2026届高考生物二轮复习课件：专题8 必备整合2 细胞工程

第一部分　专题八 生物技术与工程 细胞工程 必备整合2 1.植物细胞工程 (1)植物组织培养的原理及过程 主干整合 深度思考 ①植物组织培养中添加蔗糖的目的是_____________________。 ②脱分化阶段_______光，再分化阶段_____光。 ③生长素与细胞分裂素的比值高时，____________________________；比值低时，____________________________。 ④体内细胞未表现全能性的原因是___________________________ ___________________________。 提供营养和调节渗透压 不需要 需要 促进根的分化、抑制芽的形成 促进芽的分化、抑制根的形成 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 (2)植物体细胞杂交技术 深度思考 ①原生质体融合成功的标志是_____________。植物体细胞杂交完成的标志是_______________。 ②植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖溶液且浓度略大于原生质体内的浓度，原因是_____________________________________ _________________________________________。 再生出细胞壁 培育出杂种植株 这样不仅能为原生质体提供营养，还能维 持一定的渗透压，使原生质体保持正常的形态 (3)针对两类目标(试管苗、细胞产物)的培养流程 深度思考 ①植物细胞培养技术在生产中通常要培养到 阶段。因为此时细胞分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成。 ②植物组织培养的原理是 ，植物细胞培养的原理是 。 愈伤组织 植物细胞的全能性 细胞增殖 2.动物细胞工程 (1)动物细胞培养的过程 深度思考 ①保障无菌、无毒的措施有_________________________________ ____________________________________________。 ②动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是________________。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_________________的混合气体的CO2培养箱中进行培养。 ③动物细胞培养过程中两次使用胰蛋白酶的作用分别是_________ ____________________________________________________________________________________________。 ④区分原代培养和传代培养的关键：_____________。 对培养液和所有培养用具进行灭菌处 理以及在无菌条件下进行操作，定期更换培养液 维持培养液的pH 95%空气和5%CO2 第一次：处理剪碎的组织，使其分散成单个细胞；第二次：使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来分散成单个细胞 是否分瓶培养 (2)干细胞 (3)单克隆抗体的制备过程和特点 (4)克隆动物培育流程 深度思考 体细胞核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状不同的原因：_____________________________________________________ ______________________________________________________。 ①克隆动物遗传物质来自两个亲本；②发育过程中可能发生基因突变或染色体变异；③外界环境可能引起不可遗传的变异 3.胚胎工程 (1)胚胎工程的操作流程 (2)归纳胚胎工程中的3个“两” (3)胚胎分割的时间和关键点 1.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 √ 案例分析 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。 解析 2.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 √ 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； 解析 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。 解析 3.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 √ √ 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，故用果胶酶和纤维素酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体，A错误； 用纤维素酶和果胶酶分别处理不同的植物细胞，得到原生质体，运用物理法或化学法诱导融合，形成杂种细胞，再利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株，故融合的原生质体需再生出细胞壁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具有来自亲本的遗传物质，只有1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属于植物组织培养，从繁殖方式看属于无性繁殖，D正确。 解析 (1)在蓝莓组织培养过程中，宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体 (　　) × 提示：一般选用代谢旺盛、再生能力强的器官或组织为材料制备外植体。 命题延伸——判断与填充 (2)大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后，获得的原生质体失去全能性 (　　) × 提示：原生质体仍保留全能性。 (3)次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养 (　　) × 提示：次生代谢物并非植物生长必需，但在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，其含量少，可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢物的产量。 (4) 在诱导形成愈伤组织阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是 。 细胞分化程度低，容易诱导产生愈伤组织 4. 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 √ 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。 解析 归纳总结 正常细胞体外培养时，要经历原代培养期、传代期和衰退期三个阶段。 5. 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 √ √ 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，则按照图中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； 解析 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错误； 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。 解析 6. 一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是 A.注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大 B.单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合 C.利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗 D.p72部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况 √ 单抗的制作需要筛选，而多抗不需要筛选，抗原纯度越高，产生的多抗纯度越高，因此抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响小，A错误； 单抗制备过程中通常是免疫后将脾脏破碎，然后用离心法将脾脏细胞(包含各种产生和不产生抗体的B细胞)和红细胞分开，然后用B细胞与骨髓瘤细胞融合，而不能直接分离出浆细胞，B错误； 非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72上有多种抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，所以向小鼠体内注入p72 后，可以刺激小鼠产生多种抗p72的单抗，C错误； p72 部分结构改变只改变了部分抗原决定簇，因此由这部分抗原决定簇产生的抗体失效，但由于还存在由其他抗原决定簇刺激机体产生的抗体，所以多抗仍有效，D正确。 解析 (1)杂交瘤细胞的两次筛选 ①已知合成核苷酸有两个途 径，物质A可以阻断其中的全合成途径(如图)。B淋巴细胞中含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，但B淋巴细胞一般不分裂增殖，在培养基中仅能存活5～7天。制备单克隆抗体选用的骨髓瘤细胞缺乏转化酶。用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选杂交瘤细胞的原理是 _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 命题延伸——填充 骨髓瘤细胞及其互相融合细胞因无法进行图中两个途径而在HAT培养基上不能增殖，B淋巴细胞因存活时间有限，故不需要筛选；杂交瘤细胞由于可以进行补救合成途径，能在HAT培养基上大量增殖 ②能在HAT培养基上大量增殖的细胞产生的抗体 (填“一定”或“不一定”)是所需的单克隆抗体，继续检测的方法是将杂交瘤细胞转到多孔培养板上培养，吸取有克隆生长的细胞培养孔中的 (填“上清液”或“沉淀细胞”)，应用 技术进行抗体阳性检测。经多次筛选、培养，获得单克隆抗体。 不一定 上清液 抗原—抗体杂交 (2)双抗体夹心法定量检测抗原 酶联免疫吸附双抗体夹心法是医学上常用的定量检测抗原的方法，具体原理如图所示。 固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合，这是由于不同抗体能与同一抗原表面的不同部位结合。该检测方法中，酶标抗体的作用是_____________ ____________________________，可通过测定_______来判断待测抗原量。 抗体与待测抗 原结合，酶催化特定底物反应 产物量 7. 利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示，下列说法错误的是 A.对牛乙注射促性腺激素是为了收集更多的卵母细胞 B.卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅰ中期进行 C.培养牛甲的体细胞时应定期更换培养液 D.可用PCR技术鉴定犊牛丁是否为转基因牛 √ 对牛乙注射促性腺激素进行超数排卵，目的是收集更多的卵母细胞，以便后续进行核移植操作，A正确； 卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅱ中期进行，B错误； 在培养动物体细胞时，需要定期更换培养液，以便清除代谢物，防止细胞代谢物的积累对细胞自身造成危害，C正确； PCR技术可以扩增特定的DNA片段，通过检测犊牛丁细胞中是否含有转基因的DNA片段，就可以鉴定犊牛丁是否为转基因牛，D正确。 解析 (1)哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养不需要额外提供营养物质 (　　) × 提示：早期胚胎培养必须提供模拟体内环境的营养物质。 命题延伸——判断与填充 (2)生产试管动物的过程需要MⅡ期去核卵母细胞 (　　) × 提示：试管动物使用未去核的 MⅡ期卵母细胞，核移植才需要去核。 (3)科学家采用体外受精技术获得藏羚羊胚胎，此过程涉及的操作可能包括超数排卵和精子获能处理(2023·广东，3改编)(　　) (4)将小鼠桑葚胚分割成2等份获得同卵双胎的过程属于有性生殖 (2022·江苏，4D)(　　) √ × 提示：胚胎分割属于无性繁殖技术。 (5) 为了实现体外受精需要采集良种公羊的精液，精液保存的方法是 。在体外受精前要对精子进行获能处理，其原因是 。 (6) 请以保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料进行操作，以获得具有该公羊优良性状的后代。主要的操作步骤是 。 冷冻保存 刚排出的精子不能与卵子受精，只有获能后才具备受精能力 对受体母羊进行同期发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植 1. 骆驼蓬分布在干旱和半干旱地区，能防风固沙。骆驼蓬合成的多种生物碱(次生代谢物)具有抗肿瘤作用。科研人员 利用骆驼蓬下胚轴进行育苗和生物碱提取，过程如图。下列叙述错误的是 A.骆驼蓬下胚轴切段需依次用酒精和次氯酸钠进行消毒处理 B.除培养基中植物激素比例不同外，过程①③的其他条件相同 C.获得两种产品所用的技术原理相同，生物碱不是植物生长所必需的 D.必须先诱导愈伤组织生根，再诱导其生芽，进一步诱导形成幼苗 √ 靶向锤炼 √ √ 为避免杂菌污染，对外植体进行消毒处理的操作为：将流水充分冲洗后的外植体用酒精消毒30 s，然后立即用无菌水清洗2～3次，再用次氯酸钠溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次，A正确； 进行①和③过程的外界培养条件不同，①过程不需要光照，③过程需要光照，B错误； 解析 据题干信息分析可知，利用骆驼蓬下胚轴获得两种产品(即幼苗和生物碱)，培育幼苗所用的技术原理是植物细胞的全能性，而生产生物碱是植物细胞培养，其所用的技术原理为细胞增殖，C错误； 为提高成活率，植物组织培养过程一般先诱导愈伤组织生芽，再诱导生根，D错误。 解析 2. 科研人员以黑芥(2n＝16，BB)和甘蓝型油菜(2n＝38，AACC)为材料，采用植物细胞工程技术培育了一种新型抗病植物。具体流程如下：将黑芥和甘蓝型油菜叶肉细胞经某种处理得到原生质体，对黑芥叶肉细胞原生质体进行射线处理破坏部分染色体后，二者融合得到融合的原生质体，再用含黑胫病菌致病毒素的培养基筛选，最终得到抗病植株。下列叙述正确的是 A.过程①中使用的酶是胰蛋白酶，处理时间不能过短和过长 B.过程②诱导原生质体融合可用离心法、聚乙二醇或灭活的病毒诱导等 方法 C.过程③是脱分化形成愈伤组织，过程④通过再分化形成植株，体现了 植物细胞的全能性 D.最终抗病植株的遗传物质包含甘蓝型油菜和黑芥的全部染色体 √ 过程①需要去掉植物细胞壁，使用的酶是纤维素酶和果胶酶，处理时间不能过短或过长，A错误； 过程②不能使用灭活的病毒来诱导原生质体融合，灭活病毒诱导法用于动物细胞融合，B错误； 解析 过程③是脱分化形成愈伤组织，过程④通过再分化形成植株，体现了植物细胞的全能性，C正确； 黑芥的染色体(2n＝16，BB)被X射线破坏，甘蓝型油菜(2n＝38，AACC)的遗传物质完整保留，融合后的植株整合了甘蓝型油菜的全套染色体和黑芥的部分染色体，而非两者的全部染色体，D错误。 解析 3. 部分1型糖尿病(T1DM)是由于免疫系统攻击并破坏胰岛B细胞，胰岛素分泌不足导致的。研究人员将化学重编程多能干细胞(CiPSCs)分化而来的胰岛细胞自体移植到一名T1DM患者体内，实现了临床功能性治愈，流程如图。下列叙述正确的是 A.图中各阶段培养液均含有蔗糖、氨基酸、无机盐、维生素等营养成分 B.上述培养过程均需在CO2培养箱中进行，气体中含有5%CO2以维持pH C.由脂肪干细胞经CiPSCs分化成胰岛细胞的过程体现了细胞的全能性 D.上述自体移植过程可完全避免免疫排斥反应，病人无需使用免疫抑制剂 √ 图中各阶段培养液不含有蔗糖，含有的一般是葡萄糖，A错误； 动物细胞培养过程中用到CO2培养箱，其中5%CO2的作用是维持pH，B正确； 细胞的全能性体现在单个细胞发育形成一个完整的个体或分化成其他各种的细胞，由脂肪干细胞经CiPSCs分化成胰岛细胞的过程不能体现细胞的全能性，C错误； 自体移植仍有可能出现免疫排斥反应，相对异体移植免疫排斥反应小，因此病人仍需要使用一定的免疫抑制剂，D错误。 解析 4. PSMA是某些种类癌细胞表面高表达膜蛋白，CD28是T细胞表面受体。两株不同杂交瘤细胞融合形成的双杂交瘤细胞，既能够悬浮在培养基中生长繁殖，又可以产生双特异性抗体PSMA×CD28。PSMA×CD28既能选择性地靶向结合某种癌细胞表面的PSMA蛋白，又能特异性地结合T细胞表面的CD28蛋白，从而激活T细胞，通过活化的T细胞来识别和杀灭目标癌细胞。图1所示为双特异性抗体PSMA×CD28的制备流程，图2所示为双特异性抗体PSMA×CD28的结构及作用机理。下列分析正确的是 A.①过程需给小鼠分别注射PSMA蛋白、CD28蛋白，才能最终得到图2中有效激活T 细胞和杀伤癌细胞的双特异性抗体PSMA×CD28 B.图1至少进行3次抗原检测进行筛选才能得到双杂交瘤细胞XY，最后一次筛选需在 96孔板的孔洞中同时加入PSMA和CD28蛋白 C.对⑤过程得到的双杂交瘤细胞进行传代培养前，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 D.获得的杂交瘤细胞XY要置于含有95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱中进行 培养 √ √ 双特异性抗体既能选择性地靶向结合某种癌细胞表面的PSMA蛋白，又能特异性地结合T细胞表面的CD28蛋白，所以双特异性抗体生产过程中，应先分别将癌细胞表面的PSMA蛋白和T细胞表面的CD28蛋白作为抗原注射到小鼠体内，使小鼠产生免疫反应，才能最终得到有效激活T细胞和杀伤癌细胞的双特异性抗体PSMA×CD28，A正确； 解析 筛选双特异性抗体时需要使用制备单克隆抗体时所使用的抗原物质，该过程需要先用一种抗原(如PSMA)筛选出能够分泌抗PSMA抗体的杂交瘤细胞，再用另一种抗原(如CD28)从已筛选出的杂交瘤细胞中筛选出能分泌抗CD28抗体的杂交瘤细胞，所以筛选获得双特异性抗体时至少需要进行2次抗原检测，B错误； 解析 ⑤过程得到的双杂交瘤细胞能悬浮在培养基中生长繁殖，不需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，只有贴壁生长的细胞进行传代培养前才需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使其分散成单个细胞，C错误； 动物细胞培养时，通常将细胞置于含有95%空气和5%CO2混合气体的CO2培养箱中进行培养，95% 空气提供细胞代谢所需的氧气，5%CO2可以维持培养液的pH，D正确。 解析 5. 为了加快优良牛的繁殖速度，科学家采用了如图两种方法。请根据图中信息分析，下列叙述正确的是 A.试管牛和克隆牛的培育过程 中均用到了胚胎移植技术， 均属于有性生殖 B.胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 C.获得的优良公牛的新鲜精液，可直接用于受精作用 D.方法Ⅱ产生的F牛的性别与C相同，性状也与C完全一致 √ 试管牛的培育用到的技术有体外受精、细胞培养、胚胎移植，克隆牛的培育用到的技术有核移植、细胞培养、胚胎移植，均用到了胚胎移植技术，但克隆牛不需要进行生殖细胞的受精过程，属于无性生殖，A错误； 解析 胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下(供体和受体之间)空间位置的转移，B正确； 获得的优良公牛的新鲜精液，需进行获能处理后才能进行受精作用，C错误； F牛是核移植后经细胞培养，然后将早期胚胎移入母牛子宫发育而产生的，为无性生殖，F牛的性别由 解析 其细胞核决定，与良种奶牛C的性别一致，为雌性，但F牛少部分遗传物质来自无核卵细胞中的细胞质，因此其性状与C不完全一致，D错误。 谢谢观看 Thank you $