第2章 细胞工程【速记清单】-2024-2025学年高二生物单元速记·巧练（人教版2019选择性必修3）

第2章 细胞工程 内容导航 01 思维导图 知识串联重难点1植物组织培养 重难点2植物繁殖的新途径、作物新品种的培育 重难点3动物细胞培养、干细胞的培养 重难点4动物细胞融合与单克隆抗体 重难点5动物细胞核移植技术及克隆动物 重难点6体外受精、胚胎移植、胚胎分割 02 考点速记 核心必记 03 重难专攻 素养提升 04 教考衔接 科学练题 （详图见附件PDF）01 思维导图 02 考点速记 植物细胞工程的基本技术 一、植物组织培养技术 1.植物组织培养定义：植物组织培养技术是将 的植物器官、 等，培养在 ，给予适宜的培养条件，诱导其形成 的技术。 2.植物组织培养流程： 等―→试管苗完整植株。 3.实例：菊花的组织培养 （1）消毒：①用 擦拭双手和超净工作台台面。②将流水充分冲洗后的外植体（幼嫩的茎段）用 消毒30s，然后立即用 清洗2〜3次;再用 溶液处理30min后，立即用 清洗2〜3次。 （2）接种：①将消过毒的外植体置于 的培养皿中，用 吸去表面的水分。用解剖刀将外植体切成0.5～1cm长的小段。②在 旁,将外植体的 插入 愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上 。 （3）培养：①脱分化。将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于 ℃的培养箱中培养。在培养过程中,定期观察和记录 的生长情况。②再分化。培养15～20d后，将生长良好的愈伤组织转接到 的培养基上。长出芽后，再将其转接到 的培养基上，进一步诱导形成试管苗。 （4）移栽：移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在 内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到 的蛭石或珍珠岩等环境中，待其 后再移栽入土。每天观察并记录 ，适时浇水、施肥，直至开花。 二、植物体细胞杂交技术 1．概念：将 的植物体细胞，在一定条件下融合成 ，并把 培育成新 的技术。 2．过程：下图为植物体细胞杂交技术流程图。字母a～f表示相关过程，其中a为去除 的过程，用到的酶是 。b表示人工诱导 的过程，诱导的方法基本可以分为两大类—物理法和化学法。物理法包括 等;化学法包括 等。过程c是原生质体融合后再生出新的 的过程。过程d表示 ，e表示 ，过程f用到的技术是 技术，其原理是 。甲～戊表示相关细胞或结构，甲、乙 （是、不是）结构完整的植物细胞，丙表示 ，丁表示 ，戊表示 。 3． 意义：打破 、实现 育种，培育植物 。 植物细胞工程的应用 一、植物繁殖的新途径 1．快速繁殖 (1)概念：用于快速繁殖优良品种的 技术,被人们形象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作 技术。 (2)特点：快速繁殖技术可以高效、快速地实现种苗的 ；可以保持优良品种的 ；可实现育苗的 。 (3)实例：一些优良的 植物、经济林木、 作物和濒危植物等都实现了利用快速繁殖技术来提供苗木。甘蔗、 和铁皮石斛等试管苗的生产，已形成一定规模。 2．作物脱毒 (1)概念：植物顶端 附近（如茎尖）的病毒 ，甚至 。因此，切取一定大小的 进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得 。 (2)优点：提高作物的 。 (3)实例：采用茎尖组织培养技术脱去病毒，已在 等许多作物上获得成功。 二、作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产 1．单倍体育种 (1)概念：单倍体育种是指先通过 获得 植株，然后经过 ，培育出遗传性状 的 二倍体植株。 (2)优点：单倍体育种获得的子代是能 的纯合子；单倍体育种极大地缩短了 ；单倍体育种获得的植株是进行 育种和研究 的理想材料。 (3)实例：世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草；单倍体育种与常规育种相结合的新品种： 等。 2．突变体的利用 (1)原理：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于 的状态，因此它们容易受到 和诱变因素(如 等)的影响而产生 。 (2)利用：筛选出有用的 ，培育新品种。如培育抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的突变体。 (3)实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。 3．细胞产物的工厂化生长 (1)植物的次生代谢物：植物代谢产生的一类 （如酚类、菇类和含氮化合物等），一般认为 植物基本的生命活动所必需的产物，含量很低，但在植物 等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。 （2）细胞产物的工厂化生产：细胞产物的工厂化生产是指 的过程。植物细胞培养是指在 条件下对 进行培养使其 的技术。 （3）优势：不占用耕地，几乎不受季节、 等的限制，因此对于社会、经济、 具有重要意义。 （4）实例：人参、三七、紫草和红豆杉的细胞产物都已实现 生产。 动物细胞的培养 一、动物细胞培养的条件 1.营养： （1）细胞在体外培养时，培养基中应含有 。将细胞所需的营养物质按 严格配制而成的培养基，称为合成培养基。由于人们对 尚未全部研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需要加入 等一些天然成分。 （2）培养动物细胞一般使用 培养基，也称为 。 2.无菌、无毒的环境：在体外培养细胞时，必须保证环境是 的。 3.温度、pH和渗透压：维持细胞生存必须有适宜的温度。哺乳动物细胞培养的温度多以 为宜。多数动物细胞生存的适宜pH为 。此外，渗透压也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重要 参数。 4.气体环境：动物细胞培养所需气体主要有和 ： 是细胞代谢所必需的， 的主要作用是 。在进行细胞培养时，通常采用 ,并将它们置于含有 的 培养箱中进行培养。 二、动物细胞培养的过程 阅读教材P44相关文字及P45“图2-12”，写出下面动物细胞培养示意图中①～⑤处的内容： 。 三、干细胞培养及其应用 1．来源及类型：干细胞存在于 等多种组织和器官中，包括 等。 2．胚胎干细胞 (1)概念：存在于 中，具有 为 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 甚至 的潜能。 (2)局限：胚胎干细胞必须从 中获取，这涉及 问题，因而限制了它在医学上的应用。 3．成体干细胞 (1)概念及类型：成体干细胞是 组织或器官内的干细胞，包括骨髓中的 干细胞、神经系统中的 干细胞和睾丸中的 干细胞等。 (2)特点：一般认为，成体干细胞具有 ，只能分化成 ， 发育成完整个体的能力。 (4)作用：有着 的干细胞，与组织、器官的发育、 等密切相关。 (5)应用：造血干细胞移植是治疗 、一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的 功能障碍等疾病。神经干细胞在治疗神经 和神经系统 (如帕金森病、阿尔茨海默病等)方面有重要的应用价值。 4．诱导多能干细胞 (1)概念：通过体外诱导 等细胞，获得类似 的一种细胞，被称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。 (2)应用：治疗小鼠的镰状细胞贫血；现在用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。 (3)优点：诱导过程无需破坏 ；iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免 反应。 动物细胞融合技术与单克隆抗体 一、动物细胞融合技术 1.概念：动物细胞融合技术就是使 动物细胞结合形成 的技术。融合后形成的 细胞具有原来 细胞的遗传信息。 2.原理及诱导方法：动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理 。诱导动物细胞融合的常用方法有 等。 3.意义及应用：细胞融合技术突破了 的局限，使 成为可能。目前，这一技术已经成为研究 等的重要手段。利用细胞融合技术而发展起来的 技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。 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 ，使动物产生抗体，然后从动物 中分离所需抗体。 (2)缺陷：抗体的 。 2.单克隆抗体的制备 (1)制备原理： ①B淋巴细胞特点：一个B淋巴细胞 特异性抗体；在体外培养条件下，一个B淋巴细胞 (填“能”或“不能”)无限增殖。 ②骨髓瘤细胞特点： (填“能”或“不能”)在体外大量增殖。 ③杂交瘤细胞及其特点：把 与能在体外大量增殖的 进行融合，所得到的 就能大量增殖，产生足够数量的特定抗体。 (2)制备过程：下图为单克隆抗体制备过程示意图，图中①处应填写 ，该细胞是从小鼠 中获取的，②过程为 的过程，该过程常用的有 等，③处应填写 ，④过程是 的过程，该过程所用培养基为 培养基，⑤处应填写 ，该过程只能获得此类细胞的原因 。⑥过程是 的过程，⑦过程是筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞，即抗体检测呈 性的杂交瘤细胞，此类细胞分泌的抗体能 ，⑧和⑨是获取抗体的两种途径，⑧指 ，⑨是从 。 3．单克隆抗体的优点：单克隆抗体能准确地识别 的细微差异，与特定抗原发生 ，且可以 制备。 4．单克隆抗体的应用：作为 ，如定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病；运载 ，如ADC；单克隆抗体自身也可用于 。 动物体细胞移植技术和克隆动物 一、动物细胞核移植技术概念及分类 1.概念：动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的 移入 中，使这个重新组合的细胞发育成 ，继而发育为 的技术。 2.分类：哺乳动物核移植可以分为 ， 的难度明显高于 。在动物体细胞核移植中， 动物的体细胞核移植非常困难。我国科学家经过多年努力，成功获得了 。 二、体细胞核移植的过程（以克隆高产奶牛为例） 下图为体细胞核移植的大致过程。图中序号①～⑧处应填空的内容依次为： 。通过⑦构建重组胚胎后，还需用物理或化学方法激活 ，使其完成 。 三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 1.应用前景：①在畜牧生产中，利用体细胞核移植技术，可以加速 、促进 。②在医药卫生领域，通过建立转基因 ，再利用体细胞核移植技术培育的 可以作为 ,生产许多珍贵的 ；在治疗人类疾病时，转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为 ；以患者作为供体培育的 ，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 。③研究克隆动物可使人类更深入地了解 ；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 ；克隆特定疾病模型的动物，还能为 。④在保护濒危物种方面，体细胞核移植有望 。 2.在的问题：①体细胞核移植技术的成功率仍然 ，各个 也有待进一步改进。②相对于技术研究， 的理论研究较为滞后,需要与 等学科更深层次的理论研究相结合。③一些研究者指出，绝大多数克隆动物存在 问题，许多克隆动物表现出 ，如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。 胚胎工程的理论基础 一、受精 1.概念：受精是 的过程。它包括受精前的 和 。 2.场所：在 条件下，哺乳动物的受精在 完成。 3.过程 （1）受精前的准备阶段 ①准备阶段1—精子获能：刚刚排出的精子， （能、不能）立即与卵子受精，必须在雌性动物 后，才能获得 ，这一生理现象称为“精子获能”。 ②准备阶段2—卵子的准备：卵子一般在排出后 h才能被精子穿入。动物排出的卵子成熟程度不同，可能是 细胞，但它们都要在 内进一步成熟，到 期时，才具备与精子受精的能力。 （2）受精阶段 ①精子穿越透明带等结构触及卵细胞膜。 的精子与卵子相遇时，首先它释放出 ,以溶解 的一些结构，同时借助 接触卵细胞膜。在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的 会迅速发生生理反应，阻止 。 ② 。精子入卵后， 也会立即发生生理反应，拒绝 。 ③雌雄原核形成。精子入卵后，尾部脱离，原有的 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核，叫作 。与此同时，精子入卵后被激活的卵子完成 ，排出 后，形成 。 ④受精卵形成。雄、雌原核充分发育后， 移动，彼此靠近， 消失。这个含有 个染色体组的合子就是 。 三、胚胎发育(下图甲、乙、丙表示胚胎发育的具体阶段，①～⑦表示相关结构) 1.开始发育场所及分裂方式：受精卵形成后即在 内进行 分裂，开始发育。 2.卵裂：胚胎发育早期，有一段时间是在 内进行分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积 ，这种 称为卵裂。 3.桑葚胚：当卵裂产生的子细胞逐渐形成 ，形似桑葚时，这时的胚胎称为 。 4.囊胚：上图中的 表示囊胚。桑葚胚进一步发育，细胞逐渐 。聚集在胚胎 一端的细胞形成内细胞团，即上图中序号 ，内细胞团将来发育成胎儿的 ，而沿 扩展和排列的细胞，称为 细胞，即上图中序号 ，它们将来发育成 。随着胚胎的进一步发育，胚胎的内部出现了 —囊胚腔，即上图中序号 ，这个时期的胚胎叫做 。囊胚进一步扩大，会导致 ，这一过程叫作孵化。孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法 。 5.原肠胚：囊胚孵化后，将发育形成 。 为外胚层， 内胚层。随着发育的进行，一部分细胞还会在 形成中胚层。这三个胚层将逐渐分化形成各种 等。 胚胎工程技术及其应用 一、体外受精 1.过程：哺乳动物的体外受精技术主要包括 等步骤。采集到的卵母细胞和精子，要分别在体外进行 ，然后才能用于体外受精。一般情况下，可以将 的精子和 的卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间，来促使它们完成 。 2.意义：体外受精技术是提高 的有效措施，还可以为 提供可用的胚胎。 二、胚胎移植 1.概念：指将通过 及其他方式得到的胚胎，移植到 的雌性动物体内，使之继续发育为 的技术。其中 的个体称为“供体”, 的个体叫“受体”。 2.过程：以家畜的胚胎移植为例，胚胎移植主要包括 的选择和处理， ，胚胎的 ， ，以及移植后的 等步骤。以牛胚胎移植为例，其过程如下图所示。图中甲为 母牛，一般具有 等特点。乙为 ，有健康的体质和 。丙为 ，丁为 的后代。过程①为 、②为 、③为 、④为 、⑤为 ⑥为 、⑦为 。整个过程中提供胚胎的个体是 ，接受胚胎的个体 。 3.优势：进行胚胎移植的优势是 。 三、胚胎分割 1.概念：胚胎分割是指采用 方法将 切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得 的技术。 2.主要仪器设备：胚胎分割所需要的主要仪器设备为 。 3.操作要求：在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的 ，将它移入盛有 的培养皿中，然后在显微镜下用 分割。在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将 均等分割。对于不同发育阶段的胚胎，分割的具体操作 。分割后的胚胎可以 移植给受体，或经 后，再移植给受体。 4.意义：胚胎分割技术可以促进 ，产生的遗传性状 的后代是进行 研究的宝贵材料。胚胎移植前进行 等，对于 、动物繁育健康后代具有重要意义。 03 重难专攻 重难点1植物组织培养 1.明确植物组织培养的四个条件 (1)高体:即离体的植物细胞、组织、器官,即需要外植体。 (2)无菌、无毒的环境:①外植体的消毒(流水冲洗一酒精消毒一无菌水清洗一次氯酸钠溶液处理→无菌水清洗):②灭菌处理(培养基及相关器械都要灭菌,接种操作在酒精灯火焰旁进行)。 (3)适宜的培养基:一定的营养物质、植物激素。①植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖,少数为葡萄糖和果糖,原因是蔗糖既可提供充足的碳源,又可维持相对适中的渗透压,而葡萄糖和果糖在与蔗糖提供相同数量碳源的前提下,可能造成渗透压过高。②关键激素:生长素和细胞分裂素。 (4)适宜的环境条件:温度和pH。 2.正确区分脱分化与再分化 项目 脱分化 再分化 过程 外植体→愈伤组织 愈伤组织→胚状体(长出芽和根) 形成体特点 不定形的薄壁组织团块 有根和芽 不同条件 一般不需要光照 需要光照 (1)由愈伤组织进行细胞分化时,一般要先诱导其生芽,然后诱导其生根,可通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现。 (2)光照:在愈伤组织诱导阶段,对有些植物来说避光培养有利于细胞脱分化形成愈伤组织。当愈伤组织再分化出芽和叶时,一定要有光照,有利于叶片内叶绿素的合成。 重难点2植物繁殖的新途径、作物新品种的培育 列表比较五种育种方法 项目 原理 关键操作 优点 缺点 杂交育种 基因 重组 使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体，具有预见性。 育种年限长，需连续自交才能选育出需要的优良性状 植物体细胞杂交 植物细胞的全能性，细胞膜的流动性 快速繁殖、培育无病毒植株等克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出作物新品种繁殖优良品种 技术要求高、培养条件严格技术复杂，难度大 单倍体育种 染色体变异和植物细胞具有全能性 自交后代不发生性状分离，能明显缩短育种年限，加速育种进程。 技术复杂，需与杂交育种结合 多倍体育种 染色体变异 可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。 结实率低，发育延迟，只适用于植物 诱变育种 基因突变 能提高变异频率，加速育种进程，可大幅度改良某些性状，创造人类需要的变异类型，从中选择培育出优良的生物品种;变异范围广。 有利变异少，须大量处理材料;诱变的方向和性质不能控制，具有盲目性。 重难点3动物细胞培养、干细胞的培养 1.动物细胞培养的几点提醒 (1)取材:培养的动物细胞大部分取自动物胚胎或幼龄动物的器官或组织,这是因为这些器官或组织中的细胞生命力旺盛,分裂能力强。 (2)用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织块,使组织细胞分散开,这样做的目的:①使细胞与培养液充分接触，一方面保证细胞所需氧气和营养的供应，另一方面保证细胞内代谢产物的及时排出;②使得在细胞水平操作的其他技术得以 实现。 (3)使用胰蛋白酶时,要控制好作用时间,因为胰蛋白酶不仅能分解细胞间的蛋白质，长时间作用还会分解细胞膜蛋白等,对细胞造成损伤。进行动物细胞培养时不能用胃蛋白酶分散细胞,主要是因为pH不合适。 (4)动物细胞的整个培养过程中可能多次用到胰蛋白酶或胶原蛋白酶,处理动物组织时使用的目的是使组织细胞分散开;贴壁细胞传代培养时使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来,分散成单个细胞,便于分瓶后继续培养。 (5)进行传代培养的原因:悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。贴壁细胞在生长增殖时,除受上述因素的影响外,还会发生接触抑制现象。这时就需要对细胞进行分瓶培养,让细胞继续增殖。 2.动物细胞培养与植物组织培养的比较 项目 动物细胞培养 植物组织培养 原理 植物细胞的全能性 细胞增殖 培养前处理 离体 用机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶将组织细胞分散开 选材 离体植物器官、组织、细胞 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 培养基的物理性质 固体 液体(又称培养液) 培养基成分 有机营养成分无机营养成分植物激素 糖类、氨基酸、无机盐、维生素等营养物质及一些天然成分如血清 特有成分 植物激素 血清 特殊环境条件 再分化需光 气体环境 结果 一般获得新的植株 获得大量细胞 是否体现全能性 是 否 过程 相同点 ①培养过程中细胞都进行有丝分裂，不涉及减数分裂； ②均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件。 重难点4动物细胞融合与单克隆抗体 解答单克隆抗体制备类试题的关键点 技术手段 动物细胞融合和动物细胞培养 原理 细胞膜的流动性和细胞增殖 制备流程 两次筛选的目的 第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞; 第二次筛选的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞 杂交瘤细胞的特点 既能迅速大量增殖,又能产生特异性抗体 单克隆抗体的优点 能准确识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可大量制备 重难点5动物细胞核移植技术及克隆动物 巧记动物体细胞核移植过程 (1)通过核移植技术形成的重组细胞能够发育成一个新个体,体现了动物体细胞的细胞核具有全能性而非动物细胞具有全能性。 (2)利用核移植技术得到克隆动物属于无性生殖。 (3)克隆动物细胞中的遗传物质来自两个亲本,其中细胞核遗传物质来自提供细胞核的动物个体、细胞质遗传物质来自提供卵母细胞的动物个体。 重难点6体外受精、胚胎移植、胚胎分割 紧扣受精过程与场所巧答与受精有关的试题 解答与胚胎发育有关试题的关键点 (1)高等动物的个体发育过程包括胚胎发育和胚后发育,胚胎发育的起点是受精卵,终点是成熟的胎儿;胎儿出生后的发育过程属于胚后发育。因此,高等动物个体发育的起点是受精卵,终点是性成熟的个体。 (2)受精卵是新生命的第一个细胞,其全能性最高。动物细胞全能性随分化程度的提高而越来越难以表现。 (3)桑葚胚阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能。 (4)囊胚阶段细胞开始出现分化,囊胚阶段的内细胞团细胞具有全能性。 胚胎移植过程中的两个“两次” 两次处理：1.对供、受体母牛进行同期发情处理 2.用激素使供体母牛超数排卵 两次检查：1.对收集的胚胎进行质量检查 2.对受体母牛是否妊娠进行检查 胚胎分割中的常考点 仪器:体视显微镜和显微操作仪 操作： 材料:发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚 分割:分割囊胚阶段的胚胎时要将内细胞团均等分割 性别鉴定:取样滋养层进行 DNA分析，鉴定性别 实质:动物的无性繁殖或克隆 成功率:最常见的是同卵双胎,同卵多胎成功的概率很小 04 教考衔接 1．培养胡萝卜根组织可获得试管苗，过程如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．步骤②可用酒精溶液和次氯酸钠溶液进行消毒 B．步骤③切取的组织块要带有形成层，便于诱导形成愈伤组织 C．从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基继续培养 D．步骤⑤要进行照光培养，从而诱导细胞合成叶绿素 2．下图是利用番茄、马铃薯两种植物通过植物体细胞杂交技术培育杂种植株马铃薯一番茄的基本流程。有关分析正确的是（    ） A．培育杂种植株马铃薯—番茄过程中发生了基因重组 B．Ⅰ过程最好置于含纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中 C．Ⅱ处理的原理是细胞的全能性，成功的标志是再生细胞壁 D．由Ⅰ培养过渡到Ⅳ培养通常要更换培养基，给予适当的光照 3．草莓是以母株形成的匍匐茎作为子苗进行繁殖的，容易受到病毒侵袭，造成严重的品种退化。培育脱毒苗，是防治草莓病毒病的根本对策。下图是利用植物组织培养技术获得脱毒苗的基本过程。下列相关叙述错误的是（    ） 外植体X胚状体→脱毒苗 A．外植体往往选择草莓匍匐茎的茎尖 B．X是有特定结构和功能的薄壁组织团块 C．生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例会影响脱分化和再分化 D．若要获得突变体，一般用诱变因素处理X而非外植体 4．下图为利用玉米（2n=20）的幼苗芽尖细胞（基因型AaBb，两对基因独立遗传）进行实验的流程示意图。下列叙述错误的是（    ） A．经①过程培育的植株A一般能保持原来玉米幼芽的基因型 B．秋水仙素通过抑制着丝粒分裂使得植株B含4个染色体组 C．植株C是由花粉离体培育而来的单倍体且基因型有4种 D．获得幼苗1和2的过程可体现体细胞和生殖细胞具有全能性 5．辣椒素作为一种生物碱被广泛用于食品保健、医药工业等领域，获得途径如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．图中①和②分别表示辣椒组织培养中的脱分化和再分化过程 B．选用茎尖分生组织作为外植体可提高得到试管苗的成功率 C．图中两种途径的原理均是植物细胞的全能性 D．图中获得试管苗和高产细胞系的培养基中都有琼脂 6．下图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程。相关叙述正确的是（    ） A．用胃蛋白酶处理牛肌肉组织，获得分裂能力强的肌肉干细胞 B．生物反应器中应充以95%空气加5%CO2的混合气体，CO2的作用是刺激细胞呼吸 C．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．“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 7．有一种“生物活性绷带”，其原理是先采集一些细胞标本，再让其在特殊膜上增殖，5~7天后，将膜片敷到患者伤口上，膜片会将细胞逐渐“释放”到伤口处，并促进新生皮肤层生长，达到伤口愈合的目的。下列有关叙述不正确的是（    ） A．这种“生物活性绷带”的生产应用了动物细胞培养技术 B．在膜片上培养的细胞样本最好选择患者本人的干细胞 C．膜片“释放”的细胞能使患者自身伤口愈合，与两者细胞膜的信息交流无关 D．若采用异体皮肤移植会导致免疫排斥反应 8．人乳头状瘤病毒（HPV）与宫颈癌的发生密切相关，抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。如图是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程，请据图回答： (1)图中向小鼠注射的A是 ，传统产生抗体的方法是反复给小鼠注射A，然后从血清中分离所需抗体，用这种方法生产抗体的缺点是 （答出两点即可）。要想获得大量的单一抗体，不能通过直接培养B淋巴细胞来实验，原因是 。 (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 。图中筛选①需要用 培养基。筛选②需要进行克隆化培养和 ，目的是筛选出 的细胞。 (3)从图中可以看出，单克隆抗体的制备过程，运用了动物细胞工程中的 和 两大技术。 (4)科学工作者在单克隆抗体上连接抗癌药物，治疗癌症。这种方法优于化疗，原因是 （答出两点即可）。 9．动物克隆繁殖的基本过程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．此过程说明高度分化的动物细胞具有全能性 B．甲细胞可以是胚胎细胞也可以是体细胞，乙细胞是重构胚 C．子代动物与提供甲细胞的动物性状完全相同 D．动物难以进行体细胞克隆的原因之一是分化后的体细胞的细胞核的基因组成缺乏完整性 10．根据下图，正确的选项是（　　） 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 11．下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是（　　） A．过程①需要对供体细胞进行营养限制性培养 B．过程②常使用紫外线去核法对卵母细胞进行处理 C．为避免代孕丙牛对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂 D．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定 12．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 13．如图为哺乳动物早期胚胎发育的过程，下列相关叙述正确的是（　　） 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为卵裂，细胞数目增多，有机物的含量增多 C．Ⅲ时期透明带破裂，胚胎伸展出来发生孵化 D．细胞分化从Ⅲ时期开始，然后贯穿于动物的整个生命历程 14．《本草纲目》曾提到：“羊乳甘温无毒、润心肺、补肺肾气。”中医一直把羊奶看做对肺和气管特别有益的食物。羊奶的脂肪颗粒体积为牛奶的三分之一，更利于人体吸收，并且羊奶中的维生素及微量元素明显高于牛奶。如图表示研究人员利用胚胎工程培育产奶量高的优质奶羊的过程，下列相关说法正确的是（    ） A．通过图中①~⑤培育的奶羊和克隆羊的原理相同 B．不同生物进行⑤过程的时间不同，最迟可以选择原肠胚时期 C．移植前进行胚胎性别鉴定，选择雄性进行移植 D．⑤的成功与供体和受体的生理状态的一致性密切相关 15．下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述，错误的是（    ） A．采用激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理 B．采取胚胎分割技术可同时获得多个遗传物质相同的个体 C．收集的胚胎直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存 D．胚胎移植能否成功，与供体和受体生理状态无关 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2章 细胞工程 内容导航 01 思维导图 知识串联重难点1植物组织培养 重难点2植物繁殖的新途径、作物新品种的培育 重难点3动物细胞培养、干细胞的培养 重难点4动物细胞融合与单克隆抗体 重难点5动物细胞核移植技术及克隆动物 重难点6体外受精、胚胎移植、胚胎分割 02 考点速记 核心必记 03 重难专攻 素养提升 04 教考衔接 科学练题 （详图见附件PDF）01 思维导图 02 考点速记 植物细胞工程的基本技术 一、植物组织培养技术 1.植物组织培养定义：植物组织培养技术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。 2.植物组织培养流程：外植体愈伤组织根、芽等―→试管苗完整植株。 3.实例：菊花的组织培养 （1）消毒：①用酒精擦拭双手和超净工作台台面。②将流水充分冲洗后的外植体（幼嫩的茎段）用酒精消毒30s，然后立即用无菌水清洗2〜3次;再用次氯酸钠溶液处理30min后，立即用无菌水清洗2〜3次。 （2）接种：①将消过毒的外植体置于无菌的培养皿中，用无菌滤纸吸去表面的水分。用解剖刀将外植体切成0.5～1cm长的小段。②在酒精灯火焰旁,将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。 （3）培养：①脱分化。将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18～22℃的培养箱中培养。在培养过程中,定期观察和记录愈伤组织的生长情况。②再分化。培养15～20d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。 （4）移栽：移栽前先打开封口膜或瓶盖，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，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。 二、植物体细胞杂交技术 1．概念：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 2．过程：下图为植物体细胞杂交技术流程图。字母a～f表示相关过程，其中a为去除细胞壁的过程，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。b表示人工诱导原生质体融合的过程，诱导的方法基本可以分为两大类—物理法和化学法。物理法包括离心法、电融合法等;化学法包括聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+—高pH融合法等。过程c是原生质体融合后再生出新的细胞壁的过程。过程d表示脱分化，e表示再分化，过程f用到的技术是植物组织培养技术，其原理是细胞的全能性。甲～戊表示相关细胞或结构，甲、乙不是（是、不是）结构完整的植物细胞，丙表示正融合的原生质体，丁表示杂种细胞，戊表示愈伤组织。 3． 意义：打破生殖隔离、实现远缘杂交育种，培育植物新品种。 植物细胞工程的应用 一、植物繁殖的新途径 1．快速繁殖 (1)概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,被人们形象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术。 (2)特点：快速繁殖技术可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖；可以保持优良品种的遗传特性；可实现育苗的产业化生产。 (3)实例：一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等都实现了利用快速繁殖技术来提供苗木。甘蔗、桉树和铁皮石斛等试管苗的生产，已形成一定规模。 2．作物脱毒 (1)概念：植物顶端分生区附近（如茎尖）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，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。 (2)优点：提高作物的产量和品质。 (3)实例：采用茎尖组织培养技术脱去病毒，已在马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等许多作物上获得成功。 二、作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产 1．单倍体育种 (1)概念：单倍体育种是指先通过花药（或花粉）培养获得单倍体植株，然后经过诱导染色体加倍，培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株。 (2)优点：单倍体育种获得的子代是能稳定遗传的纯合子；单倍体育种极大地缩短了育种的年限；单倍体育种获得的植株是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。 (3)实例：世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草；单倍体育种与常规育种相结合的新品种：水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等。 2．突变体的利用 (1)原理：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。 (2)利用：筛选出有用的突变体，培育新品种。如培育抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的突变体。 (3)实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。 3．细胞产物的工厂化生长 (1)植物的次生代谢物：植物代谢产生的一类小分子有机化合物（如酚类、菇类和含氮化合物等），一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物，含量很低，但在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。 （2）细胞产物的工厂化生产：细胞产物的工厂化生产是指利用植物细胞培养来获得目标产物的过程。植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。 （3）优势：不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。 （4）实例：人参、三七、紫草和红豆杉的细胞产物都已实现工厂化生产。 动物细胞的培养 一、动物细胞培养的条件 1.营养： （1）细胞在体外培养时，培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。 （2）培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。 2.无菌、无毒的环境：在体外培养细胞时，必须保证环境是无菌、无毒的。 3.温度、pH和渗透压：维持细胞生存必须有适宜的温度。哺乳动物细胞培养的温度多以36.5℃±0.5℃为宜。多数动物细胞生存的适宜pH为7.2～7.4。此外，渗透压也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重要环境参数。 4.气体环境：动物细胞培养所需气体主要有和CO2和O2：O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶,并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。 二、动物细胞培养的过程 阅读教材P44相关文字及P45“图2-12”，写出下面动物细胞培养示意图中①～⑤处的内容：①用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等，②原代培养，③二氧化碳培养箱，④胰蛋白酶，⑤传代培养。 三、干细胞培养及其应用 1．来源及类型：干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞等。 2．胚胎干细胞 (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．成体干细胞 (1)概念及类型：成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。 (2)特点：一般认为，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，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：造血干细胞移植是治疗白血病、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。神经干细胞在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)方面有重要的应用价值。 4．诱导多能干细胞 (1)概念：通过体外诱导成纤维等细胞，获得类似胚胎干细胞的一种细胞，被称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。 (2)应用：治疗小鼠的镰状细胞贫血；现在用iPS细胞治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展。 (3)优点：诱导过程无需破坏胚胎；iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。 动物细胞融合技术与单克隆抗体 一、动物细胞融合技术 1.概念：动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。 2.原理及诱导方法：动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同。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.意义及应用：细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。目前，这一技术已经成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。利用细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。 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：抗体的产量低、纯度低、特异性差。 2.单克隆抗体的制备 (1)制备原理： ①B淋巴细胞特点：一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体；在体外培养条件下，一个B淋巴细胞不能(填“能”或“不能”)无限增殖。 ②骨髓瘤细胞特点：能(填“能”或“不能”)在体外大量增殖。 ③杂交瘤细胞及其特点：把一种B淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞进行融合，所得到的融合细胞就能大量增殖，产生足够数量的特定抗体。 (2)制备过程：下图为单克隆抗体制备过程示意图，图中①处应填写B淋巴，该细胞是从小鼠脾脏中获取的，②过程为诱导融合的过程，该过程常用的有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等，③处应填写杂交，④过程是选择培养的过程，该过程所用培养基为特定的选择培养基，⑤处应填写杂交瘤，该过程只能获得此类细胞的原因是在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。⑥过程是克隆化培养及抗体检测的过程，⑦过程是筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞，即抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞，此类细胞分泌的抗体能与特定抗原结合，⑧和⑨是获取抗体的两种途径，⑧指从培养注中获取，⑨是从小鼠腹水中获取。 3．单克隆抗体的优点：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，且可以大量制备。 4．单克隆抗体的应用：作为诊断试剂，如定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病；运载药物，如ADC；单克隆抗体自身也可用于治疗疾病。 动物体细胞移植技术和克隆动物 一、动物细胞核移植技术概念及分类 1.概念：动物细胞核移植技术是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，继而发育为动物个体的技术。 2.分类：哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。在动物体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。我国科学家经过多年努力，成功获得了体细胞克隆猴。 二、体细胞核移植的过程（以克隆高产奶牛为例） 下图为体细胞核移植的大致过程。图中序号①～⑧处应填空的内容依次为：①卵巢，②卵母细胞，③减数第二次分裂中期，④MⅡ中期卵母，⑤去核卵母，⑥供体细胞注入去核卵母细胞，⑦通过电刺激使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞，形成重构胚，⑧胚胎移植。通过⑦构建重组胚胎后，还需用物理或化学方法激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。 三、体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题 1.应用前景：①在畜牧生产中，利用体细胞核移植技术，可以加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。②在医药卫生领域，通过建立转基因体细胞系，再利用体细胞核移植技术培育的转基因克隆动物可以作为生物反应器,生产许多珍贵的医用蛋白；在治疗人类疾病时，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；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。③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；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；克隆特定疾病模型的动物，还能为研究该疾病的致病机制和开发相应的药物提供帮助。④在保护濒危物种方面，体细胞核移植有望增加濒危物种的存活数量。 2.在的问题：①体细胞核移植技术的成功率仍然非常低，各个技术环节也有待进一步改进。②相对于技术研究，核移植的理论研究较为滞后,需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传学等学科更深层次的理论研究相结合。③一些研究者指出，绝大多数克隆动物存在健康问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。 胚胎工程的理论基础 一、受精 1.概念：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。 2.场所：在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。 3.过程 （1）受精前的准备阶段 ①准备阶段1—精子获能：刚刚排出的精子，不能（能、不能）立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”。 ②准备阶段2—卵子的准备：卵子一般在排出后2-3h才能被精子穿入。动物排出的卵子成熟程度不同，可能是初级卵母细胞、次级卵母细胞，但它们都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）受精阶段 ①精子穿越透明带等结构触及卵细胞膜。获能后的精子与卵子相遇时，首先它释放出多种酶,以溶解卵细胞膜外的一些结构，同时借助自身的运动接触卵细胞膜。在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。 ②精子入卵。精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。 ③雌雄原核形成。精子入卵后，尾部脱离，原有的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核，叫作雄原核。与此同时，精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核。 ④受精卵形成。雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。 三、胚胎发育(下图甲、乙、丙表示胚胎发育的具体阶段，①～⑦表示相关结构) 1.开始发育场所及分裂方式：受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育。 2.卵裂：胚胎发育早期，有一段时间是在透明带内进行分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，这种受精卵的早期分裂称为卵裂。 3.桑葚胚：当卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似桑葚时，这时的胚胎称为桑葚胚。 4.囊胚：上图中的乙表示囊胚。桑葚胚进一步发育，细胞逐渐分化。聚集在胚胎 一端的细胞形成内细胞团，即上图中序号②，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，而沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为滋养层细胞，即上图中序号③，它们将来发育成胎膜和胎盘。随着胚胎的进一步发育，胚胎的内部出现了含有液体的腔—囊胚腔，即上图中序号①，这个时期的胚胎叫做囊胚。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。孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。 5.原肠胚：囊胚孵化后，将发育形成原肠胚。原肠胚表面的细胞层为外胚层，向内迁移的细胞形成内胚层。随着发育的进行，一部分细胞还会在内、外两个胚层之间形成中胚层。这三个胚层将逐渐分化形成各种组织、器官等。 胚胎工程技术及其应用 一、体外受精 1.过程：哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。采集到的卵母细胞和精子，要分别在体外进行成熟培养和获能处理，然后才能用于体外受精。一般情况下，可以将获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间，来促使它们完成受精。 2.意义：体外受精技术是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎。 二、胚胎移植 1.概念：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。其中提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体叫“受体”。 2.过程：以家畜的胚胎移植为例，胚胎移植主要包括供体、受体的选择和处理，配种或人工授精，胚胎的收集、检查、培养或保存，胚胎的移植，以及移植后的检查等步骤。以牛胚胎移植为例，其过程如下图所示。图中甲为优良供体母牛，一般具有遗传性状优良、生产能力强等特点。乙为受体母牛，有健康的体质和正常繁殖能力。丙为优良公牛，丁为具有优良性状的后代。过程①为进行同期发情处理、②为超数排卵处理、③为受体性情、④为发情配种或人工受精、⑤为收集胚胎并检查、⑥为胚胎移植、⑦为对受体进行妊娠检查。整个过程中提供胚胎的个体是甲，接受胚胎的个体乙。 3.优势：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。 三、胚胎分割 1.概念：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。 2.主要仪器设备：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。 3.操作要求：在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑甚胚或囊胚，将它移入盛有操作液的培养皿中，然后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。对于不同发育阶段的胚胎，分割的具体操作不完全相同。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。 4.意义：胚胎分割技术可以促进优良动物品种的繁殖，产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料。胚胎移植前进行性别鉴定、遗传病筛查等，对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义。 03 重难专攻 重难点1植物组织培养 1.明确植物组织培养的四个条件 (1)高体:即离体的植物细胞、组织、器官,即需要外植体。 (2)无菌、无毒的环境:①外植体的消毒(流水冲洗一酒精消毒一无菌水清洗一次氯酸钠溶液处理→无菌水清洗):②灭菌处理(培养基及相关器械都要灭菌,接种操作在酒精灯火焰旁进行)。 (3)适宜的培养基:一定的营养物质、植物激素。①植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖,少数为葡萄糖和果糖,原因是蔗糖既可提供充足的碳源,又可维持相对适中的渗透压,而葡萄糖和果糖在与蔗糖提供相同数量碳源的前提下,可能造成渗透压过高。②关键激素:生长素和细胞分裂素。 (4)适宜的环境条件:温度和pH。 2.正确区分脱分化与再分化 项目 脱分化 再分化 过程 外植体→愈伤组织 愈伤组织→胚状体(长出芽和根) 形成体特点 不定形的薄壁组织团块 有根和芽 不同条件 一般不需要光照 需要光照 (1)由愈伤组织进行细胞分化时,一般要先诱导其生芽,然后诱导其生根,可通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现。 (2)光照:在愈伤组织诱导阶段,对有些植物来说避光培养有利于细胞脱分化形成愈伤组织。当愈伤组织再分化出芽和叶时,一定要有光照,有利于叶片内叶绿素的合成。 重难点2植物繁殖的新途径、作物新品种的培育 列表比较五种育种方法 项目 原理 关键操作 优点 缺点 杂交育种 基因 重组 使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体，具有预见性。 育种年限长，需连续自交才能选育出需要的优良性状 植物体细胞杂交 植物细胞的全能性，细胞膜的流动性 快速繁殖、培育无病毒植株等克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出作物新品种繁殖优良品种 技术要求高、培养条件严格技术复杂，难度大 单倍体育种 染色体变异和植物细胞具有全能性 自交后代不发生性状分离，能明显缩短育种年限，加速育种进程。 技术复杂，需与杂交育种结合 多倍体育种 染色体变异 可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。 结实率低，发育延迟，只适用于植物 诱变育种 基因突变 能提高变异频率，加速育种进程，可大幅度改良某些性状，创造人类需要的变异类型，从中选择培育出优良的生物品种;变异范围广。 有利变异少，须大量处理材料;诱变的方向和性质不能控制，具有盲目性。 重难点3动物细胞培养、干细胞的培养 1.动物细胞培养的几点提醒 (1)取材:培养的动物细胞大部分取自动物胚胎或幼龄动物的器官或组织,这是因为这些器官或组织中的细胞生命力旺盛,分裂能力强。 (2)用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织块,使组织细胞分散开,这样做的目的:①使细胞与培养液充分接触，一方面保证细胞所需氧气和营养的供应，另一方面保证细胞内代谢产物的及时排出;②使得在细胞水平操作的其他技术得以 实现。 (3)使用胰蛋白酶时,要控制好作用时间,因为胰蛋白酶不仅能分解细胞间的蛋白质，长时间作用还会分解细胞膜蛋白等,对细胞造成损伤。进行动物细胞培养时不能用胃蛋白酶分散细胞,主要是因为pH不合适。 (4)动物细胞的整个培养过程中可能多次用到胰蛋白酶或胶原蛋白酶,处理动物组织时使用的目的是使组织细胞分散开;贴壁细胞传代培养时使用的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来,分散成单个细胞,便于分瓶后继续培养。 (5)进行传代培养的原因:悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。贴壁细胞在生长增殖时,除受上述因素的影响外,还会发生接触抑制现象。这时就需要对细胞进行分瓶培养,让细胞继续增殖。 2.动物细胞培养与植物组织培养的比较 项目 动物细胞培养 植物组织培养 原理 植物细胞的全能性 细胞增殖 培养前处理 离体 用机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶将组织细胞分散开 选材 离体植物器官、组织、细胞 动物胚胎或幼龄动物的组织、器官 培养基的物理性质 固体 液体(又称培养液) 培养基成分 有机营养成分无机营养成分植物激素 糖类、氨基酸、无机盐、维生素等营养物质及一些天然成分如血清 特有成分 植物激素 血清 特殊环境条件 再分化需光 气体环境 结果 一般获得新的植株 获得大量细胞 是否体现全能性 是 否 过程 相同点 ①培养过程中细胞都进行有丝分裂，不涉及减数分裂； ②均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件。 重难点4动物细胞融合与单克隆抗体 解答单克隆抗体制备类试题的关键点 技术手段 动物细胞融合和动物细胞培养 原理 细胞膜的流动性和细胞增殖 制备流程 两次筛选的目的 第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞; 第二次筛选的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞 杂交瘤细胞的特点 既能迅速大量增殖,又能产生特异性抗体 单克隆抗体的优点 能准确识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可大量制备 重难点5动物细胞核移植技术及克隆动物 巧记动物体细胞核移植过程 (1)通过核移植技术形成的重组细胞能够发育成一个新个体,体现了动物体细胞的细胞核具有全能性而非动物细胞具有全能性。 (2)利用核移植技术得到克隆动物属于无性生殖。 (3)克隆动物细胞中的遗传物质来自两个亲本,其中细胞核遗传物质来自提供细胞核的动物个体、细胞质遗传物质来自提供卵母细胞的动物个体。 重难点6体外受精、胚胎移植、胚胎分割 紧扣受精过程与场所巧答与受精有关的试题 解答与胚胎发育有关试题的关键点 (1)高等动物的个体发育过程包括胚胎发育和胚后发育,胚胎发育的起点是受精卵,终点是成熟的胎儿;胎儿出生后的发育过程属于胚后发育。因此,高等动物个体发育的起点是受精卵,终点是性成熟的个体。 (2)受精卵是新生命的第一个细胞,其全能性最高。动物细胞全能性随分化程度的提高而越来越难以表现。 (3)桑葚胚阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能。 (4)囊胚阶段细胞开始出现分化,囊胚阶段的内细胞团细胞具有全能性。 胚胎移植过程中的两个“两次” 两次处理：1.对供、受体母牛进行同期发情处理 2.用激素使供体母牛超数排卵 两次检查：1.对收集的胚胎进行质量检查 2.对受体母牛是否妊娠进行检查 胚胎分割中的常考点 仪器:体视显微镜和显微操作仪 操作： 材料:发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚 分割:分割囊胚阶段的胚胎时要将内细胞团均等分割 性别鉴定:取样滋养层进行 DNA分析，鉴定性别 实质:动物的无性繁殖或克隆 成功率:最常见的是同卵双胎,同卵多胎成功的概率很小 04 教考衔接 1．培养胡萝卜根组织可获得试管苗，过程如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．步骤②可用酒精溶液和次氯酸钠溶液进行消毒 B．步骤③切取的组织块要带有形成层，便于诱导形成愈伤组织 C．从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基继续培养 D．步骤⑤要进行照光培养，从而诱导细胞合成叶绿素 【答案】D 【分析】植物组织培养技术： 1、题图分析：①→④表示处理外植体材料，⑤表示脱分化，⑥表示再分化。 2、培养条件：①在无菌条件下进行人工操作。②保证水、无机盐、碳源（常用蔗糖）、氮源（含氮有机物）、生长因子（维生素）等营养物质的供应。③需要添加一些植物生长调节物质，主要是生长素和细胞分裂素。④愈伤组织再分化到一定阶段，形成叶绿体，能进行光合作用，故需光照。 【详解】A、外植体消毒可用体积分数70%的酒精配合使用一定浓度的次氯酸钠溶液，A正确； B、形成层容易诱导形成愈伤组织，因此步骤③切取的组织块中要带有形成层，B正确； C、步骤⑤脱分化和步骤⑥再分化培养基中细胞分裂素和生长素的含量、比例不同，所以从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基继续培养，C正确； D、⑤表示脱分化，需要进行避光培养，D错误。 2．下图是利用番茄、马铃薯两种植物通过植物体细胞杂交技术培育杂种植株马铃薯一番茄的基本流程。有关分析正确的是（    ） A．培育杂种植株马铃薯—番茄过程中发生了基因重组 B．Ⅰ过程最好置于含纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中 C．Ⅱ处理的原理是细胞的全能性，成功的标志是再生细胞壁 D．由Ⅰ培养过渡到Ⅳ培养通常要更换培养基，给予适当的光照 【答案】D 【分析】据图可知：Ⅰ表示纤维素酶和果胶酶处理植物细胞壁获得原生质层，Ⅱ表示原生质体融合，Ⅲ 表示脱分化，Ⅳ表示再分化。 【详解】A、基因重组主要发生在减数分裂过程，培育杂种植株马铃薯—番茄过程属于有丝分裂，因此该过程不会发生基因重组，A错误； B、过程①为去壁，需要将植物组织置于含有纤维素酶和果胶酶的等渗或者高渗溶液中，在低渗溶液中原生质体可能会吸水涨破，B错误； C、Ⅱ处理表示原生质体融合，其原理是细胞膜的流动性，成功的标志是再生细胞壁，C错误； D、由Ⅰ培养过渡到Ⅳ培养属于植物体细胞杂交过程，其过程存在脱分化和再分化，脱分化和再分化所需培养基成分不完全相同，因此通常要更换培养基，脱分化过程不需要光照，再分化过程需要光照，因此需要适宜时间给予光照，D正确。 3．草莓是以母株形成的匍匐茎作为子苗进行繁殖的，容易受到病毒侵袭，造成严重的品种退化。培育脱毒苗，是防治草莓病毒病的根本对策。下图是利用植物组织培养技术获得脱毒苗的基本过程。下列相关叙述错误的是（    ） 外植体X胚状体→脱毒苗 A．外植体往往选择草莓匍匐茎的茎尖 B．X是有特定结构和功能的薄壁组织团块 C．生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例会影响脱分化和再分化 D．若要获得突变体，一般用诱变因素处理X而非外植体 【答案】B 【分析】植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论，近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术。植物的组织培养广义又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。 【详解】A、植物分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒，因此以其为外植体进行组织培养可以获得脱毒苗，A正确； B、外植体经脱分化失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，即愈伤组织，B错误； C、生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例会影响脱分化和再分化，一般生长素较多促进生根，细胞分裂素较多促进长叶，C正确； D、愈伤组织具有较强的增殖能力，适宜用诱变因素处理获得突变体，D正确。 4．下图为利用玉米（2n=20）的幼苗芽尖细胞（基因型AaBb，两对基因独立遗传）进行实验的流程示意图。下列叙述错误的是（    ） A．经①过程培育的植株A一般能保持原来玉米幼芽的基因型 B．秋水仙素通过抑制着丝粒分裂使得植株B含4个染色体组 C．植株C是由花粉离体培育而来的单倍体且基因型有4种 D．获得幼苗1和2的过程可体现体细胞和生殖细胞具有全能性 【答案】B 【分析】根据题意和图示分析可知：图示为利用玉米（2N=20）的幼苗芽尖细胞（基因型AaBb）进行实验的流程示意图，其中①表示芽尖细胞组织培养，所得植株A的基因型与亲本相同；②表示减数分裂过程。幼苗2为花药离体培养形成的单倍体，其经过秋水仙素处理可以得到纯合体植株B，若直接培育可得到单倍体植株C。 【详解】A、由于幼苗芽尖细胞的基因型为AaBb，所以通常情况下，通过组织培养形成的植株A的基因型仍是AaBb，A正确； B、幼苗2为单倍体，只含有一个染色体组，秋水仙素可抑制纺锤体的形成，使染色体数加倍，因此植株B含两个染色体组，B错误； C、植株C发育起点为花药中的配子，属于单倍体，其基因型共有4种，分别为AB、Ab、aB、ab，C正确； D、①表示芽尖细胞组织培养，②过程是花药离体培养，分别体现了体细胞和生殖细胞具有全能性，D正确。 5．辣椒素作为一种生物碱被广泛用于食品保健、医药工业等领域，获得途径如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．图中①和②分别表示辣椒组织培养中的脱分化和再分化过程 B．选用茎尖分生组织作为外植体可提高得到试管苗的成功率 C．图中两种途径的原理均是植物细胞的全能性 D．图中获得试管苗和高产细胞系的培养基中都有琼脂 【答案】B 【分析】分析题图：①和②是植物组织培养过程，其中①是再分化过程，②是胚状体长成为试管苗的过程，据此分析作答。 【详解】A、结合分析可知，①是由愈伤组织形成胚状体的过程，属于再分化，②是胚状体长成为试管苗的过程，A错误； B、由于茎尖分生组织分裂旺盛，故选用茎尖分生组织作为外植体可提高得到试管苗的成功率，B正确； C、图中高产细胞系的获得辣椒素，并没有培养成植株，没有体现植物细胞的全能性，C错误； D、高产细胞系利用的是液体培养基，不含琼脂，D错误。 6．下图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程。相关叙述正确的是（    ） A．用胃蛋白酶处理牛肌肉组织，获得分裂能力强的肌肉干细胞 B．生物反应器中应充以95%空气加5%CO2的混合气体，CO2的作用是刺激细胞呼吸 C．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．“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 【答案】C 【分析】用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。动物细胞培养过程中悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上。动物细胞培养的气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%CO2。“人造牛肉”的培养不仅产量高，并可以减少成本和降低环境污染。 【详解】A、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，A错误； B、生物反应器中应充以95%空气加5%CO2的混合气体，CO2的作用是维持pH，B错误； C、动物细胞培养过程中悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上，所以细胞贴附瓶壁的培养瓶或培养皿的内表面光滑，无毒，易于贴附，如果想得到大量的产物，可以增大细胞吸附面积，有利于细胞贴壁生长，C正确； 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，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，D错误。 7．有一种“生物活性绷带”，其原理是先采集一些细胞标本，再让其在特殊膜上增殖，5~7天后，将膜片敷到患者伤口上，膜片会将细胞逐渐“释放”到伤口处，并促进新生皮肤层生长，达到伤口愈合的目的。下列有关叙述不正确的是（    ） A．这种“生物活性绷带”的生产应用了动物细胞培养技术 B．在膜片上培养的细胞样本最好选择患者本人的干细胞 C．膜片“释放”的细胞能使患者自身伤口愈合，与两者细胞膜的信息交流无关 D．若采用异体皮肤移植会导致免疫排斥反应 【答案】C 【分析】该技术属于动物细胞工程，皮肤和黏膜是保卫人体的第一道防线，体液中的杀菌物质和吞噬细胞是保卫人体的第二道防线，种植在膜片上的细胞样本最好选自患者本人，这样可避免出现免疫排斥反应，糖蛋白与免疫排斥反应的发生有关。 【详解】A、“生物活性绷带”的生产是先采集一些细胞标本，再让其在特殊膜上增殖，应用了动物细胞培养技术，A正确； B、种植在膜片上的细胞最好选本人的干细胞，因为干细胞分化程度很低，可以增殖分化形成特定的组织，且本人的干细胞不会产生免疫排斥反应，B正确； C、膜片“释放”的细胞能与患者自身皮肤愈合，这与细胞膜表面的糖蛋白的识别作用有关，与细胞膜的信息交流有关，C错误； D、若采用异体皮肤移植会导致免疫排斥反应，排斥反应主要是发生细胞免疫，D正确。 8．人乳头状瘤病毒（HPV）与宫颈癌的发生密切相关，抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监控宫颈癌的发生。如图是以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程，请据图回答： (1)图中向小鼠注射的A是 ，传统产生抗体的方法是反复给小鼠注射A，然后从血清中分离所需抗体，用这种方法生产抗体的缺点是 （答出两点即可）。要想获得大量的单一抗体，不能通过直接培养B淋巴细胞来实验，原因是 。 (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 。图中筛选①需要用 培养基。筛选②需要进行克隆化培养和 ，目的是筛选出 的细胞。 (3)从图中可以看出，单克隆抗体的制备过程，运用了动物细胞工程中的 和 两大技术。 (4)科学工作者在单克隆抗体上连接抗癌药物，治疗癌症。这种方法优于化疗，原因是 （答出两点即可）。 【答案】(1) HPV衣壳蛋白 产量低、纯度低、特异性差 （在体外培养条件下），浆细胞不能无限增殖产生大量抗体 (2) （一定的）流动性 特定的选择 抗体检测 分泌抗HPV抗体的杂交瘤 (3) 动物细胞培养 动物细胞融合 (4)不损伤正常细胞，且用药量小，毒副作用小 【分析】单克隆抗体制备流程：对小鼠注射特定的抗原蛋白，使小鼠产生免疫反应，从脾脏中获得相应的B淋巴细胞；将小鼠骨髓瘤细胞与已免疫的B淋巴细胞诱导融合；（筛选①）再用特定的选择性培养基进行筛选，只有融合的杂种细胞才能生长；（筛选②）对上述杂种细胞进行克隆化培养和抗体检测，获得能产生专一抗体的杂交瘤细胞；将杂交瘤细胞在体外大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖，最终获得单克隆抗体。 【详解】（1）为获得抗HPV的单克隆抗体，图中向小鼠注射的A是HPV衣壳蛋白，传统生产抗体的方法是反复向小鼠注射A，然后从血清中分离所需抗体，但这种方法生的产抗体产量低、纯度低、特异性差。要想获得大量的单一抗体，也不能通过直接培养浆细胞来实现，因为在体外培养条件下，浆细胞不能无限增殖产生大量抗体。 （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。图中筛选①需要用特定的选择性培养基，该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的同种细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞能生长。筛选②需要进行克隆化培养和抗体检测，从而筛选出足够数量的能分泌抗HPV抗体的杂交瘤细胞。 （3）单克隆抗体的制备过程运用了动物细胞培养和动物细胞融合两大技术。 （4）科学工作者在单克隆抗体上连接抗癌药物，制成“生物导弹”来治疗癌症。这种方法优于化疗，因为借助了单克隆抗体的导向作用，不损伤正常细胞，且用药量小，毒副作用小。 9．动物克隆繁殖的基本过程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．此过程说明高度分化的动物细胞具有全能性 B．甲细胞可以是胚胎细胞也可以是体细胞，乙细胞是重构胚 C．子代动物与提供甲细胞的动物性状完全相同 D．动物难以进行体细胞克隆的原因之一是分化后的体细胞的细胞核的基因组成缺乏完整性 【答案】B 【分析】图示为克隆动物的形成过程，甲细胞提供细胞核，卵细胞提供细胞质，形成重组细胞乙，将乙细胞通过早期胚胎培养技术培养形成早期胚胎，然后在经过胚胎移植移植入代孕的母体内，经过孕育形成克隆动物。 【详解】A、此过程说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，A错误； B、细胞核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，所以甲细胞可以是胚胎细胞也可以是体细胞，乙细胞是重构胚，B正确； C、子代动物的细胞核遗传物质来自甲细胞，而细胞质遗传物质来自卵母细胞，且子代动物的表型还受环境因素的影响，因此子代动物与提供甲细胞的动物性状不完全相同，C错误； D、动物的体细胞均由受精卵发育而来，因此体细胞的细胞核中的基因组成是完整的，D错误。 10．根据下图，正确的选项是（　　） 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 【答案】D 【分析】动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个胚胎最终发育为动物。 【详解】A、子代动物的遗传性状与供体基本一致，但与受体无关，A错误； B、核移植过程中需要处于MII中期的去核卵母细胞，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； C、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； D、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。 11．下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是（　　） A．过程①需要对供体细胞进行营养限制性培养 B．过程②常使用紫外线去核法对卵母细胞进行处理 C．为避免代孕丙牛对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂 D．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定 【答案】A 【分析】分析图解：图示过程为体细胞克隆过程，取乙牛体细胞，对处于减数第二次分裂中期的卵母细胞去核，然后进行细胞核移植；融合后的细胞激活后培养到早期胚胎，再进行胚胎移植，最终得到克隆牛。 【详解】A、核移植操作前需对供体细胞进行营养限制性培养，以利于细胞核的一系列变化和基因表达分子的开关的启动，A正确； B、过程②（去核）常使用显微操作去核法对卵母细胞进行处理，B错误； C、受体子宫一般不会对植入胚胎产生排斥反应，因此不需要给代孕牛注射免疫抑制剂，C错误； D、后代丁的细胞核的遗传物质来自甲，细胞质的遗传物质来自于乙牛，则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，D错误。 12．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 【答案】A 【分析】图解为受精过程，1为卵丘细胞，2为透明带，3为卵细胞膜；①②③分别是正在穿越卵细胞不同层次的精子，②的精子头部已经完全进入了卵细胞膜。 【详解】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； B、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； C、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； D、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。 13．如图为哺乳动物早期胚胎发育的过程，下列相关叙述正确的是（　　） 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为卵裂，细胞数目增多，有机物的含量增多 C．Ⅲ时期透明带破裂，胚胎伸展出来发生孵化 D．细胞分化从Ⅲ时期开始，然后贯穿于动物的整个生命历程 【答案】A 【分析】1、胚胎发育的过程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体。①卵裂期：细胞进行有丝分裂，数量增加，胚胎总体积不增加。②桑椹胚：32个细胞左右的胚胎（之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞）。③囊胚：细胞开始分化，其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织；而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐渐出现囊胚腔（注：囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫孵化）。④原肠胚：内细胞团表层形成外胚层，下方细胞形成内胚层，由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。（细胞分化在胚胎期达到最大限度） 2、分析题图：Ⅰ表示桑椹胚，Ⅱ表示囊胚，Ⅲ表示原肠胚。 【详解】A、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； B、过程a表示卵裂形成桑椹胚，过程b表示桑椹胚形成囊胚，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，B错误； C、Ⅱ囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫孵化，C错误； D、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错误。 14．《本草纲目》曾提到：“羊乳甘温无毒、润心肺、补肺肾气。”中医一直把羊奶看做对肺和气管特别有益的食物。羊奶的脂肪颗粒体积为牛奶的三分之一，更利于人体吸收，并且羊奶中的维生素及微量元素明显高于牛奶。如图表示研究人员利用胚胎工程培育产奶量高的优质奶羊的过程，下列相关说法正确的是（    ） A．通过图中①~⑤培育的奶羊和克隆羊的原理相同 B．不同生物进行⑤过程的时间不同，最迟可以选择原肠胚时期 C．移植前进行胚胎性别鉴定，选择雄性进行移植 D．⑤的成功与供体和受体的生理状态的一致性密切相关 【答案】D 【分析】题图分析：图中①为体外受精，②为早期胚胎培养过程，③为胚胎分割，④为胚胎分割后的恢复，⑤为胚胎移植。 【详解】A、通过图中①～⑤培育的奶羊和克隆羊的原理不相同，图示过程属于有性生殖，而克隆羊的培育属于无性生殖，A错误； B、不同生物进行⑤胚胎移植过程的时间不同，但都不能晚于囊胚期，B错误； C、由于只有雌性个体能产奶，因此移植前进行性别鉴定，应该选择雌性胚胎进行移植，C错误； D、⑤胚胎移植的成功与供体和受体的生理状态的一致性密切相关，因为只有供体和受体具有一致的生理环境才能保证胚胎的成活率，D正确。 15．下列关于采用胚胎工程技术实现某良种肉用牛快速繁殖的叙述，错误的是（    ） A．采用激素注射等方法对良种母牛作超数排卵处理 B．采取胚胎分割技术可同时获得多个遗传物质相同的个体 C．收集的胚胎直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存 D．胚胎移植能否成功，与供体和受体生理状态无关 【答案】D 【分析】胚胎移植的基本程序主要包括： ①对供、受体的选择和处理（选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体。用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理）； ②配种或人工授精； ③对胚胎的收集、检查、培养或保存（对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段）； ④对胚胎进行移植； ⑤移植后的检查。 【详解】A、采取注射促性腺激素等方法，对良种母牛作超数排卵处理，A正确； B、来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此采取胚胎分割移植技术可同时获得多个遗传物质相同的个体，B正确； C、收集的胚胎可以直接移植给受体或放入低温的液氮中保存，C正确； D、胚胎移植能否成功，与供体和受体生理状态有关，要对供体和受体动物进行同期发情处理，D错误。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$概念：将离体的植物器官。组织或细胞等，培养在人工配规的培养基上，给予适宜的培养条 件，诱导其形成完整植株的技术 原理：植物细胞的全能性 过程：外植体分化形成息伤组织。再分化形成还状体 概念：细胞经分裂和分化后。仍然具有产生完整生物体或分化成英他各种细胞的看能 植物组织培养 在生物体生长发育过程中，并不是所有细跑都表现出全能性 细狗全能性 分化程度低的>分化程度高的 全能性大小比较 受精卵>生殖细胞>体细胞一植物细胞>动物细胞 材料：离体的植物经胞。组织。器官。即外植体 植物细胞工程 植物细胞表现全能性的条件 一定的溢素和营养条件的诱导 适直的光烟 过程：去望一诱导磁合一再生出细胞量一@伤组织一种植株 概念：将不同来源的植物体细跑，在一定条件下融合成杂种细跑，井把杂种细胞培育成新植 物体的技术 植物体细饱的杂交 原理：体细胞杂交利用了细胞的流动性，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能 性 义：在打破生殖离。实现远缘杂交育种。培育植物新品种等方面展示出独特的优妈 植物款殖的新途径：快速来殖。作物脱毒 植物细胞工程的应用 作物新品种的培育：单倍体育种、突变体应用 细胞产物的工厂化生产 概念：从动物体中取出相关的组织。将它分散成单个细胞，然后在适直的培养条件下，让这 些细胞生长和增殖的技术 培养基：表体培养基，除加碳源、氨亚。水和无机盐外，还要加动物血请血案 无菌。无毒的环填 动物细胞培养 培养条件 适直的温度：乳动物多以(36.5±0.5)℃为直 温。pH和渗透压 、适宣的pH多数细胞生存的适宜pH为7.2~7,4 气体环境：动物胞培养所需气体主要有02和C02,02是细胞代谢所论需的.C02的主要作 用星维持培养凌的PH 幅变：在宁宇帮件下。干细闲可以分化成其做卷型的细购干相的存在手早期斯.得请和 脐带血等多种织和器官中。包括肝干细胞和成体干细胞 干细胞培养及应用 干细胞 环碧干细胞 成体干细魔 概念：使两个或多个动物细结合形一个细跑的技术 动物细胞工程 诱导融合的常用方法@物理法：电融合法第。②化 多 学法：PEG融合法裤。①生物法： 灭活病墙 动物细胞慰合 意义：突破了有性徐交的局限。使远缘杂交成为可能 过程：B淋巴细胞与骨酸瘤经胞慰合经两次裤选后得杂交缩细胞，将杂交鳖细胞在培养基中培 养，从培养基中分离抗体 单克隆抗体 应用：作为诊断试剂。在多种疾病的诊断和病原体整定中发挥重要的作用 优点：特异性强。灵敏度亮、可以大量制备 概念：将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细跑中。使这个重新组合的细胞发育成新还 哈，进而发育成动物个体的技术 原理：动物细胞核的金能性 动物体细胞核移植技术 亞验细胞核移植：还胎细胞分化程度低。表现全能性客易 类型 体细胞核移植：体细胞分化程度高。表现全能性十分困难 卵母细胞内含有促使体细胞核表现全能性的物质和营养调节。而帮母细胞体职大，易于操 念：是指对生殖细胞， 受精那或早期旺验： 田胞进行多种显作和处理。然后将获得的旺 哈多箱到性动物 两生产后代。以漏足人类的。帽工程技术包体外受精、 多和还分 解念：精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程，包括受精前的准备阶段和受精阶段 场所：自然条件下，韩乳动物的受精在输卵管内完成 精子获能：刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雄性动物的生殖道发生相应的生理 变化后，才能获得受精能力。这一生理现象称为“精子获能” 受精 准备阶段 邵细陶准备：卵子-一般在排出2一3h后才能被精子穿入。动物排出的卵子成熟程度不同，（有 理论基础 的一可能量初级形母细胞，如马.犬等：有的可能提次级帮母细胞，如猪.羊等)但它们都要 在输卵管内进一步成熟到M时，才具备与精子受精的能力. 受精阶段 过程：情子穿卵细胞外结构一透明带反应一精子进入细胞一原核形成一雕原核形成 (受精亮成的标志) 场所：输卵管一子宫一不同功物的胎进入子宫时发育程度不同 胚胎工程 早期胚验发育 旺给发育：受精卵→卵最一桑甚胚一囊旺一原杨旺 试管动物 通过人工操作使卵子在体外受精，经培养发育为早期旺胎后，再进行移植产生 的个体 精子获能的方法：@直接利用避性动物的生殖道使精子获能，②将精子培养在人工配制的获 安能安能表的分因动物种类不 体外受精 体等 采集到的卵母细胞和精子，要分别在体外进行成熟培养和获能处理 还胎工程技术及其应用 基本流程： 将获能的情子和培养成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间。来促使它们完成受 任胎移植：酒过体外受精及其他方式得到的肝胎。移植到同种的、生理状态相同的解性动物 体纳，使之维续发育为新个体的技术 团胎分制：是指采用机械方法将早期胚验切制2等份、4等份或8薄份薄。经移植获得同卵双 胎或多的技术，来自同一始的后代具有相同的遗传物质。因此验分割可以看作动物无 性繁殖或克暖的方法之一