二轮复习细胞工程与胚胎工程学案

第二讲细胞工程与胚胎工程

陛心知识回顾」[p85]

1.植物组织培养的过程？

外植体幽冬愈伤组织幽冬根、芽等器官”堂完整植株

2.植物组织培养中生长素和细胞分裂素比值对诱导结果的影响？

①比值高有利于根的分化；②比值低有利于芽的分，匕：③比值适中促进愈伤组织将成。

3.植物体细胞杂交技术中，去除细胞壁用什么？诱导原生质体融合的方法有哪些？体

细胞杂交的原理是什么？植物体细胞杂交技术的优点？

①去除植物细胞壁用纤维素酶和果胶酶；

②诱导原生质体融合的方法有：离心法、电融合法、PEG法、高Ca>—高pH法：

③体细胞杂交的原理是：细胞膜的流动性和植物细庖的全能性；

④植物体细胞杂交技术的优点是打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。

4.培养脱毒苗的原理是？

植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。

5.单倍体育种的步骤、原理及优点？

①步骤：先花药离体培养，再用秋水仙素加倍；

②原理：植物细胞的全能性和染色体变异；

③优点：明显缩短育种年限；一般培育出的是稳定遗传的纯合子。

6.细胞产物的工厂化生产中，一般培养到哪个阶段？

一般将外植体脱分化形成愈伤组织，再将愈伤组织制成细胞悬液进行培养，提取产物。

7.动物细胞培养的条件有哪些？

①营养条件：除各种营养物质外还要加血清等天然成分；

②无菌无毒：培养液和用具无菌处理，定期更换培赤液，以便清除代谢废物，防止细胞

代谢物积累对细胞造成危害；

③温度、pH和渗透压：温度℃〜；

④气体环境：95%空气加5%CCh,CO?主要维持培养液的pH。

8.动物细胞培养过程中，细胞的两种生长方式是？

悬浮生长和贴壁生长，

9.动物细胞培养过程中，悬浮生长和贴壁生长的细胞分裂受阻的原因分别是？

悬浮生长：细胞密度过大、有害代谢物积累、培养液中营养物质缺乏；

贴壁生长：细胞密度过大、有害代谢物积累、培养液中营养物质缺乏、接触抑制。

10.悬浮生长和贴壁生长的细胞分裂受阻后进行分瓶培养，怎么收集细胞？分瓶后的培

养叫什么？

①悬浮生长：离心法收集；贴壁生长：先用胰蛋白晦处理，再离心法收集。

②分瓶后叫传代培养：，

11.干细胞的种类有哪些？干细胞的来源是？诱导iPS的方法有哪些？

胚胎干细胞和成体干细胞等。胚胎干细胞来源于早期胚胎，成体干细胞中的造血干细胞

来源于骨髓和脐带血、外周血等。

借助载体将特定基因导入细胞；直接将特定蛋白导入细胞；用小分子化合物诱导。

12.传统方法如何生产抗体？此方法生产抗体的缺点是？

从动物血清中分离；产量低、纯度低、特异性差。

13.单克隆抗体的制备中第一次、第二次筛选分别用什么方法？

①第一次筛选：用特定的选择培养基，只有融合的杂交瘤细胞才能生长；

②第二次筛选：克隆叱培养和抗体检测，获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。技术：抗

原—抗体杂交技术。

14.单克隆抗体的优点是？

①能准确地识别抗原的细微差异；②与特定抗原发生特异性结合；③可大量制备。

15.单克隆抗休的应用有哪几方面？

①作为诊断试剂盒；②运载药物，如ADC;③治疗疾病。

16.诱导动物细胞融合的方法有？

PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法。

17.核移植技术中，受体细胞选择MI［期卵母细胞的原因是？

细胞体积大，易操作：卵母细胞中含有激活细胞全能性表达所需的物质。

18.受精的准备包括什么？受精的场所是？

①包括精子的获能和卵子的成熟（MH期）：②受精的场所是输卵管。

19.防止多个精子进入卵细胞的两个反应分别是？

透明带发生生理反应、卵细胞膜发生生理反应。

20.受精的标志是？受精完成的标志是？

受精的标志：观察到2个极体或者雌、雄原核。

受精完成的标志：雌雄原核融合。

21.早期胚胎发育的特点是？什么时期开始分化？

细胞数量不断增加，胚胎总体积并不增加。囊胚期开始分化。

22.胚胎移植前要对供体和受体进行什么处理？为什么？如何处理？

①进行同期发情处理：②保证供体与受体的生理状态一致；③用性激素处理。

23.供体母牛还要进行什么处理？如何处理？

①超数排卵；②用促性腺激素。

24.胚胎移植的优势是？

充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。

25.胚胎分割可选择什么阶段的胚胎？需要注意的问题是？

①发育良好的桑甚胚或囊胚；②选择囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。

26.通过胚胎分割产生的胚胎是什么繁殖方式？若进行性别鉴定，选择什么细胞？

①属于无性繁殖或者克隆：②选择滋养层细胞。

「教材习题拓展」［ps?］

1.菊花的组织培养，培育的幼苗移栽到露地后，能够正常生长吗？（选择性必修3P37

探究•实践）

生根苗移栽技术的关键是既要充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根系。一般使用

无土栽培的办法。培养基质要提前消毒，可以向培养基质喷洒质量分数为5%的高镒酸钾，

并用塑料薄膜覆盖12h。撇开塑料薄膜24h后才能移我。新移栽的组培苗要在温室过渡几

天，待其长壮后再移植到大田或盆中。可以在课后统计移栽的成活率，看看移栽是否合格。

2.“番茄一马铃薯”杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃

薯，这是为什么？（选择性必修3P38）

主要原因是：生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所

以“番茄一马铃薯”杂种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

达相互干扰，它们不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂种植株自然就

不能地上结番茄、地下长马铃薯了。近年来，有报道称利用嫁接技术培育出了地上结番茄、

地下长马铃薯的植株。

3.紫色非甜玉米（基因型为AASuSu）和白色甜玉米（基因型为aasusu）杂交（Su和su代表

—对等位基因），得到的F^AaSusu）再进行自交，F2会有紫色甜玉米的表型产生。如果运用

常规育种方法，应该如何筛选出纯合的紫色甜玉米？如昊利用花药培养的技术，又应该怎样

做呢？请你设计相关的实验思路。（选择性必修3P42）

F2中的紫色壬叶玉米的基因型可能为AAsusu或Aasusuo如果运用常规育种方法，将F?

中的紫色甜玉米与白色甜玉米（aasusu）进行测交，可以选择出基因型为AAsusu的纯种紫色

甜玉米。但这种方法比较烦琐，耗时也较长，需要至少三年的选种和育种时间。其实在R产

生的花粉中就可能有Asu的组合，如果利用花药离体培养的技术获得单倍体植株，再经过

诱导染色体加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体.这种方法可以大大缩短育种周期。

4.进行动物细胞培养时常用胰蛋白酶分散细胞，这说明细胞间的物质主要是什么成分？

用胃蛋白酶行吗？（选择性必修3P44旁栏思考题）

用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。胃蛋白酶作用的适宜pH约为

2,当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。多数动物佃胞培养的适宜pH为〜，胃蛋白酶

在此环境中没有活性，所以用胃茶白酶不行。

5.单克隆抗体的应用（选择性必修3p50思考・讨论）

（DADC的抗体和药物各具有什么作用？

抗体主要发挥靶向运榆作用，即通过特异性结合靶细胞表面的抗原，将连接的药物输送

到靶细胞；药物发挥治疗效应，如杀伤耙细胞。

（2）除了细胞毒素，还有哪些物质理论上可以作为ADC偶联的药物？

可以用放射性同位素标记单克隆抗体进行把向放疗。一些作用于细胞信号转导通路的药

物可以通过阻断肿瘤细胞的信号通路来抑制其生长，理论上也可以将这些药物与单克隆抗体

结合进行治疗。

6.有关体细胞核移旭的问题（选择性必修3p54思考・讨论）

（1）在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作？

为了使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细

胞。

（2）你认为用上述体细胞核移植技术培育的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%

的复制吗？为什么？

克隆动物绝大部分DNA来自体细胞供体（核供体）动物的细胞核，但其细胞核外的DNA,

即线粒体中的DNA同时及自核供体细胞和受体卵母细胞。所以，用教材中所述的方法克隆

动物不是对核供体动物进行完全相同的复制。此外，即便动物的遗传基础完全相同，但由于

动物的发育及一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系，克隆动物所生活的环境与核供

体动物生活的环境不会完全相同。所以从这一角度看，克隆动物也不是对核供体动物进行

100%的复制。

7.胚胎移植的生理学基础（选择性必修3p62思考・讨论）

（1）将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗？如果不能,

在胚胎移植前应该对受体进行怎样的处理？

不一定能正常发育。一般情况下检验合格的胚胎需要移植到同种的、生理状态相同的受

体子宫内，胚胎才能继续发育。在胚胎移植前要对受体进行同期发情处理，使供体和受体生

殖器官的生理变化同步，这样才能为供体的胚胎移入受沐提供相同的生理环境。

A.步骤①的操作不需要在无菌环境中进行

B.步骤②中用盐酸涔解细胞间物质使细胞分离

C.步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白前处理

D.步骤④培养过程中不会发生细胞转化

【解析】动物细胞培养过程需要无菌操作，故步骤①的操作需要在无菌环境中进行，A

错误；动物细胞培养过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织，分散成单个细胞，制

成细胞悬液，B错误：传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞，使之分散成单个细

胞，再分瓶培养，C正确；步骤④为传代培养过程，该过程中部分细胞可能发生细胞转化，

核型改变，D错误.

【答案】C

例2（2020・山东卷）两利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

下图所示。下列说法错误的是（）

悴通小麦细胞至■普通小麦原生质体、③杂种培一杂种筛选耐盐

中间假麦草细胞油■中间保龙草原生质体/7H胞、直株~*小麦

不同剂量的紫外线照射一②丝」f

A.过程①需使用纤维素能和果胶酶处理细胞

B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂

C.过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合

D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段

【解析】过程①是获得植物细胞的原生质体，需要用纤维素晦和果胶晦将细胞壁分解，

A正确；根据题干信息“若其中一个细胞的染色体在融合前断裂，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，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”，故过程②通过紫外线,照射是为了使中间偃麦草的染色体断裂，B正确：灭活的病毒诱

导是动物细胞融合特有的方法，诱导植物原生质体融合常用物理法、化学法，C错误；实验

最终将不抗盐的普通小麦和抗盐的偃麦草整合形成耐盐小麦，说明耐盐小麦染色体上整合了

中间偃麦草的染色体片段，D正确。

【答案】C

例3（2021・山东卷）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，可利月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

【解析】根据题干信息“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”，非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72上有多个抗原决定簇:，所以可以刺激

机体产生多种抗体。每个抗原决定簇刺激产生的抗体是单抗。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：单抗制备过程中没有分离出浆细胞，而是多种B淋巴细胞与骨髓

瘤细胞融合，B错误；非洌猪瘟病毒衣壳蛋白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族刺激机体产生的抗体，所以多抗仍有效，D正确。

【答案】D

例4（2020.山东卷）经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎工程的相关技术可

以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是（）

A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子

B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理

C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植

D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得

【解析】促性腺激素可以使雌鼠超数排卵，获得更多的卵子，A正确；精子只有获能后

才能完成受精，故体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理，B正确；胚胎移植通常选择原

肠胚期之前的阶段，如桑甚胚或囊胚阶段，C错误：转基因技术可以定向改造小鼠的基因，

所以遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得，D正确。

【答案】C

例5（2021.湖南卷）M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，

将外源DNA片段F插入M基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术

获得M基因失活的转基因克隆动物A,流程如图所示。回答卜.列问题：

\胚胎培恭

早期胚胎

|胚胎移值

代孕母亲

I

克隆动物A

（1）在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具的是,

这类酶能将特定部位的两个核甘酸之间的断开。

（2）在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期

更换培养液，目的是

⑶与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是

从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为

(答出两点即可)，功能上具有

(4)鉴定转基因动物：以免疫小鼠的淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合

杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否

失活的实验思路：

【解析】(I)基因工程中切割DNA的工具百每是限制性核酸内切髀(限制酶)，故在构建含

有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是限制性核酸内切酶(限制酶)。限制

性核酸内切酶作用于其所识别序列中两个脱氧核苔酸之间的磷酸二酯键。

(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期

更换培养液，目的是清除火谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，同时能给

细胞提供充足的营养。

(3)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢

复其全能性十分困难，故与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。胚胎

干细胞在形态上表现为细胞体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性，可

分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分

化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。

(4)先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋

巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞静合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，制备M蛋白

的单克隆抗体：若要利用此抗体确定克隆动物A中M基因是否失活，应将该单克隆抗体和

克隆动物A的肝脏研磨液混合，观察是否出现抗原一抗体反应，若出现抗原一抗体反应，

则说明M基因未失活，若未出现抗原一抗体反应，则说明M基因失活。

【答案】(1)限制性核酸内切酶(限制酶)磷酸二酯键

(2)清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，同时给细胞提供充足的

营养

(3)动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其

全能性十分困难细胞体积小，细胞核大，核仁明显(任选两点作答)发育的全能性

(4)B将该单克隆抗体和克隆动物A的肝脏研磨液混合，观察是否出现抗原一抗体反

应，若出现抗原一抗体反应，则说明M基因未失活，若未出现抗原一抗体反应，则说明M

基因失活

例6(2021.河北卷)采矿污染和不当使用化肥导致重金属镉(Cd)在土壤中过量积累。利用

植物修复技术将土壤中的Cd富集到植物体内，进行后续处理(例如，收集植物组织器官异地

妥善储存)，可降低土壤中Cd的含量。为提高植物对Cd污染土壤的修复能力，研究者将酵

母液泡Cd转运蛋白(YCFI)基因导入受试植物，并检测了相关指标。

回答下列问题：

(1)为获取YCF1基因，将酵母细胞的全部DNA提取、切割后与载体连接，导入受体菌

的群体中储存，这个群体称为。

⑵将DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需要的两种酶是o

构建的重组基因表达载体中必须含有标记基因，其作月是

(3)进行前期研究时，将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜，采

用最多的方法是。研究者进一步获得了转YCFI基因的不育杨树株

系，采用不育株系作为实验材料的目的是。

(4)将长势一致的野生型和转基因杨树苗移栽到Cd污染的土壤中，半年后测定植株干重

(图1)及不同器官中Cd含量(图2)。据图1可知，与野生型比，转基因植株对Cd具有更强

的____________(填“耐性”或“富集能力”)；据图2可知，对转基因植株的

进行后续处理对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。

(5)已知YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上。据此分析，转基因杨树比野生

型能更好地适应高Cd环境的原因是。相

较于草木植物，采用杨树这种乔木作为Cd污染土壤修复植物的优势在于

_____________________________________________________(写出两点即可)。

【解析】(I)为获取YCFI基因，将酵母细胞的全部DNA提取、切割后与载体连接，导

入受体菌的群体中储存，这个群体含有酵母菌的全部基因，称为基因组文库。

(2)将DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，需要用限制酶切割供体DNA和质粒，以

产生相同的黏性末端，然后用DNA连接酶进行连接。基因表达载体中的标记基因可用于目

的基因的筛选和鉴定。

(3)衣杆菌容易侵染双子叶植物，其质粒中的TDNA可转移并插入到身体细胞DNA中，

将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜，采用最多的方法是农杆菌转化

法。考虑转基因技术的安全性，采用不育株系作为实脸材料，可避免目的基因在自然界中的

扩散。

(4)分析可知，与野生型比，转基因植株地上部分、地下部分和整株干重均增加，说明转

基因植株在Cd污染的土堞中生长较好，即对Cd具有更强的耐性；据图2分析，对转基因

植株的叶进行后续处理，对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。

(5)位于液泡膜上的YCF1,有利于细胞将Cd富集于细胞液中，降低环境中Cd的含量，

所以转基因杨树比野生型能更好地适应高Cd环境。相较于草本植物，杨树对Cd的富集能

力强，积累量大，且杨树属于多年生木本植物，可以多次收集叶片对Cd进行处理。

【答案】(1)基因组文库

(2)限制酶和DNA连接酶便于目的基因的检测和鉴定

(3)农杆菌转化法避免目的基因在自然界中的扩散，以免造成基因污染

(4)耐性叶

(5)位于液泡膜上的YCF1,有利于细胞将Cd富集于细胞液中，降低环境中Cd的含量

杨树对Cd的富集能力强，积累量大，且杨树属于多年生木本植物，可以多次收集叶片对Cd

进行处理

例7(2020・天津卷)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时，参

照品种B的最佳激素配比(见下表)进行预实验。

品种B组织培养阶段细胞分裂素浓度"mol/L)生长素浓度

(pmol/L)

1诱导形成愈为组织mini

n诱导形成幼芽m2nz

诱导生艰

inm3113

据表回答:

⑴I阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是

(2)在I、II、HI阶段中发生基因选择性表达的是阶段。

(3)为确定品种A的I阶段的最适细胞分裂素浓度，参照品种B的激素配比(mJ,以

pmol/L为梯度，设计5个浓度水平的实验，细胞分裂素最高浓度应设为pmol/Lo

(4)HI阶段时，科研人员分别选用浓度低于或高于mRmol/L的生长素处理品种A幼芽

都能达到最佳生根效果，原因是处理幼芽时，选用低浓度生长素时的处理方法为，

选用高浓度生长素时的处理方法为。

(5)在阶段用秋水仙素对材料进行处理，最易获得由单个细胞形成的多倍体。

【解析】(1)茎尖、幼叶分化程度低，分裂能力强，在组织培养中作为外植体，容易经诱

导产生愈伤组织。

(2)在组织培养的脱分化和再分化过程中，均会发生基因的选择性表达。

(3)为确定品种A的I阶段最适细胞分裂素浓度，参照品种B的激素配比，以pmo卜L

।为梯度，设计5个浓度水平的实验mi应为中间浓度，则最高浓度应为n1i+|.imolL_|o

(4)生根效果与所用生长素浓度及处理方法、处理时间有关，用低浓度生长素处理时，可

用浸泡法进行较长时间处理；用高浓度生长素处理时，可用沾蘸法进行短时间处理，二者可

取得相同的处理效果。

(5)秋水仙素抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，I阶段细胞分裂旺盛，秋水仙素作用较

大，用秋水仙素处理容易获得由单个细胞形成的多倍体。

【答案】(1)细胞分化程度低，容易诱导产生愈伤组织

(2)I.ILIII

⑶m+

(4)浸泡法(长时间处理)沾蘸法(短时间处理)

(5)1

例8(2020•浙江卷)回答与基因工程和植物克隆有关的问题：

(1)天然农杆菌的Ti质粒上存在着一段DNA片段(TDNA),该片段可转移并整合到植物

细胞染色体上。为便于转基因植物在组织培养阶段的筛选，设计重组Ti质粒时，应考虑TDNA

中要有可表达的目的基因，还需要有可表达的。

(2)结合植物克隆技术进行转基因实验，为获得转基因植株，农杆菌侵染的宿主一般要选

用具有优良性状、较高的遗传稳定性、及易被农杆菌侵染等特点的植物材料。

若植物材料对农杆菌不敏感，则可用的转基因方法。

(3)利用带侧芽的茎段获得从状苗的过程与利用茎段诱导产生愈伤组织再获得从状苗的

过程相比，前者总培养时间,且不经历过程，因而其遗传性状稳定,

是大多数植物快速繁殖的常用方法。

(4)与发芽培养基相比，配制转基因丛状苗生根培养基时，可根据实际情况适当添加

，促进丛状苗基部细胞分裂形成愈伤组织并进一步分化形成，

最终形成根。还可通过改变MS培养基促进生根，如（A.提高蔗糖浓度B.降

低培养基浓度C.提高天量元素浓度D.不添加琼脂）。

【解析】（1）设计重组质粒时，除了要含有可表达的目的基因，还需要有可表达的抗性基

因（如抗生素抗性基因），在添加抗生素的培养基上，含重组质粒的宿主细胞能够生长，因而

被筛选出来。

（2）转基因实验要求宿主细胞性状优良、遗传稳定性较高、全能性（细胞发育成个体的潜

能）较高及易被农杆菌侵染等特点。若植物材料对农杆菌不敏感，可采用显微注射的方法。

（3）利用带侧芽的茎段获得丛状苗的过程，比利用茎段诱导产生愈伤组织获得丛状苗的

过程时间更短，因为不需要经历脱分化的过程，而且遗存性能稳定。

（4）植物器官的分化需要一定的营养物质及适宜的激素配比，配制丛状苗生根培养基需

根据实际情况添加生长素，促进基部细胞形成愈伤组织，并进一步分化膨成根的分生组织，

最终形成根。比较发芽培寿基和生根培养基可知MS培养基的浓度下降，因此可降低培养基

的浓度促进生根，故选B。

【答案】（1）抗性基因

（2）全能性较高显微注射

（3）短脱分化

（4）生长素根的分生组织B

及会责任聚焦」［陛］

1.复习植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理和过程，了解植物细胞工程的应用

有效提高了生产效率，关注作物脱毒、细胞产物的工厂化等科技前沿。

2.复习动物细胞培养的条件和过程,关注干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值；

复习利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程，认同单克降抗体在临床上有重要的应用

价值；学习利用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程，关注该技术的应用前景。

3.复习受精和胚胎早期发育的基本过程，体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、

操作步骤，能够利用相关基本概念和原理，对生产、生活中的相关问题进行分析与判断。

训练」06】

A组（选择题为单选）

1.在下列选项中，没有采用植物组织培养技术的是（）

A.利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，得到多倍体植株

B.利用花药离体培养得到单倍体植株

C.利用基因工程培育抗寒的番茄植株

D.利用细胞工程培育“番茄一马铃薯”杂种植株

【答案】A

【解析】利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，得到多倍体植株，是植物的正常发育，

没有利用植物组织培养技术，A符合题意；利用花药离体培养得到单倍体植株利用了植物组

织培养技术，B不符合题意：利用基因工程培育抗寒的番茄植株利用了植物组织培养技术，

C不符合题意；利用细胞工程培育“番茄一马铃薯”杂种植株利用了植物组织培养技术，D

不符合题意。

2.关于利用细胞工程方法，以H7N9病毒的核衣壳蛋白为抗原制备单克隆抗体，下列

相关叙述正确的是（）

A.用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆抗体

B.体外培养单个已免疫的B淋巴细胞可以获得大量抗H7N9病毒的单克隆抗体

C.将等最已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，经PEG诱导融合后的细胞均为杂

交瘤细胞

D.利用该单克隆抗体与H7N9病毒的核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出H7N9病

毒感染者

【答案】D

【解析】用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体化学性质不单一，

不是单克隆抗体，A错误：体外培养单个已免疫的B淋巴细胞，由于该B淋巴细胞不能无

限繁殖，所以无法获得大量针对H7N9病毒的单克隆抗体，B错误；将等量B细胞和骨髓瘤

细胞混合，经PEG诱导融合后的细胞不都是杂交瘤细胞，还有B细胞自身融合的细胞、骨

髓瘤细胞自身融合的细胞，C错误；由于抗体具有专一性，该单克隆抗体是以H7N9病毒核

衣壳曼白为抗原制备出的，所以利用该单克隆抗体与H7N9病毒核衣壳蛋白特异性结合的方

法可诊断出病毒感染者，D正确。

3.新冠病毒表面的刺突蛋白可特异性结合宿主细胞上的受体CD147,从而介导新冠病

毒入侵宿主细胞。单克隆抗体可结合刺突蛋白，阻断刺突蛋白与CD147结合，阻止病毒继

续感染新的细胞。下列叙述错误的是（）

A.单克隆抗体的制备过程至少需要两次箍选，筛选的方法不同、FI的相同

B.克隆化培养用刺突蛋白筛选出的杂交瘤细胞可获得单克隆抗体

C.给重症新冠肺炎患者注射针对刺突蛋白的单克险抗体是一种有效的治疗手段

D.参与构成抗体一药物偶联物的单克隆抗体可特异性识别抗原起导向作用

【答案】A

【解析】单克隆抗体的制备至少需要两次筛选，且筛选的目的不同。第一次筛选是用选

择培养基得到杂交瘤细胞［去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞）；第二次筛选是用抗原-

抗体杂交的原理，筛选出能够产生所需抗体的细胞群，因此两次筛选的方法和目的都不同，

A错误；刺突蛋白为新冠病毒表面的抗原，能与相应抗体发生特异性结合，因此克隆化培养

用刺突蛋白筛选出的杂交瘤细胞即既能大量增殖又能产生所需抗体，B正确；给垂症新冠肺

炎患者注射针对刺突蛋白的单克隆抗体后，单克隆抗体可与刺突蛋白结合，进而阻止新冠病

毒表面的刺突蛋白与宿主细胞上的受体CD147特异性结合，从而抑制新过病毒入侵宿主细

胞，因此是一种有效的治疗手段，C正确；抗体与抗原能特异性结合，因此参与构成抗体一

药物偶联物的单克隆抗体可特异性识别抗原起导向作用，D正确。

4.通过体细胞核移植技术培育克隆牛的过程中，未涉及的操作是（）

A.用显微操作技术处理次级卵母细胞，去除细胞核

B.将精子放入适宜的培养液中培养，使其获能

C.用物理或化学方法激活重组细胞，使其完成发育进程

D.选择合适时期的胚胎进行移植，使其发育成完整个体

【答案】B

【解析】受体卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期，然后利用显微操作技术去除其

细胞核，A不符合题意；该技术需要的是供体细胞核和受体卵母细胞，不需要精子的参与，

B符合题意：需要用物理或化学方法激活核移植产生的直组细胞，使其完成发育进程，C不

符合题意；选择合适时期的胚胎进行移植，使其发育成完整个体，D不符合题意。

5.胚胎工程理论的发展和技术的应用提高了良种奶牛的繁育速度，保证了我国高品质

牛奶的充足供应。下列有关胚胎工程的说法，正确的是（）

A.给良种奶牛注射雌激素可使其超数排卵

B.目前常用胚胎干细胞直接进行胚胎移植操作

C.川胰蛋白酶处理囊胚，得到的细胞都能在体外培养成胚胎干细胞

D.将囊胚分割成4等份，经胚胎移植所得到的4个后代遗传物质相同

【答案】D

【解析】给良种奶牛注射促性腺激素可使其超数排卵，A错误；胚胎干细胞无法直接进

行胚胎移植操作，常需培养到早期胚胎进行移植，B错误；囊胚含有内细胞团和滋养层细胞，

内细胞团的细胞为胚胎干细胞，用胰蛋白晦处理囊胚，得到的细胞不一定都能在体外培养成

胚胎干细胞，C错误；囊胚的细胞均为受精卵经有丝分裂而来，遗传物质相同，将囊胚分割

成4等份，经月不胎移植所停到的4个后代遗传物质相同，D正确。

6.花药离体培养是重要的育种手段。下图是某二倍体植物花药育种过程的示意图，下

列叙述正确的是（）

A.为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡30min

B.过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利「根的分化

C.过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体

D.过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上

【答案】C

【解析】植物组织培券过程应该在无菌的条件下进行，因此过程①所用的花药需在70%

乙醇中浸泡lOmin,以防止杂菌污染，A错误；过程②的培养基中需添加比值适中的细胞分

裂素和生长素，以利于愈伤组织形成，B错误：过程③得到的植株是经过花药离体培养和秋

水仙素处理的，因此可筛选获得纯合的二倍体，C正确；过程④获得的植株可以进行光合作

用了，因此培养基中不需要加入蔗糖，D错误。

7.阿霉素是一种抗肿瘤药，活化后可抑制DNA和RNA合成。科学家研制出一种活化

阿毒素的“生物导弹”，作用机理如图。

下列叙述错误的是（）

A.碱性磷酸髀为阿霉素活化提供反应所需的活化能

B.活化阿霉素主要在肿瘤细胞的细胞核中起作用

C.机体主要依靠蛋白的清除未与肿瘤细胞结合的“生物导弹”

D.单克隆抗体与肿瘤细胞表面抗原特异性结合，有利于减轻阿霉素的副作用

【答案】A

【解析】碱性磷酸酶就降低阿霉素活化反应所需的活化能，A错误；阿霉素是一种抗肿

瘤药，可抑制DNA和RNA的合成，因此活化阿霉素能抑制细胞中的DNA复制和转录过

程，主要在肿瘤细胞的细胞核中起作用，B正确；单克隆抗体和碱性磷酸酶的化学本质是蛋

白质，所以机体主要依靠蛋白酶清除未与肿瘤细胞结合的“生物导弹”，C正确；阿霉素对

正常细胞也有一定毒性，后单克隆抗体特异性强，所以单克隆抗体与肿瘤细胞表面抗原特异

性结合，有利于减轻阿霉素的副作用，D正确。

8.野生黑芥具有黑腐病的抗性基因，花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。利用相

关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥一花椰菜植株。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质

体可使其染色体片段化，并丧失再生能力，再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完

整的花椰菜原生质体融合，流程如下图。据图I可答：

♦紫外戊

(1)该过程用到的细胞工程技术有、O

(2)过程①所需的酶是,过程②中PEG的作用是

______________________________________________，经过②操作后，需筛选出融合的杂种细

胞，显微镜下观察融合的活细胞中有黑芥叶肉细胞的(填写细胞器名称)存在可

作为初步筛选杂种细胞的标志。

(3)原生质体经过___________再生，进而脱分化形成，该过程中生长素

/细胞分裂素比值(填或">”)1,(填“需要”或“不需

要”)光照条件。

(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和双亲植株的根尖，制成装片，

在显微镜下观察并比较染色体的形态和。对杂种植株进行的接种

实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。

【答案】(1)植物组织培养植物体细胞杂交

(2)纤维素酶和果胶酶促进(或诱导)原生质体的融合叶绿体

(3)细胞壁愈伤组织=不需要

(4)数目黑腐病菌

【解析】(1)图中培育抗黑腐病杂种黑芥一花柳菜植株的过程中，经过了植物原生质体的

融合，经过了脱分化、再分化等过程，故用到了植物体烟胞杂交和植物组织培养技术。

(2)植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，根据酶的专一性可知，过程①去壁用纤维素

酶和果胶酶；过程②中PEG可以诱导原生质体融合；经过②原生质体融合后，需要筛选出

融合的杂种细胞，可以通过观察杂种细胞是否含有黑芥叶肉细胞的叶绿体来进行判断。

(3)原生质体再生细胞壁后，经过脱分化形成愈伤组织，再经过再分化形成杂种植株；脱

分化形成愈伤组织的过程中，生长素和细胞分裂素的比值=1;脱分化过程中，不需要光照，

应避光处理。

(4)若分析再生植株的染色体变异类型(包括结构变异和数目变异)，应剪取再生植株和双

亲植株的根尖，制成装片，在显微镜下观察并比较染色体的形态和数目：将杂种植株栽培在

含有黑腐病菌的环境中，只有具有抗性的植株才能够存活。

9.“大蒜”是我国第一只自主培育的克隆猫。工程师从刚死亡的宠物猫“大蒜”的大

腿内侧取了一块皮下组织，通过与卵母细胞构建重组细胞，成功地克隆出猫科动物。下图为

克隆猫“大蒜”培育过程的示意图。回答下列问题：

(1)构建重组细胞前，需对从宠物猫“大蒜”腿部取得的组织细胞进行培养，过程①培养

体细胞时，首先要保证细胞处于的环境中，以防止污染。在实际操作中，常将供体

细胞直接注入去核卵母细胞，再诱导形成重组细胞，与图中过程②®相比，这种操作的优点

是____________________________________________________________________________

(2)进行过程⑥前需不需要对克隆胚胎进行免疫排斥检测，请作出判断并说明理由。

⑶为充分利用早期胚胎，可将图中克隆胚胎进行分割，胚胎分割时应注意

该要求的目的是

【答案】(1)无菌、无毒可避免取核过程对细胞核］核遗传物质)造成损伤

(2)不需要，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应

(3)将内细胞团均等分割保证分割后的胚胎恢复和进一步发育

【解析】(I)动物细胞培养时，省先要保证被培养的细胞处于无毒、无菌的环境，即对培

养液和培养用具进行无菌处理，以防止污染。与图中过程②③相比，将供体细胞直接注入去

核卵母细胞，再诱导形成重组细胞，可避免取核过程对油胞核(核遗传物质)造成损伤。

(2)胚胎移植的生理学基础之一是受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，这

为胚胎在受体的存活提供了可能，因此进行过程⑥前不需要对克隆胚胎进行免疫排斥检测。

(3)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，对囊胚阶段的胚胎进

行分割时，要注意将内细庖团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育，胚胎

分割技术可用于提高胚胎的利用率。

B组(选择题为不定项)

1.植物组织培养技术可以实现优良品种的快速繁殖，下列有关叙述错误的是()

A.用药剂对外植体消毒时，要兼顾消毒效果和植物的耐受性

B.光照会抑制愈伤纽织的形成，脱分化全过程均需避光进行

C.植物组织培养使用的MS培养基中并不都需添加植物激素

D.制备脱毒种苗时，脱毒苗比率与剥离的茎尖大小密切相关

【答案】B

【解析】通常使用酒精和次泉酸钠溶液对外植体进行消毒处理，要兼顾消库效果和植物

的耐受性，A正确；外植体脱分化形成愈伤组织的过程中需要避光，避光的作用是为了避免

愈伤组织的分化，如果给予光照，则会不同程度地形成维管组织，B错误：植物组织培养常

用的MS培养基是固体培养基，并不都需添加植物激素，如菊花茎段自身内源激素可调节其

生长，其组织培养时不必添加植物激素，C正确；制备脱毒种苗时，对不超过mm的茎尖或

几十微米的茎尖进行的培养可获无病毒苗，但操作困难，成苗时间长；对几毫米至几十毫米

长的茎尖、芽尖及侧芽的培恭，则易成活。因此脱毒苗比率与剥离的茎尖大小密切相关，D

正确。

2.基因组印记（通过甲基化实现受精卵中来自双亲的两个等位基因一个表达另一个不表

达）阻碍了哺乳动物孤雌生殖的实现。某研究团队利用用基化酶、去甲基化酶以及基因编辑

技术增加了两个父系基因组印记控制区域的甲基化，以及母系控制区域的5个去甲基化，经

修饰的卵母细胞经早期胚胎培养后进行胚胎移植，成功培育出可育的孤雌小鼠，部分过程如

下图所示。相关叙述错误的是（）

单母制胞

句一0一二一工

朝泡去甲堪化囊胚代”傕W皿■小“

A.基因组印记导致一对等位基因中的一个发生突变而不能表达

B.卵母细胞的体外培养需加入血清等营养物质

C.生育出的孤雌小鼠为只含有母系基因的单倍体小鼠

D.与野生型小鼠相比孤雌小鼠的遗传多样性降低，野外生存能力下降

【答案】AC

【解析】由题干可知，基因组印记是通过甲基化使一个基因不表达，不是基因突变，A

错误；动物细胞培养时除需加入血清等营养物质外，还需加入抗生素，防止培养过程中的污

染，B正确；通过图示可以看出，孤雌小鼠的获得是对卵母细胞进行处理，培养得到的，含

有正常细胞中的染色体数目，因此不是单倍体，且增加了两个父系基因组印记控制区域的甲

基化，C错误；孤雌小鼠没有经过受精作用，只有一个亲本的遗传物质，遗传多样性降低，

基因被修饰，会影响其他功能，野外生存能力下降，D工确。

3.细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机。下图是优质奶牛

的几种操作技术示意图，有关叙述错误的是（）

良心牛、伏外力妨%殿早期裳胚㈤盟第KJ个健康胚制I

ma”/豺也早期餐胚⑹—•小牛

A.为使胚胎移植成功，需对供体母牛与受体母牛进行同期发情处理

B.防止多精入卵的两道屏障是先发生“卵细胞膜反应”，接着发生“透明带反应”

C.卵裂时通过有丝分裂增殖，细胞的细胞核与细胞质两者的体积之比逐渐变大

D.早期囊胚a、b、c的基因型相同，d可直接移植给受体孕育成遗传物质相同的后代

【答案】BD

【解析】为使胚胎移植成功，需对供体母牛与受体母牛进行同期发情处理，以保证胚胎

能够成功着床进行发育，A正确；防止多精入卵的两道屏障是先发生“透明带反应”，接着

发生“卵细胞膜反应”，B错误：卯裂过程通过有丝分裂方式增殖，细胞卵裂过程中，细胞

数量增加，胚胎总体积不增加，单个细胞体积减小，因此细胞的细胞核与细胞质两者的体积

之比逐渐变大，C正确：据图可知，三种早期囊胚由不同受精卵发育而来，故a、b、c细胞

核中的遗传物质不一定相同，其基因型不一定相同，D错误。

4.下图为利用胚胎干细胞培育转基因小鼠的基本流程示意图。下列叙述错误的是（）

代孕母取子代小鼠

赢。@@②上

供体囊胚“

目的基因受体囊胚

A.过程①选择胚胎干细胞作受体细胞是因为其具有发育的全能性

B.过程②中必须通过一定方法筛选含有目的基因的胚胎干细胞

C.过程③中导入囊胚的细胞数不同，子代小鼠的性状可能不同

D.过程④中为提高成功率，需对代孕母鼠进行超数排卵处理

【答案】D

【解析】胚胎干细胞在功能上具有发育的全能性，可以作为基因工程的受体细胞，A正

确；把目的基因导入受体抽胞，要经过筛选看目的基因是否导入，选择出导入目的基因的重

组细胞，B正确：导入到受体囊胚中的含目的基因的细胞数不同，子代小鼠的性状可能不同，

当导入到囊胚中的转基因干细胞越多，发育成的转基因动物中含有目的基因的部分越多，C

正确；为了提高胚胎成活率，需对代孕母鼠进行同期发情处理，使之具有与怀孕鼠相同的生

理状态，D错误。

5.酵母人工染色体(YAC)是由酵母细胞中必需的端粒、着丝粒和复制起始序列等与目的

基因和质粒构建成的表达载体，具有易在真核细胞中表达的特点。下图表示利用整合有人源

抗体IgM基因的YAC,培育能分泌人源抗体的小鼠的三个技术路线图。下列叙述正确的是

YAC-转InI茶因小R

A.①②③过程中将YAC导入受体细胞的方法相同

B.培育YAC转IgM基因小鼠的三个技术路线中均需用到胚胎移植

C.诱导ES细胞和酵母菌融合时可采用PEG融合法和灭活病毒诱导法

D.从YAC转IgM基因小鼠体内提取到的抗体即为单克隆抗体

【答案】B

【解析】将基因表达载体导入小鼠ES细胞或受精卵，采用的方法是显微注射技术，导

入酵母菌，一般用钙离子处理，使酵母菌处于感受态，A、C错误；培育转基因哺乳动物，

均需用到胚胎移植，B正确；从YAC转IgM基因小鼠沐内提取到的抗体有多种，D错误。

6.下图是我国科学家制备小鼠孤雄单倍体胚胎干细胞的相关研究流程，其中Ocl4基因

在维持胚胎干细胞全能性和自我更新中发挥极其重要的作用。下列相关叙述错误的是()

卵子去核售夕夕典那雄原核形成单倍体囊胚孤雄单倍体

因小鼠的精f胚胎『细胞

A.过程①选取的卵子应该是处于减数第二次分裂中期的卵母细胞

B.Oct4转基因小鼠可通过向小鼠受精卵中直接注入0以4基因片段而获得

C,过程②胚胎发育依次经历桑甚胚、原肠胚和囊胚等不同发育阶段

D.过程③胚胎干细胞取自囊胚内细胞团，这类细胞的细胞核大、核仁发达

【答案】BC

【解析】减数第二次分裂中期的卵细胞体积大，易操作，含有促进细胞核全能性表达的

物质，所以过程①选取的卵子应该是处于减数第二次分裂中期的卵母细胞，A正确：目的基

因转入受体细胞之前需要先构建基因表达载体，然后将重组DNA再导入受体细胞内，而不

能将目的基因（Oct4基因）直接导入受体细胞，B错误：胚胎发育的过程为受精卵一桑甚胚一

囊胚一原肠胚一幼体，所以过程②胚胎发育依次经历亲甚胚、囊胚、原肠胚等不同发育阶段，

C错误；胚胎干细胞可来自早期胚胎（桑甚胚、囊胚的内细胞团）和原始性