第1课时 胚胎工程的理论基础
导学 聚焦 1.运用结构与功能观，说明精子和卵细胞的结构与功能之间的关系。 2.基于受精和胚胎早期发育的过程，运用归纳与概括、模型与建模等方法说明受精卵和胚胎早期发育各阶段的特点
知识点（一） 受精
1.胚胎工程的概念
2.受精
（1）概念：精子与卵子结合形成 合子 （即受精卵）的过程。
（2）场所：哺乳动物的受精在雌性动物的 输卵管 内完成。
（3）过程
3.判断下列有关表述的正误
（1）精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是输卵管。（ √ ）
（2）刚排出的精子即能与卵子受精。（ × ）
提示：刚排出的精子必须在生殖道中获能后才能与卵子受精。
（3）精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核。（ √ ）
（4）受精的标志是观察到两个极体；受精完成的标志是雌、雄原核融合形成合子。（ √ ）
（5）动物排出的卵子成熟程度不同，都要在卵巢中进一步发育到MⅡ期才具备受精能力。（ × ）
提示：动物排出的卵子成熟程度不同，都要在输卵管中进一步发育到MⅡ期才具备受精能力。
探讨 探究受精过程
受精是精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。它包括受精前的准备阶段和受精阶段。阅读教材，观察图示并回答相关问题：
（1）刚排出的卵子具有受精能力吗？为什么？
提示：不具有。卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程，要在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。
（2）受精过程中卵子的哪些结构发生生理反应可以防止多精入卵？这有什么意义？
提示：阻止多精入卵有两道屏障：第一道屏障是透明带发生生理反应，第二道屏障是卵细胞膜发生生理反应。其意义是保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。
（3）判断卵子是否受精的标志是 。
提示：观察到两个极体或雌、雄原核。
（4）精子与卵细胞的结合，体现了细胞膜具有什么功能？
提示：体现了细胞膜具有进行细胞间的信息交流的功能。
1.受精过程中的两大反应、两道屏障
2.受精过程认识的“三个误区”
（1）成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后才具备受精能力。
（2）雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核，而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。
（3）受精的标志是观察到两个极体或雌、雄原核，受精完成的标志是雌、雄原核的融合。
1.下列关于体内受精过程的排序，正确的是（ ）
①受精卵第一次分裂开始 ②释放第二极体 ③获能后的精子与卵子相遇并释放多种酶 ④精子穿越卵细胞膜外的结构 ⑤雌、雄原核的形成 ⑥两个原核靠近，核膜消失
A.①②③④⑤⑥ B.③②④⑤⑥①
C.④⑤②①③⑥ D.③④②⑤⑥①
解析：D 体内受精的具体过程为③获能后的精子与卵子相遇并释放多种酶→④精子穿越卵细胞膜外的结构→精子入卵→②卵子完成减数分裂Ⅱ并排出第二极体→⑤雌、雄原核的形成→⑥雌、雄原核靠近，核膜消失→①受精卵第一次分裂开始，D正确。
2.如图是受精过程部分图解，据图分析下列叙述错误的是（ ）
A.精子和卵子发生的场所分别是睾丸和卵巢，受精作用的场所是子宫
B.当精子③与3接触的瞬间，精子①就不能进入2
C.当精子②入卵后，精子③就不能进入卵内
D.在2中观察到两个极体的现象可作为受精的标志
解析：A 精子和卵子发生的场所分别是睾丸和卵巢，受精作用的场所是输卵管，A错误；当精子③与3（卵细胞膜）接触的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子（如精子①）进入2（透明带），B正确；当精子②入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子（如精子③）进入卵内，C正确；当精子进入卵细胞膜后，卵细胞完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核，在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体的现象可作为受精的标志，D正确。
规律方法
两看法区别透明带反应、卵细胞膜反应
（1）从发生时间看：透明带反应发生在精子触及卵细胞膜的瞬间；卵细胞膜反应发生在精子入卵后。
（2）从生理作用看：透明带反应可防止多个精子穿越透明带，是防止多精入卵的第一道屏障；卵细胞膜反应是防止多精入卵的第二道屏障。
知识点（二） 胚胎早期发育
1.胚胎早期发育过程
2.判断下列有关表述的正误
（1）卵裂阶段的细胞分裂方式包括有丝分裂和减数分裂。（ × ）
提示：卵裂阶段的细胞分裂方式是有丝分裂。
（2）胚胎发育过程中细胞开始出现分化的阶段是原肠胚期。（ × ）
提示：胚胎发育过程中细胞开始出现分化的阶段是囊胚期。
（3）囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化。（ √ ）
（4）原肠胚变大导致透明带破裂而孵化出来。（ × ）
提示：发生孵化的是囊胚。
探讨 分析胚胎早期发育过程中的相关变化
如图为哺乳动物胚胎早期发育的过程。
（1）图中所示胚胎的名称：Ⅰ表示 桑葚胚 ，Ⅱ表示 囊胚 ，Ⅲ表示 原肠胚 。
（2）图中a、b过程中，细胞的分裂方式为 有丝分裂 ，这种早期分裂称为 卵裂 ，其特点是 细胞的数量不断增加，但胚胎总体积并不增加 。
（3）图中开始出现细胞分化的时期是 Ⅱ ，该时期胚胎分化出 内细胞团 和 滋养层 。
（4）胚胎发育过程中细胞分化最显著的阶段是哪个时期？细胞分化的原因是什么？
提示：细胞分化最显著的阶段是原肠胚。细胞分化的原因是细胞内基因的选择性表达。
（5）请分析受精卵早期分裂时，胚胎中细胞或物质的变化规律，完成表格：
项目 变化
细胞数目 增多
每个细胞体积 减小
DNA总量 增多
每个细胞内的DNA总量 不变
有机物总量 减少
物质种类 增多
胚胎早期发育的过程
（1）胚胎发育的起点是受精卵，受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂。
（2）桑葚胚阶段细胞均未分化，细胞具有全能性。
（3）囊胚阶段开始出现细胞分化，但内细胞团细胞仍具有全能性。
（4）原肠胚阶段细胞进一步分化，已分化形成外、中、内三个胚层。
（5）胚胎早期发育的营养物质来自卵黄，后期通过胎盘从母体吸收营养物质。
1.（2024·辽宁丹东高二期末）如图为受精卵发育至囊胚的过程中的某一变化，若横坐标表示时间，则纵坐标可表示（ ）
A.有机物总量
B.每个细胞DNA的含量
C.所有细胞体积之和
D.所有细胞表面积总和与体积总和的比值
解析：D 由受精卵发育至囊胚的过程中，细胞不断分裂消耗有机物，所以胚胎中的有机物总量有所减少，A不符合题意；受精卵发育至囊胚过程中的细胞分裂方式是有丝分裂，每个细胞中DNA含量基本不变，但胚胎中DNA总含量增加，B不符合题意；受精卵发育至囊胚过程中细胞数目不断增加，胚胎总体积并不增加，所有细胞的表面积总和越来越大，因此所有细胞表面积总和与体积总和的比值越来越大，C不符合题意，D符合题意。
2.（2024·山东师范大学附中高二期中）如图为哺乳动物受精卵发育过程中某一时期的示意图，下列叙述错误的是（ ）
A.图中的细胞还没有分化，图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团
B.此图为囊胚期，胚胎的总体积并未增加，有机物的总量减少
C.对胚胎进行性别鉴定时，宜取②中的细胞
D.胚胎从①中伸展出来的过程叫作孵化
解析：A 题图为囊胚期示意图，囊胚时期细胞已出现分化，形成滋养层和内细胞团，A错误。
（1）胚胎工程技术基础是 体外受精、胚胎移植、胚胎分割 等。
（2）胚胎工程技术的实质是 在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作 。
（3）在胚胎工程实际操作中，常以观察到两个极体作为受精标志的原因是 第一极体不进行减数分裂，不会形成两个第二极体 ；精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体。
1.下列关于受精过程的叙述，错误的是（ ）
A.获能后的精子与卵子相遇后，释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构
B.卵细胞膜反应是防止多精入卵的第一道屏障
C.精子入卵后，尾部脱落形成雄原核
D.雄原核形成的同时，卵子完成减数分裂Ⅱ
解析：B 透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障，B错误。
2.关于桑葚胚和囊胚的比较，以下说法错误的是（ ）
A.细胞分化开始于桑葚胚
B.桑葚胚各细胞的结构、功能基本相同
C.囊胚期细胞出现了细胞分化，但遗传物质未发生改变
D.囊胚期内细胞团和滋养层细胞的差异是转录水平上的差异引起的
解析：A 细胞分化开始于囊胚期，A错误。
3.（2024·山东济宁高二期末）体外受精技术实际上是在体外条件下，对人的自然受精条件进行的模拟操作。如图表示体内受精的部分过程，有关分析错误的是（ ）
A.图中的第一极体和卵子均处于减数分裂Ⅱ中期，故体外受精时应从卵巢中选择吸取减数分裂Ⅰ中期的卵子
B.①②过程卵细胞会通过透明带反应和卵细胞膜反应，拒绝其他精子再进入卵内
C.精子入卵后，被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核
D.受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育
解析：A 排出的卵子需要在输卵管内进一步成熟，才能参与受精，所以在体外受精时应从输卵管内冲取成熟的卵子，对于大型动物可从卵巢内获取卵母细胞，但需要在体外培养到减数分裂Ⅱ中期才能参与受精，A错误。
4.（2024·广东惠州期末）某实验室通过提高小鼠胚胎干细胞pSTAT3基因的表达水平，体外制备出桑葚胚样全潜能细胞。该细胞在分子水平及发育潜能上均具有自然胚胎桑葚胚期细胞特性，并在体外成功模拟了小鼠胚胎发育至原肠胚阶段。根据该研究，下列叙述错误的是（ ）
注：pSTAT3是调控胚胎发育的关键基因。
A.桑葚胚样细胞可诱导发育至囊胚期
B.诱导桑葚胚样细胞时，基因的碱基序列和表达的情况都发生改变
C.囊胚期细胞重置至桑葚胚样细胞的过程类似于脱分化
D.据图推测，桑葚胚发育成囊胚的过程中，pSTAT3的表达下降
解析：B 胚胎发育的过程为受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体，因此桑葚胚样细胞可诱导发育至囊胚期，A正确；诱导桑葚胚样细胞时，基因的碱基序列并未发生改变，B错误；胚胎发育至囊胚期即开始了细胞分化，因此囊胚期细胞重置至桑葚胚样细胞的过程类似于脱分化，C正确；通过提高小鼠胚胎干细胞pSTAT3基因的表达水平，体外制备出桑葚胚样全潜能细胞，因此推断桑葚胚发育成囊胚的过程中，pSTAT3的表达下降，D正确。
5.澳大利亚布里斯班一对小姐弟被确认为全球第二对半同卵双胞胎，发育成该对半同卵双胞胎的受精卵形成过程如图所示，图3中染色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向，从而分裂成A、B、C三个细胞，其中只有两个细胞发育成姐弟二人。下列叙述不正确的是（ ）
A.图1表示卵子的异常受精过程，此时卵子发育到减数分裂Ⅱ
B.由图可知，该受精卵染色体复制早于雌、雄原核的融合
C.若图4细胞A包含父系和母系染色体组各1个，则细胞C含2个母系染色体组
D.这对小姐弟来源于母亲的染色体一般相同，来源于父亲的染色体一定不同
解析：C 图1两个精子进入一个卵细胞，是异常受精过程，发生在卵细胞的减数分裂Ⅱ中期，A正确；该受精卵中有三个染色体组，有丝分裂过程中，染色体复制，有丝分裂后期形成6个染色体组，通过三极纺锤体将六个染色体组拉开，每一极2个染色体组，移到每一极后融合，B正确；由图可知，若图4细胞A包含父系和母系染色体组各1个，C应该包含2个父系染色体组，C错误；该姐弟性别不同，来源于母亲的染色体是复制而来的，是相同的，来源于父亲的染色体由两个不同的精子提供，一定不同，D正确。
知识点一 受精
1.下列关于哺乳动物受精过程的叙述，错误的是（ ）
A.精子头部触及卵细胞膜时出现的反应是防止多精入卵的第一道屏障
B.受精卵细胞质中的遗传物质完全来自卵细胞
C.受精时只有精子头部进入卵子
D.雄原核形成的同时，卵子完成减数分裂Ⅱ
解析：B 精子头部接触卵细胞膜时出现的反应是防止多精入卵的第一道屏障，A正确；受精卵细胞质中的遗传物质绝大部分来自卵细胞，一小部分来自精子，B错误；精子入卵后，尾部脱离，只有头部进入卵子，C正确；雄原核形成的同时，卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，D正确。
2.（2024·山东菏泽高二期中）下列有关哺乳动物体内受精的表述，错误的是（ ）
A.精子入卵后，精子的核体积直接变大发育成雄原核
B.精子入卵后，被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，形成雌原核
C.透明带和卵细胞膜会发生相应生理反应来防止多精入卵
D.动物排出的卵子有的可能是初级卵母细胞，有的可能是次级卵母细胞
解析：A 精子入卵后，尾部脱离，原有核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的雄原核，A错误。
3.受精过程中，精子头部的顶体酶原转化为有活性的顶体酶将卵细胞周围的透明带溶解，形成精子穿过的通道。精子进入卵细胞后，卵细胞膜上的精子受体失去活性。卵细胞膜下的皮层颗粒，以外排的方式，进入卵周空间，释放的酶类引起透明带“硬化”，形成受精膜，完成受精。下列叙述错误的是（ ）
A.卵细胞膜下皮层颗粒外排的方式可能是胞吐
B.受精卵中的遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞
C.透明带“硬化”是防止多个精子进入卵细胞受精的一道屏障
D.精子受体失去活性有助于一个卵细胞与一个精子结合
解析：B 卵细胞膜下皮层颗粒外排的方式可能是胞吐，依赖于细胞膜的流动性，A正确；受精卵中的细胞核遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞，而细胞质遗传物质几乎都来自卵细胞，B错误；透明带“硬化”是防止多个精子进入卵细胞受精的一道屏障，C正确；精子受体失去活性有助于一个卵细胞与一个精子结合，防止多精入卵，D正确。
知识点二 胚胎早期发育
4.下列关于桑葚胚、囊胚、原肠胚的叙述，不正确的是（ ）
A.胚胎发育的顺序是桑葚胚→囊胚→原肠胚
B.囊胚期的细胞出现了分化，其原因是细胞中的遗传物质发生了变化
C.桑葚胚期之前的细胞均未出现分化
D.原肠胚的外胚层由内细胞团表层的细胞形成
解析：B 囊胚期的细胞出现了分化，其原因是基因的选择性表达，B错误。
5.（2024·河北衡水高二期末）下图为哺乳动物受精作用及胚胎发育的示意图，a、b表示胚胎发育的两个不同时期。下列有关叙述错误的是（ ）
A.①过程中发生了非同源染色体自由组合
B.②过程中细胞通过有丝分裂的方式增殖
C.a时期可分离得到胚胎干细胞
D.b时期会分化成三个胚层
解析：A ①过程是受精作用，没有发生非同源染色体的自由组合，非同源染色体的自由组合发生在减数分裂产生配子的过程中，A错误。
6.（2024·山东泰安高二检测）囊胚期是哺乳动物胚胎发育的一个重要阶段。下列关于囊胚的叙述，错误的是（ ）
A.囊胚期以前的时期，细胞一般都具有全能性
B.滋养层细胞将来发育成胎儿的各种组织
C.囊胚从透明带中被挤压出来称为孵化
D.从受精卵到囊胚的发育过程中每个细胞的核质比逐渐增大，胚胎中DNA总量逐渐增加
解析：B 滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，B错误。
7.如图表示精子入卵后，发生（或引起的）一系列变化形成受精卵的过程，下列叙述错误的是（ ）
A.图中X指卵细胞膜反应，Y指卵子完成减数分裂Ⅱ
B.精子触及卵细胞膜的瞬间便发生了X，防止多精入卵
C.精子入卵主要指精子的头部外膜与卵细胞膜融合
D.雌、雄原核充分发育后相向移动，继而合并成一个细胞核
解析：B 精子触及卵细胞膜的瞬间便发生了透明带反应，防止多精入卵，而图中X指卵细胞膜反应，B错误。
8.（2024·山西大同统考）我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”。研究流程如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A.睾丸中的精原干细胞也属于胚胎干细胞
B.③处的细胞将来可发育成胎儿的各种组织
C.需要在充满CO2的培养箱中培养胚胎干细胞
D.人工“猴胚胎”的遗传特性与代孕受体保持一致
解析：B 胚胎干细胞来自早期胚胎，精原干细胞不属于胚胎干细胞，A错误；③是内细胞团的细胞，具有发育全能性，可发育成胎儿各种组织，B正确；动物细胞培养和早期胚胎培养需要在95％空气和5％二氧化碳的环境中培养，C错误；人工“猴胚胎”的遗传特性与提供胚胎干细胞的供体基本一致，代孕受体提供营养，D错误。
9.（多选）（2024·山东省实验中学高二期中）下列关于试管婴儿的叙述，正确的是（ ）
A.女性在取卵前通常通过服用促性腺激素以促进自身超数排卵
B.精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体
C.采集到的卵母细胞和精子要分别进行成熟培养和获能处理，然后才能用于体外受精
D.受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到雌、雄原核或两个极体
解析：BC 促性腺激素的化学本质为蛋白质，口服后会被消化道内的消化酶分解，故不能口服，A错误；体外受精时对精子要进行获能处理，卵母细胞也需要培养至MⅡ期才能进行受精作用，C正确；受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体（一个是第一极体，还有一个是第二极体），D错误。
10.（多选）（2024·山东潍坊一中高二检测）下图为哺乳动物早期胚胎发育的过程，下列有关叙述错误的是（ ）
A.Ⅰ时期为桑葚胚，该时期的细胞具有发育的全能性
B.过程a和b使胚胎细胞数目增多，有机物的含量增多
C.Ⅱ时期囊胚腔中不含任何物质
D.细胞分化从Ⅱ时期开始，贯穿于动物的整个生命历程
解析：BC Ⅰ时期为桑葚胚，含有的所有细胞都是全能细胞，该时期的细胞具有发育的全能性，A正确；过程a表示卵裂形成桑葚胚，过程b表示桑葚胚形成囊胚，这两个过程均需要消耗能量，故胚胎中有机物的含量均减少，B错误；Ⅱ时期囊胚腔中含有液体成分，C错误；细胞分化从Ⅱ（囊胚）时期开始，贯穿于动物的整个生命历程，D正确。
11.亚麻酸（ALA）能够促进卵母细胞体外成熟和囊胚发育。为了给水牛体外胚胎产业化生产中合理使用亚麻酸提供理论依据，科研人员研究了不同浓度的亚麻酸对水牛卵母细胞体外成熟、早期胚胎发育的影响。分析回答下列问题：
①卵母细胞的收集和体外培养：从屠宰场水牛的卵巢中收集并处理卵母细胞，随机分成5组，分别置于不同浓度亚麻酸的培养液中，在39 ℃、5％ CO2的培养箱中培养22～24 h。
②卵母细胞成熟判断：在显微镜下观察卵母细胞，判断其是否成熟，统计结果如表1。
③体外受精：在受精溶液中进行体外受精后，用显微镜观察判断是否完成受精。
④早期胚胎培养：将受精卵移入胚胎培养液中培养44～48 h后检查分裂情况，每隔48 h更换一次培养液，第5～9天观察囊胚发育情况，统计结果如表2。
表1 亚麻酸对水牛卵母细胞体外成熟的影响
ALA浓度/（μmol·L－1） 卵母细胞数 核成熟卵子数
0 229 137
10 201 133
50 227 166
100 215 137
200 215 135
表2 亚麻酸对水牛早期胚胎发育的影响
ALA浓度/（μmol·L－1） 培养卵数 分裂数 囊胚数
0 309 171 75
10 325 182 82
50 292 185 97
100 310 188 84
200 231 145 68
（1）步骤①中，细胞培养箱中加5％ CO2的作用是维持培养液pH的相对稳定。
（2）步骤②中，成熟卵母细胞内染色体的行为特征是染色体的着丝粒排列在赤道板上。步骤③中，判断是否受精的依据是在卵细胞膜和透明带的间隙可否观察到两个极体。
（3）步骤④中，受精卵经桑葚胚（时期）发育成囊胚，培养过程定期更换培养液的目的是清除有害代谢物，补充营养物质。
（4）根据实验数据分析，亚麻酸溶液为200 μmol·L－1时，对水牛卵母细胞体外成熟和囊胚发育起促进（填“促进”或“抑制”）作用。
（5）实验结果表明，50μmol·L－1的亚麻酸对水牛卵母细胞体外成熟和囊胚发育都较有利，判断依据是核成熟卵子数占卵母细胞的比例较高，囊胚数占培养卵数的比例较高。
解析：（1）动物细胞培养时，细胞培养箱中加5％ CO2的作用是维持培养液pH的相对稳定。（2）卵母细胞培养到减数分裂Ⅱ中期时才成熟，而减数分裂Ⅱ中期的特征是染色体的着丝粒排列在赤道板上；判断是否受精的依据是在卵细胞膜和透明带的间隙可否观察到两个极体。（3）早期胚胎发育过程为受精卵→卵裂期→桑葚胚→囊胚→原肠胚，因此步骤④中，受精卵经桑葚胚发育成囊胚；培养过程定期更换培养液的目的是清除有害代谢物，补充营养物质。（4）亚麻酸溶液为0 μmol·L－1的一组为对照组，与其相比，表1中，亚麻酸溶液浓度为200 μmol·L－1时，核成熟卵子数占卵母细胞数的比例较高，表2中，亚麻酸溶液浓度为200 μmol·L－1时，囊胚数占培养卵数的比例较高，可见其对水牛卵母细胞体外成熟和囊胚发育起促进作用。（5）表1中，亚麻酸溶液浓度为50 μmol·L－1 时，核成熟卵子数占卵母细胞的比例较高，表2中，亚麻酸溶液浓度为50 μmol·L－1 时，囊胚数占培养卵数的比例较高，因此50 μmol·L－1 的亚麻酸对水牛卵母细胞体外成熟和囊胚发育都较有利。
12 / 121.科学思维——归纳比较植物体细胞杂交和多倍体育种及有性杂交
（1）植物体细胞杂交和多倍体育种的比较
项目 植物体细胞杂交 多倍体育种
不同点 原理 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 染色体数目变异
方法 通过原生质体融合和植物组织培养得到杂种植株 常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使染色体数目加倍
染色 体来 源和 数目 变化 通过植物体细胞杂交得到的（杂种）植株中染色体数目是两融合细胞中的染色体数目之和，且染色体一般来自两种不同的植物体 通过染色体加倍得到的多倍体植株中的染色体数与原植株中的染色体数是倍数关系，且染色体来自同一个体，加倍的是同源染色体
相同点 通过改变细胞或植株染色体的数目来改变遗传物质，从而改变生物体的性状，从中选育出符合人们要求的新品种
（2）植物体细胞杂交和有性杂交的过程对比分析（A、B代表染色体条数）
1.为培育具有市场竞争力的无子柑橘，研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是（ ）
A.过程①需使用胰蛋白酶处理
B.实现过程②依赖膜的流动性
C.过程③需应用植物组培技术
D.三倍体植株可产生无子柑橘
解析：A 制备原生质体时，需使用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁，A错误；原生质体的融合依赖细胞膜的流动性，B正确；过程③将细胞培养成植株，利用的是植物组织培养技术，C正确；三倍体植株在减数分裂过程中联会紊乱，不能形成正常的配子，因此不能形成种子，可产生无子柑橘，D正确。
2.自然条件下兰花杂交后代不易萌发。科研人员用四倍体品种绿宝石和二倍体品种春剑进行杂交，获得大量优质杂交兰，并对其进行染色体观察与计数，培育过程如图。下列分析不正确的是（ ）
A.调整培养基中植物激素的配比可影响原球茎的分裂与分化
B.春剑和绿宝石两个品种之间不存在生殖隔离
C.所得杂交兰植株的体细胞染色体数目为60条
D.目的植株杂交兰相对于春剑和绿宝石而言，发生了染色体数目变异
解析：B 植物激素的配比可影响植物的分裂与分化，A正确；春剑为二倍体生物，绿宝石为四倍体生物，形成的杂交兰为三倍体，不可育，说明春剑和绿宝石两个品种之间存在生殖隔离，B错误；春剑为二倍体生物，绿宝石为四倍体生物，杂交生成的杂种胚应该有20条染色体来自春剑，40条染色体来自绿宝石，故一共有60条，C正确；春剑为二倍体植株，绿宝石为四倍体植株，杂交后植株为三倍体，故目的植株对于春剑和绿宝石而言发生了染色体数目变异，D正确。
2.科学探究——HAT选择培养基与杂交瘤细胞的筛选
在单克隆抗体制备过程中，要用特定的HAT选择培养基筛选出杂交瘤细胞，筛选的过程利用了哺乳动物DNA合成的原理。哺乳动物DNA合成可分为两条途径：一是全合成途径，可被氨基喋呤（A）阻断；二是补救合成途径，在次黄嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）存在下，利用次黄嘌呤（H）和胸腺嘧啶脱氧核苷（T）补救性合成DNA。正常细胞中存在HGPRT，而骨髓瘤细胞中不存在HGPRT。在培养基中含有H、A、T的情况下，会导致骨髓瘤细胞和B细胞死亡，只有杂交瘤细胞才能存活并增殖，原因是培养基含有A且骨髓瘤细胞中不存在HGPRT，因此，骨髓瘤细胞不能用全合成途径和补救合成途径合成DNA，不能增殖而导致死亡；B细胞没有分裂增殖能力，也会死亡；杂交瘤细胞可以利用B细胞中的HGPRT，通过补救途径合成DNA，可正常分裂增殖。将筛选出的杂交瘤细胞进行克隆化培养和专一抗体检测，便可获得足够数量的能够分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
3.细胞合成DNA通常有2条途径：第1条途径是利用糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA；第2条途径是通过HGPRT利用核苷酸的前体合成核苷酸，进而合成DNA。HAT培养基是基本培养基添加了次黄嘌呤（H）、氨基喋呤（A）和胸腺嘧啶脱氧核苷（T），A可以阻断DNA合成的第1条途径，H和T则是第2条途径中合成核苷酸的原料。HAT培养基可以用于单克隆抗体制备杂交瘤细胞的选择，小鼠骨髓瘤细胞是一类HGPRT代谢缺陷型细胞。下列说法正确的是（ ）
A.小鼠免疫B细胞和骨髓瘤细胞融合后，培养基上会有3种类型的细胞
B.HAT培养基中未融合的骨髓瘤细胞在A的阻遏下因不能合成DNA而死亡
C.HAT培养基中未融合的免疫B细胞仍具有增殖能力而持续进行细胞分裂
D.HAT培养基中选择出的杂交瘤细胞都能无限增殖和产生单克隆抗体
解析：B 根据题意分析可知：小鼠免疫B细胞和骨髓瘤细胞融合后，培养基上会有5种类型的细胞，但最终生存下来的只有杂交瘤细胞，A错误；由于小鼠骨髓瘤细胞是一类HGPRT代谢缺陷型细胞，因此骨髓瘤细胞合成DNA是第1条途径，但是A可以阻断DNA合成的第1条途径，所以HAT培养基中未融合的骨髓瘤细胞在A的阻遏下因不能合成DNA而死亡，B正确；免疫B细胞属于高度分化的细胞，不再增殖，C错误；HAT培养基中选择出的杂交瘤细胞都能无限增殖，但不是都能产生单克隆抗体，D错误。
4.某种“生物导弹”的结构及其作用原理如图甲所示，没有与肿瘤细胞结合的“生物导弹”一段时间后被机体清除。阿霉素是一种抗肿瘤药，可抑制DNA和RNA的合成，对正常细胞也有一定毒性。回答下列问题：
（1）图甲中“生物导弹”由两部分构成，其中一部分被称为“瞄准装置”，它作用的原理是抗原—抗体特异性结合。活化阿霉素可直接抑制细胞中基因的复制和转录过程。
（2）核酸合成有两条途径，如图乙所示，其中物质A可以阻断全合成途径。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。可将加入H、A、T三种物质的HAT培养基作为制备单克隆抗体时的选择培养基。
①融合前将小鼠的脾脏中的B细胞和骨髓瘤细胞分别置于含HAT的选择培养基中培养，一段时间后培养基中无（填“有”或“无”）细胞增殖，原因是B细胞不能增殖，骨髓瘤细胞既不能进行全合成途径也不能进行补救合成途径，从而不能增殖。
②通过HAT培养基筛选出的细胞是杂交瘤细胞，理由是杂交瘤细胞具有B细胞和骨髓瘤细胞双方的遗传物质，可以进行补救合成途径。
解析：（1）抗体具有特异性，“瞄准装置”的作用原理是抗体—抗原特异性结合。基因是有遗传效应的DNA片段，依据中心法则可知，活化阿霉素可直接抑制细胞中基因的复制和转录过程。（2）免疫的B细胞属于高度分化的细胞，不能进行增殖；根据题意可知，骨髓瘤细胞中缺乏转化酶，因此不具备补救合成途径，在含HAT的选择培养基中其全合成途径又被阻断，故无法在HAT培养基上增殖。杂交瘤细胞是由B细胞和骨髓瘤细胞融合而成的，具有B细胞和骨髓瘤细胞双方的遗传物质，故可以进行无限增殖；其含有来自B淋巴细胞的补救合成途径所必需的转化酶和激酶，可以进行补救合成途径，因此可以在HAT培养基上大量增殖。
3.社会责任——体外受精、人工授精与人类辅助生殖
（1）比较自然受精、人工授精和体外受精
项目 自然受精 人工授精 体外受精
不 同 点 过程不同 雌雄动物 交配完成 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精 人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程
场所 不同 雌性动物 输卵管中 雌性动物 输卵管中 体外培 养液中
相同点 （1）精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程； （2）都是有性生殖
（2）辅助生殖是与自然生殖相对应的一种新技术，是利用现代生物学的最新成果和人工手段代替自然生殖过程的一部分或全部。辅助生殖技术主要包括：人工授精、体外受精、胚胎移植、卵（精子）和胚胎的冷冻保存、配子输卵管移植、单精子卵胞浆内显微注射、植入前遗传学诊断助孕等。现代的人工生殖技术已经形成包括人工授精、体外受精和无性生殖的三大领域。
5.下列有关人工授精、体外受精和自然受精的叙述，错误的是（ ）
A.人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性
B.体外受精能更有效地发挥母畜的繁殖潜能
C.人工授精、体外受精的本质与自然受精不同
D.人工授精过程中的精、卵结合在母畜体内，而体外受精中这一过程发生在体外培养液中
解析：C 在人工授精时，一般选择优良品种公牛的精液进行受精作用，因此人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性，A正确；体外受精是分别将卵子与精子取出后，在体外（培养皿中）使其受精，能更有效地发挥母畜的繁殖潜能，B正确；人工授精、体外受精的本质与自然受精相同，都是两性生殖细胞的结合，C错误；人工授精过程中的精、卵结合发生在母畜体内，而体外受精中这一过程发生在体外培养液中，D正确。
6.辅助生殖技术是人类辅助生殖技术（ART）的简称，其直接效应是使不育夫妇实现妊娠生子的愿望，包括人工授精技术、试管婴儿技术等。请回答下列问题：
（1）科学家发现促性腺激素可以促进排卵，这为体外人工授精技术提供了条件。
（2）试管婴儿技术中，卵母细胞与精子在获能溶液（或专用的受精溶液）中完成受精，受精过程中，体内阻止多精入卵的机制是透明带反应和卵细胞膜反应。另外，科学家通过显微注射法将单个精子注入处于减数分裂Ⅱ中（或MⅡ）期的卵母细胞内，以提高受精率。
（3）当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。试管婴儿技术涉及到胚胎移植，受体为胚胎存活创造的有利条件为对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应。
解析：（1）促性腺激素可以促进排卵。（2）试管婴儿技术中，卵母细胞与获能的精子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精，受精过程中，透明带反应和卵细胞膜反应可以阻止多精入卵。获能的精子与处于减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞完成受精作用。（3）当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。胚胎移植时，受体对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这为胚胎存活创造了有利条件。
1.（2024·浙江1月选考8题）山药在生长过程中易受病毒侵害导致品质和产量下降。采用组织培养技术得到脱毒苗，可恢复其原有的优质高产特性，流程如图。下列操作不可行的是（ ）
外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗
A.选择芽尖作为外植体可减少病毒感染
B.培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染
C.将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖
D.提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽
解析：D 芽尖等分生组织分裂旺盛，且含病毒少，取材时常选用其作为外植体，A正确；培养基中有大量的营养物质容易被细菌污染，加入抗生素可降低杂菌的污染，B正确；将丛生芽切割后转移到新的培养基上继续进行扩大培养称为继代培养，其又可分为第二代培养、第三代培养等。大多数植物每隔4～6周进行一次继代培养，每进行一次继代培养，培养物一般能增殖3～4倍。正因为培养物可以不断继代培养，所以离体繁殖速度比常规方法通常要快数万倍，可实现快速繁殖，C正确；提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成根而不是芽，D错误。
2.（2023·辽宁高考7题）大量悬浮培养产流感病毒的单克隆细胞，可用于流感疫苗的生产。下列叙述错误的是（ ）
A.悬浮培养单克隆细胞可有效避免接触抑制
B.用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清
C.当病毒达到一定数量时会影响细胞的增殖
D.培养基pH不会影响单克隆细胞的病毒产量
解析：D 悬浮培养单克隆细胞，可以保证足够的气体交换，通过振荡或转动装置使细胞始终悬浮于培养液内，可有效避免接触抑制，A正确；用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清，B正确；病毒借助于细胞进行繁殖，利用了活细胞的物质、能量、酶等，当病毒达到一定数量时细胞的生命活动受到影响，会影响细胞的增殖，C正确；细胞的正常生命活动需要适宜的pH，培养基pH会影响细胞代谢，进而影响单克隆细胞的病毒产量，D错误。
3.（2023·江苏高考13题）研究者通过体细胞杂交技术，探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。下列相关叙述正确的是（ ）
A.从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，用于去除细胞壁
B.原生质体需在低渗溶液中长期保存，以防止过度失水而死亡
C.检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，活的原生质体被染色
D.聚乙二醇促进原生质体融合后，以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞
解析：D 去除植物细胞壁需要使用纤维素酶和果胶酶，A错误；原生质体需置于等渗溶液中，置于低渗溶液中，原生质体会吸水涨破，B错误；检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，死的原生质体被染色，C错误；聚乙二醇促进原生质体融合后，两个细胞的叶绿体颜色有差异，可以以叶绿体颜色等差异为标志识别两种细胞融合后的杂种细胞，D正确。
4.（2023·海南高考7题）某团队通过多代细胞培养，将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除，获得XO胚胎干细胞，再经过一系列处理，使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是（ ）
A.营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制
B.获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异
C.XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化
D.若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
解析：A 营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞也会发生接触抑制，A错误；XO胚胎干细胞中丢失了Y染色体，因而该细胞的获得过程发生了染色体数目变异，B正确；XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化，C正确；若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞，进而用于繁育，实现对濒危物种的保护，D正确。
5.（2023·天津高考7题）根据下图，正确的是（ ）
A.子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B.过程1需要MⅡ期去核卵母细胞
C.过程2可以大幅改良动物性状
D.过程2为过程3提供了量产方式，过程3为过程1、2提供了改良性状的方式
解析：D 子代动物的遗传性状与供体基本一致，A错误。核移植过程中需要处于MⅡ期的去核卵母细胞，而过程1是培育试管动物，需要培育到适宜时期（桑葚胚或囊胚等时期）进行胚胎移植，B错误。过程2得到的是克隆动物，是无性生殖的一种，不能大幅改良动物性状，C错误。过程2克隆技术可得到大量同种个体，为过程3提供了量产方式；过程3是转基因技术，转基因可导入外源优良基因，为过程1、2提供了改良性状的方式，D正确。
6.（2023·广东高考3题）科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使后者成功妊娠并产仔，该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是（ ）
A.超数排卵 B.精子获能处理
C.细胞核移植 D.胚胎培养
解析：C 试管动物的培育过程主要包括：①精子的采集与体外获能处理，卵母细胞采集（注：为获得更多卵子可进行超数排卵处理）与成熟培养；②卵子与精子的体外受精；③胚胎早期的培养；④待胚胎生长到一定阶段后，进行胚胎移植。综上，C符合题意。
7 / 7第2课时 动物细胞融合技术与单克隆抗体
导学 聚焦 1.基于动物细胞能够融合的事实，阐明动物细胞融合的概念及需要的条件。 2.运用归纳和概括等方法，以文字、图示的形式表示单克隆抗体制备的过程。 3.认同生物科技是一把双刃剑，认识到动物细胞融合技术应用的潜在风险
知识点（一） 动物细胞融合技术
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.原理： 细胞膜的流动性 。
3.诱导融合的方法
4.意义：细胞融合技术突破了 有性杂交 的局限，使 远缘杂交 成为可能。
5.应用
（1）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。
（2）用于制造 单克隆抗体 。
6.判断下列有关表述的正误
（1）动物细胞融合过程中既有细胞膜的融合也有核的融合。（ √ ）
（2）用灭活的病毒诱导能促进动物细胞融合，也能促进植物细胞融合。（ × ）
提示：灭活的病毒诱导只能用于动物细胞融合。
（3）动物细胞融合的结果是形成单核的杂交细胞，植物体细胞杂交的结果是得到杂种植株。（ √ ）
（4）灭活的含义是用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。（ √ ）
探讨 分析动物细胞融合和植物体细胞杂交的异同
植物体细胞杂交技术，可以跨越植物种属间生殖隔离的屏障，培育出新的作物类型。科学家经过长期的探索，也实现了用不同种动物的体细胞进行杂交。
参考图示，回答问题。
（1）为什么灭活的病毒能作为诱导因素，而不灭活的病毒不能作为诱导因素？
提示：①灭活的病毒能使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。把两个动物细胞放在一起，用灭活的病毒处理后，先细胞膜融合，然后细胞质融合，最后细胞核融合，进而形成杂交细胞。②不灭活的病毒会感染细胞，因而不能用于诱导细胞融合。
（2）动物细胞融合和植物体细胞杂交技术的原理分别是什么？
提示：动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性；植物体细胞杂交技术的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
（3）两者在方法上有什么异同？
提示：都可用聚乙二醇（PEG）融合法和电融合法诱导融合；但动物细胞还可用灭活病毒诱导法诱导细胞融合。
（4）两者在最终结果上有什么不同？
提示：动物细胞融合最终得到的是杂交细胞，而植物体细胞杂交技术最终得到的是杂种植株。
植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
1.（2024·哈尔滨三中高二检测）下列有关动物细胞融合的叙述，错误的是（ ）
A.指两个或多个细胞融合成一个细胞的现象
B.可以在基因型相同或不同的细胞间进行
C.常用的诱导动物细胞融合的方法有聚乙二醇融合法、灭活病毒诱导法、电融合法、紫外线照射等
D.其原理是细胞膜具有一定的流动性
解析：C 动物细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，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，A正确；细胞融合技术的优点是突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能，可以在基因型相同或不同的细胞间进行，B正确；常用的诱导动物细胞融合的方法有电融合法、聚乙二醇（PEG）融合法、灭活病毒诱导法等。紫外线照射不是诱导动物细胞融合的方法，C错误；细胞膜具有一定的流动性，所以通过一定的手段进行诱导，会发生动物细胞融合，D正确。
2.如图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是（ ）
A.若a细胞和b细胞是植物细胞，需先脱分化再诱导融合
B.a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现
C.c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因
D.动物细胞融合与传统的有性杂交相比，其优越性在于能定向地改造生物的性状
解析：B a、b如果为植物细胞，则需要除去细胞壁，但不需要脱分化，A错误；两细胞融合需要用物理或化学等方法使其融合，其融合过程体现了细胞膜具有一定的流动性，B正确；融合后的杂种（交）细胞中的基因仍是选择性表达，不会表达全部的基因，C错误；细胞融合技术可以设计不同的细胞融合，但生物的性状不一定按照人们的设计表现出来，D错误。
知识点（二） 单克隆抗体及其应用
1.传统抗体的获得
（1）方法：向动物体内反复注射某种 抗原 ，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需 抗体 。
（2）缺陷： 产量低 、纯度低、 特异性差 。
2.单克隆抗体的制备
（1）大量制备单一抗体的思路
（2）存在的问题：B淋巴细胞 不可能无限增殖 。
（3）解决方案
（4）制备过程
3.单克隆抗体的优点
（1）能准确地识别 抗原 的细微差异。
（2）可以与特定抗原发生 特异性 结合。
（3）可以 大量 制备。
4.单克隆抗体的应用
（1）用作 诊断试剂 ，可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。
（2）运载药物，如ADC（抗体—药物偶联物）。
（3）直接用于治疗疾病。
5.判断下列有关表述的正误
（1）用特定的抗原对小鼠进行免疫后，从小鼠脾脏中只能得到一种B淋巴细胞。（ × ）
提示：免疫后的小鼠从脾脏中获取的是多种B淋巴细胞。
（2）单克隆抗体是单个B淋巴细胞增殖并产生的抗体。（ × ）
提示：单克隆抗体是杂交瘤细胞产生的抗体。
（3）单克隆抗体制备过程中的两次筛选目的相同。（ × ）
提示：第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞，而第二次筛选是为了获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
（4）在进行免疫处理时，一般每隔一段时间，重复注射相同抗原，以获得更多的B淋巴细胞。（ √ ）
探讨 分析单克隆抗体的制备过程
下图为单克隆抗体制备流程（顺序已被打乱），请据图分析：
（1）请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来。
提示：
（2）图中B注射特定抗原的目的是什么？
提示：目的是刺激机体发生免疫应答，从而得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
（3）B淋巴细胞与骨髓瘤细胞经诱导融合后，培养基中共出现几种细胞？其中融合的细胞有几种？（如融合的话，只考虑两两融合）
提示：共有5种细胞；其中融合的细胞有3种。
（4）单克隆抗体制备过程中，第二次筛选的目的是什么？方法是什么？其原理是什么？
提示：目的是筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞；方法是抗体检测；其原理是抗原—抗体的特异性结合。
1.单克隆抗体制备过程中两次筛选的比较
2.腹腔培养与体外培养的比较
项目 腹腔培养 体外培养
优点 易于控制培养条件，成本较低 可大规模培养、大量生产
缺点 规模小，产量少 需要人为控制培养条件，成本相对较高
1.下列关于单克隆抗体制备的说法，正确的是（ ）
A.将特定抗原注射到小鼠体内，可以从小鼠血清中获得单克隆抗体
B.经特定抗原免疫过的B淋巴细胞在体外培养时可分泌单克隆抗体
C.诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后，发生融合的细胞均为杂交瘤细胞
D.筛选出杂交瘤细胞后，需利用特定抗原再次筛选出能分泌所需抗体的细胞
解析：D 制备单克隆抗体过程中，可在体外杂交瘤细胞的培养液中，或小鼠体内腹水中获得纯化的单克隆抗体，A错误；免疫过的B淋巴细胞高度分化，不能增殖，无法分泌单克隆抗体，B错误；发生融合的细胞可能有三种（仅考虑两两融合），即B淋巴细胞与B淋巴细胞融合的细胞、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的细胞（杂交瘤细胞）、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合的细胞，C错误；制备单克隆抗体时，需筛选两次，第一次得到杂交瘤细胞，第二次得到既能大量增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞，D正确。
2.（2024·山东师大附中高二检测）甘草酸是中药甘草中的主要活性成分。为了快速检测甘草酸，科研人员利用细胞工程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体，其基本操作过程如下图。下列相关叙述错误的是（ ）
A.过程①注射相应抗原后应立即从小鼠脾脏中提取细胞甲
B.过程②诱导细胞融合，利用了细胞膜的流动性
C.过程③④的筛选方法不同，细胞丙、丁的遗传物质也不相同
D.过程⑤无论在体内还是体外进行，细胞丁都可大量增殖
解析：A 过程①注射相应抗原后应经过一段时间，使小鼠获得能产生相应抗体的B淋巴细胞，再从小鼠脾脏中提取细胞甲，A错误；过程②诱导细胞融合，利用了细胞膜的流动性，B正确；过程③筛选杂交瘤细胞，过程④筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞，二者筛选方法不同，细胞丙、丁的遗传物质也不一定相同，C正确；过程⑤无论在体内还是体外进行，细胞丁都可大量增殖，D正确。
3.下图为单克隆抗体制备过程的示意图。下列相关叙述正确的是（ ）
A.每个脾B淋巴细胞可产生多种抗体
B.细胞融合可使用灭活病毒，灭活病毒的抗原结构依然存在
C.细胞筛选和细胞融合时所用的培养液在成分上相同
D.克隆化培养过程中杂交瘤细胞会出现接触抑制的现象
解析：B 脾B淋巴细胞只能产生针对相应抗原的抗体，每个脾B淋巴细胞只能产生一种抗体，A错误；灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，故灭活病毒的抗原结构依然存在，B正确；细胞筛选时获得杂交瘤细胞需要在选择培养基上筛选，细胞融合时所用的培养液需要再加入诱导剂，两者的成分上有差异，C错误；杂交瘤细胞具有无限增殖的特点，无接触抑制现象，因此该细胞克隆化培养过程中不会出现接触抑制，D错误。
（1）动物细胞融合技术是指 使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术 。
（2）诱导动物细胞融合的常用方法有 PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法 等。
（3）制备单克隆抗体过程中有两次筛选，其目的分别是 第一次筛选是为了获得杂交瘤细胞，第二次筛选是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞 。
（4）单克隆抗体的优点是 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 。
1.下列关于动物细胞融合的说法，错误的是（ ）
A.细胞融合前通常用酶解法将组织分散成单个细胞
B.细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性
C.融合后得到的杂交细胞具有两个或多个亲本细胞的遗传信息
D.融合后得到的杂交细胞具有两个细胞核
解析：D 动物细胞融合前通常要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等将组织分散成单个细胞，A正确；动物细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性，B正确；融合后得到的杂交细胞具有两个或多个亲本细胞的遗传信息，C正确；融合后得到的杂交细胞只有一个细胞核，D错误。
2.（2024·天津市高二月考）如图表示仙台病毒诱导动物细胞融合的部分过程，下列叙述正确的是（ ）
A.细胞A和细胞B必须为同种细胞才能融合
B.细胞C同时有细胞A和细胞B的遗传物质
C.该融合过程体现了细胞膜具有选择透过性
D.此过程的原理是动物细胞具有全能性
解析：B 不同种的细胞也能融合，如人、鼠细胞融合，A错误；如图所示，细胞A、B融合成一个细胞C，细胞C同时有细胞A和细胞B的遗传物质，B正确；该融合过程体现了细胞膜具有流动性，C错误；此过程的原理是动物细胞膜具有流动性，D错误。
3.（2024·山东日照期末）某种肠道病毒可通过其表面蛋白与人肠道上皮细胞上的受体结合，侵入细胞而引发肠道病变。研究人员利用该病毒的表面蛋白制备了单克隆抗体，过程如下图，图中甲～丁代表不同细胞，a～f代表相关过程。下列叙述错误是（ ）
A.图中过程a表示用该病毒的表面蛋白免疫小鼠
B.过程c中的选择培养基可筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞
C.过程e和f分别表示杂交瘤细胞的体外培养和小鼠腹腔培养
D.该单克隆抗体能与该病毒特异性结合阻止其感染人体细胞
解析：B 该病毒的表面蛋白可以作为抗原免疫小鼠，A 正确；c步骤筛选出两两融合的细胞，不一定是杂交瘤细胞，故过程c中的选择培养基不可筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞，B错误；过程e和f分别表示杂交瘤细胞的体外培养和小鼠腹腔培养，以获得单克隆抗体，C正确。
4.（2024·浙江联考期末）HCG是女性怀孕后滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，如图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。有关叙述正确的是（ ）
A.体外培养单个B细胞也可以获得大量抗HCG的单克隆抗体
B.多孔玻璃板中的细胞为B淋巴细胞和鼠瘤细胞的融合细胞
C.过程③产生的细胞集落a～d既能大量繁殖，又能产生抗体
D.图中细胞集落c可用于扩大化培养生产抗HCG单克隆抗体
解析：C 体外培养的单个B细胞无法无限增殖，不一定能产生符合需求的融合细胞，A错误；多孔玻璃板中有三种细胞，即未融合的亲本细胞、融合的具有同种核的细胞以及杂交瘤细胞，B错误；图中 a～d是经过筛选的杂交瘤细胞，所以既能大量繁殖，又能产生抗体，C正确；a能够产生阳性反应，故可用于大规模培养，生产抗HCG单克隆抗体，D错误。
5.（2024·江苏南通高二期中）将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”，能够用于杀死人类某些癌细胞，其过程如图所示。“生物导弹”主要由两部分组成，一是“瞄准装置”，二是杀伤性“弹头”。下列相关叙述错误的是（ ）
A.“脾脏中的细胞”是从经免疫处理的实验动物中获取的B淋巴细胞
B.杂交瘤细胞在培养瓶中培养时不会出现接触抑制的现象
C.“瞄准装置”是指能够特异性识别癌细胞的单克隆抗体
D.构成“弹头”的抗癌药物具有选择性杀伤癌细胞的功能
解析：D 构成“弹头”的抗癌药物没有特异性，“瞄准装置”中的单克隆抗体能将药物带到特定部位，从而选择性杀伤癌细胞，D错误。
知识点一 动物细胞融合技术
1.下列有关植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较，叙述正确的是（ ）
A.两者应用的原理都完全相同
B.两者都可用电融合法或聚乙二醇（PEG）融合法诱导细胞融合
C.两者融合完成的标志都是形成融合细胞核
D.两者的目的都是用于大量生产分泌蛋白
解析：B 植物体细胞杂交的原理是细胞膜具有流动性和植物细胞一般具有全能性，动物细胞融合的原理是细胞膜具有流动性，A错误；电融合法或聚乙二醇（PEG）融合法既可诱导动物细胞融合，也可诱导植物原生质体融合，B正确；植物原生质体融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁，动物细胞融合完成的标志是形成融合细胞核，C错误；植物体细胞杂交的目的是产生杂种植株，动物细胞融合可用于大量生产分泌蛋白等，D错误。
2.（2024·天津检测）如图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是（ ）
A.若a细胞和b细胞是植物细胞，需先去壁再诱导融合
B.若a和b为二倍体，则c也为二倍体
C.c细胞的形成与a、b细胞膜的选择透过性都有关
D.c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因
解析：A 若a细胞和b细胞是植物细胞，需先去细胞壁获得原生质体后再诱导融合，A正确；若a和b为二倍体，则c为异源四倍体，B错误；c细胞的形成，与a、b细胞膜具有流动性有关，C错误；c细胞将选择性表达a细胞和b细胞中的基因，D错误。
知识点二 单克隆抗体及其应用
3.（2024·天津静海区高二检测）以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。下列相关叙述正确的是（ ）
A.用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆抗体
B.体外培养浆细胞可以获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体
C.融合并筛选特定的杂交瘤细胞，原代培养产生遗传物质改变后才能进行传代培养
D.用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者
解析：D 单克隆抗体是由能产生特定抗体的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞分泌的，A错误；单独的效应B细胞有产生抗体的能力，但没有无限增殖的能力，因此在体外培养浆细胞是不能得到大量的单克隆抗体的，B错误；单克隆抗体制备需要细胞融合并筛选特定的杂交瘤细胞，原代培养和传代培养的区别并不是遗传物质的改变与否，传代培养的细胞遗传物质不一定改变，C错误；单克隆抗体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，因此利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者，D正确。
4.单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞。在这种培养基上不能存活、增殖的细胞是（ ）
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.①③
解析：A 用特定培养基培养细胞的目的是筛选出既能大量增殖、又能产生特定抗体的杂交瘤细胞，因此除了杂交瘤细胞，其他的细胞都不能在此培养基上生存。所以在这种培养基上不能存活、增殖的细胞有：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。故A符合题意。
5.（2024·江苏泰州高二期中）下列有关单克隆抗体制备过程的叙述，错误的是（ ）
A.过程①注射一种灭活病毒可使小鼠体内产生多种B淋巴细胞
B.过程②形成的两两融合细胞只有图中的3种类型
C.过程③采用抗原—抗体杂交法进行特定杂交瘤细胞的筛选
D.过程④获得的全部杂交瘤细胞都只能产生同一种抗体
解析：B 一种灭活病毒可能存在多种抗原，因此注射一种灭活病毒可使小鼠体内产生多种B淋巴细胞，A正确；过程②形成的两两融合细胞包括同种细胞融合细胞和异种细胞融合细胞，即过程②还可以形成B淋巴细胞自身融合细胞、骨髓瘤细胞自身融合细胞，B错误；过程③可借助抗原—抗体杂交法进行特定杂交瘤细胞的筛选，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞，C正确；经过程③筛选获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞，再经过程④克隆获得的全部杂交瘤细胞都只能产生同一种抗体，D正确。
6.（2024·山东临沂期末）小胶质细胞参与一系列神经退行性疾病的发生过程，包括阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿舞蹈症、肌萎缩侧索硬化等。科研人员制备了抗小胶质细胞表面标志蛋白 CD22的单克隆抗体，具体方法如图所示。下列对抗CD22单克隆抗体的制备的分析，不合理的是（ ）
A.步骤①和步骤⑤向小鼠注射的都是CD22
B.步骤②所用的 SP2/0细胞具有无限增殖的特点
C.吸取③中的上清液到④的培养孔中后须加入 CD22 进行检测
D.步骤⑥提取的抗CD22 抗体，可抑制神经退行性疾病的发生
解析：A 要获得抗 CD22单克隆抗体，步骤①应该注射 CD22蛋白（CD22抗原），步骤⑤是将分泌抗 CD22抗体的杂交瘤细胞注入小鼠体内培养，以获得大量单克隆抗体，A错误；步骤②所用的 SP2/0细胞是骨髓瘤细胞，特点是能在体外无限增殖，B正确；根据抗原—抗体杂交原理，应该用CD22蛋白检测其中是否含抗 CD22蛋白的抗体，因此，步骤④中需加入CD22蛋白进行专一抗体检测，C正确；步骤⑥提取的抗CD22 抗体，能与抗小胶质细胞表面标志蛋白 CD22特异性结合，可抑制神经退行性疾病的发生，D正确。
7.（2024·湖南张家界高二期中）科学家将能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体与药物结合，制成了抗体—药物偶联物（ADC），实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。下列叙述错误的是（ ）
A.ADC由抗体、接头和药物三部分组成
B.ADC可与肿瘤细胞表面受体特异性结合
C.ADC进入细胞的过程依赖膜的流动性
D.单克隆抗体可特异性地杀伤肿瘤细胞
解析：D 该单克隆抗体不能杀伤肿瘤细胞，而是与药物结合，将药物带到特定部位，利用药物杀伤肿瘤细胞，D错误。
8.（2024·河北衡水中学高二检测）双特异性单克隆抗体是指可同时与癌细胞和药物结合的特异性抗体。下图是科学家设计的生产能同时识别癌胚抗原和长春碱（一种抗癌药物）的双特异性单克隆抗体的部分过程。相关叙述错误的是（ ）
A.单克隆抗体的制备需要用到动物细胞融合和动物细胞培养技术
B.该过程需要多次筛选，才可筛选出单克隆杂交—杂交瘤细胞
C.过程⑤的目的与过程①的目的不同
D.通过该技术合成的双特异性单克隆抗体的灵敏度更高
解析：C 制备单克隆抗体过程中需要骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合形成杂交瘤细胞和培养杂交瘤细胞，A正确；该过程需要多次筛选，第一次筛选是过程③，筛选出初次免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞；第二次筛选是过程④，筛选出能产生所需抗体的单克隆杂交瘤细胞；第三次筛选是过程⑥，筛选出再次免疫的B淋巴细胞和单克隆杂交瘤细胞融合得到的单克隆杂交—杂交瘤细胞；第四次筛选是过程⑦，筛选出能产生双特异性单克隆抗体的单克隆杂交—杂交瘤细胞，B正确；过程⑤与过程①均是对小鼠注射特定抗原，目的相同，都是获得相应的B淋巴细胞，C错误；该双特异性单克隆抗体能同时识别癌胚抗原和长春碱，故通过该技术合成的双特异性单克隆抗体的灵敏度更高，D正确。
9.下图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程，在人—鼠杂交细胞中人的染色体会以随机方式丢失，通过分析基因产物进行基因定位。现检测细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4种酶活性，只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性，只有Ⅲ具有胸苷激酶活性，Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性。下列相关叙述不正确的有（ ）
A.加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合
B.细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为人—人、人—鼠、鼠—鼠融合细胞
C.芳烃羟化酶基因位于2号染色体上，乳酸脱氢酶基因位于11号染色上
D.胸苷激酶基因位于17号染色体上，磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上
解析：B 分析题干信息：Ⅰ保留X、11号染色体，Ⅱ保留2、11号染色体，具有芳烃羟化酶活性，Ⅲ保留X、11、17号染色体，具有胸苷激酶活性，Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性，所以支配芳烃羟化酶合成的基因位于2号染色体上，支配胸苷激酶合成的基因位于17号染色体上；支配磷酸甘油酸激酶合成的基因位于X染色体上；支配乳酸脱氢酶合成的基因位于11号染色体上。动物细胞融合过程中，可以利用灭活的仙台病毒或聚乙二醇作诱导剂促进细胞融合，A正确；细胞Ⅲ中保留了人的X、11、17号染色体，故不会是鼠—鼠融合细胞，B错误；根据分析可知，芳烃羟化酶基因位于2号染色体上，乳酸脱氢酶基因位于11号染色上， 胸苷激酶基因位于17号染色体上，磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上，C、D正确。
10.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，则单克隆抗体有解除 CD47 对巨噬细胞的抑制作用
解析：D 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、结肠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减少，肺癌、结肠癌等肿瘤细胞的内质网和高尔基体不会很发达，B错误；过程②得到的是杂交瘤细胞，过程③得到的是既能产生抗CD47抗体又能无限增殖的杂交瘤细胞，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，没有抗体抑制，CD47对巨噬细胞有抑制作用，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上述推测，D正确。
11.为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B细胞染色体丢失的问题，研究者在单克隆抗体的制备过程中增加了一个步骤，如图所示。除了抗原刺激之外，用EBV（一种病毒颗粒）感染动物B细胞，并使之成为“染色体核型稳定”的细胞株。这样的细胞株能够在 HAT培养基中存活，但对乌本苷（Oua）敏感。下列相关分析不合理的是（ ）
A.杂交瘤细胞染色体丢失可能导致抗体产生能力下降
B.B淋巴细胞来源于抗原刺激后的动物的淋巴结和脾脏等
C.骨髓瘤细胞应该无法在HAT选择培养基中存活
D.杂交瘤细胞具有持续产生抗EBV抗体的能力
解析：D 杂交瘤细胞染色体丢失可能引起细胞发生变异，进而导致抗体产生能力下降，A正确；脾、淋巴结和扁桃体是免疫细胞集中分布的场所，因此在制备单克隆抗体的过程中，B细胞可以来源于抗原刺激后的动物的淋巴结和脾脏等，B正确；由图示分析可知：在HAT选择培养基中，骨髓瘤细胞无法存活，C正确；本实验中EBV的作用是使B细胞染色体核型更稳定，而不是刺激B细胞分化成浆细胞产生抗体，所以该杂交瘤细胞不具有产生抗EBV抗体的能力，D错误。
12.（多选）（2024·山东济宁高二检测）将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”，能够用于杀死人类某些癌细胞，其过程如下图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
A.①过程的原理和植物原生质体融合的原理基本相同
B.经①过程形成的杂交瘤细胞都能无限增殖并产生特定抗体
C.②过程需要筛选并克隆单个杂交瘤细胞
D.抗体的靶向作用使③过程具有高度特异性
解析：ACD ①过程的原理和植物原生质体融合的原理基本相同，都是细胞膜的流动性，A正确；经①过程形成的杂交瘤细胞不一定都能产生特定抗体，需要经过抗体阳性检测筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞，B错误；②过程需要采用抗体阳性检测筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞，然后进行克隆化培养（包括体内培养和体外培养），C正确；癌细胞是抗原，抗体能与抗原发生特异性结合，因此，抗体的靶向作用使③过程具有高度特异性，D正确。
13.（多选）某研究者利用细胞工程制备抗A的单克隆抗体。先用抗原（A）分别免疫 3 只同种小白兔（X、Y 和 Z），每只小白兔免疫5 次，每次免疫一周后测定各小白兔血清抗体的效价（能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数），制备 B 淋巴细胞时，免疫小白兔的血清抗体效价需达到 16 000 以上，检测结果如图所示。下列有关叙述错误的是（ ）
A.将抗原A注入小白兔体内的目的是获得免疫产生的抗A抗体
B.最适合用于制备B淋巴细胞的是小白兔X
C.骨髓瘤细胞与B淋巴细胞的融合可以使用灭活的病毒进行促融
D.融合细胞需要经过多次筛选获得足够数量的能分泌抗A抗体的杂交瘤细胞
解析：AB 将抗原A注入小白兔体内的目的是刺激小白兔发生体液免疫，从而获得已免疫的B淋巴细胞，A错误；在第五次中，小白兔Y的效价最大，所以最适合用于制备B淋巴细胞的是第五次免疫后的小白兔Y，B错误；骨髓瘤细胞与B淋巴细胞的融合常使用灭活的病毒进行促融，也可用物理或化学的方法进行促融，C正确；杂交细胞需要经过多次筛选才可获得只分泌抗A抗体的杂交瘤细胞，第一次筛选可获得杂交瘤细胞，第二次筛选可获得只分泌抗A抗体的杂交瘤细胞，D正确。
14.（2024·山东潍坊高二检测）下图为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图，据图回答下列问题：
（1）图中向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后，所获得的免疫抗血清实际上是含有Ab1、Ab2、Ab3、Ab4（填写抗体的名称）的混合物，这种方法制备的多克隆抗体产量低、纯度低。与多克隆抗体相比，单克隆抗体突出的优点是 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，并能大量制备。
（2）图中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，说明细胞膜具有（一定的）流动性，如果仅考虑细胞的两两融合，其融合细胞有3种类型（不考虑B淋巴细胞种类）。
（3）图中两次筛选的目的不同，其中筛选①的目的是筛选出杂交瘤细胞，筛选②的目的是筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。筛选时所用的培养基是特定的选择培养基。
（4）科学工作者正在研究的治疗癌症使用的“ADC”就是在单克隆抗体上连接抗癌药物。用“ADC”治疗癌症的方法优于化疗的原因是可在原位杀死癌细胞，还不损伤正常细胞，且用药剂量小，毒副作用小。
（5）由图中可看出，单克隆抗体的制备过程中，运用了动物细胞工程中的动物细胞融合和动物细胞培养两大技术。
解析：（1）据题图可知，向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后，所获得的免疫抗血清实际上是含有Ab1、Ab2、Ab3、Ab4的混合物，这种方法制备的多克隆抗体产量低、纯度低；与多克隆抗体相比，单克隆抗体突出的优点是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，并能大量制备。（2）题图中选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，说明细胞膜具有一定的流动性；如果仅考虑细胞的两两融合，其融合细胞有B淋巴细胞自身融合细胞、骨髓瘤细胞自身融合细胞、杂交瘤细胞3种类型。（3）题图中两次筛选的目的不同，其中筛选①的目的是筛选出杂交瘤细胞，筛选②的目的是筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞；筛选时所用的培养基是特定的选择培养基。（4）科学工作者正在研究的治疗癌症使用的“ADC”就是在单克隆抗体上连接抗癌药物，制成“生物导弹”，注入体内，借助单克隆抗体的导向作用，将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞；和普通化疗相比，用“生物导弹”治疗癌症的优点是可在原位杀死癌细胞，不损伤正常细胞，且用药剂量小，毒副作用小。（5）由题图可看出，单克隆抗体的制备过程中，运用了动物细胞工程中动物细胞融合（不同细胞的融合）和动物细胞培养两大技术。
15.现代生物科技不断发展，在治疗癌症等重大疾病方面发挥着越来越重要的作用。如图是能同时识别抗原A、B的双特异性单克隆抗体的结构图解和部分制备过程，请回答下列问题：
（1）抗体的结构类似Y字形，由两条重链和两条轻链组成，Y字形结构的顶端为抗原结合部位（可变）。这些肽链在核糖体合成后，经内质网、高尔基体等细胞器加工、连接形成有活性的抗体。
（2）单克隆杂交瘤细胞能够迅速大量增殖，原因是单克隆杂交瘤细胞由已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而成，骨髓瘤细胞具有无限增殖（体外大量增殖）的能力。
（3）图中的单克隆杂交瘤细胞与脾脏细胞的融合细胞需要经过多次的检测和筛选才能得到少量的能产生双特异性单克隆抗体的单克隆杂交—杂交瘤细胞。根据题中信息，简述可能的原因：部分融合细胞丢失了与抗体合成有关的染色体或不同的多肽链组合可以形成的抗体类型较多。 （两种即可）
（4）人体内T细胞可以识别、杀伤癌细胞。以癌细胞细胞膜外表面的特异性蛋白为抗原A，T细胞细胞膜外表面的受体蛋白（能激活其免疫能力）为抗原B，科学家设计了1种双特异性单克隆抗体。这种双特异性单克隆抗体治疗癌症的效果优于抗体1、2联合使用，原因是这种双特异性单克隆抗体使T细胞更容易（或更精准或更高概率）接触到癌细胞（类似表达即可）。
解析：（1）抗体等分泌蛋白的合成与分泌过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。所以，抗体等这些肽链在核糖体合成后，经内质网、高尔基体等细胞器加工、连接形成有活性的抗体。（2）因为骨髓瘤细胞内原癌基因和抑癌基因发生了突变，从而具有在体外培养条件下无限增殖的能力。而单克隆杂交瘤细胞由已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而成，骨髓瘤细胞具有无限增殖（体外大量增殖）的能力，因此单克隆杂交瘤细胞能够迅速大量增殖。（3）根据题中信息，部分融合细胞丢失了与抗体合成有关的染色体或不同的多肽链组合可以形成的抗体类型较多等原因，导致图中的单克隆杂交瘤细胞与脾脏细胞的融合细胞需要经过多次的检测和筛选才能得到少量的能产生双特异性单克隆抗体的单克隆杂交—杂交瘤细胞。（4）人体内T细胞可以识别、杀伤癌细胞。以癌细胞细胞膜外表面的特异性蛋白为抗原A，T细胞细胞膜外表面的受体蛋白（能激活其免疫能力）为抗原B。双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞。这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量。因为双特异性单克隆抗体使T细胞更容易（更精准或更高概率）接触到癌细胞。所以，双特异性单克隆抗体治疗癌症的效果优于抗体1、2联合使用。
16.为降低乳腺癌治疗药物的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上，构建抗体—药物偶联物（ADC），过程如图1所示。请回答下列问题：
（1）本实验中，小鼠注射的特定抗原应取自人的乳腺癌细胞。
（2）步骤①常用方法包括PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
（3）步骤②的细胞必须经过步骤③克隆化培养和抗体检测才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞，杂交瘤细胞的特点是既能大量增殖，又能产生特定抗体。杂交瘤细胞可采用注射到小鼠腹腔内培养或进行体外培养的方式进行扩大培养。
（4）步骤④是将获得的a单克隆抗体和b治疗乳腺癌的药物这2部分，通过接头结合在一起，从而获得ADC。
（5）研究发现，ADC在患者体内的作用如图2所示。
①ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用，是因为单克隆抗体能精确地定位乳腺癌细胞，该过程依赖于特异性的抗原—抗体反应。
②ADC进入乳腺癌细胞后，细胞中的溶酶体可将其水解，释放出的药物最终作用于细胞核，可导致癌细胞凋亡。
17 / 17第1课时 植物细胞工程的基本技术
导学 聚焦 1.基于对植物组织培养原理的理解，阐明植物生命发生、发展的过程。 2.运用模型与建模、归纳与概括的方法，掌握植物组织培养和植物体细胞杂交的流程。 3.能依据实验步骤，制订实验方案，完成菊花的组织培养操作
知识点（一） 植物组织培养技术
1. 细胞工程的定义
原理和方法 细胞生物学、分子生物学和发育生物学等
操作水平 细胞器 、细胞或 组织 水平
目的 获得特定的 细胞、组织、器官、个体 或其产品
分类 植物细胞工程和动物细胞工程
2.植物细胞工程的理论基础
3.植物组织培养技术
（1）概念：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。
（2）理论基础：植物细胞的 全能性 。
（3）基本过程
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，进而形成愈伤组织的过程。
②愈伤组织：脱分化形成的 不定形的薄壁组织 团块。
③再分化：愈伤组织重新分化成 芽、根 等器官的过程。
（4）菊花的组织培养
4.判断下列有关表述的正误
（1）植物体的任何细胞都具有全能性，也都能表现出全能性。（ × ）
提示：具有某种生物全部遗传信息的细胞在离体的情况下才能表现出全能性。
（2）脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。（ √ ）
（3）在植物组织培养时，对外植体要进行灭菌处理。（ × ）
提示：对外植体进行消毒处理。
（4）诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基完全一样。（ × ）
提示：不一样，生长素和细胞分裂素的含量不同。
探讨 分析植物组织培养的过程和条件
1.观察植物组织培养流程图，将①～④序号填写在图中A～D所指的空格处。
①诱导生根 ②接种外植体 ③诱导愈伤组织
④诱导生芽
2.观察菊花的组织培养流程图，探究以下问题：
（1）选用菊花的外植体时，一般选用形成层细胞或组织块，其原因是什么？
提示：形成层细胞由于分裂旺盛，全能性高，容易诱导形成愈伤组织，其他部分如叶、花全能性低，不易培养成小植株。
（2）菊花组织培养过程中，诱导外植体脱分化形成愈伤组织的培养基，其成分中是否应含有蔗糖等有机物？为什么？
提示：应含有；因为此时外植体不能进行光合作用制造有机物，需要依赖于环境中的有机物才能生存。
（3）菊花组织培养中，前后三次用到的培养基其功能分别是什么？
提示：第一次：诱导外植体脱分化形成愈伤组织；第二次：诱导愈伤组织生芽；第三次：诱导愈伤组织生根。
（4）在植物组织培养的过程中，如何控制光照条件？
提示：脱分化过程中一般不需要光照，但是再分化过程中需要给予适当时间和强度的光照。
1.植物激素在植物组织培养中的作用
（1）生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。
（2）生长素和细胞分裂素的浓度、比例等都影响植物细胞的发育方向。
生长素/细胞分裂素 作用效果
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
比值适中 促进愈伤组织的形成
2.植物组织培养过程中应注意的问题
（1）接种时注意外植体的方向，应将外植体的形态学下端插入培养基，不能倒插。
（2）培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，再进行生根培养。如果顺序颠倒，先诱导生根，就不容易诱导生芽了。
（3）菊花的组织培养中，愈伤组织的形成一般不需要光照，而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。
（4）试管苗一般在高湿、弱光、恒温等条件下培养生长，出瓶后一定要注意保温、保湿。
（5）试管苗的光合作用能力弱，在移栽前应给予较强光照闭瓶炼苗，以促进幼苗向自养苗转化。
1.下面是植物组织培养过程示意图，相关说法正确的是（ ）
外植体愈伤组织长出丛芽生根移栽成活
A.上述植物组织培养的过程依据的生物学原理是植物细胞具有全能性
B.需要对外植体进行严格的灭菌处理，以防止杂菌污染
C.外植体若是月季的花药，则图中的①过程需要光照
D.外植体若是菊花的根尖组织，因细胞中没有叶绿体，故培养成的新植株叶片无色
解析：A 植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，A正确；外植体一般只消毒，不进行灭菌处理，以保持外植体的活性，B错误；①过程是脱分化，月季花药的脱分化过程不需要光照，再分化过程才需要一定的光照，C错误；菊花根尖组织的细胞中含有控制叶绿体形成的基因，在培养过程中，基因的选择性表达会使培养成的新植株叶片呈绿色，D错误。
2.某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜，并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列叙述正确的是（ ）
A.外植体消毒的过程：酒精消毒30 s→次氯酸钠溶液处理30 min→无菌水清洗2～3次
B.愈伤组织是一种不定形的薄壁组织团块，诱导产生愈伤组织时每日应给予适时光照
C.诱导生芽的培养基与诱导生根的培养基相比，前者中细胞分裂素所占的比例和用量更高
D.打开封口膜后直接用流水冲洗掉幼苗根部培养基，再移植到消毒的蛭石环境中炼苗处理
解析：C 消毒的原则是既要杀死材料表面的微生物，又要减少消毒剂对细胞的伤害，故外植体消毒可先用体积分数为70％的酒精消毒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，A错误；诱导形成愈伤组织的脱分化过程不需要光照条件，B错误；生长素和细胞分裂素的比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成，即诱导生芽的培养基中细胞分裂素所占的比例和用量更高，C正确；移栽前应先将培养瓶的封口膜打开，让试管苗在培养箱内生长几日，用流水清洗掉根部的培养基后，再移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中炼苗处理，D错误。
知识点（二） 植物体细胞杂交技术
1.过程
（1）去壁：用 纤维素酶和果胶酶 去除植物细胞壁，获得原生质体。
（2）诱导原生质体融合的方法
①物理法： 电融合 法、 离心 法等。
②化学法： 聚乙二醇（PEG） 融合法、 高Ca2＋—高pH 融合法等。
2.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。
3.意义：打破生殖隔离，实现 远缘杂交 育种，培育植物新品种。
4.判断下列有关表述的正误
（1）在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体。（ √ ）
（2）植物体细胞杂交技术的最终目的是得到杂种细胞。（ × ）
提示：植物体细胞杂交技术的最终目的是得到杂种植株。
（3）利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞诱导融合。（ × ）
提示：植物细胞去除细胞壁后才能诱导融合。
（4）杂种细胞再生出细胞壁说明植物体细胞诱导融合成功。（ √ ）
探讨 植物体细胞杂交技术
如图为植物体细胞杂交部分过程示意图，请思考回答：
（1）植物体细胞杂交实现的基础和杂种细胞实现组织培养的理论基础分别是 。
提示：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
（2）获得原生质体时，应在 等渗 （填“低渗”或“等渗”）溶液中进行，理由是 低渗溶液中原生质体易吸水涨破 。
（3）将两个不同种的植物细胞A和B去除细胞壁后，经一定的方法促融，若只考虑两两融合，可以形成 种融合细胞，符合要求的杂种细胞是 。
提示：3（AA、BB、AB）。AB。
（4）细胞融合完成的标志和植物体细胞杂交完成的标志分别是什么？
提示：杂种细胞再生出细胞壁；培育出杂种植株。
（5）二倍体番茄和二倍体马铃薯细胞杂交得到的“番茄—马铃薯”有多少个染色体组，是几倍体？
提示：四。四。
（6）从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术的最大优点是什么？
提示：能够打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。
1.有关植物体细胞杂交的几个关注点
（1）植物体细胞融合的障碍：细胞壁。可以用纤维素酶和果胶酶去除。
（2）植物体细胞融合成功的标志：产生新的细胞壁。在此过程中高尔基体与细胞壁的形成有关，同时该过程还需要线粒体提供能量。
（3）植物体细胞杂交的结果：产生新的植株。
（4）融合后的杂种细胞筛选
假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B，则诱导融合后的产物有三类：未融合的细胞（A和B）；两两融合的细胞（AA、BB和AB）；多细胞融合体。两两融合的细胞中，只有AB型细胞是我们需要的杂种细胞，所以要进行筛选。
（5）植物体细胞杂交的生殖方式：无性生殖。
2.植物组织培养和植物体细胞杂交的比较
名称 植物组织培养 植物体细胞杂交
原理 植物细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性
选材 选取根尖、茎尖等幼嫩部位 不同植物体细胞
技术 操作 脱分化、再分化等 除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导细胞融合
关系 植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂
1.（2024·天津静海一中高二期末）如图表示利用植物体细胞杂交技术获得杂种植物白菜—甘蓝的过程，以下说法错误的是（ ）
A.①过程表示利用酶解法去除细胞壁获得原生质体的过程
B.②过程可用聚乙二醇诱导原生质体融合
C.③过程中高尔基体活动旺盛
D.最终获得的杂种植株体细胞内含19条染色体
解析：D 最终获得的杂种植株体细胞内所含的染色体数通常是两亲本细胞染色体数之和，即含有20＋18＝38（条）染色体，D错误。
2.甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。下列叙述错误的是（ ）
A.为了培育该新型药用植物，取甲和乙的叶片，先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
B.用化学诱导剂PEG或高Ca2＋—高pH诱导二者融合
C.形成的融合细胞进一步培养形成愈伤组织，之后形成整个植株，这一过程中进行了植物组织培养
D.上述杂种植株属于二倍体
解析：D 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原理，利用纤维素酶和果胶酶可以除去植物细胞壁，获得具有活力的原生质体，A正确；诱导原生质体融合可用化学诱导剂PEG或高Ca2＋—高pH，B正确；形成的融合细胞经植物组织培养，脱分化形成愈伤组织，之后形成植株，C正确；甲、乙都是二倍体，体细胞杂交得到的是异源四倍体，D错误。
（1）细胞的全能性是指 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）在生长发育过程中，细胞不能表现出全能性的原因是 在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达 。
（3）植物组织培养是将 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。
（4）植物体细胞杂交是指 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 。
1.（2024·河南洛阳联考）植物组织培养过程中分化成的幼苗需要移栽，下列关于移栽措施的说法错误的是（ ）
A.移栽时，应打开培养瓶的封口后马上移植
B.移栽的基质可以是消过毒的蛭石或者珍珠岩
C.移栽时需用流水清洗根部的培养基
D.最后幼苗需移植到消过毒的新环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中
解析：A 移栽前应先将培养瓶的封口膜打开，让试管苗在培养箱内生长几日，A错误；移栽的基质可以是消过毒的蛭石或者珍珠岩，等幼苗长壮后再移栽到土壤中，B正确；移栽时需用流水清洗根部的培养基，C正确；最后幼苗需移植到消过毒的新环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中，D正确。
2.（2024·湖北武汉联考）器官发生途径是指利用外植体脱分化产生愈伤组织再分化产生根与芽，或者直接从外植体上诱导不定芽并最终长成完整植株的过程。下列叙述错误的是（ ）
A.器官发生途径一般需要添加植物激素
B.器官发生途径能在母体植物上直接完成
C.器官发生途径过程中存在基因选择性表达
D.器官发生途径依赖于细胞核中的全套遗传信息
解析：B 利用外植体得到根与芽或完整植株的过程一般需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素，A正确；由题干可知，器官发生的两种途径都需要利用外植体诱导得到根与芽或完整植株，而不能在母体植物上直接完成，B错误；器官发生途径过程中通过诱导外植体经细胞分裂、分化得到，这一过程中存在基因选择性表达，C正确；器官发生的原理是植物细胞的全能性，植物细胞具有全能性的原因是高度分化的细胞的细胞核中具有该物种的全套遗传信息，D正确。
3.植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是（ ）
①植物细胞的全能性 ②离体植物器官、组织或细胞
③芽、根 ④生长素和细胞分裂素 ⑤生长素和乙烯
⑥愈伤组织 ⑦再分化 ⑧脱分化 ⑨植物体
A.①、②⑧⑥⑦③⑨、④
B.①、②⑦⑥⑧③⑨、⑤
C.①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤
D.①、②⑨⑧⑥⑦③、④
解析：A 植物组织培养技术依据的原理是植物细胞的全能性，即①；植物组织培养的过程是将离体的植物器官、组织或细胞经脱分化过程形成愈伤组织，再经再分化过程形成芽、根，最终发育成完整植物体，即②⑧⑥⑦③⑨；决定植物脱分化和再分化的关键因素是生长素和细胞分裂素的比例，即④。
4.（2024·河北唐山期末）土壤盐渍化是指盐分在土壤表层积累的现象。科学家利用甲、乙两个不同的物种培育耐盐新品种的过程如下图所示。下列分析正确的是（ ）
A.①过程可以使用胰蛋白酶去除植物细胞壁
B.②过程可以利用电融合法诱导原生质体融合
C.③④过程所用的培养基成分除盐浓度外均相同
D.耐盐植株一定表现出双亲全部优良性状
解析：B 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，①过程用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，A错误；人工诱导原生质体融合的方法包括物理法（电融合、离心法）、化学法（聚乙二醇）等，B正确；③表示脱分化、④表示再分化，培养的目的不一样，培养基的成分有差别，例如③与④中植物激素的浓度不同，C错误；获得的耐盐植株由于基因表达的调控，不一定能表现出双亲全部优良性状，D错误。
5.（2024·湖南株洲模拟）为获得利福平和链霉素双抗的黄色短杆菌菌株，科研人员用现有的甲、乙两种菌株进行细菌细胞融合（基本过程与植物体细胞杂交一致）。菌株甲抗利福平（Rifr）但对链霉素敏感（StrS），菌株乙抗链霉素（Strr）但对利福平敏感（RifS）。下列叙述正确的是（ ）
A.过程①中需要用纤维素酶和果胶酶处理细菌甲和细菌乙
B.为避免原生质体失水而影响融合，应将制备好的原生质体置于低渗环境中
C.融合后的融合子有3种，可用含利福平和链霉素的固体培养基进行筛选
D.过程②体现了细胞膜的选择透过性，PEG同样也可以诱导动物细胞融合
解析：C 细菌细胞融合与植物体细胞杂交的基本过程一致，首先都是要去除细胞壁，细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，不能使用纤维素酶和果胶酶来处理，A错误；失去细胞壁保护的原生质体更容易受到外界环境的影响，在低渗环境中很容易吸水涨破，因此制备好的原生质体应该置于等渗环境中，B错误；形成的两两融合的融合子共有3种，分别是菌株甲互融、菌株乙互融、菌株甲与菌株乙互融，其中只有菌株甲与菌株乙互融形成的融合子才是所需要的双抗菌株，可用含有利福平和链霉素的固体培养基进行筛选，C正确；过程②是原生质体甲、乙相互融合的过程，该过程体现了细胞膜的流动性，PEG是常用的细胞融合诱导剂，除此之外还可以诱导动物细胞融合以及植物细胞的融合，D错误。
知识点一 植物组织培养技术
1.下列有关植物细胞全能性的说法，错误的是（ ）
A.体细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因
B.高度分化的细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
C.植物细胞一般具有全能性是植物组织培养的理论基础
D.从一粒玉米种子长成一棵植株体现了细胞具有全能性
解析：D 玉米种子长成一棵植株没有体现植物细胞具有全能性，D错误。
2.（2024·山东滨州高二检测）下列关于菊花组织培养的叙述，错误的是（ ）
A.菊花的组织培养需要经过细胞的脱分化和再分化过程
B.要控制好培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例
C.为避免环境中微生物的污染，要对外植体进行灭菌处理
D.接种外植体到培养基时，需要注意形态学方向，不可倒插
解析：C 培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例影响植物细胞的发育方向，故要控制好培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例，B正确；植物组织培养时，需要对外植体消毒，既要杀死外植体表面的微生物，又要减少消毒剂对细胞的伤害，不能对其进行灭菌处理，C错误；有些植物激素是进行极性运输的，即从形态学上端运输到形态学下端，故接种外植体到培养基时，需要注意形态学方向，不可倒插，D正确。
3.为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如下图。下列叙述正确的是（ ）
A.过程①获得的原生质体需悬浮在质量分数为30％的蔗糖溶液中
B.过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化
C.过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D.原生质体虽无细胞壁，但仍保持细胞的全能性
解析：D 过程①获得的原生质体不能悬浮在质量分数为30％的蔗糖溶液中，质量分数为30％的蔗糖溶液可导致原生质体失水皱缩甚至死亡，A错误；过程②为再分化，需提高细胞分裂素的比例以促进芽的分化，B错误；过程③可以表示诱导根的分化形成幼苗，此时细胞壁已经形成，C错误；原生质体虽无细胞壁，但含有细胞核等结构，即含有生物体全部的遗传信息，原生质体仍保持细胞的全能性，D正确。
4.甜叶菊植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的热量却很低，是一种非常理想的蔗糖替代甜味剂。甜叶菊的种子小，发芽率低，种子繁殖的遗传性状不稳定，可利用植物组织培养技术提高甜叶菊繁殖效率。下列说法错误的是（ ）
A.植物组织培养是植物细胞工程的基本技术，依据的原理是植物细胞的全能性
B.植物组织培养的基本步骤是“取材—消毒—愈伤组织培养—生根—出芽—移栽”
C.愈伤组织再分化为根和芽，本质上是基因选择性表达的结果
D.培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值显著高于1时，可促进愈伤组织分化出根
解析：B 植物组织培养的基本步骤是“消毒—取材—愈伤组织培养—出芽—生根—移栽”，B错误。
5.（2024·襄阳五中期中）某科研小组拟培育一种名贵菊花的脱毒苗，其技术路线为“制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培”，下列相关叙述错误的是（ ）
A.取材部位应选择植物顶端分生区附近，因其分裂旺盛且病毒少
B.外植体消毒常进行无菌水冲洗、酒精处理、消毒液处理等措施
C.接种时，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中
D.“外植体接种→培养→移栽”的过程中不需要更换培养基
解析：D 培养的不同阶段，对主要营养物质和激素的需求不同，所以培养过程中要及时调整各种营养物质、激素的比例，及时更换培养基，否则会导致外植体死亡，D错误。
知识点二 植物体细胞杂交技术
6.科研人员通过植物体细胞杂交技术获得了具有油菜叶绿体和萝卜雄性不育特性的春油菜，下列叙述正确的是（ ）
A.春油菜作为母本用于杂交实验无须人工去雄操作
B.将油菜细胞与萝卜细胞直接诱导融合形成杂种细胞
C.杂种细胞培育成新植物体的过程属于有性生殖
D.春油菜染色体数是油菜和萝卜染色体总数的一半
解析：A 根据题意可知，春油菜具有萝卜的雄性不育特性，因此春油菜作为母本用于杂交实验无须人工去雄操作，A正确；要先去除油菜细胞与萝卜细胞的细胞壁获得原生质体，然后诱导融合，之后还要再生出新的细胞壁才能形成杂种细胞，B错误；通过植物体细胞杂交技术获得的杂种细胞培育成新植物体属于无性生殖，C错误；春油菜染色体数是油菜和萝卜染色体数的总和，D错误。
7.（2024·天津滨海新区高二期末）下图为“番茄—马铃薯”杂种植株幼苗的培育过程图，有关叙述错误的是（ ）
A.通常在等渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体a和b
B.诱导a、b细胞融合的化学方法有聚乙二醇、高Ca2＋—高pH融合法等
C.可根据质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生
D.上述过程中包含了有丝分裂、细胞分化和减数分裂等过程
解析：D ①过程为去除细胞壁的过程，植物体细胞杂交的实质是植物原生质体的融合，所以在融合前需要使用酶解法（纤维素酶和果胶酶）去除植物的细胞壁，获得植物的原生质体，为了获得植物的原生质体，操作一般在等渗溶液或略大于细胞液浓度的溶液中进行，维持去掉细胞壁的原生质体的形态，A正确；利用聚乙二醇、高Ca2＋—高pH融合法等化学方法可实现a、b细胞融合，B正确；融合后的杂种细胞再生出新的细胞壁是原生质体融合完成的标志，故可利用质壁分离现象鉴定细胞壁是否再生，C正确；图中①至⑤过程表示植物体细胞杂交，涉及细胞的有丝分裂和分化，但不涉及有性生殖过程的减数分裂，D错误。
8.（2024·山东青岛高二期中）白菜和甘蓝均为二倍体生物，科学家利用植物体细胞杂交的方法获得了“白菜—甘蓝”，它具有生长周期短、耐热性强和易储存等优点。下列叙述错误的是（ ）
A.用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁体现了酶的专一性
B.“白菜—甘蓝”的培育用到了植物原生质体融合和植物组织培养技术
C.杂种细胞含有两个细胞的遗传物质，所以体细胞杂交属于有性生殖
D.利用植物体细胞杂交技术培育“白菜—甘蓝”的过程中不发生同源染色体联会现象
解析：C 植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，体现了酶的专一性，A正确；“白菜—甘蓝”的产生过程是先将两种植物的原生质体融合，形成杂种细胞，再通过植物组织培养形成杂种植株，B正确；植物体细胞杂交属于无性生殖，因为没有经过减数分裂和受精作用，C错误；利用植物体细胞杂交技术培育“白菜—甘蓝”的过程，不进行减数分裂，不会发生同源染色体联会现象，D正确。
9.（2024·北京大兴一中月考）如图是“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是（ ）
A.所得到的“白菜—甘蓝”植株不能结子
B.愈伤组织是已高度分化的细胞
C.上述过程中包含有丝分裂、减数分裂等过程
D.诱导原生质体融合时可用聚乙二醇
解析：D 白菜和甘蓝都是二倍体植物，二者的体细胞杂交后培育成的“白菜—甘蓝”杂种植株属于异源四倍体，该杂种植株的体细胞中，有2个染色体组来自白菜，有2个染色体组来自甘蓝，因此“白菜—甘蓝”是可育的，能结子，A错误；愈伤组织是杂种细胞经过脱分化形成的，是一种高度液泡化的呈无定型状态的薄壁细胞，没有高度分化，B错误；上述过程包括去除细胞壁、原生质体融合、植物组织培养等过程，其结果是形成“白菜—甘蓝”幼苗，因此整个过程中包含有丝分裂和细胞分化，没有减数分裂过程，C错误。
10.（2024·北京昌平期末）用紫外线照射番茄原生质体，使其部分染色体丢失（断裂），处理后的番茄原生质体与烟草原生质体融合，获得非对称杂种植株。相关叙述不正确的是（ ）
A.诱导原生质体融合前需去除细胞壁
B.用PEG处理诱导原生质体的融合
C.非对称融合技术属于细胞工程
D.非对称融合过程提高植物细胞的全能性
解析：D 诱导原生质体融合的障碍是细胞壁，所以通过纤维素酶和果胶酶可以去除植物的细胞壁，A正确；用化学的方法可以诱导原生质体融合，例如PEG诱导，B正确；细胞工程通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品，所以非对称融合属于细胞工程，C正确；非对称融合过程中部分染色体丢失（断裂），所以会降低植物细胞的全能性，D错误。
11.（2024·山东日照期末）红豆杉（2n＝24）生长缓慢且紫杉醇（可制作抗癌药物）含量非常低。红豆杉和柴胡（2n＝12）的亲缘关系较远，研究人员尝试运用体细胞杂交技术培育产生紫杉醇的柴胡。先用一定剂量的紫外线照射红豆杉原生质体，破坏部分染色体，再将其与未经紫外线照射的柴胡原生质体融合，得到两两融合的细胞，然后筛选杂种细胞，杂种细胞中两种植物细胞的染色体间排斥较为明显。下列说法错误的是（ ）
A.融合前需将红豆杉细胞和柴胡细胞用纤维素酶和果胶酶处理
B.可以用化学诱导剂PEG诱导红豆杉原生质体与柴胡原生质体融合
C.融合细胞中染色体数为13～23的为杂种细胞，24条的可能不是杂种细胞
D.应在能合成紫杉醇的杂交细胞中选择红豆杉染色体数较少的细胞进行培养
解析：C 诱导植物细胞原生质体融合的方法：电融合法、PEG融合法，B正确；先用一定剂量的紫外线照射红豆杉原生质体，破坏部分染色体，所以红豆杉染色体＜24条，融合细胞中染色体数为两种植物细胞染色体数目之和：13～36的为杂种细胞，24条的可能是杂种细胞，C错误；杂种细胞中两种植物细胞的染色体间排斥较为明显，所以应在能合成紫杉醇的杂交细胞中选择红豆杉染色体数较少的细胞进行培养，这样染色体间的排斥较弱，D正确。
12.（多选）（2024·陕西师大附中期末）铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一。研究人员通过培养铁皮石斛拟原球茎（简称PLBs，类似愈伤组织）生产生物碱，过程及结果如下图。相关叙述正确的是（ ）
A.过程①获得的幼芽应先用无水乙醇灭菌30 min，再用次氯酸钠溶液处理30 s
B.过程③涉及的生物学原理是细胞膜的流动性
C.过程②固体培养基中生长素与细胞分裂素比例适中有利于拟原球茎的形成
D.结果表明，生物碱含量与PLBs重量呈正相关，光照条件有利于PLBs的生长
解析：CD 消毒的原则是既要杀死材料表面的微生物，又要减少消毒剂对细胞的伤害，故外植体消毒可先用体积分数为70％的酒精处理30 s，无菌水清洗后再用次氯酸钠溶液处理30 min，A错误；过程③拟原球茎的长大，涉及的生物学原理是细胞增殖，拟原球茎经有丝分裂而不断生长，B错误；过程②为脱分化，固体培养基中生长素与细胞分裂素比例适中有利于拟原球茎（类似愈伤组织）的形成，C正确；据图2可知，生物碱含量与PLBs重量呈正相关，PLBs在光照下的重量明显大于在黑暗中的重量，说明光照条件有利于PLBs的生长，D正确。
13.（多选）（2024·山东青岛期末）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。如图是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.进行原生质体融合有多种手段，如电刺激、离心、振荡、聚乙二醇、病毒等诱导
B.细胞融合依赖膜的流动性，获得的融合原生质体需放在无菌水中以防杂菌污染
C.可通过观察融合后细胞的颜色进行初步筛选
D.由图可知，杂种植株的核基因只来自早花柠檬，线粒体基因只来自山金柑
解析：CD 病毒可以诱导动物细胞融合，但不是诱导植物原生质体融合的方法，A错误；若将融合的原生质体置于无菌水中，由于无细胞壁的限制，原生质体可能会吸水涨破，B错误；愈伤组织无色，叶肉细胞因为含有叶绿体而呈绿色，其中供体细胞特有的结构是叶绿体，可通过观察叶绿体的有无，即有无绿色作为初步筛选杂种细胞的标志，C正确；由图可知，杂种植株核DNA与早花柠檬细胞核DNA完全相同，而杂种植株的线粒体DNA与山金柑细胞的线粒体DNA完全相同，说明杂种植株的核基因来自早花柠檬，而线粒体基因来自山金柑，D正确。
14.（2024·江苏常州高二期中）猕猴桃是一种营养丰富的美味水果。我国研究人员利用“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”两个品种培育出了更加优良的品种，其过程如下图所示。请分析并回答下列问题：
（1）因“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”之间存在生殖隔离，所以用有性杂交方法很难得到可育后代。
（2）用酶解法制备原生质体时，用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体。
（3）③过程依据的生物学原理是细胞膜的流动性。此过程使用的化学法包括聚乙二醇（PEG）融合法和 高Ca2＋—高pH融合法等。
（4）在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是植物细胞的全能性，⑤⑥过程分别称为脱分化、再分化。
（5）已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力；用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。为了能筛选得到杂种细胞F，若在①过程对“中华猕猴桃”用X射线处理，需对“美味猕猴桃”用碘乙酰胺处理，以便最终能获得优良杂种植株H。
（6）若两种猕猴桃都是二倍体，则杂种植株为（异源）四倍体。从理论上讲，该杂种植株的育性为可育（填“可育”或“不育”）。
解析：（5）用X射线处理会使细胞失去分裂能力，用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长，已经对“中华猕猴桃”用X射线处理，需对“美味猕猴桃”用碘乙酰胺处理，使它们自身融合的原生质体无法生长，只有当两个不同种的原生质体融合时才能生长，筛选得到杂种细胞F，以便最终能获得优良杂种植株H。（6）若两种猕猴桃都是二倍体，则诱导形成的杂种细胞中会有四个染色体组，因此杂种植株为异源四倍体。因为杂种细胞内的同源染色体可以正常联会产生配子，所以理论上该杂种植株可育。
15.平菇具有味道鲜美，抗杂菌污染的优势，杏鲍菇具有菌丝强壮，生长旺盛的优势。为获得具有优良性状的平菇形菌株，研究者利用原生质体融合技术，进行了如下研究。
（1）以原生质体融合技术培育杂种新菌株的典型优势是打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 。
（2）用酶解法处理平菇和杏鲍菇获取原生质体，酶解之前需先用较高（选填“高”或“低”）渗透压的溶液处理。培养原生质体时，需要向培养液中加入适宜浓度的甘露醇来维持渗透压，以维持细胞正常的形态和功能。
（3）采用不同浓度PEG诱导原生质体融合，实验结果如下表所示：
PEG质量分数 25％ 30％ 35％ 40％
原生质体状态 有破碎现象，哑铃型细胞比例＜0.01％ 表现正常，哑铃型细胞比例为0.03％ 原生质体出现缩小现象，哑铃型细胞比例为0.01～0.02％ 原生质体出现缩小现象，哑铃型细胞比例为0.01～0.02％
两个原生质体融合效果较好时会呈现哑铃型细胞，融合的原理是细胞膜的流动性。实验结果显示：质量分数为30％的PEG溶液诱导原生质体融合效果最好，高于或低于30％均不利于获得融合的原生质体。
（4）鉴定菌株间遗传关系时，常将待测菌株的菌丝体接种于同一培养基内，若两菌丝体间长出“拮抗线”，说明二者的遗传关系较远（见图1）。借助此原理，快速筛选出一株与两亲本菌株遗传关系较远的融合菌株X，请在图2中绘制模式图，标注接种菌丝体位置、菌株类型，预测拮抗线的位置并标注。
答案：（4）图见解析图
（5）在组织培养中发现，有一个MS培养基中没有加入杠杆激素的培养瓶中也长出了与加有杠杆激素的培养瓶中一样的愈伤组织，瓶中还长出了一些某种真菌的菌落”。研究人员没有放弃这难得的机遇，初步做出一个假设，继续进行实验：
他们就地取材，首先纯化该真菌，再增设一组实验，具体做法是：在未添加杠杆激素的MS培养基中加入经高压蒸汽灭菌处理过的该种真菌或经高压蒸汽灭菌处理过的培养过该真菌的培养基，再接种外植体，其他环境条件与正常组培相同，观察能否培养出正常的愈伤组织。
预测结果：如果产生了正常的愈伤组织，支持该假设。如果没有产生愈伤组织，不支持该假设。他们做的假设是：该真菌能产生杠杆激素（且不被高温破坏）（或该真菌能产生具有杠杆激素作用的物质）。
解析：（2）原生质体放在低渗溶液中，会吸水涨破，放在高渗溶液中会失水皱缩，利用酶解法去除细胞壁时，应严格控制使用种类、浓度、温度和处理时间等条件，以提高原生质体产量并降低破损率，以获得存活质量较高的原生质体。原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇来保持一定的渗透压，以维持原生质体的形态和活性。（3）原生质体融合的原理是细胞膜具有一定的流动性，已知两个原生质体融合效果较好时会呈现哑铃型细胞。实验结果显示：质量分数为30％的PEG溶液诱导原生质体融合效果最好，高于或低于30％均不利于获得融合的原生质体。（4）已知待测菌株的菌丝体接种于同一培养基内，若两菌丝体间长出“拮抗线”，说明二者的遗传关系较远。借助此原理，若要快速筛选出一株与两亲本菌株遗传关系较远的融合菌株X，可接种菌丝如下：
（5）根据后面的信息“在MS培养基中”，所以应该选择MS培养基，纯化的方法是平板划线法；根据题干信息“在组织培养中发现，有一个MS培养基中没有加入杠杆激素的培养瓶中也长出了与加有杠杆激素的培养瓶中一样的愈伤组织，瓶中还长出了一些某种真菌的菌落”，就出现该现象的原因作出的假设是“该种菌产生了有杠杆激素作用的物质”；所以可以增设一组实验，在MS培养基中加入经高压蒸汽灭菌处理过的该种真菌或经高压蒸汽灭菌处理过的培养过该真菌的培养基；如果产生了正常的愈伤组织，则支持该假设。
16.（2024·泰州高二月考）甲、乙两位同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题：
（1）以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株。
（2）甲、乙同学在诱导愈伤组织形成所用的培养基中均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是具有完整的细胞核（填“具有完整的细胞核”或“具有叶绿体”）。
（3）图中A、B、C显示的是不同的培养结果，出现不同结果主要是由于培养基中两种激素用量不同，这两种激素是细胞分裂素、生长素（填名称）。A中的愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。
（4）若该种植物是一种名贵花卉的杂合子，要快速获得与原植株基因型和表型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时不能（填“能”或“不能”）采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是对杂合子的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，用花粉粒进行组织培养得到的花卉的基因型不同于原植株。
解析：（2）用细胞作为材料进行培养获得幼苗，细胞必须具有完整的细胞核，才具有发育为完整个体的一整套遗传信息。（3）影响植物组织培养的两种主要激素是细胞分裂素和生长素。
16 / 16第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物
导学 聚焦 1.基于对高产奶牛体细胞核移植技术过程的理解，构建核移植流程模型图。 2.了解体细胞核移植技术已取得的进展和尚未解决的问题。理性看待体细胞核移植技术存在的问题
知识点（一） 体细胞核移植的过程
1.动物体细胞核移植技术
（1）概念：将动物一个细胞的 细胞核 移入去核的 卵母细胞 中，使这个 重新组合的细胞 发育成 新胚胎 ，继而发育成动物个体的技术。
（2）分类：
种类 难易程度 原因
胚胎细胞 核移植 相对容易 分化程度 低 ，全能性容易表现
体细胞 核移植 十分困难 分化程度 高 ，全能性难表现
（3）非人灵长类动物的体细胞核移植困难的原因
①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中 不能完全恢复其分化前的功能状态 。
②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术 尚不完善 。
2.体细胞核移植的过程
小提醒：MⅡ期（减数分裂Ⅱ中期）细胞核解体，该时期无细胞核，去核的实质是去除纺锤体—染色体复合物。
3.判断下列有关表述的正误
（1）动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。（ √ ）
（2）体细胞核移植过程中采用MⅡ期卵母细胞作为受体细胞。（ √ ）
（3）通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚。（ √ ）
（4）动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。（ √ ）
（5）激活重构胚常用的方法有电刺激、Ca2＋载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等。（ √ ）
探讨 探究动物体细胞核移植相关问题
2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴在我国诞生，这是我国科学家历经五年取得的重大突破。这两只克隆猴名字叫“中中”“华华”，寓意为“中华”。克隆猴的诞生标志着我国的克隆技术走在了世界前列，如图表示克隆猴的培育流程。
（1）通过上述方式产生克隆猴属于 无性 （填“有性”或“无性”）繁殖。
（2）选择MⅡ期卵母细胞作为受体细胞的理由是什么？
提示：MⅡ期卵母细胞体积较大，其细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质和营养条件。
（3）在核移植过程中电融合的作用是 ，电刺激的作用是 。
提示：使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚 激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程
（4）克隆猴的诞生是否证明了动物细胞具有全能性？原因是什么？
提示：否。用体细胞核移植技术得到的克隆动物，仅仅说明动物体细胞的细胞核具有全能性，而不是动物细胞具有全能性。
1.供体和受体的选择
（1）供体：一般选用原代培养的细胞，保证了供体细胞正常的遗传基础。
（2）受体：选择MⅡ期的卵母细胞的原因
①卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。
②卵母细胞体积大，便于操作。
③卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富。
2.克隆动物的遗传特点
克隆动物的亲本有三个，即体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体和代孕母体。
（1）克隆动物的细胞核基因来自体细胞核供体，因此，克隆动物的性状与体细胞核供体基本相同。
（2）克隆动物的细胞质基因来自卵母细胞，因此，克隆动物的性状与卵母细胞细胞质供体部分相同。
（3）代孕母体没有为克隆动物提供遗传物质，因此，克隆动物的性状与代孕母体没有直接关系。
1.下列为克隆羊“多莉”的培育过程示意图。下列各项有关表述错误的是（ ）
A.克隆羊“多莉”的性状主要与甲羊一致，因其细胞核基因来自甲羊
B.此过程说明高度分化的动物细胞具有全能性
C.乙羊的去核卵母细胞为重构胚基因表达提供了细胞内的环境条件
D.克隆羊“多莉”的培育过程中采用的生物技术有动物细胞核移植技术和胚胎移植技术
解析：B 据图可知，克隆羊“多莉”的细胞核基因来自甲羊，因此“多莉”的性状主要与甲羊一致，A正确；此过程说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，B错误。
2.（2024·江苏苏州高二检测）我国首例完全自主培育的克隆猫“大蒜”于2019年7月21日经代孕猫自然分娩顺利出生，它是从本体猫“大蒜”的大腿部采集了一块皮下组织，提取体细胞的细胞核与去核的卵母细胞融合，构建重构胚，激活后的胚胎再植入代孕猫的子宫内，直至分娩。下列相关叙述错误的是（ ）
A.用显微操作法去除卵母细胞的细胞核时，可用吸管一并吸出细胞核与第一极体
B.将皮下组织细胞注射到去核卵母细胞中，用Ca2＋载体诱导两细胞融合
C.重组细胞需在无毒、无菌的环境中培养，在使用的合成培养基中常添加血清、血浆
D.克隆猫“大蒜”的培育说明动物细胞核有全能性，克隆猫与供体猫的性状不完全相同
解析：B 去除卵母细胞的细胞核普遍采用显微操作法，由于处于减数分裂Ⅱ中期的次级卵母细胞的细胞核的位置靠近第一极体，可以用微型吸管将处于MⅡ期的卵母细胞的细胞核和第一极体一并吸出，A正确；将皮下组织细胞注射到去核卵母细胞中，可通过电融合法促进两细胞融合，B错误；重组细胞需在无毒、无菌的环境中培养，由于人们对细胞所需营养物质还没有完全研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需添加血清等一些天然物质，C正确；克隆猫“大蒜”的培育说明动物细胞核有全能性，由于受受体卵母细胞的细胞质遗传物质和环境的影响，克隆猫与供体猫的性状不完全相同，D正确。
知识点（二） 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1.体细胞核移植技术的应用前景
（1）畜牧生产方面：加速家畜 遗传改良 进程、促进优良畜群繁育。
（2）医药卫生领域
①转基因克隆动物作为 生物反应器 ，生产珍贵的 医用蛋白 。
②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于 异种移植 。
③人核移植胚胎干细胞，经诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时可避免发生 免疫排斥 反应。
（3）科学研究
①了解胚胎发育及衰老过程。
②用克隆动物做 疾病模型 ，使人们更好地研究疾病的致病机制和开发相应的药物。
（4）保护濒危物种方面：可增加濒危动物的存活数量。
2.体细胞核移植技术存在的问题
3.判断下列有关表述的正误
（1）利用动物细胞核移植技术可以培育克隆动物。（ √ ）
（2）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。（ √ ）
（3）克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致病基因。（ √ ）
（4）研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。（ √ ）
探讨 探究体细胞核移技术的应用前景及存在的问题
1.动物细胞核移植技术在器官移植方面有何应用前景？
提示：①转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的供体治疗人类疾病；②以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化，能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时，可以避免免疫排斥反应。
2.体细胞核移植技术在研究和应用上还存在什么问题？请你查阅资料，了解这方面的前沿动态。
提示：在研究方面，克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。这些问题尚在研究中。在应用上，生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。
1.根据体细胞核移植技术的特点进行推断，体细胞核移植技术可以用来（ ）
①有效提高濒危动物的遗传多样性 ②提高某些良种家畜自然繁殖率 ③解决人体器官移植供体来源短缺的问题 ④为科学研究提供实验动物 ⑤核移植技术与干细胞诱导技术结合，可用于修补人体损伤的器官
A.①②③④⑤ B.①②③④
C.②③④⑤ D.③④⑤
解析：D 利用体细胞核移植技术，只能增加动物的个体数量，不能提高遗传多样性，①不符合题意；核移植技术不能提高良种家畜自然繁殖率，自然繁殖率是生物的基因决定的，②不符合题意。
2.生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一头野驴刚死亡，以下提供的“复生”野驴个体的方法中能够成功的是（ ）
A.将野驴的体细胞取出，利用细胞培养技术，可培育成新个体
B.取出野驴的体细胞核移植到雌性家驴的去核卵母细胞中，经孕育培养成新个体
C.将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体
D.将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体
解析：B 由于动物细胞的全能性受到限制，目前动物细胞还不能培养成动物个体，A、C不符合题意；将野驴的体细胞核移植到雌性家驴的去核卵母细胞中，可以克隆形成野驴，B符合题意；将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，只能培育出转基因驴，不能让野驴“复生”，D不符合题意。
（1）动物细胞核移植技术是指 将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术 。
（2）动物细胞核移植技术的原理是 动物细胞核具有全能性 。
（3）动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植的原因是 动物体细胞分化程度高，表现其全能性十分困难 。
（4）动物细胞核移植技术中去核的方法有 显微操作法、梯度离心、紫外线照射和化学物质处理等 。
1.下列对哺乳动物体细胞核移植技术的描述，错误的是（ ）
A.该技术的难度明显高于胚胎细胞核移植
B.采用去核的卵母细胞作为受体细胞
C.可通过显微操作法除去卵母细胞的细胞核
D.克隆动物是对提供体细胞的动物进行了完全复制
解析：D 克隆动物绝大部分遗传物质来自供核动物，但细胞质内有来自受体卵母细胞细胞质的遗传物质，其次生物的性状还受环境的影响，因此，克隆动物并不是对提供体细胞的动物进行了完全复制。
2.（2024·山东青岛高二期中）核移植的受体细胞是MⅡ期卵母细胞，下列有关说法错误的是（ ）
A.MⅡ期卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质
B.MⅡ期卵母细胞体积比较大，操作起来相对容易
C.可以把供体细胞直接注入去核的卵母细胞中
D.MⅡ期卵母细胞对克隆动物的遗传特性没有任何影响
解析：D 克隆动物的细胞核中遗传物质来自供体细胞核，细胞质中的遗传物质主要来自MⅡ期卵母细胞，因此卵母细胞对克隆动物的性状也会产生影响，D错误。
3.（2024·河北张家口高二期中）下列有关动物核移植的说法错误的是（ ）
A.通过核移植得到的细胞称为重组细胞
B.对MⅡ期的卵母细胞去核操作实质上是去除纺锤体—染色体复合物
C.核移植得到克隆动物的过程属于无性生殖
D.动物体细胞表现全能性的难易程度与其分化程度无关
解析：D 动物体细胞表现全能性的难易程度与其分化程度有关，分化程度越低，表现全能性越容易，D错误。
4.从母羊甲的体细胞中取出细胞核，移植入母羊乙的去核卵母细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再植入母羊丙的子宫内。下列相关叙述正确的是（ ）
A.生出小羊的性状与甲羊完全相同
B.一般来说生出的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3个亲本的基因型与环境共同决定
解析：B 核移植获得克隆动物的生殖方式是无性生殖，生出小羊的遗传物质由甲、乙双亲共同决定，主要性状与甲羊相同，核基因型一般与甲羊完全相同，B正确。
5.（2024·山东聊城期中）“中中”和“华华”是两只在我国出生的克隆猕猴，它们也是国际上首例利用体细胞克隆技术获得的非人灵长类动物。如图表示培育“中中”和“华华”的流程。下列相关叙述错误的是（ ）
A.图示过程中利用的技术有核移植和动物细胞培养技术等
B.这两只克隆猕猴是由同一受精卵发育而成的双胞胎
C.融合细胞的培养过程需要无菌、无毒的环境和营养等条件
D.利用A猴的胚胎干细胞核移植获得克隆猕猴的难度更小些
解析：B 这两只克隆猕猴是通过核移植、胚胎移植产生的，没有用到受精卵，B错误。
知识点一 体细胞核移植的过程
1.在克隆哺乳动物过程中，通常作为核移植受体细胞的是去核的（ ）
A.卵原细胞 B.初级卵母细胞
C.次级卵母细胞 D.卵细胞
解析：C 克隆哺乳动物时，一般将动物的一个细胞的细胞核移入一个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。通常作为核移植受体细胞的是去核的次级卵母细胞，C正确。
2.美国得克萨斯州科学家培育出世界上第一只克隆猫，这只小猫毛色花白，看上去完全不像生养它的花斑猫，也不完全像为它提供细胞核基因的猫。对该克隆猫毛色的解释合理的是（ ）
①发生了基因突变 ②提供卵母细胞的雌猫细胞质基因进行了表达 ③表型是基因型与环境共同作用的结果 ④代孕花斑猫的基因进行了表达
A.① B.①②③
C.②③④ D.①②③④
解析：B 克隆猫完全不像生养它的花斑猫，也不完全像为它提供细胞核基因的猫的原因可能是发生了基因突变，①正确；动物细胞的细胞质中含有少量的遗传物质，所以提供卵母细胞的雌猫的细胞质基因能表达出性状，导致该克隆猫不完全像为它提供细胞核基因的猫，②正确；基因的表达受环境因素的影响，所以表型是基因型与环境共同作用的结果，③正确；生养该克隆猫的花斑猫与克隆猫之间只有营养物质的交换，没有基因的交流，④错误。
3.科学家利用小鼠的成纤维细胞成功培育了克隆鼠，培育过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A.细胞A为培育到MⅡ期的卵母细胞
B.克隆鼠的遗传物质主要来自鼠成纤维细胞
C.利用胚胎干细胞作为核供体更难培育克隆鼠
D.在培养瓶中培养成纤维细胞时会出现细胞贴壁和接触抑制现象
解析：C 胚胎干细胞进行核移植更容易成功，是由于其分化程度低，全能性表现更容易。
4.通过体细胞核移植技术培育克隆牛的过程中，未涉及的操作是（ ）
A.从供体取出组织用动物细胞培养技术培养
B.用灭活的病毒促进体细胞核与MⅡ期的卵母细胞融合
C.用物理或化学方法激活重构胚，使其完成发育进程
D.选择合适时期的胚胎进行移植，使其发育成完整个体
解析：B 从供体取出组织进行动物细胞培养，属于体细胞核移植技术培育克隆牛的一个步骤，A正确；将体细胞核与MⅡ期的卵母细胞融合使用的是电融合法，没有用灭活的病毒促融，B错误；体细胞核移植技术中，可以用物理或化学方法激活重构胚，使其完成发育进程，属于体细胞核移植技术培育克隆牛的一个步骤，C正确；选择合适时期的胚胎进行移植，使其发育成完整个体，属于体细胞核移植技术培育克隆牛的一个步骤，D正确。
知识点二 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
5.体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生以及其他领域有着广泛的应用前景。下列关于体细胞核移植技术的应用前景及存在问题的叙述，错误的是（ ）
A.可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老的过程
B.以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞诱导形成的组织、器官等，可避免免疫排斥反应
C.复活已灭绝的但仍保持完整细胞的动物
D.有研究者指出，绝大多数克隆动物存在健康问题，如体形过大、脏器缺陷、免疫失调等
解析：C 动物体细胞核移植技术的应用前景不包括复活已灭绝的但仍保持完整细胞的动物，C错误。
6.“三亲婴儿”的培育过程可选用如下技术路线。据图分析，下列叙述不正确的是（ ）
A.“三亲婴儿”的出生属于有性生殖
B.选择捐献者的卵母细胞进行核移植，其中原因之一是卵母细胞体积比较大，易于进行显微操作去核
C.使用该技术可使母亲细胞质中的致病基因不会传递给后代
D.该技术可避免母亲的色盲基因传递给后代
解析：D 由图可知，“三亲婴儿”的培育需要采用体外受精技术，属于有性生殖，A正确；选择捐献者的卵母细胞进行核移植，原因是卵母细胞体积比较大，易操作，同时卵母细胞的细胞质多，营养丰富，含有能激发细胞核全能性表达的物质，B正确；母亲卵母细胞取核去质，故该技术可避免母亲细胞质中的致病基因传递给后代，C正确；色盲基因位于X染色体上，属于核基因，故该技术不可以避免母亲的色盲基因传递给后代，D错误。
7.下列关于动物细胞核移植技术和克隆动物的叙述，正确的是（ ）
A.目前在实验中，科学家可以用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体
B.核移植得到的克隆动物一般不存在健康问题
C.利用动物细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的动物个体
D.核移植过程中的受体细胞最好是受精卵
解析：C 高度分化的动物细胞的全能性受到限制，所以不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体，A错误；克隆技术并没有完全成熟，绝大多数克隆动物还存在一些遗传和生理缺陷类的健康问题，B错误；细胞核移植过程中通常采用M Ⅱ 期的卵母细胞作为受体细胞，D错误。
8.下图所示为帕金森病和少年糖尿病的胚胎干细胞移植治疗方案。下列相关叙述错误的是（ ）
A.图中①为体细胞核移植技术
B.图中的胚胎干细胞是从早期胚胎中分离出来的
C.③指找到免疫匹配的患者进行移植
D.胚胎干细胞经过②发育为神经细胞和胰岛B细胞，从根本上说是转录水平的差异导致的
解析：C 图中①为体细胞核移植技术，形成重构胚，A正确；胚胎干细胞来自早期胚胎，B正确；③指进行自体移植，优点是没有免疫排斥反应，C错误；胚胎干细胞经过②发育为神经细胞和胰岛B细胞，从根本上说是基因的选择性表达，即转录水平的差异导致的，D正确。
9.（2024·河南洛阳高二检测）中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作，通过将大熊猫的细胞核植入去核后的兔子卵母细胞中，在世界上最早克隆出一批大熊猫胚胎，表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走到世界前列。下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述中错误的是（ ）
A.胚胎细胞核的移植成功率高于成体细胞核的移植
B.兔子卵母细胞质的作用之一是激发大熊猫细胞核的全能性
C.重组细胞最初分裂时，DNA复制后不再进行转录
D.大熊猫的克隆成功证明细胞质具有调控细胞核发育的作用
解析：C 胚胎细胞分化程度低，分裂能力强，胚胎细胞核的移植成功率高于成体细胞核的移植，A正确；卵母细胞质中含有促使细胞核全能性表达的物质，B正确；重组细胞最初分裂时，DNA复制完成后，可以进行转录形成RNA，C错误；大熊猫的克隆成功能证明细胞质具有调控细胞核发育的作用，D正确。
10.（多选）（2024·辽宁葫芦岛高二检测）科学家培育克隆羊时，使用了三种细胞核的供体细胞，分别将这些细胞核移入去核卵母细胞中，形成重组细胞，发育成重构胚，这些重构胚的发育情况如下。据此分析正确的是（ ）
细胞核供体细胞类型 妊娠数/受体母羊数
乳腺上皮细胞 1/13
胚胎成纤维细胞 4/10
早期胚胎细胞 14/27
A.细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行
B.重组细胞的发育与去核卵母细胞的细胞质有关
C.早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞时，妊娠成功率最高
D.培养动物细胞的培养液中含维生素、激素等多种能源物质
解析：BC 细胞核移植主要在同种动物细胞的普通细胞与去核卵母细胞之间进行，不是同种组织，A错误；去核卵母细胞的细胞质中含有让细胞核表达出全能性的物质和营养条件，与重组细胞的发育有关，B正确；早期胚胎细胞分化程度低，作为细胞核的供体细胞时，妊娠成功率最高，C正确；培养动物细胞的培养液中需含维生素、激素等物质，但它们不是能源物质，D错误。
11.（多选）（2024·辽宁丹东高二期中）中国科学家首次利用基因编辑方法，并通过体细胞克隆技术，获得5只生物节律核心基因BMAL1敲除的克隆猴，这5只小猴的生物节律紊乱。下列说法错误的是（ ）
A.体细胞克隆猴的成功培育对于医学研究具有重要意义
B.该过程运用了细胞核移植技术，接受供体细胞核的是发育到MⅠ期的初级卵母细胞
C.培育生物节律紊乱的小猴过程中，需要对重构胚进行培养并进行胚胎移植
D.培育生物节律紊乱的小猴过程中，不可以用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚
解析：BD 接受供体细胞核的是发育到MⅡ期的次级卵母细胞，B错误；体细胞核移植过程中，用物理或化学方法（如电刺激、Ca2＋载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，D错误。
12.（2024·吉林四平高二检测）华南虎是原产中国的老虎品种，已有近30年没有野生华南虎出现的报告，一些专家认为野生华南虎已经濒临灭绝。科学工作者尝试用普通老虎完成体细胞克隆华南虎的研究，如图是其培育过程。请据图回答下列问题：
（1）克隆华南虎的遗传性状与虎A（填字母）基本一致。
（2）A、B、C 3只虎没有提供遗传物质的是虎C。
（3）克隆华南虎的过程是否遵循孟德尔的遗传定律？不遵循。为什么？克隆属于无性生殖，而孟德尔的遗传定律仅在有性生殖的减数分裂过程中适用。
（4）有人设想将虎的体细胞与牛的体细胞进行融合，以获得新物种“虎—牛”，你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一愿望？不能。原因是高度分化的动物细胞全能性受到限制，虎和牛体细胞融合后得到的杂交细胞不能正常发育成完整个体。
解析：（1）由克隆华南虎的过程可知，华南虎A提供细胞核，普通虎B提供细胞质，所以克隆虎D的遗传性状与供核的华南虎A更接近。（2）老虎C只提供胚胎发育的场所，没有提供遗传物质给虎D。（3）核移植过程没有经过两性生殖细胞的结合，属于无性生殖，没有减数分裂过程，不遵循孟德尔遗传定律。（4）高度分化的动物细胞全能性受到限制，因此无论是高度分化的动物体细胞，还是不同种动物体细胞融合后的杂交细胞，经细胞培养只会发生细胞增殖，无法形成个体，动物体细胞的全能性无法体现。
10 / 10第2课时 植物细胞工程的应用
导学 聚焦 1.能基于事实和证据，运用归纳与概括等方法，论述生物工程与技术的原理及与社会之间的关系。 2.通过对快速繁殖、作物脱毒及细胞产物工厂化生产的认识，形成保护环境、珍稀濒危植物的意识
知识点（一） 植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
2.作物脱毒
3.判断下列有关叙述的正误
（1）快速繁殖不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性。（ √ ）
（2）作物脱毒后不再感染病毒。（ × ）
提示：作物脱毒并不抗病毒，可能再感染病毒。
（3）作物脱毒所培养的材料常选自顶端分生组织。（ √ ）
（4）快速繁殖本质上是一种无性繁殖。（ √ ）
探讨 分析快速繁殖和作物脱毒
植物细胞工程作为一门新兴的生物技术，已经普遍应用于社会生产的方方面面。下图都利用了植物组织培养，观察并回答问题：
（1）植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？
提示：植物组织培养到愈伤组织的阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而可获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。
（2）作物培养过程中为什么要进行作物脱毒，如何进行作物脱毒？
提示：对于无性繁殖的作物，病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低，品质变差。在植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植物就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
（3）从所需条件上来看，微型繁殖与传统育种方法相比优点有哪些？
提示：①高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性；②使用材料少，培养周期短，繁殖率高；③不受季节、气候、自然灾害等因素的影响；④便于自动化管理，可实现工厂化生产。
1.如图表示用两种不同技术将草莓①培育得到草莓②和③。若不考虑突变，下列叙述正确的是（ ）
A.两种技术培育得到子代草莓均体现了植物细胞的全能性
B.①→③的过程需要严格无菌操作，①→②不需要
C.愈伤组织的形成过程需要适宜的营养、光照和激素
D.两种技术培育得到的草莓遗传信息相同
解析：B 草莓的①的匍匐茎最终形成草莓②的过程中没有离体，不能体现细胞的全能性，A错误；①→③的过程是花粉离体培养的过程，需要严格无菌操作，①→②不需要，B正确；愈伤组织的形成不需要光照，C错误；根据题图分析，两种草莓②和③遗传信息不同，D错误。
2.（2024·天津静海区高二检测）科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响。结果见下图，下列相关叙述错误的是（ ）
A.培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性
B.培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段
C.实验结果表明，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低
D.根据本实验，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm
解析：A 马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗，所依据的原理是细胞全能性，A错误；培育脱毒苗的过程中利用了植物组织培养技术，涉及脱分化和再分化两个阶段，B正确；题图所示的实验结果表明，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，C正确；由实验结果可知，茎尖外植体大小为0.27 mm时，脱毒率和成苗率均较高，D正确。
易错提醒
脱毒苗≠抗毒苗。脱毒苗是选择植物的顶端分生区（几乎不含有病毒）进行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴；而抗毒苗是把某抗病基因导入植物细胞，属于基因工程的范畴。
知识点（二） 作物新品种的培育及细胞产物的工厂化生产
1.作物新品种的培育
（1）单倍体育种
（2）突变体的利用
2.细胞产物的工厂化生产
3.判断下列有关表述的正误
（1）单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。（ × ）
提示：单倍体育种的原理是染色体变异和植物细胞的全能性，突变体培育的原理是基因突变和植物细胞的全能性。
（2）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来自愈伤组织细胞。（ √ ）
（3）工厂化生产的细胞次生代谢物，其化学成分都是蛋白质。（ × ）
提示：次生代谢物一般不是植物基本生命活动所必需的产物，次生代谢物是一类小分子有机化合物，如酚类、萜类和含氮化合物等。
（4）通过植物细胞培养获得细胞产物，一般培养到愈伤组织阶段即可。（ √ ）
探讨一 分析植物细胞工程在作物新品种的培育中的应用
1.回答下列与单倍体育种有关的问题：
（1）以流程图的形式表示单倍体育种过程。
提示：正常植株花药单倍体幼苗纯合子选择所需类型。
（2）单倍体育种的优点是 。
提示：极大地缩短了育种年限。
（3）单倍体育种为什么能为体细胞诱变育种和研究遗传突变提供理想材料？
提示：由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。
2.如图表示突变体的利用过程，请据图分析回答下列问题：
（1）突变体育种的原理是 。
提示：基因突变和植物细胞的全能性。
（2）在培养至愈伤组织时进行诱变处理的原因是
。
提示：愈伤组织细胞分裂旺盛，且一直处于不断增殖的状态，此时易发生基因突变。
（3）诱导分化得到的突变体都可以利用吗？为什么？
提示：大多数都不可以。因为基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系，而对生物体有害；还有些基因突变既无害也无益，是中性的。
探讨二 分析植物细胞工程在细胞产物的工厂化生产中的应用
3.紫杉醇是目前已发现的最优秀的天然抗癌药物，在临床上已经广泛应用于乳腺癌、卵巢癌和部分头颈癌和肺癌的治疗，如图是通过植物细胞工程技术工厂化生产紫杉醇的途径。
（1）图中①过程为 脱分化 ，该过程需控制好培养基中 植物激素（或生长素和细胞分裂素） 的比例。
（2）②过程为将愈伤组织分散成单个细胞，同时需要筛选出 高产紫杉醇 的细胞。
（3）③过程为 植物细胞培养 ，其所依据的原理是 细胞增殖 。
（4）生产紫杉醇的过程能否体现植物细胞的全能性？说出你的理由。
提示：不能。获得紫杉醇的过程中离体的外植体并未发育成完整个体或分化成其他各种细胞，故并未体现细胞的全能性。
1.初生代谢与次生代谢的区别
2.植物组织培养与植物细胞培养的比较
项目 植物组织培养 植物细胞培养
目的 获得植物体 获得细胞产物
培养基 固体培养基 液体培养基
过程
实例 各种转基因植物、脱毒苗 人参皂苷的生产
1.（2024·山东日照高模拟）离子束诱变育种是利用离子束处理植物的种子、细胞或其他器官等，诱发其产生遗传性改变，从而获得各种各样的变异类型，经人工选择培育新品种的方法。离子束处理具有生理损伤轻、突变频率高、突变范围广等优点。下列叙述正确的是（ ）
A.离子束诱发基因突变只能发生在细胞分裂前的间期
B.没有外界因素的诱发，细胞内的基因不发生突变
C.离子束能诱导基因发生定向突变，获得较多的优良变异类型
D.离子束诱变育种可以改变原有基因的结构而导致新品种出现
解析：D 基因突变主要发生在细胞分裂前的间期，但也可以发生在其他时期，A错误；基因可以自发突变，外界因素可以提高基因突变的频率，B错误；基因突变是不定向的，C错误；离子束诱变育种可以使植物发生基因突变，改变原有基因结构，产生新的基因，导致新品种的出现，D正确。
2.（2023·山东高考14题）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
解析：A 可利用植物细胞培养技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物，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，提高了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。
3.紫草宁具有抗菌、消炎等效果。在工厂化生产中，取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织，再转入紫草宁形成培养基，然后再将细胞破碎后提取出紫草宁。下列相关叙述中，正确的是（ ）
A.在紫草宁的工厂化生产过程中，使用的是固体培养基
B.愈伤组织无法进行光合作用，需从培养基中吸收有机物
C.紫草植株组织诱导形成愈伤组织过程中遗传物质发生改变
D.紫草的愈伤组织细胞在低渗溶液中会涨破
解析：B 细胞产物的工厂化生产需要从培养物中提取特定的成分，一般使用液体培养基，A错误；愈伤组织细胞不含叶绿体，无法进行光合作用，因此需要从培养基中吸收有机物，B正确；紫草植株组织脱分化形成愈伤组织过程中遗传物质不会发生改变，C错误；紫草的愈伤组织细胞具有细胞壁，因此其在低渗溶液中通常不会涨破，D错误。
（1）微型繁殖技术是指 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术 。
（2）单倍体育种的原理是 植物细胞的全能性和染色体变异 。
（3）次生代谢物是指 植物代谢产生的，一般认为不是植物基本生命活动所必需的产物 。
（4）利用茎尖进行组织培养可获得脱毒苗的原理是 植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒 。
1.植物细胞工程的应用取得了显著的社会效益和经济效益，以下技术和相应优点的对应关系中，正确的是（ ）
A.微型繁殖技术——打破生殖隔离
B.单倍体育种技术——利于获得突变体
C.植物体细胞杂交技术——精准控制成体性状
D.植物组织培养技术——不占用耕地，几乎不受季节限制
解析：D 植物微型繁殖技术具有的优点：能保持植物原有的优良的遗传特性，繁殖速度快，不受季节、气候和地域的限制等，但不能打破生殖隔离，A错误；单倍体育种可以快速获得具有优良性状的纯合子，缩短育种年限，而非有利于获得突变体，B错误；植物体细胞杂交技术的优点是克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍（或克服生殖隔离），该技术培育的成体可能不会按照人们的意愿表达出双亲的优良性状，其原因可能是不同物种的基因在表达时相互干扰，从而不能有序表达，C错误；植物组织培养技术是在无菌和人工控制的条件下，让离体的组织和细胞在特定培养基上先脱分化得到愈伤组织，然后经再分化得到胚状体、丛芽等，进而得到新植株，该技术可实现作物的工厂化生产，且不占用耕地，几乎不受季节限制，D正确。
2.（2023·河北高考13题）植物细胞悬浮培养是将单个细胞或细胞团进行液体培养增殖的技术。下列叙述错误的是（ ）
A.植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理
B.经纤维素酶和果胶酶充分处理后，植物细胞团分散为单个完整的悬浮细胞
C.为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度、pH和渗透压
D.利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗
解析：B 为了避免杂菌污染，植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理，A正确；纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得的是原生质体，不能获得单个完整的悬浮细胞，B错误；细胞的正常生长需要适宜的条件，因此，为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度、pH和渗透压，C正确；利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗，同样也不受季节和天气的限制，D正确。
3.为给工厂繁殖脱毒甘薯苗提供技术上的支持，科研人员利用植物组织培养技术研究甘薯茎尖（外植体）大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如表所示。下列相关叙述正确的是（ ）
茎尖大小 外植体数/个 分化苗数/株 脱毒苗数/株
小于0.3 mm 20 1 1
0.3～0.5 mm 20 10 7
大于0.6 mm 20 13 4
A.在不同的培养阶段，培养基中的激素种类和比例不同
B.脱分化过程中应给予充足光照使其进行光合作用
C.培育脱毒苗时依据的原理有基因突变和细胞的全能性
D.0.3～0.5 mm大小的茎尖最有利于获得抗病毒的特性
解析：A 在不同的培养阶段，培养基中的植物激素种类和比例不同，生长素和细胞分裂素的比值高，有利于根的分化，比值低有利于芽的分化，A正确；脱分化过程中不需要光照，不能进行光合作用，B错误；培育脱毒苗时依据的原理是植物细胞的全能性，C错误；0.3～0.5 mm大小的茎尖最有利于获得无病毒的特性，不是抗病毒的特性，D错误。
4.某植株的基因型AaBb，其中A和b基因控制的性状对提高产量是有利的。利用其花粉进行单倍体育种，过程如下图所示。下列相关分析错误的是（ ）
花粉植株A植株B
A.该育种方法的育种原理是染色体数目变异
B.过程②可用适当的低温处理，低温作用时期为有丝分裂前的间期
C.若未对植株A进行筛选，则植株B中符合要求的类型约占1/4
D.该育种方法的优点是缩短育种年限
解析：B 通过过程①得到的单倍体植株A，其基因型有AB、Ab、aB、ab四种，过程②是染色体加倍，原理是染色体数目变异，A正确；过程②可用适当的低温处理，作用时期为有丝分裂前期，作用机理是低温抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，B错误；通过过程①得到的单倍体植株A，其基因型有AB、Ab、aB、ab四种，比例约为1∶1∶1∶1，经过程②处理使染色体数目加倍，获得的植株B基因型有AABB、AAbb、aaBB、aabb四种，比例约为1∶1∶1∶1，若未对植株A进行筛选，则植株B中符合要求的类型约占1/4，C正确；该育种方法能明显缩短育种年限，育种原理是染色体变异，D正确。
5.（2024·山东东营高二期末）大黄素是虎杖细胞产生的一种次生代谢物，它可用于医疗、保健和日用化工品中，利用愈伤组织培养可以实现大黄素的工厂化生产。为了确定大黄素的最佳收获时机，某科研小组进行了相关研究，结果如图所示。下列分析正确的是（ ）
A.愈伤组织是外植体经过再分化形成的不定形的薄壁组织团块
B.大黄素是虎杖细胞在整个生命进程中一直合成且必需的物质，所以可以从愈伤组织中获取
C.12 d左右时，大黄素含量较低可能是愈伤组织生长缓慢导致
D.30 d左右时，愈伤组织干重下降可能与愈伤组织中生长素和细胞分裂素大量合成有关
解析：C 愈伤组织是外植体经过脱分化形成的不定形的薄壁组织团块，A错误；次生代谢物不是植物生长所必需的产物，一般需要在特定的组织和时间条件下进行，不是一直生成的，B错误；12 d左右时，愈伤组织干重变化量小，所以大黄素含量较低可能是愈伤组织生长缓慢导致，C正确；激素具有微量高效的特点，不会大量合成，D错误。
知识点一 植物繁殖的新途径
1.如图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列相关叙述错误的是（ ）
A.①过程所取茎尖中的叶原基具有较高的分裂、分化能力
B.②过程的作用可能是阻碍病毒等进入茎尖分生组织
C.③④过程中基因的选择性表达导致了细胞脱分化
D.培养基A、B中生长素和细胞分裂素的浓度和比例不同
解析：C ③④过程中基因的选择性表达导致了细胞再分化，C错误。
2.花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。下面是培育四季柑橘（2N＝18）花粉植株的过程示意图，有关叙述错误的是（ ）
A.花粉植株培育的原理是花粉粒细胞具有全能性，其技术是植物组织培养
B.过程③是细胞再分化，诱导丛芽产生时应适当提高细胞分裂素的比例
C.四种培养基均为固体培养基，②③过程除培养基成分与含量不同外，其他条件均相同
D.观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞，可观察到9条染色体
解析：C 花粉细胞培育成单倍体植株，培育的原理是花粉粒细胞具有全能性，其技术是植物组织培养，A正确；图中四种培养基均为固体培养基，②③过程除培养基成分与含量不同外，对光照的需求也不同，C错误。
知识点二 作物新品种的培育及细胞产物的工厂化生产
3.植物细胞培养是在植物组织培养技术的基础上发展起来的，下列有关植物细胞培养的叙述，不正确的是（ ）
A.植物细胞培养技术的目的是获得大量有生理活性的次生代谢物
B.植物细胞培养技术快速、高效，几乎不受季节、天气等的限制
C.利用生物反应器悬浮培养人参细胞，提取人参皂苷，用于生产保健药品和美容护肤用品
D.植物细胞培养需要在一定的温度、pH等条件下进行，但不需要进行无菌操作
解析：D 植物细胞培养技术的条件可以人为控制，具有快速、高效，几乎不受季节、天气等条件的限制的特点，B正确；人参是一种名贵中药材，其有效成分主要是人参皂苷，利用生物反应器悬浮培养人参细胞，提取人参皂苷，用于生产保健药品和美容护肤用品，C正确；植物细胞培养需要在一定的温度、pH等条件下进行，也需要进行无菌操作，D错误。
4.下图表示优质玉米的培育过程，据图判断下列说法中，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团块
C.植株F一般不能直接用于扩大种植
D.植株A和F体细胞中的染色体组数相同
解析：D B→C为脱分化过程，该过程中细胞的全能性增大，C→E为再分化过程，该过程中细胞的全能性降低，A正确；C试管中形成的是愈伤组织，愈伤组织由高度液泡化的薄壁细胞组成，B正确；植株F为单倍体植株，高度不育，因此一般不能直接用于扩大种植，C正确；植株A是正常的二倍体植株，而植株F是经花药离体培养获得的单倍体植株，两者体细胞中的染色体组数不同，D错误。
5.紫草细胞中富含紫草宁，科研人员利用紫草新生的营养芽进行培养获得愈伤组织，再进行细胞悬浮培养，以获得更多的紫草宁。下列叙述正确的是（ ）
A.紫草宁是紫草细胞生长和生存所必需的次生代谢物
B.愈伤组织是由高度分化的一团薄壁细胞组成，无特定形态
C.愈伤组织细胞可用于细胞产物的工厂化生产，利用了愈伤组织细胞分裂快、代谢旺盛的特点
D.愈伤组织的诱导受植物激素配比的影响，不受营养物质和光照等因素的影响
解析：C 紫草宁是紫草细胞培养过程中产生的次生代谢物，但一般认为不是紫草细胞生长和生存所必需的，A错误；愈伤组织分化程度很低，B错误；愈伤组织的诱导受植物激素配比的影响，也受营养物质和光照等因素的影响，D错误。
6.辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域，其获得途径如下图所示。下列叙述错误的是（ ）
A.图中愈伤组织、脱毒苗和高产细胞系的获得都体现了植物细胞的全能性
B.图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的脱分化和再分化过程
C.②过程中需要用适宜配比的生长素和细胞分裂素溶液处理
D.用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是纤维素酶和果胶酶
解析：A 图中愈伤组织和辣椒素高产细胞系的获得，并没有培养成完整植株或分化成其他各种细胞，故没有体现植物细胞的全能性，A错误；②过程是再分化，该过程中需用适宜配比的生长素和细胞分裂素溶液处理，C正确；将愈伤组织用酶解法分离成单细胞时，需要分解植物细胞之间的成分，常用的酶是果胶酶和纤维素酶，D正确。
7.（2024·湖北武汉高二期中）近年来，花卉市场上出现了一种名为“手指植物”或“试管植物”的新型工艺品，它们经植物组织培养技术获得，并终生生长在密闭的、无菌玻璃瓶内的培养基上，代谢缓慢，极具观赏价值。下列关于“手指植物”的说法，错误的是（ ）
A.购买者不需要向“手指植物”额外补充水分或营养物质
B.“手指植物”的成功培育并未体现细胞全能性
C.“手指植物”在培育过程中要经历脱分化和再分化
D.“手指植物”的培育方式属于无性繁殖
解析：B “手指植物”是人们通过植物组织培养技术培养获得的，故培养基能够满足其生长发育的需求，不需要再额外补充，A正确；“手指植物”为个体水平，其培育过程体现了植物细胞全能性，B错误；植物组织培养过程中，需要经历脱分化形成愈伤组织，再分化形成完整植株，C正确；植物组织培养过程中，没有经过两性生殖细胞的结合，属于无性生殖，故“手指植物”的培育方式属于无性繁殖，D正确。
8.（多选）（2024·山东新泰市高二期中）甲品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状，另一远缘植物乙的细胞质中存在抗除草剂基因，欲将乙细胞质中的抗性基因引入甲中。下列相关叙述正确的是（ ）
A.过程A中取顶芽细胞进行体细胞杂交有利于获得脱毒苗
B.过程B中常用PEG诱导原生质体融合
C.过程C中只有融合细胞活性部位互补，具有完整的细胞结构，才可以正常生长
D.操作过程中生物材料、培养基、培养环境都要严格地灭菌
解析：ABC 顶端分生组织几乎不含病毒，因此过程A中取顶芽细胞进行体细胞杂交有利于获得脱毒苗，A正确；过程A可使用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体，过程B可使用PEG（聚乙二醇）诱导原生质体融合，B正确；过程C中只有融合细胞活性部位互补，具有完整的细胞结构，才能正常生长，然后将获得的杂种细胞进行植物组织培养获得杂种植株，C正确；操作过程中生物材料、培养环境都要严格地消毒，而培养基需要经过高压蒸汽灭菌，D错误。
9.（多选）下图所示为利用二倍体西瓜的品种甲和品种乙培育其他新品种的流程图。下列相关叙述错误的是（ ）
A.品种丁高度不育，品种丙和品种甲属于不同物种
B.品种丁不能结出有子果实的原因是品种丁不能进行减数分裂
C.图中①④⑤过程所用到的试剂都是秋水仙素
D.由品种甲和品种乙培育出品种戊的原理只有染色体数目变异
解析：BCD 品种丁是三倍体西瓜，高度不育，所以其亲本品种丙和品种甲存在生殖隔离，属于不同物种，A正确；品种丁不能结出有子果实的原因是品种丁在进行减数分裂过程中，同源染色体联会紊乱，不能产生正常配子，B错误；图中①和④过程所用试剂为适宜浓度的秋水仙素，⑤过程所用试剂是适宜浓度的生长素或生长素类植物生长调节剂，C错误；由品种甲和品种乙培育出品种戊的原理有基因重组、植物细胞的全能性和染色体数目变异，D错误。
10.紫杉醇是从红豆杉属植物树皮中提取分离出来的一种代谢物，具有显著的抗癌效果。科研人员设计如图1所示流程制备紫杉醇。为了获得大量的紫杉醇，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题：
（1）图1中，为了防止微生物污染，过程①所用的外植体需用酒精和次氯酸钠消毒。
（2）在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如图2所示，细胞干重在12 d后下降的原因有蔗糖浓度下降，pH 降低；培养液中适量的蔗糖不仅可以为培养的细胞提供能源，还可以调节培养基的渗透压。
（3）多倍体愈伤组织细胞产生代谢物的量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经秋水仙素或低温处理，会产生染色体加倍的细胞。
（4）为了培养能高效产生紫杉醇的红豆杉柴胡植株，科研人员将红豆杉的愈伤组织和柴胡的愈伤组织用酶处理后，获得有活力的原生质体，再用物理或化学方法诱导使其融合，最后选择能够高效合成紫杉醇的杂种细胞进行培养。
（5）红豆杉的形成层在生长发育过程中并不能合成紫杉醇的根本原因是在特定时间和空间条件下，细胞中的基因选择性表达。
解析：（1）图1中，植物组织培养过程应该在无菌的条件下进行，因此过程①所用的外植体需用酒精和次氯酸钠消毒，以防止杂菌污染。（2）据图2分析可知，外植体离体培养过程中需要消耗蔗糖，蔗糖浓度下降，pH下降会影响酶的活性，且愈伤组织细胞不能进行光合作用，对物质的合成小于分解，故细胞干重下降；植物组织培养过程中，蔗糖既能提供能源也能调节细胞渗透压。（3）使用秋水仙素或低温诱导都可以抑制纺锤体形成，诱导细胞染色体数目加倍，形成多倍体。（4）在植物体细胞杂交过程中，利用酶解法获得有活力的原生质体，然后再用物理或化学方法诱导使其融合，最后选择能够高效合成紫杉醇的杂种细胞进行培养。（5）红豆杉的形成层在生长发育过程中并不能合成紫杉醇，这是由于在特定时间和空间条件下，细胞中的基因选择性表达。
13 / 13第1课时 动物细胞培养
导学 聚焦 1.运用结构与功能观分析并归纳概括动物细胞培养的条件。 2.基于事实和证据，采用归纳与概括等方法，以文字、模型构建的形式表示动物细胞培养过程。 3.通过对干细胞特性的理解，认可能用干细胞解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥反应的生活实际问题
知识点（一） 动物细胞培养的条件和过程
1.动物细胞培养的概念
是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成 单个细胞 ，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞 生长 和 增殖 的技术。
2.动物细胞培养的条件
3. 动物细胞培养的过程
小提醒：使用胰蛋白酶时，要控制好作用时间，因为胰蛋白酶不仅能消化细胞间的蛋白质，长时间作用还会分解细胞膜蛋白等，对细胞造成损伤。
4.判断下列有关表述的正误
（1）多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜pH为6.8～7.0。（ × ）
提示：多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜pH为7.2～7.4。
（2）动物细胞培养要定期更换培养液，其目的是便于清除代谢物，防止代谢物积累对细胞自身造成伤害。（ √ ）
（3）动物细胞培养技术的原理是动物细胞的全能性。（ × ）
提示：动物细胞培养技术的原理是细胞增殖。
（4）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。（ × ）
提示：应该用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理。
（5）培养动物细胞的第一代（即第一次细胞增殖）被称为原代培养。（ × ）
提示：原代培养指动物组织经处理后的初次培养。
探讨一 分析动物细胞培养的条件
1.体外培养的细胞和动物体内的细胞一样，也需要充足的营养和稳定的内环境。分析回答下列有关问题：
（1）动物细胞培养时，除了添加糖类、氨基酸等必要的营养成分外，往往还需添加血清等一些天然成分，原因是什么？
提示：人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，血清等一些天然成分的营养成分比较齐全，可以弥补人工培养基的不足。
（2）在动物细胞培养时，如何操作才能创造无菌、无毒的培养环境？
提示：①需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作；
②培养液还需要定期更换，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）动物细胞培养需要控制什么样的气体环境？各自起什么作用？
提示：含有95％空气和5％ CO2的混合气体。空气中的O2维持细胞代谢，CO2维持培养液的pH。
探讨二 分析动物细胞培养的过程，提高理解能力
2.如图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据图回答：
（1）动物细胞培养时，为什么要将动物组织分散成单个细胞？
提示：①保证细胞所需要的营养供应；②保证细胞内有害代谢物的及时排出。
（2）培养瓶中的细胞培养为什么要进行传代培养？
提示：随着原代培养的进行，细胞密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏以及贴壁生长会出现接触抑制，细胞会逐渐停止分裂增殖，因此要传代培养。
（3）在动物细胞培养过程中，细胞有哪些生长类型，是否都会出现接触抑制现象？
提示：在动物细胞培养过程中，会出现悬浮生长和贴壁生长两种类型，其中贴壁生长的类型会出现接触抑制现象。
（4）“细胞增殖到互相接触的时候，糖蛋白识别了这种信息，就会使细胞停止分裂增殖，出现接触抑制的现象”。试结合上述解释，举例说明哪种细胞无接触抑制现象，并阐述原因。
提示：癌细胞；癌细胞的细胞膜上的糖蛋白等物质减少。
1.两组概念的辨析
（1）细胞贴壁和接触抑制
①细胞贴壁：体外培养的细胞有些需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，称为细胞贴壁。
②接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。
（2）原代培养和传代培养：区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理的对象。
①第一次：用胰蛋白酶、胶原蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理，使其分散成单个细胞后进行培养，为原代培养。
②第二次：细胞培养过程中出现接触抑制，用胰蛋白酶使其从瓶壁上脱离下来，然后，将其分散到多个培养瓶中继续培养，为传代培养。
2.动物细胞培养和植物组织培养的比较
1.（2024·辽宁沈阳模拟）治疗大面积烧伤时，可通过细胞培养构建“人造皮肤”进行移植。下列叙述错误的是（ ）
A.使用烧伤病人健康皮肤细胞可培养出不产生免疫排斥反应的“皮肤”
B.用胰蛋白酶处理皮肤组织，目的是使它分散成单个细胞
C.贴壁生长的皮肤细胞会发生接触抑制现象
D.传代培养时，贴壁细胞直接用离心法收集，然后再分瓶培养
解析：D 用于人造皮肤的细胞取自患者本身而非其他个体，可以有效降低皮肤移植后的排斥反应，A正确；组织中细胞间的主要成分为蛋白质，可以用胰蛋白酶处理细胞组织，以便得到单个细胞，但是处理时间不宜过长，B正确；贴壁生长的皮肤细胞会发生接触抑制现象，当贴壁培养细胞出现接触抑制时，需要用胰蛋白酶处理，将接触的细胞分散为单个细胞，才可用离心法收集，之后再进行分瓶进行传代培养，C正确，D错误。
2.如图为猪输卵管上皮细胞培养过程示意图。下列有关叙述正确的是（ ）
A.甲→乙和丙→丁过程都有细胞的分裂和分化
B.丙为原代培养，丁为传代培养，二者都需要在添加血清的合成培养基中进行
C.丙过程会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象，而丁过程不会出现此现象
D.为避免培养过程中的杂菌污染，丙、丁过程中培养瓶盖必须旋紧不漏气
解析：B 甲表示剪碎猪输卵管，乙表示制成细胞悬液，丙表示原代培养，丁表示传代培养，甲→乙和丙→丁过程都有细胞的分裂，不存在细胞分化，A错误；丙过程和丁过程均会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象，C错误；为避免培养过程中的杂菌污染，保证其气体需要，丙、丁过程中需松动培养瓶盖，将其置于含95％空气和5％CO2的混合气体的CO2培养箱中培养，D错误。
知识点（二） 干细胞培养及其应用
1.胚胎干细胞（简称ES细胞）
（1）概念：存在于 早期胚胎 中，具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有 组织和器官 甚至 个体 的潜能。
（2）局限：胚胎干细胞必须从 胚胎 中获取，这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。
（3）成果：目前科学家已经分离了兔、牛、猴和人等的ES细胞，并证明了ES细胞可以在体外分化成 心肌细胞 、 神经元 和造血干细胞等细胞。
2.成体干细胞
（1）概念： 成体 组织或器官内的干细胞。
（2）类型
（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）作用：有着自我更新能力及 分化潜能 的干细胞，与组织、器官的发育、再生和 修复 等密切相关。
（5）应用
①造血干细胞：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神经干细胞：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）。
3.诱导多能干细胞（iPS细胞）
功能 类似于 胚胎 干细胞
优点 诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，理论上可以避免 免疫排斥反应
4.判断下列有关表述的正误
（1）干细胞能分化成各种类型的细胞。（ × ）
提示：成体干细胞只能分化为某些特定的细胞。
（2）造血干细胞主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。（ √ ）
（3）iPS细胞类似于胚胎干细胞，又称为诱导多能干细胞。（ √ ）
（4）胚胎干细胞可以来源于早期胚胎，也可以来源于成熟个体。（ × ）
提示：胚胎干细胞来源于早期胚胎。
（5）神经干细胞可用于治疗帕金森病和阿尔茨海默病等。（ √ ）
探讨 分析iPS细胞的应用，增强社会责任
如图为iPS细胞的培养和利用过程，请据图回答：
（1）1→2过程的实质是 。
提示：基因的选择性表达。
（2）诱导多能干细胞用于治疗人类的某些顽症的原理是什么？
提示：诱导多能干细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞，经移植可使坏死或退化部位得以修复并恢复正常功能。
（3）诱导多能干细胞为什么可以解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题？
提示：通过干细胞体外诱导分化，可以培育出人造器官，从而解决供体器官不足的问题。又由于人造器官是自身细胞经诱导分化形成的，所以可以避免免疫排斥反应。
三种干细胞的比较
1.某实验室做了下图所示的实验研究，下列相关叙述错误的是（ ）
小鼠纤维 母细胞诱导多能 干细胞肝细胞、神经细胞、 上皮细胞等
A.过程②是诱导多能干细胞的形态、结构和功能发生稳定性差异的过程
B.与纤维母细胞相比，经过程①形成的诱导多能干细胞的全能性较高
C.肝细胞、神经细胞、上皮细胞等细胞中基因组成相同，但蛋白质不完全相同
D.上述细胞中具有细胞周期的是诱导多能干细胞和神经细胞
解析：D ②表示细胞分化过程，该过程会使细胞的形态、结构和功能发生稳定性差异，A正确；与纤维母细胞相比，经过程①形成的诱导多能干细胞的分化程度较低，其全能性较高，B正确；肝细胞、神经细胞、上皮细胞都是由诱导多能干细胞分裂、分化形成的，含有相同的基因，但不同细胞选择性表达的基因不同，因此细胞中所含蛋白质有所区别，C正确；神经细胞已经高度分化，不再分裂，不具有细胞周期，D错误。
2.帕金森病（PD）是由于多巴胺（DA）神经元变性导致多巴胺分泌减少，从而引起一系列神经功能障碍。研究发现，人的诱导多能干细胞（iPS细胞）经定向诱导后能分化为有功能的DA神经元，可用于治疗患PD的大鼠，有望应用于对人类PD的治疗。下列叙述错误的是（ ）
A.与胚胎干细胞相比，诱导获得iPS细胞的过程无须破坏胚胎，不涉及伦理问题
B.iPS细胞可来源于病人自身细胞，将它移植回病人体内理论上可避免免疫排斥反应
C.有自我更新能力及分化潜能的干细胞，可放心应用于临床治疗
D.推测植入神经干细胞也能修复部分DA神经元，缓解PD的症状
解析：C 诱导获得iPS细胞的过程无须破坏胚胎，不存在早期生命的破坏或抛弃过程，不涉及伦理问题，A正确；用自身iPS细胞进行治疗的病人，一般不会发生免疫排斥反应，B正确；有自我更新能力及分化潜能的干细胞，需要经过体外实验后才可放心应用于临床治疗，C错误；分析题意，PD是由于DA神经元变性导致多巴胺分泌减少，从而引起一系列的神经功能障碍，而iPS细胞经定向诱导后能分化为有功能的DA神经元，可用于治疗患PD的大鼠，据此推测植入神经干细胞也能修复部分DA神经元，可缓解PD的症状，D正确。
（1）动物细胞培养是指 从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术 。
（2）动物细胞培养需要的培养条件是 一定的营养物质，无菌、无毒的环境，适宜的温度、pH和渗透压以及CO2和O2等气体环境 。
（3）贴壁生长的细胞随着原代培养的进行，要进行传代培养的原因是 细胞密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏以及贴壁生长会出现接触抑制，细胞会逐渐停止分裂增殖 。
（4）iPS细胞应用前景优于胚胎干细胞的理由是 iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，理论上可以避免免疫排斥反应，且获取iPS细胞无需破坏胚胎 。
1.（2024·河北保定高二调研）在进行动物细胞培养时，需要（ ）
A.用胃蛋白酶处理以获得单细胞悬液
B.充入5％CO2以刺激细胞正常呼吸
C.加入经高压蒸汽灭菌的血清以提供营养
D.定期更换培养液以清除代谢物
解析：D 用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理动物组织，以获得单细胞悬液，A错误；充入5％CO2的目的是维持培养液的pH，B错误；加入血清为动物细胞提供营养，高压蒸汽灭菌会破坏血清中的活性成分，C错误。
2.如图是动物细胞培养过程中可能出现的接触抑制现象，下列有关叙述错误的是（ ）
A.正常动物细胞培养过程中均会出现接触抑制现象
B.癌细胞无接触抑制因而培养时可形成多层细胞
C.出现接触抑制时细胞将停止分裂活动
D.出现接触抑制后需要用胰蛋白酶处理后才可进行传代培养
解析：A 接触抑制是体外细胞培养时贴附型细胞生长的特性，悬浮型细胞不会出现接触抑制现象，A错误。
3.（2024·广东佛山期末）如图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程，下列相关叙述正确的是（ ）
A.“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产，但环境污染严重
B.用胃蛋白酶处理牛肌肉组织，获得分裂能力强的肌肉母细胞
C.生物反应器内应控制适宜的温度，并充入纯氧保证细胞呼吸
D.培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积，有利于细胞贴壁生长
解析：D 理论上来说，仅来自1只动物的干细胞，可制成的肉品数量，比宰杀1头牛还多100万倍，“人造牛肉”的培养可有利于牛肉的工厂化生产，同时也可减少对土地、饮用水和饲料的需求，且温室气体等其他环境污染物也会减少，A错误；胰蛋白酶处理动物组织，可以使组织分散成单个细胞，利于动物细胞培养，B错误；动物细胞培养的气体环境：95％空气（细胞代谢所必需的）和5％CO2，C错误；动物细胞培养过程中悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上。如果想得到大量的产物，可以增大细胞吸附面积，培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积，有利于细胞贴壁生长，D正确。
4.利用逆转录病毒将4个关键基因导入已分化的体细胞中并表达，可使这个细胞成为类似胚胎干细胞的诱导多能干细胞（iPS细胞）。下图为该技术在人体细胞中的实验示意图。下列相关叙述错误的是（ ）
A.由iPS细胞产生其他种类细胞的过程为细胞分化
B.利用患者的iPS细胞对其自身受损器官进行修复，与传统器官移植相比成功率更高
C.目前iPS细胞在实际应用中还存在许多问题，例如，有研究发现iPS细胞的增殖难以控制，即iPS细胞具有衰老细胞的特征
D.结合以上信息分析，iPS细胞可能容易分散
解析：C 由iPS细胞产生其他种类细胞的过程为细胞分化，图中①②③表示细胞分化，其实质是基因的选择性表达，A正确；iPS细胞来源于供体细胞，用其得到的新生器官替换供体病变器官，从理论上可以避免免疫排斥反应，大大提高器官移植成功率，B正确；iPS细胞是类似胚胎干细胞的一种细胞，说明其具有与胚胎干细胞相似的分化潜力，细胞分化程度低，不易衰老，C错误；根据图示分析，iPS细胞可能容易分散，分化成不同的组织、器官，D正确。
知识点一 动物细胞培养的条件和过程
1.一般来说，动物细胞体外培养需要满足的条件有（ ）
①无毒的环境 ②无菌的环境 ③培养液中需加血清 ④温度与动物体温相近 ⑤需要O2 ⑥加CO2维持培养液的pH
A.①②③④⑤⑥ B.①②③④
C.①③④⑤⑥ D.①②③④⑥
解析：A 动物细胞体外培养要求环境无菌、无毒；在细胞培养液中需添加血清等一些天然成分；培养温度一般与动物体温相近；动物细胞培养还需要O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2可维持培养液的pH。
2.（2024·云南师范大学附中月考）下列关于动物细胞培养过程的叙述，错误的是（ ）
A.大多数动物细胞增殖需要贴附于某些基质表面上才能进行
B.贴壁生长的细胞存在接触抑制的现象
C.动物细胞培养先进行原代培养再进行传代培养
D.传代培养时需要收集细胞，都可以直接利用离心法收集
解析：D 大多数动物细胞增殖需要贴附于某些基质表面上才能进行，贴壁生长的细胞存在接触抑制的现象，少数可以进行悬浮培养，A、B正确；由动物细胞培养的过程可知，动物细胞培养先进行原代培养再进行传代培养，C正确；传代培养时需要收集细胞，悬浮细胞可以直接利用离心法收集，贴壁生长细胞需要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理后收集，D错误。
3.（2024·江苏扬州期末）牙齿再生术的难点在于牙髓再生和牙周组织再生。空军军医大学口腔医院金岩教授率领团队经历多年潜心努力，从患者脱落的乳牙中获取牙髓干细胞，经过体外培养，将形成的干细胞聚合体植入患者牙髓腔里，使得牙齿神经、血管再生，完全恢复牙齿原有功能。针对以上技术，下列叙述正确的是（ ）
A.此技术的原理与植物组织培养的原理相同
B.此技术需要适宜的温度（36.5 ℃）和pH（6.8～7.8）
C.牙髓干细胞与胚胎干细胞一样都可以分化为成年动物体内任何一种类型的细胞，甚至产生个体
D.对于牙髓干细胞的培养过程需要经历原代培养，用胰蛋白酶处理后再用离心法收集悬液中的细胞进行传代
解析：D 该技术属于动物细胞培养，原理是细胞增殖，而植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，两者不同，A错误；此技术即动物细胞培养需要适宜的温度（36.5±0.5 ℃）和pH（7.2～7.4），B错误；由于技术条件等的制约，目前不能将动物体细胞培养为完整个体，且牙髓干细胞属于分化程度较高的细胞，不能分化为任何一种类型的细胞，C错误。
4.Transwell实验可模拟肿瘤细胞侵袭过程。取用无血清培养液制成的待测细胞悬液加入膜上铺有基质胶的上室中，下室为有血清培养液，上下层培养液以一层具有一定孔径的聚碳酸酯膜分隔开，放入培养箱中培养，通过计数下室的细胞量即可反映细胞的侵袭能力，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.需将培养室置于含适宜浓度 CO2的培养箱中，以刺激细胞呼吸
B.肿瘤细胞可分泌水解酶将聚碳酸酯膜分解后进入下室
C.血清培养液中含有某些因子促使肿瘤细胞向营养高的下室移动
D.进入下室的肿瘤细胞数量越多，说明肿瘤细胞的分裂能力越强
解析：C 需将培养室置于含适宜浓度 CO2的培养箱中，以维持培养液的pH，A错误；一开始将肿瘤细胞加入膜上铺有基质胶的上室中，一段时间后在下室发现肿瘤细胞，说明肿瘤细胞可分泌水解酶将基质胶中的成分分解后进入下室，B错误；上室含无血清培养液，下室含血清培养液，加入上室的肿瘤细胞一段时间后出现在下室中，说明血清培养液中含有某些因子促使肿瘤细胞向营养高的下室移动，C正确；由题意可知，可通过计数下室的细胞量即可反映细胞的侵袭能力，若进入下室的肿瘤细胞数量越多，说明肿瘤细胞的侵袭能力越强，但不能说明肿瘤细胞的分裂能力越强，D错误。
5.实验小鼠皮肤细胞进行贴壁生长培养的基本过程如图所示。下列叙述不正确的是（ ）
实验小鼠皮肤组织皮肤细胞原代培养传代培养
A.甲过程需要在无菌条件下进行
B.乙过程需要将获得的皮肤组织分散成单个细胞
C.原代培养时可能出现接触抑制现象
D.丁过程可以直接离心来进行传代培养
解析：D 离体动物细胞培养需要无菌无毒的环境，需要对实验小鼠进行消毒处理，A正确；乙表示用胰蛋白酶处理皮肤组织，使其分散成单个皮肤细胞，获得细胞悬液后再进行细胞培养，B正确；丙表示原代培养，培养过程中会出现贴壁生长和接触抑制现象，此后用胰蛋白酶处理后获得细胞悬液，再进行传代培养，C正确；丁是传代培养过程，大部分会出现贴壁生长，因而不能直接离心获得细胞悬液，D错误。
知识点二 干细胞培养及其应用
6.下列关于ES细胞和iPS细胞及其应用的说法，正确的是（ ）
A.ES细胞存在于早期胚胎中，能分化成各种功能细胞，不能形成生物个体
B.ES细胞存在于成体组织和器官内，能分化成特定的组织
C.iPS细胞存在于成体组织和器官内，能分化成特定的组织
D.iPS细胞是人工诱导产生的，也可诱导分化成为各种组织细胞
解析：D ES细胞存在于早期胚胎中，能分化成任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至生物个体，A、B错误；iPS细胞是分化的体细胞在体外经人工诱导培养形成的诱导多能干细胞，在特定条件下可诱导分化成各种组织细胞，C错误，D正确。
7.（2024·山东青岛高二期末）如图为诱导多能干细胞（iPS细胞）用于治疗糖尿病的示意图，下列相关叙述错误的是（ ）
A.干细胞存在于多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞等
B.诱导iPS细胞分化的实质是动物细胞核具有发育的全能性
C.除图中的成纤维细胞外，已分化的T细胞和B细胞等均能被诱导为iPS细胞
D.将分化得到的胰岛细胞移植回病人体内治疗，理论上可避免免疫排斥反应
解析：B 诱导iPS细胞分化的实质是基因的选择性表达，B错误。
8.（2024·河南周口期末）如图表示科学家利用牛的体细胞诱导出多能干细胞（iPS），进而再分化成多种体细胞的过程。下列相关叙述错误的是（ ）
A.过程①所取的组织可用胰蛋白酶处理成单个细胞
B.过程②转入的相关因子影响体细胞内基因的表达
C.过程③所用培养液和所有培养用具需进行灭菌处理
D.过程④获得的神经细胞和肌细胞含有的基因种类不同
解析：D 动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞，A正确；由题图可知，过程②转入的相关因子会影响体细胞内基因的表达，使细胞恢复未分化状态，B正确；细胞培养成功的关键条件是培养基（液）、培养用具及培养环境无菌无毒，故过程③所用培养液和所有培养用具需进行灭菌处理，C正确；过程④为细胞再分化，其实质是基因的选择性表达，不改变基因种类，故获得的神经细胞和肌细胞含有的基因种类相同，D错误。
9.（2024·河南联考期末）目前肺类器官主要有两种培养方式：其一是诱导多能干细胞（iPS细胞）生成；其二是将肺上皮干细胞与筛选后的体细胞进行共培养（过程如图所示）。下列叙述错误的是（ ）
A.iPS细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织
B.肺类装配体的培养需要适宜的营养、温度、pH等基本条件
C.培养肺类装配体时需定期更换培养液以便清除代谢废物等
D.肺类器官A和B细胞中的DNA相同，RNA和蛋白质存在差异
解析：A 成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，iPS细胞类似胚胎干细胞，可以分化成各种细胞或组织，A错误；在体外培养动物细胞，需要满足相应的条件，所以肺类装配体的培养需要适宜的营养、温度、pH等基本条件，B正确；培养肺类装配体时需定期更换培养液以便清除代谢废物等，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害，C正确；由题图可知，肺类器官A和B是由肺上皮干细胞分化而来，细胞分化的实质是基因的选择性表达，所以肺类器官A和B细胞中的DNA相同，RNA和蛋白质存在差异，D正确。
10.下图为动物细胞培养过程中，细胞数量的指数变化示意图。下列表述正确的是（ ）
A.初代培养过程中，细胞不会发生基因突变
B.细胞分裂8次以上时，大部分细胞老化、死亡
C.传代培养时，少数细胞会克服细胞寿命的自然极限，其遗传物质发生了改变
D.有限细胞系适于作为疫苗的宿主细胞
解析：C 初代培养过程中，若细胞有丝分裂过程复制出现差错，也会发生基因突变，A错误；细胞分裂13次以上时，大部分细胞老化、死亡，少部分细胞获得无限增殖的能力，B错误；传代培养时，部分细胞遗传物质改变，具有癌变细胞的特点，可以在培养条件下无限制的传代下去，C正确；无限细胞系能够无限增殖，适于作为疫苗的宿主细胞，D错误。
11.（多选）在治疗大面积烧伤病人时，通常选取皮肤烧伤患者的自身细胞（如具有分裂能力的成纤维细胞），经体外培养获得自体健康皮肤，再通过皮肤移植手术对患者进行治疗。下列说法错误的是（ ）
A.通常选取皮肤中分裂能力强、易培养的成纤维细胞或皮肤干细胞进行体外培养
B.用胃蛋白酶处理组织使其分散成单个细胞，有利于单个细胞与培养液充分接触
C.该细胞体外培养过程只需要提供O2，其呼吸产生的CO2就足以维持培养液的pH
D.与体外培养癌细胞过程相比，该患者皮肤细胞培养过程中会出现接触抑制现象
解析：BC 根据题意，为治疗皮肤大面积烧伤的患者，选取其自身细胞进行体外培养获得健康皮肤，皮肤中成纤维细胞或皮肤干细胞分裂能力强、易于体外培养，通常选取这些细胞进行体外培养更容易成功，A正确；用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理组织使其分散成单个细胞，可以使单个细胞与培养液充分接触，有利于细胞充分吸收培养液中的营养物质，并排出代谢废物，B错误；动物细胞培养所需的气体主要有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，因细胞呼吸产生的CO2不足以维持培养液的pH，所以才需要提供5％的CO2，C错误；癌细胞在营养充足的条件下具有无限增殖的能力，不会出现动物细胞培养过程中出现的接触抑制现象，D正确。
12.（多选）为了初步检测药物X和Y的抗癌活性，在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肝癌细胞，使其贴壁生长，实验组加入等体积相同浓度的溶于二甲基亚砜（溶剂）的药物X或Y，对照组中也加入了一定的溶液，培养过程及结果如图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
实验结果
组别 细胞个数（个/孔）
对照 7.8×106
药物X 6.7×104
药物Y 5.3×105
A.对照组和实验组均设置了三个孔，可以减少实验误差
B.可用血细胞计数板对肝癌细胞进行计数
C.对照组中加入的溶液是和实验组等体积的无菌蒸馏水
D.根据实验结果，可以初步判断药物X的抗癌效果较好
解析：ABD 对照组和实验组均设置了三个孔，符合平行重复原则，最终求每个组的平均值，可以减少实验误差，降低偶然因素对实验结果的影响，A正确；根据单一变量原则可知，对照组中加入的溶液是和实验组等体积、相同浓度的无菌二甲基亚砜，以排除溶剂对实验结果的干扰，C错误；根据实验结果可知，最终细胞的数量：对照组＞药物Y实验组＞药物X实验组，说明加入药物X的实验组存活的癌细胞数是最少的，即可以初步判断药物X的抗癌效果较好，D正确。
13.（多选）如图所示是某动物细胞培养时，培养液中活细胞和死亡细胞密度统计结果，下列相关叙述正确的是（ ）
A.实验中要控制胃蛋白酶溶液浓度和处理时间，以免损伤细胞
B.培养液中应适当加入青霉素、链霉素，以避免杂菌污染
C.bc段变化的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累
D.培养至第6 d时，新产生的细胞数等于死亡细胞数
解析：BC 动物细胞培养时，需要用胰蛋白酶处理，因此实验中要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间，以免损伤细胞；6 d时，新产生的细胞数等于死亡细胞数，6 d后，新产生的细胞数小于死亡细胞数，活细胞密度降低。
14.如图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线，图中O、A、B、C、D、E是曲线上的点，其中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。据图回答问题：
（1）通常将动物组织处理后的初次培养称为原代培养，在图中是OB段（填字母）。
（2）在动物细胞培养时，将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基称为合成培养基。通常在培养基中还需要加入适量血清等一些天然成分，血清作为天然培养基的作用是补充合成培养基中缺失的成分。
（3）动物细胞培养和植物组织培养过程中，就细胞增殖、分化来说，动植物细胞都要进行增殖，不同的是植物细胞还要进行脱分化和再分化。
解析：（1）人们通常将动物组织处理后的初次培养称为原代培养，在图中是OB段。（2）在动物细胞培养时，将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基称为合成培养基。通常还需要在培养基中加入适量血清等一些天然成分，血清作为天然培养基的作用是补充合成培养基中缺失的成分，有利于细胞的正常生长与增殖。（3）动物细胞培养和植物组织培养过程中，二者除了都需要增殖外，植物细胞不同于动物细胞的是还要进行脱分化和再分化。
15.（2024·山东泰安模拟）胚胎干细胞必须从胚胎中获取，但这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞，获得了类似于胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞（简称iPS细胞）。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，因此iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。下图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图（c-Myc、Klf4、Sox2和Oct-3/4等基因与细胞的脱分化有关）。回答下列问题。
（1）在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，这说明细胞间的物质主要为蛋白质，不能（填“能”或“不能”）用胃蛋白酶处理成纤维细胞，原因是多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，胃蛋白酶在此环境中变性失活。
（2）在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是清除细胞代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
为了给培养物提供无菌环境，可进行的操作是对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作。
（3）过程③④为iPS细胞提供的条件不同，分化得到的细胞不同，可知细胞分化是基因的选择性表达的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是避免了免疫排斥问题。
（4）如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，该技术可能的应用是解决不育问题。
解析：（1）在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。多数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，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适宜用于细胞培养。（2）在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是清除细胞代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。为了给培养物提供无菌环境，可进行的操作是对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作。（3）细胞分化是基因选择性表达的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内，由于自体细胞组织相容性抗原相同，故可以避免免疫排斥反应。（4）如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，可以用该技术解决不育问题。
16.动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。下图是一个幼龄小鼠的肝脏小块培养装置示意图。请回答下列问题：
（1）肝脏小块取自幼龄鼠是因为幼龄鼠的肝脏分裂能力强，分化程度低，肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞吸收氧气和营养物质、排出代谢物。
（2）培养液中添加抗生素是为了抑制细菌的生长，但要注意选择抗生素的种类和剂量，以保证抗生素对肝脏无害。培养液中的营养物质种类主要包含葡萄糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素等，并按照所需数量严格配制而成。这样的培养基称为合成培养基。使用此种类的培养基，通常需要加入血清等一些天然成分。
（3）有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用上图所示装置和提供的下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。
材料用具：肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素（刺激淋巴细胞分裂），显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管，吉姆萨染液（使染色体着色），有机物X溶液等。
实验过程：
①在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份，备用。
②利用甲、乙、丙、丁4组上图所示装置，按下表步骤操作（“√”表示已完成的步骤）。
甲 乙 丙 丁
步骤一：加入肝脏培养液 √ √ √ √
步骤二：加入有机物X溶液 √ √
步骤三：放置肝脏小块 √ √
③培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。
④一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察染色体形态和数量，并对比分析。若观察到丙组淋巴细胞染色体出现异常，而丁组（或者甲、乙、丁组）的淋巴细胞正常，则说明肝脏小块对有机物X具有解毒作用。
（4）分析实验操作步骤，实验中设置甲、乙两组的目的是排除肝脏培养液、肝脏小块（独自）对实验结果的影响。
解析：（1）幼龄鼠的肝脏分裂能力强，分化程度低，更容易培养。肝脏切成小薄片可以增大与外界环境的接触面积，因此肝脏小片放在培养基中就可以扩大与培养基的接触面积，利于吸收氧气和营养物质、排出代谢物。（2）动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，抗生素可以杀菌，抑制细菌的生长。这种将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。因为合成培养基中可能缺少细胞生长所需要的一些物质，通常需要加入血清等一些天然成分。（3）由题目中吉姆萨染液（使染色体着色），可知在显微镜下观察染色体的形态和数目。因为有机物X对淋巴细胞的毒害作用，当出现丙异常，而丁组（或者甲、乙、丁组）的淋巴细胞正常，说明对细胞的毒害是物质X引起的，同时加入肝脏小块和X时，细胞正常，说明肝脏小块对有机物X有解毒作用。（4）由表格可知，甲组只含有肝脏培养液，乙组加入了肝脏小块，甲乙设置对照的目的是排除肝脏培养液、肝脏小块（独自）对实验结果的影响。
17 / 17第2课时 胚胎工程技术及其应用
导学 聚焦 1.基于胚胎移植的生理学基础，运用归纳与概括、对比与分析、模型与建模等方法，以文字和图示的形式说明体外受精和胚胎移植的过程。 2.关注试管动物技术在促进家畜快速繁殖中的应用。关注胚胎工程与畜牧业发展
知识点（一） 体外受精和胚胎移植
1.体外受精
（1）试管动物：通过人工操作使卵子在 体外 受精，经培养发育为 早期胚胎 后，再进行移植产生的个体。
（2）体外受精技术的主要步骤： 卵母细胞的采集 、 精子的获取 和 受精 。
（3）过程
2.胚胎移植
（1）概念：是指将通过 体外受精 及其他方式得到的胚胎，移植到 同种的 、 生理状态相同 的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
（2）胚胎移植的基本程序
（3）胚胎移植的意义
①充分发挥雌性优良个体的 繁殖潜力 。
②大大缩短了供体本身的 繁殖周期 。
③对供体施行 超数排卵 处理后，增加后代数量。
3.判断下列有关表述的正误
（1）为了获得更多的卵母细胞，需用性激素对供体进行处理。（ × ）
提示：为了获得更多的卵母细胞，需用外源促性腺激素对供体进行处理。
（2）受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植。（ × ）
提示：胚胎移植时应在原肠胚以前，一般在桑葚胚或囊胚阶段，也可能在更早的时期。
（3）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行，因为两者生理特征相近，易于成功。（ √ ）
（4）胚胎移植时，供体母畜需要具备优良的遗传性状。（ √ ）
探讨 分析胚胎移植的相关问题
试管动物技术正广泛应用于畜牧业生产，如图为试管牛的生产流程图，请回答下列问题：
（1）①过程中，获得的精子经获能处理后才具备受精能力，同时获得的卵母细胞应培养至 MⅡ 期，原因是 该时期的卵母细胞具有受精能力 。
（2）从精子、卵子结合的场所分析体外受精和人工授精是否相同？请说明理由。
提示：不相同。体外受精是在体外完成精子、卵子的结合，而人工授精是在体内完成的。
（3）②过程应选 桑葚胚或囊胚 进行胚胎移植，其实质是 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 。
（4）移入的早期胚胎能在受体子宫里面成活的原因是 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 。
（5）胚胎移植过程中，对供、受体的选择有哪些要求？
提示：供体：遗传性状优良、生产能力强；受体：有健康的体质和正常繁殖能力。
（6）胚胎移植后，经受体孕育的后代，其遗传特性是与供体还是受体保持一致？为什么？
提示：胚胎移植产生的后代的遗传特性与供体保持一致，受体母畜只提供胚胎发育的场所（子宫）和营养，不影响供体胚胎的遗传特性。
1.胚胎移植的生理学基础
2.胚胎移植中的四个注意点
1.（2024·合肥高二期中）梅花鹿胚胎移植实验的主要流程：①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④对胚胎进行质量检查→⑤胚胎移植→子代梅花鹿。下列相关叙述正确的是（ ）
A.①过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂
B.③过程是以哺乳动物早期胚胎在输卵管或子宫中处于游离状态为前提的
C.④可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚
D.⑤过程中移植的胚胎必须与受体血型相同
解析：B ①过程需要注射促性腺激素，目的是获得更多的卵母细胞，A错误；③过程时哺乳动物早期胚胎在输卵管或子宫中处于游离状态，从而方便收集胚胎，B正确；④可移植的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚期，C错误；⑤过程中移植的胚胎不需要与受体血型相同，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，胚胎健康即可，D错误。
2.（2024·吉林通化高二检测）下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是（ ）
A.对供体、受体要进行选择
B.要用激素对供体进行超数排卵处理
C.供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应
D.受精卵移入相应的培养液中培养，待培养的胚胎发育到特定阶段再移植
解析：C 大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，在进行胚胎移植时没有必要对供体和受体进行免疫检查，C符合题意。
知识点（二） 胚胎分割
1.概念：采用 机械方法 将早期胚胎切割成 2等份、4等份或8等份 等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
2.实质：动物的 无性 繁殖或克隆。
3.主要仪器设备： 体视显微镜 和 显微操作仪 。
4.操作程序
（1）选择发育良好、形态正常的 桑葚胚或囊胚 ，移入盛有操作液的培养皿中。
（2）在显微镜下用 分割针 或分割刀分割，在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将 内细胞团 均等分割。
（3）还可用分割针分割滋养层，做 DNA分析，鉴定性别 。
（4）分割后的胚胎可以直接移植给受体，或经 体外培养 后，再移植给受体。
5.胚胎分割的意义
6.判断下列有关表述的正误
（1）胚胎的产生过程一般是有性生殖，但胚胎分割是无性生殖。（ √ ）
（2）做DNA分析、鉴定性别要取内细胞团处的细胞。（ × ）
提示：做DNA分析、鉴定性别要取滋养层处的细胞。
（3）胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚。（ × ）
提示：胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
（4）利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。（ √ ）
探讨 分析胚胎分割时的注意事项
如图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题：
（1）对囊胚阶段的胚胎分割时，为什么将内细胞团均等分割？
提示：若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。
（2）胚胎分割是不是分割的份数越多，效率越高？
提示：分割的份数越多，分割后胚胎成活的概率越小。
（3）做性别鉴定时选取哪部分细胞进行DNA分析？为什么？
提示：滋养层细胞；原因：①内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，如果取了内细胞团细胞，可能会影响胎儿以后的发育。②滋养层细胞和内细胞团细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂和细胞分化形成，具有相同的遗传物质。
（4）原肠胚时期进行胚胎分割可以吗？为什么？
提示：原肠胚不适合分割，多数是对桑葚胚或囊胚阶段的胚胎进行分割。因为原肠胚已分化出三个胚层，每个胚层细胞的分化方向已确定，只分割出一部分胚层细胞不可能发育为一个完整的幼体。
1.胚胎分割的基础
（1）理论基础：细胞的全能性。
（2）物质基础：每个细胞核内具有相同的遗传物质。
2.胚胎分割动物与体细胞核克隆动物的比较
项目 胚胎分割动物 体细胞核克隆动物
相同点 都属于无性生殖或克隆，最终技术是胚胎移植
不 同 点 胚胎的来源 雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎 通过核移植技术获得的重构胚
遗传物质 胚胎分割动物具有相同的遗传物质 克隆动物的核遗传物质主要由供体细胞的细胞核提供
起点 经过受精作用或其他方式形成的一个细胞 经过核移植形成的一个细胞
1.胚胎分割技术是一种现代生物技术，下列关于这一技术的叙述正确的是（ ）
①胚胎分割是将早期胚胎任意分割成多份 ②胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎 ③胚胎分割技术属于无性繁殖，因此属于克隆 ④胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎
A.①② B.②③
C.①③④ D.①②③④
解析：B 胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术，但不能任意分割成多份，也不能分割任意时期的胚胎；通过胚胎分割获得后代的过程是无性繁殖，属于克隆。
2.如图表示胚胎分割的过程，下列有关胚胎分割的说法，错误的是（ ）
A.为了获得良种后代，可以取少量滋养层细胞进行DNA分析
B.细胞A不一定是受精卵
C.为了获得更多的胚胎，分割胚胎时产生的份数越多越好
D.对胚胎进行分割后得到的个体性别相同
解析：C 胚胎分割可将早期胚胎分为2等份、4等份、8等份等，但胚胎分割份数越多，操作难度越大，成功率越低，C错误。
（1）体外受精的步骤主要包括 卵母细胞的采集、精子的获取和受精 。
（2）胚胎移植是将通过体外受精及其他方式得到的胚胎， 移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术 。
（3）胚胎分割是指 采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术 。
1.下列有关试管动物的说法，正确的是（ ）
A.试管牛所采用的技术中包含克隆技术和体外受精、胚胎移植
B.卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程
C.试管婴儿技术让无法产生生殖细胞的夫妇得到自己的孩子
D.试管动物的繁殖方式为无性生殖
解析：B 试管牛所采用的技术包含体外受精、胚胎移植，但不包含克隆技术，A错误；卵子只有培养至MⅡ期时，才具有与精子受精的能力，B正确；获得自己亲生孩子的前提是夫妻必须能产生有活力的生殖细胞，否则就不能得到自己的亲生孩子，C错误；试管动物的繁殖方式为有性生殖，D错误。
2.下列有关胚胎分割的叙述，错误的是（ ）
A.选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割
B.对囊胚进行胚胎分割时要保证将内细胞团均等分割
C.胚胎分割产生的后代个体表型一定完全相同
D.胚胎分割可以看成动物的无性繁殖或克隆
解析：C 选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割，A正确；对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发展，B正确；表型由基因型和环境共同决定，胚胎分割产生的后代个体基因型相同，表型不一定完全相同，C错误；来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看作动物的无性繁殖或克隆，D正确。
3.（2024·福建泉州高二检测）下列关于胚胎工程的叙述，错误的是（ ）
A.体外受精时对精子要进行获能处理，卵母细胞也需要培养至减数分裂Ⅰ中期
B.试管牛的培育过程属于有性生殖过程
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.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术
解析：A 体外受精时对精子要进行获能处理，卵母细胞也需要培养至减数分裂Ⅱ中期，A错误；试管动物的生殖方式是有性生殖，克隆动物的生殖方式是无性生殖，B正确；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，为细胞提供生长所需的天然成分，C正确；试管婴儿首先进行体外受精获得受精卵，然后利用早期胚胎培养将受精卵培养到桑葚胚或囊胚阶段再进行胚胎移植，主要应用体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术等，D正确。
4.（2024·福建厦门高二期中）下列关于胚胎移植生理学基础的说法，错误是（ ）
A.早期胚胎处于游离状态，为胚胎的移植提供了可能
B.供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理、组织的联系，这是供体胚胎正常发育的生理基础
C.受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内存活提供了可能
D.胚胎移植产下的个体在细胞质基因控制的性状上与受体性状相似
解析：D 早期胚胎在相当一定时间内处于游离状态，未与子宫建立实质性联系，这为胚胎的移植提供了可能，A正确；移植的胚胎在一定时期后会与受体子宫建立生理上和组织上的联系，从而保证了以后正常发育所需要的营养条件，B正确；一般来说，同一物种的受体母畜对于移入子宫的外来胚胎没有免疫排斥现象，C正确；供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响，即性状与受体无关，D错误。
知识点一 体外受精
1.试管动物技术是指通过人工操作使精子和卵子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后再经移植产生后代的技术。下列关于试管动物技术的叙述，不正确的是（ ）
A.该技术可以更多、更有效地利用动物卵细胞
B.运用该技术繁育后代的过程属于有性生殖
C.可实现优良品种的快速、大量繁殖
D.运用试管动物技术培育动物的过程全部在体外进行
解析：D 试管动物技术在操作过程中仍然有两性生殖细胞的结合过程，只不过是通过人工在体外操作，获得胚胎，然后再移植到生物体内发育成新个体。早期胚胎经移植后的过程在体内进行，故选D。
2.在生物学上试管婴儿技术属于（ ）
A.有性生殖、体外受精 B.无性繁殖、体内发育
C.有性生殖、体内受精 D.无性繁殖、体外发育
解析：A 试管婴儿技术是精子和卵细胞在体外培养条件下受精，属于有性生殖。
3.如图是通过体外受精技术培育试管动物的大致流程示意图，下列叙述错误的是（ ）
A.采集的精子不能直接与成熟的卵母细胞完成体外受精
B.①②过程分别为受精和减数分裂
C.自然孕育时，图中的①～④过程都是在输卵管中完成的
D.早期胚胎在生理状况相同的同种雌性动物体内都可继续发育
解析：B 采集的精子获能后才能与成熟的卵母细胞完成体外受精，A正确；①②过程分别为受精和有丝分裂，B错误。
知识点二 胚胎移植和胚胎分割
4.（2024·河南周口高二期末）无论是转基因、核移植还是体外受精所获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代，下列有关说法错误的是（ ）
A.胚胎工程的最终技术环节一般都是胚胎移植
B.进行同期发情处理，有助于使受体生理状态适于接受移植的胚胎
C.胚胎移植的生理学基础包括受体不会对移植胚胎发生免疫排斥反应
D.对牛进行胚胎移植时，供体公牛、母牛和受体母牛必须是同一品种
解析：D 对牛进行胚胎移植时，供体公牛、母牛必须是同一物种的良种，这样才能获得良种的胚胎，但受体母牛只是给胚胎提供营养物质及适宜的发育环境，可以只是同物种的一般健康牛，D错误。
5.如图表示牛胚胎移植的流程，其中①～④表示相应的操作流程。下列相关叙述错误的是（ ）
A.过程①是注射相关激素，使供、受体同期发情
B.过程②是注射促性腺激素，使供体超数排卵
C.过程③主要涉及人工授精和从卵巢中冲取胚胎
D.过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎
解析：C 过程③是从子宫或输卵管中冲取胚胎，C错误。
6.（2024·山东聊城高二期中）下列关于胚胎分割移植的叙述，不正确的是（ ）
A.胚胎分割移植存在一些问题，比如刚出生的动物体重偏轻、毛色和斑纹存在差异等
B.分割胚胎一般用分割针或者分割刀进行分割
C.不论选择桑葚胚还是囊胚进行分割，分割时的具体操作完全相同
D.胚胎分割所需要的主要仪器设备为体视显微镜和显微操作仪
解析：C 在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割，对于不同发育阶段的胚胎，分割的具体操作不完全相同，C错误。
7.如图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程，下列相关说法正确的是（ ）
A.在胚胎发育过程中，受精卵通过有丝分裂不断增加体细胞数目
B.在进行步骤③时，应选择发育良好的原肠胚来操作
C.在胚胎发育中，卵裂期细胞数量不断增多，胚胎体积不断增大
D.步骤①代表奶牛的体外受精，属于无性繁殖的方式
解析：A 在胚胎发育过程中，受精卵通过有丝分裂不断增加体细胞数目，A正确；在进行步骤③时，应选择发育良好的囊胚来操作，需均等分割囊胚的内细胞团，以免影响胚胎发育，B错误；在胚胎发育中，卵裂期细胞数量不断增多，细胞体积不断减小，胚胎体积基本不变，C错误；步骤①代表奶牛的体外受精，属于有性繁殖的方式，D错误。
8.胚胎工程中各种胚胎操作技术如图所示。下列分析正确的是（ ）
A.从良种公牛精巢内获得的精子可直接与获能的卵细胞结合受精
B.早期囊胚a、b、c的基因型相同
C.切割桑葚胚和囊胚时的具体操作是完全相同的
D.图中“小牛”的性别可能为雄性或雌性
解析：D 从良种公牛体内获得的精子需要在体外获能后才可以与培养到MⅡ期的卵细胞结合受精，A错误；据图可知，三种早期囊胚由不同受精卵发育而来，故a、b、c的基因型不一定相同，B错误；胚胎分割技术要注意对囊胚的内细胞团进行均等分割，桑葚胚中没有形成内细胞团，所以切割桑葚胚和囊胚时的具体操作是不完全相同的，C错误；由于不知道受精形成的早期囊胚c的性别，因此不能确定图中“小牛”的性别，图中“小牛”的性别可能为雄性或雌性，D正确。
9.（2024·辽宁锦州高二期末）如图表示移植卵裂期胚胎和囊胚的流产率与受孕妇女年龄的关系，下列相关叙述正确的是（ ）
A.体外受精时，需用促性腺激素处理使精子获能
B.卵裂期细胞和囊胚细胞均未分化
C.实验结果表明，卵裂期胚胎移植成功率较高
D.受孕妇女年龄越大，胚胎移植的流产风险越高
解析：D 体外受精时，需用促性腺激素处理使妇女超数排卵，A错误；囊胚阶段细胞逐渐分化，B错误；根据题图可知，移植卵裂期胚胎流产率高于移植囊胚，故卵裂期胚胎移植成功率低，C错误。
10.（多选）研究人员对新西兰白兔不同阶段胚胎在三种培养液中的分割效果进行研究，结果如表。下列相关叙述正确的是（ ）
分割胚胎 培养液 桑葚胚 囊胚
分割胚胎数 分割成功率（％） 分割胚胎数 分割成功率（％）
PBS 20 75.0 26 80.8
TCM－199 38 80.3 33 84.8
DMEM 44 80.7 42 81.0
合计 102 78.7 101 82.2
A.应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行胚胎分割
B.结果显示在DMEM培养液中分割效果优于其他两种培养液
C.分割的两种胚胎数量应足够多以减少实验误差
D.胚胎分割技术可用于优良种畜的快速繁殖
解析：ACD 结果显示分割囊胚时，在TCM－199培养液中分割效果优于其他两种培养液，B错误。
11.（多选）（2024·山东菏泽高二检测）研究人员探究不同冷冻处理方法对囊胚分割效果的影响，结果如表所示。下列有关叙述正确的是（ ）
处理方法 分割成功率/％ 半胚存活率/％
1 冷冻后分割 76.4 66.5
2 分割后冷冻 76.5 57.6
A.分割时，必须将滋养层和透明带均等分割
B.胚胎冷冻后分割，更有利于提高分割成功率
C.半胚移植后，可与受体子宫建立正常的组织联系
D.同一胚胎分割获得的不同个体性状不一定相同
解析：CD 在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的恢复和进一步发育，A错误；胚胎冷冻后分割，更有利于提高半胚存活率，而冷冻后分割与分割后冷冻相比，分割成功率几乎无差别，B错误；胚胎分割属于无性生殖或克隆，但是由于环境条件不同或生物产生变异，生物性状不一定完全相同，D正确。
12.如图表示哺乳动物克隆的几种方法的主要步骤，据图回答下列问题：
（1）方法2获得的小牛的遗传物质来源于供体1、2、3。方法1和方法2更容易获得克隆动物的是方法2。方法3获得的①②中的遗传物质是否相同？是（填“是”或“否”）。
（2）细胞B来自囊胚的内细胞团，细胞C应取自供体3的MⅡ期卵母 细胞进行处理。
（3）胚胎移植是克隆动物的最后一道工序，受体能为供体的胚胎提供相同的生理环境，依据的生理学基础是同期发情处理后，一段时间内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的（合理即可）。
（4）世界卫生组织解释克隆为“遗传上同一机体或细胞系（株）的无性繁殖”。你认为在细胞工程、胚胎工程中哪些技术也属于克隆？细胞培养、单克隆抗体、植物组织培养、胚胎分割技术等（至少答出三个）。
解析：（1）方法2获得的细胞B来自正常受精作用形成的早期胚胎，再将早期胚胎的细胞核移植到供体3的去核卵母细胞中，细胞D的核遗传物质来自供体1、2，细胞质遗传物质来源于供体3，因此方法2获得的小牛的遗传物质来源于供体1、2、3。方法1是体细胞核移植，方法2是胚胎细胞核移植，胚胎细胞分化程度低，所以胚胎细胞核移植比体细胞核移植更容易成功。方法3中采用了胚胎分割技术，而来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此方法3中①和②发育成的小牛的遗传物质相同。（2）细胞B取自囊胚的内细胞团，内细胞团的细胞具有很高的全能性，属于胚胎干细胞。细胞C应取自供体3的MⅡ期卵母细胞。（3）胚胎移植是克隆动物的最后一道工序，受体能为供体的胚胎提供相同的生理环境，依据的生理学基础是同期发情处理后，一段时间内，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。（4）根据世界卫生组织对克隆的概念可知，细胞培养、单克隆抗体、植物组织培养、胚胎分割技术等均属于克隆。
11 / 11章末质量检测（二） 细胞工程
（满分：100分）
一、单项选择题（本题共14小题，每小题2分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.（2024·江苏常州期末）下列关于利用中华猕猴桃和狗枣猕猴桃进行植物体细胞杂交的叙述，错误的是（ ）
A.中华猕猴桃和狗枣猕猴桃存在生殖隔离，不宜使用杂交育种方法培育新品种
B.常采用酶解法制备原生质体，且原生质体的产量和活力与酶解时间呈正相关
C.发生融合后的原生质体中高尔基体的活动比较旺盛，以形成新的细胞壁
D.利用这种方法培育猕猴桃新品种的原理属于染色体变异
解析：B 中华猕猴桃和狗枣猕猴桃存在生殖隔离，通过杂交不能产生可育的后代，因此，不宜使用杂交育种方法培育新品种，A正确；获得原生质体的方法是酶解法，但原生质体的产量和活力与酶解时间未必呈正相关，随着酶解时间的延长，原生质体的产量会下降，B错误；与细胞壁形成有关的细胞器是高尔基体，因此，发生融合后的原生质体中高尔基体的活动比较旺盛，C正确；利用这种方法，即体细胞杂交培育猕猴桃新品种的原理属于染色体变异，D正确。
2.（2024·山东聊城期末）辣椒素是辣椒的主要呈味分子。除了可以从辣椒果实和种子中萃取，科学家使用植物细胞培养技术大规模生产辣椒素，技术路线如图。下列表述正确的是（ ）
A.①过程需对外植体进行消毒，通常需要进行至少两次
B.愈伤组织是薄壁组织团块，细胞小、排列紧密，没有液泡，分裂能力强，分化能力弱
C.单细胞的获得一般需要用盐酸进行处理
D.辣椒素属于辣椒的初生代谢物
解析：A ①过程表示脱分化，需对外植体进行消毒，防止杂菌的干扰，通常需要进行至少两次，A正确；愈伤组织的分裂分化的能力强，B错误；盐酸处理会让单细胞失去活性，C错误；辣椒素属于辣椒的次生代谢物，D错误。
3.（2024·北京朝阳期末）用一定剂量的紫外线处理具有抗盐特性的拟南芥原生质体可使其染色体片段化，再利用此原生质体与水稻原生质体融合，以获得抗盐水稻植株。以下说法不正确的是（ ）
A.用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁
B.使用灭活的病毒诱导两种原生质体的融合
C.通过调整植物激素的比例诱导生芽或生根
D.利用一定浓度的盐水浇灌以筛选抗盐水稻植株
解析：B 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此可用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁，A正确；灭活的病毒只能诱导动物细胞融合，不能诱导植物原生质体融合，B错误；通过调整植物激素的比例可诱导生芽或生根，生长素/细胞分裂素的值大于1，有利于生根，小于1有利于生芽，C正确；抗盐水稻植株具有抗盐特性，因此利用一定浓度的盐水浇灌可筛选抗盐水稻植株，D正确。
4.（2024·浙江联考模拟）无菌操作在微生物培养、植物组织培养和动物细胞培养中都至关重要。下列叙述正确的是（ ）
A.生物技术实验中所有器皿、培养基及生物材料均需进行灭菌处理
B.酒精能使细胞中的蛋白质变性失活，95％的酒精用来消毒效果最好
C.动物细胞培养基配制时，加入抗生素即可达到无菌培养的目的
D.易分解的活性物质过滤除菌后，在无菌条件下加入灭菌的培养基中
解析：D 要对所有培养基和培养皿消毒，但是生物材料要根据实际情况来，比如说植物组织培养，外植体只能消毒，不能灭菌，不然高温下植物细胞会死亡，A错误；一般消毒用的是70％的酒精，B错误；抗生素只能杀灭细菌和一部分真菌，不能达到无菌的效果，C错误；易分解的活性物质应该用过滤灭菌，无菌条件下加入灭菌培养基，D正确。
5.现代生物工程的操作常常涉及到如图的流程，下列说法正确的是（ ）
A.若图为核移植过程，则②从卵巢中获取的卵母细胞直接作为受体细胞和①供体细胞融合
B.若图为单克隆抗体的制备过程，需要筛出产生所需抗体的杂交瘤细胞
C.若图为试管动物的培育过程，需培育到原肠胚才能进行胚胎分割与胚胎移植
D.若图为植物体细胞杂交过程，则形成③常用灭活的病毒直接处理两种植物细胞
解析：B 若图为核移植过程，在体细胞核移植过程中，应选择处于MⅡ期的卵母细胞作为受体细胞，因此需要将卵母细胞培养至MⅡ期，不是直接作为受体，A错误；若图为单克隆抗体的制备过程，则①和②是经过免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，形成融合细胞需要经过筛选，筛出产生所需抗体的杂交瘤细胞，B正确；若图为试管动物的培育过程，需培育到桑葚胚或者囊胚才能进行胚胎分割与胚胎移植，C错误；诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法，物理法包括离心、振动、电刺激等，化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂，灭活的病毒是常用来诱导动物细胞融合的，D错误。
6.乳头瘤病毒（HPV）感染是诱发宫颈癌的重要因素。HPV具有多种类型，其中的HPV16和HPV18属于高危型，可引起宫颈癌及宫颈上皮内高度病变。现对某就诊者的取样细胞进行培养，来进行确诊。下列说法不正确的是（ ）
A.分散取样的细胞能剪碎，并可采用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理
B.培养取样细胞时，需要为这些细胞提供充足的营养条件、稳定的生长环境等
C.让取样细胞进行贴壁生长，若产生了接触抑制现象，则不属于HPV高危型
D.原代培养时需将培养瓶放在CO2培养箱中培养，传代培养时则不需要
解析：D 分散取样的细胞能剪碎，并可采用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理，分散成单个细胞，A正确；培养取样细胞时，需要为这些细胞提供充足的营养条件、稳定的环境等，让其正常生长，B正确；若被HPV感染成为癌细胞，则不会出现接触抑制现象，因此若出现接触抑制现象时，则可确定不属于HPV高危型，C正确；CO2培养箱中含有95％空气和5％ CO2，CO2的主要作用是维持培养液的pH，进行细胞培养时，都需用到CO2培养箱，D错误。
7.细胞毒素类药物能有效杀伤肿瘤细胞，但也会对健康细胞造成伤害，科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合制成抗体－药物偶联物（ADC），ADC又被称作“生物导弹”，通常由抗体、接头和药物三部分组成，如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A.杂交瘤细胞释放单克隆抗体，体现了细胞膜具有一定的流动性
B.接头的结构不稳定会导致药物分子脱落，造成正常细胞被破坏
C.ADC中的抗体能特异性识别并杀伤肿瘤细胞
D.利用放射性同位素或荧光标记的单克隆抗体可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病
解析：C 单克隆抗体由杂交瘤细胞通过胞吐的方式释放，体现了细胞膜具有一定的流动性，A正确；ADC通常由抗体、接头和药物三部分组成，如果接头的结构不稳定会导致药物分子脱落，则药物分子失去了靶向性，造成正常细胞被破坏，B正确；单克隆抗体能与抗原特异性结合，这种靶向作用使ADC中的药物对肿瘤细胞具有杀伤能力，不是抗体杀伤肿瘤细胞，C错误；利用放射性同位素或荧光标记的单克隆抗体可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病，该过程利用抗原—抗体特异性结合原理来实现，D正确。
8.研究人员利用体细胞核移植技术成功培育出苏淮猪“龙凤胎”，主要步骤如下。相关叙述错误的是（ ）
步骤①：分离培养一对苏淮猪的耳组织体细胞，低温保存。
步骤②：从其他品种母猪卵巢中获取卵母细胞并培养。
步骤③：细胞核移植获得重构胚。
步骤④：将不同性别的多个胚胎移植到代孕母猪体内。
步骤⑤：孕育出苏淮小猪“龙凤胎”。
A.步骤①分离获取苏淮猪耳组织体细胞时需要使用胰蛋白酶、胶原蛋白酶、动物细胞培养液等
B.步骤②培养卵母细胞时，应一直培养到卵母细胞外出现1个极体
C.步骤③可将步骤①获得的体细胞直接显微注射到培养成熟的卵母细胞中
D.步骤④移植胚胎的性别可依据步骤①提供体细胞个体的性别确定
解析：C 步骤①分离获取苏淮猪耳组织体细胞时需要使用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理，目的是获得单细胞悬液，也需要动物细胞培养液等，以保持细胞的活性，A正确；步骤②培养卵母细胞时，应培养到减数分裂Ⅱ中期，因为此时卵母细胞具有受精能力，且卵母细胞外存在一个极体，B正确；步骤③可将步骤①获得的体细胞直接显微注射到培养成熟的去核卵母细胞中，C错误；步骤④移植胚胎的性别由步骤①中提供体细胞个体的性别确定，因此，可依据步骤①提供体细胞个体的性别来确定胚胎的性别，D正确。
9.如图为哺乳动物早期胚胎发育的过程，下列有关叙述正确的是（ ）
A.过程a和b使胚胎中有机物的含量增加
B.Ⅰ、Ⅱ时期的胚胎中都含有全能细胞
C.Ⅱ时期细胞分化达到最大限度
D.胚胎移植必须使用处于Ⅱ或Ⅲ时期的胚胎
解析：B 过程a表示卵裂形成桑葚胚，过程b表示桑葚胚形成囊胚，这两个过程细胞均需要消耗能量，故胚胎中有机物的含量均减少，A错误；Ⅰ表示桑葚胚，含有的所有细胞都是全能细胞，Ⅱ表示囊胚，含有的内细胞团细胞为全能细胞，B正确；早期胚胎在Ⅱ囊胚时期才开始出现细胞分化，C错误；胚胎移植必须使用处于Ⅰ桑葚胚或Ⅱ囊胚时期的胚胎，D错误。
10.原肠运动是指囊胚细胞有规则地移动，使未来的内胚层和中胚层细胞迁入胚胎内部，而未来的外胚层细胞铺展在胚胎的表面，从而形成原肠胚，是早期胚胎发育最特殊的阶段，细胞会从几百个增加到几千、几万个。下列有关说法正确的是（ ）
A.卵裂期胚胎中细胞数量不断增加，胚胎总体积不断增大
B.原肠胚开始出现细胞分化并形成两个胚层
C.取原肠胚外胚层细胞做染色体分析鉴定胚胎的性别
D.如果早期胚胎不能正常孵化，胚胎就无法继续发育
解析：D 胚胎发育的卵裂期的胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加或略有缩小，A错误；细胞分化是从囊胚期开始出现的，B错误；切取囊胚期的滋养层细胞进行性别鉴定，C错误；胚胎内部逐渐出现囊胚腔，囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫作孵化。如果不能发生孵化，胚胎就无法继续发育，D正确。
11.食蟹猴是实验动物的最佳选择之一，我国科学家首次通过把食蟹猴的胚胎干细胞注射到猪的胚胎中，培育出了“猪—猴嵌合体”仔猪（如图所示）。下列相关叙述错误的是（ ）
A.囊胚期的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，此嵌合胚胎包含两种动物的组织
B.仔猪没有表现出食蟹猴的性状是因为食蟹猴的基因在仔猪体内不能进行表达
C.胚胎干细胞培养过程中需要提供无菌、无毒的环境，适宜的温度、pH和渗透压等
D.若该实验成功则有望将人的胚胎干细胞注入猪早期胚胎内，培育出人体细胞发育成的器官
解析：B 囊胚期细胞开始出现分化，其中的内细胞团具有全能性，发育成胎儿的各种组织；此嵌合胚胎包含两种动物的组织，分别是食蟹猴和猪，A正确；分析题意，本技术最终培育出了“猪—猴嵌合体”仔猪，即仔猪中有食蟹猴的相关性状表达，B错误；胚胎干细胞培养过程中需要提供无菌、无毒的环境，适宜的温度、pH和渗透压等，以保证细胞正常生长，C正确；若该实验成功则有望将人的胚胎干细胞注入猪早期胚胎内，培育出人体细胞发育成的器官，该研究能够解决器官移植的供体不足问题，避免在器官移植过程中发生免疫排斥反应，D正确。
12.哺乳动物的单倍体胚胎干细胞是指只含有一套染色体、拥有类似于正常胚胎干细胞特性的细胞类群，可分为孤雌单倍体胚胎干细胞和孤雄单倍体胚胎干细胞两种类型，在研究隐性基因突变、表观遗传修饰和配子发育中具有独特的优势。下列叙述错误的是（ ）
A.在体外培养条件下，单倍体胚胎干细胞可增殖而不发生细胞分化
B.单倍体胚胎干细胞可能由精子或卵细胞激活后发育形成，仍保持配子的生殖功能
C.单倍体胚胎干细胞具有发育的全能性，可诱导分化成各种功能的细胞、组织和器官
D.单倍体胚胎干细胞中不含等位基因，可直接培育成单倍体动物模型研究性状与基因的关系
解析：D 在体外培养条件下，在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养液中，单倍体胚胎干细胞能够维持不分化的状态，A正确；单倍体胚胎干细胞只含有一套染色体，可能由精子或卵细胞激活后发育形成，仍保持配子的生殖功能，B正确；单倍体胚胎干细胞具有发育的全能性，在培养液中加入分化诱导因子，如牛磺酸、丁酰环腺苷酸等化学物质时，可诱导分化成各种功能的细胞、组织和器官，C正确；单倍体胚胎干细胞中不含等位基因，但动物细胞核具有全能性，需要核移植技术才能培育成单倍体动物，D错误。
13.细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。下图是优质奶牛的几种操作技术示意图，有关叙述错误的是（ ）
A.为使更多的胚胎移植成功，需对供体母牛与受体母牛进行同期发情处理
B.防止多精入卵的两道屏障是先发生“卵细胞膜反应”，接着发生“透明带反应”
C.卵裂时通过有丝分裂增殖，细胞的细胞核与细胞质两者的体积之比逐渐变大
D.早期囊胚a、b、c的基因型不一定相同，d可直接移植给受体孕育成遗传物质相同的后代
解析：B 为使更多的胚胎移植成功，需对供体母牛与受体母牛进行同期发情处理，保证胚胎能够成功着床进行发育，A正确；防止多精入卵的两道屏障是先发生“透明带反应”，接着发生“卵细胞膜反应”，B错误；卵裂过程通过有丝分裂方式增殖，细胞卵裂过程中，细胞数量增加，胚胎总体积不增加，单个细胞体积减小，因此细胞的细胞核与细胞质两者的体积之比逐渐变大，C正确；据图可知，三种早期囊胚由不同受精卵发育而来，故a、b、c细胞核中的遗传物质不一定相同，其基因型不一定相同，d是经过胚胎分割形成的两个健康的胚胎，可直接移植给受体，D正确。
14.（2024·山东威海期末）科学家通过体外诱导黑鼠成纤维细胞获得了诱导多能干细胞（iPS细胞），继而利用iPS细胞培育出了嵌合体克隆鼠，培育流程如下：先将取自白鼠的2细胞胚胎进行特殊处理，使之形成的囊胚中内细胞团不能发育；然后将获得的iPS细胞注入该囊胚中形成重组囊胚；最后将重组囊胚移植到代孕白鼠体内，可得到克隆鼠。下列说法错误的是（ ）
A.iPS细胞需置于含有95％空气和5％CO2混合气体的CO2培养箱中培养
B.注入iPS细胞的重组囊胚中的内细胞团发育成了克隆鼠的各种组织
C.需用激素对代孕白鼠进行同期发情处理
D.欲确定嵌合体克隆鼠的性别，需在胚胎移植前取样鉴定
解析：D 嵌合体克隆鼠的性别由提供iPS细胞的黑鼠决定，不需在胚胎移植前取样鉴定，D错误。
二、多项选择题（本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
15.（2024·河北邯郸期末）微载体培养动物细胞技术是目前公认的最有发展前途的一种动物细胞大规模培养技术，其兼具悬浮培养和贴壁培养的优点。培养的细胞贴附在微载体表面，可以在较短时间内得到大量的细胞，细胞传代只需要添加新的微载体，基本上可避免细胞在胰蛋白酶消化过程中受到的损伤。下列叙述正确的是（ ）
A.动物细胞必须贴壁才可以在培养液中生长
B.培养液中添加微载体可以使细胞在悬浮状态下培养
C.培养动物细胞时应保证无菌、无毒的环境及适宜的温度、pH等条件
D.在培养动物细胞时提供的气体环境应为95％的空气和5％的CO2
解析：CD 动物细胞培养时，有些细胞需要贴壁生长，而有些细胞可以悬浮生长，如肿瘤细胞，A错误；微载体为细胞提供附着位点，使细胞能够在微载体上贴壁生长，B错误；培养动物细胞时应保证无菌、无毒的环境及适宜的温度、pH等条件，C正确；在培养动物细胞时应提供的气体环境为95％的空气和5％的CO2，D正确。
16.（2024·山东烟台模拟）黄曲霉毒素在保存不当的霉变粮油食品中含量较高，具有很强的致癌性。研究表明黄曲霉毒素能引起细胞中粗面内质网上的核糖体不断脱落。科研人员用黄曲霉毒素偶联抗原制备出单克隆抗体以检测食品中黄曲霉毒素的含量。下列叙述正确的是（ ）
A.当人误食黄曲霉毒素后，肠腺细胞可能发生消化酶的合成分泌减少
B.可用电融合法、PEG融合法或灭活病毒诱导法诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合
C.细胞融合体现了细胞膜的流动性，杂交瘤细胞体外增殖体现了细胞的全能性
D.单克隆抗体用于检测食品中黄曲霉毒素的原理是抗原—抗体杂交
解析：ABD 当人误食黄曲霉毒素后，能引起肠腺细胞中粗面内质网上的核糖体不断脱落，可能发生消化酶的合成分泌减少，A正确；可用电融合法、PEG融合法或灭活病毒诱导法等物理、化学或生物的方法诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合，B正确；细胞融合体现了细胞膜的流动性，杂交瘤细胞体外增殖并没有形成新个体或分化成其他各种细胞，不能体现细胞的全能性，C错误；利用抗原—抗体杂交原理，单克隆抗体可用于检测食品中的黄曲霉毒素，D正确。
17.第三次全国大熊猫野外种群调查显示，全国野生大熊猫不足1 600只，为保护和繁殖大熊猫，科研人员进行了如图实验，相关叙述不正确的是（ ）
A.克隆熊猫培育成功的部分原因是卵细胞质具有调控细胞核发育的作用
B.图中用激素处理可使供体超数排卵，代孕受体在移植前不需要进行处理
C.图中的熊猫甲与亲代雌性大熊猫的性状基本相同
D.熊猫乙和熊猫丙的基因型和表型一定都相同
解析：BCD 核移植时卵细胞质具有调控细胞核发育的作用是克隆成功的部分原因，A正确；代孕受体在胚胎移植前需要经过同期发情处理，以便早期胚胎成功植入或着床，B错误；发育成克隆熊猫甲的重组细胞的细胞质来自亲代雌性熊猫的卵母细胞，细胞核来自亲代的卵细胞与精子受精形成的受精卵，其性状由亲代雌雄个体共同决定，C错误；虽然熊猫乙、熊猫丙由同一受精卵发育而来，遗传物质相同，但环境因素对其性状表现也有一定的影响，故二者表型未必完全一致，D错误。
18.（2024·江苏苏州期末）人类病原微生物在人与实验动物上症状表现和代谢差异大，导致实验结果无法准确应用于人体。人源化肝脏嵌合鼠的成功构建提供了一种新的实验动物模型，下图为建立人源化肝脏嵌合鼠的主要流程，相关叙述正确的有（ ）
A.选择免疫缺陷的小鼠可以防止其对肝毒性基因的免疫排斥
B.可将iPS细胞在一定条件下定向分化成有功能的肝细胞，用于移植
C.人源化肝脏嵌合鼠是含有人、鼠各两个染色体组的四倍体
D.人源化肝脏嵌合鼠适用于人类病毒性肝炎的研究
解析：ABD 选择免疫缺陷的小鼠的免疫功能下降，可防止其对肝毒性基因的免疫排斥，A正确；可通过诱导iPS细胞分化成有功能的肝细胞用于移植，B正确；人源化肝脏嵌合鼠是含有人、鼠的细胞，但是两种细胞并没有融合，仍然是二倍体，C错误；人源化肝脏嵌合鼠可用作感染模型，则人源化肝脏嵌合鼠适用于人类病毒性肝炎的研究，D正确。
19.（2024·江苏徐州期中）我国科研人员将一个极体注入修饰后的次级卵母细胞后（类似受精作用），最终创造出“孤雌生殖”的小鼠。实验过程如下图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A.囊胚期内细胞团细胞分化成了滋养层细胞
B.通过电融合法可以使第二极体和次级卵母细胞融合
C.孤雌生殖产生的小鼠的体细胞中只有一条X或Y染色体
D.“孤雌小鼠”的诞生过程体现了体细胞细胞核的全能性
解析：ACD 囊胚期时，胚胎进一步发育，细胞逐渐分化。聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团，而沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为滋养层细胞，故滋养层细胞不是由内细胞团分化的，A错误；可通过电融合法使两个细胞发生融合，故电融合法可以使第二极体和次级卵母细胞融合，B正确；孤雌生殖产生的小鼠是由第二极体和次级卵母细胞融合形成（类似于受精作用），极体和修饰后的次级卵母细胞都只有X染色体，没有Y染色体，故孤雌小鼠的体细胞中应不含Y染色体，且体细胞应有两条X染色体，C错误；动物细胞核移植形成的个体原理为体细胞细胞核的全能性，而孤雌小鼠的形成，类似于受精作用，不能体现体细胞细胞核的全能性，D错误。
三、非选择题（本题共4小题，共57分）
20.（14分）花椰菜和黑芥均为十字花科植物，花椰菜易患黑腐病（致病菌为黄单胞杆菌，属细菌）。拟通过植物体细胞杂交技术（如图1），将黑芥的抗黑腐病基因引入到花椰菜中。
（1）在用酶解法制备原生质体时，需先用较高渗透压的溶液处理植物细胞，使细胞处于微弱的失水状态，然后用纤维素酶和果胶酶消化去除细胞壁，获得原生质体。
（2）用不同剂量紫外线处理黑芥原生质体，统计愈伤组织数和再生植株率，结果如图2。
由图2可知，处理黑芥原生质体的适宜紫外线剂量为0.1J·cm－2，此处理下融合细胞的再生能力较强，既能得到大量愈伤组织，再生植株率也最高。
（3）杂种细胞经组织培养发育成植株，该过程所用培养基中包括水、无机盐、有机营养等营养物质，此外还需加入一定浓度和比例的植物激素，以调节细胞的发育方向。
解析：（1）根据渗透原理，外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞会失水；植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此去除植物细胞壁应该用纤维素酶和果胶酶。（2）由图2可知，紫外线剂量为0.1 J·cm－2时，细胞的再生能力较强，既能得到大量愈伤组织，再生植株率较高，因此处理黑芥原生质体的适宜紫外线剂量为0.1 J·cm－2。（3）植物组织培养时，培养基中包括水、无机盐、有机营养等营养物质，此外还需加入一定浓度和比例的植物激素（生长素和细胞分裂素），以调节细胞的发育方向。
21.（14分）回答下列有关动物细胞培养的问题：
（1）现用某种大分子染料对细胞进行染色时，观察到死细胞能被染色，而活细胞不能被染色，原因是活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内（或死细胞的细胞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）。
（2）检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用处于有丝分裂中期的细胞在显微镜下进行观察。
（3）在细胞培养过程中，通常在冷冻（或超低温、液氮）条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低。
解析：（1）活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料不能通过，所以活细胞不能被染色；死细胞的细胞膜失去了选择透过性，大分子染料可以通过，所以死细胞能被大分子染料染色。（2）有丝分裂中期时，染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体数目的最佳时期。（3）在细胞培养过程中，通常在冷冻（或超低温、液氮）条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低。
22.（14分）据第三次全国大熊猫野外种群调查，全世界野生大熊猫数量不足1 600只，因此，如何保护和繁殖大熊猫是亟待解决的问题，现设计如图所示繁殖过程。请回答下列问题：
（1）获取的精子需要获能处理后才能参与受精，用促性腺激素处理雌性大熊猫可以促进排卵，如果卵子来自卵巢，则需要培养至MⅡ期才能参与受精。
（2）培育克隆熊猫采用的技术有细胞核移植、早期胚胎的培养、胚胎移植（答出2条即可）等，克隆熊猫体细胞中的遗传物质来源是细胞核遗传物质来自雌性和雄性大熊猫，细胞质遗传物质来自雌性大熊猫。
（3）胚胎移植需要对供体和受体进行同期发情处理，通常选桑葚胚或囊胚期进行移植。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 ，进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
23.（15分）人心肌细胞中的肌钙蛋白由三种结构不同的亚基组成，即肌钙蛋白T（cTnT）、肌钙蛋白I（cTnI）和肌钙蛋白C（cTnC），其中cTnI在血液中含量上升是心肌损伤的特异性指标。为制备抗cTnI的单克隆抗体，科研人员完成了以下过程。请据图分析回答下列问题：
（1）细胞培养中，为防止有害代谢物的积累，可采用定期更换培养液的方法。每隔2周用cTnI作为抗原注射小鼠1次，共注射3次，其目的是加强免疫，刺激小鼠机体产生更多的B淋巴细胞，最后一次免疫后第3天，取脾脏内部分组织制成细胞悬液与骨髓瘤细胞诱导融合，常用的化学诱导因素是聚乙二醇（PEG）。
（2）甲、乙、丙中，只含杂交瘤细胞的是乙和丙，过程②表示将乙细胞接种到多孔培养板上，进行抗体阳性检测，之后稀释、培养、再检测，并多次重复上述操作，其目的是筛选获得能产生特异性强、灵敏度高的抗cTnI抗体的杂交瘤细胞。
解析：（1）细胞培养中，为防止有害代谢物的积累对细胞自身造成危害，可采用定期更换培养液的方法，以便清除代谢物。每隔2周用cTnI作为抗原注射小鼠1次，共注射3次，其目的是加强免疫，刺激小鼠机体产生更多的B淋巴细胞；诱导动物细胞融合常用的化学诱导因素是聚乙二醇（PEG）。（2）图中过程①②依次表示单克隆抗体制备过程中的两次筛选，其中过程①第一次筛选是用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，过程②第二次筛选是通过克隆化培养和抗体检测筛选出能产生抗cTnI抗体的杂交瘤细胞。因此，甲、乙、丙中，只含杂交瘤细胞的是乙和丙；过程②的目的是筛选获得能产生特异性强、灵敏度高的抗cTnI抗体的杂交瘤细胞。
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