第2章 细胞工程（知识清单）生物人教版选择性必修3

该高中生物学知识清单系统覆盖“细胞工程”单元内容，包含植物细胞工程、动物细胞工程及胚胎工程三大知识范畴，搭建从基础概念（如细胞全能性）到技术流程（如组织培养、核移植）再到实际应用（如单克隆抗体、脱毒苗培育）的递进式学习支架。 清单通过“星级考点标注”“对比表格”“易错辨析”构建知识体系，如将“细胞全能性”“单克隆抗体制备”标为五星重点，设动植物细胞工程对比表明晰差异，培养学生生命观念与科学思维。特别设计“关键步骤分析”（如脱分化避光条件）和“热点应用案例”（如硼中子疗法），助力不同学生高效掌握，教师可据此设计分层教学，提升课堂实效。

第2章 细胞工程（知识清单） 第1节 植物细胞工程 考点1细胞的全能性★★★★★ 1.概念：细胞经 后，仍然具有产生 或分化成 的潜能。 2.原因：细胞内含有 的遗传信息。 3、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的原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会 。 4.全能性表达的条件：① ；② ；③ （包括无机物、有机物和植物激素）；④ 。 4.全能性大小比较： 受精卵 生殖细胞 体细胞； 植物细胞 动物细胞； 分化程度低的细胞 分化程度高的细胞； 分裂能力强的细胞 分裂能力弱的细胞。 考点2植物组织培养技术★★★★☆ 1. 定义：指将 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 的技术。 2、原理：植物细胞的 。 3、完整过程：外植体（离体的植物器官、组织或细胞）→ →愈伤组织（ 薄壁细胞团）→再分化→胚状体或丛芽→完整植株。 4、关键步骤分析： 脱分化： 的细胞失去其特有的结构和功能，转变成 的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块。需 光培养，培养基中添加生长素和细胞分裂素。 再分化：愈伤组织重新 出根、芽等器官。 光照培养，通过调整生长素和细胞分裂素的比例控制分化方向（生长素比例高促进根的分化，细胞分裂素比例高促进芽的分化）。 5.实验操作注意事项：全程 操作，外植体消毒（70%酒精消毒30s后用无菌水冲洗，再用质量分数为5% 溶液处理30min，最后无菌水冲洗干净），培养基需高压蒸汽灭菌。 6.地位：是植物体细胞杂交、作物脱毒、单倍体育种等技术的基础。 易错辨析：植物组织培养的结果 易错表现 正确理解 认为最终得到的是组织或器官就是完整的植物组织培养技术 植物组织培养技术最终得到的是完整个体 特别提醒 进行植物组织培养时，加入激素的比例会影响外植体发展的方向：生长素比例 促进根的分化，细胞分裂素比例 促进芽的分化 考点3植物体细胞杂交技术★★★☆☆ 1. 定义：指将 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 的技术。 2.原理：细胞膜的 （原生质体融合阶段）、植物细胞的 （杂种细胞培育成植株阶段）。 3.完整过程： 去壁：用 酶和 酶去除植物细胞壁，获得原生质体。 原生质体融合：采用物理法（ 、 法）或化学法（ 诱导剂、 ）诱导不同植物的原生质体融合。 再生细胞壁：融合后的原生质体重新形成细胞壁，标志着杂种细胞形成。 植物组织培养：将杂种细胞培养成完整的杂种植株。 4.意义：在打破 ，实现 ，培育 等方面展示出独特的优势 5.存在问题：杂种植株可能出现性状分离，部分遗传物质无法表达，需要进一步筛选和改良。 易错辨析：植物体细胞杂交技术的结果 易错表现 正确理解 认为最终得到的是杂种细胞就是完整的植物体细胞杂交技术 植物体细胞杂交技术最终得到的是完整个体 考点4 植物细胞工程的应用★★★★☆ 1、作物繁殖的新途径 （1）微型繁殖： 概念：快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 优点：保持优良品种的 ；繁殖 ，可在短时间内获得大量种苗；不受 、 限制。 应用：花卉、果树、经济林木的大规模繁殖，如兰花、香蕉的工业化生产。 （2）作物脱毒： 原因：很多 繁殖的植物感染的病毒很容易传给后代，病毒在作物体内逐年积累，导致作物产量降低，品质变差。 原理：植物顶端 附近（如茎尖）的病毒极少甚至无病毒，因为病毒在植物体内的运输速度慢于分生区细胞的分裂速度。 方法：切取植物 （如茎尖）进行组织培养，获得脱毒苗。 应用：马铃薯、草莓、甘蔗等作物的脱毒种植，大幅提高作物产量和品质。 （3）人工种子： 概念：以植物组织培养得到的 或 为材料，包裹上人工种皮和人工胚乳制成的种子。 结构：胚状体（核心，提供遗传物质）+人工种皮（保护作用，可添加杀菌剂、农药等）+人工胚乳（提供营养）。 优点：保持优良品种的遗传特性；不受 限制，可随时播种；便于储存和运输；可添加生长调节剂促进萌发。 2、作物新品种的培育 （1）单倍体育种： 过程：取植物花药进行 ，获得单倍体植株；用 处理单倍体幼苗，使染色体数目 ，得到纯合二倍体植株；筛选符合要求的品种。 优点：明显缩短 （一般2-3年）；能快速获得纯合子，排除杂种优势的干扰，便于性状稳定遗传。 应用：小麦、水稻、烟草等作物的新品种培育，如抗倒伏、抗病虫害的小麦品种。 （2）突变体的利用： 原理：植物组织培养过程中，培养细胞一直处于 的状态，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 。 方法：对 进行诱变处理，然后筛选出具有优良性状的突变体，培育成新品种。 应用：培育抗盐碱、抗干旱、抗病虫害的作物品种，如抗除草剂的大豆品种；获得高产、优质的细胞产物突变体。 3、细胞产物的工厂化生产 （1）定义：指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其 的技术； （2）产物类型：蛋白质、脂肪、糖类、药物（如人参皂甙、紫杉醇）、香料（如薄荷油）、生物碱等。 （3）优点：生产效率高，可大规模工业化生产；不受季节、气候和地域限制；减少对野生植物的依赖，保护生态环境。 （4）实例：人参皂甙的工厂化生产，通过培养人参愈伤组织细胞，提取人参皂甙，产量远高于天然人参；紫杉醇的生产，从红豆杉细胞培养物中提取，用于治疗癌症。 第2节 动物细胞工程 考点1.动物细胞培养技术★★★☆☆ 1.定义：是指从动物体中取出相关的组织，将它 成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞 的技术。 2.原理： （有丝分裂），动物细胞在体外适宜条件下可不断分裂增殖。 3.完整过程： 取材：取动物胚胎或幼龄动物的组织、器官（细胞分裂能力强），如小鼠胚胎、幼鼠的肝脏。 分散处理：对新鲜取材的动物组织进行处理，或用 的方法，或用 酶、 酶等处理一段时间，将组织分散成单个细胞（避免胰蛋白酶处理时间过长，损伤 ）。 原代培养：将分散的细胞制成细胞悬液，转移到培养瓶中培养。人们通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养称为 。原代培养的细胞一般在10代以内，保持正常的二倍体核型。 传代培养：将分瓶后的细胞培养称为 。在进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用 收集；贴壁细胞需要重新用 酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养。 4.培养条件： 无菌、无毒环境：在体外培养细胞时，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。培养液还需要定期更换，以便 ，防止细胞 对细胞自身造成危害。 营养条件：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 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 等一些天然成分。培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。 温度、pH和渗透压：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环境参数。 气体环境： 是细胞代谢所必需的，CO₂的主要作用是 。将细胞放在含有95% 和5% 的混合气体的 培养箱中进行培养。 5.应用：生产生物制品（如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体）；作为基因工程的受体细胞（用于重组DNA的表达）；检测有毒物质（通过观察细胞形态和增殖情况判断毒性）；研究细胞生理、病理机制（如癌症的发生机制）。 特别提醒 动物细胞工程和植物细胞工程的对比 对比项目 动物细胞工程 植物细胞工程 技术基础 基于动物细胞增殖和分化能力，动物细胞（除受精卵和早期胚胎细胞）全能性受限，仅细胞核具全能性 基于植物细胞全能性，离体植物细胞可发育为完整植株 培养条件 液体培养基（含血清/血浆），需适宜温度（36.5±0.5℃）、pH（7.2-7.4），常需CO₂培养箱维持pH 固体培养基（含琼脂），添加植物激素（生长素、细胞分裂素），适宜温度（25-28℃） 主要技术手段 动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体制备、核移植（克隆）等 植物组织培养、植物体细胞杂交、原生质体培养、花粉培养等 应用领域 生产生物制品（疫苗、干扰素、单克隆抗体）、克隆动物、基因治疗、器官移植等 快速繁殖（微型繁殖）、培育新品种（如体细胞杂交种）、生产次生代谢产物（如紫杉醇、青蒿素）、脱毒苗培育等 细胞全能性 体细胞全能性受限制，仅细胞核具全能性（如克隆羊多莉） 体细胞具有全能性，离体培养可脱分化形成愈伤组织，再分化为完整植株 产物类型 生物活性物质（抗体、激素、酶）、细胞产品、克隆个体等 完整植株、次生代谢产物、人工种子等 培养材料 动物胚胎或幼龄动物的组织、细胞（如成纤维细胞、杂交瘤细胞） 离体的植物器官、组织或细胞（外植体，如根尖、茎尖、叶片） 融合方法 物理法（离心、电激）、化学法（PEG）、生物法（灭活病毒，如仙台病毒） 物理法（离心、振动、电激）、化学法（PEG），无生物法 培养基特点 含动物血清（提供营养和生长因子）、葡萄糖、氨基酸、无机盐等，无琼脂 含植物激素、蔗糖（碳源）、矿质元素、维生素等，添加琼脂凝固 脱分化过程 一般不涉及脱分化，主要为细胞增殖和贴壁生长 需脱分化形成愈伤组织，再经再分化形成根、芽等器官 考点2.干细胞培养及其应用★★★☆☆ 1、 干细胞分布：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、 干细胞分类： 胚胎干细胞(简称 细胞)存在于 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(图2-13)。 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。 一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成 ，不具有发育成 。 造血干细胞是发现最早、研究最多、应用也最为成熟的一类 干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。 特点：有着 能力及 潜能、与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。 3、 医学上的应用： 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； 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) 诱导多能干细胞(简称 细胞)：通过体外诱导小鼠 ，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞。已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。 iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞的原因：诱导过程无须 ，而且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。 考点3.单克隆抗体的制备及应用★★★★★ 1.传统抗体的缺点：由动物免疫后血清提取得到，为多克隆抗体，产量 、纯度 、特异性 ，且易发生交叉反应。 2.单克隆抗体的优点：特异性 （只针对一种抗原表位）、灵敏度 、可 制备。 3.制备原理：B淋巴细胞能产生 ，但不能 ；骨髓瘤细胞能 ，但 。通过细胞融合获得的杂交瘤细胞，兼具B淋巴细胞的 产生能力和 的无限增殖能力。 4.完整制备过程： 免疫小鼠：向小鼠体内注射特定 （如乙肝病毒表面抗原），使小鼠产生相应的 。 细胞融合：取免疫小鼠的脾细胞（含B淋巴细胞）与骨髓瘤细胞混合，用 或 诱导融合，得到融合细胞（包括B淋巴细胞自身融合、骨髓瘤细胞自身融合、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞）。 第一次筛选：用 （HAT培养基）培养融合细胞，只有杂交瘤细胞能存活，未融合的 和融合的 的细胞都会死亡，只有 才能生长（HAT培养基抑制骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞融合体的增殖，B淋巴细胞自身融合体不能无限增殖，最终死亡）。 第二次筛选： 和 ：对筛选出的杂交瘤细胞进行单克隆培养，并通过抗原-抗体杂交技术检测，筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。 单克隆抗体的提取：将阳性杂交瘤细胞在体外大规模培养，从 中提取抗体；或注射到小鼠腹腔内，从小鼠 中提取抗体（产量更高、纯度更高）。 5.单克隆抗体的应用： 诊断疾病：制备 ，如乙肝病毒诊断试剂盒、艾滋病病毒诊断试剂盒，快速、准确检测病原体；检测 （如癌胚抗原CEA），用于癌症早期诊断。 治疗疾病： 生物导弹：将抗癌药物与单克隆抗体结合，利用单克隆抗体的特异性识别癌细胞表面的抗原，定向将药物输送到癌细胞，减少对正常细胞的损伤。 免疫治疗：如用单克隆抗体治疗自身免疫病（如类风湿性关节炎）、癌症（如利妥昔单抗治疗淋巴瘤）。 科研应用：作为探针研究细胞表面抗原的分布和功能；用于蛋白质的定位、纯化和检测。 特别提醒 1、 需要重点区分两次筛选的目的和方法： 第一次筛选是“筛选杂交瘤细胞”，依赖选择培养基； 第二次筛选是“筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞”，依赖抗原-抗体杂交。 2、三种细胞的核心特点对比： 细胞类型 能否产生特异性抗体 能否无限增殖 B淋巴细胞 能（针对特定抗原） 不能 骨髓瘤细胞 不能 能 杂交瘤细胞 能（继承B淋巴细胞特性） 能（继承骨髓瘤细胞特性） 考点4.动物细胞核移植技术★★★☆☆ 1. 定义：将动物一个细胞的 移入去核的 中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成 的技术。 2. 类型：胚胎细胞核移植（供体细胞为胚胎细胞，分化程度低，克隆成功率高）；体细胞核移植（供体细胞为体细胞，分化程度高，克隆成功率低）。 3.体细胞核移植的完整过程（以克隆羊多莉为例）： 供体细胞准备：从供体高产奶牛身体的某一部位(如耳)上取体细胞，进行培养。 受体细胞准备：从屠宰场收集牛卵巢，采集 ,在体外培养到 ，通过显微操作去除细胞核和第一极体，获得去核卵母细胞。 细胞核移植：将供体细胞注入去核卵母细胞的细胞质中，通过 使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚。 用物理或化学方法(如电刺激、Ca²载体、乙醇和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。 胚胎培养：将重组细胞在体外培养，发育至 阶段。 胚胎移植：将胚胎移入受体(代孕)母牛体内。 分娩：代孕母牛分娩，获得克隆牛。 4.原理：动物 （已分化的动物体细胞的细胞核仍含有本物种全套遗传信息，在适宜条件下可发育成完整个体）。 5.应用： （1）畜牧生产：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。 （2）医药卫生： 生产珍贵的医用蛋白； 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 。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 反应。 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。 （3）保护濒危物种：有望增加濒危物种的存活数量。 6.存在问题：克隆动物成功率低（一般不足10%）；克隆动物存在健康问题（如体型过大、免疫缺陷、早衰等）；伦理争议（如人类克隆的伦理问题）。 第3节 胚胎工程 考点1.胚胎工程的概念与核心技术★★☆☆☆ 1.概念：是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 2.理论基础：哺乳动物的体内受精和早期胚胎发育规律。 3.核心技术：胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。 考点2.体内受精和早期胚胎发育★★★☆☆ 1、受精 （1）.准备阶段1——精子获能 定义：刚刚排出的精子必须在雌性动物的 发生相应的生理变化后，才能获得 的生理现象。 精子获能方法：直接利用雌性动物的 使精子获能；将精子培养在人工配制的获能液（ 、 等）中使其获能等。 （2）准备阶段2——卵子的准备 卵子在 内发育到 时，才具备受精能力。 （3）受精阶段 概念：精子和卵子结合形成合子（受精卵）的过程。 场所：雌性动物的 内。 过程： ①获能后的精子与卵子相遇时，首先它释放出 ，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。 ②穿越透明带：在精子 的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进人透明带。然后，精子入卵。 ③卵细胞膜反应： 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。 ④原核形成与融合：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 。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。 特别提醒 1、 需要明确精子获能的原因和卵细胞需要发育到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力； 2、 需要明确防止多精入卵三道防线的具体时间，避免混淆： （1） 精子释放出多种酶以溶解卵细胞膜外的一些结构：获能后的精子与卵子相遇时； （2） 卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进人透明带：在精子触及卵细胞膜的瞬间； （3） 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：精子入卵后。 3、 受精的标志：观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。 受精完成的标志：雌雄原核融合形成合子。 2、胚胎早期发育 发育场所：输卵管和子宫。 发育阶段： ①桑椹胚：受精卵经有丝分裂形成的细胞团，细胞数为32个左右，每个细胞都具有发育成 的潜能（全能性）； ②囊胚：细胞出现分化，内细胞团将来发育成 ，滋养层细胞将来发育成 ；囊胚腔逐渐扩大，胚胎从 中伸展出来的过程称为孵化； ③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，此时胚胎已具有三个胚层，进一步分化形成各种组织、器官和系统。 考点3.体外受精和早期胚胎培养★★★☆☆ 1、体外受精 概念：模拟体内受精，使卵子和精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。 主要步骤： ①卵母细胞的 和 ： ②精子的 和 ： ③受精：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、胚胎移植 概念：将雌性动物的 ，或者通过体外受精及其他方式得到的 ，移植到同种的、 相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。 意义：充分发挥雌性优良个体的 潜力，大大缩短供体本身的繁殖周期，提高繁殖效率。 生理学基础： ① 与 生殖器官的生理变化相同（ 处理），为胚胎移入受体提供相同的生理环境； ②早期胚胎在一定时间内处于 状态，为胚胎的收集提供可能； ③受体对移入子宫的外来胚胎基本上 免疫排斥反应，为胚胎在受体内的存活提供了可能； ④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体影响。 基本程序： 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，健康的受体；用激素进行同期发情处理，用 对供体母牛做超数排卵处理； ②配种或人工授精； ③胚胎的收集、检查、培养或保存：用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来；对胚胎进行质量检查（发育到桑椹胚或囊胚阶段），可直接向受体移植，或放入-196℃的液氮中保存； ④胚胎移植：手术法或非手术法将胚胎移入受体子宫； ⑤移植后的检查：对受体母牛进行是否妊娠的检查，妊娠后产下犊牛。 3、胚胎分割 概念：采用 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。 特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于 繁殖或克隆。 材料：发育良好、形态正常的 。 操作设备：实体显微镜和显微操作仪。 注意事项：分割囊胚时，需将 均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育；分割的胚胎或细胞可以直接移植给受体，或在体外培养到囊胚阶段再移植。 意义：加快繁殖速度，提高优良品种的利用率。 热点问题分析 单克隆抗体在医学中的应用： 单克隆抗体因精准靶向特性，在医学领域应用价值凸显。 以硼中子癌症疗法为例，科研人员将能特异性结合肿瘤抗原的单克隆抗体与硼化合物偶联，注入患者体内后，抗体可精准识别肿瘤细胞表面的特定抗原并聚集其中，携带硼元素在肿瘤部位高效富集。随后用中子射线照射肿瘤区域，硼元素与中子发生核反应，释放高能量α粒子和锂粒子，精准杀伤肿瘤细胞，对周围正常组织损伤极小，为胰腺癌、脑胶质瘤等难治性癌症的治疗开辟了新方向。 考点预测： 1、 结合免疫调节知识综合考查：例如，考查“已免疫的B淋巴细胞”的获取原理，或对比单克隆抗体与常规血清抗体的区别（常规血清抗体是多种抗体的混合物，特异性差）。 2、聚焦细胞工程技术细节：重点考查动物细胞融合的诱导剂、动物细胞培养的条件（如无菌无毒环境、营养物质、温度pH、气体环境）、两次筛选的原理与方法。可能以流程图或图表形式呈现，要求考生补全步骤或分析操作目的。 3.联系热点场景考查知识迁移 结合新冠病毒抗体治疗、癌症免疫治疗等热点，考查单克隆抗体的应用原理。例如，分析新冠中和抗体的作用机制，或设计制备针对某新型抗原的单克隆抗体的实验方案。 4.实验设计与探究类题目：要求考生设计实验验证单克隆抗体的特异性，或探究杂交瘤细胞的最佳培养条件（如温度、血清浓度对细胞增殖的影响），考查实验设计的单一变量原则、对照设置及结果分析能力。 1．(2025·江苏，4)如图表示一种植物组织培养周期，①～③表示相应过程。下列相关叙述错误的是(　　) A．过程①发生了细胞的脱分化和有丝分裂 B．过程②经细胞的再分化形成不同种类的细胞 C．过程②③所用培养基的成分、浓度相同 D．培养基中糖类既能作为碳源，又与维持渗透压有关 2．(2024·湖北，11)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 3．(2024·黑吉辽，14)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 4．(2024·江西，16改编)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)。下列叙述错误的是(　　) 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，也可冻存 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 第1页共14页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2章 细胞工程（知识清单） 第1节 植物细胞工程 考点1细胞的全能性★★★★★ 1.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其他各种细胞的潜能。 2.原因：细胞内含有本物种全套的遗传信息。 3、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的原因：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。 4.全能性表达的条件：①离体状态；②无菌环境；③适宜的营养（包括无机物、有机物和植物激素）；④适宜的温度、pH等外界条件。 4.全能性大小比较： 受精卵＞生殖细胞＞体细胞； 植物细胞＞动物细胞； 分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞； 分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞。 考点2植物组织培养技术★★★★☆ 1. 定义：指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。 2、原理：植物细胞的全能性。 3、完整过程：外植体（离体的植物器官、组织或细胞）→脱分化→愈伤组织（排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团）→再分化→胚状体或丛芽→完整植株。 4、关键步骤分析： 脱分化：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，进而形成不定形的薄壁组织团块。需避光培养，培养基中添加生长素和细胞分裂素。 再分化：愈伤组织重新分化出根、芽等器官。需要光照培养，通过调整生长素和细胞分裂素的比例控制分化方向（生长素比例高促进根的分化，细胞分裂素比例高促进芽的分化）。 5.实验操作注意事项：全程无菌操作，外植体消毒（70%酒精消毒30s后用无菌水冲洗，再用质量分数为5%次氯酸钠溶液处理30min，最后无菌水冲洗干净），培养基需高压蒸汽灭菌。 6.地位：是植物体细胞杂交、作物脱毒、单倍体育种等技术的基础。 易错辨析：植物组织培养的结果 易错表现 正确理解 认为最终得到的是组织或器官就是完整的植物组织培养技术 植物组织培养技术最终得到的是完整个体 特别提醒 进行植物组织培养时，加入激素的比例会影响外植体发展的方向：生长素比例高促进根的分化，细胞分裂素比例高促进芽的分化 考点3植物体细胞杂交技术★★★☆☆ 1.定义：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。 2.原理：细胞膜的流动性（原生质体融合阶段）、植物细胞的全能性（杂种细胞培育成植株阶段）。 3.完整过程： 去壁：用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体。 原生质体融合：采用物理法（离心、电融合法）或化学法（聚乙二醇PEG诱导剂、高Ca²—高pH融合法）诱导不同植物的原生质体融合。 再生细胞壁：融合后的原生质体重新形成细胞壁，标志着杂种细胞形成。 植物组织培养：将杂种细胞培养成完整的杂种植株。 4.意义：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 5.存在问题：杂种植株可能出现性状分离，部分遗传物质无法表达，需要进一步筛选和改良。 易错辨析：植物体细胞杂交技术的结果 易错表现 正确理解 认为最终得到的是杂种细胞就是完整的植物体细胞杂交技术 植物体细胞杂交技术最终得到的是完整个体 考点4 植物细胞工程的应用★★★★☆ 1、作物繁殖的新途径 （1）微型繁殖： 概念：快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 优点：保持优良品种的遗传特性；繁殖速度快，可在短时间内获得大量种苗；不受季节、气候和地域限制。 应用：花卉、果树、经济林木的大规模繁殖，如兰花、香蕉的工业化生产。 （2）作物脱毒： 原因：很多无性繁殖的植物感染的病毒很容易传给后代，病毒在作物体内逐年积累，导致作物产量降低，品质变差。 原理：植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少甚至无病毒，因为病毒在植物体内的运输速度慢于分生区细胞的分裂速度。 方法：切取植物分生区（如茎尖）进行组织培养，获得脱毒苗。 应用：马铃薯、草莓、甘蔗等作物的脱毒种植，大幅提高作物产量和品质。 （3）人工种子： 概念：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽为材料，包裹上人工种皮和人工胚乳制成的种子。 结构：胚状体（核心，提供遗传物质）+人工种皮（保护作用，可添加杀菌剂、农药等）+人工胚乳（提供营养）。 优点：保持优良品种的遗传特性；不受季节限制，可随时播种；便于储存和运输；可添加生长调节剂促进萌发。 2、作物新品种的培育 （1）单倍体育种： 过程：取植物花药进行离体培养，获得单倍体植株；用秋水仙素处理单倍体幼苗，使染色体数目加倍，得到纯合二倍体植株；筛选符合要求的品种。 优点：明显缩短育种年限（一般2-3年）；能快速获得纯合子，排除杂种优势的干扰，便于性状稳定遗传。 应用：小麦、水稻、烟草等作物的新品种培育，如抗倒伏、抗病虫害的小麦品种。 （2）突变体的利用： 原理：植物组织培养过程中，培养细胞一直处于不断增殖的状态，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。 方法：对愈伤组织进行诱变处理，然后筛选出具有优良性状的突变体，培育成新品种。 应用：培育抗盐碱、抗干旱、抗病虫害的作物品种，如抗除草剂的大豆品种；获得高产、优质的细胞产物突变体。 3、细胞产物的工厂化生产 （1）定义：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； （2）产物类型：蛋白质、脂肪、糖类、药物（如人参皂甙、紫杉醇）、香料（如薄荷油）、生物碱等。 （3）优点：生产效率高，可大规模工业化生产；不受季节、气候和地域限制；减少对野生植物的依赖，保护生态环境。 （4）实例：人参皂甙的工厂化生产，通过培养人参愈伤组织细胞，提取人参皂甙，产量远高于天然人参；紫杉醇的生产，从红豆杉细胞培养物中提取，用于治疗癌症。 第2节 动物细胞工程 考点1 动物细胞培养技术★★★☆☆ 1.定义：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.原理：细胞增殖（有丝分裂），动物细胞在体外适宜条件下可不断分裂增殖。 3.完整过程： 取材：取动物胚胎或幼龄动物的组织、器官（细胞分裂能力强），如小鼠胚胎、幼鼠的肝脏。 分散处理：对新鲜取材的动物组织进行处理，或用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间，将组织分散成单个细胞（避免胰蛋白酶处理时间过长，损伤细胞膜）。 原代培养：将分散的细胞制成细胞悬液，转移到培养瓶中培养。人们通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养。原代培养的细胞一般在10代以内，保持正常的二倍体核型。 传代培养：将分瓶后的细胞培养称为传代培养。在进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集；贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养。 4.培养条件： 无菌、无毒环境：在体外培养细胞时，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。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。 营养条件：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。培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。 温度、pH和渗透压：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。 气体环境：O₂是细胞代谢所必需的，CO₂的主要作用是维持培养液的pH。将细胞放在含有95%空气和5%CO₂的混合气体的CO₂培养箱中进行培养。 5.应用：生产生物制品（如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体）；作为基因工程的受体细胞（用于重组DNA的表达）；检测有毒物质（通过观察细胞形态和增殖情况判断毒性）；研究细胞生理、病理机制（如癌症的发生机制）。 特别提醒 动物细胞工程和植物细胞工程的对比 对比项目 动物细胞工程 植物细胞工程 技术基础 基于动物细胞增殖和分化能力，动物细胞（除受精卵和早期胚胎细胞）全能性受限，仅细胞核具全能性 基于植物细胞全能性，离体植物细胞可发育为完整植株 培养条件 液体培养基（含血清/血浆），需适宜温度（36.5±0.5℃）、pH（7.2-7.4），常需CO₂培养箱维持pH 固体培养基（含琼脂），添加植物激素（生长素、细胞分裂素），适宜温度（25-28℃） 主要技术手段 动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体制备、核移植（克隆）等 植物组织培养、植物体细胞杂交、原生质体培养、花粉培养等 应用领域 生产生物制品（疫苗、干扰素、单克隆抗体）、克隆动物、基因治疗、器官移植等 快速繁殖（微型繁殖）、培育新品种（如体细胞杂交种）、生产次生代谢产物（如紫杉醇、青蒿素）、脱毒苗培育等 细胞全能性 体细胞全能性受限制，仅细胞核具全能性（如克隆羊多莉） 体细胞具有全能性，离体培养可脱分化形成愈伤组织，再分化为完整植株 产物类型 生物活性物质（抗体、激素、酶）、细胞产品、克隆个体等 完整植株、次生代谢产物、人工种子等 培养材料 动物胚胎或幼龄动物的组织、细胞（如成纤维细胞、杂交瘤细胞） 离体的植物器官、组织或细胞（外植体，如根尖、茎尖、叶片） 融合方法 物理法（离心、电激）、化学法（PEG）、生物法（灭活病毒，如仙台病毒） 物理法（离心、振动、电激）、化学法（PEG），无生物法 培养基特点 含动物血清（提供营养和生长因子）、葡萄糖、氨基酸、无机盐等，无琼脂 含植物激素、蔗糖（碳源）、矿质元素、维生素等，添加琼脂凝固 脱分化过程 一般不涉及脱分化，主要为细胞增殖和贴壁生长 需脱分化形成愈伤组织，再经再分化形成根、芽等器官 考点2 干细胞培养及其应用★★★☆☆ 1、 干细胞分布：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、 干细胞分类： 胚胎干细胞(简称ES细胞)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(图2-13)。 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。 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。 造血干细胞是发现最早、研究最多、应用也最为成熟的一类成体干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。 特点：有着自我更新能力及分化潜能、与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。 3、 医学上的应用： 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； 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) 诱导多能干细胞(简称iPS细胞)：通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞。已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。 iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞的原因：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，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。 考点3 单克隆抗体的制备及应用★★★★★ 1.传统抗体的缺点：由动物免疫后血清提取得到，为多克隆抗体，产量低、纯度低、特异性差，且易发生交叉反应。 2.单克隆抗体的优点：特异性强（只针对一种抗原表位）、灵敏度高、可大量制备。 3.制备原理：B淋巴细胞能产生特异性抗体，但不能无限增殖；骨髓瘤细胞能无限增殖，但不能产生抗体。通过细胞融合获得的杂交瘤细胞，兼具B淋巴细胞的特异性抗体产生能力和骨髓瘤细胞的无限增殖能力。 4.完整制备过程： 免疫小鼠：向小鼠体内注射特定抗原（如乙肝病毒表面抗原），使小鼠产生相应的B淋巴细胞。 细胞融合：取免疫小鼠的脾细胞（含B淋巴细胞）与骨髓瘤细胞混合，用PEG或灭活病毒诱导融合，得到融合细胞（包括B淋巴细胞自身融合、骨髓瘤细胞自身融合、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞）。 第一次筛选：用特定的选择培养基（HAT培养基）培养融合细胞，只有杂交瘤细胞能存活，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（HAT培养基抑制骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞融合体的增殖，B淋巴细胞自身融合体不能无限增殖，最终死亡）。 第二次筛选：克隆化培养和抗体检测：对筛选出的杂交瘤细胞进行单克隆培养，并通过抗原-抗体杂交技术检测，筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。 单克隆抗体的提取：将阳性杂交瘤细胞在体外大规模培养，从细胞培养液中提取抗体；或注射到小鼠腹腔内，从小鼠腹水中提取抗体（产量更高、纯度更高）。 5.单克隆抗体的应用： 诊断疾病：制备诊断试剂，如乙肝病毒诊断试剂盒、艾滋病病毒诊断试剂盒，快速、准确检测病原体；检测肿瘤标志物（如癌胚抗原CEA），用于癌症早期诊断。 治疗疾病： 生物导弹：将抗癌药物与单克隆抗体结合，利用单克隆抗体的特异性识别癌细胞表面的抗原，定向将药物输送到癌细胞，减少对正常细胞的损伤。 免疫治疗：如用单克隆抗体治疗自身免疫病（如类风湿性关节炎）、癌症（如利妥昔单抗治疗淋巴瘤）。 科研应用：作为探针研究细胞表面抗原的分布和功能；用于蛋白质的定位、纯化和检测。 特别提醒 1、 需要重点区分两次筛选的目的和方法： 第一次筛选是“筛选杂交瘤细胞”，依赖选择培养基； 第二次筛选是“筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞”，依赖抗原-抗体杂交。 2、三种细胞的核心特点对比： 细胞类型 能否产生特异性抗体 能否无限增殖 B淋巴细胞 能（针对特定抗原） 不能 骨髓瘤细胞 不能 能 杂交瘤细胞 能（继承B淋巴细胞特性） 能（继承骨髓瘤细胞特性） 考点4 动物细胞核移植技术★★★☆☆ 1. 定义：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. 类型：胚胎细胞核移植（供体细胞为胚胎细胞，分化程度低，克隆成功率高）；体细胞核移植（供体细胞为体细胞，分化程度高，克隆成功率低）。 3.体细胞核移植的完整过程（以克隆羊多莉为例）： 供体细胞准备：从供体高产奶牛身体的某一部位(如耳)上取体细胞，进行培养。 受体细胞准备：从屠宰场收集牛卵巢，采集卵母细胞,在体外培养到MⅡ期中期，通过显微操作去除细胞核和第一极体，获得去核卵母细胞。 细胞核移植：将供体细胞注入去核卵母细胞的细胞质中，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。 用物理或化学方法(如电刺激、Ca²载体、乙醇和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。 胚胎培养：将重组细胞在体外培养，发育至桑椹胚或囊胚阶段。 胚胎移植：将胚胎移入受体(代孕)母牛体内。 分娩：代孕母牛分娩，获得克隆牛。 4.原理：动物细胞核的全能性（已分化的动物体细胞的细胞核仍含有本物种全套遗传信息，在适宜条件下可发育成完整个体）。 5.应用： （1）畜牧生产：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育。 （2）医药卫生： 生产珍贵的医用蛋白； 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。 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。 （3）保护濒危物种：有望增加濒危物种的存活数量。 6.存在问题：克隆动物成功率低（一般不足10%）；克隆动物存在健康问题（如体型过大、免疫缺陷、早衰等）；伦理争议（如人类克隆的伦理问题）。 第3节 胚胎工程 考点1 胚胎工程的概念与核心技术★★☆☆☆ 1.概念：是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 2.理论基础：哺乳动物的体内受精和早期胚胎发育规律。 3.核心技术：胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序”。 考点2 体内受精和早期胚胎发育★★★☆☆ 1、受精 （1）.准备阶段1——精子获能 定义：刚刚排出的精子必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力的生理现象。 精子获能方法：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（肝素、Ca²+载体等）中使其获能等。 （2）准备阶段2——卵子的准备 卵子在输卵管内发育到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力。 （3）受精阶段 概念：精子和卵子结合形成合子（受精卵）的过程。 场所：雌性动物的输卵管内。 过程： ①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。 ②穿越透明带：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，阻止后来的精子进人透明带。然后，精子入卵。 ③卵细胞膜反应：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。 ④原核形成与融合：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。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。 特别提醒 1、 需要明确精子获能的原因和卵细胞需要发育到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力； 2、 需要明确防止多精入卵三道防线的具体时间，避免混淆： （1） 精子释放出多种酶以溶解卵细胞膜外的一些结构：获能后的精子与卵子相遇时； （2） 卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进人透明带：在精子触及卵细胞膜的瞬间； （3） 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：精子入卵后。 3、 受精的标志：观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。 受精完成的标志：雌雄原核融合形成合子。 2、胚胎早期发育 发育场所：输卵管和子宫。 发育阶段： ①桑椹胚：受精卵经有丝分裂形成的细胞团，细胞数为32个左右，每个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能（全能性）； ②囊胚：细胞出现分化，内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘；囊胚腔逐渐扩大，胚胎从透明带中伸展出来的过程称为孵化； ③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，此时胚胎已具有三个胚层，进一步分化形成各种组织、器官和系统。 考点3 体外受精和早期胚胎培养★★★☆☆ 1、体外受精 概念：模拟体内受精，使卵子和精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。 主要步骤： ①卵母细胞的采集和培养： ②精子的采集和获能： ③受精：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、胚胎移植 概念：将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。 意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，大大缩短供体本身的繁殖周期，提高繁殖效率。 生理学基础： ①供体与受体生殖器官的生理变化相同（同期发情处理），为胚胎移入受体提供相同的生理环境； ②早期胚胎在一定时间内处于游离状态，为胚胎的收集提供可能； ③受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎在受体内的存活提供了可能； ④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体影响。 基本程序： 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，健康的受体；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胚胎的收集、检查、培养或保存：用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来；对胚胎进行质量检查（发育到桑椹胚或囊胚阶段），可直接向受体移植，或放入-196℃的液氮中保存； ④胚胎移植：手术法或非手术法将胚胎移入受体子宫； ⑤移植后的检查：对受体母牛进行是否妊娠的检查，妊娠后产下犊牛。 3、胚胎分割 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。 特点：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖或克隆。 材料：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。 操作设备：实体显微镜和显微操作仪。 注意事项：分割囊胚时，需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育；分割的胚胎或细胞可以直接移植给受体，或在体外培养到囊胚阶段再移植。 意义：加快繁殖速度，提高优良品种的利用率。 热点问题分析 单克隆抗体在医学中的应用： 单克隆抗体因精准靶向特性，在医学领域应用价值凸显。 以硼中子癌症疗法为例，科研人员将能特异性结合肿瘤抗原的单克隆抗体与硼化合物偶联，注入患者体内后，抗体可精准识别肿瘤细胞表面的特定抗原并聚集其中，携带硼元素在肿瘤部位高效富集。随后用中子射线照射肿瘤区域，硼元素与中子发生核反应，释放高能量α粒子和锂粒子，精准杀伤肿瘤细胞，对周围正常组织损伤极小，为胰腺癌、脑胶质瘤等难治性癌症的治疗开辟了新方向。 考点预测： 1、 结合免疫调节知识综合考查：例如，考查“已免疫的B淋巴细胞”的获取原理，或对比单克隆抗体与常规血清抗体的区别（常规血清抗体是多种抗体的混合物，特异性差）。 2、聚焦细胞工程技术细节：重点考查动物细胞融合的诱导剂、动物细胞培养的条件（如无菌无毒环境、营养物质、温度pH、气体环境）、两次筛选的原理与方法。可能以流程图或图表形式呈现，要求考生补全步骤或分析操作目的。 3.联系热点场景考查知识迁移 结合新冠病毒抗体治疗、癌症免疫治疗等热点，考查单克隆抗体的应用原理。例如，分析新冠中和抗体的作用机制，或设计制备针对某新型抗原的单克隆抗体的实验方案。 4.实验设计与探究类题目：要求考生设计实验验证单克隆抗体的特异性，或探究杂交瘤细胞的最佳培养条件（如温度、血清浓度对细胞增殖的影响），考查实验设计的单一变量原则、对照设置及结果分析能力。 1．(2025·江苏，4)如图表示一种植物组织培养周期，①～③表示相应过程。下列相关叙述错误的是(　　) A．过程①发生了细胞的脱分化和有丝分裂 B．过程②经细胞的再分化形成不同种类的细胞 C．过程②③所用培养基的成分、浓度相同 D．培养基中糖类既能作为碳源，又与维持渗透压有关 【答案】　C 【解析】　过程①形成了愈伤组织，发生了细胞的脱分化，此时细胞还进行有丝分裂，A正确；过程②是愈伤组织经再分化形成胚状体，该过程可形成不同种类的细胞，B正确；过程②③所用培养基的成分、浓度不完全相同，如细胞分裂素和生长素的浓度不同，C错误；培养基中常加入蔗糖，既能作为碳源，又与维持渗透压有关，D正确。 2．(2024·湖北，11)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 【答案】　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，常用化学试剂如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，不能用于植物原生质体融合，B错误；过程④脱分化和⑤再分化的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素，但二者在两个过程中的比例不同，C正确；植物丙是植物甲和植物乙体细胞杂交形成的个体，应具备两者的遗传物质，因此可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株，D正确。 3．(2024·黑吉辽，14)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 【答案】　D 【解析】　传代培养时需要营造无菌、无毒以及95%空气＋5%CO2的气体环境，而非密封，A错误；①的细胞还未快速增长，此时进行传代培养没有意义，应选②的细胞进行传代培养，B错误；对于贴壁生长的细胞进行传代培养时，需要先用胰蛋白酶等处理，使之分散为单个细胞，然后再用离心法收集，之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养，C错误。 4．(2024·江西，16改编)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)。下列叙述错误的是(　　) 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，也可冻存 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 【答案】　B 【解析】　胶原蛋白酶可以催化分解细胞外的胶原蛋白，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；由题干可知，该实验制备的是抗－S单克隆抗体，因此抗原为S蛋白，S蛋白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，则按照题图过程可产生多种类型的不同杂交瘤细胞，单克隆抗体A和单克隆抗体B来自不同的杂交瘤细胞，故二者不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，也可冷冻保存，C正确；单克隆抗体A和单克隆抗体B都来自筛选出的杂交瘤细胞，因此都能够特异性识别S蛋白上的抗原决定基，D正确。 【解题方法归纳】本章知识点众多，但条理清晰，相互关联，且与医学前沿紧密相关，需要学生理清知识网络，掌握各知识点之间的区别与联系，才能更好地解题。 本章试题以图像分析为主，需要大家准确识别图像中各环节，再进行解题。 第1页共14页 学科网（北京）股份有限公司 $