2023版高考生物一轮总复习第2章细胞工程课件

这是一份2023版高考生物一轮总复习第2章细胞工程课件，共60页。PPT课件主要包含了考情分析，思维网络，植物细胞的全能性，适宜的培养，不同来源，杂种细胞，新植物体，的技术，流动性，全能性等内容，欢迎下载使用。
考点一 植物细胞工程的基本技术1.细胞工程的概念
(1)物质基础：生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全套基因。
(2)高度分化的细胞全能性表达的条件。①离体状态。
②营养物质：有机营养、无机营养。③植物激素：生长素、细胞分裂素。
(1)植物细胞具有全能性的原因。
一般生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传信息，即都有发育成完整个体所必需的全部遗传信息。
(2)不同细胞的全能性比较。
①体细胞全能性：分化程度低的>分化程度高的；细胞
分裂能力强的>细胞分裂能力弱的。
②不同细胞的全能性：受精卵>生殖细胞>体细胞。③不同生物的细胞全能性：植物细胞>动物细胞。④全能性与细胞分化的关系：一般情况下，随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。
3.植物组织培养技术(1)原理：细胞的全能性即细胞经分裂、分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。(2)概念：将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予_____________条件，诱导
其形成完整植株的技术。
(3)条件：①离体的植物细胞、组织、器官(统称外植体)；②无菌和人工培养；③培养在人工制备的培养基上；④给予适宜的培养条件。
(4)过程(如菊花的组织培养)。
(5)植物激素在植物组织培养中的作用。
(1)由愈伤组织进行细胞分化时，一般要先诱导其生芽，然后诱导其生根，可通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现。
(2)光照：在愈伤组织诱导阶段，对有些植物来说，避光培养有利于细胞脱分化形成愈伤组织。当愈伤组织再分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。
(3)体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选
(4)细胞的全能性指的是细胞的一种潜在能力，这种潜在能力只有在特定的环境中才能表现出来，而不是指细胞在任何条件下都能发育成完整的生物体。
(5)植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，少数为葡萄糖和果糖，原因是蔗糖既可提供充足的碳源，又可维持相对适中的渗透压，而葡萄糖和果糖在与蔗糖提供相同数量碳源的前提下，其造成的渗透压可能过高。
(6)植物组织培养的过程中脱分化与再分化的比较。
4.植物体细胞杂交(无性生殖)技术(1)概念：将___________的植物体细胞，在一定条件下融合成__________，并把杂种细胞培育成___________
(2)原理：体细胞杂交利用了细胞膜的__________，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的________。
(4)优点和局限性。①优点：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植
②局限性：目前有许多理论和技术问题未解决，还不能让杂种植株按照人们的需求表现出双亲的杂合性状。(5)植物细胞融合完成的标志：新__________的形成。
5.植物细胞工程的应用(1)植物繁殖的新途径。
(2)作物新品种的培育。
优点：a.明显缩短育种年限；b.可获得纯合子，后代
不发生性状分离，能稳定遗传。
②突变体的利用。a.过程：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断_________，因此容易受到_________和_________(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。然后筛选出对人们有用的突变体。b.原理：___________。
(3)细胞产物的工厂化生产。
①定义：利用______________来获得目标产物的过程
就是细胞产物的工厂化生产。
②植物细胞培养：在_______条件下对______植物细胞或_________进行培养使其增殖的技术。③初生代谢与次生代谢。a.初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。
b.次生代谢不是生物生长所必需的，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才进行。ⅰ.本质：小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化
ⅱ.作用：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。
考点二 动物细胞工程——动物细胞培养1.动物细胞培养：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
____________的技术。
2.原理：____________。
(1)营养：使用液体培养基，培养基中含有细胞所需要的各种营养物质，通常需要加入_______等一些天然成分。(2)无菌、无毒的环境。①需要对培养液和所有培养用具进行_______处理以
及在_________环境下进行操作。
②培养液还需要___________，以便清除代谢物，防止________________对细胞自身造成危害。
(3)温度、pH 和渗透压。
(36.5±0.5) ℃
①哺乳动物细胞培养的温度多以_____________为宜。②多数动物细胞生存的适宜 pH 为___________。③渗透压也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重
(4)气体环境：动物细胞培养所需气体主要有_______________。O2 是_____________所必需的，CO2 的主要作
用是___________________。
(1)区分原代培养和传代培养的关键是看用胰蛋白酶
处理的对象和是否分瓶。
①分瓶前，第一次用胰蛋白酶对动物组织进行处理后
②第二次用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁上脱离下来，
分瓶后的细胞培养为传代培养。
(2)细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。
5.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、再生和修复等密切相关。
(2)来源：早期胚胎、骨髓和脐带血等。(3)类型：胚胎干细胞、成体干细胞。
①在医学上有广泛应用的原因：有自我更新能力及分化潜能，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。②实例：将正常的造血干细胞移植到病人体内，恢复病人的造血和免疫功能；神经干细胞在治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病方面有重要的应用价值。
(5)诱导多能干细胞(简称 iPS 细胞)。
动物细胞工程——动物细胞融合与单克隆抗
体的制备及动物细胞核移植1.动物细胞融合技术(1)概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的
(2)动物细胞的融合方法：__________法、________法、灭活病毒诱导法(特有)等。(3)原理：细胞膜具有________________。
(4)结果：形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单
核细胞，称为杂交细胞。
(5)意义：突破了__________的局限，使远缘杂交成为可能。成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段，为制造单克隆抗体开辟了新途径。
2.单克隆抗体及其应用
(1)单克隆抗体制备的思路：把一种 B 淋巴细胞与能在体外大量增殖的____________融合，所得到的融合细胞就可能大量增殖，产生足够数量的特定抗体。(2)制备过程。
①用特定抗原对小鼠进行免疫的原因：B 淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的 B 淋巴细胞，才能产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的 B 淋巴细胞实际上是浆细胞。②获取小鼠经免疫的 B 淋巴细胞的部位：脾。
③诱导融合的方法：动物细胞融合特有的诱导方法为用灭活的病毒处理，其他物理、化学诱导融合的方法与植物体细胞杂交过程中诱导原生质体融合的方法基本相同。
④杂交细胞：在诱导因素的作用下进行细胞的诱导融合，形成的杂交细胞有多种，若仅考虑两两融合的情况，形成的杂交细胞有三种，AA 型、BB 型、AB 型。只有 AB型才是我们所需要的杂交细胞，所以需要用选择培养基进
既能大量增殖，又能产生某
⑤杂交瘤细胞的特点：__________________________________________。⑥单克隆抗体的特点：能准确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。
⑦制备单克隆抗体过程中两次筛选的方法及目的。
⑧杂交瘤细胞的抗体检测和克隆化培养。
融合后的细胞经选择培养基培养后，能存活的细胞就是杂交瘤细胞。但这些杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞，通常用“有限稀释法”来选择。将杂交瘤细胞稀释，用 96 孔板培养，使每孔细胞不超过一个，通过培养让其增殖。然后检测各孔上清液中细胞分泌的抗体(常用酶联免疫吸附试验法)，那些上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔。阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞，挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释，一般需进行 3～4次，直至确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞。该过程即为杂交瘤细胞的克隆化培养。
3.应用(1)作为诊断试剂。(2)运载药物。(3)治疗疾病。4.动物体细胞核移植技术和克隆动物(1)动物细胞核移植技术：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
________，继而发育成动物个体的技术。
(2)原理：细胞核的全能性，即动物细胞核中具有该种
(3)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。
(4)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)在畜牧生产中，加速家畜遗传改良进程，促进优良
(2)在医药卫生领域。
①可作为生物反应器，生产医用蛋白。②可用于异种移植。
③可用于细胞、组织、器官的移植。
(3)可用于科学研究：了解胚胎发育及衰老过程；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。
6.存在问题：__________、克隆动物存在健康问题等。
考点四 胚胎工程1.胚胎工程的概念(1)操作对象：动物_______________________________。(2)技术手段：体外受精、胚胎移植和_______________
(3)特点：经过处理后获得的胚胎，还需移植到_______动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。
生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞
2.胚胎工程的理论基础
①场所：雌性动物的________内。②受精前的准备阶段。a.准备阶段 1——精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在__________________发生相应的生
理变化后，才能获得受精能力。
b.准备阶段 2——卵子的准备：动物排出的卵子成熟度不同，有的可能是_____________，如马、犬等；有的可能是_____________，如猪、羊等。卵子要在输卵管内进一步成熟，到_________时，才具备与精子受精的能力。
3.早期胚胎发育的过程
4.体外受精的具体步骤
(1)卵母细胞的采集和培养：采集的卵母细胞需培养到
MⅡ期，成熟后才能与精子完成受精。
(2)精子的采集和获能处理：采集的精子必须在专门的
获能液中处理才能受精。
(3)受精：获能的精子和成熟的卵子可以在获能液或专用的受精溶液中完成受精；受精后形成的受精卵需经早期发育培养，才能完成植入或着床。
(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_____________________的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
(2)实质：_____________________________________
①充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。②大大促进我国畜牧业的发展。
③推动胚胎工程其他技术的研究和应用。
早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置
6.胚胎分割(无性繁殖或克隆的方法之一)(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 等份等，经移植获得同卵双胎或多
(2)胚胎分割的基础。①理论基础：细胞的全能性。②物质基础：每个细胞的细胞核内都具有______的遗传物质。(3)主要仪器设备：____________和显微操作仪。(4)选择胚胎的时期：应选择发育良好、形态正常的________________。
【基础测评】1.易错诊断(1)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的。
)(2)相比植物体细胞杂交，动物细胞融合特有的诱导方
式是用灭活的病毒处理。(
(3)杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得能产生单克
(4)杂交瘤细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生
(5)胚胎移植技术中对供体和受体母畜都要进行相同
答案：(1)×　(2)√ 　(3)×　 (4)√　 (5)×
2.菊花的组织培养需要严格的无菌操作以避免杂菌污
染，下列操作中哪项不是为了达到此目的的是(
A.接种时应注意菊花茎段方向，不应倒插B.将培养基进行高压蒸汽灭菌C.菊花茎段用软刷轻轻刷洗，刷洗后在流水下冲洗 20分钟左右D.接种前用体积分数为 70%的酒精将工作台擦拭一遍答案：A
3.以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是 AA
和 BB。据图分析正确的是(
A.图中①过程通常用纤维素酶和果胶酶处理，目的是
B.过程②常使用灭活的病毒作为诱导剂
C.经过②和③过程形成的 c 细胞的染色体组不一定为
D.该技术流程的目的是获得杂种细胞，优点是打破生
殖隔离，实现远缘杂交育种
4.2019 年 1 月 24 日，我国科学家宣布世界首批疾病克隆猴——5 只生物节律紊乱体细胞克隆猴在中国诞生，开启了克隆猴模型应用于生命科学研究的“春天”。科学家采集了一只一岁半的、睡眠紊乱最明显的 BMAL1(生物节律基因)敲除猴 A6 的体细胞，通过体细胞核移植技术，获得了 5 只克隆猴，这是国际上首次成功构建一批遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型。下列相关叙述不正确的是
A.体细胞核移植依据的原理是动物细胞核的全能性B.5 只克隆猕猴细胞核基因型与核供体细胞不完全
C.供体核进入卵母细胞形成的重构胚需激活才可继续
D.该研究可弥补实验猕猴繁殖周期长、单胎数量少的
5.下列关于高等动物受精作用的叙述，错误的是(
A.在卵细胞膜和透明带之间出现两个极体表明卵子已经受精B.在精子和卵子结合的过程中，卵子完成减数分裂ⅡC.精子细胞膜与卵子细胞膜的融合体现了细胞膜的结构特点D.精子与卵子相遇后，释放出多种酶，防止多精入卵答案：D
考向 1 植物组织培养与植物体细胞杂交过程
[典例 1](2020 年天津卷节选)某植物有 A、B 两品种。科研人员在设计品种 A 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。
(1)Ⅰ阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体，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，细胞分裂素最高浓度应设为________μml/L。
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)。
答案：(1)细胞分化程度低，容易诱导产生愈伤组织(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ　(3)m1＋1.0
1.(2021 年山东济南调研)科学家用植物体细胞杂交技术，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株，培育过程如下图所示，其中①～⑤表示过程，a～f 表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题。
(1)在植物体细胞杂交技术中，过程①常用__________
________酶处理植物细胞以除去细胞壁。
(2)过程②表示________________，依据的生物学原理
是_______________________。
(3)与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器是
(4)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是__________________，其中过程④表示_____________过程，过程⑤涉及的细胞分裂方式为__________________。
(5)若番茄细胞内含 m 条染色体，马铃薯细胞内含 n 条染色体，则“番茄—马铃薯”杂种植株的体细胞内含_____条染色体；若由杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株为几倍体？___________。
(6)如果形成 c 的原生质体 a、b 来源于同一株番茄，那么更常用且有效地得到番茄植株 f 的处理方法是________
__________________________________________________
_________________________________________________。
解析：(1)由图可知，过程①为用纤维素酶和果胶酶处理两种植物细胞以除去细胞壁，得到原生质体。(2)过程②表示诱导原生质体融合，依据的生物学原理是细胞膜具有一定的流动性。(3)过程③是杂种细胞再生出细胞壁，在此过程中高尔基体起重要作用。(4)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是植物细胞的全能性，图中过程④表示脱分化，过程⑤表示再分化，在过程⑤中细胞进行有丝分裂。(5)植物体细胞杂交得到的杂种细胞中染色体
数目是番茄细胞和马铃薯细胞中染色体数目之和；若培育成的杂种植株是四倍体，则该杂种植株的花粉经离体培养得到的植株是单倍体，因为其是由配子(如花粉)发育而来的。(6)利用同一株植物的体细胞融合得到的植株是同源多倍体，获得同源多倍体更常用且有效的方法是利用适宜浓度的秋水仙素处理萌发的植物种子或幼苗。
答案：(1)纤维素酶和果胶
(2)诱导原生质体融合　细胞膜具有一定的流动性(3)高尔基体
(4)植物细胞的全能性　脱分化　有丝分裂(5)m＋n　单倍体
(6)用适宜浓度的秋水仙素处理萌发的番茄种子或
考向 2 动物细胞培养和干细胞的培养及应用[典例 2](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
解析：培养动物细胞时，细胞培养液中通常需要加入血清，A 正确。对于已经贴壁生长的动物细胞，可用胰蛋白酶处理，使肝癌细胞脱落下来并进行计数，B 正确。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，故对照组中应加入等体积的二甲基亚砜(溶剂)，C错误。分析实验结果可知，添加药物 X 的实验组肝癌细胞数目最少，可以初步判断药物 X 的抗癌效果较好，D 正确。
2.根据以下资料回答问题。
资料：美国科学家已经在实验室中成功培育出膀胱，并顺利移植到 7 名患者体内。该培育过程：从患者的膀胱上取下普通邮票一半大小的活细胞样本，膀胱从外到内由三层构成，即肌肉、胶原质和膀胱上皮。将活细胞样本中胶原质剥下，将肌肉细胞和膀胱上皮细胞分别置于不同的培养皿中培养，约一周后将这些细胞放在一些海绵形状的
可生物降解的由胶原质制成的“支架”上继续培养，再过7 周左右，原先的数万个细胞已经繁殖到 15 亿个左右，布满“支架”，膀胱上皮在内，肌肉在外。医生将“新膀胱”移植到患者膀胱的上面。这样新器官会继续生长并与老器官“重组”取代老器官中丧失功能的部分。培育过程如下图所示：
(1)a 过程属于细胞工程中的______________，其培养基与植物组织培养的培养基含有的营养成分的主要不同点是前者含有________。
(2)b 过程由数万个细胞繁殖到 15 亿个细胞是________的结果，上述过程中不但需要无菌、无毒的环境，适宜的营养，还需要适宜的________________、________环境。(3) 新器官与老器官的“重组”______( 填“是”或“不是”)基因重组，因为新器官与老器官的_______相同。
(4)“新膀胱”移植后，_______(填“会”或“不会”)成为抗原，因为新老器官具有________蛋白质等物质。(5)除上述方法外，还可将患者的体细胞核移入去核的________中，这是利用体细胞________技术，形成相应组织、器官。
解析：(1)图中a 过程为动物细胞培养过程，动物细胞培养基成分与植物组织培养的培养基含有的营养成分的主要不同点是前者含动物血清。(2)动物细胞培养时，不但需要无菌、无毒的环境及适宜的营养，还需要适宜的温度、pH 及气体环境。(3)由于新器官与老器官的遗传物质相同，新器官与老器官的“重组”不是基因重组。(4)因为新老器官细胞具有相同的表面抗原等物质，“新膀胱”移植后不会成为抗原。(5)利用体细胞核移植技术将患者的体细胞核移入去核的卵母细胞中，重组细胞经培养也可形成相应组织、器官。
答案：(1)动物细胞培养　动物血清
(2)有丝分裂(细胞分裂)　温度和 pH　气体(3)不是　遗传物质(4)不会　相同的
(5)卵母细胞　核移植
考向 3 动物核移植技术和克隆动物
[典例 3](2021 年湖南高考)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，流程如图所示。回答下列问题。
(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________。从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为________(答出两点即可)，功能上具有________。
(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________。
解析：(1)基因工程中切割 DNA 的工具酶是限制性内切核酸酶(限制酶)，故在构建含有片段 F 的重组质粒过程中，切割质粒 DNA 的工具酶是限制性内切核酸酶(限制酶)。限制性内切核酸酶是作用于其所识别序列中两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。不同的限制酶可以获得不同的末端，主要分为黏性末端和平末端。(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。(3)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，故与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。(4)先给小鼠注射特定抗
原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B 淋巴细胞；诱导 B 细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，制备 M 蛋白的单克隆抗体；若要利用此抗体确定克隆动物 A 中 M 基因是否失活，如果 M基因已经失活，则克隆动物 A 中无法产生 M 蛋白的单克隆抗体，则可利用抗原—抗体杂交技术进行检测。故实验思路：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。
答案：(1)限制性内切核酸酶(限制酶) 磷酸二酯键(2)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(3)动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容
易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难
胞体积小，细胞核大，核仁明显(任选两点作答)
全能性(4)B 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
3.(2019 年湖南长郡中学第二次月考)如图表示培育转基因克隆羊和胚胎工程的部分操作流程，其中字母代表有关结构或个体，数字代表过程、方法。请据图回答下列问题。
(1)图中过程①～⑦所涉及的生物技术有___________
_________________(写两种即可)。
(2)通过①、⑤过程获取分散的细胞时，用到的酶是
__________，培养的细胞在充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为________________。
(3)动物细胞培养过程中应将细胞置于 5% CO2 的气体环境中，CO2 的作用是__________________。此培养过程中为防止杂菌感染，需要添加一定量的__________。
(4)早期胚胎可通过____________(写明数字及名称)技术移入代孕母体子宫内继续发育，该技术在生产实践中的意义在于______________________________。
(5)通常用去核的卵母细胞作为受体细胞，此时的卵母细胞应该培养到________________(细胞分裂方式及时期)，f 细胞在形态上的特点是______________________。
解析：(1)图中①是动物细胞培养，②是用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理，③④是将目的细胞注入去核卵母细胞形成重组细胞的过程，⑤是早期胚胎培养，⑥是胚胎移植，⑦是从早期胚胎中获取胚胎干细胞。全过程所涉及的生物技术有动物细胞培养、细胞核移植、胚胎移植、早期胚胎培养等。(2)通过①、⑤过程获取分散的细胞时，用到的酶是胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)；培养的细胞在充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为接触抑制。(3)图中动物细胞培
养过程中应将细胞置于 5%CO2 的气体环境中，CO2 的作用是维持培养液的 pH，培养过程中为防止杂菌感染，需要添加一定量的抗生素。(4)早期胚胎可通过⑥胚胎移植技术移入代孕母体子宫内继续发育，该技术可以提高优良母畜的繁殖率。(5)通常用去核卵母细胞作为受体细胞，此时的卵母细胞应该培养到减数分裂Ⅱ中期，f 胚胎干细胞在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显。
答案：(1)动物细胞培养、早期胚胎培养(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 接触抑制(3)维持培养液的 pH 抗生素
(4)⑥胚胎移植　提高优良母畜的繁殖率
(5)减数分裂Ⅱ的中期　体积小、细胞核大、核仁明显
考向 4 动物细胞融合与单克隆抗体的制备[典例 4](2021 年山东高考)一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白 p72 注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗 p72 的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接
分离出多抗。下列说法正确的是(
A.注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多
B.单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细
C.利用该小鼠只能制备出一种抗 p72 的单抗
D.p72 部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有
解析：单抗的制作需要筛选，而多抗不需要筛选，抗原纯度越高，产生的多抗纯度越高，因此原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响小，A 错误。单抗制备过程中通常将分离出的 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，B 错误。非洲猪瘟病毒衣壳蛋白 p72 上有多种抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，所以向小鼠体内注入 p72 后，可以刺激小鼠产生多种抗 p72 的单抗，C 错误。p72 部分结构改变只改变了部分抗原决定簇，因此由这部分抗原决定簇产生的抗体失效，但由于还存在由其他抗原决定簇刺激机体产生的抗体，所以多抗仍有效，D 正确。
4.(2020 年全国卷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。
(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)。
解析：(1)实验前给小鼠甲注射病毒 A，是为了诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A 抗体的B 淋巴细胞。(2)取小鼠的脾脏，剪碎组织，用胰蛋白酶处理获得单个细胞，加入培养液可以制成单细胞悬液。(3)图中筛选 1 需要用到选择培养基，只有杂交瘤细胞可以存活。筛选 2 是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞，该过程要用到抗原抗体杂交，故筛选所依据的原理是抗原与抗体反应具有特异性。(4)获得能产生抗病毒 A 的单克隆抗体的杂交瘤细胞后，可以在体外培养液中进行培养，或在小鼠的腹腔中进行培养，使杂交瘤细胞大量增殖。
答案：(1)诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒 A 抗体的 B淋巴细胞(2)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
抗体的反应具有特异性(4)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
考向 5 胚胎工程技术及其应用[典例 5](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
解析：为获得更多卵子，需要用促性腺激素对雌性个体进行超数排卵处理，A 正确。刚排出的精子不能与卵子受精，必须进行获能处理后才具备受精能力，B 正确。胚胎移植前要检查胚胎质量，牛、羊等一般要培养到桑椹胚或囊胚阶段才进行移植，小鼠等可在更早的阶段移植，C错误。可通过转基因等技术获得遗传改造的小鼠胚胎干细胞，D 正确。
5.如图表示利用胚胎干细胞(ES 细胞)所作的一系列研
究，请据图分析回答下列问题。
(1)图中的胚胎干细胞(ES 细胞)可以从____________
或____________中分离获取。
(2)过程Ⅰ将胚胎干细胞置于经γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞构成的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，饲养层能提供胚胎干细胞增殖所需的_______________，加入抗生素是为了_____________________。该过程对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。
(3)过程Ⅱ是将带有遗传标记的 ES 细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有________________的特点。在哺乳动物早期胚胎发育过程中，囊胚的后一个阶段是________。
(4)过程Ⅲ是培育转基因小鼠，将获得的目的基因导入胚胎干细胞之前需构建基因表达载体，目的是_______________________________________________。将构建好的表达载体导入胚胎干细胞最常用的方法是____________。(5)该研究中，包含的生物技术有__________________
______________________(至少写出两种)。
解析：(1)图中的胚胎干细胞(ES 细胞)可以从早期胚胎和原始性腺中分离获取，在功能上具有发育的全能性。(2)过程 I 将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染。(3)ES细胞能培养成小鼠个体，说明胚胎干细胞具有发育的全能性。哺乳动物胚胎发育过程：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊
胚→原肠胚→个体，可见，囊胚将进一步发育成原肠胚。(4)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以传给下一代，同时，使目的基因能够正常表达和发挥作用。将构建好的表达载体导入动物细胞常用显微注射法。(5)图示过程中，包含的生物技术有动物细胞培养、转基因、早期胚胎培养、胚胎移植等。