2023年高考生物二輪復(fù)習(xí)　細(xì)胞工程

第一部分專題突破

專題八細(xì)胞工程和基因工程

第1講細(xì)胞工程

【思維導(dǎo)圖】

植

物根.芽等植物體

細(xì)

雜種植株

胞

工

程

植物繁殖的新途徑.作物新品種的培育.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)I

細(xì)

動

胞

物

工

細(xì)

程

胞

工

程

體外受精.胚胎移植.胚胎分割等

【考點梳理】

考點1植物細(xì)胞工程

L理論基礎(chǔ)——植物細(xì)胞具有全能性

I＞細(xì)胞的全能性:細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后,仍然具有產(chǎn)生完整生

物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能。

2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)

⑴概念

I植物組織培養(yǎng):將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等,培養(yǎng)在人

工配制的培養(yǎng)基上,給予適宜的培養(yǎng)條件,誘導(dǎo)其形成完整植株的

技術(shù)。

(2)過程

外植體I脫分色愈傷組織I再分4根、芽等→試管苗I移栽成西完整植株

?主要包括脫分化和再分化。

I＞脫分化:已經(jīng)分化的細(xì)胞失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能,轉(zhuǎn)變成

未分化的細(xì)胞,進(jìn)而形成不定形的薄壁組織團(tuán)塊（愈傷組織）?！?/p>

IA再分化:愈傷組織能重新分化成根、芽等器官的過程?！?/p>

IA生長素和細(xì)胞分裂素是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的

關(guān)鍵性激素,二者的濃度、比例等都會影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。

3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)

I(1)概念:將不同來源的植物體細(xì)胞,在一定條件下融合成雜種

細(xì)胞,并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)。

(2)過程

植物細(xì)胞融合植物組織培養(yǎng)

A細(xì)胞纖維素酶和

果膠酶處理

去壁

愈雜

合

融

傷

原

種

A原生質(zhì)體的

雜種

質(zhì)

生

組

植

人細(xì)胞

織

株

工再脫再

B原生質(zhì)體誘生分分

導(dǎo)出化

“去壁

融合完成的標(biāo)志)

IB向胞I壁

誘導(dǎo)融合的方法：

?物理方法(電融合法.離心法等)

?化學(xué)方法［聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca"-高PH融合法等］

意義:克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,獲得雜種植株。

4.植物細(xì)胞工程的應(yīng)用

(1)植物繁殖的新途徑

IA快速繁殖:快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù),也叫微

型繁殖。高效、快速、保持優(yōu)良品種的遺傳特性。

“作物脫毒:莖尖等病毒極少,甚至無病毒。莖尖組織培養(yǎng)獲

得脫毒苗。

⑵作物新品種的培育

k單倍體育種:花藥花藥離體培可單倍體植株秋水仙素處叫染色體

數(shù)目加倍的正常純合子蟹新品種

A突變體的利用：

誘變處理

外植體些咋愈傷1織*突變體型螃新品種

(3)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)

k目標(biāo)產(chǎn)物:次生代謝產(chǎn)物,如紫草寧、紫杉醇、人參皂昔等。

考點2動物細(xì)胞工程

L動物細(xì)胞培養(yǎng)—動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)

⑴條件

]A無菌、無毒環(huán)境。

IA適宜溫度、PH和滲透壓。

IA適宜的氣體環(huán)境:主要有。2和CC)2。。2是細(xì)胞代謝所必需

的CO?的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。

(2)過程

I取動物組織剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理T制成細(xì)胞

懸液一轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行原代培養(yǎng)一用胰蛋白酶或膠原蛋白酶

處理一分瓶進(jìn)行傳代培養(yǎng)→收集。

IA細(xì)胞貼壁:細(xì)胞貼附在瓶壁上生長增殖的現(xiàn)象。

I＞接觸抑制:當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時,細(xì)胞就

會停止分裂增殖的現(xiàn)象。

⑶干細(xì)胞培養(yǎng)

IA干細(xì)胞包括胚胎干細(xì)胞（簡稱ES細(xì)胞）和成體干細(xì)胞。■

IA胚胎干細(xì)胞:來源于早期胚胎。具有分化為成年動物體內(nèi)

的任何一種類型的細(xì)胞并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織和器官其

至個體的潛能。

IA成體干細(xì)胞:只能分化成特定的細(xì)胞或組織,不具有發(fā)育成

完整個體的能力。

I＞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（簡稱iPS細(xì)胞）:通過體外誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞.

獲得類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞。iPS細(xì)胞可分化成各種細(xì)胞、

組織等,可解決器官移植中器官來源和免疫排斥兩大難題。

2.動物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體

I(1)動物細(xì)胞融合技術(shù)的概念:使兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形

IA融合后形成的雜交細(xì)胞具有原來兩個或多個細(xì)胞遺傳信息。

I＞意義:主要用來制備單克隆抗體。

I(2)誘導(dǎo)融合方法:PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導(dǎo)法

等。

⑶單克隆抗體的制備雜交瘤技術(shù)

免疫小鼠

多種B淋巴細(xì)胞骨骼瘤細(xì)胞

I秀導(dǎo)融合

多種雜交細(xì)胞

I篩選（選擇培養(yǎng)基）

雜交瘤細(xì)胞（多種）

I克隆、篩選（抗體檢測）

雜交瘤細(xì)胞

（抗體檢測呈陽性）

體內(nèi)培養(yǎng)體外培養(yǎng)

（小鼠腹腔內(nèi)）（培養(yǎng)基）

7Y/

單克隆抗體

L雜交瘤細(xì)胞的特點:既能大量繁殖,又能產(chǎn)生抗住。

k單克隆抗體的優(yōu)點:特異性強(qiáng)、靈敏度高,并能大量制備。

(4)單克隆抗體的應(yīng)用

I①作為診斷試劑一單克隆抗體最廣泛的用途

IA準(zhǔn)確識別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異,與特定抗原發(fā)生特異

性結(jié)合作為診斷試劑。如早早孕試劑盒用同位素或熒光標(biāo)記的

單克隆抗體可定位診斷腫瘤、心腦血管疾病等。

I②用于治療疾病和運載藥物

IA抗體-藥物偶聯(lián)物(ADC)：通常由抗體、接頭和藥物三部分

組成。如將細(xì)胞毒素與能特異性識別腫瘤抗原的單克隆抗體結(jié)

合,實現(xiàn)了對腫瘤細(xì)胞選擇性殺傷。單克隆抗體:起靶向運載藥物

的作用。

k單克隆抗體藥物用于治療疾病。

3.核移植技術(shù)和克隆動物

I⑴動物細(xì)胞核移植技術(shù):將動物一個細(xì)胞的細(xì)胞核移入去核

的卵母細(xì)胞中,使這個重新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎,繼而發(fā)育成

動物個體的技術(shù)。

1(2)克隆動物:用核移植的方法得到的動物。

](3)原理:動物細(xì)胞核的全能性。

⑷種類:胚胎細(xì)胞核移植(比較容易)和體細(xì)胞核移植(比較難)。

⑸過程

動

采集牛卵巢中的高產(chǎn)奶牛物

卵母細(xì)胞，在體（供體）細(xì)

外培養(yǎng)到MII期從供體身體的某胞

通過顯微一部位（如耳）培

操作去核.上取體細(xì)胞養(yǎng)

去核的卵母細(xì)胞供體細(xì)胞培養(yǎng)哥

物

細(xì)

動

胞

物

融

早

細(xì)

合

期

胞

胚

核

胎

移

培

植

養(yǎng)

胚

胎

移

植

生出與供體奶牛遺傳

物質(zhì)基本相同的櫻牛

(6)應(yīng)用

IA畜牧業(yè):加速家畜遺傳改良進(jìn)程,促進(jìn)良畜群繁育等?！?/p>

IA醫(yī)藥衛(wèi)生:轉(zhuǎn)基因克隆動物作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)醫(yī)用蛋白

-其他領(lǐng)域:了解胚胎發(fā)育及衰老過程、保護(hù)瀕危物種等。

考點3胚胎工程

1.理論基礎(chǔ)

⑴受精

①包括準(zhǔn)備階段(精子獲能、卵子準(zhǔn)備)和受精階段O

IA精子必須在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后,才能

獲得受精的能力。

A剛排出的卵子需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟,到減數(shù)第二次

分裂(M∏)中期才具備與精子受精的能力。

②受精階段:精子穿越卵細(xì)胞膜外的結(jié)構(gòu)（透明帶）一精子接觸

卵細(xì)胞膜一精子進(jìn)入卵細(xì)胞一雌、雄原核形成T雌、雄原核融

合（實質(zhì)階段）一受精卵。

IA精子接觸卵細(xì)胞膜瞬間,透明帶迅速發(fā)生生理反應(yīng),會阻止

后來的精子繼續(xù)穿過透明帶。

IA精子進(jìn)入卵細(xì)胞后,卵細(xì)胞膜立即發(fā)生生理反應(yīng),防止其他

精子進(jìn)入卵內(nèi)。

彳完成受精的標(biāo)志:卵細(xì)胞膜和透明帶之間出現(xiàn)2個極體。

(2)胚胎早期發(fā)育

I受精卵一2細(xì)胞一4細(xì)胞-8細(xì)胞T桑根胚T囊胚

IA受精卵早期分裂在透明帶內(nèi)進(jìn)行,細(xì)胞數(shù)量增加,但胚胎總

體積不增加,這稱為卵裂。

IA囊胚出現(xiàn)了內(nèi)細(xì)胞團(tuán)、滋養(yǎng)層和囊胚腔。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)

育成胎兒各種組織;滋養(yǎng)層將來發(fā)育成胎膜和胎盤。HHH∣

-孵化:囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大,導(dǎo)致透明帶破裂,胚胎從其中伸展出

來。

2.胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用

(1)體外受精

IA主要包括卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)、精子的采集和獲能、受

精等步驟。

⑵胚胎移植

①概念:將通過體外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同種

的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi),使之發(fā)育為新個體的

技術(shù)。供體:提供胚胎的個體。受體:接受胚胎的個體。

②過程供體母牛受體母牛

...同期發(fā)情處理（促性腺激素）

超數(shù)排卵（促性腺激素）受體發(fā)情

供體

公牛配種i人工授精胚胎移植

*/I

收集胚胎并檢查上水

妊5娠檢3查

具有優(yōu)良性狀的后代

彳供體和受體的生理環(huán)境條件要保持一致。

③實質(zhì):早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。

⑶胚胎分割

①概念:指采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8

等份等,經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。

L選擇發(fā)育良好的,形態(tài)正常的桑根胚或囊胚進(jìn)行分割。分

割囊胚要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。

②特點:后代具有相同的遺傳物質(zhì)o

典型示范一

I細(xì)胞融合技術(shù)有著廣泛應(yīng)用。下圖為細(xì)胞融合的簡略過程,

據(jù)圖回答相關(guān)問題：

有性雜交后代

體細(xì)胞雜交植株

單克隆抗體

細(xì)胞融合

(1)若a、b分別是基因型為yyRr和YYrr兩個玉米品種的花粉,

且這兩對基因分別位于兩對同源染色體上?？茖W(xué)家分別將它們

的花粉除去細(xì)胞壁,然后誘導(dǎo)其融合,再把這些融合細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),

培育出了玉米新品種。

①這兩個品種的花粉可用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)融合，

這些融合細(xì)胞經(jīng)過脫分化形成O

I②若想培育出基因型為yyRR的玉米植株,也可直接用yyRr植

株的花粉培養(yǎng),再經(jīng)過處理并篩選獲得,這種育種方法

叫作O

【答案】（1）①聚乙二醇（PEG）愈傷組織

②秋水仙素單倍體育種

【詳解】（1）①原生質(zhì)體可以用聚乙二醇誘導(dǎo)融合,這些融合細(xì)

胞經(jīng)過脫分化形成愈傷組織。②直接用yyRr植株的花粉（yR、yr）

經(jīng)過秋水仙素處理得到y(tǒng)yRR、yyrr,篩選獲得yyRR,這種育種方

法叫作單倍體育種。

細(xì)胞融合技術(shù)有著廣泛應(yīng)用。下圖為細(xì)胞融合的簡略過程,

據(jù)圖回答相關(guān)問題:

L有性雜交后代

——?體細(xì)胞雜交植株

―單克隆抗體

細(xì)胞融合

⑵若a、b表示番茄和馬鈴薯兩種植物的體細(xì)胞,請據(jù)圖回答:

在“番茄一馬鈴薯”的培育過程中,運用了植物細(xì)胞工程中的

技術(shù),植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志為

a、b細(xì)胞融合之前,要用到的酶是o

【答案】（2）植物體細(xì)胞雜交雜種細(xì)胞再生出新的細(xì)胞壁

纖維素酶和果膠酶

【詳解】（2）在“番茄一馬鈴薯”的培育過程中,運用了植物細(xì)胞

工程中的植物體細(xì)胞雜交技術(shù);植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志為雜

種細(xì)胞再生出新的細(xì)胞壁;a、b細(xì)胞融合之前,要用到的酶是纖維

素酶和果膠酶用于去除細(xì)胞壁。

【重點歸納】植物組織培養(yǎng)技術(shù):將離體的植物器官、組織或

細(xì)胞等,培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上,給予適宜的營養(yǎng)條件,誘導(dǎo)

其形成完整植株的技術(shù)。植物體細(xì)胞雜交過程:先用纖維素酶和

果膠酶去除細(xì)胞壁,獲得原生質(zhì)體,借助物理或化學(xué)方法誘導(dǎo)原生

質(zhì)體融合,得到的雜種細(xì)胞再經(jīng)過誘導(dǎo)形成愈傷組織,并進(jìn)一步發(fā)

育成完整植株。

變式訓(xùn)練一

I某研究所在“神舟四號”飛船進(jìn)入太空后為一對“新人”——黃

花煙草（二倍體）的原生質(zhì)體和革新一號煙草（二倍體）的原生質(zhì)體

舉辦了特殊的“婚禮”。將兩個“新人”放入融合器中,當(dāng)充滿液體

的融合器加上直流電場,兩個原本相互游離的細(xì)胞一下子貼到一

起,開始了“竊竊私語L緊接著,在瞬間高壓脈沖的作用下,兩股細(xì)

胞質(zhì)展開了“心靈溝通，漸漸地,細(xì)胞核也扭擺著“親熱”起來,20

min后,一個新生命就這樣誕生了。地面實驗結(jié)果顯示:這種“太空

煙草”比普通煙草個子矮、株稈粗、煙葉多,是我國太空育種試驗

的一項重大成果。據(jù)此回答下列問題：

⑴由于細(xì)胞的密度不同,因此在地面上進(jìn)行細(xì)胞融合非常困

難。從理論上講,在太空中細(xì)胞更容易融合,可能的原因是

O在顯微鏡下觀察,兩個“新人”的細(xì)胞膜融合在一

起,使細(xì)胞呈圓球狀,這是因為膜具有o

【答案】⑴太空中重力作用很弱一定的流動性

【詳解】（1）由于細(xì)胞的密度不同,在地面上受重力影響,因此在

地面上進(jìn)行細(xì)胞融合非常困難。從理論上講,在太空中細(xì)胞更容

易融合,可能的原因是與地面相比,太空中重力作用很弱,細(xì)胞融

合率大大提高。兩個細(xì)胞的細(xì)胞膜能融合一起,是因為兩者細(xì)胞

膜的組分和結(jié)構(gòu)相似,均具有一定的流動性。

(2)兩種煙草原生質(zhì)體融合時(只考慮兩個細(xì)胞融合),可能出現(xiàn)

種融合結(jié)果,其中類型是我們需要的,融

合完成的標(biāo)志是o此細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)后得到的

植株屬倍體O

【答案】（2）3黃花煙草與革新一號煙草原生質(zhì)體融合融合

細(xì)胞再生細(xì)胞壁四（異源四倍體）

【詳解】（2）植物原生質(zhì)體融合過程常利用化學(xué)試劑聚乙二醇

（或PEG）,若只考慮兩個細(xì)胞融合,則融合后有3種不同類型的原生

質(zhì)體,即黃花煙草—革新一號煙草原生質(zhì)體融合、黃花煙草一黃

花煙草原生質(zhì)體融合、革新一號煙草一革新一號煙草原生質(zhì)體

融合,其中雜種原生質(zhì)體黃花煙草一革新一號煙草原生質(zhì)體融合

是我們所需的。融合細(xì)胞再生細(xì)胞壁是原生質(zhì)體融合完成的標(biāo)

志,該雜種細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)之后得到的植株同時含有黃花煙

草和革新一號煙草的染色體,即異源四倍體。

（3）這種“太空煙草”的培育過程是植物細(xì)胞工程的技

術(shù),該技術(shù)與傳統(tǒng)的有性雜交相比,其突出的優(yōu)點是:o

【答案】（3）植物體細(xì)胞雜交在打破生殖隔離,實現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交

育種,培育植物新品種等方面有優(yōu)勢

【詳解】（3）“太空煙草”的培育是利用相關(guān)技術(shù)將黃花煙草和

革新一號煙草這兩個物種的優(yōu)良性狀集中到一個個體,采用的是

植物細(xì)胞工程的植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。與傳統(tǒng)的有性雜交相比,

能進(jìn)行有性生殖的生物之間不存在生殖隔離,而黃花煙草和革新

一號煙草屬于兩個物種,可見植物體細(xì)胞雜交能在打破生殖隔離,

實現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種,培育植物新品種等方面有優(yōu)勢。

（4廣太空煙草“不一定能穩(wěn)定遺傳,原因是:o

【答案】（4）如果“太空煙草”為純合子,無性繁殖和有性繁殖都

能穩(wěn)定遺傳;如果為雜合子,無性繁殖能穩(wěn)定遺傳,有性繁殖會出

現(xiàn)性狀分離;培養(yǎng)過程中也可能會發(fā)生基因突變,則“太空煙草”不

能穩(wěn)定遺傳

（詳解】（4）通過無性繁殖技術(shù)能使性狀穩(wěn)定遺傳,而能通過有

性生殖穩(wěn)定遺傳的品種一般都是純合子。“太空煙草”不一定能

穩(wěn)定遺傳,如果“太空煙草”為純合子,無性繁殖和有性繁殖都能穩(wěn)

定遺傳;如果為雜合子,無性繁殖能穩(wěn)定遺傳,有性繁殖會出現(xiàn)性

狀分離;培養(yǎng)過程中也可能會發(fā)生基因突變,則“太空煙草”不能穩(wěn)

定遺傳。

典型示范二

下圖為細(xì)胞融合的簡略過程,請據(jù)圖回答:

(1)植物細(xì)胞工程常用的基礎(chǔ)技術(shù)是;動物細(xì)胞工

程各技術(shù)手段的基礎(chǔ)是。

【答案】（1）植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)

【詳解】（1）植物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有植物組織培養(yǎng)、

植物體細(xì)胞雜交,其中植物組織培養(yǎng)是基礎(chǔ)技術(shù),動物細(xì)胞工程包

含的技術(shù)手段有動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞融合等,其中動物細(xì)胞

培養(yǎng)是動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)。

下圖為細(xì)胞融合的簡略過程,請據(jù)圖回答:

(2)若圖中甲、乙是植物細(xì)胞,在細(xì)胞融合之前應(yīng)用處

理,除去；甲細(xì)胞、乙細(xì)胞到丙細(xì)胞的過程中,常用的

化學(xué)試劑是；融合成功的標(biāo)志是o

【答案】（2）纖維素酶和果膠酶細(xì)胞壁聚乙二醇（或PEG）

再生出新的細(xì)胞壁

【詳解】（2）植物體細(xì)胞雜交前,先采用酶解法去除細(xì)胞壁,因此,

若圖中甲、乙是植物細(xì)胞,在細(xì)胞融合之前先采用纖維素酶、果

膠酶處理除去細(xì)胞壁,獲得原生質(zhì)體;誘導(dǎo)甲細(xì)胞、乙細(xì)胞融合常

用的化學(xué)方法是PEG誘導(dǎo),此外還可通過物理的方法進(jìn)行誘導(dǎo);再

生出細(xì)胞壁是原生質(zhì)體融合完成的標(biāo)志。

下圖為細(xì)胞融合的簡略過程,請據(jù)圖回答:

T

⑶與植物細(xì)胞相比,動物細(xì)胞融合特有的方法是---------

【答案】（3）滅活病毒誘導(dǎo)法

【詳解】（3）誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合的方法有:物理方法（電融

合法、離心法等）;化學(xué)方法（聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca?+-高

PH融合法等）。誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法有PEG融合法、電融合

法和滅活病毒誘導(dǎo)法等。顯然滅活病毒誘導(dǎo)法是動物細(xì)胞融合

特有的方法。因此,與植物細(xì)胞相比,動物細(xì)胞融合特有的誘導(dǎo)融

合的方法是滅活病毒誘導(dǎo)法。

下圖為細(xì)胞融合的簡略過程,請據(jù)圖回答:

(4)若利用動物細(xì)胞融合技術(shù)來生產(chǎn)單克隆抗體,應(yīng)將和

進(jìn)行融合,融合后需經(jīng)多次篩選,以得到能產(chǎn)生特定抗體的

雜交瘤細(xì)胞,第一次篩選一般利用進(jìn)行,第二次篩選需

對細(xì)胞進(jìn)行反復(fù)的克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,以篩選出能產(chǎn)生特定

抗體的雜交瘤細(xì)胞。

【答案】（4）B淋巴細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞選擇培養(yǎng)基

【詳解】（4）若利用動物細(xì)胞融合技術(shù)來生產(chǎn)單克隆抗體,應(yīng)將

經(jīng)免疫的B細(xì)胞（效應(yīng)B細(xì)胞）和骨髓瘤細(xì)胞融合,融合后需經(jīng)多次

篩選,以得到能產(chǎn)特異抗體的雜交瘤細(xì)胞,第一次篩選一般利用選

擇培養(yǎng)基（HAT培養(yǎng)基）進(jìn)行,第二次篩選需對細(xì)胞進(jìn)行反復(fù)的克

隆化培養(yǎng)和抗體陽性檢測,以篩選出能產(chǎn)特定抗體的雜交瘤細(xì)胞,

然后在體外條件下大量制備單克隆抗體。

【重點歸納】植物體細(xì)胞雜交實驗的原理是細(xì)胞膜的流動性,

操作流程為去除細(xì)胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合,誘導(dǎo)細(xì)胞融合的方

法有離心、電融合、聚乙二醇融合等,該方法的優(yōu)點是克服遠(yuǎn)緣

雜交不親和,從而獲得雜交植株。

單克隆抗體制備流程:先給小鼠注射特定抗原使之發(fā)生免

疫反應(yīng),之后從小鼠脾臟中獲取已經(jīng)免疫的B淋巴細(xì)胞;誘導(dǎo)B細(xì)

胞和骨髓瘤細(xì)胞融合,利用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞;進(jìn)行抗

體檢測,篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞;進(jìn)行克隆化培養(yǎng)，

即用培養(yǎng)基培養(yǎng)和注入小鼠腹腔中培養(yǎng);最后從培養(yǎng)液或小鼠腹

水中獲取單克隆抗體。

變式訓(xùn)練二

I2006年中國首例帶有抗瘋牛病轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞的克隆牛順利降

生。作為克隆牛,其培育過程如下圖所示：

果第

細(xì)胞培笄

去核的細(xì)胞C

直組細(xì)胞D

克Ii牛丁出生

(1)細(xì)胞A是,細(xì)胞B是

【答案】（1）高度分化的體細(xì)胞卵母細(xì)胞

【詳解】（1）細(xì)胞A是甲牛體內(nèi)已高度分化的體細(xì)胞,細(xì)胞B是

乙牛體內(nèi)的卵母細(xì)胞。去核的卵母細(xì)胞可作為受體細(xì)胞。

2006年中國首例帶有抗瘋牛病轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞的克隆牛順利降

生。作為克隆牛,其培育過程如下圖所示:

乙牛

］采集

甲牛

I果泉細(xì)胞B

I細(xì)胞培養(yǎng)］體外培養(yǎng)

細(xì)胞C

、注入去核/

去核的細(xì)胞C

重組細(xì)跑D

胚胎

克It牛丁出生

⑵一個重組細(xì)胞D發(fā)育成丁牛生出,涉及的細(xì)胞增殖方式

是

【答案】（2）有絲分裂

【詳解】（2）一個重組細(xì)胞D發(fā)育成丁牛生出,屬于個體發(fā)育,其

涉及的細(xì)胞增殖方式只有有絲分裂。

2006年中國首例帶有抗瘋牛病轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞的克隆牛順利降

生。作為克隆牛,其培育過程如下圖所示：

乙牛

］采集

甲牛

細(xì)膽B(tài)

I采集］體外培養(yǎng)

I細(xì)胞培建

MMA細(xì)胞C

注入去核

去核的細(xì)胞C

I

重組細(xì)膽D

I

胚胎

I

胚始在代孕生生

丙興內(nèi)繼續(xù)發(fā)*

I

克*牛丁出生

(3)丁牛的性別和牛的性別相同,原因是O

【答案】（3）甲牛的性別由細(xì)胞內(nèi)的性染色體決定,丁牛的性

染色體與甲牛相同

【詳解】（3）由于牛的性別由細(xì)胞內(nèi)的性染色體決定,而丁牛的

性染色體與甲相同,所以丁牛的性別和甲牛的性別相同。

生作為克隆牛,其培育過程如下圖所示:

豐

果集

細(xì)脆培建

韁胞A一、

去核的細(xì)胞C

I

重組細(xì)膽D

胚的

克It牛丁出生

⑷培育抗瘋牛病克隆牛所使用的技術(shù)手段是

【答案】（4）動物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植和胚胎移植、轉(zhuǎn)基因技術(shù)

【詳解】（4）據(jù)圖可知,培育抗瘋牛病克隆牛所使用的技術(shù)手段

是動物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植和胚胎移植、轉(zhuǎn)基因技術(shù)。

2006年中國首例帶有抗瘋牛病轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞的克隆牛順利降

生。作為克隆牛,其培育過程如下圖所示：

乙牛

［采集

甲牛

［采集細(xì)胞B

“細(xì)胞培養(yǎng)］體外培養(yǎng)

MMA細(xì)泄C

、注入去核"

去核的細(xì)胞C

I

重組細(xì)胞D

I

胚船

I

胚能在代孕曜生

丙東內(nèi)城續(xù)夏*

I

克隆牛丁出生

I(5)上述方法培育出克隆動物,與植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育出完

整的植株相比,獲得的后代在遺傳物質(zhì)方面有什么不同？

【答案】（5）在遺傳物質(zhì)上（不考慮發(fā)育過程中的變異）,植物組

織培養(yǎng)形成的植株與提供體細(xì)胞的植株完全相同,克隆動物體內(nèi)

有卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)的基因,所以克隆動物的遺傳物質(zhì)與提供體細(xì)

胞核的動物不完全相同

【詳解】（5）上述方法培育出克隆動物,與植物組織培養(yǎng)技術(shù)培

育出完整的植株相比,獲得的后代在遺傳物質(zhì)上有區(qū)別。植物組

織培養(yǎng)形成的植株與提供體細(xì)胞的植株完全相同,克隆動物體內(nèi)

有卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)的基因,所以克隆動物的遺傳物質(zhì),與提供體細(xì)

胞核的動物不完全相同。

典型示范三

I“試管嬰兒”技術(shù)是指用人工的技術(shù)陷不孕夫婦的精子和卵細(xì)

胞取出在試管中完成受精,并在試管中培養(yǎng)發(fā)育到一定時期,再將

胚胎移入女性子宮內(nèi)發(fā)育成胎兒。該技術(shù)實現(xiàn)了不孕夫婦當(dāng)爸

爸媽媽的愿望。目前,我國每年試管嬰兒數(shù)量逾20萬例次。試管

嬰兒的培育過程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。

（1）“試管嬰兒”技術(shù)中體外受精主要包括卵母細(xì)胞的采集、精

子的獲取和受精等步驟。首先給不孕妻子注射,使其

超數(shù)排卵,并將沖出的卵子培養(yǎng)到期,然后與獲能的精

子完成體外受精。

【答案】⑴促性腺激素減數(shù)第二次分裂中

【詳解】（1）促性腺激素能促進(jìn)母體超數(shù)排卵。卵細(xì)胞則要培

養(yǎng)到減數(shù)分裂第二次分裂中期（或MIl中）才能與精子結(jié)合。

（2）受精卵早期發(fā)育有一段時間是在透明帶內(nèi)進(jìn)行,這一時期

稱為o當(dāng)早期胚胎發(fā)育到桑植胚期時,移植到妻子的

中繼續(xù)完成胚胎發(fā)育。在植入前,通常取階

段的滋養(yǎng)層進(jìn)行基因檢測等測試。

【答案】（2）卵裂子宮囊胚

【詳解】（2）胚胎發(fā)育的早期有一段時間是在透明帶內(nèi)進(jìn)行的,

這一時期稱為卵裂期,其特點是細(xì)胞分裂方式為有絲分裂,細(xì)胞數(shù)

量不斷增加,但胚胎的總體積并不增加,甚至略有縮小。

當(dāng)早期胚胎發(fā)育到桑根胚期時,移植到妻子的子宮中繼續(xù)

完成胚胎發(fā)育。目前,對胚胎的性別進(jìn)行鑒定的最有效最準(zhǔn)確的

方法是SRY-PCR法,即從被測的囊胚中取出幾個滋養(yǎng)層細(xì)胞,提取

DNA進(jìn)行檢測。

(3)胚胎在植入前還要進(jìn)行染色體檢查,該項技術(shù)對人口優(yōu)生

的益處與對性別比例的潛在影響:①對優(yōu)生的益處是及時發(fā)現(xiàn)染

色體異常遺傳病,有效規(guī)避該類遺傳病;②對性別比例的潛在影響

是O

【答案】⑶非法進(jìn)行胎兒性別鑒定溶易導(dǎo)致人口性別比例失衡

［詳解］(3)胚胎在植入母體前可以進(jìn)行染色體檢查,該項操作對

人口優(yōu)生的益處是規(guī)避染色體遺傳病;對性別比例的潛在影響是

可能用于選擇胎兒性別,非法進(jìn)行胎兒性別鑒定,容易導(dǎo)致人口性

別比例失衡。

（4）要得到“同卵雙胞胎”,采用的技術(shù)是,同卵雙胞

胎性別（填“相同”或“不相同”）

（4）胚胎分割相同

【詳解】（4）來自同一個胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì),因此

采用胚胎分割移植技術(shù)可獲得“同卵雙胞胎，用這種方式誕生

的雙胞胎,其性別相同。

【重點歸納】試管動物技術(shù)是指通過人工操作使卵子和精子

在體外條件下成熟和受精,并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后,再經(jīng)移

植后產(chǎn)生后代的技術(shù)。胚胎分割時,一般采用發(fā)育良好、形態(tài)正

常的桑根胚或囊胚。對囊胚期的胚胎進(jìn)行分割時,要特別注意將

內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,否則會影響分割后的胚胎恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。

來自同一胚胎分割產(chǎn)生的后代具有相同的遺傳物質(zhì),因此,胚胎分

割可以看作動物無性繁殖（或克?。┑姆椒ㄖ?。

變式訓(xùn)練三

I布朗瑞士奶牛泌乳期長、產(chǎn)奶量高,為提高其繁殖效率,科學(xué)］

家進(jìn)行了如圖所示的培育過程?；卮鹣铝袉栴}：

布朗瑞士公牛

I布朗瑞士奶牛色超數(shù)排卵凡自然交配或人工授精駕收集胚胎、

質(zhì)量檢查、液氮冷凍區(qū)本地母牛T妊娠檢查一小牛

I(1)圖中①過程可以使用激素,受體本地母牛和供］

體母牛應(yīng)做處理,使供體、受體的保

持一致。

【答案】（1）促性腺同期發(fā)情生理狀態(tài)

【詳解】（1）圖中①過程常用促性腺激素促進(jìn)布朗瑞士奶牛超

數(shù)排卵。在胚胎移植過程中為了使供、受體具有相同的生理狀

態(tài),需要用激素對供、受體進(jìn)行同期發(fā)情處理。

布朗瑞士奶牛泌乳期長、產(chǎn)奶量高,為提高其繁殖效率,科學(xué)

家進(jìn)行了如圖所示的培育過程?；卮鹣铝袉栴}：

布朗瑞士公牛

I布朗瑞士奶牛9超數(shù)排卵反自然交配或人工授精駕收集胚胎、

質(zhì)量檢查、液氮冷凍里本地母牛T妊娠檢查一小牛

I(2)進(jìn)行④過程前可取期的細(xì)胞

進(jìn)行性別鑒定。

【答案】（2）囊胚滋養(yǎng)層

【詳解】（2）早期胚胎發(fā)育到囊胚期時出現(xiàn)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層

細(xì)胞的分化,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育為胎兒的各種組織,滋養(yǎng)層的細(xì)胞

將來發(fā)育為胎膜和胎盤,因此在圖中④胚胎移植前可以取囊胚期

的滋養(yǎng)層的細(xì)胞進(jìn)行性別鑒定,這樣不影響胚胎的繼續(xù)發(fā)育。

布朗瑞士奶牛泌乳期長、產(chǎn)奶量高,為提高其繁殖效率,科學(xué)

家進(jìn)行了如圖所示的培育過程?；卮鹣铝袉栴}：

布朗瑞士公牛

I布朗瑞士奶牛9超數(shù)排卵反自然交配或人工授精駕收集胚胎、

質(zhì)量檢查、液氮冷凍里本地母牛T妊娠檢查一小牛

I(3)如果要對胚胎進(jìn)行分害［可以選擇或,后］

者需要對進(jìn)行均等分割。目前,分胚胎的

分割和移植效率最高。

【答案】⑶桑根胚囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)二

【詳解】（3）進(jìn)行胚胎分割時,應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑

棋胚或囊胚,選擇囊胚對其進(jìn)行分割時要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分

割,否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。到目前為止,仍

然以二分胚胎的分割和移植效率最高。

真題回顧

1.(2020.天津卷)某植物有A、B兩品種?？蒲腥藛T在設(shè)計品種A

組織培養(yǎng)實驗時,參照品種B的最佳激素配比(見下表)進(jìn)行預(yù)實驗。

品種B細(xì)胞分裂素濃度生長素濃度

組織培養(yǎng)階段______(μmol∕L)____________(μmol∕L)______

I誘導(dǎo)形成愈傷組織________n?j________________∏j_________

∏誘導(dǎo)形成幼芽

________E2________________∏2________

HI誘導(dǎo)生根________?________________?________

據(jù)表回答:

(1)I階段時通常選擇莖尖、幼葉等作為外植體,原因是

【答案】（1）細(xì)胞分化程度低,容易誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織

【詳解】（1）在誘導(dǎo)愈傷組織形成時,通常采用莖尖、幼葉做外

植體,因為這些部位的細(xì)胞分裂能力強(qiáng)、分化程度低,全能性容易

表達(dá),容易誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織。

1.(2020.天津卷)某植物有A、B兩品種?？蒲腥藛T在設(shè)計品種A

組織培養(yǎng)實驗時,參照品種B的最佳激素配比(見下表)進(jìn)行預(yù)實驗。

品種B細(xì)胞分裂素濃度生長素濃度

組織培養(yǎng)階段_____(μmol∕L)__________(μmol∕L)_____

I誘導(dǎo)形成愈傷組織_________∏1J_________________∏j________

∏誘導(dǎo)形成幼芽________∏h________________∏2________

III誘導(dǎo)生根________?________________?h________

據(jù)表回答:

⑵在I、II、HI階段中發(fā)生基因選擇性表達(dá)的是階

段。

【答案】(2)1、II?III

【詳解】(2)1過程愈傷組織形成是離體的植物細(xì)胞脫分化的

結(jié)果,脫分化過程中細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生的明顯改變,成為未分

化狀態(tài);II、III過程形成幼芽、根的過程存在細(xì)胞的分化,分化和

脫分化都存在基因的選擇性表達(dá),故I、II、III階段都存在基因

的選擇性表達(dá)。

1.(2020.天津卷)某植物有A、B兩品種?？蒲腥藛T在設(shè)計品種A

組織培養(yǎng)實驗時,參照品種B的最佳激素配比(見下表)進(jìn)行預(yù)實驗。

品種B細(xì)胞分裂素濃度生長素濃度

組織培養(yǎng)階段______(μmol∕L)____________(μmol∕L)______

I誘導(dǎo)形成愈傷組織_________∏1J________________∏j_______

∏誘導(dǎo)形成幼芽_______∏h______________∏2_______

III誘導(dǎo)生根_______?______________?h_______

據(jù)表回答:

(3)為確定品種A的I階段的最適細(xì)胞分裂素濃度,參照品種B的

激素配比(m∕2.0),以0.5μmol∕L為梯度,設(shè)計5個濃度水平的實驗,細(xì)

胞分裂素最高濃度應(yīng)設(shè)為μmol∕Lo

【答案】⑶叫+1.0

【詳解】（3）根據(jù)題意,表中數(shù)據(jù)為品種B的最佳激素配比,若要

確定品種A的I階段最佳細(xì)胞分裂素濃度,以0.5μmol∕L為梯度，

可參考叫為中間值,故實驗中細(xì)胞分裂素最高濃度可設(shè)為叫+1.0

μmol∕L。

1.(2020.天津卷)某植物有A、B兩品種?？蒲腥藛T在設(shè)計品種A

組織培養(yǎng)實驗時,參照品種B的最佳激素配比(見下表)進(jìn)行預(yù)實驗。

品種B細(xì)胞分裂素濃度生長素濃度

組織培養(yǎng)階段______(μmol∕L)____________(μmol∕L)______

I誘導(dǎo)形成愈傷組織_________∏1J________________∏j_______

∏誘導(dǎo)形成幼芽_______∏h______________∏2_______

III誘導(dǎo)生根_______?______________?h_______

據(jù)表回答:

(4)111階段時,科研人員分別選用濃度低于或高于％μmol∕L的生

長素處理品種A幼芽都能達(dá)到最佳生根效果,原因是處理幼芽時,選

用低濃度生長素時的處理方法為,選用高濃度

生長素時的處理方法為o

【答案】(4)浸泡法(長時間處理)沾蘸法(短時間處理)

【詳解】(4)實驗中用生長素處理插條的方法可選用浸泡法或

沾蘸法,浸泡法時間長、所需濃度低,而沾蘸法處理時間短、所需

濃度高;因此HI過程中分別選用濃度低于或高于電μmol∕L的生長

素處理品種A的幼苗芽,選用低濃度生長素時的處理方法為浸泡

法,時間長,而選用高濃度生長素時處理方法為沾蘸法,時間短,都

能達(dá)到比較適宜的濃度,達(dá)到最佳生根效果。

1.(2020.天津卷)某植物有A、B兩品種。科研人員在設(shè)計品種A

組織培養(yǎng)實驗時,參照品種B的最佳激素配比(見下表)進(jìn)行預(yù)實驗。

品種B細(xì)胞分裂素濃度生長素濃度

組織培養(yǎng)階段______(μmol∕L)____________(μmol∕L)______

I誘導(dǎo)形成愈傷組織_________∏1J________________∏j_______

∏誘導(dǎo)形成幼芽_______∏h______________∏2_______

III誘導(dǎo)生根_______?______________?h_______

據(jù)表回答:

(5)在階段用秋水仙素對材料進(jìn)行處理,最易獲得由

單個細(xì)胞形成的多倍體。

【答案】（5）I

【詳解】（5）秋水仙素可抑制紡錘體形成,導(dǎo)致染色體加倍形成

多倍體,愈傷組織分裂旺盛,故在I階段用秋水仙素處理,最易獲

得由單個細(xì)胞形成的多倍體。

2.（2020.全國I卷）為研制抗病毒A的單克隆抗體,某同學(xué)以小

鼠甲為實驗材料設(shè)計了以下實驗流程。

制備單細(xì)胞懸液

回答下列問題：

⑴上述實驗前必須給小鼠甲注射病毒A,該處理的目的是

【答案】（1）誘導(dǎo)小鼠甲產(chǎn)生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細(xì)胞

【詳解】（1）實驗前給小鼠甲注射病毒A,是為了誘導(dǎo)小鼠甲產(chǎn)生

能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細(xì)胞。

2.（2020.全國I卷）為研制抗病毒A的單克隆抗體,某同學(xué)以小

鼠甲為實驗材料設(shè)計了以下實驗流程。

制備單細(xì)胞懸液

回答下列問題：

（2）寫出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細(xì)胞懸液的主要實驗步

驟:O

【答案】（2）取小鼠甲脾臟剪碎,用胰蛋白酶處理使其分散成單

個細(xì)胞,加入培養(yǎng)液制成單細(xì)胞懸液

【詳解】（2）取小鼠的脾臟,剪碎組織,用胰蛋白酶處理獲得單個

細(xì)胞,加入培養(yǎng)液可以制成單細(xì)胞懸液。

2.(2020.全國I卷)為研制抗病毒A的單克隆抗體,某同學(xué)以小

鼠甲為實驗材料設(shè)計了以下實驗流程。

制備單細(xì)胞懸液

回答下列問題:

(3)為了得到能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞,需要

進(jìn)行篩選。圖中篩選1所采用的培養(yǎng)基屬于,

使用該培養(yǎng)基進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的結(jié)果是oI

圖中篩選2含多次篩選,篩選所依據(jù)的基本原理是o

【答案】（3）選擇培養(yǎng)基只有雜交瘤細(xì)胞能夠生存

抗原與抗體的反應(yīng)具有特異性

【詳解】（3）圖中篩選1需要用到選擇培養(yǎng)基,只有雜交瘤細(xì)胞

可以存活。篩選2是為了獲得能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞,該

過程要用到抗原抗體雜交,故篩選所依據(jù)的原理是抗原一抗體反

應(yīng)具有特異性。

2.（2020.全國I卷）為研制抗病毒A的單克隆抗體,某同學(xué)以小

鼠甲為實驗材料設(shè)計了以下實驗流程。

制備單細(xì)胞懸液

回答下列問題：

I（4）若要使能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞大量增

殖,可采用的方法有O（答出2點即可）。

【答案】（4）將雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖;將雜交瘤細(xì)

胞在體外培養(yǎng)

【詳解】（4）獲得能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞

后,可以在體外培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng),或在小鼠的腹腔中進(jìn)行培養(yǎng)，

使雜交瘤細(xì)胞大量增殖。

3.（2020.全國III卷）W是一種具有特定功能的人體蛋白質(zhì)。某

研究小組擬仿照制備乳腺生物反應(yīng)器的研究思路,制備一種膀胱

生物反應(yīng)器來獲得W,基本過程如圖所示O

I受精加陽阜期胚胎陽代孕母體HW麗麗If麻卜啊

⑴步驟①中需要使用的工具酶有O步驟②和③

所代表的操作分別是和

步驟④稱為________________

【答案】⑴限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶顯微注射

早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植

【詳解】（1）由分析可知,步驟①為構(gòu)建基因表達(dá)載體,需使用同

種限制酶切割目的基因和運載體,再由DNA連接酶連接黏性末端,

形成重組表達(dá)載體;步驟②為顯微注射;步驟③為早期胚胎培養(yǎng)；

步驟④為胚胎移植。

3.（2020.全國III卷）W是一種具有特定功能的人體蛋白質(zhì)。某

研究小組擬仿照制備乳腺生物反應(yīng)器的研究思路,制備一種膀胱

生物反應(yīng)器來獲得W,基本過程如圖所示O

∣??動物II雌性動物IIVv基因I我體

`,■

精子II卵子

一]②重組表達(dá)載體

I受精加陽阜期胚胎陽代孕母體HW麗麗If麻卜啊

（2）與乳腺生物反應(yīng)器相比,用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)W