新高考生物二轮复习讲练测第17讲 细胞工程（讲义）（2份，原卷版+解析版）

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考点01 细胞工程
★ 考向1 植物细胞工程技术
1、植物组织培养与植物体细胞杂交的比较
易错警示：植物组织培养过程中应注意的问题
(1)接种时注意外植体的方向，应将外植体的形态学下端插入培养基，不能倒插。
(2)培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，再进行生根培养。如果顺序颠倒，先诱导生根，就不好诱导生芽了。
(3)菊花的组织培养中，愈伤组织的形成一般不需要光照，而在后续的培养过程中，需要一定量的光照。
(4)试管苗一般在高湿、弱光、恒温等条件下培养生长，出瓶后一定要注意保温、保湿。
(5)试管苗的光合作用能力弱，在移栽前应给予较强光照、闭瓶炼苗，以促进幼苗向自养苗转化。
2、植物体细胞杂交和有性杂交的辨析
易错警示：植物体细胞杂交后的遗传物质分析
(1)遗传特性：杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。
(2)染色体组
①染色体组数＝两种植物体细胞内染色体组数之和。
②植物体细胞杂交形成的杂种植株，有几个染色体组就称为几倍体。
★ 考向2 动物细胞工程
1、动物细胞培养与动物体细胞核移植的比较
2、动物细胞培养和植物组织培养的比较
3、比较植物体细胞杂交和动物细胞融合
4、单克隆抗体的制备
（1）制备单克隆抗体过程中两次筛选的目的不同
①第一次筛选是将未融合的B淋巴细胞、骨髓瘤细胞以及B—B融合、瘤—瘤融合的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出杂交瘤细胞。
②第二次筛选是将产生特定抗体的B—瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内取免疫过的B淋巴细胞时会取出很多种，形成的杂交瘤细胞有很多种，所以需筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。
血清抗体与单克隆抗体的比较
1、（2023·河北·统考高考真题）植物细胞悬浮培养是将单个细胞或细胞团进行液体培养增殖的技术。下列叙述错误的是（ ）
A．植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理
B．经纤维素酶和果胶酶充分处理后，植物细胞团分散为单个完整的悬浮细胞
C．为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度、pH和渗透压
D．利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗
【答案】B
【分析】植物细胞培养需要在无菌条件下进行人工操作：保证水、无机盐、碳源（常用蔗糖）、氮源（含氮有机物）、生长因子（维生素）等营养物质的供应；需要添加一些植物生长调节物质，主要是生长素和细胞分裂素；愈伤组织再分化到一定阶段，形成叶绿体，能进行光合作用，故需光照。
【详解】A、为了避免杂菌污染，植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理，A正确；
B、纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得的是原生质体，不能获得单个完整的悬浮细胞，B错误；
C、细胞的正常生长需要适宜的条件，因此，为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度、pH和渗透压，C正确；
D、利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗，同样也不受季节和天气得限制，D正确。
故选B。
2、（2023·辽宁·统考高考真题）大量悬浮培养产流感病毒的单克隆细胞，可用于流感疫苗的生产。下列叙述错误的是（ ）
A．悬浮培养单克隆细胞可有效避免接触抑制
B．用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清
C．当病毒达到一定数量时会影响细胞的增殖
D．培养基pH不会影响单克隆细胞的病毒产量
【答案】D
【分析】培养动物细胞使用合成培养基时需要加入血清等一些天然成分，必须保证环境是无菌、无毒的，培养液还需要定期更换。O2是细胞代谢所必需的，CO2主要作用是维持培养液的pH。细胞贴附在培养瓶的瓶壁上称为细胞贴壁，贴壁细胞在生长增殖时会发生接触抑制的现象。
【详解】A、悬浮培养单克隆细胞，可以保证足够的气体交换，通过振荡或转动装置使细胞始终处于分散悬浮于培养液内，可有效避免接触抑制，A正确；
B、由于细胞的生长是比较复杂的过程，血清中含有一些必须的因子，用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清，B正确；
C、病毒借助于细胞进行繁殖，利用了活细胞的物质、能量、酶等，当病毒达到一定数量时细胞的生命活动受到影响，会影响细胞的增殖，C正确；
D、细胞的正常生命活动需要适宜的pH，培养基pH会影响细胞代谢，进而影响单克隆细胞的病毒产量，D错误。
故选D。
3、（2023·辽宁·统考高考真题）用含有不同植物生长调节剂配比的培养基诱导草莓茎尖形成不定芽，研究结果如下表。下列叙述错误的是（ ）
注：诱导率=出不定芽的外植体数/接种的外植体数×100%
A．培养基中NAA/6-BA比例过高，不利于不定芽的诱导
B．推断6-BA应为细胞分裂素类植物生长调节剂
C．该研究的结果可指导草莓脱毒苗的生产
D．相同条件下，NAA诱导草莓茎尖形成不定芽的效果优于2，4-D
【答案】D
【分析】分析题表：自变量为植物生长调节剂种类和配比，因变量为不定芽诱导率；培养基中NAA/6-BA比例逐渐增大时，不定芽诱导率先上升后降低，培养基中2，4-D/6-BA比例逐渐增大时，不定芽诱导率先上升后降低，相同的NAA/6-BA和2，4-D/6-BA的配比下，培养基中使用2，4-D/6-BA更有利于诱导形成不定芽。
【详解】A、由题表可知，培养基中NAA/6-BA比例逐渐增大时，不定芽诱导率先上升后降低，且当NAA/6-BA比例为0.5/1时，不定芽诱导率最低；故培养基中NAA/6-BA比例过高，不利于不定芽的诱导，A正确；
B、不定芽的形成需要细胞分裂素和生长素，题表中NAA和2，4-D属于生长素类植物生长调节剂，故推断6-BA应为细胞分裂素类植物生长调节剂，B正确；
C、草莓脱毒苗的生产过程中需要诱导形成不定芽，故该研究的结果可指导草莓脱毒苗的生产，C正确；
D、由题表相关数据可知：相同条件下，2，4-D诱导草莓茎尖形成不定芽的效果优于NAA，D错误。
故选D。
4、（2023·山东·高考真题）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
【答案】A
【分析】由于植物细胞的次生代谢物含量很低，从植物组织提取会大量破坏植物资源，有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到，因此人们期望利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、有些产物不能或难以通过化学合成途径得到，故可利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物，A正确；
B、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；
C、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产物的产量，C错误；
D、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。
故选A。
5、（2023·广东·统考高考真题）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
【答案】C
【分析】植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
【详解】A、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；
B、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；
C、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；
D、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。
故选C。
6、（2022·重庆·统考高考真题）植物体细胞通常被诱导为愈伤组织后才能表现全能性。研究发现，愈伤组织的中层细胞是根或芽再生的源头干细胞，其在不同条件下，通过基因的特异性表达调控生长素、细胞分裂素的作用，表现出不同的效应（见如表）。已知生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生；反之，有利于芽的再生。下列推论不合理的是（ ）
A．WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞特性
B．WOX5+PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累
C．ARR5促进细胞分裂素积累或提高细胞对细胞分裂素的敏感性
D．体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制
【答案】C
【分析】植物细胞一般具有全能性。在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。生长素的用量比细胞分裂素用量，比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成。比值适中时，促进愈伤组织的形成。
【详解】A、根据表格信息可知，WOX5能维持未分化状态，使植物细胞保持分裂能力强、较大的全能性，若WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞分裂能力强、分化程度低的特性，A正确；
B、由题干信息“生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生”，再结合表格信息，WOX5+PLT可能诱导出根，可推测WOX5+PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累，B正确；
C、由题意可知，生长素的生理作用小于细胞分裂素时有利于芽的再生，而抑制ARR5能诱导出芽，可知ARR5被抑制时细胞分裂素较多，故可推测ARR5抑制细胞分裂素积累或降低细胞对细胞分裂素的敏感性，C错误；
D、由题干信息可知，出芽或出根都是生长素与细胞分裂素含量不均衡时才会发生，故可推测体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制，D正确。
故选C。
7、（2023·海南·高考真题）某团队通过多代细胞培养，将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除，获得XO胚胎干细胞，再经过一系列处理，使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是（ ）
A．营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制
B．获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异
C．XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化
D．若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
【答案】A
【分析】动物细胞培养需要满足以下条件：
（1）充足的营养供给—微量元素、无机盐、糖类、氨基酸、促生长因子、血清等。
（2）适宜的温度：36.5℃±0.5℃；适宜的pH：7.2～7.4。
（3）无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
（4）气体环境：95%空气+5%CO2．O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。
【详解】A、营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞也会发生接触抑制，A错误；
B、XO胚胎干细胞中丢失了Y染色体，因而该细胞的获得过程发生了染色体数目变异，B正确；
C、XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化，即细胞的功能发生了特化，因而发生了细胞分化，C正确；
D、若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法，即获得有功能的卵母细胞，进而用于繁育，实现濒危物种的保护，D正确。
故选A。
8、（2023·北京·统考高考真题）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
【答案】D
【分析】单克隆抗体制备流程：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；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】A、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；
B、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；
C、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；
D、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。
故选D。
9、（2022·北京·统考高考真题）将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚腔中，接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠（Mc）。据此分析，下列叙述错误的是（ ）
A．获得Mc的生物技术属于核移植
B．Mc表皮中有两种基因型的细胞
C．注射入的细胞会分化成Mc的多种组织
D．将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠
【答案】A
【分析】胚胎发育的过程：①卵裂期：细胞进行有丝分裂，数量增加，胚胎总体积不增加；②桑葚胚：32个细胞左右的胚胎（之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞）；③囊胚：细胞开始分化，其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织；而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐渐出现囊胚腔（注：囊胚的扩大会导致透明带的破裂胚胎伸展出来，这一过程叫孵化）﹔④原肠胚：内细胞团表层形成外胚层，下方细胞形成内胚层，由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。
【详解】A、内细胞团是已经分化的细胞组成，获得Mc的生物技术并未利用核移植技术，A错误；
B、接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠，说明Mc表皮中有两种基因型的细胞，B正确；
C、内细胞团能发育成胎儿的各种组织，注射的细胞来自黑色小鼠的内细胞团，会分化成Mc的多种组织，C正确；
D、利用胚胎分割技术将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠，D正确。
故选A。
细胞工程主要以选择题为主，情境常与生活、生产、育种、人体健康、制药等紧密联系，结合免疫调节、基因工程考查植物组织培养、体细胞杂交、动物细胞培养、单克隆抗体制备、细胞工程的应用等。
题型01 植物细胞工程及应用
1.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
答案 A 某些次生代谢物合成过程很复杂,难以通过化学合成途径得到,而利用植物细胞培养技术可获得,A正确;可以利用植物细胞培养技术大规模培养植物细胞,来大量获取次生代谢物,B错误;次生代谢物不是植物生长所必需的,含量很低,C错误;该技术主要利用促进细胞增殖增加细胞数量,来提高次生代谢物的产量,D错误。
2、蓝莓细胞富含花青素等多酚类化合物。在蓝莓组织培养过程中,外植体切口处细胞被破坏,多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物,这一过程称为褐变。褐变会引起细胞生长停滞甚至死亡,导致蓝莓组织培养失败。下列叙述错误的是( )
A.花青素通常存在于蓝莓细胞的液泡中
B.适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率以减少褐变
C.在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变
D.宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体
答案 D 花青素等多酚类化合物通常存在于植物细胞的液泡中,在不同pH条件下使花和果实呈现不同的颜色,A正确;在组织培养过程中,适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率,可以剔除易褐变的细胞,减轻多酚类物质对培养物的毒害作用,B正确;培养基中添加合适的抗氧化剂可以抑制多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物,从而减少褐变,C正确;蓝莓成熟叶片中央液泡中富含多酚类化合物,易发生褐变,D错误。
3、下图所示为利用玉米（2n=20）的幼苗芽尖细胞（基因型AaBb）进行实验的流程示意图。下列分析错误的是（ ）
A．在正常情况下，植株甲的基因型是AaBb
B．植株丙是由花粉发育而来的单倍体，基因型可能有4种
C．获得幼苗1和2的过程可体现出体细胞和生殖细胞的全能性
D．秋水仙素能抑制纺锤体的形成，则植株乙的体细胞可能都含有四个染色体组
【答案】D
【解析】
A、①过程为植物组织培养，基因型未发生改变，植株A的基因型是AaBb，A正确；
B、植株丙是由花粉发育而来的单倍体，基因型可能有AB、Ab、aB、ab，4种，B正确；
C、获得幼苗1和2的过程都需要进行植物组织培养，因而可体现出体细胞和生殖细胞的全能性，C正确；
D、秋水仙素抑制纺锤体的形成，使植株乙含两个染色体组，D错误；
4、研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n=14)的优良性状导入普通小麦(2n=42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉,10天后只发现两个杂种幼胚,将其离体培养,产生愈伤组织,进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是( )
A.簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离
B.培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化
C.杂种植株减数分裂时染色体能正常联会
D.杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
答案 C 簇毛麦与普通小麦是两个物种,存在生殖隔离,A正确;在将杂种幼胚离体培养时,幼胚先脱分化形成愈伤组织,继而再分化出根、茎和叶,长成新植株,B正确;形成的新植株含28条染色体,其中有7条染色体来自簇毛麦,有21条染色体来自普通小麦,在减数分裂过程中,染色体不能正常联会,C错误;杂种植株的染色体加倍后,每一条染色体都有与其相同的染色体,在减数分裂过程中,染色体可以正常联会,进而产生可育后代,D正确。
5、两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂
C.过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合
D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
答案 C 分析题图可知,①过程是去除植物细胞的细胞壁,该过程需要使用纤维素酶和果胶酶处理细胞,A正确;结合题干信息分析,过程②的目的是使中间偃麦草原生质体中的染色体发生断裂,断裂后的染色体片段可能能保留在杂种植株中,从而可能培养出耐盐小麦,B正确;过程③是原生质体融合的过程,该过程必须借助一定的技术手段进行人工诱导,而人工诱导的方法有物理法和化学法,灭活的病毒用于动物细胞融合,C错误;结合题干信息和题图中②的处理,可推断耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段,D正确。
6、(2023新课标,35,12分)根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系,根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根瘤的形成,根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。为了寻找抗逆性强的根瘤菌,某研究小组做了如下实验:从盐碱地生长的野生草本豆科植物中分离根瘤菌;选取该植物的茎尖为材料,通过组织培养获得试管苗(生根试管苗);在实验室中探究试管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。回答下列问题。
(1)从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养,可以获得纯培养物,此实验中的纯培养物是 。
(2)取豆科植物的茎尖作为外植体,通过植物组织培养可以获得豆科植物的试管苗。外植体经诱导形成试管苗的流程是:外植体愈伤组织试管苗。其中①表示的过程是 ,②表示的过程是 。由外植体最终获得完整的植株,这一过程说明植物细胞具有全能性。细胞的全能性是指 。
(3)研究小组用上述获得的纯培养物和试管苗为材料,研究接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力,其做法是将生长在培养液中的试管苗分成甲、乙两组,甲组中滴加根瘤菌菌液,让试管苗长出根瘤。然后将甲、乙两组的试管苗分别转入 的培养液中培养,观察两组试管苗的生长状况,若甲组的生长状况好于乙组,则说明 。
(4)若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌,可通过发酵工程获得大量根瘤菌,用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料,在农业生产中使用微生物肥料的作用是 (答出2点即可)。
答案 (1)根瘤菌 (2)脱分化 再分化 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 (3)不含氮 根瘤菌具有固氮能力 (4)增进土壤肥力,改良土壤结构,促进植物生长
解析 (1)根据题干信息“分离根瘤菌进行培养,可以获得纯培养物”可知,纯培养物是根瘤菌。(2)已经分化的细胞可以经过脱分化,即失去其特有的结构和功能,转变成未分化的细胞,进而形成不定形的薄壁组织团块,即愈伤组织。愈伤组织经再分化形成芽、根等器官,发育成试管苗。细胞全能性的概念见答案。(3)具有固氮能力的固氮菌可以固定空气中的氮气,为植物的生长提供氮元素,故应将甲、乙两组的试管苗分别转入不含氮的培养液中培养,若甲组生长状况更好,则说明甲组中滴加的根瘤菌具有固氮能力。(4)见答案。
7、品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状，另一远缘植物乙的细胞质中存在抗除草剂基因，欲将乙细胞质中的抗性基因引入甲中。相关叙述错误的是（ ）
A．过程A中取顶芽细胞进行体细胞杂交有利于获得脱毒苗
B．过程B中常用PEG诱导原生质体融合
C．过程C中只有融合细胞具有完整的细胞结构，可以正常生长
D．杂种植株的抗除草剂基因遵循孟德尔遗传定律
【答案】D
【解析】
A、顶端分生组织几乎不带毒，因此，过程A中取顶芽细胞进行体细胞杂交有利于获得脱毒苗，A正确；
B、流程中A处理可使用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体，B处理可使用聚乙二醇促融，B正确；
C、过程C中只有融合细胞活性部位互补，具有完整的细胞结构，才正常生长，然后将获得的杂种细胞进行组织培养获得杂种植株，C正确；
D、抗除草剂基因不一定插入到细胞核内的染色体上，所以杂种植株的抗除草剂基因不一定遵循孟德尔遗传定律，D错误。
题型02 动物细胞工程及应用
8、CD47是一种跨膜糖蛋白。它可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合，从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1．6~5倍，导致巨噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。为证明抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用，科学家按照如下流程进行了实验，下列叙述不正确的是（ ）
A．①注射 CD47 以诱导特异性B淋巴细胞的增殖
B．从脾脏中取得的B细胞有多种，③中要经过克隆化培养和抗体检测才能获得产生抗CD47的单克隆抗体
C．实验组中巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养体系需放入CO2培养箱
D．对照组中吞噬细胞的吞噬指数显著高于实验组可验证上述推测
【答案】D
【解析】
A、 CD47 是一种抗原，注射CD47 能诱导特异性B淋巴细胞的增殖分化成浆细胞和记忆细胞，A正确;
B、从脾脏中取得的B细胞有多种，③中要经过克隆化培养和抗体检测才能获得产生抗CD47的单克隆抗体，抗体检测的目的就是筛选出既能产生抗CD47抗体又能大量增殖的细胞，B正确;
C、动物细胞培养应放在二氧化碳培养箱， C正确;
D、据单一变量原则可知应设置不加单克隆抗体的巨噬细胞+肿瘤细胞的共培养体系为对照，抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用，没有抗体抑制，CD47对巨噬细胞有抑制作用，对照组中吞噬细胞的吞噬指数显著低于实验组可验证上述推测，D错误。
9、如图所示,将由2种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子,在体外解偶联后重新偶联可制备双特异性抗体,简称双抗。下列说法错误的是( )
A.双抗可同时与2种抗原结合
B.利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞
C.筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原
D.同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞
答案 D 双抗是由两种单抗解偶联后重新偶联制成的,具有双特异性,可同时与2种抗原发生特异性结合,筛选时也需用相应的2种抗原进行检验,A、C正确;抗体可与抗原特异性结合,据此可利用双抗将蛋白类药物运送至靶细胞,B正确;同时注射2种抗原可使B细胞分化形成2种浆细胞,进而产生2种抗体,通常,1种浆细胞只能产生1种抗体,D错误。
10、纳米氧化亚铜是一种纳米材料。为了探究纳米氧化亚铜对贴壁生长细胞活性的影响,研究者在培养基中添加一定量的纳米氧化亚铜,8小时后观察到细胞萎缩,体积变小,细胞核变大,细胞膜内侧出现纳米氧化亚铜富集现象,培养瓶中大量贴壁细胞脱落,出现细胞悬浮。根据该实验现象,能得出的正确结论是( )
A.纳米氧化亚铜改变了细胞的贴壁生长习性
B.纳米氧化亚铜对该细胞生长有抑制作用
C.纳米氧化亚铜能通过自由扩散进入细胞
D.纳米氧化亚铜不影响细胞的新陈代谢
答案 A 细胞贴壁生长会使细胞由于不断增殖产生接触抑制,而纳米氧化亚铜会使贴壁细胞脱落,出现细胞悬浮,因此纳米氧化亚铜改变了细胞的贴壁生长习性,A正确;根据题意可知纳米氧化亚铜促进了细胞的衰老,B错误;由此题干信息“细胞膜内侧出现纳米氧化亚铜富集现象”,说明纳米氧化亚铜能进入细胞,但不能由此推断是通过自由扩散进入细胞的,C错误;纳米氧化亚铜会促进细胞衰老,即影响了细胞的新陈代谢,D错误。
11、如图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程,在人—鼠杂种细胞中人的染色体会以随机方式丢失,通过分析基因产物进行基因定位。现检测细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4种酶活性,只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性,只有Ⅲ具有胸苷激酶活性,Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性。下列相关叙述不正确的有( )
A.加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合
B.细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为人—人、人—鼠、鼠—鼠融合细胞
C.芳烃羟化酶基因位于2号染色体上,乳酸脱氢酶基因位于11号染色体上
D.胸苷激酶基因位于17号染色体上,磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上
答案 B 诱导动物细胞融合的方法有灭活病毒诱导法,故加入灭活仙台病毒的作用是促进动物细胞融合,A正确;题述三种融合细胞为杂种细胞,都保留了人的部分染色体,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ细胞均为人—鼠融合细胞,B错误;根据题干和题图可知,只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性,只有Ⅲ具有胸苷激酶活性,Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性,由三种融合细胞所保留的人类染色体可知,Ⅱ中特有的染色体为2号染色体,Ⅲ中特有的染色体为17号染色体,Ⅰ、Ⅲ中共有而Ⅱ中没有的染色体为X染色体,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中共有的染色体为11号染色体,因此芳烃羟化酶基因位于2号染色体上,胸苷激酶基因位于17号染色体上,磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上,乳酸脱氢酶基因位于11号染色体上,C、D正确。
12、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:
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 。
(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 。
答案 (1)不需要 改变细胞膜结构,使两个细胞接触处细胞膜的脂类分子发生疏散和重组,从而导致细胞膜相互亲和,促进融合 (2)未融合的亲本细胞 融合的具有同种核的细胞 (3)筛选能分泌抗病毒外壳蛋白A单克隆抗体的杂交瘤细胞 (4)④
解析 (1)已免疫脾细胞(含浆细胞)不需要通过原代培养扩大细胞数量;PEG可以改变细胞膜结构,使两个细胞接触处细胞膜的脂类分子发生疏散和重组,从而导致细胞膜相互亲和,促进融合。(2)诱导细胞融合后,会出现杂交瘤细胞、未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞,后两种细胞在HAT培养基中不能生长,杂交瘤细胞可以生长。(3)杂交瘤细胞有多种,需用抗体阳性检测筛选出能分泌抗病毒外壳蛋白A单克隆抗体的杂交瘤细胞。(4)DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成,可催化一个DNA片段3'端的羟基与另一个DNA片段5'端的磷酸基团连接起来。
1．植物体细胞杂交过程中的注意事项
(1)植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖且浓度略大于植物细胞质浓度，目的是蔗糖不仅为原生质体提供营养，而且还能维持一定的渗透压，使原生质体保持正常的形态。
(2)体细胞融合成功后培养基中共有5种细胞类型(A、B、AA、BB、AB)，其中融合细胞类型有3种(AA、BB、AB)，而真正符合要求的是AB，因此要对融合细胞进行筛选。
(3)体细胞杂交过程中涉及的遗传知识：
①从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的形成和结合，应属于无性生殖，变异类型应是染色体数目的变异，但由于含有两个亲本的遗传物质，因此具有两个亲本的遗传性状。
②体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。若一植物细胞含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则新植株应为异源四倍体，其体细胞中染色体为(2x＋2y)条，4个染色体组，基因型为AabbccDd。
③培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传定律，只有在有性生殖进行减数分裂过程中才符合遗传定律，而体细胞杂交没有此过程。
2、细胞融合的过程分析
细胞融合的过程包括细胞膜融合、细胞质融合和细胞核融合，其中细胞膜融合是细胞融合的先导，在细胞膜融合中体现出细胞膜具有一定的流动性。
考点02 胚胎工程
★ 考向1 胚胎移植
1、胚胎移植的生理学基础
（1）胚胎移入基础：哺乳动物排卵后，在一段时间内同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。
（2）胚胎存活基础：受体子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。
（3）胚胎发育基础：供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，且供体胚胎的遗传特性不受影响。
（4）胚胎收集基础：再起胚胎在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，处于游离状态。
★ 考向2 胚胎分割
1、胚胎分割的注意事项：
①对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团，若分割不均，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。
②分割的份数越多，每一份的细胞数会越少，不但难以做到均等分割，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团的细胞所受的影响会越大。因此，分割的份数越多，技术难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。
1、（2023·天津·统考高考真题）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
【答案】D
【分析】动物核移植是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的胚胎，这个胚胎最终发育为动物。
【详解】A、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；
B、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；
C、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；
D、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。
故选D。
2、（2023·广东·统考高考真题）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
【答案】C
【分析】体外受精主要包括：卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精。
（1）卵母细胞的采集和培养①主要方法是：用促性腺激素处理，使其超数排卵，然后，从输卵管中冲取卵子。②第二种方法：从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞或直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。
（2）精子的采集和获能①收集精子的方法：假阴道法、手握法和电刺激法；②对精子进行获能处理：包括培养法和化学诱导法。
（3）受精：在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
【详解】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，因此不需要涉及细胞核移植，所以C正确、ABD错误。
故选C。
3、（2023·浙江·统考高考真题）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
【答案】C
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理（选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理）；②配种或人工授精；③对胚胎的收集、检查、培养或保存（对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段）；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查。
【详解】A、精子需要经过获能处理才具有受精能力，A正确；
B、受精卵经体外培养可获得早期胚胎，B正确；
C、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；
D、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。
故选C。
4、（2022·北京·统考高考真题）将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚腔中，接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠（Mc）。据此分析，下列叙述错误的是（ ）
A．获得Mc的生物技术属于核移植
B．Mc表皮中有两种基因型的细胞
C．注射入的细胞会分化成Mc的多种组织
D．将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠
【答案】A
【分析】胚胎发育的过程：①卵裂期：细胞进行有丝分裂，数量增加，胚胎总体积不增加；②桑葚胚：32个细胞左右的胚胎（之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞）；③囊胚：细胞开始分化，其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织；而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐渐出现囊胚腔（注：囊胚的扩大会导致透明带的破裂胚胎伸展出来，这一过程叫孵化）﹔④原肠胚：内细胞团表层形成外胚层，下方细胞形成内胚层，由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。
【详解】A、内细胞团是已经分化的细胞组成，获得Mc的生物技术并未利用核移植技术，A错误；
B、接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠，说明Mc表皮中有两种基因型的细胞，B正确；
C、内细胞团能发育成胎儿的各种组织，注射的细胞来自黑色小鼠的内细胞团，会分化成Mc的多种组织，C正确；
D、利用胚胎分割技术将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠，D正确。
故选A。
5、（不定项）（2023·江苏·统考高考真题）我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”，研究流程如图所示。下列相关叙述正确的有（ ）

A．猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同，但具有相同的基因组
B．囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成，但表达的基因都不同
C．移植前细胞和囊胚的培养都要放在充满CO₂的培养箱中进行
D．移植后胚胎的发育受母体激素影响，也影响母体激素分泌
【答案】AD
【分析】胚胎干细胞具有全能性，利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”，是利用了胚胎干细胞的全能性。
【详解】A、由于猴的成纤维细胞和胚胎干细胞是由猴胚胎干细胞分裂分化而来，虽然功能不同，但基因组相同，A正确；
B、囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成，但表达的基因有部分不同，但有部分基因所有细胞都表达（如呼吸酶基因），B错误；
C、动物细胞培养和早期胚胎培养需要在95%空气和5%二氧化碳的环境中培养，C错误；
D、胚胎移植后胚胎的发育受母体激素影响，也影响母体激素分泌，D正确。
故选AD。
胚胎工程主要以选择题为主，情境常与人体健康、制药等紧密联系，结合免疫调节、基因工程考查动物细胞核移植技术、干细胞技术等，探究科技前沿，渗透生命观念和社会责任。
题型01 胚胎工程及应用
1、从黑色、白色、黄色鼠的卵裂期胚胎中分别提取部分细胞，制成一个“嵌合胚胎”，再经过早期胚胎培养和胚胎移植后，培育出三色皮毛的嵌合鼠，培育流程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．嵌合鼠培育依据的原理是基因重组和细胞全能性
B．过程①中需利用相关技术去除早期胚胎外的滋养层
C．过程②中可利用灭活病毒诱导卵裂球细胞发生融合
D．过程③操作前需要对代孕母鼠进行同期发情处理
【答案】D
A、嵌合鼠的培育依据的原理是细胞全能性，这里没有涉及基因重组，A错误；
B、卵裂球外还没有形成滋养层，因此过程①中需利用相关技术去除早期胚胎外的透明层，B错误；
C、动物细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞。过程②中是将黑鼠、白鼠和黄鼠的卵裂球嵌合形成“嵌合胚胎”的过程，不需要诱导细胞融合，因此不需要用灭活病毒处理，C错误；
D、过程③为胚胎移植，该过程操作前需对代孕母鼠进行同期发情处理，使胚胎移植入相同的生理环境，D正确。
2、随着生物科学技术的发展，生产动物新个体的方式变得越来越多样化。如图表示胚胎工程技术研究及应用的相关情况，供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是健康的黄牛，下列相关叙述错误的是（ ）
A．应用1中获得的良种小牛为雌性，是无性生殖的产物
B．应用2、3、4所用的受精卵可以不通过人工授精获得
C．应用3过程中对桑葚胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割
D．应用4中的组织和器官是通过对胚胎干细胞进行定向诱导分化得到的
【答案】C
【解析】
A、应用1中获得的小牛为克隆牛，其细胞核遗传物质来源于供体1（荷斯坦高产奶牛），所以良种小牛是雌性，A正确；
B、应用2、3、4所用的受精卵不一定来源于体外受精，也可以来自体内受精，B错误；
C、对囊胚阶段的胚胎进行分割时需要将内细胞团进行均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育，C错误；
D、应用4中细胞为胚胎干细胞，进行定向诱导，可分化形成各种组织和器官，用于器官移植研究，D正确。
3、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
答案 C 用促性腺激素处理,可使雌鼠超数排卵,A正确;在体外受精前,要对小鼠的精子进行获能处理,B正确;胚胎移植前要检查胚胎质量,不同动物胚胎移植的时间不同,例如,牛、羊一般要培养到囊胚或桑椹胚阶段才进行移植,小鼠和家兔等实验动物可在更早的阶段移植,C错误;通过转基因技术可以对小鼠胚胎干细胞进行遗传改造,D正确。
4、某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊,为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代,该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题。
(1)为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液,精液保存的方法是 。在体外受精前要对精子进行获能处理,其原因是 ;精子体外获能可采用化学诱导法,诱导精子获能的药物是 (答出1点即可)。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞,因为卵母细胞达到 时才具备与精子受精的能力。
(2)体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行,该培养液的成分除无机盐、激素、血清外,还含的营养成分有 (答出3点即可)等。将培养好的良种囊胚保存备用。
(3)请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作,以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是 。
答案 (1)低温冷冻保存(-196 ℃液氮中保存) 精子不能直接与卵子受精,必须经获能处理后才能获得受精能力 肝素、Ca2+载体 MⅡ期 (2)有机盐、维生素、氨基酸、核苷酸 (3)对非繁殖期受体母羊注射雌激素使其发情;取保存的囊胚,用分割针处理获得滋养层细胞,对其进行DNA分析和性别鉴定,获得状态良好的雄性囊胚;将筛选得到的胚胎移植入受体母羊子宫内
解析 (1)精液或胚胎的保存方法为低温冷冻保存,也可将精液或胚胎置于-196 ℃的液氮中保存。刚刚排出的精子不能立即与卵子受精,必须获能后才可具备与卵子受精的能力,使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能、将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等;获能液的成分因动物种类不同而有所差异,常见的有效成分包括肝素、Ca2+载体等。动物排出的卵子成熟程度不同,但都需要到MⅡ期时才具备与精子受精的能力。(2)哺乳动物胚胎的培养液成分一般比较复杂,主要包括无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等。(3)为获得具有优良性状的公羊后代,可利用胚胎工程的方法进行操作:对非繁殖期受体母羊进行发情处理,取囊胚的滋养层细胞做DNA分析和性别鉴定,检测其质量,将筛选得到的状态良好的雄性囊胚移植入受体母羊子宫内。
1、胚胎移植的基本程序
eq \x(对供、受体母牛进行选择，并用激素进行同期发情处理)
↓
eq \x(用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理)
↓
eq \x(超数排卵的母牛与优良的公牛进行配种或人工授精)
↓
eq \x(收集胚胎(冲卵))
↓
eq \x(对胚胎进行质量检查、培养或保存)
↓
eq \x(胚胎移植)
↓
eq \x(对受体母牛进行是否妊娠的检查)
↓
eq \x(受体母牛产下胚胎移植的犊牛)
单克隆抗体的制备
（1）制备过程：
（2）单克隆抗体的特点：特异性强、灵敏度高，并可大量制备。
（3）单克隆抗体的应用：
①作为诊断试剂，具有准确、高效、简易、快速的优点。
②用于治疗疾病和运载药物。
（4）制备单克隆抗体过程中两次筛选的目的不同
①第一次筛选是将未融合的B淋巴细胞、骨髓瘤细胞以及B—B融合、瘤—瘤融合的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出杂交瘤细胞。
②第二次筛选是将产生特定抗体的B—瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内取免疫过的B淋巴细胞时会取出很多种，形成的杂交瘤细胞有很多种，所以需筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。
例1、新冠疫情发生后，重庆医科大学免疫研究中心科研团队仅用10天时间，快速成功地研发了新冠病毒（COVID-19）一系列抗体快速筛选技术，并成功获得新冠病毒全人源单克隆抗体。
（1）动物细胞体外培养需要无菌、无毒的环境。保证培养的细胞处于无菌、无毒环境的具体措施有：___________。（至少写出两点）。
（2）单克隆抗体制备过程中，运用了动物细胞融合技术，动物细胞融合是指___________。细胞融合是随机的，经选择性培养的目的是___________。还需进行___________，才能获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
（3）单克隆抗体的优点是___________。
（4）科学家从某些无限增殖细胞的细胞质中分离出了无限增殖调控基因（prG），该基因能激发动物细胞分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更多的思路。除本题描述的制备单克隆抗体技术外，请从不同角度、再简要写出两种制备单克隆抗体的思路：
①________________。
②________________。
【答案】 对培养液和所有培养用具进行无菌处理；在细胞培养液中添加一定量的抗生素；定期更换培养液 两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程 筛选出杂交瘤细胞 克隆化培养和抗体检测 特异性强、灵敏度高、可大量制备 通过基因工程向浆细胞中导入prG 利用核移植技术将浆细胞的细胞核移植到去核的能无限增殖细胞中
【解析】
（1）细胞培养过程需要在无菌、无毒的环境中进行。为了创造上述条件，通常需要对培养液和所有培养用具进行无菌处理；并在细胞培养液中添加一定量的抗生素；还要做到定期更换培养液等。
（2）动物细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个单核细胞的过程。细胞融合是随机的过程，因此需要筛选，第一次筛选是在特定的选择性培养基中进行培养，目的是获得杂交瘤细胞。第二次筛选是抗体检测和克隆化培养，获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。
（3）单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、并可大量制备等优点。
（4）据题意，可以通过基因工程向浆细胞细胞核染色体DNA中导入prG或提取该浆细胞细胞核，和去核的无限增殖细胞融合为重组细胞，进行细胞培养产生单克隆抗体。
例2、美西螈具有很强的再生能力。研究表明，美西螈的巨噬细胞在断肢再生的早期起重要作用。为研究巨噬细胞的作用机制，科研人员制备了抗巨噬细胞表面标志蛋白CD14的单克隆抗体，具体方法如下。回答下列问题：
（一）基因工程抗原的制备
(1)根据美西螈CD14基因的核苷酸序列，合成引物，利用PCR扩增CD14片段。已知DNA聚合酶催化引物的3’—OH与加入的脱氧核苷酸的5’—P形成磷酸二酯键，则新合成链的延伸方向是 （填“ 5’→3’ ”或“ 3’→5’ ”）。

(2)载体和CD14片段的酶切位点及相应的酶切 抗性基因序列如图1所示。用Xh I和Sal 1分别酶切CD14和载体后连接，CD14接入载体时会形成正向连接和反向连接的两种重组DNA．可进一步用这两种限制酶对CD14的连接方向进行鉴定，理由是 。
培养能表达CD14蛋白的大肠杆菌，分离纯化目的蛋白。
（二）抗CD14单克隆抗体的制备流程如图2所示：

(3)步骤①和步骤⑤分别向小鼠注射 和 。
(4)步骤②所用的SP2/0细胞的生长特点是 。
(5)吸取③中的上清液到④的培养孔中，根据抗原—抗体杂交原理，需加入 ① 进行专一抗体检测，检测过程发现有些杂交瘤细胞不能分泌抗CD14抗体，原因是 ② 。
(6)步骤⑥从 中提取到大量的抗CD14抗体，用于检测巨噬细胞。
【答案】(1)5'→3'
(2)正向连接的重组DNA有这两种酶切位点（限制酶的识别序列）；而反向连接的重组DNA会形成新的序列，没有这两种酶的酶切位点（没有限制酶的识别序列）
(3) CD14蛋白/CD14抗原 分泌抗CD14抗体的杂交瘤细胞
(4)能在体外无限增殖
(5) CD14蛋白 参与形成杂交瘤细胞的B淋巴细胞种类多，有的不能分泌抗CD14抗体
(6)小鼠腹水
【分析】1、PCR原理：在解旋酶作用下，打开DNA双链，每条DNA单链作为母链，以4种游离脱氧核苷酸为原料，合成子链，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物，其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。
2、单克隆抗体制备流程：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；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】（1）PCR扩增时，DNA聚合酶催化引物的3'-OH与加入的脱氧核苷酸的5'-P形成磷酸二酯键，因此新链合成的方向是从5'→3'。
（2）可进一步用限制酶XhⅠ和SalⅠ对CD14的连接方向进行鉴定，是因为正向连接的重组DNA有这两种酶切位点（限制酶的识别序列）；而反向连接的重组DNA会形成新的序列，没有这两种酶的酶切位点（没有限制酶的识别序列）。
（3）步骤①是注射特定抗原，针对本实验目的可知，要获得抗CD14单克隆抗体，故应该注射CD14蛋白/CD14抗原；步骤⑤是将分泌抗CD14抗体的杂交瘤细胞注入小鼠体内培养，以获得大量单克隆抗体。
（4）步骤②所用的SP2/0细胞是骨髓瘤细胞，特点是能在体外无限增殖。
（5）根据抗原—抗体杂交原理，应该用CD14蛋白检测其中是否含抗CD14蛋白的抗体。因为形成杂交瘤细胞的B淋巴细胞种类很多，因此有些杂交瘤细胞不能分泌抗CD14抗体。
（6）从制备单克隆抗体的流程可知，将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔后，最终要从小鼠的腹水中提取抗CD14抗体。
例3、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:
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 。
(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 。
答案 (1)不需要 改变细胞膜结构,使两个细胞接触处细胞膜的脂类分子发生疏散和重组,从而导致细胞膜相互亲和,促进融合 (2)未融合的亲本细胞 融合的具有同种核的细胞 (3)筛选能分泌抗病毒外壳蛋白A单克隆抗体的杂交瘤细胞 (4)④
解析 (1)已免疫脾细胞(含浆细胞)不需要通过原代培养扩大细胞数量;PEG可以改变细胞膜结构,使两个细胞接触处细胞膜的脂类分子发生疏散和重组,从而导致细胞膜相互亲和,促进融合。(2)诱导细胞融合后,会出现杂交瘤细胞、未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞,后两种细胞在HAT培养基中不能生长,杂交瘤细胞可以生长。(3)杂交瘤细胞有多种,需用抗体阳性检测筛选出能分泌抗病毒外壳蛋白A单克隆抗体的杂交瘤细胞。(4)DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成,可催化一个DNA片段3'端的羟基与另一个DNA片段5'端的磷酸基团连接起来。
胚胎工程的应用
（1）胚胎移植成功的保障
第一，供、受体生殖器官的生理变化是相同的。
第二，哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。
第三，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
第四，供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。
（2）胚胎移植的意义：加速育种工作和品种改良；大量节省购买种畜的费用；一胎多产；保存优良品种资源和濒危物种；可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
例1、诱导性多能干细胞（iPS细胞）最初是日本科学家山中伸弥（Shinya Yamanaka）于2006年利用病毒载体将四个转录因子（Oct4，Sx2，Klf4和c—Myc）的组合转入分化的体细胞中，使其重编程而得到的类似胚胎干细胞和胚胎APSC多能细胞的一种细胞类型。2007年11月，由中国科学家俞君英领衔的Thmpsn实验室和山中伸弥实验室几乎同时报道，利用iPS技术同样可以诱导人皮肤纤维母细胞成为几乎与胚胎干细胞完全一样的多能干细胞。下图1表示的是我国科学家获得iPS细胞，再将iPS细胞转入小鼠乙体内培养的过程，图⒉表示研究人员利用小鼠（2N=40）获取单倍体胚胎干细胞的一种方法，请回答下列问题：
(1)图1过程中，成纤维细胞转变为iPS细胞，类似于植物组织培养中的_______________过程。
(2)研究人员将iPS细胞团注射人缺乏T细胞的小鼠体内，细胞团能继续生长，由此可推测图1中iPS细胞团逐渐退化的原因可能是_______________。
(3)图2中，研究人员给小鼠丙注射促性腺激素，目的是_______________，再利用SrCl2溶液处理后体外培养至_______________（填序号及名称），再筛选出_______________。
(4)研究发现，单倍体胚胎于细胞有发育全能性，该技术培育的单倍体动物可成为研究_______________（填“显性基因”或“隐性基因”）功能的理想细胞模型。为提高胚胎的利用率，可以采用胚胎分割技术，应该选用发育良好、形态正常的_______________胚进行分割。
(5)胚胎工程最后一道工序的实质是______________________。
【答案】(1)脱分化
(2)小鼠乙发生免疫排斥反应，使得iPS细胞团失去生命力
(3) 使其超数排卵（或是雌性小鼠超数排卵） ④囊胚期 单倍体胚胎干细胞
(4) 隐性基因 桑椹胚或囊
(5)早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
【解析】
【分析】
据图1分析，小鼠甲提取出成纤维细胞与特异性基因结合，形成iPS细胞，导入小鼠乙。据图2分析，对小鼠丙处理，从而获得更多的卵母细胞，再利用SrCl2溶液处理、激活卵母细胞，并在体外培养至囊胚，进而培育成单倍体。
(1)图1过程中，成纤维细胞转变为iPS细胞，即从高度分化的细胞形成分化程度低的细胞，过程类似于植物组织培养中的脱分化过程。
(2)将iPS细胞团注射入缺乏T细胞的小鼠体内，细胞团能继续生长，由此可推测图1中iPS细胞团逐渐退化的原因是小鼠乙（受体）发生免疫排斥反应，使得iPS细胞团失去生命力导致的。
(3)图2中，对实验小鼠丙注射促性腺激素的目的是使其超数排卵，从而获得更多的卵母细胞，再利用SrCl2溶液处理、激活卵母细胞，并在体外培养至④囊胚期，再利用流式细胞仪筛选出单倍体胚胎干细胞。
(4)单倍体胚胎干细胞也能分化，形成不同功能的细胞、组织和器官，该技术培育的单倍体动物可成为研究隐性基因功能的理想细胞模型，因为显性基因在正常的生物体内也能表达。为提高胚胎的利用率，可以采用胚胎分割技术，应该选用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚进行分割。
(5)胚胎工程最后一道工序是胚胎移植，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。
例2、科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆（如图所示）。请结合图示回答下列相关问题：
（1）在进行细胞培养之前，要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分离，形成单个细胞，这个过程中需要利用_________________酶处理。
（2）用于核移植的供体细胞，一般选用传代10代以内的细胞，原因是_____________________________________________。
（3）在进行原代培养时，细胞增殖的方式是____________，此外，细胞增殖还表现出_____________和接触抑制等特点。
（4）将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中，去除卵母细胞的细胞核的目的是_____________________________________。
（5）将重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛后，该母牛就会生出与供体奶牛遗传物质相同的犊牛，但也不是100%的复制，原因最可能是_______________________________________。
【答案】 胰蛋白（或胶原蛋白） 该种细胞代谢旺盛、分裂能力强，且遗传物质没有发生改变 有丝分裂 贴壁生长 使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞 生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制； 生物的性状还受环境因素的影响
【解析】
【分析】
分析题图：图示为转基因奶牛克隆的过程。首先采用基因工程技术将人的生长激素基因导入奶牛的体细胞；然后采用体细胞核移植技术将细胞核移入去核卵母细胞形成重组细胞；再进行早期胚胎培养和胚胎移植得到转基因克隆牛。
【详解】
（1）在进行细胞培养时，要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分散处理，形成单个细胞，这个过程中需要利用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）处理。
（2）传代10代以内的细胞可以保持正常的二倍体核型（或代谢旺盛、分裂能力强，且遗传物质没有发生改变），因此，常用传代10代以内的细胞作为核移植的供体细胞。
（3）进行原代培养时，细胞增殖的方式是有丝分裂；此外，培养过程中还会出现贴壁生长和接触抑制的现象。
（4）将培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中，用去核卵母细胞作受体细胞的原因是：①细胞体积大，易于操作；②卵母细胞质中还含有能够促进细胞核全能性表达的物质和营养条件。去除卵母细胞的细胞核的目的是使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。
（5）生物性状通常主要由细胞核中基因控制，细胞质中基因也能控制少部分性状，且表现型是基因型与环境因素共同作用的结果，所以克隆奶牛的性状与供核奶牛的性状不完全相同。
考点要求
考题统计
考情分析
细胞工程
2023浙江卷（2分）
2023辽宁卷（2分）
2023辽宁卷（2分）
2023江苏卷（2分）
2023山东卷（2分）
【命题规律】
从近些年的各地高考试题分析，本专题命题多以选择题呈现，属于高考必考内容，该考点知识与现实生活息息相关。高考对该考点的考查，常以生活实际、现实热点为切入点，考查考生学以致用、迁移应用的能力。设问的难度设置可分为两个层级，一是基础类设问，属于送分题目，基本上依据教材所学即可答出；二是理解类设问，这类问题难度中等偏上，需要迁移教材知识，分析试题情景，将所学与所考有效“搭桥”才能解答。
【命题预测】
此部分内容会以选择题的形式出现在高考试题中，试题情境将与结合免疫调节、基因工程、进行综合考察，涉及生活、生产、育种、人体健康、制药紧密联系，考查教材知识的内涵和外延，渗透社会责任。
胚胎工程
2023海南卷（2分）
2023广东卷（2分）
2023浙江卷（2分）
2023广东卷（2分）
2022江苏卷（2分）
2022北京卷（2分）
项目
植物组织培养
植物体细胞杂交
原理
植物细胞的全能性
细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
过程
离体的植物器官、组织或细胞→愈伤组织→胚状体→植物体
植物细胞A、B去壁→原生质体A、B→融合的原生质体A、B→杂种细胞→愈伤组织→杂种植株
选材
选取根尖、茎尖、形成层等容易诱导脱分化的部位
不同种植物体细胞
技术操作
脱分化、再分化
还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导细胞融合
关系
植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂
项目
动物细胞培养
动物体细胞核移植
原理
细胞增殖
动物体细胞核的全能性
目的
得到大量细胞活细胞产物
克隆动物
过程
动物组织块→单个细胞→原代培养→胰蛋白酶处理，分瓶→传代培养
供体体细胞→注入去核卵母细胞→重组细胞→重构胚→植入代孕雌性个体→与供体遗传物质基本相同的个体
应用
生产病毒疫苗、干扰素、当克隆抗体等
培养基因工程中常用的受体细胞
用于检测有毒物质以及医学研究等
加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
保护濒危物种，增加存活数量
转基因克隆动物作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白
作为异种移植的供体
用于组织器官的移植等
项目
动物细胞培养
植物组织培养
理论基础
细胞增殖
植物细胞的全能性
培养前处理
无菌；用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使组织分散成单个细胞
无菌、离体
取材
动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
植物幼嫩的部位或花药等
培养基性质
液体
固体
培养基成分
糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等
水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和琼脂等
结果
产生大量细胞，不形成新个体
可产生新个体
应用
人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模化生产
快速繁殖、作物脱毒、细胞产物的工厂化生产和单倍体育种等
相同点
①都需人工条件下的无菌操作；②都需要适宜的温度、pH等条件；③都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂
项目
植物体细胞杂交
动物细胞融合
原理
细胞膜的流动性、细胞的全能性
细胞膜的流动性、细胞增殖
融合前处理
除去细胞壁
使细胞分散开
相关酶
纤维素酶和果胶酶
胰蛋白酶或胶原蛋白酶
诱导方法
物理法：电融合法、离心法；
化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法
物理法：电融合法；
化学法：聚乙二醇(PEG)融合法；
生物法：灭活病毒诱导法
结果
杂种植株
杂交细胞
应用
培育植物新品种
主要用于制备单克隆抗体
意义
突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合
相同点
动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法相似
项目
产生
特点
血清抗体
由B淋巴细胞分泌
一般从血清中分离，产量低、纯度低、特异性差
单克隆抗体
由杂交瘤细胞分泌
特异性强、灵敏度高，能大量制备
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6-BA（mg·L-1）
1
NAA（mg·L-1）
0．05
0．1
0．2
0．3
0．5
-
-
-
-
-
2，4-D（mg·L-1）
-
-
-
-
-
0．05
0．1
0．2
0．3
0．5
不定芽诱导率（%）
68
75
77
69
59
81
92
83
70
61
条件
基因表达产物和相互作用
效应
①
WOX5
维持未分化状态
②
WOX5+PLT
诱导出根
③
WOX5+ARR2，抑制ARR5
诱导出芽