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2020版生物浙江高考选考一轮复习讲义：第33讲克隆技术
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第33讲 克隆技术
知识内容展示
核心素养对接
1.植物的克隆（b）
2.动物的克隆（a）
科学思维
建立动物细胞培养与单克隆抗体的制备基本流程模型
科学探究
探究动物细胞工程的应用
社会责任
克隆动物及其对人类社会的可能影响
考点 克隆技术
1．（2018·浙江4月选考节选）回答与基因工程和植物克隆有关的问题：
取田间不同品种水稻的幼胚，先进行 ，然后接种到培养基中培养，幼胚发生 形成愈伤组织，并进行继代培养。用含重组质粒的农杆菌侵染愈伤组织，再培养愈伤组织，以便获得抗虫的转基因水稻。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及_______________ （答出2点即可）。
解析 植物组织培养的程序是：（1）配制培养基；（2）取外植体并消毒；（3）将组织块放在培养基上培养，经脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再分化形成再生植株。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素是教材23页提到的：不同种类或同种植物不同基因型个体之间遗传物质的差异，细胞全能性的表达程度不相同，在多次继代培养后，会丧失细胞全能性的表达能力。
答案 消毒 脱分化 水稻的基因型、愈伤组织继代的次数
2．（2017·浙江11月选考节选）回答与植物克隆和动物克隆有关的问题：
（1）利用植物愈伤组织获得再生植株主要有两条途径：一是由愈伤组织的细胞先分化产生芽和根后再形成一个完整植株的 途径，二是由愈伤组织细胞产生胚状体后再萌发形成完整植株的胚胎发生途径。另外也可不通过愈伤组织阶段而直接采用带腋芽的茎段培养成丛状苗，再诱导生根获得再生植株，其原因是腋芽中存在 。
（2）利用植物克隆培育新品种，一方面可利用带有目的基因的 侵染植株，或将目的基因通过 的方法导入植物细胞、组织或器官获得转基因植株，另一方面利用异源植株的 进行融合产生杂种植株，或利用异源植物在试管内进行 ，对其产生的胚进行培养产生杂种植株。
（3）下列属于植物克隆和动物克隆共有的培养方法是 。
A．悬浮培养、器官培养
B．贴壁培养、传代培养
C．器官培养、愈伤组织培养
D．原生质体培养、传代培养
解析 （1）外植体经脱分化后形成愈伤组织，由愈伤组织形成再生植株主要有两条途径：一是由愈伤组织的细胞再分化产生芽和根后再形成一个完整植株是植物组织培养的器官发生途径，二是由愈伤组织的细胞产生胚状体后再萌发成完整植株是植物组织培养的胚胎发生途径。不通过愈伤组织阶段而直接采用带腋芽的茎段培养成丛状苗，这说明腋芽中含有分生组织，而分生组织中含较高的细胞分裂素，细胞分裂素与生长素之比较高可促进芽的生长。
（2）将目的基因导入植物细胞，可以用含有目的基因的农杆菌直接侵染，或者用显微注射法导入；用异源植物可以利用植物体细胞杂交技术或者受精之后的胚胎进行培养，也可以获得杂种植株。
（3）贴壁生长是动物细胞培养时的特性；愈伤组织是指植物细胞在组织培养过程中形成的一种排列疏松而无规则的无定形状态、高度液泡化的薄壁细胞，动物细胞无愈伤组织培养；传代培养应用于动物细胞培养过程中。
答案 （1）器官发生 分生组织
（2）农杆菌 显微注射 原生质体 受精
（3）A
3．（2016·浙江10月选考节选）某小组欲进行烟草原生质体分离与培养的研究。请回答：
（1）原生质体的分离：在无菌条件下，取烟草无菌苗的叶片，放入含有0.5 mol/L甘露醇（维持较高渗透压）的 混合液处理，经过离心纯化后获得原生质体。
（2）原生质体的培养：将原生质体进行培养，重新长出细胞壁，形成胚性细胞。此时，应该 培养基中甘露醇浓度，以利于胚性细胞继续培养形成细胞团，然后经两条途径形成再生植株。途径一：细胞团经球形胚、 和胚状体，最后发育成植株。途径二：细胞团增殖为愈伤组织，然后在发芽培养基上诱导出芽，切割芽经过生根后形成完整植株。上述发芽培养基中含量相对较高的激素是 ，胚性细胞的主要特点是： 。（A.液泡小、细胞核小 B．液泡大，细胞核大 C．液泡大，细胞核小 D．液泡小、细胞核大）
（3）为了对烟草的某些性状进行改良，分离到两种烟草的原生质体后，通过 方法将他们的遗传物质组合在一起，经培养获得具有新性状的再生植株。提取再生植株的DNA，采用 扩增相关基因，来鉴定遗传物质是否成功重组。
解析 （1）原生质体取得，需要在较高渗透压的甘露醇溶液中，将植物细胞用纤维素酶和果胶酶处理，去除细胞壁，从而得到原生质体。（2）当原生质体再生出细胞壁后，应当降低培养基中甘露醇浓度，否则将会影响细胞的分裂和生长。胚性细胞继续培养形成细胞团。然后经球形胚、心形胚和胚状体，最后发育成植株。发芽培养基中含量相对较高的激素是细胞分裂素，而生长素含量较低。胚性细胞的主要特点是细胞质丰富、液泡小而细胞核大。（3）分离到两种烟草的原生质体后，可以通过原生质体融合的方法将他们的遗传物质组合在一起，经培养获得具有新性状的再生植株。在体外扩增相关基因的方法是采用PCR技术。
答案 （1）纤维素酶和果胶酶 （2）降低 心形胚 细胞分裂素 D （3）原生质体融合 PCR
本题组对应选修三P21～P37，克隆技术
1．植物组织培养的基本程序
配制半固体培养基→从消毒的植株上切取小组织块→培养获得愈伤组织→新植株的再生。
2．原生质体的获得方法
在0.5～0.6 mol/L的甘露醇溶液环境（较高渗透压）下，用纤维素酶和果胶酶混合液处理根尖、叶片、愈伤组织或悬浮培养细胞，除去细胞壁，获得球形的原生质体。
3．植物细胞工程的概念和操作过程
培养植物细胞（原生质体），借助基因工程的方法，将外源遗传物质（DNA）导入受体细胞（包括原生质体受体）中，或
通过细胞融合、显微注射等将不同来源的遗传物质重新组合，再通过对这些转基因细胞或重组细胞进行培养，获得具有特定性状的新植株。
4．影响植物克隆的因素
（1）培养的外界条件：如温度、光照、pH
（2）培养基：营养物质和激素配比
（3）不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间遗传物质的差异
（4）继代培养的次数
一、植物克隆
1．技术基础：植物组织培养。
2．理论基础
植物细胞的全能性——原因：植物体的每个生活细胞都具有完整的全套遗传物质。
3．植物细胞的全能性的实现条件
（1）离体
（2）适当的营养（包括水、无机盐、维生素、蔗糖、氨基酸等）
（3）适宜条件（无菌、温度、湿度、光照等）
（4）生长调节物质。
4．植物克隆的多种途径
胚胎发生途径是：⑤⑦⑧⑩④或⑤⑨⑩④
器官发生途径是： ①②③④或⑤⑥③④
5．植物克隆技术的应用
（1）实现工厂化的植物快速繁殖
（2）生产脱毒苗，恢复品种的性状
（3）生产重要的次生代谢产物，如药物、色素、香料、杀虫剂等
（4）育种（植物细胞工程）：转基因作物，突变体选择，单倍体育种
二、动物的克隆
1．动物细胞、组织培养
（1）动物克隆的技术基础是动物的细胞和组织培养。
（2）动物（成纤维）细胞培养的过程：
（3）动物细胞培养必需传代的原因：细胞培养到一定时期，细胞会因为密度过大造成接触抑制，或者因为代谢消耗引起营养枯竭，不能正常生长。
（4）原代培养和传代培养的含义
①原代培养：从机体取出后立即进行的细胞、组织培养的过程。
②传代培养：将原代培养细胞分成若干份，接种到若干份培养基中，使其继续生长、增殖。
2．细胞系和细胞株
（1）细胞系：是指可连续传代的细胞，可分为连续细胞系（恶性细胞系：具有异体致瘤性；“良性”细胞系：保留接触抑制现象，不致癌）和有限细胞系。
（2）细胞株：通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞。可分为连续细胞株和有限细胞株。
3．克隆培养法
（1）概念：把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。单抗细胞株等都是应用克隆培养法建立的。
（2）基本要求：必须肯定所建成的克隆来源于单个细胞。
（3）提高细胞克隆形成率的措施有：①选择适宜的培养基；②添加血清；③以滋养细胞支持生长；④激素刺激；⑤使用CO2培养箱；⑥调节pH。
4．动物的克隆繁殖
（1）动物难以克隆的根本原因是体细胞中基因选择性表达，细胞质中存在调节因子。
（2）动物体细胞核成功克隆的原因：去除了核基因表达的限制。“多莉”诞生说明：动物体细胞核仍能表现全能性；胚胎和个体发育中，细胞质具有调控作用。
（3）绵羊“多莉”克隆过程
（4）克隆羊获得成功的部分原因：重组卵细胞最初分裂时虽然复制了DNA，但基因的转录并未开始；同时，供体核DNA开始丢失来源于乳腺细胞的调节蛋白；在重组卵细胞开始第三次分裂时，原乳腺细胞的调节蛋白便全部被卵细胞质中的蛋白因子替换了，因此核DNA被重新编排，胚细胞开始表达自己的基因，进而调控胚在代孕母亲子宫中的进一步发育。因此，采用电脉冲细胞融合技术，选择分裂3次时的细胞进行移植，并在核移植前对乳腺细胞进行了营养限制性培养，有利于细胞核的一系列变化和细胞融合后基因表达的分子开关的启动。
5．单克隆抗体
（1）制备过程：
（2）单克隆抗体的特点：特异性强、灵敏度高。
角度1 围绕植物的克隆考查科学实践能力
1．下图是利用三倍体香蕉的茎尖培养脱毒香蕉植株的过程示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．①～③过程中发生了有丝分裂和减数分裂
B．①阶段需要生长素，③阶段仅需要细胞分裂素
C．①阶段细胞增殖能力强，细胞分化速度快
D．X阶段的细胞高度液泡化，排列疏松而无规则
解析 ①～③过程中只发生了有丝分裂，没有发生减数分裂；组织培养过程都需要细胞分裂素、生长素；①阶段为脱分化；X是经过①脱分化过程形成的愈伤组织，细胞高度液泡化，排列疏松而无规则。
答案 D
2．下图表示通过克隆技术获得烟草植株的过程，请回答：
（1）①过程往往选取烟草叶片的幼嫩部位需经过 处理，才能置于培养基中进行培养。
（2）②过程称为 ，③过程称为 。
（3）通过悬浮培养形成的单细胞可发育成 ，继而形成植物幼体；也可利用 水解细胞壁，获得 ，培养后也可形成植株。
（4）在培养过程中，若要诱导芽的产生，则配制植物激素时要 。
A．添加适量的生长素和适当减除其他某些激素
B．适当配比的生长素和细胞分裂素
C．添加适量的生长素和适当增加其他某些激素
D．适当增加细胞分裂素和生长素的量
（5）烟草细胞很容易再生出新植株，但在长期培养过程中，其器官形成能力下降，不可能的原因是 。
A．染色体畸变或细胞核变异 B．组织或细胞中的激素平衡被打破
C．产生了缺乏成胚性的细胞系 D．植物细胞全能性丧失
解析 （1）①表示获得外植体的过程，该过程需要对外植体进行消毒处理，才能进行植物组织培养。（2）②和③分别表示外植体脱分化为愈伤组织和愈伤组织再分化成胚状体的过程。（3）将愈伤组织置于液体培养基中进行悬浮培养获得单细胞，该单细胞可直接发育成胚状体，进而发育成幼体；还可经纤维素酶和果胶酶处理，去除其细胞壁，获得原生质体，通过对原生质体进行培养获得植株。（4）通过平衡植物激素（或植物生长调节剂）配比，能够诱导根或芽的分化，适当配比的生长素和细胞分裂素能够诱导芽的分化，添加适量的生长素和适当减除其他某些激素能够诱导根的分化。（5）在植株的长期组织培养过程中，培养物的器官形成能力下降的原因主要有：染色体畸变或细胞核变异或非整倍体产生，组织或细胞中的激素平衡被打破，细胞对外源生长物质的敏感性发生改变，产生了缺乏成胚性的细胞系等。
答案 （1）消毒 （2）脱分化 再分化 （3）幼胚（胚状体） 纤维素酶和果胶酶 原生质体 （4）B （5）D
脱分化和再分化的比较
比较内容
脱分化
再分化
过程
外植体→愈伤组织
愈伤组织→幼苗
形成体特点
排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞
有根、芽
需要条件
a.离体
b.适宜的营养
c.生长素/细胞分裂素的比例适中
a.离体
b.适宜的营养
c.生长素/细胞分裂素的比例高或低诱导生根或生芽
d.光照
角度2 围绕动物的克隆考查科学实践能力
3．下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是（ ）
A．在培养基中加入胰岛素可提高动物细胞克隆形成率
B．细胞克隆可以从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系
C．连续细胞系可认为是发生了转化的细胞系，大多数具有二倍体核型
D．无限细胞系比有限细胞系更容易克隆
解析 胰岛素可促进葡萄糖等物质转运进入组织细胞，A正确；细胞克隆即克隆培养法，是将单一细胞从细胞群体中分离出来单独培养形成纯系的技术，从普通细胞系中分离出单个突变细胞即可采用这种方法培养成细胞系，B正确；连续细胞系大多具有异倍体核型，C错误；无限细胞系增殖能力更强，更易克隆，D正确。
答案 C
4．（2018·浙江超能全能生联考）如图表示动物细胞克隆和制备单克隆抗体的相关过程，请回答相关问题：
（1）过程①常应用 方法导入重组诱导基因后得到干细胞；部分干细胞经过诱导可分化成全身的不同组织或器官，说明这些细胞具有 性。
（2）该过程利用了甲细胞具有的 能力，甲和乙细胞可经过生物诱导剂 的作用形成丙细胞。取一个丙细胞，放在含大量失去 的小鼠成纤维细胞的特定培养体系中培养，最后产生大量的细胞群，这种方法为 法。
（3）下列关于经③和④过程得到单克隆抗体的叙述，错误的是（ ）
A．该过程应用了细胞膜具有流动性的原理
B．丙细胞要具有分泌多种抗体的能力
C．该过程应用了动物细胞融合和动物细胞培养技术
D．丙细胞的形成先通过筛选得到杂交瘤细胞，再进行抗体检验
解析 （1）图中的过程①常应用显微注射法导入重组诱导基因后得到干细胞；部分干细胞经过诱导可分化成全身的不同组织或器官，说明这些细胞具有发育全能性。
（2）该过程利用了甲细胞具有的连续分裂能力，甲和乙细胞可经过生物诱导剂（灭活的仙台病毒）的作用形成丙细胞。取一个丙细胞，放在含大量失去增殖力的小鼠成纤维细胞的特定培养体系中培养，最后产生大量的细胞群，这种方法为克隆培养法。
（3）细胞融合的过程应用了细胞膜具有流动性的原理，A正确；丙细胞只能分泌单一的抗体，B错误；该过程应用了动物细胞融合和动物细胞培养技术，C正确；丙细胞的形成先通过筛选得到杂交瘤细胞，再进行抗体检验，D正确。
答案 （1）显微注射 发育全能 （2）连续增殖 （灭活的）仙台病毒 增殖力 克隆培养 （3）B
1．植物组织培养与动物细胞培养的异同
项目
植物组织培养
动物细胞培养
理论基础
植物细胞全能性
细胞增殖
培养基
类型
固体或半固体培养基
液体培养基
成分
水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂
葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等
取材
植物幼嫩部位或花药等
动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
过程
结果
新的组织或植株个体，可以体现全能性
新的细胞系或细胞株，不形成个体，不体现全能性
目的
①植株快速繁殖
②脱毒植株的培育
③人工种子
④生产药物、杀虫剂等
⑤转基因植物的培育
①蛋白质生物制品的生产②皮肤移植材料的培育
③检测有毒物质
④生理、病理、药理学研究
相同点
①两技术手段培养过程中细胞都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂②均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件
②均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件
2.列表法比较细胞系和细胞株
种类
来源
特点
细胞系
有限细胞系
由二倍体细胞传代培养建成
有接触抑制；不能连续培养
连续细胞系
由传代细胞连续培养建成
发生了转化，多数具有异倍体核型；有些具有异体致瘤性；有些具有不死性，但不致癌
细胞株
有限细胞株
通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞
传代次数有限
一般具有恒定染色体组型、同功酶类型、病毒敏感和生化特性等
连续细胞株
可连续多次传代
3．植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较
课后限时训练
（时间：30分钟 分数：100分）
1．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是（ ）
A．连续细胞系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 连续细胞系的细胞一般都培养了多代，具有了连续增殖能力，二倍体核型发生了改变，大多数细胞具有异倍体核型，A错误；细胞癌变是由相关基因突变引起的，如果癌细胞在一定条件下发生回复性的基因突变，则有可能恢复成正常细胞，B正确；细胞克隆的最基本的要求是，必须确定所建立的克隆来源于单个细胞，C错误；未经克隆化培养的细胞系具有异质性，而克隆化培养成的细胞株则具有相同的性状，D错误。
答案 B
2．下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程，据图分析错误的是（ ）
A．①过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理
B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变
C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能
D．④过程需用适宜配比的植物激素处理
解析 植物细胞壁主要是由纤维素和果胶组成的，常选用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体，A正确；紫外线照射诱变育种所依据的原理是基因突变或染色体畸变，这种变异是不定向的，B错误；③过程是脱分化，指已经分化的植物器官、组织或细胞，当受到创伤或进行离体（也受到创伤）培养时，已停止分裂的细胞，又重新恢复分裂，细胞改变原有的分化状态，失去原有结构和功能，成为具有未分化特性的细胞，C正确；④是再分化，需用适宜配比的植物激素诱导，D正确。
答案 B
3. （2018·嘉兴模拟）下列关于克隆技术的叙述中，正确的是（ ）
A．细胞克隆的主要用途之一是筛选出缺乏特殊基因的突变细胞系
B．在培养基中加入不同浓度的NaCl，不能筛选出抗盐突变体
C．植物经多次继代培养后不会丧失全能性的表达能力
D．有限细胞系比无限细胞系更容易克隆
解析 细胞克隆的主要用途之一是筛选出缺乏特殊基因的突变细胞系，A正确；在培养基中加入不同浓度的NaCl，可以筛选出抗盐突变体，B错误；有些植物（如小麦、水稻等）经多次继代培养后会丧失全能性的表达能力，C错误；无限细胞系比有限细胞系更容易克隆，因为无限细胞系对环境的适应能力和独立生存能力更强，D错误。
答案 A
4．下列实例中能体现植物细胞全能性的是（ ）
A．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株
B．风信子在愈伤组织的基础上直接发育出花器官
C．用生长素处理未经授粉的番茄雌蕊得到无籽果实
D．以四倍体西瓜和二倍体西瓜为亲本杂交得到三倍体西瓜植株
解析 全能性是指高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能，小麦花粉经过离体培养可发育成单倍体植株，体现了植物细胞的全能性，A正确；风信子在愈伤组织的基础上发育出花器官，但未形成完整植株，不能体现植物细胞的全能性，B错误；生长素处理未授粉的番茄雌蕊得到无籽果实，该过程没有应用到植物组织培养技术，且未发育成完整植株，不能体现植物细胞的全能性，C错误；四倍体西瓜和二倍体西瓜杂交得到三倍体西瓜植株属于多倍体育种，不能体现植物细胞的全能性，D错误。
答案 A
5．进行动物克隆繁殖的基本过程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
→→→
→
A．该过程的技术基础是核移植
B．克隆蛙需经过核移植、胚胎体外培养和胚胎移植获得
C．动物克隆繁殖属于无性生殖，甲细胞可以是体细胞而不能是胚胎干细胞
D．目前，高等哺乳动物胚胎移植成为胚胎工程中获得后代的最后一道工序
解析 动物克隆繁殖过程的技术基础是动物细胞培养，A错误；蛙是一种体外受精，体外发育的两栖类动物，克隆蛙不需要进行胚胎移植，B错误；核移植可以是体细胞核移植也可以是胚胎干细胞核移植，C错误；由于高等哺乳动物胚胎全体外培养技术尚未掌握，必须利用代孕母体完成胚胎发育，所以胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序，D正确。
答案 D
6．（2018·嘉兴期末）如图是制备抗体的两个途径的模式图，下列叙述正确的是（ ）
A．图中获得的抗体1和抗体2结构完全相同
B．抗体1和抗体2的制备过程均涉及细胞筛选
C．Y细胞的增殖过程需要提供适量的O2，不需要提供CO2
D．①和④过程的原理分别是细胞增殖和碱基互补配对原则
解析 抗体1和抗体2的氨基酸排列顺序相同，但空间结构不一定相同，抗体1由杂交瘤细胞产生，其形成经过内质网和高尔基体的加工，抗体2是在大肠杆菌中产生，其内没有内质网和高尔基体，A错误；②处需要通过选择培养基的筛选，得到既能无限增殖又能产生特异性抗体的Y细胞，重组DNA分子的构建和导入过程的成功率较低，所以也需要筛选，B正确；动物细胞培养需要气体环境，培养液中需要提供氧气和二氧化碳，所需的气体CO2的作用是维持培养液的pH，C错误；①过程表示动物细胞融合，其结构基础是细胞膜的流动性，D错误。
答案 B
7．（2018·3月稽阳联考）回答下列关于动物的克隆问题：
（1）基因型不同的细胞间的细胞融合称为 技术，人－鼠细胞融合通常会丢失 的染色体，因此可利用这个特点，进行人类基因的定位。
（2）科学家将 生成细胞和瘤细胞进行杂交，形成杂交瘤细胞，对一种克隆的杂交瘤细胞进行传代培养，形成分泌单抗的 ，就能长久地得到单一的单抗，单抗比一般抗血清优越得多的原因是 。
（3）科学家从一个流产的雌性猕猴的胚胎中，取两个体细胞的核，并分别进行核移植，发育成双胞胎克隆猴，该双胞胎克隆猴相当于是 （填“同卵”或“异卵”）双生。克隆动物的成功说明了在胚胎发育和个体发育中，细胞质具有调控 发育的作用。
解析 （1） 细胞融合是指两个或多个细胞融合成一个细胞的现象，其中基因型不同的细胞间的融合就是细胞杂交，由于细胞杂交染色体容易丢失，利用杂交细胞检测特定染色体丢失与特定基因产物减少的对应关系可以进行基因定位，例如，人－鼠杂交细胞通常丢失人的染色体，可以进行人类基因的定位。（2）科学家将抗体生成细胞和瘤细胞进行杂交，形成杂交瘤细胞，通过克隆培养获得单抗细胞株，能长久获得单一类型的抗体，单抗的特异性强、灵敏度高，比一般抗血清优越得多。（3）克隆猴的核供体来自于同一个胚胎，核遗传物质相同，故相当于同卵双生。克隆动物的成功说明了在胚胎发育和个体发育中，细胞质具有调控细胞核发育的作用。
答案 （1）细胞杂交 人 （2）抗体 细胞株 单抗识别抗原部位专一，而一般抗血清的抗体是一群识别不同抗原部位的抗体混合物（答一点即可） （3）同卵 细胞核
8．（2018·台州模拟节选）请回答杂交瘤技术和单克隆抗体制备的有关问题：
（1）杂交瘤技术制备单克隆抗体时，利用一定的物质，如生物诱导剂 作介导，使经免疫的小鼠脾细胞与骨髓瘤细胞融合，筛选出融合的细胞再进行细胞的 培养，获得纯系细胞，同时还要进行 检验，以保证获得的是所需的特定杂交瘤细胞。
（2）获得杂交瘤细胞后，在体外培养时需要特别加入的天然成分是 。
（3）有关杂交瘤细胞体外培养的叙述，正确的是 。
A．用固体培养基培养
B．用滋养层细胞支持生长
C．能进行传代培养
D．需要对细胞进行研磨破碎获得产物
（4）现在欲利用基因工程技术生产单克隆抗体，科研小组将与抗体形成有关的关键基因通过噬菌体导入受体细胞，该技术的核心步骤是 ，噬菌体是这些关键基因的 。
解析 （1）制备单克隆抗体时，经免疫的小鼠脾细胞与骨髓瘤细胞需要融合，电击振荡、PEG等方法可以促进融合，而生物诱导剂就是利用灭活的病毒介导。筛选得到的融合细胞需经过克隆培养，才能获得纯系细胞，同时还要进行抗体检验，以保证获得的是所需的特定杂交瘤细胞。（2）在体外培养细胞时需要特别加入的天然成分是血清。（3）杂交瘤细胞的体外培养过程是一个克隆培养过程，需要使用液体培养基，并添加动物血清和胰岛素，而且要用滋养细胞支持生长，培养过程需要不断传代才能保证细胞不断生长。抗体是杂交瘤细胞合成并分泌的，不需要对细胞进行研磨破碎获得产物。（4）基因工程核心步骤是形成重组DNA分子，噬菌体是这些关键基因的载体。
答案 （1）灭活的（仙台）病毒 克隆 抗体 （2）动物血清 （3）C
（4）形成重组DNA分子 载体
9．（2018·淳安中学高三检测）下图是烟草叶片原生质体分离和培养的流程图。请回答：
→→→→→
（1）酶解时，在纤维素酶和果胶酶的混合液中，还需添加 来提高混合液的渗透压，以便获得完整的原生质体。
（2）获得原生质体后，可用 法检测原生质体是否存活。然后将原生质体制成悬浮液，滴加在 上，用显微镜观察并计数。要判定原生质体是否已形成细胞壁，可用 法鉴别。
（3）欲通过原生质体培养得到愈伤组织，从培养基的成分（除琼脂外）考虑，配制培养基时需要注意的主要方面是_____________________________________
_________________________________________________________________。
解析 （1）为防止原生质体吸水胀破，可加入适宜浓度的甘露醇溶液来提高混合液的渗透压。（2）活细胞的质膜具有选择透性，红墨水非细胞生长所需物质，不会被吸收，而死细胞的质膜变为全透性，红墨水可进入使细胞染色；细胞显微计数的常用装置为血细胞计数板，形成细胞壁的细胞置于较高浓度的溶液中会发生质壁分离现象。（3）植物组织培养过程中需要适当配比的营养物质和植物生长调节剂诱导，才能顺利发生脱分化，形成愈伤组织。
答案 （1）甘露醇 （2）红墨水染色 血细胞计数板 质壁分离 （3）营养物质和植物生长调节剂的适当配比
10．（2017·绍兴检测）某研究小组欲应用植物细胞工程技术，将已知序列抗盐基因导入原生质体青蒿品种，使利用废弃的盐碱地规模化、基地化种植青蒿成为可能，培育过程如下图所示。
请回答：
（1）在抗盐品种培育时，可以用 方法得到目的基因，或者用 扩增目的基因，再用相同的限制性核酸内切酶和 ，使目的基因和载体DNA连接在一起，形成重组DNA分子。
（2）下列各项中，在制备叶片原生质体时，要用到的是 。
A．胰蛋白酶 B．植物生长调节剂
C．较高浓度的甘露醇 D．一定浓度的氯化钙
（3）重组DNA分子通过c导入原生质体，原生质体经培养再生出细胞壁，经 过程形成愈伤组织。愈伤组织通过i过程，在适当配比的 诱导下，再生出植株，也可以通过[f] 分散成单细胞。
（4）下列关于该植物细胞工程技术的叙述，错误的是 。
A．叶细胞具有遗传上的全能性，因而能通过组织培养形成完整植株
B．可在培养基中加入一定量的NaCl，筛选出抗盐细胞或植株
C．通过大量培养特定细胞系，可以实现对青蒿素的工业化生产
D．细胞对外源生长物质敏感性的改变，不会导致细胞全能性表达能力的降低
解析 （1）由题意可知，抗盐基因序列已知，因此可通过化学合成方法或用PCR扩增目的基因，然后利用相同的限制性核酸内切酶和DNA连接酶使目的基因和载体DNA连接在一起，形成重组DNA分子。（2）制备原生质体，一般在较高浓度的甘露醇中（防止原生质体吸水胀破），在纤维素酶和果胶酶的作用下，去除植物细胞壁，获得原生质体。（3）植物细胞经脱分化形成愈伤组织，i过程为再分化，脱分化和再分化都需要在适当配比的激素（或植物生长调节剂）诱导下才能实现。愈伤组组织可以再分化直接发育成植株，也可在液体培养基中，经液体悬浮培养分散成单细胞。（4）植物细胞理论上都具有全能性，都可以进行植物组织培养获得植株；在植物克隆过程中，通过在培养基中加入一定浓度的NaCl，可以筛选出抗盐细胞或植株；通过大量培养特定细胞系，可以获得细胞的次生代谢产物，如紫草素、青蒿素等；细胞对外源生长物质敏感性改变，会使培养物的胚胎发生和器官形成能力下降，即全能性的表达能力降低。
答案 （1）化学合成 PCR DNA连接酶 （2）C
（3）脱分化 激素（或植物生长调节剂） 液体悬浮培养
（4）D
11．人的血清白蛋白在临床上需求量很大，通常从人血中提取。由于艾滋病病毒（HIV）等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁来生产血清白蛋白就成为可能。大致过程如下：
a．将人的血清白蛋白基因导入雌性奶牛胚胎细胞，形成重组细胞①；
b．取出重组细胞①的细胞核，注入牛去核卵细胞中形成重组细胞②；
c．电脉冲刺激重组细胞②，促使其形成早期胚胎；
d．将胚胎移植到母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。
请回答下列问题：
（1）重组细胞①的获得是利用了 技术，它实现了奶牛胚胎细胞中的DNA与 的重组。
（2）重组细胞②的获得是利用了克隆技术中的 技术，使重组细胞①的细胞核与牛的 融合。
（3）由图可知，动物克隆技术的基础是 。
A．动物细胞融合
B．动物细胞的全能性
C．动物细胞和组织培养
D．核移植
（4）利用转基因牛乳汁提取药物工艺简单，甚至可直接饮用治病。如果将药物蛋白基因移到动物（如牛）的膀胱上皮细胞中，利用转基因牛的尿液生产提取药物比乳汁提取药物的更大优越性是：___________________________________、
_________________________________________________________。
（5）重组细胞②培养成早期胚胎利用了动物细胞培养技术。下列与动物细胞培养技术无密切关系的是 。
A．细胞全能性的揭示
B．噬菌体的研究
C．细胞周期调节控制机理的分析
D．对癌变机理和衰老原因的研究
解析 （1）基因工程可将目的基因——人的血清白蛋白基因与受体细胞牛胚胎细胞的DNA进行重组。（2）克隆技术中的细胞核移植技术可将去核的牛卵细胞与含有目的基因的供体细胞核融合构建重组细胞②。（4）建立膀胱生物反应器的好处是可以不分动物的性别及不同生长发育期，均可产生所需药物。（5）噬菌体是细菌病毒，无细胞结构，A、C、D项所述的内容都与细胞培养技术密不可分。
答案 （1）基因工程 人的血清白蛋白基因 （2）核移植 去核卵细胞
（3）C （4）处于不同发育时期的动物都可生产 雌性和雄性动物都可生产
（5）B
知识内容展示
核心素养对接
1.植物的克隆（b）
2.动物的克隆（a）
科学思维
建立动物细胞培养与单克隆抗体的制备基本流程模型
科学探究
探究动物细胞工程的应用
社会责任
克隆动物及其对人类社会的可能影响
考点 克隆技术
1．（2018·浙江4月选考节选）回答与基因工程和植物克隆有关的问题：
取田间不同品种水稻的幼胚，先进行 ，然后接种到培养基中培养，幼胚发生 形成愈伤组织，并进行继代培养。用含重组质粒的农杆菌侵染愈伤组织，再培养愈伤组织，以便获得抗虫的转基因水稻。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及_______________ （答出2点即可）。
解析 植物组织培养的程序是：（1）配制培养基；（2）取外植体并消毒；（3）将组织块放在培养基上培养，经脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再分化形成再生植株。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素是教材23页提到的：不同种类或同种植物不同基因型个体之间遗传物质的差异，细胞全能性的表达程度不相同，在多次继代培养后，会丧失细胞全能性的表达能力。
答案 消毒 脱分化 水稻的基因型、愈伤组织继代的次数
2．（2017·浙江11月选考节选）回答与植物克隆和动物克隆有关的问题：
（1）利用植物愈伤组织获得再生植株主要有两条途径：一是由愈伤组织的细胞先分化产生芽和根后再形成一个完整植株的 途径，二是由愈伤组织细胞产生胚状体后再萌发形成完整植株的胚胎发生途径。另外也可不通过愈伤组织阶段而直接采用带腋芽的茎段培养成丛状苗，再诱导生根获得再生植株，其原因是腋芽中存在 。
（2）利用植物克隆培育新品种，一方面可利用带有目的基因的 侵染植株，或将目的基因通过 的方法导入植物细胞、组织或器官获得转基因植株，另一方面利用异源植株的 进行融合产生杂种植株，或利用异源植物在试管内进行 ，对其产生的胚进行培养产生杂种植株。
（3）下列属于植物克隆和动物克隆共有的培养方法是 。
A．悬浮培养、器官培养
B．贴壁培养、传代培养
C．器官培养、愈伤组织培养
D．原生质体培养、传代培养
解析 （1）外植体经脱分化后形成愈伤组织，由愈伤组织形成再生植株主要有两条途径：一是由愈伤组织的细胞再分化产生芽和根后再形成一个完整植株是植物组织培养的器官发生途径，二是由愈伤组织的细胞产生胚状体后再萌发成完整植株是植物组织培养的胚胎发生途径。不通过愈伤组织阶段而直接采用带腋芽的茎段培养成丛状苗，这说明腋芽中含有分生组织，而分生组织中含较高的细胞分裂素，细胞分裂素与生长素之比较高可促进芽的生长。
（2）将目的基因导入植物细胞，可以用含有目的基因的农杆菌直接侵染，或者用显微注射法导入；用异源植物可以利用植物体细胞杂交技术或者受精之后的胚胎进行培养，也可以获得杂种植株。
（3）贴壁生长是动物细胞培养时的特性；愈伤组织是指植物细胞在组织培养过程中形成的一种排列疏松而无规则的无定形状态、高度液泡化的薄壁细胞，动物细胞无愈伤组织培养；传代培养应用于动物细胞培养过程中。
答案 （1）器官发生 分生组织
（2）农杆菌 显微注射 原生质体 受精
（3）A
3．（2016·浙江10月选考节选）某小组欲进行烟草原生质体分离与培养的研究。请回答：
（1）原生质体的分离：在无菌条件下，取烟草无菌苗的叶片，放入含有0.5 mol/L甘露醇（维持较高渗透压）的 混合液处理，经过离心纯化后获得原生质体。
（2）原生质体的培养：将原生质体进行培养，重新长出细胞壁，形成胚性细胞。此时，应该 培养基中甘露醇浓度，以利于胚性细胞继续培养形成细胞团，然后经两条途径形成再生植株。途径一：细胞团经球形胚、 和胚状体，最后发育成植株。途径二：细胞团增殖为愈伤组织，然后在发芽培养基上诱导出芽，切割芽经过生根后形成完整植株。上述发芽培养基中含量相对较高的激素是 ，胚性细胞的主要特点是： 。（A.液泡小、细胞核小 B．液泡大，细胞核大 C．液泡大，细胞核小 D．液泡小、细胞核大）
（3）为了对烟草的某些性状进行改良，分离到两种烟草的原生质体后，通过 方法将他们的遗传物质组合在一起，经培养获得具有新性状的再生植株。提取再生植株的DNA，采用 扩增相关基因，来鉴定遗传物质是否成功重组。
解析 （1）原生质体取得，需要在较高渗透压的甘露醇溶液中，将植物细胞用纤维素酶和果胶酶处理，去除细胞壁，从而得到原生质体。（2）当原生质体再生出细胞壁后，应当降低培养基中甘露醇浓度，否则将会影响细胞的分裂和生长。胚性细胞继续培养形成细胞团。然后经球形胚、心形胚和胚状体，最后发育成植株。发芽培养基中含量相对较高的激素是细胞分裂素，而生长素含量较低。胚性细胞的主要特点是细胞质丰富、液泡小而细胞核大。（3）分离到两种烟草的原生质体后，可以通过原生质体融合的方法将他们的遗传物质组合在一起，经培养获得具有新性状的再生植株。在体外扩增相关基因的方法是采用PCR技术。
答案 （1）纤维素酶和果胶酶 （2）降低 心形胚 细胞分裂素 D （3）原生质体融合 PCR
本题组对应选修三P21～P37，克隆技术
1．植物组织培养的基本程序
配制半固体培养基→从消毒的植株上切取小组织块→培养获得愈伤组织→新植株的再生。
2．原生质体的获得方法
在0.5～0.6 mol/L的甘露醇溶液环境（较高渗透压）下，用纤维素酶和果胶酶混合液处理根尖、叶片、愈伤组织或悬浮培养细胞，除去细胞壁，获得球形的原生质体。
3．植物细胞工程的概念和操作过程
培养植物细胞（原生质体），借助基因工程的方法，将外源遗传物质（DNA）导入受体细胞（包括原生质体受体）中，或
通过细胞融合、显微注射等将不同来源的遗传物质重新组合，再通过对这些转基因细胞或重组细胞进行培养，获得具有特定性状的新植株。
4．影响植物克隆的因素
（1）培养的外界条件：如温度、光照、pH
（2）培养基：营养物质和激素配比
（3）不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间遗传物质的差异
（4）继代培养的次数
一、植物克隆
1．技术基础：植物组织培养。
2．理论基础
植物细胞的全能性——原因：植物体的每个生活细胞都具有完整的全套遗传物质。
3．植物细胞的全能性的实现条件
（1）离体
（2）适当的营养（包括水、无机盐、维生素、蔗糖、氨基酸等）
（3）适宜条件（无菌、温度、湿度、光照等）
（4）生长调节物质。
4．植物克隆的多种途径
胚胎发生途径是：⑤⑦⑧⑩④或⑤⑨⑩④
器官发生途径是： ①②③④或⑤⑥③④
5．植物克隆技术的应用
（1）实现工厂化的植物快速繁殖
（2）生产脱毒苗，恢复品种的性状
（3）生产重要的次生代谢产物，如药物、色素、香料、杀虫剂等
（4）育种（植物细胞工程）：转基因作物，突变体选择，单倍体育种
二、动物的克隆
1．动物细胞、组织培养
（1）动物克隆的技术基础是动物的细胞和组织培养。
（2）动物（成纤维）细胞培养的过程：
（3）动物细胞培养必需传代的原因：细胞培养到一定时期，细胞会因为密度过大造成接触抑制，或者因为代谢消耗引起营养枯竭，不能正常生长。
（4）原代培养和传代培养的含义
①原代培养：从机体取出后立即进行的细胞、组织培养的过程。
②传代培养：将原代培养细胞分成若干份，接种到若干份培养基中，使其继续生长、增殖。
2．细胞系和细胞株
（1）细胞系：是指可连续传代的细胞，可分为连续细胞系（恶性细胞系：具有异体致瘤性；“良性”细胞系：保留接触抑制现象，不致癌）和有限细胞系。
（2）细胞株：通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞。可分为连续细胞株和有限细胞株。
3．克隆培养法
（1）概念：把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。单抗细胞株等都是应用克隆培养法建立的。
（2）基本要求：必须肯定所建成的克隆来源于单个细胞。
（3）提高细胞克隆形成率的措施有：①选择适宜的培养基；②添加血清；③以滋养细胞支持生长；④激素刺激；⑤使用CO2培养箱；⑥调节pH。
4．动物的克隆繁殖
（1）动物难以克隆的根本原因是体细胞中基因选择性表达，细胞质中存在调节因子。
（2）动物体细胞核成功克隆的原因：去除了核基因表达的限制。“多莉”诞生说明：动物体细胞核仍能表现全能性；胚胎和个体发育中，细胞质具有调控作用。
（3）绵羊“多莉”克隆过程
（4）克隆羊获得成功的部分原因：重组卵细胞最初分裂时虽然复制了DNA，但基因的转录并未开始；同时，供体核DNA开始丢失来源于乳腺细胞的调节蛋白；在重组卵细胞开始第三次分裂时，原乳腺细胞的调节蛋白便全部被卵细胞质中的蛋白因子替换了，因此核DNA被重新编排，胚细胞开始表达自己的基因，进而调控胚在代孕母亲子宫中的进一步发育。因此，采用电脉冲细胞融合技术，选择分裂3次时的细胞进行移植，并在核移植前对乳腺细胞进行了营养限制性培养，有利于细胞核的一系列变化和细胞融合后基因表达的分子开关的启动。
5．单克隆抗体
（1）制备过程：
（2）单克隆抗体的特点：特异性强、灵敏度高。
角度1 围绕植物的克隆考查科学实践能力
1．下图是利用三倍体香蕉的茎尖培养脱毒香蕉植株的过程示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．①～③过程中发生了有丝分裂和减数分裂
B．①阶段需要生长素，③阶段仅需要细胞分裂素
C．①阶段细胞增殖能力强，细胞分化速度快
D．X阶段的细胞高度液泡化，排列疏松而无规则
解析 ①～③过程中只发生了有丝分裂，没有发生减数分裂；组织培养过程都需要细胞分裂素、生长素；①阶段为脱分化；X是经过①脱分化过程形成的愈伤组织，细胞高度液泡化，排列疏松而无规则。
答案 D
2．下图表示通过克隆技术获得烟草植株的过程，请回答：
（1）①过程往往选取烟草叶片的幼嫩部位需经过 处理，才能置于培养基中进行培养。
（2）②过程称为 ，③过程称为 。
（3）通过悬浮培养形成的单细胞可发育成 ，继而形成植物幼体；也可利用 水解细胞壁，获得 ，培养后也可形成植株。
（4）在培养过程中，若要诱导芽的产生，则配制植物激素时要 。
A．添加适量的生长素和适当减除其他某些激素
B．适当配比的生长素和细胞分裂素
C．添加适量的生长素和适当增加其他某些激素
D．适当增加细胞分裂素和生长素的量
（5）烟草细胞很容易再生出新植株，但在长期培养过程中，其器官形成能力下降，不可能的原因是 。
A．染色体畸变或细胞核变异 B．组织或细胞中的激素平衡被打破
C．产生了缺乏成胚性的细胞系 D．植物细胞全能性丧失
解析 （1）①表示获得外植体的过程，该过程需要对外植体进行消毒处理，才能进行植物组织培养。（2）②和③分别表示外植体脱分化为愈伤组织和愈伤组织再分化成胚状体的过程。（3）将愈伤组织置于液体培养基中进行悬浮培养获得单细胞，该单细胞可直接发育成胚状体，进而发育成幼体；还可经纤维素酶和果胶酶处理，去除其细胞壁，获得原生质体，通过对原生质体进行培养获得植株。（4）通过平衡植物激素（或植物生长调节剂）配比，能够诱导根或芽的分化，适当配比的生长素和细胞分裂素能够诱导芽的分化，添加适量的生长素和适当减除其他某些激素能够诱导根的分化。（5）在植株的长期组织培养过程中，培养物的器官形成能力下降的原因主要有：染色体畸变或细胞核变异或非整倍体产生，组织或细胞中的激素平衡被打破，细胞对外源生长物质的敏感性发生改变，产生了缺乏成胚性的细胞系等。
答案 （1）消毒 （2）脱分化 再分化 （3）幼胚（胚状体） 纤维素酶和果胶酶 原生质体 （4）B （5）D
脱分化和再分化的比较
比较内容
脱分化
再分化
过程
外植体→愈伤组织
愈伤组织→幼苗
形成体特点
排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞
有根、芽
需要条件
a.离体
b.适宜的营养
c.生长素/细胞分裂素的比例适中
a.离体
b.适宜的营养
c.生长素/细胞分裂素的比例高或低诱导生根或生芽
d.光照
角度2 围绕动物的克隆考查科学实践能力
3．下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是（ ）
A．在培养基中加入胰岛素可提高动物细胞克隆形成率
B．细胞克隆可以从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系
C．连续细胞系可认为是发生了转化的细胞系，大多数具有二倍体核型
D．无限细胞系比有限细胞系更容易克隆
解析 胰岛素可促进葡萄糖等物质转运进入组织细胞，A正确；细胞克隆即克隆培养法，是将单一细胞从细胞群体中分离出来单独培养形成纯系的技术，从普通细胞系中分离出单个突变细胞即可采用这种方法培养成细胞系，B正确；连续细胞系大多具有异倍体核型，C错误；无限细胞系增殖能力更强，更易克隆，D正确。
答案 C
4．（2018·浙江超能全能生联考）如图表示动物细胞克隆和制备单克隆抗体的相关过程，请回答相关问题：
（1）过程①常应用 方法导入重组诱导基因后得到干细胞；部分干细胞经过诱导可分化成全身的不同组织或器官，说明这些细胞具有 性。
（2）该过程利用了甲细胞具有的 能力，甲和乙细胞可经过生物诱导剂 的作用形成丙细胞。取一个丙细胞，放在含大量失去 的小鼠成纤维细胞的特定培养体系中培养，最后产生大量的细胞群，这种方法为 法。
（3）下列关于经③和④过程得到单克隆抗体的叙述，错误的是（ ）
A．该过程应用了细胞膜具有流动性的原理
B．丙细胞要具有分泌多种抗体的能力
C．该过程应用了动物细胞融合和动物细胞培养技术
D．丙细胞的形成先通过筛选得到杂交瘤细胞，再进行抗体检验
解析 （1）图中的过程①常应用显微注射法导入重组诱导基因后得到干细胞；部分干细胞经过诱导可分化成全身的不同组织或器官，说明这些细胞具有发育全能性。
（2）该过程利用了甲细胞具有的连续分裂能力，甲和乙细胞可经过生物诱导剂（灭活的仙台病毒）的作用形成丙细胞。取一个丙细胞，放在含大量失去增殖力的小鼠成纤维细胞的特定培养体系中培养，最后产生大量的细胞群，这种方法为克隆培养法。
（3）细胞融合的过程应用了细胞膜具有流动性的原理，A正确；丙细胞只能分泌单一的抗体，B错误；该过程应用了动物细胞融合和动物细胞培养技术，C正确；丙细胞的形成先通过筛选得到杂交瘤细胞，再进行抗体检验，D正确。
答案 （1）显微注射 发育全能 （2）连续增殖 （灭活的）仙台病毒 增殖力 克隆培养 （3）B
1．植物组织培养与动物细胞培养的异同
项目
植物组织培养
动物细胞培养
理论基础
植物细胞全能性
细胞增殖
培养基
类型
固体或半固体培养基
液体培养基
成分
水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂
葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等
取材
植物幼嫩部位或花药等
动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
过程
结果
新的组织或植株个体，可以体现全能性
新的细胞系或细胞株，不形成个体，不体现全能性
目的
①植株快速繁殖
②脱毒植株的培育
③人工种子
④生产药物、杀虫剂等
⑤转基因植物的培育
①蛋白质生物制品的生产②皮肤移植材料的培育
③检测有毒物质
④生理、病理、药理学研究
相同点
①两技术手段培养过程中细胞都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂②均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件
②均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件
2.列表法比较细胞系和细胞株
种类
来源
特点
细胞系
有限细胞系
由二倍体细胞传代培养建成
有接触抑制；不能连续培养
连续细胞系
由传代细胞连续培养建成
发生了转化，多数具有异倍体核型；有些具有异体致瘤性；有些具有不死性，但不致癌
细胞株
有限细胞株
通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞
传代次数有限
一般具有恒定染色体组型、同功酶类型、病毒敏感和生化特性等
连续细胞株
可连续多次传代
3．植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较
课后限时训练
（时间：30分钟 分数：100分）
1．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是（ ）
A．连续细胞系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 连续细胞系的细胞一般都培养了多代，具有了连续增殖能力，二倍体核型发生了改变，大多数细胞具有异倍体核型，A错误；细胞癌变是由相关基因突变引起的，如果癌细胞在一定条件下发生回复性的基因突变，则有可能恢复成正常细胞，B正确；细胞克隆的最基本的要求是，必须确定所建立的克隆来源于单个细胞，C错误；未经克隆化培养的细胞系具有异质性，而克隆化培养成的细胞株则具有相同的性状，D错误。
答案 B
2．下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程，据图分析错误的是（ ）
A．①过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理
B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变
C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能
D．④过程需用适宜配比的植物激素处理
解析 植物细胞壁主要是由纤维素和果胶组成的，常选用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体，A正确；紫外线照射诱变育种所依据的原理是基因突变或染色体畸变，这种变异是不定向的，B错误；③过程是脱分化，指已经分化的植物器官、组织或细胞，当受到创伤或进行离体（也受到创伤）培养时，已停止分裂的细胞，又重新恢复分裂，细胞改变原有的分化状态，失去原有结构和功能，成为具有未分化特性的细胞，C正确；④是再分化，需用适宜配比的植物激素诱导，D正确。
答案 B
3. （2018·嘉兴模拟）下列关于克隆技术的叙述中，正确的是（ ）
A．细胞克隆的主要用途之一是筛选出缺乏特殊基因的突变细胞系
B．在培养基中加入不同浓度的NaCl，不能筛选出抗盐突变体
C．植物经多次继代培养后不会丧失全能性的表达能力
D．有限细胞系比无限细胞系更容易克隆
解析 细胞克隆的主要用途之一是筛选出缺乏特殊基因的突变细胞系，A正确；在培养基中加入不同浓度的NaCl，可以筛选出抗盐突变体，B错误；有些植物（如小麦、水稻等）经多次继代培养后会丧失全能性的表达能力，C错误；无限细胞系比有限细胞系更容易克隆，因为无限细胞系对环境的适应能力和独立生存能力更强，D错误。
答案 A
4．下列实例中能体现植物细胞全能性的是（ ）
A．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株
B．风信子在愈伤组织的基础上直接发育出花器官
C．用生长素处理未经授粉的番茄雌蕊得到无籽果实
D．以四倍体西瓜和二倍体西瓜为亲本杂交得到三倍体西瓜植株
解析 全能性是指高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能，小麦花粉经过离体培养可发育成单倍体植株，体现了植物细胞的全能性，A正确；风信子在愈伤组织的基础上发育出花器官，但未形成完整植株，不能体现植物细胞的全能性，B错误；生长素处理未授粉的番茄雌蕊得到无籽果实，该过程没有应用到植物组织培养技术，且未发育成完整植株，不能体现植物细胞的全能性，C错误；四倍体西瓜和二倍体西瓜杂交得到三倍体西瓜植株属于多倍体育种，不能体现植物细胞的全能性，D错误。
答案 A
5．进行动物克隆繁殖的基本过程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
→→→
→
A．该过程的技术基础是核移植
B．克隆蛙需经过核移植、胚胎体外培养和胚胎移植获得
C．动物克隆繁殖属于无性生殖，甲细胞可以是体细胞而不能是胚胎干细胞
D．目前，高等哺乳动物胚胎移植成为胚胎工程中获得后代的最后一道工序
解析 动物克隆繁殖过程的技术基础是动物细胞培养，A错误；蛙是一种体外受精，体外发育的两栖类动物，克隆蛙不需要进行胚胎移植，B错误；核移植可以是体细胞核移植也可以是胚胎干细胞核移植，C错误；由于高等哺乳动物胚胎全体外培养技术尚未掌握，必须利用代孕母体完成胚胎发育，所以胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序，D正确。
答案 D
6．（2018·嘉兴期末）如图是制备抗体的两个途径的模式图，下列叙述正确的是（ ）
A．图中获得的抗体1和抗体2结构完全相同
B．抗体1和抗体2的制备过程均涉及细胞筛选
C．Y细胞的增殖过程需要提供适量的O2，不需要提供CO2
D．①和④过程的原理分别是细胞增殖和碱基互补配对原则
解析 抗体1和抗体2的氨基酸排列顺序相同，但空间结构不一定相同，抗体1由杂交瘤细胞产生，其形成经过内质网和高尔基体的加工，抗体2是在大肠杆菌中产生，其内没有内质网和高尔基体，A错误；②处需要通过选择培养基的筛选，得到既能无限增殖又能产生特异性抗体的Y细胞，重组DNA分子的构建和导入过程的成功率较低，所以也需要筛选，B正确；动物细胞培养需要气体环境，培养液中需要提供氧气和二氧化碳，所需的气体CO2的作用是维持培养液的pH，C错误；①过程表示动物细胞融合，其结构基础是细胞膜的流动性，D错误。
答案 B
7．（2018·3月稽阳联考）回答下列关于动物的克隆问题：
（1）基因型不同的细胞间的细胞融合称为 技术，人－鼠细胞融合通常会丢失 的染色体，因此可利用这个特点，进行人类基因的定位。
（2）科学家将 生成细胞和瘤细胞进行杂交，形成杂交瘤细胞，对一种克隆的杂交瘤细胞进行传代培养，形成分泌单抗的 ，就能长久地得到单一的单抗，单抗比一般抗血清优越得多的原因是 。
（3）科学家从一个流产的雌性猕猴的胚胎中，取两个体细胞的核，并分别进行核移植，发育成双胞胎克隆猴，该双胞胎克隆猴相当于是 （填“同卵”或“异卵”）双生。克隆动物的成功说明了在胚胎发育和个体发育中，细胞质具有调控 发育的作用。
解析 （1） 细胞融合是指两个或多个细胞融合成一个细胞的现象，其中基因型不同的细胞间的融合就是细胞杂交，由于细胞杂交染色体容易丢失，利用杂交细胞检测特定染色体丢失与特定基因产物减少的对应关系可以进行基因定位，例如，人－鼠杂交细胞通常丢失人的染色体，可以进行人类基因的定位。（2）科学家将抗体生成细胞和瘤细胞进行杂交，形成杂交瘤细胞，通过克隆培养获得单抗细胞株，能长久获得单一类型的抗体，单抗的特异性强、灵敏度高，比一般抗血清优越得多。（3）克隆猴的核供体来自于同一个胚胎，核遗传物质相同，故相当于同卵双生。克隆动物的成功说明了在胚胎发育和个体发育中，细胞质具有调控细胞核发育的作用。
答案 （1）细胞杂交 人 （2）抗体 细胞株 单抗识别抗原部位专一，而一般抗血清的抗体是一群识别不同抗原部位的抗体混合物（答一点即可） （3）同卵 细胞核
8．（2018·台州模拟节选）请回答杂交瘤技术和单克隆抗体制备的有关问题：
（1）杂交瘤技术制备单克隆抗体时，利用一定的物质，如生物诱导剂 作介导，使经免疫的小鼠脾细胞与骨髓瘤细胞融合，筛选出融合的细胞再进行细胞的 培养，获得纯系细胞，同时还要进行 检验，以保证获得的是所需的特定杂交瘤细胞。
（2）获得杂交瘤细胞后，在体外培养时需要特别加入的天然成分是 。
（3）有关杂交瘤细胞体外培养的叙述，正确的是 。
A．用固体培养基培养
B．用滋养层细胞支持生长
C．能进行传代培养
D．需要对细胞进行研磨破碎获得产物
（4）现在欲利用基因工程技术生产单克隆抗体，科研小组将与抗体形成有关的关键基因通过噬菌体导入受体细胞，该技术的核心步骤是 ，噬菌体是这些关键基因的 。
解析 （1）制备单克隆抗体时，经免疫的小鼠脾细胞与骨髓瘤细胞需要融合，电击振荡、PEG等方法可以促进融合，而生物诱导剂就是利用灭活的病毒介导。筛选得到的融合细胞需经过克隆培养，才能获得纯系细胞，同时还要进行抗体检验，以保证获得的是所需的特定杂交瘤细胞。（2）在体外培养细胞时需要特别加入的天然成分是血清。（3）杂交瘤细胞的体外培养过程是一个克隆培养过程，需要使用液体培养基，并添加动物血清和胰岛素，而且要用滋养细胞支持生长，培养过程需要不断传代才能保证细胞不断生长。抗体是杂交瘤细胞合成并分泌的，不需要对细胞进行研磨破碎获得产物。（4）基因工程核心步骤是形成重组DNA分子，噬菌体是这些关键基因的载体。
答案 （1）灭活的（仙台）病毒 克隆 抗体 （2）动物血清 （3）C
（4）形成重组DNA分子 载体
9．（2018·淳安中学高三检测）下图是烟草叶片原生质体分离和培养的流程图。请回答：
→→→→→
（1）酶解时，在纤维素酶和果胶酶的混合液中，还需添加 来提高混合液的渗透压，以便获得完整的原生质体。
（2）获得原生质体后，可用 法检测原生质体是否存活。然后将原生质体制成悬浮液，滴加在 上，用显微镜观察并计数。要判定原生质体是否已形成细胞壁，可用 法鉴别。
（3）欲通过原生质体培养得到愈伤组织，从培养基的成分（除琼脂外）考虑，配制培养基时需要注意的主要方面是_____________________________________
_________________________________________________________________。
解析 （1）为防止原生质体吸水胀破，可加入适宜浓度的甘露醇溶液来提高混合液的渗透压。（2）活细胞的质膜具有选择透性，红墨水非细胞生长所需物质，不会被吸收，而死细胞的质膜变为全透性，红墨水可进入使细胞染色；细胞显微计数的常用装置为血细胞计数板，形成细胞壁的细胞置于较高浓度的溶液中会发生质壁分离现象。（3）植物组织培养过程中需要适当配比的营养物质和植物生长调节剂诱导，才能顺利发生脱分化，形成愈伤组织。
答案 （1）甘露醇 （2）红墨水染色 血细胞计数板 质壁分离 （3）营养物质和植物生长调节剂的适当配比
10．（2017·绍兴检测）某研究小组欲应用植物细胞工程技术，将已知序列抗盐基因导入原生质体青蒿品种，使利用废弃的盐碱地规模化、基地化种植青蒿成为可能，培育过程如下图所示。
请回答：
（1）在抗盐品种培育时，可以用 方法得到目的基因，或者用 扩增目的基因，再用相同的限制性核酸内切酶和 ，使目的基因和载体DNA连接在一起，形成重组DNA分子。
（2）下列各项中，在制备叶片原生质体时，要用到的是 。
A．胰蛋白酶 B．植物生长调节剂
C．较高浓度的甘露醇 D．一定浓度的氯化钙
（3）重组DNA分子通过c导入原生质体，原生质体经培养再生出细胞壁，经 过程形成愈伤组织。愈伤组织通过i过程，在适当配比的 诱导下，再生出植株，也可以通过[f] 分散成单细胞。
（4）下列关于该植物细胞工程技术的叙述，错误的是 。
A．叶细胞具有遗传上的全能性，因而能通过组织培养形成完整植株
B．可在培养基中加入一定量的NaCl，筛选出抗盐细胞或植株
C．通过大量培养特定细胞系，可以实现对青蒿素的工业化生产
D．细胞对外源生长物质敏感性的改变，不会导致细胞全能性表达能力的降低
解析 （1）由题意可知，抗盐基因序列已知，因此可通过化学合成方法或用PCR扩增目的基因，然后利用相同的限制性核酸内切酶和DNA连接酶使目的基因和载体DNA连接在一起，形成重组DNA分子。（2）制备原生质体，一般在较高浓度的甘露醇中（防止原生质体吸水胀破），在纤维素酶和果胶酶的作用下，去除植物细胞壁，获得原生质体。（3）植物细胞经脱分化形成愈伤组织，i过程为再分化，脱分化和再分化都需要在适当配比的激素（或植物生长调节剂）诱导下才能实现。愈伤组组织可以再分化直接发育成植株，也可在液体培养基中，经液体悬浮培养分散成单细胞。（4）植物细胞理论上都具有全能性，都可以进行植物组织培养获得植株；在植物克隆过程中，通过在培养基中加入一定浓度的NaCl，可以筛选出抗盐细胞或植株；通过大量培养特定细胞系，可以获得细胞的次生代谢产物，如紫草素、青蒿素等；细胞对外源生长物质敏感性改变，会使培养物的胚胎发生和器官形成能力下降，即全能性的表达能力降低。
答案 （1）化学合成 PCR DNA连接酶 （2）C
（3）脱分化 激素（或植物生长调节剂） 液体悬浮培养
（4）D
11．人的血清白蛋白在临床上需求量很大，通常从人血中提取。由于艾滋病病毒（HIV）等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。如果将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁来生产血清白蛋白就成为可能。大致过程如下：
a．将人的血清白蛋白基因导入雌性奶牛胚胎细胞，形成重组细胞①；
b．取出重组细胞①的细胞核，注入牛去核卵细胞中形成重组细胞②；
c．电脉冲刺激重组细胞②，促使其形成早期胚胎；
d．将胚胎移植到母牛的子宫中，最终发育成转基因小牛。
请回答下列问题：
（1）重组细胞①的获得是利用了 技术，它实现了奶牛胚胎细胞中的DNA与 的重组。
（2）重组细胞②的获得是利用了克隆技术中的 技术，使重组细胞①的细胞核与牛的 融合。
（3）由图可知，动物克隆技术的基础是 。
A．动物细胞融合
B．动物细胞的全能性
C．动物细胞和组织培养
D．核移植
（4）利用转基因牛乳汁提取药物工艺简单，甚至可直接饮用治病。如果将药物蛋白基因移到动物（如牛）的膀胱上皮细胞中，利用转基因牛的尿液生产提取药物比乳汁提取药物的更大优越性是：___________________________________、
_________________________________________________________。
（5）重组细胞②培养成早期胚胎利用了动物细胞培养技术。下列与动物细胞培养技术无密切关系的是 。
A．细胞全能性的揭示
B．噬菌体的研究
C．细胞周期调节控制机理的分析
D．对癌变机理和衰老原因的研究
解析 （1）基因工程可将目的基因——人的血清白蛋白基因与受体细胞牛胚胎细胞的DNA进行重组。（2）克隆技术中的细胞核移植技术可将去核的牛卵细胞与含有目的基因的供体细胞核融合构建重组细胞②。（4）建立膀胱生物反应器的好处是可以不分动物的性别及不同生长发育期，均可产生所需药物。（5）噬菌体是细菌病毒，无细胞结构，A、C、D项所述的内容都与细胞培养技术密不可分。
答案 （1）基因工程 人的血清白蛋白基因 （2）核移植 去核卵细胞
（3）C （4）处于不同发育时期的动物都可生产 雌性和雄性动物都可生产
（5）B
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