新教材2024高考生物二轮专题复习专题七生物技术与工程第2讲细胞工程课件

这是一份新教材2024高考生物二轮专题复习专题七生物技术与工程第2讲细胞工程课件，共60页。PPT课件主要包含了基础自查·明晰考位，考点梳理·整合突破，模拟预测·题组集训，考题拓展·素养落地，全能性，膜的流动性和，植物细胞全能性，愈伤组织，杂种细胞，2干细胞等内容，欢迎下载使用。
聚焦新课标：4.1植物细胞工程包括植物组织培养和植物体细胞杂交等技术；4.2动物细胞工程包括动物细胞培养、动物体细胞核移植、动物细胞融合和干细胞的应用等技术；4.3胚胎工程是对生殖细胞、受精卵或早期胚胎进行多种显微操作和处理以获得目标个体。
纵引横连——建网络提醒：特设长句作答题，训练文字表达能力
①植物细胞的全能性　②脱分化和再分化　③细胞膜的流动性　④诱导融合　⑤作物脱毒　⑥突变体利用　⑦温度、pH和渗透压　⑧贴壁生长　⑨早期胚胎、骨髓和脐带血等　⑩胚胎干细胞和成体干细胞　⑪细胞膜的流动性　⑫生物法　⑬既能产生单一抗体　⑭治疗疾病　⑮动物细胞核的全能性 ⑯重构胚　⑰获能　⑱MⅡ期　⑲桑葚胚　⑳动物繁殖能力 ㉑胚胎收集、检查、保存　㉒桑葚胚或囊胚
边角扫描——全面清提醒：判断正误并找到课本原话1．植物组织培养必须将外植体培养在天然培养基上诱导产生完整个体。(选择性必修3 P35正文)(　　)2．实验中使用的培养基和所有的器械都要消毒。(选择性必修3 P36“注意”)(　　)3．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。(选择性必修3 P37正文)(　　)4．以茎尖为材料通过组织培养获得的脱毒苗具有抗病毒的特点。(选择性必修3 P40正文)(　　)5．单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。(选择性必修3 P40～41正文)(　　)
6．细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件，提高了单个细胞中次生代谢物的含量。(选择性必修3 P42“概念检测”)(　　)7．动物细胞培养时，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。(选择性必修3 P44正文)(　　)8．进行传代培养的动物细胞可直接用离心法收集。(选择性必修3 P45正文)(　　)9．造血干细胞主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。(选择性必修3 P46正文)(　　)10．动物体细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞。(选择性必修3 P48正文)(　　)
11．单克隆抗体制备过程中的两次筛选目的相同。(选择性必修3 P48～49图示信息和正文)(　　)12．减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)卵母细胞中的“核”其实是纺锤体—染色体复合物。文中所说的“去核”是去除该复合物。(选择性必修3 P52“相关信息”)(　　)13．体细胞核移植流程中重构胚的形成与激活操作方法没有区别。(选择性必修3 P53图2－18)(　　)14．胚胎工程的操作对象只能是早期胚胎。(选择性必修3 P56正文)(　　)15．常见的精子获能液成分有肝素、Ca2＋载体等。(选择性必修3 P56“相关信息”)(　　)
16．透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精子入卵的两道屏障。(选择性必修3 P57正文)(　　)17．卵裂阶段细胞中有机物、DNA的含量增多，细胞体积增大。(选择性必修3 P58正文)(　　)18．采集的卵母细胞需在体外培养使其分裂为卵细胞才能与获能的精子受精。(选择性必修3 P60图2－22)(　　)19．胚胎移植的供体和受体必须是同一种群。(选择性必修3 P61正文)(　　)20．通过体外受精后获得的早期胚胎需要立即移入母体子宫进行妊娠，以保证成活率。(选择性必修3 P61正文和图2－23)(　　)
整合考点21　细胞工程和胚胎工程任务驱动任务1　理清植物细胞工程两大技术
任务2　比较并把握细胞工程的几个流程图1．植物组织培养的过程——原理：植物细胞的全能性
(1)植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供________和调节渗透压。(2)脱分化阶段________光，再分化阶段_______光。(3)生长素与细胞分裂素的比值____时，促进根的分化、抑制芽的形成；比值____时，促进芽的分化、抑制根的形成。(4)体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有________。
2．植物体细胞杂交技术——原理：植物细胞的全能性、______________
3．针对二类目标(试管苗、细胞产物)的培养流程
4．动物细胞培养(以贴壁细胞为例)——原理：_________(1)动物细胞培养过程①动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同。第一次处理剪碎的组织，使其______________；第二次使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来。②保障无菌、无毒的措施：对培养液和培养用具进行________处理及在无菌条件下进行操作，定期更换培养液。③区分原代培养和传代培养的关键是是否________培养。
5．单克隆抗体的制备——原理：细胞膜的流动性、________________
(1)三种细胞特点不同：①B淋巴细胞：能分泌抗体，不能　　　　　　。②骨髓瘤细胞：能大量增殖，不能　　　　　　。③杂交瘤细胞：既能分泌抗体，又能大量增殖。(2)两次筛选目的不同：①第一次：获得　　　　细胞。②第二次：获得能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞。
6．动物体细胞核移植技术——原理：__________________
(1)核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状可能不同的三个原因：①克隆动物遗传物质来自　　　　亲本。②发育过程中可能发生基因突变或　　　　　　。③外界环境可能引起不遗传的变异。(2)克隆动物的产生是　　　　繁殖，而试管动物则是在体外受精形成受精卵，由受精卵发育成的个体，因此属于　　　　繁殖。
7．胚胎工程的操作流程
(1)胚胎移植过程中两次使用激素，第一次常用　　　　对受、供体进行同期发情处理；第二次用　　　　　对供体做超数排卵处理。(2)胚胎移植过程中的两次检查：第一次对　　　　　进行检查；第二次对受体母畜　　　　进行检查。(3)胚胎移植的实质与优势①实质：早期胚胎在　　　　　　条件下空间位置的转移。②优势：充分发挥雌性优良个体的　　　　。
8．胚胎干细胞的培养流程
任务3　澄清容易混淆的三种细胞——杂种细胞、重组细胞和杂交细胞1．杂种细胞：植物体细胞杂交过程中，两种细胞去掉　　　　之后形成的原生质体融合，融合的原生质体出现　　　　之后形成的细胞叫杂种细胞。2．重组细胞：体细胞的　　　　移植到去核卵母细胞之后形成的细胞叫重组细胞。3．杂交细胞：动物细胞融合形成的细胞常称为杂交细胞。
任务4　准确记忆哺乳动物的早期胚胎发育过程
(1)受精过程中的两个标志：受精的标志是观察到　　　　或雌雄原核，受精完成的标志是　　　　　　　　。(2)桑葚胚是由受精卵分裂形成的，没有分化；而囊胚期虽然已进行细胞分化，但囊胚的　　　　仍具有全能性。
过程评价评价1 依托真题归类比较再体验，明考向1.[2023·山东卷]利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是(　　)A．利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物B．植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产C．次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养D．该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
解析：有些产物不能或难以通过化学合成途径得到，故可利用该技术获得某些无法通过化学合成途径得到的产物，A正确；利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物，故可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产，B错误；次生代谢物不是植物生长所必需的，其含量少，可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢物的产量，C错误；细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件，提高了多个细胞中次生代谢物的含量，不能提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。
2．[2023·浙江6月]植物组织培养过程中，培养基中常添加蔗糖，植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。
下列叙述正确的是(　　)A．转运蔗糖时，共转运体的构型不发生变化B．使用ATP合成抑制剂，会使蔗糖运输速率下降C．植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源D．培养基的pH高于细胞内，有利于蔗糖的吸收
解析：转运蔗糖时，共转运体的构型会发生变化，但该过程是可逆的，A错误；据图分析可知，H＋向细胞外运输是需要消耗ATP的过程，说明该过程是逆浓度梯度的主动运输，细胞内的H＋＜细胞外H＋，蔗糖运输时通过共转运体依赖于膜两侧的H＋浓度差建立的势能，故使用ATP合成抑制剂，会通过影响H＋的运输而使蔗糖运输速率下降，而培养基的pH值低(H＋多)于细胞内，有利于蔗糖的吸收，B正确，D错误；植物组织培养过程中，蔗糖可作为碳源并有助于维持渗透压，但蔗糖并非唯一碳源，C错误。
3．[2023·广东卷]人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合，以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是(　　)A．细胞融合前应去除细胞壁B．高Ca2＋—高pH溶液可促进细胞融合C．融合的细胞即为杂交细胞D．杂交细胞可能具有生长快速的优势
解析：在细胞融合前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，再诱导原生质体融合，A正确；人工诱导原生质体融合有物理法和化学法，用高Ca2＋—高pH溶液可促进细胞融合，B正确；融合的细胞中有人参根—人参根细胞、人参根—胡萝卜根细胞、胡萝卜根—胡萝卜根细胞，只有人参根—胡萝卜根细胞才是杂交细胞，C错误；杂交细胞含两种细胞的遗传物质，可能具有生长快速的优势，D正确。
4．[2023·北京卷]甲状旁腺激素(PTH)水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗体用于快速检测PTH，有关制备过程的叙述不正确的是(　　)A．需要使用动物细胞培养技术B．需要制备用PTH免疫的小鼠C．利用抗原—抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞D．筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞
解析：单克隆抗体制备过程中需要对骨髓瘤细胞等进行培养，即需要使用动物细胞培养技术，A正确；该操作的目的是制备单克隆抗体用于快速检测PTH，故应用PTH刺激小鼠，使其产生相应的B细胞，B正确；抗原与抗体的结合具有特异性，可利用抗原—抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞，C正确；由于一种B细胞经分化形成浆细胞后通常只能产生一种抗体，故筛选出的单个杂交瘤细胞无法分泌多种抗体，D错误。
5．[2023·广东卷]科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使后者成功妊娠并产仔，该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是(　　)A．超数排卵 B．精子获能处理C．细胞核移植 D．胚胎培养
解析：由题干信息可知，该过程通过体外受精获得胚胎，再通过胚胎移植，使长角羚羊成功妊娠并产仔，因此需要进行超数排卵、精子获能处理，并对获得的受精卵进行胚胎培养；由于该过程为有性生殖，因此不涉及细胞核移植，所以C正确，A、B、D错误。
6．[2023·浙江1月]在家畜优良品种培育过程中常涉及胚胎工程的相关技术。下列叙述错误的是(　　)A．经获能处理的精子才能用于体外受精B．受精卵经体外培养可获得早期胚胎C．胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率D．胚胎移植前需对受体进行选择和处理
解析：精子需要经过获能处理才具有受精能力，A正确；受精卵经体外培养可获得早期胚胎，B正确；胚胎分割可以获得多个胚胎，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，C错误；胚胎移植前，需选择健康体质和正常繁殖能力的受体且进行同期发情处理，D正确。
7．[2023·天津卷]根据下图，正确的是(　　)A．子代动物遗传性状和受体动物完全一致B．过程1需要MⅡ期去核卵母细胞C．过程2可以大幅改良动物性状D．过程2为过程3提供了量产方式，过程3为过程1、2提供了改良性状的方式
解析：子代动物的遗传性状与供体基本一致，但与受体无关，A错误；核移植过程中需要处于MⅡ中期的去核卵母细胞，而过程1是培育试管动物，需要培育到适宜时期(桑葚胚或囊胚等时期)进行胚胎移植，B错误；过程2得到的是克隆动物，是无性生殖的一种，不能大幅改良动物性状，C错误；过程2克隆技术可得到大量同种个体，为过程3提供了量产方式；过程3是转基因技术，转基因可导入外源优良基因，为过程1、2提供了改良性状的方式，D正确。
评价2 依托教材专练长句表述，提考能8.(选择性必修3 P39正文拓展)从所需条件上来看，快速繁殖与传统育种方法相比的优点有哪些？  9．(教材P44正文拓展)动物细胞培养需要控制什么样的气体环境？各自起什么作用？
答案：快速繁殖是在具有一定人工设施的室内生产，可以不受季节、气候等自然条件的限制。
答案：95%空气和5%CO2的混合气体。O2维持细胞代谢，CO2的主要作用是维持培养液的pH。
10．(教材P53图2-18拓展)动物体细胞核移植属于有性生殖还是无性生殖？并分析原因。  11．(教材P61图2-23)胚胎移植时怎样才能做到超数排卵？
答案：动物体细胞核移植得到的个体的细胞核遗传物质完全来自供体细胞核，不是经精卵受精得到的，因此属于无性生殖。
答案：对雌性个体用促性腺激素处理，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
12．(选择性必修3 P61～62图2-23和思考·讨论)(1)胚胎移植的实质是什么？  (2)供体母牛和受体母牛的选择标准是什么？
答案：早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
答案：供体是遗传性状优良、生产能力强的个体，受体是有健康的体质和正常繁殖能力的个体，且二者必须是同一物种。
13.[2023·海南卷]基因递送是植物遗传改良的重要技术之一，我国多个实验室合作开发了一种新型基因递送系统(切—浸—生芽Cut－Dip－Budding，简称CDB法)。图1与图2分别是利用常规转化法和CDB法在某植物中递送基因的示意图。
评价3 依托真题归类比较再探究，强素养
回答下列问题。(1)图1中，从外植体转变成愈伤组织的过程属于　　　　；从愈伤组织到幼苗的培养过程需要的激素有生长素和　　　　　，该过程还需要光照，其作用是__________________________________________ _____。(2)图1中的愈伤组织，若不经过共培养环节，直接诱导培养得到的植株可以保持植株A的　　　　。图1中，含有外源基因的转化植株A若用于生产种子，其包装需标注　　　　　。(3)图1与图2中，农杆菌侵染植物细胞时，可将外源基因递送到植物细胞中的原因是　　　　 　　　　　　　　　　　　　。
诱导叶绿素的形成；满足叶绿体利用光能制造有机物的
Ti质粒中的T-DNA能将外源基因递送到植物细胞中，并与植物细胞的染色体DNA整合到一起
解析：(1)图1中，从外植体转变成愈伤组织的过程属于脱分化过程，该过程的本质是使细胞失去原来特定的结构和功能；从愈伤组织到幼苗的培养过程需要的激素有生长素和细胞分裂素，这两种激素的比值能调控愈伤组织的分化方向，该过程还需要光照，因为叶绿素的形成需要光；且叶绿体利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。(2)图1中的愈伤组织，若不经过共培养环节，直接诱导培养得到的植株可以保持植株A的遗传特性。图1中，含有外源基因的转化植株A若用于生产种子，其包装需标注转基因种子，即进行转基因标识。(3)图1与图2中，农杆菌侵染植物细胞时，利用了农杆菌含有的Ti质粒的作用，Ti质粒中的T－DNA能将外源基因递送到植物细胞中，并与植物细胞的染色体DNA整合到一起。
(4)已知某酶(PDS)缺失会导致植株白化。某团队构建了用于敲除PDS基因的CRISPR/Cas9基因编辑载体(含有绿色荧光蛋白标记基因)，利用图2中的CDB法将该重组载体导入植株B，长出毛状根，成功获得转化植株B。据此分析，从毛状根中获得阳性毛状根段的方法是　　　　　　　　　　　　　　　，图2中，鉴定导入幼苗中的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法是　　　　　　　　 　，依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(5)与常规转化法相比，采用CDB法进行基因递送的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。
荧光检测选择带有绿色荧光标记的毛状根
观察幼苗是否表现出白化特征
PDS缺失会导致植株白化，白化苗的出现意味着通过基因编辑技术成功实现PDS基因的敲除
操作方法简单，不需要借助植物组织培养技术进行操作，且培养周期较短。
解析：(4)已知某酶(PDS)缺失会导致植株白化。某团队构建了用于敲除PDS基因的CRISPR/Cas9基因编辑载体(含有绿色荧光蛋白标记基因)，利用图2中的CDB法将该重组载体导入植株B，长出毛状根，成功获得转化植株B，该过程中通过荧光检测选择带有绿色荧光标记的毛状根即为阳性毛状根段，图2中，鉴定导入幼苗中的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法是观察幼苗是否表现出白化特征，因为PDS缺失会导致植株白化，而白化苗的出现意味着通过基因编辑技术成功实现PDS基因的敲除。(5)与常规转化法相比，采用CDB法进行基因递送的优点主要表现在操作方法简单，不需要借助植物组织培养技术进行操作，且培养周期较短。
14．[2023·浙江1月]甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究，基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定，最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题：(1)根据研究目标，在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前，应检验两种植物的原生质体是否具备　　　　的能力。为了便于观察细胞融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进行融合，若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体，则乙植物可用幼苗的　　　　为外植体。
解析：在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前，应检验两种植物的原生质体是否具备再生的能力。为了便于观察细胞融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进行融合，若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体，则乙植物可用幼苗的叶为外植体。
(2)植物细胞壁的主要成分为　　　　和果胶，在获取原生质体时，常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的　　　　　 　失活。对处理后的原生质体在显微镜下用　　　　　　计数，确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后，通过添加适宜浓度的PEG进行融合；一定时间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是　　　　　　　　　　　　　。
降低PEG浓度，使其失去融合作用
解析：植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，在获取原生质体时，常采用相应的酶进行去壁处理。甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有高产效应，在原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的细胞质和细胞核失活，融合后具有甲植物的细胞核基因和乙植物的细胞质基因。对处理后的原生质体在显微镜下用血细胞计数板计数，确定原生质体密度。两种原生质体1∶1混合后，通过添加适宜浓度的PEG进行融合；一定时间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是降低PEG浓度，使其失去融合作用。
(3)将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合，在凝固前倒入培养皿，融合原生质体分散固定在平板中，并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于　　　　　　　　 　。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自于杂种细胞的理由是哪几项？______A．甲、乙原生质体经处理后失活，无法正常生长、分裂B．同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂C．培养基含有抑制物质，只有杂种细胞才能正常生长、分裂D．杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂
同一个杂种融合原生质体
解析：将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合，在凝固前倒入培养皿，融合原生质体分散固定在平板中，并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于同一个杂种融合的原生质体。未融合的原生质体因为细胞质或细胞核的失活，无法正常生长、分裂；同种融合的原生质体也因为甲原生质体细胞质或乙原生质体细胞核失活而不能生长、分裂；只有杂种细胞才具备有活性的细胞质和细胞核，可以生长、分裂，因此这些愈伤组织只能来自于杂种细胞。故选ABD。
(4)愈伤组织经　　　　可形成胚状体或芽。胚状体能长出　　　　，直接发育形成再生植株。(5)用PCR技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA序列a，乙植物细胞质具有特异性DNA序列b；M1、M2为序列a的特异性引物，N1、N2为序列b的特异性引物。完善实验思路：Ⅰ.提取纯化再生植株的总DNA，作为PCR扩增的　　　　。Ⅱ.将DNA提取物加入PCR反应体系，　　　　为特异性引物，扩增序列a；用同样的方法扩增序列b。Ⅲ.得到的2个PCR扩增产物经　　　　后，若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的　　　　个条带，则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。
解析：(4)愈伤组织经再分化可形成胚状体或芽。胚状体能长出根和芽，直接发育形成再生植株。(5)Ⅰ.提取纯化再生植株的总DNA，作为PCR扩增的模板。Ⅱ.将DNA提取物加入PCR反应体系，M1、M2为特异性引物，扩增序列a；用同样的方法扩增序列b。Ⅲ.得到的2个PCR扩增产物经凝胶电泳后，若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的1个条带，则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。
15．[2023·湖北卷]某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体，以期快速检测该病毒，其主要技术路线如图所示。
回答下列问题：(1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前，已免疫的脾细胞(含浆细胞)________(填“需要”或“不需要”)通过原代培养扩大细胞数量；添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合，该过程中PEG对细胞膜的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2)在杂交瘤细胞筛选过程中，常使用特定的选择培养基(如HAT培养基)，该培养基对　　　　　　　　和　　　　　　　　　　生长具有抑制作用。(3)单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合
融合的具有同种核的细胞
通过抗体检测呈阳性来获得分泌所需抗体的杂交瘤细胞
解析：(1)浆细胞是高度分化的细胞，不能增殖，所以不能通过原代培养扩大细胞数量。脂溶性物质PEG可使细胞接触处的磷脂分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。(2)在杂交瘤细胞筛选过程中，用特定的选择培养基进行筛选，在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。(3)单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，是运用了抗原—抗体杂交技术，抗体检测呈阳性的细胞，即为所需的杂交瘤细胞。
(4)构建重组质粒需要使用DNA连接酶。下列属于DNA连接酶底物的是　　　　。
解析：DNA连接酶能连接DNA片段，脱氧核苷酸的磷酸基团位于5′端，—OH位于3′端，①②③脱氧核苷酸链的两端基团有误；DNA连接酶能催化合成磷酸二酯键，即将一条脱氧核苷酸5′端的磷酸基团与另一条脱氧核苷酸链的3′端的—OH相连，④符合题意。
题组预测一　聚焦植物细胞工程1．[2023·山东日照统考一模]研究人员利用植物体细胞杂交技术，将培育的野生猕猴桃的单倍体的细胞与栽培二倍体猕猴桃细胞的原生质体融合，获得了三倍体植株，为其种质改良开辟了新途径。下列说法错误的是(　　)A．原生质体获得后需要在等渗培养液中进行培养B．原生质体融合时可采用高Ca2＋—高pH法进行诱导C．三倍体植株的形成需经过脱分化和再分化等培养过程D．单倍体与二倍体能进行基因交流，二者属于同一物种
解析：原生质体没有细胞壁的保护，所以需要在等渗培养液中进行培养，防止细胞失水和吸水，A正确；诱导原生质体融合的化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等，B正确；杂种细胞形成杂种植株需要经过植物组织培养技术，涉及脱分化和再分化等培养过程，C正确；植物体细胞杂交不是有性生殖，单倍体与二倍体不能进行基因交流，二者不属于同一物种，D错误。
2．[2023·广西统考三模]植物具有强大的再生能力，在园艺上广为应用，如用扦插繁殖、地下根切段和离体叶柄基部芽繁殖；在树冠修剪后，树木受伤的枝条可以再生不定芽，进而发育为新的树冠等。回答下列问题：(1)1902年，德国著名植物生理学家Haberlandt根据细胞学说，提出植物体再生的细胞学基础是　　　　　　　；若要证实Haberlandt提出的观点，需要证明单个植物细胞　　　　　　　 　　　　　　　　　。(2)正常情况下，植株上大多数组织和器官的体细胞只能表现一定的形态和生理功能，这是因为　　　　　　　。在胁迫等条件刺激下，离体的器官会发生类似植物组织培养过程中的　　　　 　过程，进而形成完整植株。
通过细胞分裂与分化可形成一个完整的植株
解析：(1)植物体再生的细胞学基础是植物细胞的全能性，即细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。根据细胞全能性的概念可知，若要证实Haberlandt提出的观点，需要证明单个植物细胞通过细胞分裂与分化可形成一个完整的植株。(2)由于基因的选择性表达(它们受控于其所在植株部位的特定生长发育环境)，正常情况下，植株上大多数组织和器官的体细胞只能表现一定的形态和生理功能，并不表现出全能性。在胁迫等外界刺激下，离体的器官会发生类似植物组织培养过程中的脱分化和再分化过程，进而形成完整植株。
(3)中国科学院植物研究所最早用　　　 　酶通过酶解的方法获得了番茄幼苗根的原生质体，再通过原生质体培养和_____________技术，获得了一些重要农作物的杂种。(4)利用植物细胞培养生产具有药用价值的植物次生代谢物已成为国内植物组织培养的一个重要研究领域，通过对药用植物的愈伤组织进行培养，便可获得药用生物碱，原因是这些愈伤组织________________________________________________。
解析：(3)植物细胞壁主要的组成成分是纤维素和果胶，中国科学院植物研究所最早用纤维素酶和果胶酶通过酶解的方法获得了番茄幼苗根的原生质体，再通过原生质体培养和植物体细胞杂交过程，获得了一些重要农作物的杂种。(4)愈伤组织增殖能力强，易于培养，均保留了药用生物碱的生物合成能力，故通过对药用植物的愈伤组织进行培养获得具有药用价值的植物次生代谢物已成为国内植物组织培养的一个重要研究领域。
增殖能力强，易于培养，均保留了药用生物碱的生物合成能力
题组预测二　聚焦动物细胞工程3．[2023·山东日照统考一模]为解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞的染色体丢失问题，研究者将抗原刺激后的B淋巴细胞，用EBV(一种病毒颗粒)感染，获得“染色体核型稳定”的EBV转化细胞。EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活，但对Oua敏感。骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活，但对Oua不敏感。下图表示操作过程。
下列分析错误的是(　　)A．B淋巴细胞可从多次间歇注射某种抗原的动物脾脏中获得B．HAT培养基和Oua筛选去除的是未融合的EBV转化细胞C．杂交瘤细胞染色体丢失可能会导致抗体的产生能力下降D．图中获得的杂交瘤细胞需经抗体检测筛选后才可用于生产
解析：对动物进行间歇注射抗原处理，以刺激动物机体产生相应的B淋巴细胞；B淋巴细胞在骨髓中发育成熟，可分布于淋巴结和脾脏等处，故B淋巴细胞可从多次间歇注射某种抗原的动物脾脏中获得，A正确；据题意“EBV转化细胞能够在HAT培养基中存活，但对Oua敏感；骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活，但对Oua不敏感”可知，HAT培养基去除的是未与EBV转化细胞融合的骨髓瘤细胞和自身融合的骨髓瘤细胞，Oua筛选去除的是未与骨髓瘤细胞融合的EBV转化细胞和自身融合的EBV转化细胞，B错误；抗体是由浆细胞分泌的，杂交瘤细胞若丢失来自B淋巴细胞的染色体，可能会导致抗体产生能力下降，C正确；图示获得的杂交瘤细胞还需要经过进一步的筛选，用专一抗体检测呈现阳性的杂交瘤细胞才能直接用于生产单克隆抗体，D正确。
4．[2023·广东汕头统考二模]将一只黑色小鼠(2n＝40)囊胚期的细胞嵌入到一只白色小鼠的囊胚腔中。在发育过程中，这两只小鼠的细胞混合到了一起，最后形成了一只黑白相间的嵌合体小鼠(二倍体)。下列分析正确的是(　　)A．培育嵌合体与获得克隆动物都利用了动物细胞核移植技术B．黑色小鼠嵌入白色小鼠囊胚腔的细胞应该是滋养层细胞C．嵌合体小鼠出现黑白相间的毛色是基因选择性表达的结果D．该嵌合体小鼠的胚胎细胞有丝分裂后期的染色体数目为80
解析：培育嵌合体利用了动物细胞融合技术，克隆动物利用了动物细胞核移植技术，A错误；黑色小鼠嵌入白色小鼠囊胚腔的细胞应该是内细胞团细胞，B错误；嵌合体小鼠出现黑白相间的毛色是细胞融合的结果，C错误；该嵌合体小鼠的染色体数为40条，则胚胎细胞有丝分裂后期的染色体数目为80，D正确。
5．[2023·河南统考三模]双特异性抗体可同时与癌细胞和免疫细胞特异性结合，它一端与癌细胞结合，一端与T细胞结合，将T细胞拉近癌细胞，大大提高了杀灭癌细胞的效率。CD19是癌细胞表面的抗原蛋白，CD3蛋白受体位于T细胞表面，与抗体结合后，其免疫功能得到激活。下图是研究人员通过杂交瘤细胞技术生产双特异性单克隆抗体的部分过程。回答下列问题：
(1)给小鼠注射CD19蛋白，是为了从小鼠的脾脏中分离得到　　　　　　　　；注射的抗原A是指　　　　。(2)过程②和④所用诱导方法与诱导植物细胞融合所用方法的不同之处是　　　　　 　。过程③培养杂交瘤细胞时需提供的气体条件是95%空气加5% CO2的混合气体，其中CO2的主要作用是　　　　　　。过程⑤筛选获得的细胞具有的特点是　　　　　　　　　　　　　　。过程⑥提取双特异性单克隆抗体的用途有　　　　　　　　。(3)与从血清中提取的CD19抗体，抗A抗原的抗体相比，通过双杂交瘤细胞得到双特异性单克隆抗体的优点是________________________ _________。双特异性单克隆抗体治疗癌症的效果往往优于抗体CD19和A抗体的联合使用，原因是_______________________________。
既能无限增殖，又能产生特异性抗体
双特异性单克隆抗体可以识别
既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量
解析：(1)给小鼠注射CD19蛋白，是为了从小鼠的脾脏中获得已免疫的B淋巴细胞，该细胞能够产生特定抗体；分析题意，本过程的目的是得到双特异性抗体，故为保证最终双特异性抗体的产生，注射的抗原A应是CD3蛋白。(2)过程②和④是诱导动物细胞融合，该过程所用诱导方法与诱导植物细胞融合所用方法的不同之处是用灭活的病毒诱导；过程③培养杂交瘤细胞时需提供的气体条件是95%空气加5%CO2的混合气体，其中CO2的主要作用是维持培养液的pH；过程⑤是融合细胞的筛选，筛选后得到的细胞杂交瘤细胞，特点是既能无限增殖，又能产生特异性抗体；过程⑥提取双特异性单克隆抗体的用途有：用作体外诊断试剂等。
(3)与从血清中提取的CD19抗体，抗A抗原的抗体相比，通过双杂交瘤细胞得到双特异性单克隆抗体的优点是能同时识别CD19和A两种抗原，作用效果更显著；双特异性单克隆抗体治疗癌症的效果往往优于抗体CD19和A抗体的联合使用，原因是该特异性抗体可以借助单克隆抗体的识别作用，将药物带到癌细胞位置，既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量。
题组预测三　聚焦胚胎工程6．[2023·辽宁校联考三模]普氏野马是世界上原有300多种野马中唯一幸存下来的品种，目前，有少量普氏野马在甘肃敦煌西湖国家级自然保护区落户。为防止该物种灭绝，科学家已经保存了普氏野马的精子和卵子。若利用上述生殖细胞和母本用胚胎工程方法繁育普氏野马，下列叙述错误的是(　　)A．可将普氏野马获能的精子和发育成熟的卵子进行体外受精B．胚胎移植前若要鉴定性别，可取滋养层细胞进行DNA分析C．用上述胚胎工程繁育普氏野马获得的后代遗传物质均相同D．可以通过胚胎分割技术得到遗传物质相同的2分胚后代
解析：可将普氏野马获能的精子和发育成熟的卵子进行体外受精，因为只有获能的精子才能与发育成熟的卵子进行受精，A正确；胚胎移植前若要鉴定性别，可取滋养层细胞进行DNA分析，这样不会影响胚胎的发育和功能，B正确；用上述胚胎工程繁育普氏野马获得的后代遗传物质未必相同，因为精子和卵细胞中的遗传物质不一定相同，C错误；为了获得更多的后代，可以通过胚胎分割技术得到遗传物质相同的2分胚后代，D正确。
7．[2023·江西赣州统考三模]中国科学家团队成功构建了世界首例人—猴嵌合胚胎，即同时具有人和猴细胞来源的胚胎，为解决异种嵌合效率低下等问题提供了新的思路，对器官再生研究具有指导意义。如图是嵌合胚胎培育的部分过程，请回答下列问题：
(1)图中①为扩展潜能干细胞(EPSCs)，其功能与胚胎干细胞相似，都具有发育的　　　　　性。培养EPSCs时，需要定期更换培养液，目的是______________________________________________________。(2)在孵化前，图中②胚胎发育是在一层　　　内进行的，沿其内壁扩展和排列的、个体较小的滋养层细胞，它们将来发育成　 　　　。(3)研究人员将图中嵌合胚胎在体外进行培养时，培养液中除一些无机盐和有机盐类外，还需添加氨基酸、　　　　　　　　　　 　(答出2种即可)等物质。(4)胚胎移植的实质是______________________________________。此时科研人员观察到了胚胎嵌合现象，但科研人员并未进行胚胎移植实验，这是为了规避人们最担心的类似于克隆人的　　　　　　问题。
提供营养物质；清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
核苷酸、维生素、激素、血清
早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
解析：(1)胚胎干细胞具有分化为动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能，具有发育的全能性，扩展潜能干细胞(EPSCs)，其功能与胚胎干细胞相似，也具有发育的全能性；动物细胞培养液要求无菌、无毒，需要定期更换培养液，故培养EPSCs时也需要定期更换培养液，目的是提供营养物质；清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。(2)图②表示的是囊胚，囊胚在孵化前，最外侧是一层透明带，在孵化前，图中②胚胎发育是在一层透明带中进行的；滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，内细胞团细胞将来发育成胎儿的各种组织。(3)早期胚胎培养用的成分一般都比较复杂，培养液中除含有一些无机盐和有机盐之外，还需要维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等物质。(4)胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移；嵌合胚胎的胚胎移植和克隆人一样，会带来严重的伦理道德争议。
拓展一　细胞工程中的筛选知识拓展单克隆抗体制备中的筛选
(1)第一次筛选：B淋巴细胞在与骨髓瘤细胞融合后可得到三种类型的融合细胞，即B淋巴细胞与B淋巴细胞融合成的融合细胞、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合成的融合细胞，第一步筛选的目的是从三种融合细胞中把杂交瘤细胞筛选出来。(2)第二次筛选：与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞不只是一种，融合后可得到多种杂交瘤细胞，本次筛选的目的从多种杂交瘤细胞筛选出能够产生特定抗体的杂交瘤细胞。
专项提升已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖，将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇促融，获得杂种细胞。请回答：(1)试管中除融合的杂种细胞外，还有　　　　种融合细胞。(2)设计一方法(不考虑机械方法)，从培养液中分离出杂种细胞，并说明原理。方法：___________________________________________________。原理：___________________________________________________。
培养液中加入氨基嘌呤，收集增殖的细胞
加入氨基嘌呤后，使D合成途径阻断，仅有D合成途径的骨髓瘤细胞及其彼此融合的细胞就不能增殖，但人淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞中可以利用淋巴细胞中的S途径合成DNA而增殖．
拓展二　细胞工程中的“模式动物”——“鼠”知识拓展一、应用于动物细胞工程1．细胞融合实验1970年，科学家用绿色和红色荧光染料分别标记小鼠细胞和人细胞表面蛋白质分子，然后用灭活的病毒诱导细胞融合。刚融合时细胞一半发绿色荧光，一半发红色荧光。一段时间后两种颜色的荧光在杂种细胞表面均匀分布。此实验证明细胞膜的结构具有流动性。
2．制备单克隆抗体1975年，科学家把能产生抗体的小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，形成杂交瘤细胞，这种细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体。因此杂交瘤细胞通过在小鼠体内增殖或体外细胞培养，可以制备大量的单克隆抗体，在肿瘤诊断和靶向治疗等方面有广阔的应用前景。此项技术发明获得了1984年诺贝尔奖。
3．配子融合小鼠等其他哺乳动物细胞减数分裂过程的特点为：雌性哺乳动物的减数分裂过程是不连续的，且多数动物的第一极体不进行减数第二次分裂，通常只有受精时才激活次级卵母细胞完成减数第二次分裂。用来自减数分裂Ⅰ期或者Ⅱ期两个不同阶段的小鼠卵细胞诱导融合，并促使其分裂、发育，从得到的胚胎中分离出干细胞。
二、应用于胚胎工程胚胎工程涉及很多技术，如精子和卵细胞的采集、人工授精、体外受精、早期胚胎培养、胚胎冷冻、胚胎移植、胚胎分割以及胚胎干细胞的诱导和分化等。这些技术已广泛应用于克隆动物、试管动物、转基因动物以及人类的治疗性克隆等很多领域。在实践中能指导哺乳动物良种繁育、濒危物种的保护、器官移植的排斥反应、人类不孕不育和机能衰退引起疾病的治疗等。相对于其他哺乳动物，小鼠体型小、繁殖快、易饲养，所以在胚胎工程的研究中是首选的实验材料。
专项提升1.[2023·山东烟台统考一模]我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠，部分流程如下图所示，其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶，TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法正确的是(　　)A．组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程B．①过程的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞突变为iPS细胞C．③过程中使用有活性的病毒处理的目的是诱导细胞融合D．图示流程运用了重组DNA、体细胞核移植、胚胎移植等技术
解析：结合题图，重构胚中在加入Kdm4d的mRNA和TSA后，发育成克隆鼠，而Kdm4d的mRNA表达产物为组蛋白去甲基化酶，可以使组蛋白去甲基化，TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂，抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，保持组蛋白乙酰化，即组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程，A正确；①过程的小分子化合物诱导小鼠成纤维细胞脱分化为iPS细胞，并未发生突变，B错误；③为动物细胞融合的过程，诱导动物细胞发生融合所用的是灭活的病毒，C错误；图示流程运用了体细胞核移植、胚胎移植等技术，并未运用重组DNA技术(基因工程中核心技术)，D错误。
2．[2023·山东青岛统考一模]在某靶向膜蛋白抗体药物的研发过程中，利用脂质体将含有膜蛋白胞外段基因的病毒质粒导入到宿主动物细胞进行增殖，最终获得膜蛋白胞外段，以此作为抗原对小鼠进行免疫，进而制备相应的单克隆抗体。下列说法错误的是(　　)A．含膜蛋白胞外段基因的病毒质粒需被包裹在脂质体内部B．对培养到一定密度的动物细胞进行传代培养时，需使用胰蛋白酶处理C．经特定抗原免疫过的B淋巴细胞在体外培养时可持续分泌单克隆抗体D．将抗膜蛋白单克隆抗体与药物偶联，可以用来靶向治疗某些疾病
解析：重组慢病毒质粒与辅助质粒导入病毒包装细胞需要依赖膜融合，故质粒被包在脂质体双分子层中，即脂质体内部，A正确；动物细胞培养传代培养时需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理贴壁生长的细胞，使之脱落，B正确；经特定抗原免疫过的B淋巴细胞在体外无增殖能力，无法通过培养获得单克隆抗体，C错误；单克隆抗体本身不能杀伤肿瘤细胞，能利用其特异性帮助药物作用于病变细胞，起到靶向治疗的作用，D正确。
3．[2023·山东临沂统考一模]疫情防控政策调整后，许多居民采用抗原试剂盒进行新冠病毒检测。试剂盒中的一种抗PD-L1单克隆抗体能与新冠病毒表面的PD-L1特异性结合，发挥诊断作用。利用小鼠制备抗PD-L1单克隆抗体的流程如图，
下列叙述错误的是(　　)A．制备抗PD-L1单克隆抗体使用的B淋巴细胞取自注射过PD-L1的小鼠脾脏B．放入96孔板的细胞为多种杂交瘤细胞，均能大量增殖，其中部分还能产生所需抗体C．杂交瘤细胞在培养过程中一般无接触抑制现象，不需要用胰蛋白酶处理D．将图中细胞群a在体外大规模培养，可以提取出大量的抗PD-L1单克隆抗体