第2章 细胞工程 章末综合提升-【优化探究】2025-2026学年新教材高中生物学选择性必修3同步导学案配套PPT课件（人教版）单选

细胞工程 第2章　 章末综合提升 一、构建思维导图 二、默写核心概念 1．植物组织培养是指将__________________________________，培养在人工配制的培养基上，给予________________，诱导其形成____________的技术。 2．植物体细胞杂交是指将____________________，在一定条件下融合成____________，并将其培育成____________的技术。 3．人工诱导原生质体融合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。 离体的植物器官、组织或细胞等 适宜的培养条件 完整植株 不同来源的植物体细胞 杂种细胞 新植物体 电融合法、离心法 聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法 4．植物的快速繁殖技术不仅可以保持____________________，还可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖。 5．植物________________附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒。 6．单倍体育种通过________________获得单倍体植株，染色体加倍后当年便可获得稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限。 7．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，因此容易受到____________________的影响而发生突变。 优良品种的遗传特性 顶端分生区 花药离体培养 培养条件和诱变因素 8．植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物——次生代谢物。次生代谢物是一类____________________。 9．一般来说，动物细胞培养需要满足以下几个条件：①营养条件(糖类、氨基酸、无机盐、维生素等，还需要加入______________等天然成分)；②____________的环境；③适宜的温度、pH和渗透压；④适宜的气体环境等。 小分子有机化合物 动物血清 无菌、无毒 10．悬浮培养的细胞会因____________________、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。贴壁细胞的生长增殖除受上述因素的影响外，还会发生____________。 11．在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。干细胞存在于____________、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，包括________干细胞和________干细胞等。 12．动物细胞融合技术就是使__________________________________ 的技术。 细胞密度过大　 接触抑制 早期胚胎　 胚胎 成体 两个或多个动物细胞结合形成一个细胞 13．诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和____________________等。 14．杂交瘤细胞既能____________________，又能产生____________。 15．对经选择培养的杂交瘤细胞进行________________和____________，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。 16．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________________，并且可以大量制备。 灭活病毒诱导法 迅速大量增殖　 特定抗体 克隆化培养　 抗体检测 特异性结合 17．单克隆抗体被广泛用作____________，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要作用；可以____________；自身也能用于治疗疾病。 18．由于动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难，所以动物体细胞核移植的难度____________胚胎细胞核移植。 19．重构胚是指人工重新构建的胚胎，具有___________________的能力。激活重构胚的常用方法有_______________________________ _____________等。 诊断试剂　 运载药物 明显高于 发育成完整个体　 电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶 合成抑制剂 20．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；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，可以避免发生____________反应。 21．刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的____________发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一现象称为“精子获能”。 免疫排斥 生殖道 22．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____________。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____________。 23．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________。 雄原核　 雌原核 孵化 24．超数排卵是指应用外源____________，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。 25．胚胎移植主要包括____________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____________________等步骤。 26．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________获得同卵双胎或多胎的技术。 27．在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将____________均等分割。 促性腺激素 供体、受体 移植后的检查 移植 内细胞团 三、体验高考真题 1．(2024·辽宁卷)迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时，先诱导外植体形成愈伤组织，再进行细胞悬浮培养获得迷迭香酸，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是(　　) A．迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体 B．诱导愈伤组织时需加入NAA和脱落酸 C．悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团 D．茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率 B 解析：迷迭香顶端幼嫩的茎段生长旺盛，细胞分裂能力较强，适合用作外植体，A正确；诱导愈伤组织时需加入NAA和细胞分裂素，B错误；悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团，以便与培养液充分接触获得更多的营养物质及氧气，C正确；加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量，推测茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物(不是植物生长所必需的)的合成速率，D正确。 2．(2024·湖北卷)植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．过程①中酶处理的时间差异，原因 可能是两种亲本的细胞壁结构有差异 B．过程②中常采用灭活的仙台病毒或 PEG诱导原生质体融合 C．过程④和⑤的培养基中均需要添加 生长素和细胞分裂素 D．可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株 B 解析：酶解是为了去除植物细胞的细胞壁， 过程①中酶处理的时间不同，说明两种亲 本的细胞壁结构有差异，A正确；过程② 为原生质体的融合，常用PEG诱导原生质体 融合，灭活的仙台病毒可诱导动物细胞融合，不能用于植物，B错误；过程④脱分化和⑤再分化的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素，但在两个过程中比例不同，C正确；植物丙是植物甲和植物乙体细胞杂交形成的个体，应具备两者的遗传物质，因此可以通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株，D正确。 3．(2024·辽宁卷)从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是(　　) A．传代培养时，培养皿需密封防止污染 B．选取①的细胞进行传代培养比②更合理 C．直接用离心法收集细胞进行传代培养 D．细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关 D 解析：在进行动物细胞培养时，细胞进行细胞 代谢需要氧气，故培养皿不能密封，A错误； 贴壁细胞在生长增殖时会因密度过大、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，细胞表面相互接触，出现接触抑制现 象，故细胞停止生长进入平台期，此时需要对细胞进行分瓶培养，故取更接近平台期的②时期细胞传代培养更合理，B错误，D正确；胚胎成纤维细胞进行贴壁培养时，在进行传代培养前需要重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，再用离心法收集，C错误。 4．(2023·海南卷)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 A 解析：接触抑制指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，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，细胞的功能发生了特化，因而发生了细胞分化，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，实现濒危物种的保护，D正确。 5．(2024·重庆卷)自然条件下，甲、乙两种鱼均通过体外受精繁殖后代，甲属于国家保护的稀有物种，乙的种群数量多且繁殖速度较甲快。我国科学家通过如图所示流程进行相关研究，以期用于濒危鱼类的保护。下列叙述正确的是(　　) A．诱导后的iPGCs具有胚胎干细胞的特性 B．移植的iPGCs最终产生的配子具有相同 的遗传信息 C．该实验中，子一代的遗传物质来源于物 种甲 D．通过该实验可以获得甲的克隆 C 解析：胚胎干细胞具有发育的全能性，iPGCs 是诱导型原始生殖细胞，具有成为卵原细胞或 精原细胞的潜能，诱导后的iPGCs不具有胚胎干 细胞的特性，A错误；移植的iPGCs分化形成卵 原细胞或精原细胞后，通过减数分裂形成配子， 在减数分裂过程中基因会发生重组，最终产生的 配子的遗传信息不一定相同，B错误；由图可知， 将物种甲的囊胚期的iPGCs移植到阻止PGCs形成的乙鱼的胚胎中，培育出的乙鱼的生殖腺中的细胞由甲鱼的iPGCs增值分化而来，该乙鱼再与物种甲杂交，配子均是由物种甲的生殖腺细胞产生，故子一代的遗传物质来源于物种甲，C正确；克隆属于无性繁殖，该实验过程中涉及到有性生殖，D错误。 6．(2023·新课标卷)根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系，根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根瘤的形成，根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。为了寻找抗逆性强的根瘤菌，某研究小组做了如下实验：从盐碱地生长的野生草本豆科植物中分离根瘤菌；选取该植物的茎尖为材料，通过组织培养获得试管苗(生根试管苗)；在实验室中探究试管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。回答下列问题。 (1)从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养，可以获得纯培养物，此实验中的纯培养物是________________________。 (3)研究小组用上述获得的纯培养物和试管苗为材料，研究接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力，其做法是将生长在培养液中的试管苗分成甲、乙两组，甲组中滴加根瘤菌菌液，让试管苗长出根瘤。然后将甲、乙两组的试管苗分别转入__________的培养液中培养，观察两组试管苗的生长状况，若甲组的生长状况好于乙组，则说明 _________________________________________________。 (4)若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌，可通过发酵工程获得大量根瘤菌，用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料，在农业生产中使用微生物肥料的作用是_____________(答出2 点即可)。 答案：(1)由根瘤菌繁殖形成的单菌落 (2)脱分化　再分化　细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性 (3)无氮源　接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮能力 (4)促进植物生长，增加作物产量；能够减少化肥使用，改良土壤，减少污染，保护生态环境 解析：(1)在微生物学中将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体成为培养物，由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，对于本实验来说就是根瘤菌繁殖得到的单菌落。 (2)植物组织培养的过程先是脱分化形成愈伤组织，后再分化形成试管苗。细胞全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。 (3)实验遵循控制变量原则，因为甲组和乙组的区别是固氮菌的有无，探究的是接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力，所以培养液中应没有氮源，若甲组的生长状况好于乙组，则说明接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮能力。 (4)微生物肥料除了能够促进植物生长，起到肥料的作用之外，还能够减少化肥的使用，改良土壤，保护环境。 7．(2022·辽宁卷)某抗膜蛋白治疗性抗体药物研发过程中，需要表达N蛋白胞外段，制备相应的单克隆抗体，增加其对N蛋白胞外段特异性结合的能力。N蛋白胞外段单克隆抗体制备，流程如图： (1)用N蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后，取小鼠脾组织用_________酶处理，制成细胞悬液，置于含有混合气体的________中培养，离心收集小鼠的B淋巴细胞，与骨髓瘤细胞进行融合。 (2)用选择培养基对融合后的细胞进行筛选，获得杂交瘤细胞，将其接种到96孔板，进行________培养。用____________技术检测每孔中的抗体，筛选既能产生N蛋白胞外段抗体，又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株，经体外扩大培养，收集________，提取单克隆抗体。 (3)利用N蛋白胞外段抗体与药物结合，形成_______________，实现特异性治疗。 答案：(1)胰蛋白酶或胶原蛋白　CO2培养箱 (2)克隆化　抗原—抗体杂交　细胞培养液 (3)抗体—药物偶联物(ADC) 解析：(1)进行动物细胞培养时，需要取小鼠脾组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，制成细胞悬液，置于含有95%空气和5%的CO2混合气体的CO2培养箱中培养。 (2)用选择培养基对融合后的细胞进行筛选，获得杂交瘤细胞，将其接种到96孔板，进行克隆化培养和抗体检测。用抗原—抗体杂交技术检测每孔中的抗体，筛选既能产生N蛋白胞外段抗体，又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株，经体外扩大培养，收集细胞培养液，提取单克隆抗体。 (3)利用N蛋白胞外段抗体与药物结合，形成抗体—药物偶联物(ADC)，实现特异性治疗。 (2)取豆科植物的茎尖作为外植体，通过植物组织培养可以获得豆科植物的试管苗。外植体经诱导形成试管苗的流程是：外植体愈伤组织试管苗。其中①表示的过程是________，②表示的过程是________。由外植体最终获得完整的植株，这一过程说明植物细胞具有全能性。细胞的全能性是指________________________。 $$