第十三单元 细胞工程（教师用书）-【创新方案】2026年高考生物一轮复习（多选版）

第十三单元细胞工程 第1课时　植物细胞工程 4.1.1　阐明植物组织培养是在一定条件下，将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程 4.1.2　概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂合细胞，继而培育成新植物体的技术 4.1.3　举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率 一、植物组织培养技术 1.基础知识判断 (1)在“菊花的组织培养”实验中，除外植体需要灭菌外，使用的培养基和所有的器械也都要灭菌。 (×) (2)在愈伤组织形成幼苗的再分化过程中，不会发生细胞的增殖。 (×) (3)无论脱分化还是再分化，过程中均需提供光照。 (×) (4)植物组织培养过程中，生长素和细胞分裂素的比例始终不变。 (×) (5)同一株绿色开花植物不同部位的细胞经组织培养获得的植株基因型都是相同的。 (×) (6)植物组织培养中，培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。 (√) 2.基本概念梳理 (1)细胞工程的概念 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 细胞器水平、细胞水平或组织水平 目的 获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品 (2)植物组织培养技术 ①细胞全能性 定义 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 原因 生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的全套基因 体现 利用植物的一片花瓣、一粒花粉，甚至一个细胞，都可以繁殖出新的植株 未表现 及原因 在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性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 表现 条件 离体、无菌、一定的营养物质、激素等 ②植物组织培养的基本过程 a.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。 b.愈伤组织：脱分化产生的不定形的薄壁组织团块。 c.再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。 二、植物体细胞杂交技术及植物细胞工程应用 1.基础知识判断 (1)利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞诱导融合。 (×) (2)利用酶解法获得的植物原生质体失去了细胞的全能性。 (×) (3)细胞融合时不只形成杂种细胞，还形成同种细胞融合的细胞。 (√) (4)杂种细胞再生出细胞壁说明植物体细胞诱导融合成功。 (√) (5)形成杂种细胞就完成了植物体细胞杂交过程。 (×) 2.基本概念梳理 (1)植物体细胞杂交过程 Ⅰ.过程①为去除细胞壁获得原生质体，用到的酶是纤维素酶、果胶酶。 Ⅱ.过程②为原生质体的融合，人工诱导的物理法包括电融合法、离心法等，化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等。 Ⅲ.过程③为融合的原生质体再生出细胞壁，这是原生质体融合成功的标志。 Ⅳ.过程④为脱分化，过程⑤为再分化。 (2)概念 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。 (3)意义 植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，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势。 (4)实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草、多种柑橘属不同种间的杂种植株。 (5)局限性：目前有许多理论和技术未解决，还不能让杂种植物按照人们的需要表现出双亲的性状。 融通大概念建构知识体系 　 [盘点总结] (1)只考虑两两融合，植物细胞A和B杂交获得的细胞类型有三种：AA型、BB型、AB型，符合要求的只有AB型，需要进行筛选。 (2)杂种细胞形成的标志：杂种细胞再生出新的细胞壁。 (3)杂种植株遗传物质的变化：杂种植株的变异属于染色体变异，其染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，属于异源多倍体。 (4)利用植物组织培养生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。 核心点(一)　植物组织培养技术 [系统知能] 1.菊花的组织培养过程 2.脱分化和再分化的比较 比较项目 脱分化 再分化 过程 外植体→愈伤组织 愈伤组织→幼苗 形成体 特点 排列疏松、不定形的薄壁组织团块 分化出根、芽 需要条件 ①离体；②适宜的营养；③生长素与细胞分裂素的比例适中 ①离体；②适宜的营养；③生长素与细胞分裂素的比例高诱导生根，比例低诱导生芽；④光照 3.植物组织培养与植物细胞培养的比较 比较项目 植物组织培养 植物细胞培养 利用原理 植物细胞的全能性 细胞增殖 培养基 固体培养基 液体培养基 培养对象 离体的植物器官、组织、细胞或原生质体 由愈伤组织分散得到的悬浮细胞 培养过程 外植体愈伤组织胚状体或丛芽植物幼苗 愈伤组织悬浮细胞→继代培养→细胞代谢产物 培养目的 植物幼苗 细胞的代谢产物 二者关系 植物细胞培养是植物组织培养的基础；它们都属于植物细胞工程的范畴 [题点全练] 1.(2024·浙江1月选考)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 (　 ) 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：选D　芽尖所含病毒少或不含病毒，用其进行组织培养可得到脱毒苗，A正确；抗生素具有杀菌作用，培养基中加入抗生素可以抑制杂菌生长，B正确；将丛生芽切割后进行继代培养，可以实现快速繁殖，C正确；降低生长素和细胞分裂素的比值可促进丛生芽的形成，D错误。 　　[微点拨] 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，就不好诱导生芽了。 (3)菊花的组织培养过程中，愈伤组织的形成一般不需要光照，而在后续的培养过程中，需要一定的光照。 (4)试管苗一般在高湿、弱光、恒温等条件下培养生长，出瓶后要注意保温、保湿。 2.(2024·甘肃高考)兰州百合栽培过程中易受病毒侵染，造成品质退化。某研究小组尝试通过组织培养技术获得脱毒苗，操作流程如下图。下列叙述正确的是 (　 ) A.①为脱分化过程，1号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块 B.②为再分化过程，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组 C.3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1 D.百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，可以作为该研究中的外植体 解析：选D　在脱分化过程中，1号培养基中的愈伤组织是排列不规则的、不定形的薄壁组织团块，A错误；愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变，而基因重组一般发生在减数分裂过程中，愈伤组织细胞的分化过程进行的是有丝分裂，所以不会发生基因重组，B错误；3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值应该小于1，C错误；百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此可以作为该研究中的外植体，D正确。 3.(2024·黑吉辽卷)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 解析：选B　植物顶端幼嫩的茎段分化程度低，分裂和分化能力强，且病毒极少，甚至无病毒，适合用作外植体，A正确；诱导愈伤组织时需加入生长素、细胞分裂素或与它们作用类似的植物生长调节剂，NAA是生长素类植物生长调节剂，可以加入，但不能加入脱落酸，B错误；用培养液进行悬浮培养时，需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团，以增大细胞与培养液的接触面积，C正确；结合题意可推知迷迭香酸是植物细胞的次生代谢产物，根据题干信息“加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量”可知，茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率，D正确。 　　[微点拨]　植物激素对植物组织培养的影响 生长素/细胞分裂素 植物细胞的发育方向 高 有利于根的分化，抑制芽的形成 低 有利于芽的分化，抑制根的形成 适中 促进愈伤组织的生长 简记为“高”根，“低”芽，“中”愈伤 核心点(二)　植物体细胞杂交技术及植物细胞工程应用 [系统知能] 1.杂种细胞的类型及检测方法 (1)诱导产生的杂种细胞类型(假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B) ①未融合的细胞：A和B。 ②两两融合的细胞：AA、BB和AB。 ③多细胞融合体。 (2)检测方法：对诱导产生的细胞进行植物组织培养，然后根据得到的植物性状进行判断。 植物性状(融合的结果) 结论 只表现出一种植物的性状 未融合的细胞 得到的是具有两种亲本性状的植物 异种细胞融合 得到的是具有两种亲本性状的植物，且一种植物的性状得到加强 多细胞融合体 只表现出一种植物的性状，但是效果得到加强 同种细胞融合 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 主要 过程 离体的植物器官、组织或细胞经植物组织培养形成植物体 两种植物的体细胞去壁融合形成的原生质体，经植物组织培养形成杂种植株 选材 选取根尖、茎尖、形成层部位，最容易诱导脱分化 不同种的植物体细胞 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，用一定的方法诱导原生质体融合 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 3.植物繁殖的新途径 4.单倍体育种、突变体的利用和细胞产物的工厂化生产的比较 项 目 单倍体育种 突变体的利用 细胞产物的 工厂化生产 过 程 原 理 生殖细胞的全能性、染色体数目的变异 基因突变和植物细胞的全能性 植物细胞的增殖及全能性 优 点 与杂交育种相比，单倍体育种明显缩短育种年限，加快育种进程 提高愈伤组织的突变率，可以获得高抗、高产、优质、抗逆的新品种，加快了育种进程 可以大量生产细胞产物，工厂化、规模化程度高 [题点全练] 题点1　植物体细胞杂交的原理和过程 1.(2024·湖北高考)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 解析：选B　利用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁时，可能因植物细胞壁结构差异而调整酶处理的时间，A正确；灭活的仙台病毒不能诱导(植物)原生质体融合，B错误；植物组织培养过程中的脱分化(④)和再分化(⑤)过程均需要添加生长素和细胞分裂素，但过程④和⑤中两者比例不同，C正确；可对植物丙的染色体进行分析，来鉴定其是否为杂种植株，D正确。 　　[微点拨] 植物体细胞杂交和有性杂交中染色体倍性的变化 2.[多选](2024·山东高考)下列关于植物愈伤组织的说法正确的是 (　 ) A.用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体 B.融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织 C.体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核 D.通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖 解析：选BD　愈伤组织的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，可用纤维素酶和果胶酶去除愈伤组织的细胞壁，不能用胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁，A错误；融合的原生质体再生出细胞壁标志着原生质体融合完成，之后才能形成愈伤组织，B正确；体细胞杂交获得的杂种植株细胞中只有一个细胞核，C错误；通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程没有生殖细胞的参与，属于无性繁殖，D正确。 题点2　植物细胞工程的应用 3.(2025年1月·八省联考云南卷)人参皂苷具有重要的药用价值，可通过植物细胞培养生产。下列说法错误的是 (　 ) A.外植体消毒需用酒精和次氯酸钠溶液 B.外植体脱分化形成愈伤组织需要光照和氧气 C.可通过液体培养获得大量愈伤组织细胞 D.人参皂苷属于植物细胞的次生代谢物 解析：选B　外植体在接种于培养基培养时，需先后用酒精和次氯酸钠溶液进行消毒，A正确；脱分化形成愈伤组织的过程中，不需要光照，B错误；植物细胞的培养一般使用液体培养基，因此可通过液体培养获得大量愈伤组织细胞，C正确；人参皂苷属于植物细胞的次生代谢物，D正确。 4.(2025·九江模拟)研究人员利用离体培养的红豆杉细胞生产紫杉醇(易溶于丙酮等有机溶剂，是一种抗癌药)的流程如下图所示。下列相关叙述错误的是 (　 ) A.生产紫杉醇利用了植物细胞培养，该技术几乎不受季节、天气限制 B.用诱变的方法处理愈伤组织，再经筛选可能获得高产紫杉醇的细胞 C.过程①②中植物细胞发育的方向受激素调控，与环境条件无关 D.可用双层磷脂分子构建的脂质体运送紫杉醇至靶细胞，治疗某些癌症 解析：选C　紫杉醇是红豆杉属植物体内的一种次生代谢物，利用植物细胞培养生产紫杉醇，该技术几乎不受季节、天气限制，A正确；愈伤组织细胞未分化，处于不断增殖状态，在诱变因素下容易产生突变，用诱变的方法处理愈伤组织，再经筛选可能获得高产紫杉醇的细胞，B正确；过程①②分别为脱分化和扩大培养的过程，受激素调控和环境条件的影响，C错误；紫杉醇具有抗癌作用，易溶于丙酮等有机溶剂，可用双层磷脂分子构建的脂质体运送至靶细胞，D正确。 5.胞质杂种是指两个原生质体融合产生的杂种细胞，其中一个细胞的细胞核消失后，两个原生质体的细胞质杂交得到的个体。科研人员利用雄性不育的品种A与可育的品种B通过植物体细胞杂交技术获得了雄性不育的胞质杂种“华柚2号”，制备过程如图所示，其中GFP(绿色荧光蛋白)基因转入到了品种A的细胞核基因组中。经检测，“华柚2号”的细胞核和叶绿体基因来自品种B，线粒体基因来自品种A，下列说法正确的是 (　 ) A.制备原生质体时需用胰蛋白酶或纤维素酶去除细胞壁 B.聚乙二醇可用于诱导原生质体A和B的融合 C.“华柚2号”的获得说明控制雄性不育的基因可能位于细胞核中 D.应筛选发绿色荧光的杂种细胞C经植物组织培养技术获得“华柚2号” 解析：选B　制备原生质体时需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A错误；诱导植物的原生质体融合可采用聚乙二醇融合法，B正确；雄性不育的胞质杂种“华柚2号”的细胞核和叶绿体基因来自品种B，线粒体基因来自品种A，融合后品种A的细胞核消失，说明控制雄性不育的基因可能位于线粒体中，C错误；GFP(绿色荧光蛋白)基因转入到了品种A的细胞核基因组中，而融合后的“华柚2号”不含品种A的细胞核，因此发绿色荧光的杂种细胞应被淘汰，D错误。 6.(2024·安徽高考)植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素，设计了以下实验流程和培养装置(如图)，请同学们进行评议。下列评议不合理的是 (　 ) A.实验流程中应该用果胶酶等处理愈伤组织，制备悬浮细胞 B.装置中的充气管应置于液面上方，该管可同时作为排气管 C.装置充气口需要增设无菌滤器，用于防止杂菌污染培养液 D.细胞培养需要适宜的温度，装置需增设温度监测和控制设备 解析：选B　欲利用愈伤组织制备悬浮细胞，可用果胶酶等对愈伤组织进行处理，A合理；装置中的充气管应置于液面下方，以利于增加培养液中的溶氧量，该管不能同时作为排气管，B不合理；为了防止杂菌污染培养液，装置充气口需要增设无菌滤器，C合理；细胞培养时需要保证适宜的温度，因此装置需增设温度监测和控制设备，D合理。 主攻学困点强化规范表达 　 1.请说明“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家想象的地上结番茄、地下长马铃薯的原因。 提示：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，“番茄—马铃薯”杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达可能会相互干扰，不能像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。 2.作物脱毒时应选取哪些部位的组织进行培养?原因是什么? 提示：一般选取根尖或茎尖的分生区。原因是植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，用分生区细胞进行组织培养，能得到大量的脱毒苗。 3.请说明脱毒苗与抗毒苗的区别。 提示：脱毒苗是选择植物的顶端分生组织进行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴；抗毒苗是把某抗毒基因导入受体细胞中，通过一定的方法培养而成的，属于基因工程的范畴。 4.植物组织培养过程中光照条件如何处理?为什么以蔗糖为碳源? 提示：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。植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，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。 [课时跟踪检测] 一、选择题　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2024·福建高考)中国水仙是一种三倍体观赏花卉。传统生产采用分球茎繁殖方式，不仅周期长、产率低、花色单调，还易积累病毒。下列措施无法达到改良目的的是 (　 ) A.用水仙鳞片进行植物组织培养以提高产率 B.利用单倍体育种对中国水仙进行品种选育 C.选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗 D.通过基因工程技术引入外源基因改变花色 解析：选B　应用植物组织培养技术可以快速地实现种苗的大量繁殖，故用水仙鳞片进行植物组织培养可以解决水仙繁殖周期长、产率低的问题，A不符合题意；中国水仙是三倍体，因联会紊乱一般不能产生正常配子，故无法进行单倍体育种，B符合题意；用茎尖等幼嫩组织进行植物组织培养可以得到脱毒苗，C不符合题意；结合基因工程技术，引入控制花色的外源基因，可以解决水仙花色单调的问题，D不符合题意。 2.(2025·青岛模拟)植物细胞质中的叶绿体和线粒体是两个相对独立的遗传体系，控制着许多优良性状，胞质杂交是植物体细胞杂交应用的一个重要方面。下图为将植株1细胞质中的优良基因导入植株2的实验流程。下列说法正确的是 (　 ) A.①用纤维素酶和果胶酶处理，需在低渗溶液中进行 B.②通常采用灭活病毒诱导原生质体融合 C.④应先诱导根形成后，再转接到诱导生芽培养基上 D.该方式获得的抗病植株，性状一般不能稳定遗传 解析：选D　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，用纤维素酶和果胶酶处理可去除细胞壁，获得原生质体，但为维持细胞的正常形态，此操作须在等渗溶液中进行，A错误；诱导动物细胞融合常采用灭活的病毒处理，而题干为植物细胞，B错误；过程④为诱导愈伤组织形成试管苗的过程，需要将生长良好的愈伤组织先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，进一步诱导生根，C错误；题干中该方式获得的抗病植株的抗病基因位于细胞质中，故性状一般不能稳定遗传给后代，D正确。 3.(2024·北京高考)大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后，可获得原生质体。以下对原生质体的叙述错误的是 (　 ) A.制备时需用纤维素酶和果胶酶 B.膜具有选择透过性 C.可再生出细胞壁 D.失去细胞全能性 解析：选D　大豆叶片细胞是植物细胞，具有细胞壁，其细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以制备原生质体时，需用纤维素酶和果胶酶进行处理，A正确；生物膜的功能特点是具有选择透过性，所以原生质体膜具有选择透过性，B正确；原生质体可以再生出新的细胞壁，C正确；分离出的原生质体具有全能性，可用于植物体细胞杂交，为杂种植株的获得提供了理论基础，D错误。 4.(2025·武汉模拟)下图表示获得紫草宁的两种工艺途径，下列说法错误的是 (　 ) A.对外植体进行消毒目的是防止培养过程中杂菌污染 B.推测经紫草植株途径所得的紫草宁提取量小于经细胞培养物途径所得的紫草宁提取量 C.细胞培养物途径不占用耕地，不受季节天气限制，生产更灵活 D.紫草宁是从紫草细胞中提取的一种药物和色素，属于紫草细胞的初生代谢物 解析：选D　对外植体进行消毒的目的是防止培养过程中杂菌的污染，A正确；细胞增殖速度较快，因而细胞培养物途径所得的紫草宁提取量大于紫草植株途径所得的紫草宁提取量，B正确；细胞培养物途径不占用耕地，不受季节天气限制，生产更灵活，C正确；紫草宁是紫草细胞的次生代谢物，D错误。 5.(2025年1月·八省联考四川卷)科学家用蜗牛提取液处理烟草叶片和拟南芥根得到原生质体，两种原生质体经PEG处理后筛选出杂种细胞，其分裂产生的愈伤组织经诱导形成再生植株。经鉴定，再生植株同时表现出烟草和拟南芥的部分性状。下列叙述错误的是 (　 ) A.蜗牛提取液具有纤维素酶和果胶酶活性，可去除细胞壁获得原生质体 B.利用PEG处理可提高细胞膜的流动性，从而促进两种原生质体的融合 C.用较高浓度的细胞分裂素处理杂种细胞产生的愈伤组织，有利于根的分化 D.杂种细胞诱导形成具有双亲部分性状的再生植株是基因选择性表达的结果 解析：选C　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，蜗牛提取液可以去除烟草叶片和拟南芥根的细胞壁得到原生质体，由此可知，蜗牛提取液具有纤维素酶和果胶酶活性，A正确；PEG是一种常用的细胞融合剂，利用PEG处理可提高细胞膜的流动性，从而促进两种原生质体的融合，B正确；生长素和细胞分裂素的浓度、比例会影响植物细胞的发育方向，生长素比例高时，有利于愈伤组织分化生根，C错误；杂种细胞诱导形成具有双亲部分性状的再生植株(发生了细胞分化过程等)是基因选择性表达的结果，D正确。 6.科学家以二倍体番茄和四倍体马铃薯为材料，采用植物体细胞杂交技术，成功培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株，下图中①~⑤表示过程，字母表示细胞、组织或植株。下列相关叙述正确的是 (　 ) A.过程①需将体细胞用含解离液的等渗溶液处理 B.愈伤组织形成试管苗需要经过脱分化和再分化两个过程 C.过程④⑤均会发生基因的选择性表达 D.有丝分裂中期，杂种植株体细胞中有12个染色体组 解析：选C　过程①为利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获取原生质体的过程，该过程需要在等渗溶液中进行，以维持原生质体的形态和功能，A错误；杂种细胞经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经过再分化形成试管苗，B错误；过程④是脱分化，过程⑤是再分化，过程④⑤均会发生基因的选择性表达，C正确；番茄为二倍体，马铃薯为四倍体，将二者进行植物体细胞杂交得到的杂种植株为六倍体，处于有丝分裂中期的杂种植株的体细胞中有6个染色体组，D错误。 7.花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，而野生黑芥具有抗黑腐病的特性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种，培育过程如图，培育过程中通过紫外线照射使黑芥部分染色体结构被破坏。下列叙述正确的是 (　 ) A.过程①将两种植物细胞置于含水解酶的低渗溶液中，获得完整的原生质体 B.过程②常用高C—高pH融合法和灭活病毒诱导法 C.过程③获得的愈伤组织细胞在显微镜下无法观察到来自黑芥苗的叶绿体 D.最终获得的抗病植株具有完整的黑芥和花椰菜的遗传信息 解析：选C　过程①将两种植物细胞置于等渗溶液中，并用纤维素酶和果胶酶处理以除去细胞壁，获得有活力的原生质体，A错误；灭活的病毒不能用于植物原生质体融合，B错误；愈伤组织为脱分化形成的细胞，不含叶绿体，因此过程③获得的愈伤组织细胞在显微镜下无法观察到来自黑芥苗叶肉细胞的叶绿体，C正确；由于紫外线照射使黑芥部分染色体结构被破坏，因此完成鉴定后，最终获得的杂种抗病植株中不具有完整的黑芥的遗传信息，D错误。 8.以玄参茎段为外植体，在MS培养基中和多种激素的作用下，外植体经诱导产生丛芽和不定根。下图为植物组织培养的流程图，相关叙述错误的是 (　 ) A.MS培养基含植物细胞所必需的无机盐和蔗糖等营养 B.①可以用次氯酸钠和体积分数为70%的酒精进行混合消毒 C.②为外植体的脱分化，与基因的选择性表达有关 D.③诱导形成丛芽和不定根，效果与激素比例有关 解析：选B　MS培养基含植物细胞所必需的无机盐和蔗糖等营养，A正确；将流水充分冲洗后的外植体用体积分数为70%的酒精消毒30 s，然后立即用无菌水清洗2~3次，再用质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2~3次，B错误；过程②为外植体的脱分化，脱分化过程与基因的选择性表达有关，C正确；过程③诱导形成丛芽和不定根为再分化过程，效果与生长素和细胞分裂素的比例有关，D正确。 9.[多选]如图是利用烟草叶片分离原生质体的过程。下列叙述正确的是 (　 ) A.若叶片取自离体培养的无菌苗，可无需消毒且分离得到的原生质体再生细胞壁能力较强 B.应将叶片去除下表皮的一面朝下，置于含有纤维素酶和果胶酶的等渗或低渗溶液中 C.将酶解装置改为锥形瓶，置于低速摇床上轻轻振荡，有利于原生质体从组织中释放 D.用血细胞计数板检测原生质体的密度，初始培养密度过高会影响细胞的分裂 解析：选ACD　若叶片取自离体培养的无菌苗，可无需消毒，且分离得到的原生质体的活力、再生细胞壁的能力均较强，A正确；由于原生质体无细胞壁，低渗溶液会使原生质体吸水涨破，因此应将叶片去除下表皮的一面朝下，置于等渗溶液中，B错误；将酶解装置改为锥形瓶，置于低速摇床上轻轻振荡以促进酶解，有利于原生质体从组织中释放，C正确；用血细胞计数板检测原生质体的密度，若初始培养密度过高，会消耗大量营养物质，产生大量代谢废物，会影响细胞分裂，D正确。 二、非选择题 10.(9分)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。回答下列问题： (1)以原生质体融合技术培育杂种新菌株的优势是__________________________________________________ _____________________________________________________________________________________。(2分)  (2)用酶解法处理平菇和杏鲍菇获取原生质体时，要严格控制酶的____________________________________　 (至少答出两点)，以获得存活质量较高的原生质体。(2分) (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。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______________________________________________________________________。 实验结果显示：________________________________________________________________________。(3分) 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，哑铃型细胞比例约为0.03% 原生质体出现缩小现象，哑铃型细胞比例在0.01%~0.02%之间 原生质体出现缩小现象，哑铃型细胞比例在0.01%~0.02%之间 (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(如图1，图2为图1的模式图)。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，请按照图2在图3中绘制模式图，标注接种菌丝体位置，注明菌株类型，并预测拮抗线的位置。(2分) 解析：(1)以原生质体融合技术培育杂种新菌株的优势是打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。(2)利用酶解法去除细胞壁时，应严格控制酶的使用种类、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，获得存活质量较高的原生质体。(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，结合题表分析，实验结果显示：四种浓度的PEG溶液中，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%均不利于获得正常的融合的原生质体。(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，接种菌丝位置、菌株类型、拮抗线位置如答案所示。 答案：(1)打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 (2)使用种类、浓度、温度和处理时间等(至少答出两点)　(3)细胞膜的流动性　四种浓度的PEG溶液中，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%均不利于获得正常的融合的原生质体　(4)如图所示 11.(11分)(2025·扬州模拟)两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如图1所示。请回答下列问题： (1)过程①需要使用　　　　　　　酶去除细胞壁。③要用到的物理法有　　　　　　　　，化学法有　　　　　　　　　　　　。(物理法和化学法各举一例)(3分)  (2)过程②紫外线的作用是_____________________________________________________________。(2分) (3)过程④培养基中需添加　　　　　、无机盐、蔗糖等物质才能诱导愈伤组织形成，其中蔗糖的作用是  ________________________________________________________________________(至少答出一点)。(3分)  (4)以普通小麦、中间偃麦草及再生植株1~4的基因组DNA为模板扩增出差异性条带，可用于杂种植株的鉴定，结果如图2所示。据图2判断，再生植株1~4中一定是杂种植株的是　　　　　　，判断依据是_________________________________________。(3分)  答案：(1)纤维素酶和果胶　离心法(或电融合法)　聚乙二醇(PEG)融合法(或高Ca2+-高pH融合法)　(2)使中间偃麦草的染色体断裂　(3)植物激素　提供营养物质、调节渗透压(至少答出一点)　(4)1、2、4　它们同时具有普通小麦和中间偃麦草的DNA片段 第2课时　动物细胞工程 4.2.1　阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。动物细胞培养是动物细胞工程的基础 4.2.2　阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程 4.2.3　阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程 4.2.4　概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术 4.2.5　简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值 一、动物细胞的培养 1.基础知识判断 (1)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。 (×) (2)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。 (×) (3)使用合成培养基培养动物细胞时，通常需要加入血清等天然成分。 (√) (4)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。 (×) 2.基本概念梳理 (1)动物细胞培养的概念：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 二、动物细胞融合和单克隆抗体的制备 1.基础知识判断 (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)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。 (√) (3)动物体细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞。 (×) (4)将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行诱导融合，培养液中融合后的细胞即为杂交瘤细胞。 (×) (5)单克隆抗体诊断试剂提高了诊断的准确性、灵敏性。 (√) 2.基本概念梳理 (1)动物细胞融合技术 (2)单克隆抗体的制备 ①传统抗体的获得 a.方法 b.缺点：产量低、纯度低、特异性差。 ②单克隆抗体的制备及优点 a.制备过程 b.优点：特异性强、灵敏度高、可以大量制备。 三、动物体细胞核移植技术和克隆动物 1.动物细胞核移植技术的概念和类型 (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)原理：动物细胞核具有全能性。 (3)类型：哺乳动物核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，其中胚胎细胞核移植较易成功。 2.体细胞核移植的过程 融通大概念建构知识体系 　 [盘点总结] (1)血清中含多种维持细胞正常代谢和生长的物质，如糖类、氨基酸、未知的促生长因子等。 (2)动物细胞培养过程中，用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理组织块，使组织分散成单个细胞，使细胞与培养液充分接触。 (3)动物体细胞核移植过程中选择MⅡ期的卵母细胞作受体细胞，是因为细胞大，易操作；卵黄多，营养丰富，能为胚胎发育提供充足的营养物质；具备受精能力，细胞质中含有促使细胞核体现全能性的物质。 核心点(一)　动物细胞的培养 [系统知能] 1.动物细胞培养和植物组织培养的比较 项目 动物细胞培养 植物组织培养 理论 基础 细胞增殖 植物细胞的全能性 培养前 处理 无菌；用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使组织分散成单个细胞 无菌、离体 取材 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织 植物幼嫩的部位或花药等 培养基 性质 液体 固体 培养基 成分 糖类、氨基酸、无机盐、维生素和血清等 水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和琼脂等 结果 产生大量细胞，不形成新个体 可产生新个体 应用 人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模化生产 快速繁殖、作物脱毒、细胞产物的工厂化生产和单倍体育种等 相同点 ①都需人工条件下的无菌操作； ②都需要适宜的温度、pH等条件； ③都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂 2.干细胞的培养及其应用 种类 胚胎干细胞 成体干细胞 诱导多能干细胞 来源 早期胚胎 成体组织或器官 体细胞(如成纤维细胞等) 特点 能分化成任何一种细胞、组织或器官，甚至成为个体 只能分化成特定的细胞或组织 能诱导分化成类似胚胎干细胞的细胞 应用 分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等 造血干细胞用于治疗白血病，神经干细胞用于治疗帕金森病、阿尔茨海默病等 治疗镰状细胞贫血、阿尔茨海默病、心血管疾病等 [题点全练] 题点1　动物细胞培养 1.(2024·黑吉辽卷)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 解析：选D　进行动物细胞培养时，需要将培养皿置于含有95%空气和5%CO2的混合气体环境，培养皿不能密封，A错误；原代培养的细胞出现接触抑制现象后，就需要分瓶进行传代培养，①的细胞处于指数增长初期，细胞还未出现接触抑制现象，因此选取②的细胞进行传代培养比①更合理，B错误；由于成纤维细胞贴壁生长，进行传代培养时，需用胰蛋白酶处理后再用离心法收集细胞进行传代培养，C错误；细胞密度过大时，产生的代谢废物较多，营养物质消耗较快，可能导致细胞增长进入平台期，D正确。 　　[微点拨] 动物细胞培养时需要注意的问题 (1)动物细胞培养的原理是细胞增殖。动物细胞培养时，一般选取幼龄动物的组织、器官，其细胞的分化程度较低，增殖能力强，有丝分裂旺盛，容易培养。 (2)将动物细胞分散成单个细胞后容易培养，细胞所需的营养容易供应，其代谢废物容易排出。同时，分散成单个细胞培养，可使得在细胞水平操作的其他技术得以实现。 (3)在分散细胞时，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶分散细胞，不能用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.5，胰蛋白酶作用的适宜pH为7.2~7.8，而多数动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4。 2.(2024·浙江1月选考)某动物细胞培养过程中，细胞贴壁生长至接触抑制时，需分装培养，实验操作过程如图。下列叙述错误的是 (　 ) A.①加消化液的目的是使细胞与瓶壁分离 B.②加培养液的目的是促进细胞增殖 C.③分装时需调整到合适的细胞密度 D.整个过程需要在无菌、无毒条件下进行 解析：选B　②加培养液的目的是洗去残留的消化酶，终止消化液的消化作用，并对细胞加以稀释，便于转移，B项符合题意。 　　[微点拨] 动物细胞培养的过程 (1)细胞贴壁：体外培养的大多数动物细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上才能生长增殖。 (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。 (3)原代培养：分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养。 (4)传代培养：分瓶后的细胞培养。 题点2　干细胞的应用 3.(2025年1月·八省联考晋陕宁青卷)我国科学家使用小分子化合物处理小鼠体细胞，成功获得诱导多能干细胞(iPS细胞)，降低了通过导入原癌基因(c⁃Myc等基因)制备iPS细胞的潜在成瘤风险。下列叙述正确的是 (　 ) A.iPS细胞的潜在成瘤风险来自c⁃Myc基因抑制了细胞的分裂分化 B.单基因遗传病患者使用iPS细胞治疗后，体内不再携带致病基因 C.人工制备的iPS细胞同时具备多向分化潜能和自我更新能力 D.使用非亲缘iPS细胞能解决干细胞移植中HLA造成的免疫排斥 解析：选C　c⁃Myc基因属于原癌基因，原癌基因会促进细胞的分裂，A错误；单基因遗传病患者使用iPS细胞治疗后，只是利用了iPS细胞分化出正常细胞来替代病变细胞，但体内依旧携带致病基因，B错误；iPS细胞为诱导多能干细胞，同时具备多向分化潜能和自我更新能力，C正确；非亲缘iPS细胞的HLA与受者的HLA不同，使用非亲缘iPS细胞不能解决干细胞移植中HLA造成的免疫排斥，D错误。 4.[多选]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.猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同，但具有相同的基因组 B.囊胚细胞②③都由细胞①分裂分化形成，但表达的基因都不同 C.移植前细胞和囊胚的培养都要放在充满CO2的培养箱中进行 D.移植后胚胎的发育受母体激素影响，也影响母体激素分泌 解析：选AD　猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同，但基因组相同，A正确；囊胚细胞②(滋养层细胞)③(内细胞团细胞)都由细胞①分裂分化形成，但表达的基因有部分相同(如呼吸酶基因、ATP合成酶基因等)，B错误；移植前细胞和囊胚的培养都要放在含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行，C错误；供体胚胎可与受体子宫建立生理和组织上的联系，为胚胎在受体内发育提供了可能，移植后胚胎的发育受母体激素影响，也影响母体激素分泌，D正确。 核心点(二)　动物细胞融合和单克隆抗体的制备 [系统知能] 1.比较植物体细胞杂交与动物细胞融合 项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 细胞膜的流动性、细胞增殖 融合 前处理 除去细胞壁 使细胞分散开 相关酶 纤维素酶和果胶酶 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 诱导 方法 物理法：电融合法、离心法； 化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法 物理法：电融合法； 化学法：聚乙二醇(PEG)融合法； 生物法：灭活病毒诱导法 结果 杂种植株 杂交细胞 应用 培育植物新品种 主要用于制备单克隆抗体 意义 突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合 相同点 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方法与植物原生质体融合的方法相似 2.制备单克隆抗体过程中细胞的比较 细胞类型 来源 特点 已免疫的 B淋巴细胞 由B淋巴细胞受抗原刺激后增殖分化而来 能产生单一抗体，但不能无限增殖 骨髓瘤细胞 从骨髓肿瘤中提取 能无限增殖，但不能产生抗体 杂交瘤细胞 B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而成 既能产生抗体，又能大量增殖 3.单克隆抗体制备过程的关键分析 (1)对动物免疫的原因：B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞，才能产生相应的抗体。 (2)杂交瘤细胞具备骨髓瘤细胞和B淋巴细胞的遗传物质，不仅具有B淋巴细胞产生特异性抗体的能力，还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力，从而可以克服B淋巴细胞不能无限增殖的缺点，大量生产单克隆抗体。 [题点全练] 　　　　　　　　　　　　　　　　 题点1　动物细胞融合技术 1.(2025·泰安模拟)细胞融合不仅在自然条件下常见，在现代生物技术中也被经常应用，如图为细胞融合的简略过程。下列说法正确的是 (　 ) A.若细胞d是杂交瘤细胞，则在选择培养基中筛选后即可大规模培养生产单克隆抗体 B.若细胞a、b分别取自优良奶牛，则采集的卵母细胞和精子可直接体外受精 C.若细胞a、b分别代表白菜、甘蓝细胞，则完成融合的标志为核的融合 D.细胞融合过程都涉及细胞膜的流动性，常用聚乙二醇、电融合等进行促融处理 解析：选D　单克隆抗体的制备过程中需要进行两次筛选，第一次用选择培养基筛选得到的是杂交瘤细胞，第二次用多孔培养皿筛选才能得到产生单一抗体的杂交瘤细胞，A错误；精子获能后才能与培养成熟的卵细胞融合，完成受精作用，B错误；植物细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁，C错误；细胞融合过程都涉及细胞膜的流动性，细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法等，D正确。 2.(2025·吉林一模)请据图判断，下列说法正确的是 (　 ) A.由a和b形成c的过程必须依赖细胞膜的结构特点 B.若d是有性杂交后代，在体外进行时a和b均需获能处理 C.在细胞工程中，d最终都可以发育成个体 D.若d是杂交瘤细胞，其产生的单克隆抗体利用同位素或荧光标记技术可以治疗肿瘤、心血管畸形等疾病 解析：选A　细胞a和细胞b融合成细胞c的过程，主要体现了细胞膜具有一定流动性的结构特点，A正确；若d是有性杂交后代，则a和b代表精子和卵细胞，体外受精时，精子需要获能处理，卵细胞不需要进行获能处理，B错误；在细胞工程中，d最终可以发育成个体，也可以发育成组织、器官等，C错误；利用同位素或荧光标记的单克隆抗体在特定组织中成像的技术，可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病，而不是治疗，D错误。 题点2　单克隆抗体的制备和应用 3.(2024·福建高考)我国科研团队研制出全球首个以尿液中的抗原为靶标的戊肝诊断试剂盒，该成果属于单克隆抗体在临床上的应用。下列叙述错误的是 (　 ) A.该试剂盒的研制过程应用了动物细胞融合技术 B.该试剂盒的检测原理为抗原抗体的特异性结合 C.该试剂盒检测前的采样不会对受检者造成创伤 D.该试剂盒还可用于其他类型病毒性肝炎的检测 解析：选D　该试剂盒的研制属于单克隆抗体的应用，单克隆抗体的制备过程需要应用动物细胞融合技术获得杂交瘤细胞，A正确；该试剂盒利用了单克隆抗体特异性强的优点，其能与特定抗原发生特异性结合，不可用于其他类型病毒性肝炎的检测，B正确，D错误，该试剂盒以尿液中的抗原为靶标，采集尿液样品不会对受检者造成创伤，C正确。 4.(2023·北京高考)甲状旁腺激素(PTH)水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗体用于快速检测PTH，有关制备过程的叙述不正确的是 (　 ) A.需要使用动物细胞培养技术 B.需要制备用PTH免疫的小鼠 C.利用抗原—抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞 D.筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞 解析：选D　单克隆抗体制备过程中需要对骨髓瘤细胞等进行培养，即需要使用动物细胞培养技术，A正确；该过程制备的单克隆抗体是用于快速检测PTH，故应用PTH刺激小鼠，使其产生相应的B细胞，B正确；抗原与抗体的结合具有特异性，可利用抗原—抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞，C正确；一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，故筛选出的单个杂交瘤细胞无法分泌多种抗体，D错误。 　　[微点拨] 单克隆抗体的应用 (1)被广泛用作诊断试剂，在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用。 (2)运载药物，形成抗体—药物偶联物，实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。 (3)用于治疗疾病。 5.[多选](2024·江西高考)某病毒颗粒表面有一特征性的大分子结构蛋白S(含有多个不同的抗原决定基，每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体)。为了建立一种灵敏、高效检测S蛋白的方法，研究人员采用杂交瘤技术制备了抗⁃S单克隆抗体(如图)。下列说法正确的是 (　 ) A.利用胶原蛋白酶处理，可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞 B.制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B是相同的单克隆抗体 C.用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养，但不能冻存 D.单克隆抗体A和单克隆抗体B都能够特异性识别S蛋白 解析：选AD　胶原蛋白酶可以催化分解细胞间的胶原蛋白，因此利用胶原蛋白酶处理，可分散贴壁生长的骨髓瘤细胞，A正确；由于蛋白S含有多个不同的抗原决定基，每一个抗原决定基能够刺激机体产生一种抗体，故制备的单克隆抗体A和单克隆抗体B不一定是相同的单克隆抗体，B错误；用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可传代培养，也可以冷冻保存，C错误；S蛋白上既有与单克隆抗体A特异性结合的抗原决定基，又有与单克隆抗体B结合的抗原决定基，故单克隆抗体A和单克隆抗体B都能够特异性识别S蛋白，D正确。 　　[微点拨] 单克隆抗体制备过程中的两次筛选 (1)第一次筛选：由于诱导融合后得到多种杂交细胞，还有未融合的细胞，故需对杂交瘤细胞进行筛选。用特定的选择培养基进行筛选，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能生长，得到杂交瘤细胞。 (2)第二次筛选：由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞，需对能分泌所需抗体的杂交瘤细胞进行筛选。用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群，得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。 核心点(三)　动物体细胞核移植技术和克隆动物 [系统知能] 1.动物细胞核移植的疑难点 (1)卵母细胞选择时期及原因 一般选择处于MⅡ期的卵母细胞。因为MⅡ期的卵母细胞具备受精能力，并且细胞质中含有的与分裂、分化有关的物质能刺激融合后重组细胞进行分裂分化，形成重组胚胎。 (2)选卵母细胞作为受体细胞的原因 ①细胞大，易于操作； ②卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养； ③能激发重组细胞分裂分化。 (3)供体细胞选取及原因 供体细胞一般选取培养10代以内的细胞。因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。 (4)动物体细胞不能经培养直接发育成完整个体的原因：动物体细胞的全能性受到限制。 (5)核移植过程用到的技术手段 动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植。 2.克隆动物的遗传特点 (1)克隆动物是由重组的细胞经培养而来的，该重组细胞的细胞质基因主要来源于去核的卵母细胞，细胞核基因来源于提供细胞核的亲本。 (2)克隆动物绝大部分性状与提供细胞核的动物相同，少数性状与提供去核卵母细胞的动物相同，与代孕动物的性状无遗传关系。 (3)从生殖方式的角度看，动物体细胞核移植技术(克隆)属于无性生殖，重组细胞相当于受精卵，需要动物细胞培养和胚胎工程技术的支持。 (4)目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。也有人采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。 [题点全练] 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.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.后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定 B.过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体 C.过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理 D.过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植 解析：选B　后代丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，A错误；动物细胞培养时需要提供95%空气(保证细胞的有氧呼吸)和5%CO2(维持培养液的pH)的混合气体，B正确；过程②常使用显微操作去核法对卵母细胞进行处理，C错误；过程③将激活后的重组细胞培养至囊胚或桑葚胚后移植，D错误。 　　[微点拨] 动物体细胞核移植的原理 　　动物体细胞核移植的原理是细胞核的全能性，而不是动物细胞的全能性。因为动物体细胞的全能性受到限制，不能经培养直接发育成完整个体，所以用体细胞核移植技术能够得到克隆动物，说明动物体细胞的细胞核具有全能性。 2.(2025·绍兴一模)由于胚胎发育率低，导致非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难。科学家经过反复实验，成功培育出了体细胞克隆猴(2n=54)，流程如图所示。下列叙述错误的是 (　 ) A.体细胞克隆猴的线粒体DNA不完全来自提供卵母细胞的母猴 B.灭活的仙台病毒不具有感染能力和抗原结构 C.重构胚中组蛋白的甲基化水平降低、乙酰化水平提高可能会提高胚胎发育率 D.重构胚细胞中含2个染色体组，54条染色体 解析：选B　据图可知，体细胞克隆猴是由去核卵母细胞和成纤维细胞融合而成，故体细胞克隆猴的线粒体DNA来自提供卵母细胞的母猴和提供成纤维细胞的胎猴，A正确；灭活的仙台病毒可以诱导动物细胞融合，虽然失去感染能力，但仍具有抗原结构，B错误；据图分析可知，重构胚中组蛋白的甲基化水平降低、乙酰化水平升高可能会提高胚胎发育率，C正确；克隆猴细胞中和重构胚细胞中的染色体组数和染色体数是相同的，均含2个染色体组，54条染色体，D正确。 3.(2025·杭州模拟)如图为核移植实验过程示意图，根据图示分析，下列叙述正确的是 (　 ) A.去核的时期应该在MⅠ期 B.桑葚胚细胞应提取出细胞核后，尽快注入去核的卵母细胞中 C.电融合法可促使重构胚形成，后期还需要其他方法激活重构胚 D.受体动物应选择与供体相同的品种，防止出现免疫排斥现象 解析：选C　去核的时期应该在MⅡ期，A错误；由图可知，桑葚胚细胞不需要提取出细胞核，可直接注入去核的卵母细胞中，B错误；电融合法可促使重构胚形成，后期还需要其他方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚，C正确；受体动物应选择与供体相同的品种，胚胎移植一般不会出现免疫排斥现象，两者之间无必然联系，D错误。 破译新情境HCG单克隆抗体的制备 　 　　人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG的单克隆抗体可用于早孕的诊断，检测早孕的准确率在90%以上，下图是抗HCG的单克隆抗体制备流程示意图。 　　[问题串知] (1)图中的抗原是人绒毛膜促性腺激素，①过程促进细胞融合的化学药剂是聚乙二醇(PEG)，④为通过克隆培养法对X细胞进行扩大培养。 (2)③过程要进行专一的抗体检测，筛选出的X细胞具有的特点是既能产生特定抗体，又能无限增殖。 (3)材料中制备抗HCG的单克隆抗体过程中，运用的生物学原理有细胞增殖、细胞膜的流动性、抗原与抗体结合的特异性(答出两点即可)；步骤②诱导小鼠B细胞和骨髓瘤细胞融合完成后，体系中出现多种类型细胞甚至还有未融合的细胞的原因是细胞相互融合是随机的，且融合率达不到100%。未融合的B细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是B细胞不能无限增殖。 [课时跟踪检测] 一、选择题 1.(2025·聊城模拟)科学家对皮肤干细胞进行培养，以获得适合临床上使用的人造皮肤。下列叙述错误的是 (　 ) A.培养皮肤干细胞时需在培养液中加入适量的动物血清 B.培养液需要定期更换的主要目的是防止培养过程中细胞被杂菌污染 C.需将培养皿置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养 D.培养时除需控制培养液适宜的温度和pH，还需考虑渗透压 解析：选B　培养皮肤干细胞时，由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此需在培养液中加入适量的动物血清，A正确；培养液需要定期更换，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，B错误；在进行动物细胞培养时，通常将培养皿置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中，C正确；培养时除需控制培养液适宜的温度和pH，还需考虑渗透压，D正确。 2.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底部铺有基质胶的上室中，下室为血清培养液，上下层培养液以一层具有一定孔径(小于肿瘤细胞直径)的聚碳酸酯膜(通常膜孔都被基质胶覆盖)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。下列说法错误的是 (　 ) A.制作细胞悬液前可先用无血清的培养液培养12~24 h，以进一步去除血清的影响 B.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 C.肿瘤细胞必须分泌水解酶并通过变形运动才能穿过铺有基质胶的滤膜 D.未铺胶的transwell实验可检测细胞的变形运动能力 解析：选B　制作细胞悬液前可先用无血清的培养液培养12~24 h，以进一步去除血清的影响，A正确；由题意可知，可通过计数下室的细胞数量反映细胞的侵袭能力，所以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，B错误；由于聚碳酸酯膜上的孔径小于肿瘤细胞直径，且通常膜孔都被基质胶覆盖，说明肿瘤细胞必须分泌水解酶并通过变形运动才能穿过铺有基质胶的滤膜，C正确；未铺胶的transwell实验可以检测细胞的变形运动能力，D正确。 3.(2025·济宁模拟)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.ADC中的抗体能特异性识别并杀伤肿瘤细胞 C.接头既要在内环境中保持稳定，又要能在细胞内被断开 D.利用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：选B　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中的抗体能特异性识别肿瘤细胞，使ADC中的药物对肿瘤细胞具有杀伤能力，并不是抗体杀伤肿瘤细胞，B错误；接头既要在内环境中保持稳定，又要能在细胞内被断开，才能在肿瘤细胞中起作用，C正确；利用同位素或荧光标记的单克隆抗体在特定组织中成像的技术，可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病，D正确。 4.阿尔茨海默病是老年人常见的一种疾病，该病主要表现为患者逐渐丧失记忆和语言功能、情绪不稳定。研究发现该病是由患者大脑内某些区域的神经元中，β淀粉样蛋白异常加工，进而引起细胞大量死亡造成。下列相关说法不正确的是 (　 ) A.阿尔茨海默病可能与细胞内肽链的折叠错误有关 B.阿尔茨海默病患者记不住刚刚发生过的事情，可能与大脑中形状像海马的脑区神经元大量死亡有关 C.神经干细胞和iPS细胞在治疗阿尔茨海默病方面具有重要的作用和前景 D.阿尔茨海默病与主导语言功能的大脑的右半球功能障碍有关 解析：选D　由题意可知，阿尔茨海默病患者大脑内某些区域的神经元中，β淀粉样蛋白异常加工，推测阿尔茨海默病可能与细胞内肽链的折叠错误有关，A正确；短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关，尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关，故阿尔茨海默病患者记不住刚刚发生过的事情，可能与大脑中形状像海马的脑区神经元大量死亡有关，B正确；神经干细胞和iPS细胞可以培养诱导出新的组织细胞，在治疗阿尔茨海默病等方面有重要价值，C正确；语言功能是人脑特有的高级功能，言语区位于大脑皮层左半球侧面，D错误。 5.(2025·丹东模拟)自然情况下，牛的生育率很低，畜牧业生产上可通过下图两种途径实现良种牛的快速大量繁殖。下列相关叙述正确的是 (　 ) A.胚胎移植前需要用外源促性腺激素对雌性牛甲与雌性牛乙进行同期发情处理 B.途径1和途径2过程中都有胚胎的形成，均为有性生殖 C.途径2获得的克隆牛的遗传性状完全由雌性牛丙决定 D.两个途径中从雌性牛甲卵巢内取得的卵母细胞都需要先在体外培养至MⅡ期再进行操作 解析：选D　胚胎移植前需要用孕激素对雌性牛甲与雌性牛乙进行同期发情处理，A错误。途径1通过体外受精获得试管牛，属于有性生殖；途径2通过核移植获得克隆牛，为无性生殖，B错误。途径2获得的克隆牛的遗传性状由雌性牛丙和雌性牛甲决定，C错误。两个途径中从雌性牛甲卵巢内取得的卵母细胞都需要先在体外培养至MⅡ期再进行操作，D正确。 6.下图是一种“生物导弹”的作用原理示意图，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物，可抑制DNA和RNA的合成，对正常细胞也有一定毒性。下列说法正确的是 (　 ) A.碱性磷酸酶为阿霉素的活化提供反应所需的活化能 B.活化阿霉素不具有选择性杀伤肿瘤细胞的功能 C.仅注射图示“生物导弹”就能抑制肿瘤细胞内DNA和RNA的合成 D.使用图示“生物导弹”可以大量增加阿霉素用量 解析：选B　酶的作用机理是降低化学反应的活化能，A错误；活化阿霉素对正常细胞也有一定毒性，不具有选择性杀伤肿瘤细胞的功能，B正确；由图可知，“生物导弹”只是单克隆抗体和碱性磷酸酶，仅注射“生物导弹”不能对肿瘤细胞内DNA和RNA的合成起抑制作用，还需同时使用阿霉素，C错误；“生物导弹”是由单克隆抗体和碱性磷酸酶组成，单克隆抗体能与肿瘤细胞特异性结合，碱性磷酸酶能将非活化磷酸阿霉素活化，使用图示“生物导弹”可以减少阿霉素用量，D错误。 7.[多选](2025·沈阳一模)人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，常作为女性是否怀孕的检测指标。某科研人员将小鼠B细胞和骨髓瘤细胞融合后，经过筛选获得能稳定分泌抗 HCG单克隆抗体的杂交瘤细胞。下列相关分析错误的是 (　 ) A.获取小鼠B细胞前需给小鼠多次间隔注射 HCG B.可采用灭活的病毒诱导B细胞与骨髓瘤细胞融合 C.应将抗体检测呈阴性的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔内培养 D.杂交瘤细胞体外培养出现接触抑制现象时需先酶解再分瓶培养 解析：选CD　获取小鼠 B细胞前需给小鼠多次间隔注射 HCG，以促进小鼠产生更多的相应B淋巴细胞，A正确；诱导动物细胞融合可用灭活病毒诱导法，B正确；应将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔内培养，该过程属于体内培养，C错误；体外培养杂交瘤细胞不会出现接触抑制现象，D错误。 8.[多选]人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒，可诱发细胞癌变。抗HPV的单克隆抗体可以准确检测出HPV，从而及时监测宫颈癌的发生。以HPV衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体的过程如图所示。下列叙述正确的是 (　 ) A.在HAT培养基上存活的杂交瘤细胞既能无限增殖又可以分泌抗体 B.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 C.可用HPV衣壳蛋白检测筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞 D.单克隆抗体制备过程涉及的生物学原理有细胞增殖和细胞膜的选择透过性 解析：选ABC　单克隆抗体的制备过程主要运用的细胞工程技术包括动物细胞培养和动物细胞融合，原理依次是细胞增殖、细胞膜的流动性，D错误。 二、非选择题 9.(10分)(2025·南京二模)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，科研人员完成了图1所示过程。请回答相关问题： (1)动物细胞培养时，可以用　　　　　　酶处理动物组织，得到分散的组织细胞。培养基除了添加葡萄糖、氨基酸、生长因子等必要的营养成分外，往往还需加入一定量的　　　　　，以满足动物细胞培养的营养需要。在培养瓶中动物细胞培养一段时间后停止增殖的原因是______________________________________ ________________________________________________________________________(至少回答两点)。(4分)  (2)为了刺激小鼠机体产生更多的B淋巴细胞，每隔2周用　　　　作为抗原注射小鼠1次，共注射3次。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，常用的化学诱导剂是　　　　　。为了获得杂交瘤细胞，应将甲放在　　　　　培养基上进行培养。②过程表示将乙细胞接种到多孔培养板上，进行　　　　　　检测，之后稀释、培养、再检测，并多次重复上述操作，其目的是筛选获得抗cTnI抗体产量高、纯度高的杂交瘤细胞丙。与传统方法生成的抗体相比，杂交瘤细胞丙产生的单克隆抗体最主要的优点是_____________________________________________________________。(6分)  解析：(1)动物细胞培养时，首先需要获得单细胞，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织，得到分散的组织细胞。动物细胞培养时，培养基除了添加葡萄糖、氨基酸等必要的营养成分外，往往还需加入一定量的动物血清，以满足动物细胞培养的营养需要。在培养瓶中动物细胞培养一段时间后，由于细胞增殖、代谢导致细胞密度过大、培养液中营养物质缺乏、有害代谢产物积累等而导致细胞停止增殖。(2)为了刺激小鼠机体产生更多的B淋巴细胞，一般通过多次注射相应抗原(cTnI)，刺激机体发生免疫应答。取脾脏内部分组织制成细胞悬液与骨髓瘤细胞诱导融合，常用的化学诱导剂是聚乙二醇(PEG)。为了获得杂交瘤细胞，需要对甲进行筛选，①过程代表用特定的选择培养基进行筛选，通常是HAT培养基。②过程表示将乙细胞接种到多孔培养板上，进行抗体检测，之后稀释、培养、再检测，并多次重复上述操作，就能获得足够数量的能分泌抗cTnI抗体的细胞。与传统方法生成的抗体相比，该技术获得的单克隆抗体的特点是特异性强、灵敏度高并可大量制备。 答案：(1)胰蛋白(或胶原蛋白)　动物血清　细胞密度过大、培养液中营养物质缺乏、有害代谢产物积累(至少回答两点)　(2)cTnI　聚乙二醇(或PEG)　特定的选择(或HAT)　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，并且可以大量制备(或特异性强、灵敏度高、可大量制备) 10.(8分)(2025·重庆模拟)在肿瘤患者的治疗中，被动免疫治疗是指被动地将具有抗肿瘤活性的免疫制剂或细胞回输给肿瘤患者机体进行治疗，该治疗方案适用于肿瘤晚期患者，主要分为单克隆抗体治疗和过继性细胞治疗两类，其中过继性细胞治疗相关过程如图所示。回答下列问题： (1)在单克隆抗体治疗中，为了获取能产生抗肿瘤细胞的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。筛选所用的培养基属于　　　　　　(按功能)。筛选出来的杂交瘤细胞进行　　　　和　　　　　才可以获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。(3分)  (2)科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合，制成了抗体—药物偶联物(ADC)，ADC通常由　　　　　　　　　　　　　三部分组成。(2分)  (3)过继性细胞治疗中，从肿瘤患者体内获取的免疫细胞置于适宜环境下培养，培养过程中出现接触抑制现象时，可用　　　　　　　　　酶处理贴壁细胞使之分散成单个细胞进行传代培养。(1分)  (4)过继性细胞治疗能有效避免免疫排斥，其原因是　　　　　　　　　　　　　 　　　　。(2分)  解析：(1)单克隆抗体制备过程中有两次筛选，第一次筛选出杂交瘤细胞，用特定的选择培养基进行筛选，未融合的亲本细胞、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；第二次筛选出能合成特定抗体的杂交瘤细胞，以克隆化培养和抗体检测的方法进行，选择抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞。(2)ADC为抗体—药物偶联物，由抗体、接头和药物(细胞毒素)三部分组成。(3)过继性细胞治疗中，从肿瘤患者体内获取的免疫细胞置于适宜环境下培养，培养过程中出现接触抑制现象时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理贴壁细胞使之分散成单个细胞进行传代培养。(4)过继性细胞治疗可以有效避免免疫排斥，原因是以自体免疫细胞进行诱导培养得到的免疫细胞与人体细胞的组织相容性抗原相同。 答案：(1)选择培养基　克隆化培养　抗体检测　(2)抗体、接头、药物(细胞毒素)　(3)胰蛋白酶或胶原蛋白　(4)以自体免疫细胞进行诱导培养得到的免疫细胞与人体细胞的组织相容性抗原相同 第3课时　胚胎工程 4.3.1　简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程 4.3.2　简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术 一、基础知识判断 (1)透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障。 (√) (2)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加。 (×) (3)在胚胎移植中，对供体母畜要用促性腺激素进行超数排卵处理。 (√) (4)可选用囊胚期或原肠胚期的胚胎进行移植。 (×) (5)为避免代孕绵羊对植入胚胎产生排斥反应，应注射免疫抑制剂。 (×) (6)采集的卵母细胞需在体外培养使其分裂为卵细胞才能与获能的精子受精。 (×) (7)超数排卵是指应用外源性激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。 (×) (8)做DNA分析、鉴定性别时需要取内细胞团处的细胞。 (×) (9)在对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞进行均等分割。 (×) (10)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。 (√) 二、基本概念梳理 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：在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。 (3)过程 (4)受精卵中遗传物质的来源 受精卵的遗传物质中，核遗传物质(染色体中的DNA)一半来自精子，一半来自卵子，细胞质中的遗传物质(线粒体中的DNA)几乎全部来自卵子。 3.胚胎早期发育 4.体外受精 (1)过程 (2)意义 ①提高动物繁殖能力的有效措施。 ②为胚胎移植提供可用的胚胎。 5.胚胎移植 (1)概念 (2)基本程序 (3)意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 (4)胚胎移植的生理学基础 胚胎 移入基础 哺乳动物排卵后，在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 胚胎 存活基础 受体子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 胚胎 发育基础 供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，且供体胚胎的遗传特性不受影响 胚胎 收集基础 早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，处于游离状态 6.胚胎分割 (1)概念 对象 早期胚胎 方法 机械方法 目的 获得同卵双胎或多胎 特点 来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质 实质 动物无性繁殖或克隆的方法之一 (2)仪器设备：体视显微镜和显微操作仪。 融通大概念建构知识体系 　 [盘点总结] (1)使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能；将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。 (2)精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量；排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。 (3)胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移，而胚胎本身的遗传物质并不发生改变，因此各种性状能保持其原来的优良特性。 (4)胚胎分割应选取发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，属于无性繁殖或克隆。 核心点(一)　胚胎工程的理论基础 [题点全练] 题点1　受精作用过程 1.(2024·湖北高考)研究者探究不同浓度的雌激素甲对牛的卵母细胞和受精卵在体外发育的影响，实验结果如表所示。根据实验数据，下列叙述错误的是 (　 ) 甲的浓度/ (μg/mL) 卵母细 胞/个 第一极体 排出/个 成熟 率/% 卵裂 数/个 卵裂 率/% 0 106 70 66.0 28 40.0 1 120 79 65.8 46 58.2 10 113 53 46.9 15 28.3 100 112 48 42.8 5 10.4 A.实验结果说明甲抑制卵裂过程 B.甲浓度过高抑制第一极体的排出 C.添加1 μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力 D.本实验中，以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准 解析：选A　根据表格数据分析，甲浓度为1 μg/mL时，卵裂率高于对照组(甲浓度为0组)，甲浓度为10 μg/mL或100 μg/mL时，卵裂率低于对照组，说明甲浓度较低时促进卵裂过程，浓度过高时抑制卵裂过程，A错误；甲浓度过高时，第一极体排出个数占卵母细胞数的比例减小，说明甲浓度过高抑制第一极体的排出，B正确；用1 μg/mL的甲处理后受精卵的卵裂率增大，说明添加1 μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力，C正确；由表格中成熟率、卵母细胞个数、第一极体排出个数之间的数量关系可知，本实验中以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准，D正确。 2.[多选](2025·镇江模拟)发育成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，其中两个细胞发育成姐弟二人。下列说法正确的是 (　 ) A.图1表示卵子的异常受精过程，此时卵子已完成减数分裂Ⅱ B.该卵子与2个精子受精，表明透明带反应未能完全阻止多精入卵 C.姐弟二人来源于母亲的染色体一般相同，来源于父亲的染色体不相同 D.若图4细胞A包含双亲染色体组各1个，则细胞C可能含2个来自母亲的染色体组 解析：选BC　图1中两个精子进入一个卵细胞，是异常受精过程，此时卵子还未完成减数分裂，精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，A错误；防止多精入卵的两道屏障是透明带和卵细胞膜发生的相应生理反应，该卵子与2个精子受精，表明透明带和卵细胞膜未能完全阻止多精入卵，B正确；姐弟二人来源于母亲的染色体是相同的，来自父亲的染色体由两个不同的精子提供，一个精子中含有X染色体，另一个精子中含有Y染色体，因此染色体组成不同，C正确；若图4细胞A包含双亲染色体组各1个，C应该包含双亲染色体组各1个或包含2个来自父亲的染色体组，D错误。 题点2　早期胚胎发育过程和特点 3.(2024·北京高考)我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构(类囊胚)，为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系(如图)。相关叙述错误的是 (　 ) A.实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能 B.实验过程中使用的培养基含有糖类 C.类囊胚的获得利用了核移植技术 D.可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育 解析：选C　体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构(类囊胚)，证实了食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能，A正确；实验过程中使用的培养基需含有糖类，糖类可为细胞培养提供能源物质，B正确；类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术，并没有进行核移植，C错误；可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体中继续胚胎发育，从而研究类囊胚的后续发育，D正确。 4.(2025·信阳二模)下列有关早期胚胎发育的叙述，错误的是 (　 ) A.卵裂期每个细胞的核质比逐渐增大，胚胎中DNA总量逐渐增加 B.孵化是指透明带破裂，桑葚胚从透明带中伸展出来 C.滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘，并可用于性别鉴定 D.在胚胎移植中，选择桑葚胚或囊胚期的胚胎进行移植较易成功 解析：选B　卵裂期的早期胚胎总体积并没有增加，但是细胞数目不断增加，该过程中每个细胞的核质比逐渐增大，同时胚胎中DNA总量逐渐增加，A正确；孵化是囊胚进一步扩大，透明带破裂，胚胎从其中伸展出来的过程，B错误；囊胚期的滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，可用于性别鉴定，C正确；在胚胎移植中，选择桑葚胚或囊胚期的胚胎进行移植较易成功，因为此时的胚胎处于游离状态，同时全能性较高，D正确。 [题后悟法] 1.受精阶段的主要过程及生理反应 步骤 主要过程 生理反应 第一步 精子释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构(如透明带等)，接触卵细胞膜 透明带反应：阻止后来的精子进入透明带，是防止多精入卵的第一道屏障 第二步 精子进入卵细胞膜 卵细胞膜反应：拒绝其他精子再进入卵内，是防止多精入卵的第二道屏障 第三步 精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂后形成新核，卵子被激活完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体 形成雄原核和雌原核：受精的标志 第四步 雌、雄原核融合 形成合子(受精卵)：个体发育的起点 2.卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律 (1)有机物：胚胎没有和母体建立联系，不能从母体获取有机物，而呼吸消耗一直进行，因此有机物总量减少。 (2)细胞数目和体积：胚胎总体积并不增加，但细胞数目增多，每个细胞体积减小。 (3)细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。 核心点(二)　胚胎工程技术及其应用 [系统知能] 1.胚胎移植的操作过程 2.胚胎分割的内涵 材料 应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚 实质 胚胎分割可增加动物后代的数量，其实质是动物的无性繁殖(或克隆) 操作 要求 对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割 用途 ①促进优良动物品种的繁殖；②为遗传学研究提供遗传性状相同的个体；③胚胎移植前的性别鉴定、遗传病筛查等对人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义 [题点全练] 题点1　体外受精与胚胎移植 1.(2024·甘肃高考)甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优良品种，是季节性发情动物，每年产羔一次，每胎一羔，繁殖率较低。为促进畜牧业发展，研究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术提高藏羊的繁殖率，流程如下图。下列叙述错误的是 (　 ) A.藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵 B.藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精 C.受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理 D.后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙 解析：选B　促性腺激素能诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子，藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵，A正确；从卵巢中刚采集的卵母细胞需培养成熟(在体外培养到MⅡ期)后才可与获能的精子进行体外受精，B错误；为使供体和受体的生理状况相同，受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理，C正确；后代丁是由藏羊甲的卵母细胞和藏羊乙的精子结合形成的受精卵发育而来的，因此后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙，D正确。 　　[微点拨] 归纳胚胎移植中的两个“两次” (1)胚胎移植过程中两次使用激素：第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素处理供体，使其超数排卵。 (2)胚胎移植过程中有两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查，第二次对受体进行妊娠检查。 2.关于“试管牛”培养流程的叙述，不正确的是 (　 ) A.过程①可对供体母牛注射促性腺激素，使其排出更多的卵子 B.过程②发生的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体或雌、雄原核 C.大量的研究已经证明，过程③基本不会发生免疫排斥反应 D.移入受体的胚胎，其遗传特性在孕育过程中受受体的影响 解析：选D　“试管牛”的遗传物质来自供体母牛和供体公牛，胚胎遗传特性取决于供体，在孕育过程中不受受体的影响，D错误。 　　[微点拨] 胚胎移植中的关注点 (1)不同动物胚胎移植的时间不同：牛、羊要培养到桑葚胚或囊胚阶段；小鼠、家兔在桑葚胚前。几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植，因为此时细胞分化程度高，移植成功率很低。 (2)胚胎移植是有性繁殖还是无性繁殖，取决于胚胎的来源：若由受精卵发育而成，属于有性繁殖；若由核移植技术形成的重组细胞发育而成，或由胚胎分割获得，则属于无性繁殖。 3.[多选]嵌合体是指在同一个体中，由基因型不同的细胞或组织相互接触且维持各自并存的混合状态。若细胞来自不同物种则为异种嵌合体；若细胞来自同一物种则为同种嵌合体。迄今为止，异种嵌合体仅有大、小鼠异种嵌合体实验获得成功。科研人员主要利用iPS细胞与囊胚构建嵌合体(如图)，下列叙述错误的是 (　 ) A.iPS细胞和囊胚的内细胞团细胞都具有发育的全能性 B.A过程前往往需要超数排卵处理，B过程为胚胎移植 C.体外采集到的精子可以直接与采集到的卵母细胞进行受精 D.若小鼠的染色体数目为40条，大鼠的染色体数目为42条，则嵌合体鼠的体细胞在有丝分裂后期染色体数目为82条 解析：选CD　iPS细胞和囊胚的内细胞团细胞都具有发育的全能性，A正确；为了获得更多的卵母细胞，A过程前往往需要超数排卵处理，B过程为胚胎移植，B正确；体外采集到的精子要经过获能处理才能与培养成熟的卵母细胞受精，C错误；若小鼠的染色体数目为40条，大鼠的染色体数目为42条，则嵌合体鼠的体细胞在有丝分裂后期染色体数目为80条或84条，D错误。 题点2　胚胎分割 4.(2025·绍兴二模)SRY⁃PCR胚胎的性别鉴定技术可用于哺乳动物的性别控制，对畜牧繁育有重要意义。先从胚胎中取若干细胞提取DNA进行PCR扩增，用Y染色体上的性别决定基因(SRY基因)制备的特异性探针对扩增产物进行检测，若结果为阳性，则表明胚胎细胞中含SRY基因。下列叙述错误的是 (　 ) A.①处理的作用是使受体母牛和良种母牛的子宫生理状态相同 B.若②为体内受精，则受精在良种母牛的输卵管中完成 C.若③为体外培养，则需培养到原肠胚期才能分割 D.图中采集到的甲细胞可用于SRY⁃PCR胚胎性别鉴定 解析：选C　过程①为同期发情处理，使受体母牛子宫的生理状态与良种母牛相同，确保胚胎移植后能正常发育，A正确；哺乳动物的体内受精在输卵管中完成，B正确；在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割，C错误；图中甲为胚胎的滋养层细胞，可用于SRY⁃PCR胚胎性别鉴别，D正确。 主攻学困点强化规范表达 1.在胚胎移植过程中，为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理? 提示：使它们的生理条件同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境。 2.在胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查，其目的分别是什么? 提示：第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理，第二次用促性腺激素处理使供体超数排卵。第一次是对收集的胚胎进行质量检查，第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查。 3.胚胎移植的优势是什么? 提示：可以充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。 4.胚胎移植中的胚胎有哪些来源? 提示：通过体外受精、转基因和核移植等方式获得的胚胎都可供胚胎移植。 5.胚胎分割有什么意义?为什么要在桑葚胚或囊胚期进行分割? 提示：胚胎分割可提高胚胎利用率。选择桑葚胚或囊胚期进行分割，是因为处于桑葚胚期的细胞和囊胚期的内细胞团细胞具有全能性，可以发育成完整个体。 [课时跟踪检测] 一、选择题 1.某研究团队培养出了小鼠孤雄单倍体胚胎干细胞，并且能让这一细胞替代精细胞使雌鼠产生的卵细胞“受精”，生产出半克隆小鼠。孤雄单倍体胚胎干细胞系构建方式如下：精卵细胞结合排出第二极体后，在核融合之前，剔除卵母细胞的雌原核，诱导、培养。下列说法正确的是 (　 ) A.选择卵母细胞进行操作是因为其具有体积大、易操作、物质运输效率高等优点 B.受精作用中防止多精入卵的两道屏障是透明带的生理反应和卵细胞膜的生理反应 C.单倍体胚胎干细胞体外培养时需要提供CO2刺激细胞呼吸 D.孤雄单倍体胚胎干细胞包含两套完整且相同的染色体组 解析：选B　选择卵母细胞进行操作是因为其具有体积大、易操作、含营养物质丰富等优点，而卵母细胞相对表面积较小，其物质运输效率低，A错误。受精作用时，精子的细胞膜与卵细胞膜融合，透明带迅速发生生理反应，阻止其他精子进入透明带；精子入卵后，卵细胞膜立即发生生理反应，拒绝其他精子进入卵内，B正确。单倍体胚胎干细胞体外培养时需要提供CO2，以维持培养液的pH，C错误；孤雄单倍体胚胎干细胞能替代精细胞使雌鼠产生的卵细胞“受精”，因此孤雄单倍体胚胎干细胞只含一个染色体组，D错误。 2.一对健康的夫妇生育了一位唇腭裂综合征患儿。为帮助该夫妇生育健康的孩子，医生通过试管婴儿技术得到4枚发育正常的胚胎，并检测相应细胞的基因，结果如下表。下列叙述错误的是 (　 ) 胚胎 编号 1号 2号 3号 4号 极体 类型 第一 极体 第二 极体 第一 极体 第二 极体 第一 极体 第二 极体 第一 极体 第二 极体 突变基因 检测结果 突变 型 野生 型 野生 型 突变 型 野生 型 突变 型 突变 型 突变 型 A.为一次获得更多卵子，需对妻子注射促性腺激素以促进排卵 B.进行上述基因检测的细胞不是滋养层细胞 C.体外培养卵母细胞时，将培养皿置于二氧化碳培养箱中进行培养只为防止污染 D.移植1号胚胎得到健康孩子的可能性最高 解析：选C　可以通过注射促性腺激素来超数排卵，一次获得更多的卵子，A正确；由题表可知，进行基因检测的是第一极体和第二极体，因此不是滋养层细胞，B正确；体外培养卵母细胞时，使用二氧化碳培养箱一方面是为了防止污染，另一方面是为细胞培养提供适宜的温度和pH环境，C错误；第二极体的基因型与卵子的基因型相同，因此移植1号胚胎得到健康孩子的可能性最高，D正确。 3.(2025·重庆一模)用生物工程技术可培育克隆牛、试管牛和转基因牛，培育过程的部分操作如图所示，D为相应个体。下列叙述正确的是 (　 ) A.若D为克隆牛，A为体细胞核，则B为初级卵母细胞 B.若D为试管牛，则子代一定能保持与母牛相同的遗传性状 C.若D为转基因牛，A为目的基因，则B一定为质粒 D.三种牛培育过程的最后一道工序都用到了胚胎移植技术 解析：选D　若D为克隆牛，A为体细胞核，则B为减数分裂Ⅱ的次级卵母细胞，A错误；若D为试管牛，则D的遗传物质来自A、B，不一定能保持与母牛相同的遗传性状，B错误；若D为转基因牛，A为目的基因，则B不一定为质粒，还可以是其他载体，C错误；胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”，克隆牛、试管牛和转基因牛培育过程的最后一道工序都用到了胚胎移植技术，D正确。 4.杜泊羊生长速度快，肉质好。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图所示。下列叙述正确的是 (　 ) A.采集到的杜泊羊的精子和卵子可以直接完成受精 B.将受精卵用胰蛋白酶处理后置于适当的培养液中培养成早期胚胎 C.用分割针将早期胚胎分割后再进行移植可以提高胚胎的利用率 D.进行操作时要用激素对当地普通羊进行同期发情和超数排卵处理 解析：选C　在体外受精前，采集到的杜泊羊的精子要进行获能处理，卵子要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精，A错误；受精卵不需要用胰蛋白酶处理，B 错误；用分割针将早期胚胎分割后，可形成多个胚胎，此时再进行移植可以提高胚胎的利用率，C正确；当地普通羊为受体，对当地普通羊不需要进行超数排卵处理，D错误。 5.(2025·宁波模拟)牛胚胎移植的基本程序如图，下列叙述正确的是 (　 ) A.a表示超数排卵，一般用促性腺激素处理优良供体母牛 B.c表示将原肠胚等早期胚胎移植到受体母牛中 C.图示过程属于牛的无性繁殖技术，可加快良种牛的繁育速度 D.通过图示技术分娩的牛犊也称为试管牛 解析：选A　图中a表示超数排卵，一般用促性腺激素处理优良供体母牛，A正确；一般采用发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行胚胎移植，B错误；图示过程利用了精子和卵细胞的融合，属于有性繁殖技术，可加快良种牛的繁育速度，C错误；试管牛的培育需经过体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植以及在母体中发育和分娩等过程，图示没有经过体外受精等，分娩的牛犊不是试管牛，D错误。 6.胚胎分割是借助显微操作技术或徒手操作方法将早期胚胎切割成二、四等多等份后再移植给受体母畜，从而获得同卵双胎或多胎的生物学技术。研究人员探究了不同分割方法对胚胎分割的影响，结果如表所示。下列相关叙述错误的是 (　 ) 分割方法 胚胎发育阶段 分割胚胎数量 半胚数 分割成功率/% 显微操作仪 显微分割针 桑葚胚 53 97 91.5(97/106) 45 82 91.1(82/90) 囊胚 56 101 90.2(101/112) 42 79 94.0(79/84) 徒手 显微 分割针 桑葚胚 73 128 87.7(128/146) 51 90 88.2(90/102) 囊胚 57 100 87.7(100/114) 56 100 89.3(100/112) A.显微分割针分割囊胚时，需要对内细胞团进行均等分割 B.可用显微分割针切取囊胚的滋养层细胞对胚胎做性别鉴定 C.由实验结果可知，徒手分割胚胎的效果较借助显微操作仪分割的效果差 D.选用桑葚胚或囊胚进行胚胎分割的原因是两者都未分化，全能性非常高 解析：选D　显微分割针分割囊胚时，需对内细胞团进行均等分割，A正确；可用显微分割针切取囊胚的滋养层细胞对胚胎做性别鉴定，B正确；由实验结果可知，徒手分割胚胎的效果较借助显微操作仪分割的效果差，C正确；选用桑葚胚或囊胚进行胚胎分割的原因是成功率较高，相对于受精卵，两者都有低程度的分化，全能性较受精卵低，D错误。 7.[多选]研究人员欲采用“异源囊胚补全法”，将人源iPS细胞培育出的肾元祖细胞导入敲除生肾基因的猪囊胚中，然后移植到代孕猪体内，培育出100%人源iPS细胞来源的肾单位并实际应用于移植医疗(如图所示)。下列说法错误的是 (　 ) A.培育人源肾元祖细胞需向iPS细胞培养液中加入定向诱导分化剂 B.过程②需要将荧光蛋白标记的人源肾元祖细胞植入囊胚的内细胞团 C.过程③操作之前不需要对代孕母猪进行超数排卵和同期发情处理 D.该技术培育的人源肾脏不必考虑肾移植个体之间的遗传差异 解析：选CD　培育人源肾元祖细胞需向iPS细胞培养液中加入定向诱导分化剂，从而获得人源肾元祖细胞，A正确；过程②需要将荧光蛋白标记的人源肾元祖细胞植入囊胚的内细胞团，从而保证人源肾元祖细胞的正常发育，因为内细胞团会发育成完整胚胎，B正确；过程③操作之前需对代孕猪进行同期发情处理，但不需要进行超数排卵处理，C错误；该技术培育的人源肾脏依然需要考虑肾移植个体之间的遗传差异，因为该方法获得的肾脏可能含有囊胚的细胞发育的部分，D错误。 8.[多选](2025·泰安模拟)第三代试管婴儿技术(PGD/PGS)是对早期胚胎细胞进行基因诊断和染色体检测后再进行胚胎移植，流程如图所示。图中检测包括PGD、PGS(PGD是指胚胎植入前的基因诊断，PGS是指胚胎植入前的染色体数目和结构检测)。下列叙述错误的是 (　 ) A.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，才能用于体外受精 B.PGD和PGS技术可分别用于筛选唐氏综合征和红绿色盲 C.进行胚胎移植前需要对夫妻双方进行免疫检查，以防止移植后出现免疫排斥反应 D.“理想胚胎”需培养至囊胚或桑葚胚期才能植入子宫 解析：选BC　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，才能用于体外受精，A正确。PGD是指胚胎植入前的基因诊断，可用于筛选红绿色盲；PGS是指胚胎植入前的染色体数目和结构检测，可用于筛选唐氏综合征，B错误。受体子宫对外来胚胎几乎不发生免疫反应，因此进行胚胎移植前不需要对夫妻双方进行免疫检查，C错误。早期胚胎需要发育至囊胚或桑葚胚期才能进行移植，D正确。 二、非选择题 9.(8分)由于生物资源的过度开发和环境污染等，野生动物郊狼的物种数量不断减少、濒临灭绝，采集精子或卵子开展常规辅助生殖较为困难，甚至无法完成。科研人员利用种间体细胞核移植技术(iSCNT)在野生动物遗传资源的保护中发挥了重要作用。具体流程如图： (1)一般来说，郊狼的耳廓组织在培养时除营养外，还需提供的条件是适宜的温度、pH和渗透压，　　　　　　，　　　　　。(2分)  (2)待郊狼数量增多以后，还可以采用体外受精技术或动物细胞核移植技术获得郊狼胚胎，并进行胚胎移植，进一步恢复濒危郊狼的种群数量。下列叙述正确的是　　　　。(多选，填序号)(2分)  ①动物细胞核移植属于动物细胞工程技术 ②体外受精前需要对郊狼的精子进行获能处理 ③体外受精前常需要对雌性郊狼进行超数排卵处理 ④胚胎早期发育时，桑葚胚内部开始出现含液体的腔 (3)与胚胎细胞核移植技术相比，iSCNT技术难度更　　　　，原因是_________________________。(2分)  (4)采用机械方法将郊狼早期胚胎切割后移植，可以获得同卵双胎或多胎，下列说法正确的是　　　。(填字母)(2分)  A.胚胎分割时，应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚 B.不考虑基因突变，利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎 C.胚胎分割时，需将囊胚的滋养层进行均等分割 D.胚胎移植充分发挥雌性优良受体的繁殖潜能 解析：(1)动物细胞培养除需要营养外，还需提供的条件是适宜的温度、pH和渗透压，无菌、无毒的环境，适宜的气体环境(主要是95%空气和5%CO2的混合气体环境)。(2)动物细胞核移植属于动物细胞工程技术，包括体细胞核移植技术和胚胎细胞核移植技术，①正确；体外受精前需要对郊狼的精子进行获能处理，②正确；体外受精前常需要对雌性郊狼进行超数排卵处理，使其产生更多的卵母细胞，③正确；胚胎早期发育时，囊胚内部开始出现含液体的腔，即囊胚腔，④错误。(3)体细胞比胚胎细胞分化程度高，表现全能性更困难，因此与胚胎细胞核移植相比，iSCNT技术难度更大。(4)胚胎分割时，应选取发育良好、形态正常的囊胚或桑葚胚，A错误；不考虑基因突变，利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎，B正确；胚胎分割时，需将囊胚的内细胞团进行均等分割，C错误；胚胎移植充分发挥雌性优良供体的繁殖潜能，D错误。 答案：(1)无菌、无毒的环境　适宜的气体环境(或95%空气和5%CO2的混合气体环境)　 (2)①②③　(3)大　体细胞分化程度高，表现全能性更困难　(4)B 10.(8分)体细胞克隆猴“中中”和“华华”的成功培育标志着我国非人灵长类疾病动物模型的研究处于国际领先水平。下图是该项技术的流程图，请据图回答问题： 注：Kdm4d是组蛋白去甲基化酶；TSA是组蛋白脱乙酰化酶抑制剂。 (1)从母猴卵巢采集到的卵母细胞需在体外培养至　　　　　　期后，通常通过　　　　　　处理进行“去核”操作。(2分)  (2)胚胎移植前，还需对代孕母猴进行　　　　　　处理，以保证胚胎能够继续发育。胚胎移植的意义在于其可以大大缩短供体本身的繁殖周期，充分发挥　　　　　　　　　。(2分)  (3)科学家曾成功培育出胚胎细胞克隆猴，但“中中”和“华华”的出生仍然轰动世界，这是因为体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，其原因是_____________________________________________。(2分) (4)体细胞克隆猴的技术难点之一是胚胎发育率低。研究人员用Kdm4d的mRNA和TSA激活重构胚。据图分析，这两种物质都是通过____________________________________________________________________ _______________________________________________________________，进而提高胚胎的发育率。(2分)  解析：(1)采集的卵母细胞，需在体外培养到MⅡ期后，通常通过显微操作处理进行“去核”操作。(2)为使供体和受体的生理状态相同，为胚胎移入受体提供相同的生理环境，确保胚胎移植后能正常发育，需对代孕母猴进行同期发情处理；胚胎移植的意义在于其可以大大缩短供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。(3)动物体细胞比胚胎细胞的分化程度高，表现全能性较困难，因此体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。(4)将组蛋白去甲基化酶(Kdm4d)的mRNA注入了重构胚，使其翻译成组蛋白去甲基化酶，能够降低组蛋白的甲基化水平；用组蛋白脱乙酰化酶抑制剂(TSA)处理重构胚，可以通过抑制组蛋白脱乙酰化酶的作用，提高组蛋白的乙酰化水平，故注入Kdm4d的mRNA并用TSA处理，目的都是改变组蛋白的表观遗传来调控基因表达，进而提高胚胎的发育率。 答案：(1)MⅡ　显微操作　(2)同期发情　雌性优良个体的繁殖潜力　(3)动物体细胞比胚胎细胞的分化程度高，表现全能性较困难　(4)改变组蛋白的表观遗传来调控基因表达 53 / 54 学科网（北京）股份有限公司 $$