第一部分專題復習專題七生物技術與工程考點2細胞工程脈絡梳理連點成網植物組織培養是植物細胞工程的基礎，植物體細胞雜交克服了遠緣雜交不親和的障礙，植物細胞工程在農業、醫藥工業等方面有廣泛的應用；動物細胞培養是動物細胞工程的基礎，動物細胞融合技術為單克隆抗體的制備提供重要技術，動物體細胞核移植技術可產生相同遺傳背景的動物，為模型動物的培養提供了支持；胚胎工程技術包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等。重要概念優化檢測[例1]辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫藥工業等領域。辣椒素的獲得途徑如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A．要獲得脫毒苗，通常需要對外植體進行莖尖組織培養B．通常需用體積分數為50%的酒精對外植體進行消毒C．通過液體培養基來大量培養高產細胞系，可以實現對辣椒素的工業化生產D．誘導愈傷組織分化成根還是芽，需要通過平衡生長調節劑的配比進行調控答案解析解析外植體消毒所用酒精的體積分數為70%，B錯誤。重要概念1植物細胞工程包括組織培養和體細胞雜交等技術[例2]下圖為植物體細胞雜交及組織培養過程示意圖。下列說法不正確的是(

)A．高爾基體在過程③中發揮了重要作用B．過程④、⑤說明雜種細胞具有全能性C．若原生質體A、B均含有兩個染色體組，則理論上雜種植株為四倍體D．過程①需要將細胞A、B置于低滲溶液中，過程②通常用聚乙二醇處理答案解析解析過程①需要將植物細胞A、B置于等滲溶液中，不能放在低滲溶液中，防止去除細胞壁后，原生質體吸水漲破。[例3]

(多選)紫草寧具有抗菌、消炎等效果，可通過植物組織培養技術培養出愈傷組織，從愈傷組織的細胞中提取紫草寧，大大加快了紫草寧的生產進程。下列敘述不正確的是(

)A．紫草離體的葉片滅菌后可作外植體B．愈傷組織通過減數分裂進行細胞增殖C．破碎愈傷組織細胞能提高紫草寧的提取率D．愈傷組織生產紫草寧體現了細胞的全能性答案解析解析紫草離體的葉片消毒后可作外植體，A錯誤；愈傷組織細胞不能進行減數分裂，其通過有絲分裂進行細胞增殖，B錯誤；細胞的全能性是指細胞經分裂和分化后，仍然具有產生完整生物體或分化成其他各種細胞的潛能，愈傷組織生產紫草寧不能體現細胞的全能性，D錯誤。[練]用一片蘭花葉子，可以培養很多蘭花。所涉及的主要生物學原理和技術是什么？答案答案原理：植物細胞全能性；技術：植物組織培養。[例4]

(2022·湖北，7)某興趣小組開展小鼠原代神經元培養的研究，結果發現其培養的原代神經元生長緩慢，其原因不可能的是(

)A．實驗材料取自小鼠胚胎的腦組織B．為了防止污染將培養瓶瓶口密封C．血清經過高溫處理后加入培養基D．所使用的培養基呈弱酸性答案重要概念2動物細胞工程包括細胞培養、核移植、細胞融合和干細胞的應用等技術[例5]下列關于動物細胞融合的說法不正確的是(

)A．動物細胞融合也稱細胞雜交，是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的技術B．動物細胞融合需要用纖維素酶處理C．動物細胞融合時需要人工誘導D．常用的誘導動物細胞融合的因素有：聚乙二醇、滅活的病毒、電激等答案[例6]

CD47是一種跨膜糖蛋白。它可與巨噬細胞表面的信號調節蛋白結合，從而抑制巨噬細胞的吞噬作用。肺癌、結腸癌等多種腫瘤細胞表面的CD47含量比正常細胞高1.6～5倍，導致巨噬細胞對腫瘤細胞的清除效果減弱。為證明抗CD47的單克隆抗體可以解除CD47對巨噬細胞的抑制作用，科學家按照如下流程進行了實驗。下列敘述不正確的是(

)A．多次進行步驟①的目的是獲得更多分泌抗CD47抗體的漿細胞B．步驟②中可以利用聚乙二醇或滅活的病毒誘導完成細胞融合C．經篩選可得到既能產生抗CD47抗體又能無限增殖的雜交瘤細胞D．對照組應在巨噬細胞＋正常細胞共培養體系中加入單克隆抗體答案解析解析多次進行步驟①的目的是加強免疫，獲得更多分泌抗CD47抗體的漿細胞，A正確；誘導動物細胞融合可以利用聚乙二醇或滅活的病毒，B正確；經兩次篩選可得到既能產生抗CD47抗體又能無限增殖的雜交瘤細胞，C正確；對照組應在巨噬細胞＋腫瘤細胞共培養體系中不加入單克隆抗體，D錯誤。[例7]

(2022·山東，15)如圖所示，將由2種不同的抗原分別制備的單克隆抗體分子，在體外解偶聯后重新偶聯可制備雙特異性抗體，簡稱雙抗。下列說法錯誤的是(

)A．雙抗可同時與2種抗原結合B．利用雙抗可以將蛋白類藥物運送至靶細胞C．篩選雙抗時需使用制備單克隆抗體時所使用的2種抗原D．同時注射2種抗原可刺激B細胞分化為產雙抗的漿細胞答案解析解析根據抗原和抗體發生特異性結合的原理推測，雙抗可同時與2種抗原結合，A正確；抗原與抗體能夠發生特異性結合，雙抗既可以特異性作用于靶細胞，又可以特異性攜帶蛋白類藥物，所以利用雙抗可以將蛋白類藥物運送至靶細胞，從而使藥物發揮相應的作用，B正確；雙抗是將由2種不同的抗原分別制備的單克隆抗體分子在體外解偶聯后重新偶聯形成的，可同時與這兩種抗原結合，因此，篩選雙抗時需使用制備單克隆抗體時所使用的2種抗原來進行抗原—抗體檢測，從而實現對雙抗的篩選，C正確；同時注射2種抗原可刺激不同B細胞分化形成不同的漿細胞，而不是分化成產雙抗的漿細胞，D錯誤。[例8]

(多選)我國科學家利用基因編輯技術，獲得一只生物節律核心基因BMAL1敲除的獼猴。取其成纖維細胞與去核的卵母細胞融合，發育形成的早期胚胎植入代孕雌猴，獲得5只克隆猴，用于研究節律機制。以下敘述不正確的是(

)A．克隆猴基因組成差異小，作為實驗動物便于研究B．可通過電融合法使去核卵母細胞和成纖維細胞融合C．受精卵經基因編輯后形成的胚胎可發育為克隆猴D．克隆猴的獲得體現了動物體細胞具有全能性答案解析解析由于克隆猴基因組成差異小，用克隆猴作為實驗動物，有利于使實驗中的無關變量得到控制，有利于增強實驗的可信度，A正確；受精卵經基因編輯后形成的胚胎發育成的個體不能叫作克隆猴，克隆猴是通過核移植技術獲得的重構胚發育而成的，C錯誤；動物細胞核含有該物種的全套遺傳信息，克隆猴的獲得體現了動物體細胞的細胞核具有全能性，D錯誤。[例9]

(多選)(2021·遼寧適應性測試改編)下列有關干細胞的敘述，正確的是(

)A．干細胞是具有分裂和分化能力的細胞B．造血干細胞可定向誘導分化成機體所有種類的細胞C．誘導多能干細胞(iPS)移植回病人體內治療疾病，可避免免疫排斥反應D．移植胚胎干細胞可使退化的組織得以修復并恢復正常功能答案解析解析造血干細胞可分化形成血細胞，胚胎干細胞在一定條件下可定向誘導分化成機體所有種類的細胞，B錯誤；當身體某一類細胞功能退化時，可以通過誘導胚胎干細胞定向分化來及時修復，并恢復正常功能，D正確。[例10]

(2020·全國卷Ⅰ)為研制抗病毒A的單克隆抗體，某同學以小鼠甲為實驗材料設計了以下實驗流程。回答下列問題：(1)上述實驗前必須給小鼠甲注射病毒A，該處理的目的是__________________________________________________________。(2)寫出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細胞懸液的主要實驗步驟：______________________________________________________________________________________。誘導小鼠甲產生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細胞取小鼠甲脾臟剪碎，用胰蛋白酶處理使其分散成單個細胞，加入培養液制成單細胞懸液(3)為了得到能產生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細胞，需要進行篩選。圖中篩選1所采用的培養基屬于______________，使用該培養基進行細胞培養的結果是__________________________。圖中篩選2含多次篩選，篩選所依據的基本原理是______________________________。(4)若要使能產生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細胞大量增殖，可采用的方法有______________________________________________________________(答出2點即可)。選擇培養基只有雜交瘤細胞能夠生存抗原與抗體的反應具有特異性將雜交瘤細胞注射到小鼠腹腔內增殖；將雜交瘤細胞在體外培養解析解析(3)圖中篩選1需要用到選擇培養基，只有雜交瘤細胞可以存活。篩選2是為了獲得能產生特定抗體的雜交瘤細胞，該過程要用到抗原—抗體雜交，故篩選所依據的原理是抗原與抗體的反應具有特異性。(4)獲得能產生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細胞后，可以在體外培養液中進行培養，或在小鼠的腹腔中進行培養，使雜交瘤細胞大量增殖。[例11]

(2021·湖南選擇性考試改編)M基因編碼的M蛋白在動物A的肝細胞中特異性表達。現設計實驗，將外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通過核移植、胚胎培養和胚胎移植等技術獲得M基因失活的轉基因克隆動物A，流程如圖所示。回答下列問題：(1)在構建含有片段F的重組質粒過程中，切割質粒DNA的工具酶是_________________________________，這類酶能將特定部位的兩個核苷酸之間的________________斷開。(2)在無菌、無毒等適宜環境中進行動物A成纖維細胞的原代和傳代培養時，需要定期更換培養液，目的是_______________________________________________________________________________________。限制性內切核酸酶(限制酶)磷酸二酯鍵

清除代謝產物，防止細胞代謝產物積累對細胞自身造成危害，同時給細胞提供足夠的營養(3)與胚胎細胞核移植技術相比，體細胞核移植技術的成功率更低，原因是________________________________________________________________________________________________。(4)鑒定轉基因動物：以免疫小鼠的________淋巴細胞與骨髓瘤細胞進行融合，篩選融合雜種細胞，制備M蛋白的單克隆抗體。簡要寫出利用此抗體確定克隆動物A中M基因是否失活的實驗思路______________________________________________________________。

動物胚胎細胞分化程度低，恢復其全能性相對容易，動物體細胞分化程度高，恢復其全能性十分困難B取克隆動物A的肝組織細胞，提取蛋白質進行抗原—抗體雜交解析解析(4)先給小鼠注射特定抗原使之發生免疫反應，之后從小鼠脾臟中獲取已經免疫的B淋巴細胞；誘導B細胞和骨髓瘤細胞融合，利用選擇培養基篩選出雜交瘤細胞，制備M蛋白的單克隆抗體；若要利用此抗體確定克隆動物A中M基因是否失活，如果M基因已經失活，則克隆動物A的肝細胞中無法產生M蛋白，則可利用抗原—抗體雜交技術進行檢測。故實驗思路為：取克隆動物A的肝組織細胞，提取蛋白質進行抗原—抗體雜交。[練1]說出動物細胞工程在現實生活中應用的2個實例。答案培養動物細胞用于物質毒性檢測；用抗人絨毛膜促性腺激素單克隆抗體做成“早早孕診斷試劑盒”等。[練2]在優良奶牛的繁殖中，經常會用到體細胞核移植技術和胚胎細胞核移植技術。請簡要說出兩種技術的主要區別。答案供體細胞不同，體細胞核移植的供體細胞是體細胞，胚胎細胞核移植的供體細胞是胚胎細胞；體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植。答案[例12]關于胚胎發育過程中桑葚胚和囊胚的比較，以下說法不正確的是(

)A．囊胚期的細胞出現了細胞分化，但遺傳物質未發生改變B．桑葚胚期所有細胞DNA總量小于囊胚期所有細胞DNA總量C．桑葚胚期的各細胞分化程度低，全能性容易實現D．囊胚期內細胞團和滋養層細胞差異是由遺傳物質不同造成的答案解析解析囊胚期內細胞團和滋養層細胞是分化的結果，二者遺傳物質是相同的。重要概念3對動物早期胚胎或配子進行顯微操作和處理以獲得目標個體[例13]

(2022·全國甲卷，38，改編)某牧場引進一只產肉性能優異的良種公羊，為了在短時間內獲得具有該公羊優良性狀的大量后代，該牧場利用胚胎工程技術進行了相關操作。回答下列問題：(1)為了實現體外受精需要采集良種公羊的精液，精液保存的方法是________________。在體外受精前要對精子進行獲能處理，其原因是____________________________________________________________。利用該公羊的精子進行體外受精需要發育到一定時期的卵母細胞，因為卵母細胞達到________________________時才具備與精子受精的能力。冷凍保存剛排出的精子必須在雌性生殖道內發生相應生理變化后才能受精減數第二次分裂中期(2)請以保存的囊胚和相應數量的非繁殖期受體母羊為材料進行操作，以獲得具有該公羊優良性狀的后代。主要的操作步驟是____________________________________________________________________________________________________________________________________。

對受體母羊進行同期發情處理，將保存的囊胚進行胚胎移植，對受體母羊進行是否妊娠的檢查，一段時間后受體母羊產下具有該公羊優良性狀的后代[例14]

(2022·廣東開學考)如圖為純種荷斯坦小奶牛的繁殖過程，請回答下列問題：(1)為讓供體母牛進行超數排卵，需要給母牛注射____________。從供體母牛采集的卵母細胞都需要進行體外培養，其目的是________________。從優秀種公牛采集的精子需________后才能進行受精作用。(2)胚胎在早期培養時，培養液中除含有無機鹽和有機鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養成分，以及________等物質。如需對初期胚胎進行性別鑒定，宜取囊胚期的________細胞進行鑒定。(3)如果培育轉基因荷斯坦奶牛，可采用___________技術將藥用蛋白基因導入到________中。在檢測受體細胞的染色體DNA上是否插入了目的基因時，常采用_______技術進行檢測。促性腺激素使卵母細胞成熟獲能血清滋養層顯微注射受精卵PCR新題嚴選洞察趨勢例(2020·北京等級考)研究者以擬南芥根段作為組織培養材料，探討了激素誘導愈傷組織分化生芽的機制。(1)離體的擬南芥根段在適宜條件下可以培育出完整的植株，說明植物細胞具有__________。在組織培養過程中，根段細胞經過__________形成愈傷組織，此后調整培養基中細胞分裂素(CK)與生長素的比例可誘導愈傷組織分化。全能性脫分化(2)在愈傷組織生芽過程中，CK通過ARRs(A)基因和WUS(W)基因起作用。為探討A基因與W基因的關系，將A基因功能缺失突變體(突變體a)和野生型的愈傷組織分別置于CK與生長素比例高的(高CK)培養基中誘導生芽，在此過程中測定W基因的表達量。圖1中，野生型的W基因表達量與高CK誘導時間的關系是_____________________________________________________________。分析圖1結果可得出的結論是：在高CK誘導下A基因促進W基因表達。得出結論的依據為：與野生型相比，__________________________________。野生型的W基因的相對表達量隨高CK誘導時間延長而增加突變體a的W基因的相對表達量較少(3)用轉基因方法在上述突變體a中過量表達W基因，獲得材料甲。將材料甲、突變體a和野生型三組愈傷組織在高CK培養基中培養，三組愈傷組織分化生芽的比例如圖2，由此能得出的結論包括________。A．A基因在愈傷組織分化生芽的過程中起作用B．W基因的表達產物調控A基因的表達C．缺失A基因時W基因表達不能促進生芽D．過量表達W基因可使生芽時間提前AD[練1－1]為了探究6－BA和IAA對某菊花品種莖尖外植體再生叢芽的影響，某研究小組在MS培養基中加入6－BA和IAA，配制成四種培養基(見下表)，滅菌后分別接種數量相同、生長狀態一致、消毒后的莖尖外植體，在適宜條件下培養一段時間后，統計再生叢芽外植體的比例(m)，以及再生叢芽外植體上的叢芽平均數(n)，結果如下表所示。請分析回答：培養基編號濃度/(mg·L－1)m/%n/個6－BAIAA10.5076.73.120.177.46.130.266.75.340.560.05.0(1)按照植物的需求量，培養基中無機鹽的元素可分為___________和___________兩類。上述培養基中，6－BA屬于__________________類調節劑。(2)在該實驗中，自變量是________，取值范圍是______________。因變量是______________________________________________________________。(3)從實驗結果可知，誘導叢芽總數量最少的培養基是________號培養基。(4)為了誘導該菊花試管苗生根，培養基中一般不加入或少加入________(填“6－BA”或“IAA”)。大量元素微量元素細胞分裂素IAA濃度0～0.5mg·L－1再生叢芽外植體的比例(m)和再生叢芽外植體上的叢芽平均數(n)16－BA[練1－2]鐵皮石斛是我國名貴中藥，生物堿是其有效成分之一，應用組織培養技術培養鐵皮石斛擬原球莖(簡稱PLBs，類似愈傷組織)生產生物堿的實驗流程如下：在固體培養基上，PLBs的重量、生物堿含量隨培養時