所示。回答下列问题。
清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,同时给细胞提供足够的营养
动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易
取动物A和克隆动物A的肝组织细胞,分别提取蛋白质进行抗原-抗体杂交
12、(2020全国Ⅰ)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)写出以小鼠甲的脾为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤。
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
(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)。
只有杂交瘤细胞能够生存
抗原与抗体的反应具有特异性
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
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)。
1、概述 胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。
2、胚胎工程的理论基础——哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律
胚胎工程的许多技术是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育的条件进行模拟操作。
精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段。在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。
多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂，因此不会形成两个第二极体。在实际胚胎工操作中，常以观察到两个极体或者雌雄原核作为受精的标志。
刚排出的精子必需在雌性动物的生殖道发生相应生理变化后，才能获得受精能力，这一现象称为“精子获能”
卵子排出后需要在输卵管中进一步成熟，到MⅡ期，才具备与精子受精的能力
精子获能的方法：利用雌性动物的生殖道；将精子培养到获能液（Ca2+载体、肝素等）中使其获能
精子入卵形成雄原核；卵子释放第二极体，形成雌原核
精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段。
每个细胞具有全能性，能发育成组成个体的任何细胞类型及胚外组织
细胞在透明带内分裂，胚胎总体积并不增加
雌性动物的生殖道或培养到获能液(肝素或Ca2+载体)中
每个细胞能发育成组成个体的任何细胞类型及胚外组织
不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间有明显的差异
3、胚胎工程技术及其应用
（1）体外受精：主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤
培育试管动物、生产胚胎用于胚胎移植
①概念 胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。(胚胎工程的最终技术环节)
胚胎移植主要包括供体、受体的选择和处理，配种或人工授精，胚胎的收集、检查、培养或保存，胚胎的移植，以及移植后的检查等步骤。
③胚胎移植的生理学基础
a、动物发情排卵后，同种动物的供，受体的生殖器官的生理变化是相同的，为供体胚胎移入受体提供相同的生理环境。 b、早期胚胎在一定时间内处于游离状态，为胚胎的收集提供了可能。 c、受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体子宫内的存活提供了可能。 d、供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响。
④实质：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
⑤优势：胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
a、供体的主要职能变为产生具有优良遗传特性的胚胎，繁重而漫长的妊娠和育仔任务由受体取代，这就大大缩短了供体本身的繁殖周期。
b、在对供体施行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代，这使供体的后代数是自然繁殖的十几倍到几十倍。
（1）概念 胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份，经移植获得同卵双胞胎或多胎的技术。
（2）实质：胚胎分割可以看作动物无性繁殖或克隆的方法之一。
（3）工具：胚胎分割所需要的主要仪器设备为体视显微镜和显微操作仪。
（4）操作：应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，在盛有操作液的培养皿中进行 胚胎分割。对囊胚进行分割时，要注意把内细胞团均分。对于不同发育阶段 的胚胎，分割的具体操作不完全相同。分割后的胚胎可以直接移植给受体， 或经体外培养后，再移植给受体。
做DNA分析，鉴定性别
1、判断对错。(1)卵子是否受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体或观察到雌雄原核。( )(2)采集到的卵母细胞和精子要分别在体外进行成熟培养和获能处理,才能用于体外受精。( )(3)胚胎分割移植应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚。( )(4)胚胎移植技术中对供体和受体母畜都要进行相同激素处理。（ ）(5)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。( )(6)为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应,应注射免疫抑制剂。( )(7)为获得更多的囊胚，采用激素注射促进雄鼠产生更多的精子。（ ）(8)胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植。（ ）(9)胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。（ ）
2、(2020 年山东等级考)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 3、下列关于胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是( ) A．在动物的饲料中添加一定量的促性腺激素能促使超数排卵 B．PEG能促进动物细胞融合，形成的杂种细胞经动物细胞培养后能得到新品种个体 C．卵细胞膜反应和透明带反应是防止多精入卵的两道屏障 D．胚胎发育至原肠胚时，细胞开始发生分化
4、(2020·济南七中月考)胚胎发育是个体发育的第一阶段，以下有关哺乳动物体内早期胚胎发育的描述恰当的是( )A. 卵裂期胚胎的总体积并不增加，或略有缩小，有机物总量增加B. 在桑葚胚阶段胚胎内部出现空腔，细胞开始分化C. 囊胚期中个体较大的细胞为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织D. 原肠胚的进一步扩大，导致透明带破裂，胚胎完成孵化 5、2017年，某国批准了首例使用细胞核移 植技术培育“三亲婴儿”的申请。其培育过程可选用如下技术路线。据图分析下列叙述错误的是 （ ） A. 该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作 B. 该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代 C. 卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给“三亲婴儿” D.“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因
6、控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义，目前分离精子技术是有效的控制方法，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管动物。试管牛的培育如下图所示。下列有关叙述正确的的是（ ）
A．试管牛的培育属于有性生殖 B．过程①指的是体外受精技术和胚胎移植技术 C．采集来的精子和卵母细胞可以直接用于受精 D．经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体保持一致
7、下图表示通过相关技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程，下列叙述正确的是（ ）
A．A表示细胞核，其供体应选用XX性染色体的个体 B．从牛卵巢中采集的卵母细胞可直接用于①过程 C．进行过程②前必须对受体动物注射适量免疫抑制剂 D．胚胎发育卵裂阶段细胞数目增加，胚胎总体积并不增加
8、家高胚胎的性别鉴定技术对畜牧业发展具有重要意义。科研人员利用PCR技术同时扩增优质奶牛Y染色体上雄性决定基因（SRY）和常染色体上的路蛋白基因（CSN1S1），进行早期胚胎的性别鉴定，并将鉴定后的胚胎进行移植。下图为取自不同胚胎的DNA样品PCR产物的电泳结果。下列叙述不正确的是（ ）
A．选取胚期的滋养层细胞提取DNA进行鉴定 B．需要根据牛的SRY和CSN1S1序列设计2对引物 C．对受体牛进行促性腺激素处理后再进行胚胎移植 D．根据结果可以确定A为CSN1S1，3、5号胚胎为雄性
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