1．(选择性必修3 P36“探究·实践”)外植体经植物组织培养形成试管苗的过程中，再分化阶段需要光照。该阶段光照的作用是有利于叶绿体的形成。
2．(选择性必修3 P40正文)作物脱毒时一般选取茎尖分生区的细胞进行植物组织培养，原因是植物顶端分生区附近(如茎尖)病毒极少，甚至无病毒，用分生区附近细胞进行组织培养，能得到大量脱毒苗。
3．(选择性必修3 P40正文)单倍体育种过程中，应对单倍体种子进行处理还是对幼苗进行处理？为什么？应对单倍体幼苗进行处理。因为单倍体一般高度不育，难以获得种子。。
4．(选择性必修3 P52正文)为什么体细胞核移植较胚胎细胞核移植更困难？动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。
5．(选择性必修3 P53图2-18)在核移植技术中必须先去掉受体卵母细胞的细胞核的原因是保证核移植动物的核遗传物质全部来自供体细胞。
6．(选择性必修3 P54“思考·讨论”)通过体细胞核移植方法生产的克隆动物，不是对体细胞供体动物进行了100%的复制，原因是克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但线粒体中的DNA来自受体卵母细胞。此外动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关联。
7．(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。若不穿透卵母细胞透明带，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去核或使其中的DNA变性。
8．(选择性必修3 P62“思考·讨论”)胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。
植物细胞工程
1．植物组织培养过程
(1)培养基成分：水、无机盐、蔗糖、氨基酸、植物激素、琼脂等。添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。
(2)激素控制：生长素与细胞分裂素的比值高时，促进根的分化、抑制芽的形成；比值低时，促进芽的分化、抑制根的形成；二者比值适中时，利于愈伤组织形成。
(3)光照条件：脱分化阶段不需要光，再分化阶段需要光。
(4)基因表达情况：脱分化、再分化过程中均存在基因的选择性表达。
2．植物体细胞杂交技术
提醒：植物体细胞杂交和有性杂交的辨析
假设有两个不同品种的植物细胞A、B，A含有2x条染色体，基因型为Aabb；B含有2y条染色体，基因型为ccDd。
项目 植物体细胞杂交 植物有性杂交
生殖方式 无性生殖 有性生殖
变异类型 染色体变异 基因重组
孟德尔遗传定律 不遵循 遵循
杂交后细胞中染色体数/条 2x＋2y x＋y
基因型 AabbccDd AbcD或abcd或Abcd或abcD
联系 植物体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管是染色体数、染色体组数还是基因型都直接相加，而植物有性杂交则为先减半再相加
考向1| 植物细胞工程的基本技术
1．(不定项)(2024·山东卷)下列关于植物愈伤组织的说法正确的是( )
A．用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体
B．融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C．体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D．通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖
BD 解析：愈伤组织的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，可用纤维素酶和果胶酶去除愈伤组织的细胞壁，不能用胶原蛋白酶，A错误；融合的原生质体再生出细胞壁标志着原生质体融合完成，之后才能形成愈伤组织，B正确；体细胞杂交获得的杂种植株细胞中只有一个细胞核，C错误；通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程没有生殖细胞的参与，属于无性生殖，D正确。
2．植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．过程①中酶处理的时间差异，原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异
B．过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合
C．过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素
D．可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株
B 解析：酶解是为了去除植物细胞的细胞壁，过程①中酶处理的时间不同，说明两种亲本的细胞壁结构有差异，A正确；过程②为原生质体的融合，常用PEG诱导原生质体融合，灭活的仙台病毒可诱导动物细胞融合，不能用于植物细胞融合，B错误；过程④脱分化和⑤再分化的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素，但在两个过程中比例不同，C正确；植物丙是植物甲和植物乙体细胞杂交形成的个体，应具备两者的遗传物质，因此可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株，D正确。
考向2| 植物细胞工程的应用
3．(2023·山东卷)利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是( )
A．利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
B．植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产
C．次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养
D．该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
[审题指导] (1)初生代谢≠次生代谢：初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，在整个生命过程中一直进行着。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
(2)植物细胞培养≠植物组织培养：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，可大量获得细胞产物。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，可培养获得完整植株。
A 解析：有些植物次生代谢物不能或难以通过化学合成途径得到，可利用该技术获得，A正确；利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物，故可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产，B错误；次生代谢物不是植物生长所必需的，其含量少，可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢物的产量，C错误；细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件，提高多个细胞中次生代谢物的含量，而不是提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。
4．通过植物细胞工程对光果甘草进行培养以获得药物甘草西定，过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．过程③通常先在生长素与细胞分裂素比例高的培养基中培养
B．过程④用射线或化学物质处理即可获得大量所需的突变体植株丙
C．过程⑥中甘草西定可通过植物细胞培养获得，应将愈伤组织细胞悬浮培养
D．所得三种植株中乙和丙的遗传信息与甲相同，植株丁和甲是同一物种
C 解析：生长素/细胞分裂素的值高时，利于生根，该值低时利于生芽，过程③是再分化，需先生芽，再生根，所以需要先在生长素与细胞分裂素比例低的培养基中培养，A错误；过程④为诱变育种，常用射线或化学物质处理愈伤组织，经筛选，并进一步培养才能获得大量所需的突变体植株丙，B错误；过程⑥中甘草西定可通过植物细胞培养获得，应将愈伤组织细胞悬浮培养，即植物细胞培养，C正确；所得三种植株中丙的遗传信息不一定与甲相同，因为植株丙是经诱变育种得到的，遗传信息可能会发生改变，植株丁经过了植物体细胞杂交，染色体数目发生了改变，和甲不一致，所以不是同一物种，D错误。
动物细胞工程
1．动物细胞培养
(1)动物细胞培养过程
(2)培养条件
①培养液及培养用具灭菌处理以及在无菌条件下进行操作，定期更换培养液。
②通常需要加入血清等一些天然成分。
③通入氧气以满足代谢的需要，通入二氧化碳以维持培养液的pH。
(3)两次使用胰蛋白酶
①用胰蛋白酶处理动物组织，以制备单细胞悬液。
②培养过程中发生接触抑制时，要用胰蛋白酶使细胞分散开。
2．单克隆抗体的“一过程两特点”
(1)制备过程
(2)单克隆抗体的特点：能准确识别抗原的细微的差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。
3．克隆动物培育流程
(1)原理：无性生殖。
(2)核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状不完全相同的原因：
①克隆动物遗传物质来自两个亲本。
②发育过程中可能发生基因突变或染色体变异。
③外界环境可能引起不可遗传的变异。
考向1| 动物细胞培养
1．(不定项)iPS细胞被称为诱导多能干细胞，可通过导入相关因子来制备。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导成该类细胞。下列说法正确的是( )
A．导入的物质可以是DNA、蛋白质，还可用小分子物质来诱导
B．iPS细胞的体外培养需要在无菌的CO2培养箱中进行
C．T细胞、B细胞能被诱导为iPS细胞，说明体内细胞的分化是可逆的
D．与胚胎干细胞相比，iPS细胞的优点是分裂能力强、分化程度低
AB 解析：目前已采用多种方法来制备iPS细胞，包括借助载体将特定的基因导入细胞中，直接将特定的蛋白质导入细胞中或者用小分子物质等来诱导形成iPS细胞，A正确；iPS细胞的体外培养利用动物细胞培养技术，故需要在无毒无菌的CO2培养箱中进行培养，B正确；T细胞、B细胞能被诱导为iPS细胞，说明离体的已分化的细胞经过诱导可转化为未分化的状态，但该过程是在离体条件下进行的，在体内无法进行，C错误；胚胎干细胞和iPS细胞均具有分裂能力强、分化程度低的特点，D错误。
2．下列关于动物细胞工程及其应用的说法正确的是( )
A．通常利用体细胞核移植技术和诱导成纤维细胞生成ES细胞，ES细胞具有较强的自我更新能力及分化潜能
B．去核是去除MⅡ期卵母细胞中的中心体—染色体复合物，去核的卵母细胞可与细胞核组合成新的细胞
C．某些灭活病毒表面的糖蛋白和酶能够使融合细胞质膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，诱导细胞融合
D．在胚胎工程操作中，常以观察到哺乳动物受精过程中出现三个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
C 解析：通常利用体细胞核移植技术和诱导成纤维细胞生成iPS细胞，iPS细胞具有较强的自我更新能力及分化潜能，A错误；去核是去除MⅡ期卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物，去核的卵母细胞可与细胞核组合成新的细胞，B错误；某些灭活病毒表面的糖蛋白和一些酶与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞相互凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合，C正确；在胚胎工程操作中，常以观察到哺乳动物受精过程中出现两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志，D错误。
考向2| 动物细胞融合技术与单克隆抗体
3．下图是小鼠孤雌生殖和孤雄生殖的示意图。用化学方法激活小鼠成熟的卵母细胞得到phESC(孤雌单倍体干细胞)，然后通过基因编辑技术使phESC中的3个基因沉默，phESC的细胞核状态便可接近精子细胞核的状态，如图1。用化学方法激活小鼠的精子得到ahESC(孤雄单倍体干细胞)，然后对ahESC中的8个基因进行编辑，ahESC的细胞核便具有卵细胞核的特点，如图2。下列说法错误的是( )
A．ahESC与精子和去核卵母细胞融合后，得到的融合细胞的性染色体组成是XY、YY
B．卵母细胞转化为phESC的过程类似于植物组织培养中的脱分化过程
C．只需要雌性小鼠便可获得孤雌小鼠，而只依赖雄性小鼠不能得到孤雄小鼠
D．用促性腺激素对雌性小鼠进行超数排卵处理可得到大量卵母细胞
A 解析：孤雄单倍体干细胞ahESC是由精子(含X染色体或含Y染色体)培育形成的，其与精子和去核卵母细胞融合时，若ahESC(含X染色体或含Y染色体)与含X染色体的精子融合，融合细胞的性染色体组成是XX或XY，若ahESC(含X染色体或含Y染色体)与含Y染色体的精子融合，融合细胞的性染色体组或是XY或YY，综上所述，ahESC与精子和去核卵母细胞融合后，得到的融合细胞的性染色体组成是 XY、YY、XX，A错误；卵母细胞转化为phESC的过程中，细胞的分化程度降低，因此类似于植物组织培养中的脱分化过程，B正确；由题图可知，孤雌小鼠培育过程中不需要精子参与，但是孤雄小鼠培育过程中需要去核卵母细胞参与，因此只需要雌性小鼠便可获得孤雌小鼠，而只依赖雄性小鼠不能得到孤雄小鼠，C正确；为了获得较多的卵母细胞，可以用促性腺激素对雌性小鼠进行处理，使其超数排卵，D正确。
4．CD47是一种跨膜糖蛋白，可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合，从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6～5倍，导致巨噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。为证明抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用，科学家按照如下流程进行了实验，下列叙述正确的是( )
A．对照组应设置为：巨噬细胞＋正常细胞共培养体系＋单克隆抗体
B．肺癌肿瘤细胞有发达的内质网和高尔基体，参与细胞膜上糖蛋白的形成
C．过程②和过程③筛选得到的杂交瘤细胞都能够产生抗CD47的单克隆抗体
D．若实验组的吞噬指数高于对照组，则单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用
D 解析：根据单一变量原则可知，应设置不加单克隆抗体的巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养体系为对照，A错误；肺癌等肿瘤细胞有内质网和高尔基体，参与细胞膜上糖蛋白的形成，但癌细胞表面糖蛋白总量减少，所以肺癌等肿瘤细胞的内质网和高尔基体不是很发达，B错误；②过程筛选出来的杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生抗体，但是由于小鼠处在多种抗原刺激下，因此筛选出来的杂交瘤细胞不一定能产生抗CD47的抗体，还需要对第一次筛选的细胞进行克隆化培养和抗体检测，C错误；抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用，提高吞噬指数，因此若对照组中吞噬细胞的吞噬指数显著低于实验组可验证题述推测，D正确。
考向3| 动物体细胞核移植技术和克隆动物
5．精子载体法是以精子作为外源基因载体携带外源基因进入卵细胞的方法，下图表示用该方法制备转基因鼠的基本流程。下列叙述正确的是( )
A．①过程需要将未成熟的精子放入ATP溶液中进行获能处理得到成熟的精子
B．②采用体外受精技术，受精卵中的遗传信息仅来自父母双方
C．②③的培养液成分相同，且图中转基因鼠与克隆鼠的生殖方式相同
D．上述过程中，可对提供卵细胞的母体使用促性腺激素使其超数排卵，对代孕母体使用相关激素使其同期发情
D 解析：①过程需将成熟的精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体溶液中，用化学药物诱导精子获能，A错误；②采用体外受精技术，受精卵中的遗传物质来自父母双方和外源基因，B错误； ②为体外受精过程，③为早期胚胎培养过程，前者在获能溶液或专用的受精溶液中进行，后者在发育培养基中进行，这两个过程所用培养液的成分不完全相同，且转基因鼠属于有性生殖，克隆鼠为无性生殖，二者的生殖方式不同，C 错误；胚胎移植时，需对供体和受体使用激素进行同期发情处理，以保证胚胎移植入相同的生理环境，同时对提供卵细胞的母体使用促性腺激素使其超数排卵，D 正确。
6．(2024·青岛三模)线粒体置换技术是一种预防人类线粒体遗传病的技术手段。极体中主要内容物为排出的核基因组，所含线粒体数量较少，因此可以将其作为良好的核供体用于线粒体置换，其过程如下图所示。下列说法正确的是( )
A．图中获取的极体1为第一极体，极体2为第二极体
B．图中“？”处指受精作用，精子需进行获能处理，为受精提供能量
C．该过程也可直接用患者的体细胞作为核供体
D．图中极体2的遗传物质来自供卵卵母细胞
A 解析：据题图可知，极体1是由卵原细胞经过减数分裂Ⅰ产生的，因此是第一极体；由于供卵卵母细胞不具备纺锤体，不能进行分裂，故极体2是第一极体经过减数分裂Ⅱ产生的，因此为第二极体，A正确；图中“？”处指受精作用，精子需进行获能处理，这里的“获能”是指具备受精的能力，而不是直接为受精作用提供能量，B错误；据题图可知，该过程中是利用极体作为核供体，因为极体中的线粒体数量少，适合进行线粒体置换，若直接用患者的体细胞作为核供体可能会引入有问题的线粒体，并且体细胞核含有2个染色体组，会引起子代发生变异，C错误；极体是由卵原细胞经过减数分裂产生的，其遗传物质主要来自卵原细胞，由于供卵卵母细胞不具备纺锤体，不能进行分裂，故图中极体2的遗传物质来自患者卵母细胞，D错误。
胚胎工程
1．受精
(1)条件
①精子获能。
②卵子准备：发育到MⅡ期。
(2)防止多精入卵：透明带发生的反应，卵细胞膜发生的反应。
2．胚胎早期发育过程
3．胚胎移植
(1)生理基础
(2)流程
4．胚胎分割
考向1| 胚胎工程的理论基础
1．波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉，具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是( )
A．选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理
B．胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测
C．普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体
D．生产中对提供精子的波尔公山羊不需要筛选
D 解析：选择遗传性状优良的健康波尔母山羊作为供体，进行超数排卵处理，A正确；胚胎移植前，采集部分滋养层细胞进行遗传学检测，B正确；作为受体的杜泊母山羊只需具备健康的体质和正常繁殖能力即可，但山羊和绵羊是不同的物种，具有生殖隔离，不能将山羊的胚胎移植到绵羊子宫发育，即普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体，C正确；生产中需选择品质良好的波尔公山羊提供精子，D错误。
2．研究者探究不同浓度的雌激素甲对牛的卵母细胞和受精卵在体外发育的影响，实验结果如下表所示。根据实验数据，下列叙述错误的是( )
甲的浓度/ (μg/mL) 卵母细胞/个 第一极体 排出/个 成熟率/% 卵裂数/个 卵裂率/%
0 106 70 66.0 28 40.0
1 120 79 65.8 46 58.2
10 113 53 46.9 15 28.3
100 112 48 42.8 5 10.4
A．实验结果说明甲抑制卵裂过程
B．甲浓度过高抑制第一极体的排出
C．添加1 μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力
D．本实验中，以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准
A 解析：由题表可知，甲低浓度时促进卵裂，高浓度时抑制卵裂，A错误；对照组第一极体排出个数为70个，甲浓度过高(≥10 μg/mL，第一极体排出个数＜70)抑制第一极体的排出，B正确；添加1 μg/mL的甲，卵裂数增大，即该条件可提高受精后胚胎发育能力，C正确；由题表中数据可知，卵母细胞成熟的判断标准是第一极体的排出，D正确。
考向2| 胚胎工程技术及其应用
3．(2024·重庆卷)自然条件下，甲、乙两种鱼均通过体外受精繁殖后代，甲属于国家保护的稀有物种，乙的种群数量多且繁殖速度较甲快。我国科学家通过下图所示流程进行相关研究，以期用于濒危鱼类的保护。下列叙述正确的是( )
A．诱导后的iPGCs具有胚胎干细胞的特性
B．移植的iPGCs最终产生的配子具有相同的遗传信息
C．该实验中，子一代的遗传物质来源于物种甲
D．通过该实验可以获得甲的克隆
C 解析：胚胎干细胞具有发育的全能性，iPGCs是诱导型原始生殖细胞，具有成为卵原细胞或精原细胞的潜能，诱导后的iPGCs不具有胚胎干细胞的特性，A错误；移植的iPGCs分化形成卵原细胞或精原细胞后，通过减数分裂形成配子，在减数分裂过程中基因会发生重组，最终产生的配子的遗传信息不一定相同，B错误；由题图可知，将物种甲的囊胚期的iPGCs移植到阻止PGCs形成的乙鱼的胚胎中，培育出的乙鱼的生殖腺中的细胞由甲鱼的iPGCs增殖分化而来，该乙鱼再与物种甲杂交，配子均是由物种甲的生殖腺细胞产生，故子一代的遗传物质来源于物种甲，C正确；克隆属于无性繁殖，该实验过程中涉及有性生殖，D错误。
4．研究表明，肌肉萎缩性侧索硬化症(俗称“渐冻症”)，是由于基因突变导致神经元合成了某种毒蛋白，从而阻碍了轴突内营养物质的流动；利用诱导多功能干细胞(iPS细胞)分化的前驱细胞，移植给渐冻症实验鼠，能延长其寿命。下列相关描述错误的是( )
A．诱导多能干细胞和胚胎干细胞全能性都很高，都属于成体干细胞
B．可借助载体将特定基因导入成纤维细胞诱导形成iPS细胞
C．植入神经干细胞，使受损的运动功能得到恢复，可以一定程度改善“渐冻症”
D．可通过DNA分子杂交技术，对渐冻症进行基因诊断
A 解析：诱导多能干细胞属于成体干细胞，胚胎干细胞不属于成体干细胞，A错误；基因工程需要借助载体将目的基因导入受体细胞，故可借助载体将特定基因导入成纤维细胞诱导形成iPS细胞，B正确；植入神经干细胞，经过分裂分化补充受损的神经元，使受损的运动功能得到恢复，可以一定程度改善“渐冻症”，C正确；由于“渐冻症”是基因发生突变引起的，所以可通过DNA分子杂交技术对渐冻症进行诊断，D正确。(共58张PPT)
专题十二 细胞工程(含胚胎工程)
专题体系 重构建
01
1．(选择性必修3 P36“探究·实践”)外植体经植物组织培养形成试管苗的过程中，_________阶段需要光照。该阶段光照的作用是_______________________。
2．(选择性必修3 P40正文)作物脱毒时一般选取_____________的细胞进行植物组织培养，原因是__________________________________________________________________________________________________________。
再分化
有利于叶绿体的形成
茎尖分生区
植物顶端分生区附近(如茎尖)病毒极少，甚至无病毒，用分生区附近细胞进行组织培养，能得到大量脱毒苗
3．(选择性必修3 P40正文)单倍体育种过程中，应对单倍体种子进行处理还是对幼苗进行处理？为什么？____________________________________________________________________。
4．(选择性必修3 P52正文)为什么体细胞核移植较胚胎细胞核移植更困难？_______________________________________________________________________________________________。
5．(选择性必修3 P53图2-18)在核移植技术中必须先去掉受体卵母细胞的细胞核的原因是___________________________________________________。
应对单倍体幼苗进行处理。因为单倍体一般高度不育，难以获得种子
动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难
保证核移植动物的核遗传物质全部来自供体细胞
6．(选择性必修3 P54“思考·讨论”)通过体细胞核移植方法生产的克隆动物，不是对体细胞供体动物进行了100%的复制，原因是______________________________________________________________________________________。此外动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关联。
克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但线粒体中的DNA来自受体卵母细胞
7．(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。若不穿透卵母细胞透明带，可采用_____________________________________________________方法去核或使其中的DNA变性。
8．(选择性必修3 P62“思考·讨论”)胚胎移植的实质是_____________________________________________________。
梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等
早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
高频考点 精研析
02
1．植物组织培养过程
考点一 植物细胞工程
(1)培养基成分：水、无机盐、蔗糖、氨基酸、植物激素、琼脂等。添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。
(2)激素控制：生长素与细胞分裂素的比值___时，促进根的分化、抑制芽的形成；比值___时，促进芽的分化、抑制根的形成；二者比值适中时，利于愈伤组织形成。
(3)光照条件：脱分化阶段不需要光，_________阶段需要光。
(4)基因表达情况：脱分化、再分化过程中均存在基因的选择性表达。
高
低
再分化
2．植物体细胞杂交技术
提醒：植物体细胞杂交和有性杂交的辨析
假设有两个不同品种的植物细胞A、B，A含有2x条染色体，基因型为Aabb；B含有2y条染色体，基因型为ccDd。
项目 植物体细胞杂交 植物有性杂交
生殖方式 无性生殖 有性生殖
变异类型 染色体变异 基因重组
孟德尔遗传定律 不遵循 遵循
杂交后细胞中染色体数/条 2x＋2y x＋y
项目 植物体细胞杂交 植物有性杂交
基因型 AabbccDd AbcD或abcd或Abcd或abcD
联系 植物体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管是染色体数、染色体组数还是基因型都直接相加，而植物有性杂交则为先减半再相加
考向1| 植物细胞工程的基本技术
1．(不定项)(2024·山东卷)下列关于植物愈伤组织的说法正确的是( )
A．用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体
B．融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C．体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D．通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖
√
√
BD 解析：愈伤组织的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，可用纤维素酶和果胶酶去除愈伤组织的细胞壁，不能用胶原蛋白酶，A错误；融合的原生质体再生出细胞壁标志着原生质体融合完成，之后才能形成愈伤组织，B正确；体细胞杂交获得的杂种植株细胞中只有一个细胞核，C错误；通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程没有生殖细胞的参与，属于无性生殖，D正确。
2．植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．过程①中酶处理的时间差异，原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异
B．过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合
C．过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素
D．可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株
√
B 解析：酶解是为了去除植物细胞的细胞壁，过程①中酶处理的时间不同，说明两种亲本的细胞壁结构有差异，A正确；过程②为原生质体的融合，常用PEG诱导原生质体融合，灭活的仙台病毒可诱导动物细胞融合，不能用于植物细胞融合，B错误；过程④脱分化和⑤再分化的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素，但在两个过程中比例不同，C正确；植物丙是植物甲和植物乙体细胞杂交形成的个体，应具备两者的遗传物质，因此可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株，D正确。
考向2| 植物细胞工程的应用
3．(2023·山东卷)利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是( )
A．利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
B．植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产
C．次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养
D．该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
√
[审题指导] (1)初生代谢≠次生代谢：初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，在整个生命过程中一直进行着。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
(2)植物细胞培养≠植物组织培养：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，可大量获得细胞产物。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，可培养获得完整植株。
A 解析：有些植物次生代谢物不能或难以通过化学合成途径得到，可利用该技术获得，A正确；利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物，故可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产，B错误；次生代谢物不是植物生长所必需的，其含量少，可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢物的产量，C错误；细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件，提高多个细胞中次生代谢物的含量，而不是提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。
4．通过植物细胞工程对光果甘草进行培养以获得药物甘草西定，过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 过程③通常先在生长素与细胞分裂素比例高的培养基中培养
B. 过程④用射线或化学物质处理即可获得大量所需的突变体植株丙
C. 过程⑥中甘草西定可通过植物细胞培养获得，应将愈伤组织细胞悬浮培养
D. 所得三种植株中乙和丙的遗传信息与甲相同，植株丁和甲是同一物种
√
C 解析：生长素/细胞分裂素的值高时，利于生根，该值低时利于生芽，过程③是再分化，需先生芽，再生根，所以需要先在生长素与细胞分裂素比例低的培养基中培养，A错误；过程④为诱变育种，常用射线或化学物质处理愈伤组织，经筛选，并进一步培养才能获得大量所需的突变体植株丙，B错误；过程⑥中甘草西定可通过植物细胞培养获得，应将愈伤组织细胞悬浮培养，即植物细胞培养，C正确；所得三种植株中丙的遗传信息不一定与甲相同，因为植株丙是经诱变育种得到的，遗传信息可能会发生改变，植株丁经过了植物体细胞杂交，染色体数目发生了改变，和甲不一致，所以不是同一物种，D错误。
1．动物细胞培养
(1)动物细胞培养过程
考点二 动物细胞工程
(2)培养条件
①培养液及培养用具灭菌处理以及在无菌条件下进行操作，定期更换培养液。
②通常需要加入血清等一些天然成分。
③通入氧气以满足代谢的需要，通入二氧化碳以________________。
(3)两次使用胰蛋白酶
①用胰蛋白酶处理动物组织，以制备单细胞悬液。
②培养过程中发生__________时，要用胰蛋白酶使细胞分散开。
维持培养液的pH
接触抑制
2．单克隆抗体的“一过程两特点”
(1)制备过程
(2)单克隆抗体的特点：能准确识别抗原的细微的差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。
3．克隆动物培育流程
(1)原理：无性生殖。
(2)核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状不完全相同的原因：
①克隆动物遗传物质来自两个亲本。
②发育过程中可能发生基因突变或染色体变异。
③外界环境可能引起不可遗传的变异。
考向1| 动物细胞培养
1．(不定项)iPS细胞被称为诱导多能干细胞，可通过导入相关因子来制备。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导成该类细胞。下列说法正确的是( )
A．导入的物质可以是DNA、蛋白质，还可用小分子物质来诱导
B．iPS细胞的体外培养需要在无菌的CO2培养箱中进行
C．T细胞、B细胞能被诱导为iPS细胞，说明体内细胞的分化是可逆的
D．与胚胎干细胞相比，iPS细胞的优点是分裂能力强、分化程度低
√
√
AB 解析：目前已采用多种方法来制备iPS细胞，包括借助载体将特定的基因导入细胞中，直接将特定的蛋白质导入细胞中或者用小分子物质等来诱导形成iPS细胞，A正确；iPS细胞的体外培养利用动物细胞培养技术，故需要在无毒无菌的CO2培养箱中进行培养，B正确；T细胞、B细胞能被诱导为iPS细胞，说明离体的已分化的细胞经过诱导可转化为未分化的状态，但该过程是在离体条件下进行的，在体内无法进行，C错误；胚胎干细胞和iPS细胞均具有分裂能力强、分化程度低的特点，D错误。
2．下列关于动物细胞工程及其应用的说法正确的是( )
A．通常利用体细胞核移植技术和诱导成纤维细胞生成ES细胞，ES细胞具有较强的自我更新能力及分化潜能
B．去核是去除MⅡ期卵母细胞中的中心体—染色体复合物，去核的卵母细胞可与细胞核组合成新的细胞
C．某些灭活病毒表面的糖蛋白和酶能够使融合细胞质膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，诱导细胞融合
D．在胚胎工程操作中，常以观察到哺乳动物受精过程中出现三个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
√
C 解析：通常利用体细胞核移植技术和诱导成纤维细胞生成iPS细胞，iPS细胞具有较强的自我更新能力及分化潜能，A错误；去核是去除MⅡ期卵母细胞中的纺锤体—染色体复合物，去核的卵母细胞可与细胞核组合成新的细胞，B错误；某些灭活病毒表面的糖蛋白和一些酶与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞相互凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合，C正确；在胚胎工程操作中，常以观察到哺乳动物受精过程中出现两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志，D错误。
考向2| 动物细胞融合技术与单克隆抗体
3．下图是小鼠孤雌生殖和孤雄生殖的示意图。用化学方法激活小鼠成熟的卵母细胞得到phESC(孤雌单倍体干细胞)，然后通过基因编辑技术使phESC中的3个基因沉默，phESC的细胞核状态便可接近精子细胞核的状态，如图1。用化学方法激活小鼠的精子得到ahESC(孤雄单倍体干细胞)，然后对ahESC中的8个基因进行编辑，ahESC的细胞核便具有卵细胞核的特点，如图2。下列说法错误的是( )
A．ahESC与精子和去核卵母细胞融合后，得到的融合细胞的性染色体组成是XY、YY
B．卵母细胞转化为phESC的过程类似于植物组织培养中的脱分化过程
C．只需要雌性小鼠便可获得孤雌小鼠，而只依赖雄性小鼠不能得到孤雄小鼠
D．用促性腺激素对雌性小鼠进行超数排卵处理可得到大量卵母细胞
√
A 解析：孤雄单倍体干细胞ahESC是由精子(含X染色体或含Y染色体)培育形成的，其与精子和去核卵母细胞融合时，若ahESC(含X染色体或含Y染色体)与含X染色体的精子融合，融合细胞的性染色体组成是XX或XY，若ahESC(含X染色体或含Y染色体)与含Y染色体的精子融合，融合细胞的性染色体组或是XY或YY，综上所述，ahESC与精子和去核卵母细胞融合后，得到的融合细胞的性染色体组成是 XY、YY、XX，A错误；卵母细胞转化为phESC的过程中，细胞的分化程度降低，因此类似于植物组织培养中的脱分化过程，B正确；由题图可知，孤雌小鼠培育过程中不需要精子参与，但是孤雄小鼠培育过程中需要去核卵母细胞参与，因此只需要雌性小鼠便可获得孤雌小鼠，而只依赖雄性小鼠不能得到孤雄小鼠，C正确；为了获得较多的卵母细胞，可以用促性腺激素对雌性小鼠进行处理，使其超数排卵，D正确。
4．CD47是一种跨膜糖蛋白，可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合，从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6～5倍，导致巨噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。为证明抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用，科学家按照如下流程进行了实验，下列叙述正确的是( )
A．对照组应设置为：巨噬细胞＋正常细胞共培养体系＋单克隆抗体
B．肺癌肿瘤细胞有发达的内质网和高尔基体，参与细胞膜上糖蛋白的形成
C．过程②和过程③筛选得到的杂交瘤细胞都能够产生抗CD47的单克隆抗体
D．若实验组的吞噬指数高于对照组，则单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用
√
D 解析：根据单一变量原则可知，应设置不加单克隆抗体的巨噬细胞和肿瘤细胞的共培养体系为对照，A错误；肺癌等肿瘤细胞有内质网和高尔基体，参与细胞膜上糖蛋白的形成，但癌细胞表面糖蛋白总量减少，所以肺癌等肿瘤细胞的内质网和高尔基体不是很发达，B错误；②过程筛选出来的杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生抗体，但是由于小鼠处在多种抗原刺激下，因此筛选出来的杂交瘤细胞不一定能产生抗CD47的抗体，还需要对第一次筛选的细胞进行克隆化培养和抗体检测，C错误；抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用，提高吞噬指数，因此若对照组中吞噬细胞的吞噬指数显著低于实验组可验证题述推测，D正确。
考向3| 动物体细胞核移植技术和克隆动物
5．精子载体法是以精子作为外源基因载体携带外源基因进入卵细胞的方法，下图表示用该方法制备转基因鼠的基本流程。下列叙述正确的是( )
A．①过程需要将未成熟的精子放入ATP溶液中进行获能处理得到成熟的精子
B．②采用体外受精技术，受精卵中的遗传信息仅来自父母双方
C．②③的培养液成分相同，且图中转基因鼠与克隆鼠的生殖方式相同
D．上述过程中，可对提供卵细胞的母体使用促性腺激素使其超数排卵，对代孕母体使用相关激素使其同期发情
√
D 解析：①过程需将成熟的精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体溶液中，用化学药物诱导精子获能，A错误；②采用体外受精技术，受精卵中的遗传物质来自父母双方和外源基因，B错误； ②为体外受精过程，③为早期胚胎培养过程，前者在获能溶液或专用的受精溶液中进行，后者在发育培养基中进行，这两个过程所用培养液的成分不完全相同，且转基因鼠属于有性生殖，克隆鼠为无性生殖，二者的生殖方式不同，C 错误；胚胎移植时，需对供体和受体使用激素进行同期发情处理，以保证胚胎移植入相同的生理环境，同时对提供卵细胞的母体使用促性腺激素使其超数排卵，D 正确。
6．(2024·青岛三模)线粒体置换技术是一种预防人类线粒体遗传病的技术手段。极体中主要内容物为排出的核基因组，所含线粒体数量较少，因此可以将其作为良好的核供体用于线粒体置换，其过程如下图所示。下列说法正确的是( )
A．图中获取的极体1为第一极体，极体2为第二极体
B．图中“？”处指受精作用，精子需进行获能处理，为受精提供能量
C．该过程也可直接用患者的体细胞作为核供体
D．图中极体2的遗传物质来自供卵卵母细胞
√
A 解析：据题图可知，极体1是由卵原细胞经过减数分裂Ⅰ产生的，因此是第一极体；由于供卵卵母细胞不具备纺锤体，不能进行分裂，故极体2是第一极体经过减数分裂Ⅱ产生的，因此为第二极体，A正确；图中“？”处指受精作用，精子需进行获能处理，这里的“获能”是指具备受精的能力，而不是直接为受精作用提供能量，B错误；据题图可知，该过程中是利用极体作为核供体，因为极体中的线粒体数量少，适合进行线粒体置换，若直接用患者的体细胞作为核供体可能会引入有问题的线粒体，并且体细胞核含有2个染色体组，会引起子代发生变异，C错误；极体是由卵原细胞经过减数分裂产生的，其遗传物质主要来自卵原细胞，由于供卵卵母细胞不具备纺锤体，不能进行分裂，故图中极体2的遗传物质来自患者卵母细胞，D错误。
1．受精
(1)条件
①精子获能。
②卵子准备：发育到______期。
(2)防止多精入卵：透明带发生的反应，__________发生的反应。
考点三 胚胎工程
MⅡ
卵细胞膜
2．胚胎早期发育过程
3．胚胎移植
(1)生理基础
(2)流程
4．胚胎分割
考向1| 胚胎工程的理论基础
1．波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉，具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是( )
A．选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理
B．胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测
C．普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体
D．生产中对提供精子的波尔公山羊不需要筛选
√
D 解析：选择遗传性状优良的健康波尔母山羊作为供体，进行超数排卵处理，A正确；胚胎移植前，采集部分滋养层细胞进行遗传学检测，B正确；作为受体的杜泊母山羊只需具备健康的体质和正常繁殖能力即可，但山羊和绵羊是不同的物种，具有生殖隔离，不能将山羊的胚胎移植到绵羊子宫发育，即普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体，C正确；生产中需选择品质良好的波尔公山羊提供精子，D错误。
2．研究者探究不同浓度的雌激素甲对牛的卵母细胞和受精卵在体外发育的影响，实验结果如下表所示。根据实验数据，下列叙述错误的是( )
A．实验结果说明甲抑制卵裂过程
B．甲浓度过高抑制第一极体的排出
C．添加1 μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力
D．本实验中，以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准
甲的浓度/
(μg/mL) 卵母细胞/个 第一极体
排出/个 成熟率/% 卵裂数/个 卵裂率/%
0 106 70 66.0 28 40.0
1 120 79 65.8 46 58.2
10 113 53 46.9 15 28.3
100 112 48 42.8 5 10.4
√
A 解析：由题表可知，甲低浓度时促进卵裂，高浓度时抑制卵裂，A错误；对照组第一极体排出个数为70个，甲浓度过高(≥10 μg/mL，第一极体排出个数＜70)抑制第一极体的排出，B正确；添加1 μg/mL的甲，卵裂数增大，即该条件可提高受精后胚胎发育能力，C正确；由题表中数据可知，卵母细胞成熟的判断标准是第一极体的排出，D正确。
考向2| 胚胎工程技术及其应用
3．(2024·重庆卷)自然条件下，甲、乙两种鱼均通过体外受精繁殖后代，甲属于国家保护的稀有物种，乙的种群数量多且繁殖速度较甲快。我国科学家通过下图所示流程进行相关研究，以期用于濒危鱼类的保护。下列叙述正确的是( )
A．诱导后的iPGCs具有胚胎干细胞的特性
B．移植的iPGCs最终产生的配子具有相同的遗传信息
C．该实验中，子一代的遗传物质来源于物种甲
D．通过该实验可以获得甲的克隆
√
C 解析：胚胎干细胞具有发育的全能性，iPGCs是诱导型原始生殖细胞，具有成为卵原细胞或精原细胞的潜能，诱导后的iPGCs不具有胚胎干细胞的特性，A错误；移植的iPGCs分化形成卵原细胞或精原细胞后，通过减数分裂形成配子，在减数分裂过程中基因会发生重组，最终产生的配子的遗传信息不一定相同，B错误；由题图可知，将物种甲的囊胚期的iPGCs移植到阻止PGCs形成的乙鱼的胚胎中，培育出的乙鱼的生殖腺中的细胞由甲鱼的iPGCs增殖分化而来，该乙鱼再与物种甲杂交，配子均是由物种甲的生殖腺细胞产生，故子一代的遗传物质来源于物种甲，C正确；克隆属于无性繁殖，该实验过程中涉及有性生殖，D错误。
4．研究表明，肌肉萎缩性侧索硬化症(俗称“渐冻症”)，是由于基因突变导致神经元合成了某种毒蛋白，从而阻碍了轴突内营养物质的流动；利用诱导多功能干细胞(iPS细胞)分化的前驱细胞，移植给渐冻症实验鼠，能延长其寿命。下列相关描述错误的是( )
A. 诱导多能干细胞和胚胎干细胞全能性都很高，都属于成体干细胞
B. 可借助载体将特定基因导入成纤维细胞诱导形成iPS细胞
C. 植入神经干细胞，使受损的运动功能得到恢复，可以一定程度改善“渐冻症”
D. 可通过DNA分子杂交技术，对渐冻症进行基因诊断
√
A 解析：诱导多能干细胞属于成体干细胞，胚胎干细胞不属于成体干细胞，A错误；基因工程需要借助载体将目的基因导入受体细胞，故可借助载体将特定基因导入成纤维细胞诱导形成iPS细胞，B正确；植入神经干细胞，经过分裂分化补充受损的神经元，使受损的运动功能得到恢复，可以一定程度改善“渐冻症”，C正确；由于“渐冻症”是基因发生突变引起的，所以可通过DNA分子杂交技术对渐冻症进行诊断，D正确。
