新人教生物一轮复习学案：第37讲 植物细胞工程和动物细胞工程（教师版）

新人教生物一轮复习学案
第37讲 植物细胞工程和动物细胞工程
【素养目标】　1.以生命观念为指导，结合内环境的理化性质，理解细胞、组织培养的所需条件和一般过程。(生命观念　科学思维)　2.运用所学生物知识，结合教材图解，理解细胞杂交、核移植的原理和技术流程。(生命观念　科学思维)　3.阅读相关资料，列举植物组织培养、植物体细胞杂交技术在生产实践中的应用，用生命观念解释植物细胞工程给人们带来的影响。(生命观念　科学思维　社会责任)
考点一　植物细胞工程
1．细胞工程的概念
2．植物组织培养
(1)细胞全能性：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。
(2)植物组织培养：是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
(3)流程简图
外植体植株
①脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞，失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞的过程。
②再分化：愈伤组织重新分化形成芽、根等器官的过程。
【拾遗补缺】　(1)源于选择性必修3 P36“注意”
①实验中使用的培养基和所有的器械都要灭菌。接种操作必须在酒精灯火焰旁进行，并且每次使用后的器械都要灭菌。
②接种时注意外植体的方向，不要倒插。
③诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。
(2)源于选择性必修3 P116“附录1”
①诱导菊花愈伤组织的培养基：在MS培养基中加入BA(苄基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)，质量浓度均为0.5 mg/L。
②诱导菊花生芽的培养基：在MS培养基中加入BA和NAA，质量浓度分别为2～3 mg/L和0.02～0.3 mg/L。
③诱导菊花生根的培养基：将上述MS培养基中NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O和CaCl2·2H2O的用量减半，并添加NAA或IAA(吲哚乙酸)，质量浓度均为0.1 mg/L。
3．植物体细胞杂交技术
(1)概念：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
(2)操作流程
①去壁：对应图中a过程，即去除细胞壁，获得具有活力的原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
②诱导融合：对应于图中b过程，即原生质体的融合。
③培养：过程d是植物组织培养，其原理是植物细胞的全能性。
(3)意义：在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
【拾遗补缺】　源于选择性必修3 P36“正文”：为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？
提示　主要原因是生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯—番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，不能像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。
4．植物细胞工程的实际应用
(1)植物繁殖的新途径
①快速繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫微型繁殖。
【注意】　微型繁殖是无性繁殖，进行有丝分裂，其遗传物质不变。
特点
②作物脱毒
(2)作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用。
(3)细胞产物的工厂化生产
①次生代谢物：是一类小分子有机化合物，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。
【拾遗补缺】　源于选择性必修3 P41“相关信息”：初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，因此，在整个生命过程中一直进行着；次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织和器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
②细胞产物的工厂化生产：人们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。
③植物细胞培养：是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
(1)愈伤组织的形成需要光照(　　)
(2)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(　　)
(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(　　)
(4)植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是再生出新的细胞壁(　　)
(5)突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理，而工厂化生产的细胞产物也是来自愈伤组织细胞(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√
1．植物组织培养技术——菊花的组织培养
(1)操作步骤
取材、 消毒 ①用流水充分冲洗外植体(幼嫩的茎段)；酒精擦拭双手和超净工作台；②外植体的消毒：用酒精消毒30 s，然后立即用无菌水清洗2～3次；再用次氯酸钠溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次；③用解剖刀将外植体切成0.5～1 cm长的小段
接种 将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基，诱导脱分化，长出愈伤组织
转接 ①将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上；②长出芽后再转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗
移栽 将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土
2.植物激素对植物组织培养的影响
(1)按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果
使用顺序 实验结果
先使用生长素，后使用细胞分裂素 有利于细胞分裂，但细胞不分化
先使用细胞分裂素，后使用生长素 细胞既分裂也分化
同时使用 分化频率提高
简记：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化频率高
(2)当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向
生长素/细胞分裂素 植物细胞的发育方向
比值高 有利于根的分化、抑制芽的形成
比值低 有利于芽的分化、抑制根的形成
比值适中 促进愈伤组织的形成
简记：“高”根，“低”芽，“中”愈伤
3.植物体细胞杂交与植物有性杂交中遗传物质的变化
设白菜细胞含2x条染色体，2个染色体组；甘蓝细胞含2y条染色体，2个染色体组。
项目 不同物种体细胞杂交 不同物种有性杂交 同一物种杂交
过程
子代染色体数目 2x＋2y x＋y 2x(白菜)或2y(甘蓝)
子代染色体组数 4 2 2
子代是几倍体 异源四倍体 异源二倍体 同源二倍体
子代是否可育 可育 不可育 可育
繁殖方式 无性繁殖 有性繁殖 有性繁殖
变异类型 染色体变异 染色体变异 —
[典例剖析]
(2022·辽宁卷，14)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
D　[液泡中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等，其中的色素是指水溶性色素，如花青素，A正确；适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率可减少氧化剂的浓度，从而减少褐变，B正确；根据题干信息：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，可知在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变，C正确；一般选用代谢旺盛、再生能力强的器官或组织为材料制备外植体，D错误。]
【名师点拨】　掌握信息转化能力
信息提取 信息1：褐变
信息2：花青素
信息转化 1.多酚类化合物被氧化
2.分布于液泡中
素养考查 科学思维：逻辑思维能力 科学探究：实施方案的能力
【角度转换】　提升语言表达能力
植物体细胞原生质体融合成功的标志是：杂种细胞再生出细胞壁。
考向一　植物组织培养
1．(2022·浙江6月选考，23)下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是(　　)
A．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D．不带叶片的菊花茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株
D　[自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用70%酒精，再用无菌水清洗，再用5%次氯酸钠消毒处理，最后再用无菌水清洗，A错误；培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染，并不影响气体交换，B错误；组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软，持水性也较好，有利于幼苗的生根和叶片的生长，C错误；不带叶片的菊花茎切段可以通过植物组织培养分化出芽和根这种器官发生的途径形成完整的菊花植株，D正确。]
2．(2023·厦门高三检测)植物细胞的悬浮培养是指将植物细胞或较小的细胞团悬浮在液体培养基中进行培养，在培养过程中能够保持良好的分散状态。药用植物有效成分的工业化生产多采用植物细胞悬浮培养技术。下图是利用愈伤组织获取植物细胞悬液的一种方法。下列相关说法错误的是(　　)
A．愈伤组织是外植体经脱分化和再分化过程形成的
B．愈伤组织的细胞排列疏松，方便用镊子轻轻夹碎
C．图中所用到的镊子和培养液都需要经过灭菌处理
D．采用振荡培养的方式可以增加培养液中的溶解氧
A　[愈伤组织是外植体经脱分化过程形成的，A错误；愈伤组织的细胞排列疏松，方便用镊子轻轻夹碎，B正确；植物组织培养需要无菌条件，因此图中所用到的镊子和培养液都需要经过灭菌处理，C正确；采用振荡培养的方式可以增加培养液中的溶解氧，有利于细胞进行新陈代谢，D正确。]
考向二　植物体细胞杂交
3．(2023·汕头高三检测)利用山金柑愈伤组织细胞(2n)和早花柠檬叶肉细胞(2n)进行体细胞杂交可以得到高品质、抗逆性强的杂种植株。下图是7组杂种植株核DNA和线粒体DNA来源鉴定的结果。下列分析正确的是(　　)
A．山金柑愈伤组织细胞没有细胞壁，早花柠檬叶肉细胞去除细胞壁后才能与前者融合
B．用灭活的病毒诱导两种细胞原生质体的融合，依赖于细胞膜的流动性
C．可通过观察融合后细胞的颜色进行初步筛选
D．杂种植株是四倍体，其核基因只来自早花柠檬，线粒体基因只来自山金柑
C　[愈伤组织细胞是薄壁细胞，并非没有细胞壁，也需要去除细胞壁才能进行细胞融合，A错误；灭活的病毒只能用于诱导动物细胞融合，不能用于诱导植物细胞融合；植物细胞原生质体融合采用物理或化学方法，B错误；因为早花柠檬叶肉细胞含有叶绿体，融合后的细胞因含有叶绿体应为绿色，故可以通过观察融合后细胞的颜色进行初步筛选，C正确；由图中杂交条带可知，杂种细胞的细胞核全部来自早花柠檬，所以杂种植株是二倍体，而非四倍体，D错误。]
4．(2023·青岛高三检测)科研人员研究发现，微藻能合成很多独特的对人体非常有益的生物活性物质，如EPA和DHA等不饱和脂肪酸。科研人员将自养的绿色巴夫藻和既能自养又能异养的四鞭藻进行融合，经筛选获得融合藻，测定它们的生长速率和EPA、DHA产率，结果如表所示。下列有关叙述正确的是(　　)
藻体 生长速率/(g/L ·d) EPA产率/% DHA产率/%
绿色巴夫藻 0.058 0.212 0.073
四鞭藻 0.140 0.058 0.000
融合藻 0.241 0.067 0.054
A．EPA和DHA的组成元素与脂肪的有差异
B．可以用灭活的仙台病毒诱导两种藻类融合
C．融合藻具有既生长迅速又能合成EPA和DHA的优点
D．融合藻的生长速率和EPA、DHA产率要在异养条件下才能测得
C　[EPA和DHA是不饱和脂肪酸，其组成元素与脂肪的无差异，都是C、H、O ，A错误；藻类细胞是植物细胞，而仙台病毒是对动物细胞使用的，B错误；根据表格可知，融合藻生长速率最大，且能合成EPA和DHA，C正确；自养的绿色巴夫藻和既能自养又能异养的四鞭藻进行融合，经筛选获得融合藻，融合藻由表中数据无法知道是异养还是自养，还是两者都有，D错误。]
考向三　植物细胞工程的应用
5．(2023·重庆高三检测)青枯病是一种严重危害马铃薯的病害，茄子对青枯病具有一定抗病性。研究者通过植物体细胞杂交技术培育抗青枯病的马铃薯新品种，在获得的90个杂种植株中，有6个具有明显的青枯病抗性。下列相关叙述错误的是(　　)
A．可以通过电融合法、高Ca2＋—高pH融合法等诱导马铃薯与茄子的原生质体融合
B．杂种细胞中来自茄子的染色体随机丢失可以用来解释并非所有杂种植株均抗病
C．植物体细胞杂交技术依赖细胞膜的流动性，没有体现细胞的全能性
D．茄子和马铃薯之间存在生殖隔离，不能采用杂交育种的方法来培育抗病马铃薯
C　[促进植物原生质体融合的方法有电融合法、高Ca2＋－高pH融合法等，A正确；茄子对青枯病具有一定抗病性，说明其细胞内含有抗该病基因，而且在获得的90个杂种植株中，有6个具有明显的青枯病抗性，说明杂种细胞中来自茄子的染色体随机丢失，而导致并非所有杂种植株均抗病，B正确；植物体细胞杂交首先要使原生质体融合形成杂种细胞，其次要把杂种细胞经过植物组织培养技术培育成杂种植株。细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性，植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，C错误；茄子和马铃薯属于不同的物种，两者之间存在生殖隔离，不宜采用杂交育种培育抗病马铃薯，D正确。]
6．(2023·浙江七彩阳光高三检测)大豆是我国四大主要粮食作物之一，而野生大豆产量低但却具有喜光耐湿、耐盐碱、耐阴，抗旱、抗病、耐瘠薄等优良性状，因此可将耐旱强的野大豆与高产栽培大豆进行体细胞杂交培育高产耐旱大豆新品种，过程如图所示。
下列说法错误的是(　　)
A．过程①可在一定浓度的蔗糖溶液中使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B．过程②完成的标志是两细胞核成功融合，体现了膜具有一定的流动性的原理
C．过程③体现了细胞具有全能性，需要生长素和细胞分裂素参与而实现
D．过程④在干旱环境中种植杂种植株，选择高产且耐旱的性状
B　[用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞后得到原生质体，在一定浓度的蔗糖溶液中进行酶解处理可避免原生质体吸水涨破，A正确；过程②是原生质体融合，体现了膜具有一定的流动性的原理，杂种细胞形成的标志是再生形成细胞壁，B错误；过程③代表脱分化和再分化形成杂种植株，体现细胞全能性，脱分化和再分化使用的生长素、细胞分裂素的浓度、比例不同将影响愈伤组织分化的方向，C正确；过程④表示筛选，即在干旱环境中种植杂种植株，选择高产且耐旱的植株，即为所需的新品种，D正确。]
考点二　动物细胞培养
1．动物细胞培养——动物细胞工程技术的基础
(1)原理：细胞增殖。
(2)培养条件
①营养：除糖类、氨基酸、无机盐和维生素等细胞所需的营养物质外，通常还需加入血清等一些天然成分。
②无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理以及在无菌环境下进行操作。培养液需定期更换以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
③适宜的温度、pH和渗透压：哺乳动物细胞培养的温度多以36.5±0.5 ℃为宜，多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，此外渗透压也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重要环境参数。
④气体环境：95%空气＋5%CO2(维持培养液的pH)。
(3)过程
①体外培养的动物细胞的类型
a．一类细胞能够悬浮于培养液中生长增殖；
b．另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长繁殖，而且还会发生接触抑制现象，从而使细胞停止分裂增殖。
②过程
【注意】　在进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集；贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理后，再用离心法收集。
【拾遗补缺】　源于选择性必修3 P44“旁栏思考”：进行动物细胞培养时常用胰蛋白酶分散细胞，是因为细胞间物质主要是蛋白质。不能用胃蛋白酶的原因是胃蛋白酶作用的适宜pH为1.5左右，而动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性。
2．干细胞培养及其应用
(1)类型：包括胚胎干细胞和成体干细胞。
(2)胚胎干细胞(ES细胞)
①来源：早期胚胎。
②特点：具有发育的全能性。
(3)成体干细胞
①来源：成体组织或器官内。
②类型：造血干细胞、神经干细胞、精原干细胞等。
③特点：具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。
(4)干细胞的应用
①用于治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病。
②治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病，如帕金森病、阿尔茨海默病等。
(5)诱导多能干细胞(iPS细胞)：科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得的类似胚胎干细胞的一种细胞。
(1)制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理(　　)
(2)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸(　　)
(3)在25 ℃的实验条件下可顺利完成大鼠神经细胞的培养(　　)
(4)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(　　)
(5)动植物组织经胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理成为单个细胞后才能进行培养(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×
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
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 细胞培养产生大量细胞，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
[典例剖析]
(2022·江苏卷，14) 航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频。下列相关叙述正确的是(　　)
A．培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌
B．培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳
C．心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖
D．心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动
B　[培养心肌细胞的器具要先进行高压蒸汽灭菌，但是试剂并不都需要灭菌，如动物血清不能进行高压蒸汽灭菌，否则会使其中的成分失活，A错误；培养心肌细胞的时候既需要氧气(有助于进行有氧呼吸)也需要二氧化碳(有助于维持培养液的pH)，B正确；在体外培养条件下，细胞会因接触抑制、细胞密度过大、代谢废物积累、营养物质消耗而停止分裂，C错误；心肌细胞节律性收缩，受植物性神经的支配，是不随意的，在神经细胞释放的神经递质的支配下跳动，D错误。]
【名师点拨】　掌握信息转化能力
信息提取 信息1：培养心肌细胞
信息2：神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动
信息转化 1.无菌、无毒的培养条件，气体条件
2.神经细胞释放的神经递质
素养考查 科学思维：分析与综合能力 科学探究：设计并实施方案的能力
【角度转换】　提升语言表达能力
动物细胞培养需要满足的条件有无菌、无毒的环境；营养；温度和pH；气体环境：95%空气＋5%CO2。
考向一　动物细胞培养
7．(2023·临沂高三检测)某研究小组为测定药物对体外培养细胞毒性的大小，准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列说法正确的是(　　)
A．制备肝细胞悬液时，可用胃蛋白酶代替胰蛋白酶处理肝组织
B．CO2培养箱中CO2浓度维持在5%左右，以促进细胞呼吸
C．本实验应设置对照实验，以检测药物对甲、乙的毒性大小
D．为防止细胞培养过程中细菌的污染，需适量添加干扰素
C　[在利用肝组织块制备肝细胞悬液时，常用胰蛋白酶，不能使用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶需要在强酸环境下才能起作用，但这样的环境不适于细胞生存，A错误；细胞培养应在含CO2恒温培养箱中进行，CO2浓度维持在5%左右，CO2的作用是维持培养液的pH，B错误；本实验应设置对照实验，用添加甲药物、乙药物的培养液分别培养细胞，根据变异细胞占培养细胞的比例，以检测药物对甲、乙的毒性大小，C正确；为防止细胞培养过程中细菌的污染，需适量添加抗生素，D错误。]
8．(2023·广东六校高三联考)科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，将它称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)，iPS细胞增殖分化后可形成多种组织细胞，用于多种疾病的治疗。下图为该技术的实验示意图，下列有关说法错误的是(　　)
A．体外培养小鼠成纤维细胞和iPS细胞时，定期更换培养液可以清除细胞的代谢产物
B．选取的小鼠成纤维组织需经胃蛋白酶或胶原蛋白酶处理成单个细胞后制成细胞悬液
C．图中神经细胞、肝脏细胞和心肌细胞中的基因与iPS细胞相同，蛋白质不完全相同
D．若iPS细胞取自病人，经诱导并移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应
B　[定期更换培养液的目的是为细胞提供充足营养物质，并清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身的伤害，因此，体外培养小鼠成纤维细胞和iPS细胞时，可通过定期更换培养液以清除细胞的代谢产物，A正确；选取的小鼠成纤维组织由于细胞间存在蛋白质，所以常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使之分散成单个细胞，由于胃蛋白酶需要酸性环境，因此不可用胃蛋白酶处理成纤维组织使其分散成单个细胞，B错误；图中神经细胞、肝脏细胞和心肌细胞都是由iPS细胞分裂、分化来的，即它们的基因来源与iPS细胞相同，所以这些细胞中的基因相同，但由于基因的选择性表达，所以这些不同的细胞中蛋白质不完全相同，C正确；若iPS细胞来源于病人自身体细胞，经诱导产生的组织和器官再移植回病人体内后，由于移植的组织或器官是由病人自身的细胞经过分裂、分化产生的，因此，理论上可避免发生免疫排斥反应，D正确。]
考向二　干细胞培养及应用
9．(2023·浙里卷天下高三联考)现在用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究取得了新进展，下图为iPS细胞用于治疗人类疾病的示意图。下列叙述错误的是(　　)
A．iPS细胞属于ES细胞
B．用胰蛋白酶处理可获取成纤维细胞
C．iPS细胞经过基因选择性表达可分化出人体各种组织
D．该治疗人类疾病的方法优点之一是可避免免疫排斥反应
A　[iPS细胞属于经过人工诱导产生的多能干细胞，iPS细胞不属于ES细胞(胚胎干细胞)，A错误；取人体组织用胰蛋白酶处理后，可获取成纤维细胞，B正确；经诱导形成的iPS细胞增殖能力增强，分化能力增强，经过基因选择性表达可分化出人体各种组织，C正确；iPS细胞是从患者体内取得，给该患者移植不会出现免疫排斥的反应，D正确。]
10．(2023·山西名校高三联考)我国科学家研究发现，通过体细胞诱导培养出了类似受精卵发育3天状态的人类全能干细胞，这是目前全球在体外培养的“最年轻”的人类细胞。下列相关说法错误的是(　　)
A．材料中诱导产生的人类全能干细胞具有分裂和分化能力
B．材料中诱导产生的人类全能干细胞具有细胞全能性
C．该项技术有助于解决器官短缺、异体移植排斥反应等问题
D．材料中体细胞与人类全能干细胞的基因组成相同，基因表达情况也相同
D　[材料中诱导产生的人类全能干细胞类似受精卵发育3天的状态，具有分裂和分化能力，A正确；材料中诱导产生的人类全能干细胞类似受精卵，具有细胞全能性，B正确；材料中诱导产生的人类全能干细胞类似受精卵，能分化形成各种器官，且自体移植时不发生免疫排斥反应，因此有助于解决器官短缺，异体移植排斥反应等问题，C正确；材料中人类全能干细胞是由体细胞诱导培养成的，故材料中的体细胞和人类全能干细胞基因组是相同的，但是基因表达情况不完全相同，D错误。]
考点三　动物细胞融合技术与单克隆抗体
1．动物细胞融合
(1)概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
(2)方法：PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
(3)原理：细胞膜的流动性。
(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：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能；成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段，为制造单克隆抗体开辟了新途径。
【拾遗补缺】　源于选择性必修3 P48“相关信息”：(1)灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏病原体的抗原结构。
(2)灭活病毒诱导细胞融合与病毒和细胞所含的糖蛋白有关。
2．单克隆抗体及其应用
(1)制备原理：一种B淋巴细胞只能分泌一种抗体，B淋巴细胞在体外不能(填“能”或“不能”)无限增殖；骨髓瘤细胞能无限增殖；B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞，既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体。
(2)制备过程
(3)单克隆抗体的优点：能准确地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。
(4)单克隆抗体的应用：①作为诊断试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。②单克隆抗体自身也能用于治疗疾病。
(1)植物原生质体融合与动物细胞融合的原理是相同的(　　)
(2)杂交瘤细胞进行体内培养，更容易控制培养条件(　　)
(3)制备单克隆抗体时，要选用已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞(　　)
(4)灭活的病毒能促进动物细胞融合，但不能促进植物细胞融合(　　)
(5)动物细胞融合与植物体细胞杂交相比，诱导融合的方法、所用的技术手段、所依据的原理基本相同，都能形成杂种细胞和杂种个体(　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×
1．植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
比较项目 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
融合前处理 去除细胞壁 使细胞分散开
相关酶 纤维素酶和果胶酶 机械方法和胰蛋白酶、胶原蛋白酶等
诱导方法 物理法、化学法 除了物理法、化学法，还可以用灭活病毒诱导法
结果 形成杂种植株 形成杂交细胞
应用 培育植物新品种 主要用于制备单克隆抗体
意义 突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能
2.细胞融合与单克隆抗体的制备
项目 步骤 技术方法 原理
取材 从已免疫的小鼠的脾脏中获取B淋巴细胞，体外培养骨髓瘤细胞 动物细胞培养 细胞增殖
融合 通过灭活病毒诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合 动物细胞融合 细胞膜的流动性
选择 第一次要从融合形成的杂交细胞中筛选出杂交瘤细胞 选择培养基 —
第二次要从杂交瘤细胞中获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞 克隆化培养、 抗体检测 免疫学原理(抗原—抗体特异性结合)
培养 在小鼠腹腔内进行体内培养，或在装有细胞培养液的培养基中进行体外培养 动物细胞培养 细胞增殖
[典例剖析]
(2022·辽宁卷，24节选)某抗膜蛋白治疗性抗体药物研发过程中，需要表达N蛋白胞外段，制备相应的单克隆抗体，增加其对N蛋白胞外段特异性结合的能力。N蛋白胞外段单克隆抗体制备，流程如图2
(3)用N蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后，取小鼠脾组织用__________酶处理，制成细胞悬液，置于含有混合气体的__________中培养，离心收集小鼠的B淋巴细胞，与骨髓瘤细胞进行融合。
(4)用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选，获得杂交瘤细胞，将其接种到96孔板，进行__________培养。用__________技术检测每孔中的抗体，筛选既能产生N蛋白胞外段抗体，又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株，经体外扩大培养，收集__________，提取单克隆抗体。
(5)利用N蛋白胞外段抗体与药物结合，形成______________，实现特异性治疗。
答案　(3)胰蛋白酶或胶原蛋白　 CO2培养箱　 (4)克隆化　 抗原抗体杂交　 细胞培养液　 (5)抗体－药物偶联物/ADC
解析　(3)进行动物细胞培养时，需要取小鼠脾组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，制成细胞悬液，置于含有95%空气和5%的CO2混合气体的CO2培养箱中培养。
(4)用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选，获得杂交瘤细胞，将其接种到96孔板，进行克隆化培养和抗体检测。用抗原抗体杂交技术检测每孔中的抗体，筛选既能产生N蛋白胞外段抗体，又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株，经体外扩大培养，收集细胞培养液，提取单克隆抗体。
(5)利用N蛋白胞外段抗体与药物结合，形成抗体－药物偶联物/ADC，实现特异性治疗。
【名师点拨】　掌握信息转化能力
信息提取 信息1：单克隆抗体
信息2：N蛋白胞外段单克隆抗体制备＋题图
信息转化 1.动物细胞培养、融合
2.两次筛选
素养考查 科学思维：分析与综合能力 科学探究：设计并实施方案能力
【角度转换】　提升语言表达能力
单克隆抗体制备过程中，两次筛选的目的是第一次筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞)；第二次筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。
考向一　动物细胞融合
11．(2023·青岛高三检测)细胞融合技术是研究细胞遗传、细胞免疫等的重要手段，如图A、B表示两种动物细胞。下列有关说法错误的是(　　)
A．图示过程与植物原生质体融合的基本原理相同
B．需要将仙台病毒用紫外线等灭活使其失去感染能力
C．图中C细胞进行的细胞分裂方式为有丝分裂
D．将A、B细胞等量混合诱导得到的融合细胞即为杂交细胞
D　[图示过程利用的原理是细胞膜具有一定的流动性，与植物原生质体融合的基本原理相同，A正确；用灭活的病毒作诱导因素，需要将仙台病毒用紫外线等灭活使其失去感染能力，B正确；图中C细胞具有细胞核，进行的细胞分裂方式为有丝分裂，C正确；将A、B细胞等量混合诱导得到的融合细胞有三种类型：AA型、BB型、杂交细胞(AB型)，D错误。]
12．(多选)(2023·永州高三检测)动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。下列有关动物细胞融合技术及其应用叙述错误的是(　　)
A．细胞工程中植物体细胞杂交和动物细胞融合技术的原理完全一样
B．诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等
C．单克隆抗体的制备过程至少需要筛选两次，筛选的方法相同、目的不同
D．筛选得到的杂交瘤细胞需放到CO2培养箱中进行培养
AC　[细胞工程中植物体细胞杂交和动物细胞融合技术的原理不完全一样，都利用了细胞膜具有流动性，植物体细胞杂交还利用了植物细胞具有全能性，A错误；诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等，B正确；单克隆抗体的制备过程至少需要筛选两次，筛选的方法不相同、目的也不同，第一次筛选获得能产生杂交瘤细胞，第二次筛选是进行抗性检验，获取产生单一抗体的杂交瘤细胞，C错误；筛选得到的杂交瘤细胞属于动物细胞，需放到CO2培养箱中进行培养，维持pH稳定，D正确。]
考向二　单克隆抗体制备
13．(2023·广东六校高三联考)下图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程，有关叙述不正确的是(　　)
A．用特定的选择培养基对乙筛选，融合细胞均能生长，未融合细胞均不能生长
B．图中实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原
C．利用 PEG 融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等方法均可诱导细胞融合获得乙
D．丙需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后可获得大量能分泌所需抗体的丁
A　[用特定的选择培养基对乙筛选，自身融合的细胞以及未融合的细胞均不能生长，A错误；实验目的是制备抗人体胃癌的单克隆抗体，因此给小鼠注射的甲应是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原，B正确；诱导动物细胞融合可用 PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法，C正确；丙为杂交瘤细胞，为了筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞，丙需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后可获得大量能分泌所需抗体的丁，D正确。]
14．(2023·辽宁六校高三联考)单克隆抗体在多种疾病的诊新和治疗中发挥重要的作用，下图为利用小鼠制备单克隆抗体的过程，下列有关叙述正确的是(　　)
A．提取脾B淋巴细胞有多种，是因为一种抗原可诱导产生多种B细胞
B．诱导动物细胞融合的方法与诱导植物细胞原生质体融合的方法完全相同
C．在具有杂交瘤细胞的培养板上滴加相应抗体，出现阳性反应的即为目标细胞
D．筛选出的目标杂交瘤细胞可在体外条件或注射到小鼠腹腔内进一步增殖培养
D　[一种抗原只能诱导B细胞产生一种抗体，提取脾B淋巴细胞有多种，是因为小鼠曾经接触过其他多种抗原，A错误；诱导动物细胞融合的方法与诱导植物细胞原生质体融合的方法不完全相同，如诱导动物细胞融合的特有方法是灭活的病毒，B错误；单抗检测时可用抗原抗体实验鉴定，要取培养液滴加相应抗原，出现阳性反应为目标细胞，C错误；筛选出的目标杂交瘤细胞可在体外条件或注射到小鼠腹腔内进一步增殖培养，D正确。]
考点四　动物体细胞核移植技术和克隆动物
1．概念、原理及类型
2．体细胞核移植过程
【拾遗补缺】　源于选择性必修3 P54“相关信息”：目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。也可采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。
3．应用前景和存在的问题
前景 畜牧业 加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
保护濒危物种
医药卫生 ①作为生物反应器生产医用蛋白； ②转基因克隆动物的细胞、组织和器官可作为异种移植的供体； ③人核移植胚胎干细胞经过诱导分化形成相应的组织、器官，可用于器官移植
问题 成功率非常低
克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷
(1)克隆动物都只具备一个亲本的遗传特性(　　)
(2)体细胞核移植过程中通常采用MⅡ期的去核卵母细胞作为受体细胞(　　)
(3)克隆动物的制备属于有性繁殖(　　)
(4)选择高度分化的动物体细胞进行克隆培养容易获得大量单一类型细胞(　　)
(5)动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
对核移植与克隆的理解
(1)克隆是指遗传组成完全相同的分子、细胞或个体，即克隆应包含三个层次的内容：①分子水平：如DNA复制；②细胞水平：如动物细胞培养；③个体水平：如克隆动物。
(2)核移植技术中选用的核供体应为具有优良性状的个体，提供卵母细胞的受体和代孕个体只需为同一物种的健康雌性个体即可。
(3)动物细胞核移植可以有两种操作方式：一是把供体细胞导入去核的卵母细胞，这是现在常用的方法；二是将供体动物的一个细胞核直接导入去核的卵母细胞，该过程需要用电刺激的方法促进融合。
(4)用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，形成早期胚胎才能进行胚胎移植。
(5)体细胞核移植体现了动物细胞核的全能性，而非动物细胞的全能性。
[典例剖析]
(2021·辽宁卷，13)下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是(　　)
A．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定
B．过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体
C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理
D．过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植
B　[后代丁的细胞核的遗传物质来自甲牛，细胞质的遗传物质来自于乙牛，则后代丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，A错误；动物细胞培养中需要提供95%空气(保证细胞的有氧呼吸)和5%CO2(维持培养液的pH)的混合气体，B正确；过程②常使用显微操作去核法对卵母细胞进行处理，C错误；过程③将激活后的重组细胞培养至囊胚或桑葚胚后移植，D错误。]
【名师点拨】　掌握信息转化能力
信息提取 信息1：体细胞核移植技术＋题图
信息2：遗传性状
信息3：显微操作去核
信息转化 1.体细胞克隆
2.遗传物质控制
3.操作对象是卵母细胞
素养考查 科学思维：建构模型能力 科学探究：实施方案能力
【角度转换】　提升语言表达能力
核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原因(至少答出两点)：①克隆动物线粒体中的DNA来自去核卵母细胞；②性状受环境的影响；③在个体发育过程中有可能发生基因突变；④核移植操作时可能会出现机械损伤。
考向　动物体细胞核移植和克隆动物
15．(2023·重庆高三检测)体细胞克隆猴培育过程中，组蛋白甲基化不利于胚胎的发育率和妊娠率。为提高胚胎发育率，科研人员将Kdm4d的mRNA注入了重构胚。具体培育流程如图所示，下列有关叙述正确的是(　　)
A．从母猴卵巢中采集的卵母细胞可以直接作为核移植的受体
B．使用免疫抑制剂处理代孕母猴才能保证移入的胚胎能在子宫中发育
C．胚胎分割需均等分割桑葚胚的内细胞团，以免影响胚胎发育
D．KDm4d的mRNA翻译产生的蛋白质可能会催化组蛋白的去甲基化
D　[从卵巢中取出的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期，才能做核移植的受体细胞，A错误；受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，因此不需要注射免疫抑制剂，B错误；胚胎分割，需均等分割囊胚的内细胞团，以免影响胚胎发育，C错误；科学家将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂处理重构胚，这样可降低组蛋白的甲基化水平，提高组蛋白的乙酰化水平，D正确。]
16．(2022·山西运城高三开学考试)科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．黑鼠体内获得的体细胞贴壁生长后会出现接触抑制现象
B．2 细胞胚胎只能通过人工方法从灰鼠输卵管内获得
C．重组囊胚通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内继续发育
D．iPS与黑鼠的ES细胞同样具有分化为体内各种细胞的潜能
B　[动物细胞培养过程中会出现接触抑制的现象，此时需要进行分瓶处理，A正确；图中2 细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为冲卵，也可从灰鼠体内取出卵子，经体外受精后进行早期胚胎培养获取，B错误；图中重组囊胚通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内继续发育，该技术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，C正确；iPS属于多能干细胞，与黑鼠的ES细胞同样具有分化为体内各种细胞的潜能，D正确。]
(三十七)干细胞的不对称分裂
细胞的不对称分裂是一种细胞分裂的方式，就是指分裂的方式是不对称性质的，母细胞产生的两个子细胞的类型各不相同，比如神经干细胞。这种分裂往往与子细胞向不同方向分化有关。在哺乳动物中，干细胞的分裂也是不对称的，产生一个祖细胞和另一个干细胞，祖细胞只具有有限的自我更新能力，只能分化为终端细胞。
高等动物的成体干细胞通过不对称分裂产生非对称的细胞决定子分割，使得一部分子代细胞获得维持干细胞状态所必需的信息而成为子代干细胞，另外一部分子代细胞则不得不走向分化。也就是说，一个干细胞的后代中，只有一部分子代细胞可能保持与父代细胞相同的干细胞特征，另外一部分则丧失了干细胞的功能。
[对点训练]
1．在细胞分裂时，线粒体通常会均匀分配。线粒体的运动依赖于一种细胞骨架——微丝。细胞分裂时，微丝会突然把线粒体向各个方向弹射出去。但一些特定种类的干细胞会进行非对称分裂，分裂出两个不同功能的子细胞，这时线粒体倾向于只进入其中之一、已知与乳腺干细胞相比，成熟的乳腺组织细胞需要更多的能量供应。下列说法错误的是(　　)
A．微丝向各个方向弹射线粒体可保证其在细胞内的均匀分布，而不是聚集在某一侧
B．在不对称分裂的细胞中，线粒体会被不均等地分配到子细胞中，从而影响细胞功能
C．推测在乳腺干细胞分裂时，接受较多线粒体的子细胞可能会保持干细胞特征
D．用细胞松弛素破坏微丝，将造成线粒体聚集、运动能力下降，并且线粒体在细胞质中分布不均
C　[题中信息显示，微丝会突然把线粒体向各个方向弹射出去，这样可保证其在细胞内的随机均匀分布，而不是聚集在某一侧，A正确；一些特定种类的干细胞会进行非对称分裂，分裂出两个功能不同的子细胞，因此，在不对称分裂的细胞中，线粒体会被不均等地分配到子细胞中，从而影响细胞功能，B正确；乳腺干细胞与成熟的乳腺组织细胞相比，后者需要更多的能量供应，由此推测在乳腺干细胞分裂过程中，接受较少线粒体的子细胞可能会保持干细胞特征，C错误；用细胞松弛素破坏微丝，则微丝无法把线粒体向各个方向弹射出去，将造成线粒体聚集、运动能力下降，并且线粒体在细胞质中分布不均，D正确。]
2．哺乳动物卵母细胞的分裂是一种不对称分裂，科研人员对细胞不对称分裂的机制进行探究。
(1)卵原细胞通过MⅠ和MⅡ的两次不对称分裂，产生____________。经过MⅠ后，子细胞中染色体数目减半的原因是__________________________________________。卵细胞可保留大部分卵母细胞的物质，其意义是__________________________________________。
(2)卵母细胞减数分裂过程中，纺锤丝捕获染色体，纺锤体的一极定位到卵母细胞膜内侧，使卵母细胞实现不对称分裂。研究发现，物质P在小鼠卵母细胞减数分裂过程中富集在细胞膜上。为了研究物质P对细胞不对称分裂的作用，科研人员利用小鼠卵母细胞进行下图所示实验。
①物质P合成基因敲除导致实验组小鼠的纺锤体形成异常。为避免异常纺锤体的干扰，科研人员需要在MⅠ的________期取出异常的纺锤体和染色体，并将取自正常卵母细胞的纺锤体和染色体移入，构建EX细胞。
②为排除移植操作对结果的影响，对照组实验的设计思路为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③显微镜下观察并比较EX细胞和对照组细胞的_______________________________，确认物质P的作用。
(3)受精后，受精卵开始卵裂，若将受精卵与MⅡ细胞膜上的物质P含量及纺锤体定位情况进行比较，则受精卵结构出现的变化是________________________________________。
答案　(1)卵细胞和极体　同源染色体分离并分别进入两个子细胞　为胚胎早期发育提供物质和能量　(2)中(或“前”)　将两个MⅠ中(或“前”)期的正常卵母细胞进行纺锤体和染色体交换　纺锤体是否有一极定位于细胞膜内侧；分裂是否对称　(3)受精卵细胞膜内侧物质P含量减少，纺锤体的一极不再定位于细胞膜内侧
解析　(1)卵原细胞经过间期染色体复制形成初级卵母细胞，经过MⅠ的不对称分裂，形成了次级卵母细胞和第一极体，次级卵母细胞经过MⅡ的不对称分裂，形成精细胞和第二极体。经过MⅠ后，由于同源染色体分离并分别进入两个子细胞，子细胞中染色体数目减半。减数分裂中细胞质不均等分裂形成较大的卵细胞，保留大部分卵母细胞的物质，为胚胎早期发育提供物质和能量。
(2)①纺锤体和染色体在细胞分裂的前期形成，染色体在中期形态稳定、清晰，因此为避免异常纺锤体的干扰，科研人员需要在MⅠ的中期或者前期取出异常的纺锤体和染色体。
②据题意可知，实验组是将异常的纺锤体和染色体取出，并将取自正常卵母细胞的纺锤体和染色体移入，构建EX细胞，因此排除移植操作对结果的影响，对照组实验的设计思路为将两个MⅠ中(或“前”)期的正常卵母细胞进行纺锤体和染色体交换。
③本实验是研究物质P对细胞不对称分裂的作用，卵母细胞实现不对称分裂与纺锤丝捕获染色体、纺锤体的一极定位到卵母细胞膜内侧有关，因此本实验的观测指标是纺锤体是否有一极定位于细胞膜内侧；分裂是否对称。
(3)MⅡ细胞质会出现不均等分裂，纺锤体的一极定位到卵母细胞膜内侧，物质P含量较高，受精卵的卵裂是有丝分裂，有丝分裂过程中细胞质均等分裂，因此受精卵细胞膜内侧物质P含量减少，纺锤体的一极不再定位于细胞膜内侧。
1．(2022·河北卷，5)《尔雅》《四民月令》和《齐民要术》中记载，麻为雌雄异株，黑、白种子萌发分别长成雌、雄植株，其茎秆经剥皮、加工后生产的纤维可用于制作织物，雄麻纤维产量远高于雌麻，故“凡种麻，用白麻子”。依据上述信息推断，下列叙述错误的是(　　)
A．可从雄麻植株上取部分组织，体外培养产生大量幼苗用于生产
B．对雄麻喷洒赤霉素可促进细胞伸长，增加纤维产量
C．因为雌麻纤维产量低，所以在生产中无需播种黑色种子
D．与雌雄同花植物相比，麻更便于杂交选育新品种
C　[利用植物细胞的全能性，可从雄麻植株上取部分组织，体外培养产生大量幼苗用于生产，A正确；赤霉素具有促进细胞伸长生长的作用，对雄麻喷洒赤霉素可促进细胞伸长，增加纤维产量，B正确；若在生产中不播种黑色种子，即无雌性植株，不能正常通过有性生殖繁殖，获得下一年的种子，C错误；与雌雄同花植物相比，麻避免了去雄，更便于杂交选育新品种，D正确。]
2．(2022·湖北卷，7)某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究，结果发现其培养的原代神经元生长缓慢，其原因不可能的是(　　)
A．实验材料取自小鼠胚胎的脑组织
B．为了防止污染将培养瓶瓶口密封
C．血清经过高温处理后加入培养基
D．所使用的培养基呈弱酸性
A　[胚胎细胞的分化程度低，分裂能力较强，A符合题意；动物细胞培养需要适宜的气体等条件，通常采用培养皿或松盖培养瓶培养，将培养瓶瓶口密封不利于细胞的生长，B不符合题意；血清可以为细胞生长提供特殊营养物质，高温处理后可能会使其灭活，失去作用，C不符合题意；多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4，弱酸性培养基不利于动物细胞培养，D不符合题意。]
3．(2022·山东卷，15)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
D　[根据抗原和抗体发生特异性结合的原理推测，双抗可同时与2种抗原结合，A正确；根据抗原与抗体能够发生特异性结合的特性，利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞，从而使药物发挥相应的作用，B正确；由于双抗是在两种不同的抗原刺激下，B细胞增殖、分化产生不同的浆细胞分泌形成的，因此，筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原来进行抗原－抗体检测，从而实现对双抗的筛选，C正确；同时注射2种抗原可刺激B细胞分化形成不同的浆细胞，而不是分化成产双抗的浆细胞，D错误。]
4．(2021·山东卷，15)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抗纯度的影响大
B．单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合
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效的情况
D　[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，因此抗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。]
5．(2022·浙江1月选考，29(二))我国在新冠疫情方面取得了显著的成效，但全球疫情形势仍然非常严峻、尤其是病毒出现了新变异株——德尔塔、奥密克戎，更是威胁着全人类的生命健康。
(4)新冠病毒核酸定性检测原理是：以新冠病毒的单链RNA为模板，利用__________酶合成DNA，经PCR扩增，然后在扩增产物中加入特异的__________，如果检测到特异的杂交分子则核酸检测为阳性。
(5)接种疫苗是遏制新冠疫情蔓延的重要手段。腺病毒疫苗的制备技术要点是：将腺病毒的复制基因敲除；以新冠病毒的__________基因为模板合成的DNA插入腺病毒基因组，构建重组腺病毒。重组腺病毒在人体细胞内表达产生新冠病毒抗原，从而引发特异性免疫反应。在此过程中，腺病毒的作用是作为基因工程中目的基因的__________。将腺病毒复制基因敲除的目的是____________________________。
(6)单克隆抗体有望用于治疗新冠肺炎。单克隆抗体的制备原理是：取免疫阳性小鼠的__________细胞与骨髓瘤细胞混合培养，使其融合，最后筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。与植物组织培养相比，杂交瘤细胞扩大培养需要特殊的成分，如胰岛素和____________。
答案　(4)逆转录　核酸探针　(5)抗原　载体　使腺病毒失去复制能力　(6)脾　动物血清
解析　(4)RNA做模板合成DNA，利用逆转录酶；PCR扩增，然后在扩增产物中加入特异的核酸探针，检测新冠病毒核酸。如果检测到特异的杂交分子则核酸检测为阳性。
(5)腺病毒疫苗的制备技术要点是：将腺病毒的复制基因敲除；以新冠病毒的抗原基因为模板合成的DNA插入腺病毒基因组，构建重组腺病毒。重组腺病毒在人体细胞内表达产生新冠病毒抗原，从而引发特异性免疫反应。在此过程中，腺病毒的作用是作为基因工程中目的基因的载体。将腺病毒复制基因敲除的目的是使腺病毒失去复制能力。
(6)单克隆抗体的制备原理是：取免疫阳性小鼠的脾细胞与骨髓瘤细胞混合培养，使其融合，最后筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。与植物组织培养相比，杂交瘤细胞扩大培养需要特殊的成分，如胰岛素和动物血清。