专题过关检测卷(三)
(测试时间：90分钟 评价分值：100分)
一、选择题(本大题共14小题，1～10小题每小题3分，11～14小题每小题5分，共50分。每小题只有一个选项符合题意。)
1．有关受精作用的叙述，不正确的是( )
A．受精作用是卵细胞和精子相互识别、融合成受精卵的过程
B．受精作用对维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定十分重要
C．受精卵的全部遗传物质中一半来自精子
D．正常受精卵中的染色体数与本物种体细胞的染色体数相等
解析：受精卵的核遗传物质一半来自精子、一半来自卵细胞，但其细胞质中的DNA基本来自卵细胞，B错误。
答案：C
2．下列有关哺乳动物精子和卵细胞的发生以及受精作用的叙述，正确的是( )
A．采集到的精子和卵细胞相遇即可发生受精作用
B．排卵就是排出成熟卵细胞的过程
C．卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成
D．卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体
解析：受精时采集到的精子必须经获能处理后才能受精，卵细胞需要成熟后才能受精，A错误；排卵排出的可能是初级卵母细胞或次级卵母细胞而不是成熟的卵细胞，B错误；哺乳动物卵细胞形成的场所：未排卵之前是在卵巢中进行的，排卵之后，减数第二次分裂的完成是在输卵管中进行的，C错误。
答案：D
3．下列关于卵细胞采集的叙述不正确的是( )
A．有些动物在采集时要用促性腺激素处理
B．卵细胞采集与冲卵是两回事
C．对有些动物可以直接从活体卵巢中吸取卵母细胞
D．采集的卵母细胞都可直接与获能的精子在体外受精
解析：冲卵是指采取一定措施从母体子宫内冲出早期胚胎；采集的卵母细胞需人工培养至MⅡ中期才具备受精能力。
答案：D
4．供体的胚胎移植到受体后，在孕育过程中其遗传性状不会受受体的影响，以下说法正确的是( )
A．因为供体胚胎的遗传性状是由雄、雌供体精、卵内获得的基因决定的
B．因为性状表现只与供体有关，与受体无任何关系
C．性状表现分为可遗传性状和不遗传性状
D．不遗传性状也不会受受体环境影响
解析：受体只为供体提供胚胎发育的环境，不会干扰供体胚胎的遗传组成。
答案：A
5．供、受体母牛选择好后，要用激素进行同期发情处理的原因是( )
A．防止受体牛不愿意接受胚胎
B．只有受体与供体的生理状态相同，被移植的胚胎才能继续正常发育
C．只有发情排卵后，一段时间内的变化，供、受体生理性状才完全相同
D．同期发情处理后，卵子和精子受精结合能力强
解析：在胚胎工程中，对受体、供体母牛进行同期发情处理的目的是使生殖器官具有相同的生理变化，为胚胎的移植提供相同的生理环境。
答案：B
6．下列有关哺乳动物体外受精的叙述，正确的是( )
A．给实验动物注射促性腺激素，使其产生更多的精子
B．从输卵管中采集的卵母细胞经培养后才能与获能的精子受精
C．获能的精子和成熟的卵子，不能在获能溶液中完成受精
D．卵母细胞与精子受精后才能完成减数第二次分裂
解析：给雌性实验动物注射促性腺激素，使其产生更多的卵子；从输卵管中采集的卵母细胞已经成熟，可直接与获能的精子受精；获能的精子和成熟的卵子，能在获能溶液中完成受精作用；卵母细胞与精子受精时才能完成减数第二次分裂，D正确。
答案：D
7．下列关于胚胎工程的叙述，正确的是( )
A．胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割
B．试管牛的培育过程属于克隆技术
C．超数排卵技术要使用一定的激素如性激素、孕激素等
D．胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程
解析：胚胎分割需将发育良好的桑椹胚或囊胚的内细胞团均等分割。试管牛的培育过程涉及体外受精及胚胎移植。超数排卵要注射促性腺激素。
答案：D
8．以下关于胚胎干细胞的叙述不正确的是( )
A．ES细胞的分离和培养可以应用于基础生物学、畜牧学和医学等方面
B．ES细胞可用于治疗帕金森综合征、青少年型糖尿病和老年痴呆症等
C．现在已经通过诱导ES细胞的定向分化成功治愈癌症、心脑血管疾病和某些组织器官的损伤
解析：目前，对于ES细胞的研究已有了很大进展。在动物实验方面，用ES细胞诱导分化出某些组织细胞已经成功治愈糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症；心脑血管疾病、艾滋病、癌症就不是ES细胞所能治疗的。
答案：C
D．ES细胞是研究体外细胞分化的理想材料
9．下列说法中不正确的是( )
A．利用干细胞治疗某些顽疾，是因为干细胞具有再生各种组织、器官的潜能
B．在功能上，胚胎干细胞具有发育的全能性
C．用骨髓移植法治疗白血病的优点之一是不发生排斥反应
D．异体骨髓移植成功后，康复者的血型有可能发生改变
解析：骨髓移植必须进行配型实验，即使配型合适的骨髓，移植造血干细胞后也会有排斥反应，只是排斥反应较小而已。异体骨髓移植，受体的血细胞来自异体骨髓造血干细胞的增殖，血型有可能发生改变。
答案：C
10．“设计试管婴儿”与“试管婴儿”均用到了下列哪种生物技术手段( )
A．核移植技术 B．体外受精技术
C．遗传学诊断技术 D．胚胎分割技术
解析：“设计试管婴儿”与“试管婴儿”都不需要核移植技术，A错误；“设计试管婴儿”与“试管婴儿”都涉及体外受精过程，B正确；“设计试管婴儿”可能需要遗传学诊断技术，但“试管婴儿”不需要遗传学诊断技术，C错误；“设计试管婴儿”与“试管婴儿”均未用到胚胎分割技术，D错误。
答案：B
11．下列有关哺乳动物个体发育的叙述，错误的是( )
A．胚胎发育过程中也会出现细胞衰老
B．青蛙的原肠胚细胞和囊胚细胞所含DNA、RNA及蛋白质的结构相同
C．胚胎发育过程中伴有细胞分化
D．来自原肠胚同一胚层的细胞经分化发育成不同的组织器官
解析：细胞衰老是细胞生命活动的基本特牲之一，在个体发育的任何阶段都可发生，A正确；青蛙的原肠胚细胞和囊胚细胞所含核DNA相同、RNA及蛋白质的结构不相同，B错误；哺乳动物个体发育不论在胚胎发育阶段还是胚后发育阶段都发生着细胞的增殖、分化，C正确；来自原肠胚同一胚层的细胞通过分化可形成不同的组织，如外胚层发育成表皮及其附属结构、神经系统和感觉器官，D正确。
答案：B
12．以下关于桑椹胚的说法不正确的是( )
A．胚胎细胞达到32个左右，形似桑椹
B．每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，即每个细胞都具有全能性
C．良种母牛体内此时的细胞都有可能克隆出基因型完全相同的小牛，性别一定为雌性
D．是由受精卵经有丝分裂产生的
解析：良种母牛体内桑椹胚是由受精卵发育而成，受精卵经过有丝分裂形成的各种细胞基因型相同，但不一定为雌性，有可能为雄性。
答案：C
13．利用下列技术培养出的新个体中，一定具有两个以上亲本的遗传性状的是( )
A．细胞和组织培养 B．细胞融合
C．花药离体培养 D．克隆技术
解析：细胞和组织培养和克隆技术都属于无性繁殖的范畴，花药是由植物减数分裂产生的生殖细胞，因此不具有两个亲本的遗传性状，而细胞融合是不同物种细胞进行融合，具有两个亲本的遗传性状。
答案：B
14．下列关于胚胎工程的叙述，错误的是( )
A．体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精
B．受精卵发育到囊胚和桑椹胚阶段，都能进行胚胎移植
C．早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清
D．试管婴儿技术只有早期胚胎培养和胚胎移植技术
解析：桑椹胚和囊胚阶段都能进行胚胎移植，B正确，试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术，D错误。
答案：D
二、非选择题(本大题共3小题，共50分)
15．日前，英国研究人员利用最新的3D打印技术，”打印”出了活体胚胎干细胞。实验证明，这些干细胞仍保持着人体胚胎干细胞的正常分化能力。科学家使用活体卵子及皮肤成纤维细胞，在实验室已成功克隆出了数个人体胚胎，进而可以开发出有研究价值的胚胎干细胞。请回答：
(1)自然状况下的胚胎干细胞是由哺乳动物的早期胚胎或__________中分离出来的一类细胞。
(2)上述过程中要应用到的动物细胞工程技术有__________________、__________________。胚胎干细胞在形态上表现为体积小，细胞核大，__________明显，在功能上具有__________________。
(3)将胚胎干细胞用于检测有毒物质是否引起了基因突变，在分子水平上需要采用__________________技术。
(4)若选用囊胚进行胚胎分割，要注意对其__________做到均等分割。
(5)胚胎移植是否成功，与供体和受体的生理状况有关。在胚胎移植操作中，应对供体和受体母畜进行__________处理，才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致。
解析：(1)胚胎干细胞的来源是哺乳动物的早期胚胎或原始性腺。(2)科学家使用活体卵子及皮肤成纤维细胞，利用(体)细胞核移植形成重组(杂交)细胞，再利用动物细胞培养克隆出数个人体胚胎。胚胎干细胞在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性。(3)要检测基因突变，属于分子水平上，需要采用DNA分子杂交(基因探针)技术，通过观察杂交带进行检测。(4)若选用囊胚进行胚胎分割，要注意对其内细胞团均等分割。内细胞团是全能干细胞，若分割不均，可能影响分割后胚胎的发育。(5)胚胎移植时，应对供体和受体母畜作同期发情处理，才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致。
答案：(1)原始性腺 (2)动物细胞培养 (体)细胞核移植 核仁 发育的全能性 (3)DNA分子杂交 (4)内细胞团 (5)同期发情
16．为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法(如下图)：
请根据图示信息回答：
(1)试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有______________________等。
(2)用来促进B牛多排卵的激素可能是________分泌的促性腺激素。E牛的性别是____________。
(3)产生F牛的理论依据是________________，其生殖方式属于__________。
(4)要培育高产奶率的转基因牛，则目的基因的受体细胞一般是__________，转基因牛乳腺细胞中含有较多的参与分泌物加工的________________________等细胞器。
解析：本题考查试管动物技术和克隆技术的相关知识。二者均运用了动物细胞培养技术和胚胎移植技术。其中前者属于有性生殖，而后者属于无性繁殖。
答案：(1)细胞培养和胚胎移植 (2)垂体 雌性或雄性 (3)动物体细胞核的全能性 无性生殖
(4)受精卵 内质网、高尔基体、线粒体
17．人的血清白蛋白(HSA)有许多作用，如对血液中的免疫球蛋白(抗体)有保护和稳定的作用。如果免疫球蛋白缺少了这种保护，免疫力就会变得不稳定，容易引起各种疾病，所以在临床上需求量很大。白蛋白通常从人血中提取，产量受到限制。如果应用基因工程、克隆等技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳汁生产血清白蛋白就成为可能。如图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解，请根据图解回答下列问题：
(1)图中①一般经______________处理可以得到③。将②导入③最为有效的方法是________________________________________________________________________。
导入前，需要将②与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，这一步骤是基因工程的核心，称为__________________________________________。
(2)通过核移植技术能够得到胚胎④，精、卵在体外受精时也能得到早期胚胎。在体外受精过程中防止多精入卵的生理反应主要包括________反应和__________________作用。
(3)若需要迅速得到大量转基因奶牛，可采用下列处理方法：将早期胚胎④处理后形成若干个胚胎⑤，此种方法称________。进行上述操作时，应选择发育至__________________________或囊胚阶段的胚胎进行操作，对后者操作时必须注意将________________________________________________________________________。
答案：(1)胰蛋白酶(胶原蛋白酶) 显微注射技术 基因表达载体的构建 (2)透明带 卵细胞膜反应 (3)胚胎分割 桑椹胚 内细胞团均等分割
专题过关检测卷(二)
(测试时间：90分钟 评价分值：100分)
一、选择题(本大题共14小题，1～10小题每小题3分，11～14小题每小题5分，共50分。每小题只有一个选项符合题意。)
1．植物体细胞杂交是利用不同物种的两个体细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指( )
A．不同植物的精子与卵细胞的融合
B．不同植物的原生质体的融合
C．完整的两个体细胞的融合
D．植物花粉细胞的两两融合
解析：植物体细胞杂交的对象是体细胞，杂交时，由于细胞壁会阻碍体细胞融合，应首先去除，去除细胞壁后剩下的部分就是原生质体。
答案：B
2．下列有关生物学原理及技术的叙述，正确的是( )
A．植物细胞经去除细胞壁后形成原生质层，该结构会因为吸水过多而被涨破
B．纤维素酶、果胶酶、蛋白酶均能破坏植物细胞的细胞壁和细胞膜
C．基因分离定律的实质是经复制后的两个基因的分离
D．植物的向光性不能说明生长素的作用具有两重性
解析：植物细胞经去除细胞壁后形成原生质体而非原生质层，A错误；细胞壁的成分是纤维素和果胶，纤维素酶、果胶酶能破坏植物细胞的细胞壁，细胞膜的成分是磷脂和蛋白质，蛋白酶能破坏植物细胞的细胞膜，B错误；基因分离定律的实质是等位基因的分离，而非经复制后的两个基因分离，C错误；生长素的两重性是指：低浓度促进生长，高浓度抑制生长。植物的向光性，茎的向光侧和背光侧的生长素都是促进生长的，不能说明生长素的作用具有两重性。D正确。
答案：D
3．下列在现代生物科技的应用中，不需要进行检测与筛选的是( )
A．对植物的茎尖进行组织培养获得脱毒苗
B．将鼠的骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，制备单克隆抗体
C．利用植物体细胞杂交技术培育“萝卜—甘蓝”
D．将抗虫基因导入植物细胞，培育具有抗虫特性的新植株
解析：在制备单克隆抗体过程中，要筛选出能产生相应抗体的杂交瘤细胞。植物体细胞杂交过程中，要筛选出相应的杂种细胞进行植物组织培养，才能获得相应的杂种植株。转基因植物培育过程也要进行相应的检测与筛选，才能制备出所期望的新品种。
答案：A
4．关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是( )
A．动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同
B．动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶
C．烟草叶片离体培养能产生新个体，小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖
D．动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖培养可用于植物脱除病毒
解析：植物组织培养不需要用胰蛋白酶。
答案：B
5．通过植物体细胞杂交获得一个杂种植株，需要的步骤是( )
A．分离原生质体→诱导原生质体融合→组织培养→得到杂种植株
B．分离原生质体→原生质体直接融合→组织培养→杂种植株
C．获取细胞→原生质体融合→组织培养→杂种植株
D．获取细胞→原生质体直接融合→组织培养→杂种植株
解析：植物体细胞杂交过程中首先获得原生质体，原生质体的融合需要在人工诱导下完成。
答案：A
6．下面有关植物细胞工程的叙述，不正确的是( )
A．叶肉细胞脱分化后可形成无定形状态的薄壁细胞
B．愈伤组织的形成必须从培养基中获得水、无机盐和小分子有机物等营养物质
C．植物体细胞融合必须先用纤维素酶和果胶酶制备原生质体
D．常利用植物体细胞杂交技术获得人工种子
解析：植物细胞有一层细胞壁，这层细胞壁阻碍了植物体细胞的杂交。因此，植物体细胞杂交第一步是去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体。人工种子是用植物组织培养的方法，诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构，包裹上人造种皮制成的。
答案：D
7．在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，下列生命活动不会同时发生的是( )
A．细胞的增殖和分化 B．光能的吸收与转化
C．ATP的合成与分解 D．基因的突变与重组
解析：诱导茎分化形成幼苗为有丝分裂，故不可能发生基因重组。
答案：D
8．某小鼠生活过程中被多种病原体感染过，科学家却能够以该小鼠为实验材料，通过细胞工程技术获得抗某种病原体的高纯度单克隆抗体，这是因为( )
A．小鼠体内只有一种抗体
B．小鼠体内只有一种B淋巴细胞
C．B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后只产生一种杂交瘤细胞
D．可以通过克隆培养法和抗体检测筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞
解析：“小鼠生活过程中被多种病原体感染过”，则小鼠体内产生多种抗体，A错误；每种抗体由相应的浆细胞产生，浆细胞由B淋巴细胞产生，所以小鼠体内有多种B淋巴细胞，B错误；多种B淋巴细胞与骨髓瘤细胞如两两结合，产生多种杂交细瘤胞。C错误；通过抗体检测阳性筛选出产生特异性抗体的杂交瘤细胞，再进行体外或体内培养，提取大量单克隆抗体，D正确。
答案：D
9．下图中的供体DNA中含有无限增殖调控基因，该基因能激发动物细胞的分裂，图示是利用该基因制备新型单克隆抗体的过程，下列相关叙述错误的是( )
A．经酶A处理后Ⅰ与质粒具有相同的黏性末端 B．Ⅱ是已免疫的B淋巴细胞
C．Ⅲ既能无限增殖又能分泌特异性抗体 D．该过程涉及转基因技术和动物细胞融合技术
解析：图中没有涉及动物细胞融合技术。
答案：D
10．动物细胞培养技术的用途有( )
①生产有价值的生物制品，如病毒疫苗、干扰素等 ②生产基因工程技术中所用的受体细胞 ③可以用于检测有毒物质 ④培养的各种细胞可直接用于生理、病理、药理等方面的研究
A．①② B．①②③
C．②③④ D．①②③④
解析：动物细胞培养技术有许多用途，题干中所列内容均属于细胞培养技术的用途范围。
答案：D
11．单克隆抗体技术在疾病诊断和治疗以及生命科学研究中具有广泛的应用。下列关于单克隆抗体的叙述，错误的是( )
A．特异性强，灵敏度高
B．与抗癌药物结合可制成“生物导弹”
C．体外培养B淋巴细胞可大量分泌单克隆抗体
D．由浆细胞与骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞分泌
解析：体外培养B淋巴细胞无法大量增殖，故不可大量分泌单克隆抗体。
答案：C
12．下列关于生物工程相关知识的叙述，错误的是( )
A．在基因工程操作中为了获得重组质粒，一般用相同的限制性核酸内切酶，露出的黏性末端相同
B．若要生产转基因抗病水稻，可将目的基因先导入到农杆菌中，再转入水稻细胞
C．植物体细胞杂交，能克服远源杂交不亲和的障碍，培育出的新品种一定不是单倍体
D．基因治疗主要是对具有缺陷的体细胞进行全面修复
解析：基因治疗只能对细胞内的基因进行修复，不能全面修复，D错误。
答案：D
13．用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中正确的是( )
A．将抗原注入小鼠体内，获得能产生特异性抗体的效应T细胞
B．用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞
C．杂交瘤细胞的增殖方式和产物分别是有丝分裂和单克隆抗体
D．融合后的细胞直接进行培养就可提取单克隆抗体
解析：能产生抗体的为浆细胞，而不是效应T细胞，A错误。动物细胞没有细胞壁不需用纤维素酶处理，B错误。融合后的细胞有多种类型，需筛选培养才可提取单克隆抗体，D错误。
答案：C
14．新技术的建立和应用对生物学发展至关重要。下列技术(或仪器)与应用匹配正确的是( )
A．PCR技术——扩增蛋白质
B．杂交瘤技术——制备单克隆抗体
C．光学显微镜——观察叶绿体的基粒
D．花药离体培养——培育正常植物
解析：PCR技术只能用来扩增核酸，不能用来扩增蛋白质；利用光学显微镜无法观察到叶绿体基粒；花药离体培养获得的是单倍体，而非正常植物。
答案：B
二、非选择题(本大题共3小题，共50分)
15．下图为细胞融合的简略过程，请据图回答下面的问题。
(1)若A、B是植物细胞，在细胞融合之前已用____________________________处理，除去了________；由A、B到C的过程中，常用的物理方法是__________________________________。融合完成的标志是________________________________________________________________________。
(2)若A、B是植物细胞，则形成的D细胞还要应用______________技术把D培养成植株。
(3)若A、B是动物细胞，一般取自______________________________，然后用________使其分散开来；由A、B到C的过程中，常用的不用于植物细胞融合的手段是______________________________________，所形成的D称为________________。A、B融合为C的过程说明了细胞膜具有________性。
(4)若该过程是制备单克隆抗体，A为小鼠B淋巴细胞，那么，在获得此细胞之前，小鼠已被注射了__________________，图中B为________________________________。
(5)若该过程是制备单克隆抗体，在由A、B到C的过程中，所形成的C有__________种，用来培养的D细胞应该是________________，从中选择出它的方法是______________________________培养，获得D后，常用的培养方法是培养基中培养和____________________。
答案：(1)纤维素酶和果胶酶 细胞壁 电激、振动、离心 产生细胞壁 (2)植物组织培养
(3)动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织 胰蛋白酶 灭活的病毒诱导 杂交细胞
流动 (4)相应的抗原 骨髓瘤细胞 (5)3 杂交瘤细胞 用特定的选择性培养基 小鼠腹腔内增殖
16．如下图所示，请据图回答下面的问题。
(1)淋巴细胞能与骨髓瘤细胞融合成一个细胞，两种细胞膜也能 “融合”在一起，说明细胞膜________________________________________________________________________。
此过程，常用__________________作为诱导剂，该细胞的特点是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)杂交瘤细胞的体外培养与植物组织培养的培养基相比有何主要不同？
________________________________________________________________________。
(3)单克隆抗体注入体内后可以自动追踪抗原(病原体或癌变细胞等)并与之结合，而绝不攻击任何正常细胞，故称为“生物导弹”，这是利用了________________________________________________________________________。
(4)在单克隆抗体制备过程中，还应用了细胞工程中的__________________和__________________两大技术。
答案：(1)具有流动性 聚乙二醇(或灭活病毒)
具有无限增殖能力，能产生特异性抗体 (2)动物细胞培养用的是液体培养基，且其中含有动物血清 (3)抗原与抗体之间结合的高度特异性 (4)动物细胞融合 动物细胞培养
17．我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放进培养基中进行培养，最终发育成完整的新植株。下图是细胞培养形成兰花植株示意图，请根据图回答：
(1)过程④由愈伤组织形成胚状体要经过____________________和__________________过程，⑤过程主要是指________________________________________________________________。
(2)在培养过程中，除了提供水分和必要的有机营养物质外，还需要在培养基中加入________________和____________________。同时，培养过程中，除保证必要的温度、光照和氧气等外界条件外，还必须保证的关键条件是________________________________。
(3)一个兰花茎尖在一年之内可以生产出400万株兰花苗，与有性生殖相比，植物组织培养的优势主要体现在____________________________和____________________________________。
(4)用于动物细胞培养的培养液与植物组织培养的培养基相比，在成分上的主要区别是__________________________________________________________________。
答案：(1)细胞分裂 分化 组织器官的形成，可逐渐发展成为完整植株 (2)矿质元素 植物激素 无菌环境 (3)保持母本的优良性状
培养周期短，繁殖效率高 (4)动物细胞培养液为液体培养基，需加动物血清
专题知识整合
1．植物细胞工程技术。
植物细胞工程技术的原理是植物细胞的全能性。植物组织培养是在无菌和人工控制的条件下，离体的植物组织、器官都可以发育成完整的个体。植物体细胞杂交是不同植物的原生质体融合为一个杂种细胞，然后经植物组织培养发育成杂种植株的过程。
(1)植物组织培养：离体的器官、组织愈伤组织幼根、芽(胚状体)―→植物体。
(2)植物体细胞杂交：
例1关于植物细胞工程的叙述，正确的是( )
A．叶肉细胞经再分化后可形成无定形状态的薄壁细胞
B．叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织
C．融合植物叶肉细胞时应先去掉细胞膜
D．叶肉细胞离体培养时可以表现出全能性
解析：植物体细胞的全能性必须在离体状态下通过组织培养才能表达出来。组织培养通过脱分化形成无定形状态、高度液泡化的愈伤组织，愈伤组织再分化形成根、芽，再发育成新植株。植物体细胞杂交首先要用纤维素酶与果胶酶去除细胞壁，获得原生质体，然后用诱导剂促使细胞融合，获得杂种细胞，再利用组织培养获得杂种植株。
答案：D
名师点睛：植物体细胞不表达全能性的原因是在植物体内基因选择性表达的结果；离体的植物体细胞能表达全能性；植物体细胞杂交首先要用纤维素酶去除细胞壁，然后再用诱导剂融合。
例2人工种子的叙述不正确的是( )
A．人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需的营养物质，还可以添加农药和植物激素
B．人工种子可以工业化生产，播种人工种子可以节省大量粮食
C．人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题
D．人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构
解析：人工种子是以植物组织培养获得的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等材料经人工薄膜包裹得到的种子；人工种子在适宜条件下同样能够萌发长成幼苗；人工种子的胚状体已经分化出胚芽、胚轴、胚根等结构。
答案：D
名师点睛：人工种子的结构包括人工种皮、人工胚乳和胚状体，胚状体具有发育成幼苗的胚芽、胚轴、胚根等结构。
2．动物细胞工程技术。
动物细胞工程技术包括动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合和单克隆抗体。其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础，其原理是细胞增殖。利用动物细胞工程技术可以生产单克隆抗体药物、医用蛋白，提供移植用的器官、组织，加快优良种畜的繁殖速度等，在人类征服癌症等疑难病症，促进生物制药、医学及农牧业的发展中具有重要作用。
(1)动物细胞核移植技术：
(2)动物细胞融合技术：
不同动物的两个体细胞杂种细胞
(3)单克隆抗体技术：
B瘤细胞杂交瘤细胞―→单克隆抗体
例3家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交瘤细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体，与骨髓瘤细胞融合的是( )
A．经过免疫的B淋巴细胞
B．不经过免疫的T淋巴细胞
C．经过免疫的T淋巴细胞
D．不经过免疫的B淋巴细胞
解析：制备单克隆抗体要用抗原刺激小鼠，使小鼠产生效应B细胞，由效应B细胞产生单一抗体。然后利用动物细胞融合技术，使效应B细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合获得杂交瘤细胞。杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体。
答案：A
名师点睛：杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体。单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、产量大的特点。
下图是单克隆抗体制备过程示意图，其中1过程注射的物质和A细胞的名称分别是( )
A．抗体、T淋巴细胞 B．抗原、T淋巴细胞
C．抗体、B淋巴细胞 D．抗原、B淋巴细胞
解析：单克隆抗体技术首先应该获得能产生单一抗体的效应B细胞，所以应该向小鼠注射单一抗原，刺激小鼠产生效应B细胞，由效应B细胞产生单一抗体。其次利用动物细胞融合技术使效应B细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合获得杂交瘤细胞。最后在体外进行培养或在体内培养获得大量的单一抗体。
答案：D
名师点睛：单克隆抗体技术首先应该进行动物细胞融合，获得杂交瘤细胞，然后用动物细胞培养技术获得单克隆抗体。
植物细胞工程
第1课时 植物细胞工程的基本技术
一、细胞工程的含义
原理和方法
________生物学和________生物学
操作水平
________水平或________水平
目的
按照人的意愿改变细胞内的________或获得________
分类
________细胞工程和________细胞工程
细胞 分子 细胞 细胞器 遗传物质 细胞产品 植物 动物
二、植物细胞的全能性
1．含义：具有某种生物________________的任何一个细胞，都具有发育成______________的潜能。
2．脱分化：让________的细胞，经过诱导后，失去其特有的____________而转变成未分化细胞，进而形成__________。
3．再分化：________在一定的培养条件下，分化出________，进而形成完整小植株。
1．全部遗传信息 完整生物体
2．已分化 结构和功能 愈伤组织
3．愈伤组织 根和芽
三、植物组织培养技术
1．理论基础：植物细胞的________。
2．实验：胡萝卜的组织培养。
(1)原理。
(2)过程。
3．概念：在________和________条件下，将________的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生________、________，最终形成完整的植株。
1．全能性
2．(1)愈伤组织 (2)有形成层 愈伤组织 避光 分化
3．无菌 人工控制 离体 愈伤组织 丛芽
四、植物体细胞杂交
1．概念：将不同种的植物________，在一定条件下融合成________，并将其培育成__________的技术。
2．过程。
(1)制备原生质体：用________酶和________酶去除细胞壁，获得具有活力的__________。
(2)诱导原生质体间的融合。
①诱导方法：物理法(________、________、________等)和化学法(用________诱导)。
②完成标志：杂种细胞再生出________。
(3)植物组织培养：人工培养杂种细胞，得到杂种植株。
3．意义：克服不同生物__________________的障碍。
1．体细胞 杂种细胞 新的植物体
2．(1)纤维素 果胶 原生质体
(2)①离心 振动 电激 聚乙二醇(PEG)
②细胞壁
3．远缘杂交不亲和
一、选择题
1．下列关于植物组织培养的叙述，错误的是( )
A．外植体可以来自于植物的任何细胞
B．培养应在无菌条件下进行
C．以花粉作为外植体可得到单倍体植株
D．不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同
解析：植物组织培养的原理是细胞的全能性，所以作为植物组织培养的细胞必须有完整的细胞核。
答案：A
2．在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的
( )
A．消毒灭菌 B．适宜的温度
C．充足的光照 D．适宜的养料和激素
解析：形成愈伤组织，需要在消毒灭菌条件下进行。因为只有在消毒灭菌条件下，才能保证培养出的组织、细胞避免感染，否则培养基内将长出许多霉菌，与离体细胞争夺营养与生存空间，使其不能形成愈伤组织。由于此阶段形成的是愈伤组织，并没有形成具有根、茎、叶的植物体，因此不需要光照。
答案：C
3．植物组织培养过程中的脱分化是指( )
A．植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程
B．未成熟的种子经过长期培养，长出幼苗的过程
C．植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程
D．取植物的枝芽培育成一株新植物的过程
答案：C
4．植物体细胞融合完成的标志是( )
A．细胞膜发生融合 B．产生新的细胞壁
C．细胞质发生融合 D．细胞核发生融合
解析：植物体细胞融合的过程既有细胞膜、细胞质的融合，又有细胞核的融合。典型植物细胞的最外层为细胞壁，融合前应去细胞壁，融合成功的标志是再生出新的细胞壁。
答案：B
5．某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述，错误的是( )
A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害
B．在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞
C．出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控
D．生根时，培养基通常应含α－萘乙酸等生长素类调节剂
解析：消毒剂的使用既要杀死表面微生物，又要防止伤害组织细胞，影响组织培养；植物细胞融合是指经纤维素酶和果胶酶处理后得到的原生质体的诱导融合，带有细胞壁的愈伤组织细胞不能诱导融合形成染色体加倍的细胞；出芽和生根都是细胞再分化的结果，其实质是基因的选择性表达；α－萘乙酸为生长素类似物，可诱导愈伤组织生根。
答案：B
6．以下能说明细胞具有全能性的实验是( )
A．扦插的月季枝条生根后长成的月季植株
B．用矮秆抗病小麦种子培育出的小麦植株
C．给去核蛙卵植入体细胞核后又发育成正常的蝌蚪
D．将转入抗虫基因的棉花细胞培育出棉花植株
解析：细胞的全能性是指分化后的细胞的后代仍具有发育成完整个体的潜能。A项是无性生殖，B项是由种子到植物体，属于有性生殖的范畴；C项体现的是细胞核的全能性；只有D项符合题意。
答案：D
7．1958年，美国科学工作者把胡萝卜韧皮部的细胞分离出来，将单个细胞放入人工配制的培养基中，结果竟获得了许多完整的植株。此繁育过程中肯定不会出现( )
A．基因重组 B．基因突变
C．染色体复制 D．染色体变异
解析：植物组织培养过程细胞进行有丝分裂而非减数分裂。而基因重组发生于减数分裂中。
答案：A
8．有关植物体细胞杂交的叙述，错误的是( )
A．有可能把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上
B．需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C．利用聚乙二醇可以促进原生质体融合
D．植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞
解析：植物体细胞杂交之前，需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体；进行原生质体间的融合，必须要进行人工诱导，如可用聚乙二醇促进原生质体融合；植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞，并将该杂种细胞培育成新的植物体的技术。
答案：D
9．下列有关植物细胞全能性的叙述中，正确的是( )
A．植物体只有高度分化的体细胞才具有发育成完整个体的潜能
B．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同
C．植物细胞的全能性是植物体细胞杂交技术的理论基础
D．植物细胞脱分化过程体现了植物细胞的全能性
解析：只要植物细胞含有本物种生长发育的全套基因就应具有全能性，如配子；植物体内所有体细胞均来源于同一受精卵的有丝分裂，遗传物质应相同；植物体细胞杂交技术的理论基础是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性；植物细胞脱分化过程并没有发育到完整的植株，不能体现植物细胞的全能性。
答案：C
10．下列关于植物组织培养技术的叙述中，错误的是( )
A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压
B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化
C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织
D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因型相同
解析：植物组织培养技术既可对植物体细胞进行组织培养，也可对生殖细胞进行组织培养。假设某植株的基因型为Aa，取根尖细胞离体培养形成的新植株基因型仍为Aa；若取该植株花药细胞离体培养，形成的新植株的基因型为A或a。
答案：D
二、非选择题
11．美国科学家将分离得到的成熟的胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成了完整的新植株，过程图解如下。回答与之有关的问题：
(1)科学家所用的这种生物技术叫做__________，依据的理论基础是植物细胞具有__________性，C过程称为__________。
(2)通过B过程产生的愈伤组织的细胞与根的韧皮部细胞在染色体的数目上是否相同？__________；细胞的形态结构是否相同？__________。
答案：(1)植物组织培养 全能 再分化
(2)相同 不同
12．下图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，请据图回答问题。
(1)在“番茄—马铃薯”的培育过程中，运用了植物细胞工程中的____________________技术，原理是________________________________________________________________________。
(2)可用__________________________________对番茄和马铃薯细胞进行处理获得原生质体；诱导番茄和马铃薯原生质体融合的化学试剂一般用______________。
(3)愈伤组织常用作诱变育种的理想材料，理由是
______________________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________。
(4)不同物种生物之间存在着天然的________，用传统的有性杂交方法不可能得到二者的杂种后代，而体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍。
(5)植物组织培养的培养基中除了含有一定的营养物质之外，还必须含有________________，从而促进愈伤组织的形成和再分化。
解析：植物体细胞杂交时，首先要用酶解法去除细胞壁，形成原生质体，然后用促融方法促进原生质体融合，常用的化学促融剂是聚乙二醇(PEG)。愈伤组织具有旺盛的分裂增殖能力，不断进行DNA复制，容易发生基因突变，因此，可施加一些诱导因素，使其发生更多的变异。
答案：(1)植物体细胞杂交 细胞膜的流动性和细胞的全能性
(2)纤维素酶和果胶酶 聚乙二醇(PEG)
(3)愈伤组织处于不断地分裂状态，容易受到培养条件的影响而产生基因突变
(4)生殖隔离
(5)植物激素(植物生长调节剂)
13．下图表示通过二倍体植株甲(自花传粉植物)和植株乙培育植株A、B、C、D、E的过程，其中植株甲的基因型为AaBb，两对等位基因分别位于两对同源染色体上。请据图回答下列问题。
(1)植株A是__________倍体，经秋水仙素处理后获得的植株B的基因型为________________________________________________________________________。
(2)植株C与植株甲表现型相同的概率为________________________________________________________________________。
(3)培养植株D的过程中，由离体细胞形成愈伤组织的过程称为__________。
(4)获得植株E的过程称为__________，其中两个原生质体融合时所用的物理方法有__________。
(5)植株A、D、E的培育过程中都需要采用的生物技术是____________________，其理论基础是__________。植株A、B、C、D、E中可能与植株甲的基因型相同的是植株__________。
答案：(1)单 AABB或AAbb或aaBB或aabb
(2)9/16 (3)脱分化 (4)植物体细胞杂交 振动、离心、电激等 (5)植物组织培养技术 细胞全能性 C、D
课件30张PPT。生物选修3（人教版） 专题2 细胞工程
第1节 植物细胞工程
第1课时 植物细胞工程的
基本技术
要点突破知识点1 细胞的全能性1．概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物个体的潜能。
2．物质基础：生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。
3．细胞全能性表现的条件。
(1)离体状态(未离体的细胞，由于细胞的分化其全能性受到限制，不能表现)。(2)无菌操作(防止杂菌污染)。
(3)适宜物质的诱导和调节(植物激素主要是生长素和细胞分裂素)。
(4)种类齐全、比例适合的营养物质。
(5)适宜的外界条件(如温度、pH、光照等)。
4．各种细胞全能性的比较。
(1)应注意细胞的全能性与细胞的分化程度和分裂能力三者间的关系。一般来说，细胞的分化程度越高，其分裂能力越弱，其全能性越不容易表现出来。(2)受精卵＞生殖细胞＞体细胞。
(3)体细胞中：植物细胞＞动物细胞(只有细胞核才有全能性，分化程度低的＞分化程度高的；细胞分裂能力强的＞细胞分裂能力弱的；幼嫩的细胞＞衰老的细胞)。例1 以下关于细胞全能性的描述错误的是( )
A．利用海岛烟草韧皮部细胞培育出植株体现了细胞的全能性
B．受精卵的全能性最高
C．水稻种子培育出植株表现了细胞的全能性
D．只有在离体的条件下细胞的全能性才能得以体现
解析：细胞的全能性是指高度分化的体细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。C选项中种子可看成一个个体，利用水稻种子培育出植株是一个完整的个体发育过程，不能说明细胞的全能性。
答案：C?变式迁移
1．细胞具有全能性的原因是( )
A．体细胞具有发育成完整个体的潜能
B．生物体的每个细胞都具有全能性
C．生物体的细胞一般都含有个体发育的全套基因
D．生物体的每个细胞都是由受精卵发育成的
解析：A项中指的是细胞的全能性，并非细胞全能性的原因。细胞之所以具有全能性，是由于细胞中含有发育为完整个体所必需的遗传物质，所以从理论上说，生物体的每一个正常细胞都具有全能性。
答案：C
点评：(1)配子(如精子、卵子)亦具细胞全能性。因为配子中至少含有一个完整的染色体组，根据染色体组概念，一个染色体组就含有该物种生长发育、遗传变异所需的全部遗传物质。
(2)动物体细胞虽具细胞全能性，但因其高度分化，目前其全能性还没有实现表达。
(3)并不是每一个细胞均具全能性。如植物的筛管细胞、哺乳动物的成熟的红细胞等。知识点2 植物组织培养1．原理：细胞的全能性。
3．植物组织培养过程的几个概念、条件。
(1)细胞分化：基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。(2)脱分化的条件：离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件(如无菌、适宜的温度等)。
(3)影响植物细胞脱分化、再分化的关键因素是植物激素，特别是当细胞分裂素和生长素共同使用时，根据诱导的需求，对二者要按一定比例合理使用。
(4)愈伤组织：排列疏松、无规则，高度液泡化的无定形状态的薄壁细胞。例2 图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题：(1)要促进细胞分裂、生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括________和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和________两类植物激素。
(2)此过程依据的原理是________________。A和B阶段主要进行的分裂方式是________________，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞________等。 (3)此过程要无菌操作，主要是指对________进行灭菌、消毒。B阶段需要光照，原因是______________________
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________。
(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因____________的结果。解析：进行植物组织培养时将离体的植物组织、器官或细胞接种到经消毒、灭菌的培养基中，培养基中含有供组织细胞生长发育所需要的无机物和小分子有机物，还含有供调节细胞脱分化和再分化的细胞分裂素和生长素。由外植体发育到试管苗，脱分化阶段细胞进行分裂，再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗，此阶段需要光照，原因是叶中叶绿素的合成需要光照条件。
答案：(1)无机物 生长素 (2)植物细胞的全能性 有丝分裂 分化 (3)培养基 细胞中叶绿素的合成需要光照条件 (4)选择性表达?变式迁移
2．下图所示的是基因型为AaBb的水稻的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。下列相关叙述错误的是( )A．愈伤组织是花粉细胞通过有丝分裂后形成的不规则的细胞团
B．在愈伤组织的形成过程中，必须从培养基中获得水、无机盐和小分子有机物等营养物质
C．为促进花粉细胞分裂生长，在培养基中应加入适宜浓度的生长素等激素
D．试管苗可能出现的基因型有AABB或AAbb或aaBB或aabb
植物体细胞杂交解析：花粉是通过减数分裂形成的，其基因型为AB或Ab或aB或ab，由花粉发育而来的个体未经秋水仙素处理，是单倍体。
答案：D
点评：(1)外植体最好选择幼嫩部分的原因：幼嫩部分细胞全能性高。
(2)植物组织培养有体细胞培养和有性生殖细胞培养之分：前者属于无性繁殖，子代可基本保持母本的优良性状。知识点3 植物体细胞杂交1．步骤。2.原理：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
3．基础：植物组织培养技术。
4．成功标志：获得杂种植株，而不是获得杂种细胞，但细胞融合完成的标志则是形成新的细胞壁。
5．植物体细胞杂交的优点：克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍，可培育作物新品种。例3 白菜－甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短和耐储藏等优点。下图是“白菜－甘蓝”的培育过程示意图，下列描述错误的是( )A．培育过程中，实现①②过程常用的物质为纤维素酶和果胶酶
B．过程③的诱导方法有物理法和化学法两种
C．⑤过程中进行的细胞分裂方式是减数分裂，形成的杂种植物幼苗遗传物质发生改变
D．植物体细胞杂交方法的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍
解析：根据植物体细胞杂交技术可以确定①②是利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁得到原生质体，③是原生质体融合形成融合的原生质体，遗传物质发生了改变，是白菜细胞和甘蓝细胞遗传物质的集合，通过有丝分裂增加细胞数目，植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。
答案：C?变式迁移
3．有甲(基因型为aaBB)和乙(基因型为AAbb)两品种的植物，取其花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，在一定条件下融合成杂种细胞，该细胞的基因型是( )
A．AaBb B．AAaaBBbb
C．AAbb D．aaaaBBBB解析：甲的花粉培养成的植株的基因型为aB，乙的花粉培养成的植株的基因型为Ab，二者融合后产生的杂种细胞的基因组成是AaBb。
答案：A
点评：(1)区分原生质体融合、植物细胞融合、植物体细胞杂交：三者完成的标志依次是获得融合的原生质体、杂种细胞、杂种植株。
(2)原生质体融合不一定是不同原生质体间的融合，也可能是同种原生质体间的融合，因此培养液中应至少有5种细胞(用A、B表示两种细胞)：A型、B型、A－A型、B－B型、A－B型。只有A－B型是所需的杂种细胞，故需筛选。
本节小结核心归纳
1．植物细胞的全能性是指具有某种生物全部遗传信息的任何细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。
2．植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，主要过程包括脱分化和再分化。3．植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程进行严格的无菌操作。
4．植物细胞融合依据的生物学原理是细胞膜的流动性，融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁。
5．植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。正误判断
1．植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性。( )
2．植物组织培养的过程不需要在无菌条件下进行。( )
3．植物体细胞杂交与细胞膜的流动性无关。( )
4．只要将两个去壁的植物细胞放在一起就能发生融合。( )1．√
2．×
提示：植物组织培养需要在无菌条件下进行，杂菌的污染会导致培养物迅速死亡。
3．×
提示：植物体细胞杂交实质是原生质体融合，其融合的结构基础是细胞膜的流动性。
4．×
提示：原生质体融合需要人工诱导，常用的方法有物理法和化学法。植物细胞工程
第2时 植物细胞工程的实际应用
一、植物繁殖的新途径
1．微型繁殖。
(1)微型繁殖技术：用于________优良品种的____________________。
(2)特点：保持优良品种的__________；高效快速地实现种苗__________。
(3)实例：20世纪60年代，荷兰的科学家就成功地实现了利用________________技术来培育兰花。
2．作物脱毒。
(1)材料：植物的____________(如________)。分生区附近的病毒极少，甚至________。
(2)脱毒苗：切取________进行组织培养获得。
(3)优点：使农作物________。
3．人工种子。
人工种子是以________________得到的________、不定芽、________和________等为材料，外面包被着特定的物质，在适宜的条件下可以萌发长成幼苗。人工种子由胚状体、作为保护外壳的________和提供发育所需营养的人工胚乳组成。
1．(1)快速繁殖 植物组织培养技术 (2)遗传特性 大量繁殖 组织培养
2．(1)分生区附近 茎尖 无病毒 (2)茎尖
(3)提高产量
3．植物组织培养 胚状体 顶芽 腋芽 人工种皮
二、作物新品种的培育
1．单倍体育种。
单倍体育种是指通过____________________获得单倍体植株，然后染色体数目加倍后可获得纯合二倍体植株。其优点是________________________________________。
2．突变体的利用。
(1)产生原因：在植物的组织培养过程中，易受________和________(如________、________等)的影响而________。
(2)利用：筛选出对人们有用的________，进而培育成新品种。
1．花药离体培养 明显缩短育种年限，节约大量人力、物力
2．(1)培养条件 外界压力 射线 化学物质 产生突变 (2)突变体
三、细胞产物的工厂化生产
1．细胞产物的种类：________、脂肪、糖类、________、香料、生物碱等。
2．技术：植物________技术。
3．实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产______________；另外，三七、紫草和银杏的________也都已经实现了工厂化生产。
1．蛋白质 药物
2．组织培养
3．人参皂甙干粉 细胞产物
一、选择题
1．下列属于植物的微型繁殖技术的是( )
A．兰花的芽尖组织培育成兰花幼苗
B．水稻种子萌发并长成新个体
C．扦插的葡萄枝长成新个体
D．柳树芽发育成枝条
解析：水稻种子萌发并长成新个体、柳树芽发育成枝条，均属于生物的个体发育部分；扦插的葡萄枝条长成新个体属于无性繁殖中的营养生殖。
答案：A
2．马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳方法是( )
A．选择优良品种进行杂交
B．进行远缘植物体细胞杂交
C．利用芽尖进行组织培养
D．人工诱导基因突变
答案：C
3．某株名贵花卉用种子繁殖时会发生性状分离，为了防止性状分离并快速繁殖，可利用该植物体的一部分器官或组织进行离体培养，但不能采用该植株的( )
A．茎尖 B．芽 C．叶片 D．花粉粒
解析：花粉粒细胞离体培养得到的植株是单倍体，改变了原有植株遗传物质。
答案：D
4．用甘薯的茎尖分生组织离体培养，可快速繁殖脱毒的种苗。下列说法不正确的是( )
A．该过程依据的主要原理是植物细胞的全能性
B．形成脱毒的种苗只经过细胞分裂，没有细胞分化的发生
C．显微镜下观察处于细胞周期中的细胞，在多数细胞中看不到染色体
D．甘薯的茎尖细胞中含有甘薯的全套遗传物质
解析：甘薯的茎尖分生组织离体培养之所以能够快速繁殖脱毒种苗，是因为甘薯的茎尖细胞中含有甘薯的全套遗传物质。快速繁殖脱毒种苗所依据的原理是植物细胞的全能性。由于细胞分裂周期中间期时间远长于分裂期，因此绝大多数细胞处于间期，少数处于分裂期，自然多数细胞中看不到染色体。形成脱毒的种苗需要经过细胞的分裂与分化。
答案：B
5．在下列各育种方式中，与组织培养技术无关的是( )
A．利用花药离体培养得到单倍体植株
B．秋水仙素处理二倍体幼苗，获得四倍体植株
C．通过组织培养培育人工种子
D．通过体细胞杂交培养“番茄—马铃薯”杂种植株
解析：花药离体培养实质是将花粉培育为新个体，人工种子是将植物细胞经组织培养形成胚状体再包装成人工种子，体细胞杂交形成的杂种细胞培育成杂种植株，都采用了组织培养技术。秋水仙素处理二倍体幼苗获得四倍体植株，是利用染色体变异的原理。
答案：B
6．科学家通过植物组织培养可获得人工种子，有关人工种子的说法不正确的是( )
A．可解决有些作物繁殖能力差、结子困难等问题
B．属于无性生殖，后代能够保持亲本的优良性状
C．经组织培养形成胚状结构，包裹上人造种皮即可
D．属于有性生殖，后代具有更大的变异性
解析：人工种子是用植物组织培养的方法获得的，属于无性生殖，性状与亲本相同，其主要用途是解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。
答案：D
7．下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程，相关叙述中正确的是( )
A．②和③过程会发生减数分裂
B．①阶段需生长素而③阶段需细胞分裂素
C．①阶段有细胞增殖但无细胞分化
D．此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体
．解析：愈伤组织形成胚状体的过程中细胞只进行有丝分裂，A错误；在整个组织培养过程中，生长素和细胞分裂素共同起作用，B错误；①过程为脱分化过程，C正确；由于是用四倍体兰花的叶片进行的植物组织培养，因此得到的植株为四倍体，若用花药离体培养，所得植株为单倍体，D错误。
答案：C
8．运用植物组织培养技术，可以培育或生产出( )
A．细胞产物——生物碱
B．无病毒植物
C．人工种子
D．以上都是
解析：用植物组织培养技术，可以快速繁殖、培养无病毒植物，可以应用于细胞产物的工厂化生产(包括生物碱、蛋白质、药物、香料等)，还可以诱导形成具有生根发芽能力的胚状结构，包裹上人工种皮，制成人工种子。
答案：D
9．下图表示应用植物组织培养技术培育优质玉米的过程。对此过程的相关描述错误的是( )
A．B→E过程中细胞全能性的高低发生了改变
B．C试管中形成的是高度液泡化的薄壁细胞
C．A植株和F植株体细胞中的染色体组数相同
D．培养出的F植株一般不能直接应用于扩大种植
解析：从B→E过程中细胞的全能性经历了从低到高再降低的变化，这与细胞的分化程度呈相反趋势；C试管中的愈伤组织是一群高度液泡化的薄壁细胞；F是由A的花粉经组织培养获得的，因而其体细胞中染色体数与A的配子中染色体数相同，染色体组数也减少一半，为单倍体植株；由于F为单倍体植株，具有高度不育的特点，因
而一般不能直接应用于扩大种植。
答案：C
10．甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程涉及细胞的( )
①有丝分裂 ②分化 ③减数分裂 ④全能性
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
解析：某些作物进行无性繁殖过程中会感染病毒且容易传给后代，病毒逐年积累就会导致作物产量降低，品质变差。切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗，在这个过程中通过细胞的有丝分裂增加细胞的数目，通过细胞的分化使来自同一细胞的这些细胞功能发生差异而完成生物体的各项生命活动。
答案：D
二、非选择题
11．植物组织培养是克隆植物的一种方法。回答下列问题。
(1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体______________。
(3)在生产实践中为获得大量的细胞产物，如紫杉醇，可将__________放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞悬浮液，再经过__________即可获得大量细胞。
(4)组织培养过程需要提供植物生长和繁殖的最适条件，否则在光学显微镜下可能观察到发生__________异常，进而使植物出现遗传不稳定甚至不育现象。
(5)植物组织培养技术不仅应用于花卉和果树的快速大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于__________________________、______________、____________等育种过程中。
解析：(1)刚长出的芽尖还没有受到病毒的侵染，因此用这些部位的细胞作植物组织培养的材料，可以获得脱毒植株。(2)在植物组织培养时，常用生长素和细胞分裂素来诱导外植体形成愈伤组织，生根、发芽，从而形成新的植物体。(3)一般利用外植体脱分化形成的愈伤组织获得细胞产物，愈伤组织有很强的分裂能力，通过培养愈伤组织细胞可获得大量细胞产物。(4)愈伤组织细胞分裂时易受环境条件影响而发生染色体结构或数目的变异，故需要在适宜的条件下进行组织培养。(5)植物体细胞杂交、植物基因工程、单倍体育种等育种过程均需要用到植物组织培养技术。
答案：(1)这些部位还未受到病毒等病原体的侵害
(2)脱分化和再分化
(3)愈伤组织 细胞分裂
(4)染色体结构与数目
(5)植物体细胞杂交育种 基因工程育种 单倍体育种
12．下图为植物体细胞杂交流程图，请回答下列问题。
(1)制备原生质体时，常用的酶是________________________
________________________________________________。
(2)诱导原生质体融合常用的化学诱导剂是________。
(3)杂种细胞再生出细胞壁，此过程与细胞内的__________(填细胞器)有密切关系。在对杂种细胞进行植物组织培养时，通常还需要加入的两种植物激素是____________________。通过该技术得到的杂种植株在形态上表现为______________________________，其根本原因是______________________________。
(4)通常情况下，马铃薯和番茄杂交是不成功的，原因是__________________，该项研究解决了育种过程中__________________的问题。
(5)通过细胞工程获得的杂种植株是否可育？为什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(6)若马铃薯是四倍体，番茄是二倍体，则杂种植株是__________倍体。
答案：(1)纤维素酶、果胶酶
(2)PEG(聚乙二醇)
(3)高尔基体 细胞分裂素和生长素 同时具有两个亲本的特性 具有双亲细胞的全部遗传物质
(4)存在生殖隔离 远缘杂交不亲和
(5)可育。因为马铃薯和番茄这两种植物各自都是可育的，杂种植株也可正常进行减数分裂，产生配子
(6)六
13．下图列举了几种植物的育种方式，请据图回答相关问题。
甲育种方式称为____________________________
____________________________________________。
(2)通过丁种方式可以获得脱毒苗，培养过程中c常常取用茎尖的原因是____________________________
____________________________________________。
(3)乙方式通常用射线处理植物的愈伤组织能获得较好效果，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)丙方式将外源目的基因导入受体植物细胞，最常采用的方法是________________。在通过丙方式获得转基因植株的过程中，核心步骤是____________________________。
(5)甲、丙两种育种方式与传统杂交育种相比，其优点是___________________________________________________________。
解析：(1)由a、b两种细胞通过一定的技术手段获得c，属于植物体细胞杂交，能克服远缘杂交不亲和的障碍。(2)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至没有病毒，因此常用茎尖组织培养技术获得脱毒苗。(3)由于愈伤组织一直处于不断分裂的状态，容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。(4)将外源基因导入受体植物细胞的方法，最常用的是农杆菌转化法。(5)植物体细胞杂交和基因工程都能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍，而传统杂交育种由于生殖隔离而不能实现种间杂交。
答案：(1)植物体细胞杂交
(2)茎尖不带病毒
(3)愈伤组织细胞处于不断分裂的状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变
(4)农杆菌转化法 基因表达载体的构建
(5)能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍
课件23张PPT。生物选修3（人教版） 专题2 细胞工程
第1节 植物细胞工程
第2课时 植物细胞工程的
实际应用
要点突破知识点1 植物繁殖的新途径1．微型繁殖。
(1)微型繁殖(又叫快速繁殖)技术就是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。它实际上是一种无性繁殖，繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞内DNA不变，所以能够保证亲、子代遗传特性不变。
(2)优点：保持亲本的优良性状；可以快速大量培育出新个体，有利于工厂化培育；选材少、培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。2．作物脱毒。
(1)病毒的特点：病毒是寄生性生物，在用种子繁殖或用植物根、茎的无性繁殖过程中，种子、根、茎的细胞中可能携带着病毒并传给下一代，使其繁殖的子代感染病毒。并传给下一代，病毒会在生物体内逐年积累，就会导致作物产量降低，品质变差。
(2)材料的选取：据检测，植物的分生组织(如根尖，茎尖等)细胞中一般是不含病毒的。如果将未被病毒感染的植株分生组织用植物组织培养的方法培育成幼苗，用于生产过程，可以避免病毒对作物的影响，大大提高作物的产量和质量。3．制备人工种子。
(1)概念：人工种子是指以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
(2)人工种子的结构：由胚状体、作为保护外壳的人工种皮和提供发育所需营养的人工胚乳三部分构成。(如下图所示)
(3)与天然种子相比较，其优越性有：①可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖。②固定杂种优势。③是一种快捷高效的繁殖方式。④可人为控制植物的生长发育和抗逆性等。
例1 用植物的茎尖或叶片、茎段、花药、花粉等，在无菌条件下，培养在玻璃皿中人工配制的培养基上，使其发育成完整的植株。这种技术可以用来培育植物新品种，也可以在较短时间内大量繁殖植物，还可以防止植物病毒的危害。下列关于这种技术的叙述，正确的是( )
①这种技术利用了植物细胞的全能性 ②这种技术叫做组织培养，可以克隆生物体 ③这种技术属于细胞工程的应用领域之一 ④这种技术是一种无性繁殖的方式A．① B．①②
C．①②③ D．①②③④
解析：脱毒植株是利用植物的根尖或茎尖等分生组织为外植体，经植物组织培养而来，花药离体培养属有性生殖，故①②③正确。
答案：C?变式迁移
如图表示为人工种子，下列与人工种子培育生产过程有关的叙述，不正确的是( )
A．人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得
B．胚状体是由愈伤组织分化而成，离体细胞只有形成愈伤组织才能表现出全能性
C．同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型
D．胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成的
作物新品种的培育
解析：胚状体是由愈伤组织分化而来，不是未分化的细胞。
答案：D知识点2 作物新品种的培育1．单倍体育种。(2)原理：染色体(数目)变异。
(3)优点：后代稳定遗传，都是纯合体；明显缩短育种年限。
2．突变体育种。
(1)突变：植物体细胞的突变分为基因突变和染色体变异两种。(2)突变体：在植物组织培养过程中，处于分生状态的培养细胞，容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生基因突变或染色体变异，由此发育而成的个体称为突变体。
(3)突变体的利用：人们从突变体中筛选出对人们有用的个体，进而培育成新品种，这种育种方式叫突变体育种。例2 植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是( )
A．培养的细胞一直处于不断的分生状态
B．培养基营养丰富，易于植物生长
C．纺锤丝的形成容易受抑制
D．DNA复制容易受抑制
解析：在植物组织培养过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，容易受一些条件的影响而产生突变。
答案：A
名师点睛：花药离体培养属于一种特殊方式的有性生殖。知识点3 细胞产物的工厂化生产1．种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
2．技术：植物的组织培养。
3．工厂化生产人参皂甙的基本过程。
第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株，其中一部分作为种子保存，以备下一次生产用，一部分进行发酵生产。第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。例3 紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。据此完成(1)～(3)题。(1)在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”。这些“种子”是应用组织培养技术，将紫草叶肉细胞经过__________________而获得的。这项技术的理论基础是______________。
(2)从图中可以看出：反应器中紫草细胞的生长呈现____________规律；影响紫草素产量的因素是__________和__________________。
(3)在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是____________和____________。解析：题干信息：紫草素是紫草细胞的代谢产物。从图中可以看出：随着培养天数的增加，细胞数目不断增加，紫草素产量也在不断增加。细胞在代谢过程中需要氧气。
答案：(1)脱分化(或脱分化形成愈伤组织) 细胞的全能性 (2)S型增长 细胞数量 细胞所处的生长期
(3)保证氧气供应充足 使细胞与培养液充分接触
名师点睛：利用植物组织培养技术生产细胞产物无须培养至植株，只要培养到能够产生所需产物的细胞即可。本节小结核心归纳
1．细胞的全能性是指构成生物体的每个细胞都具有发育成一个新的生物个体的潜能。
2．植物细胞工程的技术基础是植物组织培养。
3．细胞全能性与分化程度有关，一般是受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞。
4．植物组织培养中植物激素是启动细胞分裂、分化的关键因素。
5．植物组织培养中常用的植物激素是生长素和细胞分裂素。正误判断
1．植物的种子发育成完整植株体现了细胞的全能性。( )
2．植物组织培养技术的原理是植物细胞具有全能性。( )
3．人工种子与天然种子繁殖的方式相同。( )
4．植物细胞培养的目的是为了得到植物新个体。( )
5．两种细胞的原生质体融合后形成的融合细胞只有一种。( )
6．单倍体育种即是通过花药的离体培养形成新品种的过程。( )1．×
提示：因为种子中的胚已完成了早期发育，相当于新植物体的幼体，没有体现细胞发育成完整植物体。
2．√
3．×
提示：天然种子是有性繁殖，人工种子是无性繁殖。4．×
提示：植物细胞培养的目的是为了获得细胞的次生代谢产物。
5．× 提示：只考虑两两融合的情况，会产生AA、BB、AB三种类型的融合细胞。
6．× 提示：花药培养形成的植株是单倍体，高度不育，需经秋水仙素处理形成二倍体或多倍体才形成可育的新品种。第2节 动物细胞工程
第1课时 动物细胞培养和核移植技术
一、动物细胞工程
动物细胞工程常用的技术手段有______________、动物细胞核移植、______________、生产____________等，其中____________技术是基础。
动物细胞培养 动物细胞融合 单克隆抗体 动物细胞培养
二、动物细胞培养
1．概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成________，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞________和________。
2．过程。
3．条件。
(1)无菌、无毒的环境：对________和所有________进行无菌处理。
(2)营养：合成培养基中要有糖、________、__________、无机盐、________等，通常需加入________、血浆等。
(3)温度和pH。
①适宜温度：________±0.5 ℃。
②适宜pH：________。
(4)气体环境：主要是________和________，O2是________所必需的，CO2主要维持____________。
4．应用。
(1)生产生物制品：如________疫苗、干扰素、____________等。
(2)应用于基因工程：当________是基因工程技术中的受体细胞时，则离不开动物细胞培养。
(3)检测________，判断某种物质的________。
(4)用于生理、病理、药理等方面的研究，如筛选抗癌药物等。
1．单个细胞 生长 繁殖
2．剪碎 胰蛋白酶 胶原蛋白酶 贴壁 接触
(1)胰蛋白酶 (2)细胞核型 (3)缓慢 细胞核型
3．(1)培养液 培养用具 (2)氨基酸 促生长因子 微量元素 血清 (3)①36.5 ②7.2～7.4 (4)O2 CO2 细胞代谢 培养液的pH
4．(1)病毒 单克隆抗体 (2)动物细胞 (3)有毒物质 毒性
三、动物体细胞核移植技术和克隆动物
1．动物核移植：是将动物的一个细胞的________，移入一个去核的________细胞中，使其重组发育成一个新的胚胎，这个胚胎最终成为动物个体。又分为________细胞核移植(易)和________细胞核移植(难)。
2．下图所示为体细胞核移植的过程(以多利羊产生为例)。
3．应用前景。
(1)在畜牧生产中：可以加速家畜遗传改良进程，促进____________。
(2)在保护濒危物种方面：可增加这些动物的__________。
(3)在医药卫生方面：转基因克隆动物可以作为__________生产珍贵的医用蛋白。
(4)在治疗人类疾病方面：转基因克隆动物细胞、组织和器官可以作为________________的供体。
(5)人的核移植胚胎干细胞经诱导分化，形成相应组织、器官后，可以用于__________________________________。
(6)研究胚胎发育及衰老过程，追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。
4．存在问题。
(1)________低。
(2)绝大多数克隆动物还存在________。
(3)克隆动物食品的________存在争议。
1．细胞核 卵母 胚胎 体
3．(1)优良畜群繁育 (2)存活数量 (3)生物反应器 (4)异种移植 (5)组织器官的移植
4．(1)成功率 (2)健康问题 (3)安全性
一、选择题
1．为了使用于培养的动物组织细胞分散开以便配制成一定浓度的细胞悬浮液，选取来的动物组织应先用下列哪种物质处理( )
A．胃蛋白酶 B．胰蛋白酶
C．盐酸 D．胰脂肪酶
解析：使动物细胞相互分离开来的酶是胰蛋白酶或胶原蛋白酶，B正确。
答案：B
2．动物细胞培养过程的顺序是( )
①原代培养 ②传代培养 ③胰蛋白酶处理组织，形成分散的悬浮液
A．①②③ B．①③②
C．②③① D．③①②
解析：动物细胞培养是用动物胚胎或幼龄动物器官通过胰蛋白酶处理制成细胞悬浮液，再通过原代培养和传代培养得到细胞株。
答案：D
3．从母羊甲的体细胞中取出细胞核，移植入母羊乙的去核卵细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再植入到另一只母羊丙的子宫内，下列有关说法正确的是( )
A．生出小羊的性状与甲羊完全相同
B．一般来说生出小羊的核基因型与甲羊完全相同
C．生出小羊的遗传物质由甲、乙两双亲共同决定，所以该过程为有性生殖
D．生出小羊的性状由甲、乙、丙三个亲本的基因型与环境共同决定
解析：小羊由重组细胞发育而来。重组细胞的细胞核来自甲羊，细胞质来自乙羊。遗传物质DNA主要在细胞核内，少量存在细胞质的线粒体内，故小羊性状绝大多数与甲羊相同，少量与乙羊相同。此过程为无性繁殖。
答案：B
4．下列关于体细胞克隆的叙述中，错误的是( )
A．供体为体细胞的细胞核
B．受体为去核卵母细胞的细胞质
C．细胞核移植是体细胞克隆的关键步骤
D．克隆出的后代与供体的遗传物质和表现型完全一致
解析：克隆出的后代与供体的遗传物质和表现型不完全一致，因为供体只提供了核基因，而细胞质基因来源于另一个生物，同时表现型除受基因控制外，还受外界环境因素的影响，D错误。
答案：D
5．关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是( )
A．动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同
B．动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶
C．烟草叶片离体培养能产生新个体，小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖
D．动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖培养可用于植物脱除病毒
解析：植物组织培养不需要用胰蛋白酶，B错误。
答案：B
6．动物细胞工程技术的基础是( )
A．动物细胞融合
B．单克隆抗体
C．胚胎移植
D．动物细胞培养
解析：动物细胞工程技术常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。
答案：D
7．一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件( )
①无毒的环境 ②无菌的环境 ③合成培养基需加血浆 ④温度与动物体温相近 ⑤需要O2，不需要CO2 ⑥需要CO2
A．①②③④⑤⑥ B．①②③④
C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥
解析：动物细胞体外培养要求环境无菌、无毒；培养液中添加一定量的抗生素；合成培养基中需加血清、血浆等一些天然成分；其适宜温度和pH分别为36.5±0.5 ℃和7.2～7.4；O2是细胞代谢所必需的，CO2可维持培养液的pH。
答案：D
8．下列关于动物细胞培养的叙述中错误的是( )
A．动物细胞培养是动物细胞工程的基础技术
B．用于培养的细胞最好取自健康动物体内的组织细胞
C．将所取的组织先用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理，使其分散成单个细胞，再稀释制成细胞悬液培养
D．传代培养的细胞在传至10～50代左右时，增殖会逐渐减慢，以至于完全停止，所培育的细胞全部衰老死亡
解析：一般来说，传代培养的动物细胞在传至10代左右时，增殖会逐渐减慢，以至于完全停止，这时部分细胞的细胞核型可能会发生变化，但并不意味着所培养的细胞全部衰老死亡，当继续传代培养时，少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生了癌变，具有无限增殖的特点。
答案：D
9．动物细胞体外培养时，需要在培养基中补充一定浓度的某些物质，下图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。从该图提供的信息可以获得的不正确结论是( )
血清对正常细胞和癌细胞培养的影响
A．正常细胞与癌细胞的增殖速率相同
B．有无血清对正常细胞培养的影响不同
C．培养基中补充血清有助于正常细胞的培养
D．培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大
解析：由图中信息可知，正常细胞与癌细胞的增殖速率并不相同，血清存在有利于正常细胞培养，血清有无对癌细胞的培养影响不大。
答案：A
10．在动物细胞培养过程中，下列处理不恰当的是( )
A．培养液和培养用具要进行无菌处理
B．提供种类齐全的营养物质
C．提供纯氧以保证细胞的呼吸作用
D．保证提供适宜的温度和pH
解析：动物细胞培养的气体环境为95%的空气加5% CO2。CO2的主要作用是维持培养液的pH。
答案：C
二、非选择题
11．某研究小组进行药物实验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。
请回答下列有关动物细胞培养的问题。
(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量__________。
(2)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是________________________________________________________________________。
细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是__________。
(3)在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长__________。药物实验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞可以传代的次数更__________。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需用__________处理。
(4)为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的________________________________________________________________________。
(5)已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为A、B两组，A组细胞培养液中加入__________，B组细胞培养液中加入等量无菌生理盐水，经培养后，从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的__________或__________合成水平的差异，确定Y的药效。
答案：(1)多
(2)血清可以补充合成培养基中缺乏的营养物质 维持培养液的pH
(3)停止 多 胰蛋白酶
(4)抗生素
(5)Y mRNA 蛋白质
12．如图为动物细胞培养过程示意图，读图回答以下几个问题：
(1)进行培养的细胞往往取自于胚胎或幼龄动物，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)容器A中的动物器官或组织首先要剪碎，然后用胰蛋白酶处理，其目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)培养先在B瓶中进行。瓶中的培养基成分有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和____________等。细胞增殖产生的新细胞会表现出________生长现象。当细胞分裂生长到________________时，就会停止分裂增殖，这种现象称为接触抑制，需用胰蛋白酶处理后分瓶继续培养，称为____________。有一类不正常的动物细胞，体外培养不受接触抑制机制的制约而表现为“疯长”，这类细胞最可能是____________。
(4)细胞在C瓶中培养一段时间后，大部分细胞衰老死亡，但有极少数细胞存活并传代下去，这些细胞的遗传物质__________，它能够无限传代的原因是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)胚胎或幼龄动物的器官、组织中的细胞代谢旺盛，分裂能力强
(2)使细胞分散成单个细胞，每个细胞可以与培养液充分接触
(3)动物血清 贴壁 表面相互接触 传代培养 癌细胞
(4)发生改变 细胞遗传物质发生改变，带有癌变特点，能无限增殖
13．如图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答下列问题。
(1)图中①所示的结构名称是________。
(2)图中③④所示的生物技术名称分别是______________、____________。
(3)过程③通常用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)过程④通常用②作为受体细胞的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)图示方法与一般的异体核移植相比最大的优点是________________________，该种基因治疗所属类型为________________。
解析：(1)①是从供体(患者)体细胞分离出的细胞核。(2)③表示核移植技术，④表示转基因技术。(3)核移植的受体细胞一般是卵母细胞，原因是它体积大、易操作，含有供胚胎发育的营养物质，它还含有促进细胞核全能性表达的物质。(4)早期胚胎中的细胞分化程度低，全能性高，可诱导分化成各种组织器官。(5)图示培育出的细胞(胰岛B细胞)核遗传物质来自患者本人，所以移植后不发生免疫排斥反应；图中所示基因治疗是体外转基因。故所属类型为体外基因治疗。
答案：(1)细胞核
(2)核移植技术 转基因技术(或基因工程、DNA重组技术、基因拼接技术)
(3)含有促进细胞核全能性表达的物质
(4)这些细胞分化程度极低，具有全能性，可以定向地诱导分化为各类细胞
(5)没有免疫排斥反应 体外基因治疗
课件31张PPT。生物选修3（人教版） 专题2 细胞工程
第2节 动物细胞工程
第1课时 动物细胞培养
和核移植技术
要点突破知识点1 动物细胞培养1．概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
2．过程。 (1)取材：培养的动物细胞大部分取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，是因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强。
(2)细胞贴壁和接触抑制：将细胞悬浮液置于适宜环境条件的培养瓶中培养，悬浮液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。
(3)原代培养和传代培养。
通常将动物组织被胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理以后的细胞的初次培养，称为原代培养。贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖，这种培养即为传代培养。一般也这样认为：10代以内的细胞培养是原代培养，10代以后的细胞培养是传代培养(如下图所示)。3．条件。
(1)无菌、无毒的环境：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，以防培养过程中的污染；定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。(2)营养物质：需要糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常需加入血清、血浆等一些天然成分。
(3)温度和pH：细胞体外培养的适宜温度一般与动物的体温相近，多数细胞生存的适宜pH值为7.2～7.4。
(4)气体环境：主要有O2和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。4．应用。
(1)可用于生产蛋白质生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。
(2)基因工程中受体细胞的培养。
(3)检测有毒物质，判断某种物质的毒性。
(4)为烧伤病人植皮，用于生理、病理、药理等方面的科学研究等。5．植物组织培养和动物细胞培养的比较。例1 回答下列有关动物细胞培养的问题。
(1)在动物细胞培养过程中。当贴壁细胞分裂生长到细胞表面__________时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的__________。此时，瓶壁上形成的细胞层数是________。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是__________。
(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现____________现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成________细胞，该种细胞的黏着性________，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量________。(3)现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到________期的细胞用显微镜进行观察。(5)在细胞培养过程中，通常在________条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中________的活性降低，细胞__________的速率降低。
(6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作________进行攻击。解析：在动物细胞的培养过程中，细胞因相互接触而出现接触抑制并具有贴壁现象，可用胰蛋白酶将贴壁细胞分离下来。随着细胞培养传代次数的增多，大多数细胞失去分裂能力而衰老死亡，只有少数细胞仍具有分裂能力，这部分细胞具有癌细胞的特征，其细胞膜上的糖蛋白减少，细胞的黏着性下降。细胞膜具有选择透过性，故染料分子不能使活细胞着色。温度能影响细胞内酶的活性而影响细胞的新陈代谢，故可低温保存培养的细胞。答案：(1)相互接触 接触抑制 单层(或一层) 胰蛋白酶 (2)衰老甚至死亡 不死性 降低 减少 (3)由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色(或由于死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色) (4)中 (5)冷冻(或超低温、液氮) 酶 新陈代谢 (6)抗原
名师点睛：(1)分散动物细胞用胰蛋白酶或胶原蛋白酶(不可用胃蛋白酶)，分离植物细胞用95%酒精与15%盐酸的混合液(1∶1)。
(2)动物细胞培养时要加血清，而植物组织培养要加生长素、细胞分裂素等植物激素。知识点2 动物体细胞核移植技术和克隆动物1．动物核移植的概念：就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，这个新的胚胎最终发育为动物个体。
2．动物体细胞核移植的原理：动物细胞核具有全能性。
3．动物体细胞核移植的过程(如下图所示)：
4．动物体细胞核移植技术的应用及面临问题。
(1)畜牧生产方面：利用体细胞克隆技术可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。
(2)保护濒危物种：可望通过利用体细胞核移植技术增加这些动物的存活数量。
(3)医药卫生方面：转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白；在治疗人类疾病时，可作为异种移植的供体(如下图所示)：(4)研究克隆动物使人类更好地了解胚胎发育及衰老过程；更好地追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。
(5)克隆面临的问题如何解决，利用“克隆人”作器官供体合不合乎人道、是否合法、经济是否合算，克隆人与被克隆人实质是存在年龄差的同胞胎，如何应付这种伦理关系等等。面对难以预料的社会、经济、伦理、道德后果，需要相应的约束机制以保证克隆技术为人类服务。例2 有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质，B品种牛则为B细胞核、B细胞质。
(1)如果要获得一头克隆牛，使其细胞由A细胞核和B细胞质组成，基本步骤是，从A品种牛体内取出体细胞，进行体外培养，然后再从培养细胞中取出__________注入B品种牛的________卵母细胞，经过某些刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为__________，将该胚胎移入代孕母牛的________中，通过培育可达到目的。 (2)上述过程中运用了动物细胞工程的哪些技术？
________________________________________________________________________。
(3)克隆牛的产生说明________________具有全能性。由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自________个亲本，细胞质来自________性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成________(“相同”，“不同”)。
(4)请举一例说明克隆牛培育成功的实际意义。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：动物的克隆所用的方法是核移植，也就是把动物体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，然后经过某些刺激和培养后可形成重组胚胎，再移入代孕动物的子宫中继续发育，从而获得克隆个体。克隆动物的成功说明了动物体细胞核具有全能性，克隆动物的遗传特性与提供细胞核的个体基本一致。在体细胞克隆动物中不仅用到了核移植，还用到了动物细胞培养。
答案：(1)细胞核 去核 重组胚胎 子宫 (2)动物细胞核移植和动物细胞培养 (3)动物体细胞核 两 雌 不同 (4)保存濒危物种，繁育优良品种，医学上克隆器官等名师点睛：(1)核移植一般选择去核的卵母细胞，因为卵母细胞体积大，易操作，含有促使细胞核全能性表达的物质和营养条件。
(2)核移植时，一般先用电刺激使供受体细胞融合，再用物理或化学方法激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。
(3)在核移植时，一般不选择生殖细胞作为供核细胞，因为生殖细胞与正常体细胞相比，遗传物质减半。(4)克隆动物的性状与核供体生物的性状基本相同，而不是完全相同，因为：①克隆动物的细胞质遗传物质来自于受体卵母细胞。②生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。③突变。
(5)核移植过程中细胞核只来自于一个个体，因此核遗传物质与供核个体的相同，属于无性繁殖，不会改变生物体的基因型。本节小结核心归纳
1．动物细胞工程的常用技术有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养是基础。
2．动物细胞培养分原代培养和传代培养，培养时均需用胰蛋白酶对细胞进行分散处理，培养液中通常要添加血清。
3．动物细胞要分散成单个细胞培养，培养液中通常要添加血清。4．动物细胞培养中的两个显著特点是贴壁生长、接触抑制。
5．动物核移植的理论基础是细胞核具有全能性。
6．动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植，因为动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。正误判断
1．常选用胚胎或幼龄动物的器官或组织进行动物细胞培养是因为这些细胞容易获得。( )
2．动物细胞是基因工程技术中常用的受体细胞，离不开动物细胞培养。( )
3．克隆动物时，常以去核的卵母细胞为受体细胞的原因是细胞体积大、含有促进细胞核全能性表达的物质。( )
4．克隆动物的性状与供体细胞动物完全相同。( )
5．克隆动物成功率低且存在健康问题，因此克隆动物研究无意义。( )1．×
提示：选用胚胎或幼龄动物组织的原因是这些细胞增殖能力强、分化程度低。
2．√
3．√
4．×
提示：克隆动物的性状绝大部分与供体动物相同，卵细胞的细胞质中含有少量DNA。
5．×
提示：克隆动物在胚胎发育、疾病发生和治疗方面有广阔的前景。
第2节 动物细胞工程
第2时 动物细胞融合与单克隆抗体
一、动物细胞融合
1．概念：指________或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，又叫__________。
2．过程：含有不同________的两个细胞―→________细胞。
3．意义：克服了________杂交不亲和的障碍。
1．两个 细胞杂交
2．遗传信息 杂交
3．远缘
二、单克隆抗体
1．B淋巴细胞特点：一个B淋巴细胞分泌________种特异性抗体；体外培养条件下，B淋巴细胞________无限增殖。
2．制备。
3．应用：最广泛的用途是用作______________；用于__________；制成“生物导弹”，定向运载药物。
1．一 不能
2．杂交瘤细胞 能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
3．体外诊断试剂 治疗疾病
一、选择题
1．近几年神舟飞船频频成功发射和着陆。在飞船上，科学家进行了无人搭载的空间动物细胞融合实验。该实验所依据的原理和促进细胞融合的方法分别是( )
A．细胞的全能性、灭活病毒诱导融合
B．细胞的全能性、电刺激融合
C．生物膜的流动性、灭活病毒诱导融合
D．生物膜的流动性、电刺激融合
解析：不管是动物细胞融合，还是原生质体融合，都是利用了生物膜具有流动性这一原理。动物细胞融合时最常用的诱导手段就是利用灭活的病毒诱导。
答案：C
2．单克隆抗体是指( )
A．单个骨髓瘤细胞增殖产生的抗体
B．单个B细胞增殖产生的抗体
C．单个杂交瘤细胞增殖产生的高度单一的抗体
D．单个抗体通过克隆化，产生大量抗体
答案：C
3．利用动物细胞融合技术可以获得杂交瘤细胞，下列针对单个杂交瘤细胞的叙述，不正确的是( )
A．需经筛选过程方可获得
B．具有双亲细胞的遗传物质
C．可分泌多种特异性抗体
D．体外培养条件下可大量繁殖
解析：由单个杂交瘤细胞获得的抗体是单克隆抗体，其抗体的种类只有一种而非多种。
答案：C
4．“生物导弹”是指( )
A．单克隆抗体
B．杂交瘤细胞
C．产生特定抗体的B淋巴细胞
D．在单克隆抗体上连接上药物
答案：D
5．关于动物细胞融合的说法，不正确的是( )
A．动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程
B．动物细胞融合后形成的具有两个动物细胞遗传信息的单核细胞称为杂交细胞
C．常用的诱导动物细胞融合的方法有：聚乙二醇、灭活的病毒、电激、紫外线照射等
D．细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能
解析：动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，一般多数为两个细胞的融合，A正确；动物细胞融合后，原来两个或多个动物细胞的遗传信息重新形成一个单核细胞，称为杂交细胞B正确；紫外线照射常用作人工诱变的物理诱变因子，可诱发基因突变，而不是诱导细胞融合的因素，物理诱导法有离心、震动、电刺激等，C错误；细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，克服远缘杂交不亲和的障碍，D正确。
答案：C
6．用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是( )
A．将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞
B．用氯化钙作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
C．筛选杂交瘤细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体
D．该杂交瘤细胞株的增殖方式和产物分别是有丝分裂和单克隆抗体
解析：淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合需要灭活的病毒、聚乙二醇或物理因素来诱导，氯化钙不能作为诱导剂。氯化钙的作用是在基因工程中用于扩大细胞壁的通透性，便于重组质粒进入微生物的细胞内。
答案：B
7．用a表示骨髓瘤细胞，b表示浆细胞，则细胞融合过程中前两次筛选的目的分别为( )
A．a、aa、ab、bb、b→a、aa、ab→ab培养
B．a、aa、ab、bb、b→ab、bb、b→ab培养
C．a、aa、ab、bb、b→ab→产生特定抗体的ab培养
D．a、aa、ab、bb、b→aa→能无限增殖的aa培养
解析：第一次筛选是选出杂交瘤细胞(即ab)，第二次筛选是选出产生特异性抗体的ab细胞。
答案：C
8．下列关于单克隆抗体的叙述，不正确的是( )
A．利用单克隆抗体制成诊断盒，可用于疾病的诊断
B．单克隆抗体只能在体内生产，不能在体外生产
C．工业化大量制备该抗体，需用到动物细胞融合技术
D．该抗体与干扰素结合可制成杀死结核杆菌的“生物导弹”
解析：单克隆抗体是经细胞融合后的杂交瘤细胞产生的，在体内、体外培养均可获得该产物。
答案：B
9．下列哪一项属于克隆( )
A．将鸡的某个DNA分子片段整合到小鼠的DNA分子上
B．将抗药菌的某个基因引入草履虫的细胞内
C．将鼠骨髓癌细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交癌细胞
D．将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系
解析：克隆是指通过无性繁殖产生许多相同的后代，即无性繁殖系，如果排除基因突变的话，前后代是完全一样的。如将一细胞体外繁殖成一个细胞系或动物体(克隆羊)。这一概念又扩大到从一个DNA分子片段的增殖产生结构和功能完全相同的所有DNA分子。A和B选项都是利用转基因技术完成的；而C是利用细胞融合技术获得的。
答案：D
10．在单克隆抗体的制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合后，要用特定的培养基筛选出杂交瘤细胞，在这种培养基上不能存活的细胞是( )
①B淋巴细胞 ②小鼠骨髓瘤细胞 ③B淋巴细胞自身融合细胞 ④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞 ⑤杂交瘤细胞
A．①②③④ B．①③⑤ C．②④ D．②③
解析：制备单克隆抗体的目的是获得杂交细胞，因此要用特定的培养基对混合细胞进行筛选，这种特定培养基只能允许杂交瘤细胞生活，其他细胞均不能成活。
答案：A
二、非选择题
11．如下图为细胞融合的简略过程，请据图回答下列问题。
(1)若A、B是动物细胞，通常用____________处理获得分散的单个细胞。A、B到C的过程中，动物细胞融合常用的诱导剂是______________。
(2)若该过程应用于单克隆抗体的制备，A为小鼠的B淋巴细胞，那么，在获得此细胞之前，小鼠需注射________。图中D是______________，培养该细胞获得的传代细胞称为细胞系。
(3)若A、B来自植物细胞，则之前已用酶解法去除细胞壁获得原生质体。常用来诱导融合的化学试剂是____________。
(4)若A为番茄(2N＝24)原生质体，B为马铃薯(2N＝48)原生质体，D细胞中有________对染色体。可以应用植物组织培养技术把D培养成植株，其理论基础是________________，植物体细胞杂交技术可以培养新品种，其突出的优点是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：动植物细胞融合技术基本原理相同，诱导融合的方法基本类似。不同点是：(1)植物细胞融合前需去掉细胞壁；(2)动物细胞融合除物理法、化学法外， 还用到生物方法，即灭活的病毒；(3)培养基成分不同，动物细胞培养是用液体培养基，其成分中有动物血清，另外还有培养目的和结果等方面的区别。细胞在传至10～50代时的细胞称为细胞系。在做有关细胞工程的习题时应当结合遗传学、细胞学、细胞代谢(营养)、细胞及生物体的激素调节等知识进行分析，要求能够理论(概念)联系实际(生产实践)，科学地说明和表达。
答案：(1)胰蛋白酶 灭活的病毒
(2)抗原 杂交瘤细胞 (3)聚乙二醇(PEG)
(4)36 细胞的全能性 克服远缘杂交不亲和的障碍
12．下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。
(1)单克隆抗体技术是____________技术的重要应用。
(2)B淋巴细胞是由动物体________中的________增殖、分化、发育而来。
(3)动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用诱导剂外，还可以采用______________________________________________
_____________________________________。
(4)单克隆抗体技术的两次筛选过程，分别筛选出
________________________________________________________________________。
(5)单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最大的优越性体现在________________________________________________________________________。
解析：(1)单克隆抗体的制备过程是将浆细胞与骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，然后经克隆化培养和抗体检测，最后获取单克隆抗体。所以单克隆抗体技术是细胞融合技术的重要应用。(2)B淋巴细胞的来源是动物体骨髓中的造血干细胞增殖、分化、发育而来的。(3)植物细胞原生质体融合常用化学方法(聚乙二醇PEG)、物理方法(离心，震动，电刺激)；诱导动物细胞融合的方法有三种：生物方法(灭活的病毒)、化学方法(聚乙二醇)、物理方法(离心，震动，电刺激)。(4)单克隆抗体技术的两次筛选过程，第一次筛选杂交瘤细胞，第二次筛选产生特异性抗体的杂交瘤细胞。(5)单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最大的优越性体现在特异性强、灵敏度高、可大量制备。
答案：(1)(动物)细胞融合
(2)骨髓 造血干细胞
(3)灭活的病毒
(4)杂交瘤细胞和产生特异性抗体的杂交瘤细胞(顺序不可颠倒)
(5)特异性强、灵敏度高、可大量制备
13．甲型流感在世界各地大面积蔓延，有些国家还出现了死亡病例。科学家已分离出H1N1病毒(一种RNA病毒)。某制药厂根据下面流程图生产预防和治疗甲型流感的抗体，请据图回答有关问题。
(1)若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞是取自感染病毒的人体内的__________细胞，促进d过程的常用诱导剂是__________。
(2)假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成__________种类型的C细胞，因此需用培养基筛选出______________________________(填特点)的D细胞用于培养。D细胞的名称是__________。
(3)理论上，注射了该抗体的人群不能长期对甲型流感免疫，试分析原因：__________。
(4)不同种动物的体细胞融合，相比诱变育种和杂交育种方法，具有______________________________等突出的优点。
(5)请说明单克隆抗体的主要作用：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)由于本题的目的是制备用于预防和治疗甲型流感的单克隆抗体，所以B细胞只能是取自感染H1N1病毒的动物或人体内的B淋巴细胞，经诱导剂聚乙二醇或灭活的病毒等诱导融合，得到的杂交瘤细胞才能用于生产预防和治疗甲型流感的单克隆抗体。(2)仅考虑两个细胞的融合，则可形成A细胞—A细胞、B细胞—B细胞、A细胞—B细胞3种类型的C细胞，为了从中筛选出A细胞—B细胞，必须用特定的选择培养基进行筛选，筛选出的D细胞(杂交瘤细胞)既能无限增殖又能产生特异性抗体。(3)因为单链RNA容易发生变异，一旦变异后体内的记忆细胞和抗体就不能对其发挥作用。(5)单克隆抗体可用于诊断疾病、药物导向治疗等方面。
答案：(1)B淋巴(浆) 聚乙二醇(PEG)(灭活的病毒)
(2)3 既能无限增殖又能产生特异性抗体 杂交瘤细胞(杂交细胞)
(3)引起甲型流感的病毒不断发生变异(答案合理即可)
(4)目的性强、克服远缘杂交不亲和性
(5)作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物
课件23张PPT。生物选修3（人教版） 专题2 细胞工程
第2节 动物细胞工程
第2课时 动物细胞融合
与单克隆抗体
要点突破知识点1 动物细胞融合1．概念：是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，又称细胞杂交。
2．原理：细胞膜的流动性。
3．诱导方法：物理法——离心、振动、电激；化学法——聚乙二醇；生物方法——灭活的病毒。
4．动物细胞融合的过程(如下图所示)。5．优点：动物细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。
6．植物、动物细胞融合的比较。
例1 动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是( )
A．诱导融合的方法完全相同
B．所用的技术手段完全相同
C．所采用的原理完全相同
D．都能形成杂种细胞解析：首先两种细胞工程技术中都要进行细胞融合，且融合的技术基本相同；第二，诱导的方法，除动物细胞的融合常用灭活的病毒做诱导剂外，其他的二者基本相同；第三，二者采用的原理不完全相同，动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性，最终形成的是杂种细胞，植物体细胞杂交除细胞膜的流动性外，还有细胞的全能性，最终杂种细胞形成的是杂种植株。
答案：D?变式迁移
1．以下四种细胞工程技术中，培育出的新个体(或细胞)同时具有两个亲本遗传特性的是( )
①植物组织培养 ②植物体细胞杂交
③动物细胞融合 ④核移植
A．①②③ B．①②④
C．②③④ D．①③④
解析：①是通过细胞脱分化、再分化和有丝分裂形成新个体的过程，只具有一个亲本遗传特性。②③④不同程度地都具有双亲遗传特性。
答案：C知识点2 单克隆抗体1．概念：由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体。
2．特点：化学性质单一，特异性强，灵敏度高，可大量制备。
3．制备过程(如下图所示)。在制备单克隆抗体时，需经两次筛选，但目的不同。
(1)第一次筛选是在B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合之后，因为有三种融合情况：B淋巴细胞与B淋巴细胞融合、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合。而只有B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合细胞才是需要的杂种细胞。
(2)第二次筛选需先在多孔培养皿上培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始培养，然后再筛选出能产生特异性抗体的细胞群。由于该细胞群是由单个杂交瘤细胞克隆来的，所以产生的抗体一定是化学性质单一、特异性强的单克隆抗体。
4．应用。
(1)诊断疾病：诊断病毒引起的疾病和用癌细胞抗原制备的单克隆抗体定位诊断。
(2)用于治疗疾病和运载药物：运用药物与单克隆抗体连接在一起制成“生物导弹”。
(3)分离和纯化抗原分子。例2 关于单克隆抗体制备过程的叙述，正确的是( )
A．制备过程中不需要动物细胞培养技术
B．杂交瘤细胞具有浆细胞与癌细胞的所有特点
C．经选择性培养基筛选出来的杂交瘤细胞即可用于单克隆抗体的生产
D．单克隆抗体制备过程中的细胞两两融合得到三种融合细胞解析：单克隆抗体的制备是将骨髓瘤细胞与效应B细胞(浆细胞)结合，得到杂交瘤细胞经过选择培养基的筛选并经单一抗体检测后，培养能产生特定抗体的杂交瘤细胞即可得单克隆抗体。杂交瘤细胞能无限繁殖但不具有癌细胞的转移能力。经过免疫的效应B细胞和骨髓瘤细胞杂交获得三种细胞：效应B细胞与效应B细胞融合形成的融合细胞、效应B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形成的融合细胞。
答案：D?变式迁移
2．用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是( )
A．将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞
B．用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞
C．用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
D．筛选杂交瘤细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体
解析：酶具有专一性，纤维素酶只能分解纤维素，用纤维素酶处理植物细胞是植物细胞工程中用来除去细胞壁获得原生质体的方法，与动物细胞工程无关。B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞无纤维素。
答案：B
点评：(1)教材中提及的B淋巴细胞实际上是经过免疫的B淋巴细胞，即浆细胞。
(2)两次筛选的手段与目的均不相同。
(3)诱导融合处理后，培养液中至少有5种细胞。
(4)注意已涉及的病毒的用途：疫苗、载体、促融等。
本节小结核心归纳
1．动物细胞融合也称细胞杂交，其优点是使远源杂交成为可能。
2．动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性，融合完成的标志是细胞核融合成一个核。
3．经过免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞具备双亲细胞的特点，既能增殖又能产生单一抗体。
4．单克隆抗体的优点是特异性强、纯度高、灵敏度高、产量大、易标准化生产。正误判断
1．动物细胞培养前要用胃蛋白酶处理分散成单个细胞。( )
2．动物细胞培养的目的是为了获得动物新个体。( )
3．经促融处理后的细胞就是符合要求的杂交细胞。( )
4．杂交瘤细胞既有瘤细胞无限增殖的特点又具有B淋巴细胞产生特定抗体的特点。( )1．×
提示：不能用胃蛋白酶处理，只能用胰蛋白酶处理，因为胃蛋白酶的适宜pH为1.5左右。
2．×
提示：培养动物细胞的目的是获得更多的动物细胞。
3．×
提示：促融处理后的细胞有多种类型，只有经过筛选后的杂交瘤细胞才符合要求。
4．√
