考點一 植物細(xì)胞工程
1．細(xì)胞工程的概念
(1)原理和方法：細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)。
(2)操作水平：細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平。
(3)目的：按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品。
2．植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)
(1)植物組織培養(yǎng)技術(shù)
①理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞具有全能性。
②基本過程
eq \x(外植體) eq \(――――→,\s\up7(脫分化)) eq \x(愈傷組織) eq \(――――→,\s\up7(再分化)) eq \x(胚狀體或叢芽) eq \(――→,\s\up7(發(fā)育)) eq \x(植株)
(2)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)
①理論基礎(chǔ)：植物體細(xì)胞融合利用了細(xì)胞膜的流動性，雜種細(xì)胞培育成雜種植株利用了植物細(xì)胞的全能性。
②基本過程
eq \x(制備原生質(zhì)體) → eq \x(\a\al(原生質(zhì),體融合)) → eq \x(\a\al(雜種,細(xì)胞)) → eq \x(\a\al(愈傷,組織)) → eq \x(\a\al(雜種,植株))
③意義：克服了不同種生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。
3．植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用
(1)植物繁殖的新途徑：微型繁殖、作物脫毒、制備人工種子。
(2)作物新品種的培育：單倍體育種、突變體的利用。
(3)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。
[基礎(chǔ)診斷]
1．在進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交之前，必須先利用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)層。(選修3 P36正文)(×)
2．用脫毒苗進(jìn)行繁殖，種植的作物就具備了抗病毒的能力。(選修3 P39正文)(×)
3．人工種子就是以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。(選修3 P39正文)(√)
4．單倍體育種中，染色體加倍后當(dāng)年便可得到穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種，這樣就極大地縮短了育種的年限。(選修3 P40正文)(√)
5．在組織培養(yǎng)中，生長素的主要作用是促進(jìn)組織細(xì)胞的分裂或從愈傷組織和器官上分化出不定芽。(選修3 P42拓展視野)(×)
[深度拓展]
(選修3 P36圖2－5)如圖是番茄馬鈴薯體細(xì)胞雜交過程示意圖，據(jù)圖分析回答下列問題：
(1)①過程用到的方法是________，去除細(xì)胞壁的原因是___________________，②過程依據(jù)的原理是__________________。植物體細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是________________，其與細(xì)胞內(nèi)__________(細(xì)胞器)有關(guān)。
提示：酶解法 細(xì)胞壁會影響細(xì)胞融合 細(xì)胞膜具有流動性 形成新的細(xì)胞壁 高爾基體
(2)③和④過程分別是________________的過程。該雜種植物有________個染色體組。該雜種植株理論上________(填“可育”或“不可育”)。③過程培養(yǎng)基用到的有機(jī)碳源一般為________。
提示：脫分化和再分化 四 可育 蔗糖
(3)②③步驟之間還要進(jìn)行雜種細(xì)胞的篩選，原因是_________________________。
提示：融合過程可能有同種細(xì)胞融合或不融合的情況
(4)雜種植株一定能表現(xiàn)出雙親的遺傳特性嗎？為什么？____________________
________________________________________________________________________。
提示：不一定。因為基因的表達(dá)不是孤立的，是相互調(diào)控、相互影響的
(5)③過程________(填“需要”或“不需要”)光，原因是植物細(xì)胞利用的是培養(yǎng)基中有機(jī)營養(yǎng)；④過程________(填“需要”或“不需要”)光，原因是_______________________，③④過程培養(yǎng)基含有的激素________(填“相同”或“不同”)。
提示：不需要 需要 有利于葉綠素的形成及進(jìn)行光合作用 不同
1．植物激素對植物組織培養(yǎng)的影響
(1)按照不同的順序使用這兩類激素，會得到不同的實驗結(jié)果。
(2)當(dāng)同時使用這兩類激素時，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。
2.植物體細(xì)胞雜交和有性雜交的辨析
eq \a\vs4\al(圍繞植物組織培養(yǎng)和細(xì)胞全能性，考查理解能力)
1．(2019·高考江蘇卷)為探究矮牽牛原生質(zhì)體的培養(yǎng)條件和植株再生能力，某研究小組的實驗過程如下圖。下列敘述正確的是( )
A．過程①獲得的原生質(zhì)體需懸浮在30%蔗糖溶液中
B．過程②需提高生長素的比例以促進(jìn)芽的分化
C．過程③需用秋水仙素處理誘導(dǎo)細(xì)胞壁再生
D．原生質(zhì)體雖無細(xì)胞壁但仍保持細(xì)胞的全能性
D [過程①將植物細(xì)胞的細(xì)胞壁去除后獲得原生質(zhì)體，若將其懸浮在30%蔗糖溶液中，原生質(zhì)體會因溶液濃度過高而失水皺縮，甚至失活，A錯誤；過程②需提高細(xì)胞分裂素的比例以促進(jìn)芽的分化，若提高生長素的比例，則會促進(jìn)根的分化，而使芽的分化受到抑制，B錯誤；秋水仙素具有誘導(dǎo)細(xì)胞染色體數(shù)目加倍的作用，沒有誘導(dǎo)細(xì)胞壁再生的作用，C錯誤；細(xì)胞的全能性依賴于細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的完整性，原生質(zhì)體雖無細(xì)胞壁但其遺傳物質(zhì)是完整的，因此原生質(zhì)體能保持細(xì)胞的全能性，D正確。]
2．(2021·山東濟(jì)寧期末)蘆筍是雌雄異株植物，其幼莖可食用，雌株性染色體為XX，雄株為XY，雄株產(chǎn)量高。以下為兩種培育雄株的技術(shù)路線。下列有關(guān)敘述錯誤的是( )
A．雄株丁的親本性染色體組成分別為XY、XX
B．幼苗乙和丙的形成均經(jīng)過脫分化和再分化過程
C．形成愈傷組織可通過添加植物生長調(diào)節(jié)劑進(jìn)行誘導(dǎo)
D．與雄株甲不同，雄株丁培育過程中發(fā)生了基因重組
A [雄株丁兩個親本性染色體組成分別是XX、YY，A錯誤；形成幼苗乙和丙的過程屬于植物組織培養(yǎng)，其中包括脫分化和再分化過程，B正確；形成愈傷組織可以通過添加植物生長調(diào)節(jié)劑進(jìn)行誘導(dǎo)，C正確；雄株丁培育過程中，有花粉的形成過程，所以培育雄株丁的過程發(fā)生了基因重組，D正確。]
eq \a\vs4\al(圍繞植物體細(xì)胞雜交過程，考查科學(xué)思維能力)
3．(2021·邢臺期末)玉米(2N＝20)和水稻(2M＝24)均為二倍體植物，某實驗小組擬用體細(xì)胞雜交技術(shù)培育富含β-胡蘿卜素的“黃金大米”植株，過程設(shè)計如圖所示。請回答下列問題：
(1)①為原生質(zhì)體的制備過程，該過程需要的酶是____________________________，制備原生質(zhì)體的過程不能在清水中進(jìn)行，以防止__________________________。
(2)原生質(zhì)體融合過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜________________________的結(jié)構(gòu)特點。
(3)圖中融合的雜種細(xì)胞中含有________個染色體組，該雜種細(xì)胞培育形成的植株的精原細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中能產(chǎn)生________個四分體。
(4)③過程________(填“需要”或“不需要”)在光下進(jìn)行，④過程中愈傷組織分化的方向與培養(yǎng)基中______________________________有關(guān)。
解析： (1)①為原生質(zhì)體的制備過程，通常用酶解法。由于細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，所以該過程需要的酶是纖維素酶和果膠酶。由于細(xì)胞壁對細(xì)胞有支持和保護(hù)作用，所以制備原生質(zhì)體的過程不能在清水中進(jìn)行，以防止原生質(zhì)體吸水漲破。(2)原生質(zhì)體融合過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有一定的流動性的結(jié)構(gòu)特點。(3)由于玉米(2N＝20)和水稻(2M＝24)均為二倍體植物，所以圖中融合的雜種細(xì)胞中含有4個染色體組，該雜種細(xì)胞含有22對44條染色體，所以培育形成的植株的精原細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中能產(chǎn)生22個四分體。(4)③過程為脫分化，不需要在光下進(jìn)行，④過程中愈傷組織分化的方向與培養(yǎng)基中植物激素的種類和比例有關(guān)。
答案： ( 1)纖維素酶和果膠酶 原生質(zhì)體吸水漲破
(2)具有一定的流動性 (3)4 22 (4)不需要 植物激素的種類和比例
考點二 動物細(xì)胞工程
1．動物細(xì)胞培養(yǎng)
(1)基本過程
(2)培養(yǎng)條件
①無菌、無毒的環(huán)境：對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無菌處理，添加抗生素，定期更換培養(yǎng)液以清除代謝產(chǎn)物。
②營養(yǎng)：糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素等，還需加入血清、血漿等一些天然成分。
③適宜的溫度和pH：溫度為36.5±0.5_℃(哺乳動物)，pH為7.2～7.4。
④氣體環(huán)境：含95%空氣加5%CO2的混合氣體。
(3)應(yīng)用：①生產(chǎn)生物制品；②用于基因工程；③用于檢測有毒物質(zhì)；④用于生理、病理、藥理等方面的研究。
2．動物細(xì)胞核移植
(1)理論基礎(chǔ)：動物體細(xì)胞核具有全能性。
(2)分類：胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植。
(3)基本過程
(4)應(yīng)用：①加速家畜遺傳改良進(jìn)程；②保護(hù)瀕危物種；③生產(chǎn)醫(yī)用蛋白；④提供克隆器官、組織等。
3．動物細(xì)胞融合
(1)原理：細(xì)胞膜的流動性。
(2)方法：需要用聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒、電激等誘導(dǎo)因素。
(3)意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。特別是為制備單克隆抗體開辟了新途徑。
4．單克隆抗體
(1)制備過程
(2)突出優(yōu)點：特異性強(qiáng)、靈敏度高，可大量制備。
(3)實際應(yīng)用：作為診斷試劑；用于治療疾病和運(yùn)載藥物。
[基礎(chǔ)診斷]
1．動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是其他動物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。(選修3 P44正文)(√)
2．從健康動物體內(nèi)取出組織塊，剪碎，用胃蛋白酶或膠原蛋白酶處理一段時間，這樣組織就會分散成單個細(xì)胞。(選修3 P44正文)(×)
3．動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2刺激細(xì)胞呼吸。(選修3 P46正文)(×)
4．動物核移植是將動物的一個細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個已經(jīng)去掉細(xì)胞核的體細(xì)胞中。(選修3 P47正文)(×)
[深度拓展]
(選修3 P48圖2－21)根據(jù)動物細(xì)胞培養(yǎng)過程示意圖和體細(xì)胞核移植過程流程圖，回答下列問題：
(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)時選用幼齡動物組織或胚胎進(jìn)行培養(yǎng)的原因是什么？
提示：幼齡動物組織或胚胎分化程度低，增殖能力強(qiáng)，更易于培養(yǎng)。
(2)用于核移植的供體細(xì)胞，一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是什么？
提示：傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞的遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變。
(3)培養(yǎng)過程中兩次用到胰蛋白酶，作用分別是什么？
提示：第一次使剪碎的組織分散成單個細(xì)胞；第二次使貼壁細(xì)胞從瓶壁上脫落下來。
(4)將進(jìn)行培養(yǎng)的供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞中，去除卵母細(xì)胞細(xì)胞核的目的是什么？
提示：使克隆出的動物個體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細(xì)胞。
(5)題述動物細(xì)胞工程中涉及的技術(shù)有哪些？
提示：核移植、細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植技術(shù)。
1．比較植物組織培養(yǎng)與動物細(xì)胞培養(yǎng)
2.歸納概括單克隆抗體制備過程中的兩次篩選
eq \a\vs4\al(明確動物細(xì)胞培養(yǎng)的原理和過程)
1．(2020·六安一中質(zhì)檢)回答下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的問題：
(1)在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到細(xì)胞表面________時，細(xì)胞會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的________。此時，瓶壁上形成的細(xì)胞是________層。要使貼壁的細(xì)胞從瓶壁上分離下來，需要用到的酶是________。
(2)隨著細(xì)胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細(xì)胞分裂停止，進(jìn)而出現(xiàn)________________現(xiàn)象；但極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖，其中有些細(xì)胞會因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而獲得________，該種細(xì)胞的黏著性________，細(xì)胞膜表面蛋白質(zhì)(糖蛋白)的量________。
(3)現(xiàn)用某種大分子染料對細(xì)胞進(jìn)行染色時，觀察到死細(xì)胞能被染色，而活細(xì)胞不能被染色，原因是____________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)檢查某種毒物是否能改變細(xì)胞染色體的數(shù)目，最好選用有絲分裂________期的細(xì)胞在顯微鏡下進(jìn)行觀察。
(5)在細(xì)胞培養(yǎng)過程中，通常在________________條件下保存細(xì)胞。因為在這種條件下，細(xì)胞中________的活性降低，細(xì)胞____________的速率降低。
解析： (1)細(xì)胞接觸抑制是指細(xì)胞表面相互接觸時，細(xì)胞就會停止分裂增殖的現(xiàn)象?；谏鲜鎏匦?，瓶壁上形成的細(xì)胞是單層排列的。需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶將貼壁的細(xì)胞從瓶壁上分離下來。(2)隨著細(xì)胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細(xì)胞分裂停止，進(jìn)而出現(xiàn)衰老甚至死亡現(xiàn)象，但極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖，其中有些細(xì)胞會因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成不死性細(xì)胞。該種細(xì)胞由于細(xì)胞表面糖蛋白減少，其黏著性降低。(3)活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性，大分子染料不能通過，所以活細(xì)胞不能被染色；死細(xì)胞的細(xì)胞膜失去了選擇透過性，大分子染料可以通過，所以死細(xì)胞能被大分子染料染色。(4)有絲分裂中期時染色體的著絲點排列在赤道板上，染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰，是觀察染色體數(shù)目的最佳時期。(5)在細(xì)胞培養(yǎng)過程中，通常在冷凍(或超低溫、液氮)條件下保存細(xì)胞。因為在這種條件下，細(xì)胞中酶的活性降低，細(xì)胞新陳代謝的速率降低。
答案： (1)相互接觸 接觸抑制 單(或一) 胰蛋白酶(或膠原蛋白酶) (2)衰老甚至死亡 不死性 降低 減少 (3)活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性，大分子染料不能進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi)(或死細(xì)胞的細(xì)胞膜喪失了選擇透過性，大分子染料能夠進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi)而著色) (4)中 (5)冷凍(或超低溫、液氮) 酶 新陳代謝
eq \a\vs4\al(掌握動物體細(xì)胞核移植的原理和過程)
2．(2021·山東聊城一模)2018年中科院神經(jīng)科學(xué)研究所攻克了克隆靈長類動物這一世界難題，首次成功以體細(xì)胞克隆出了兩只獼猴——“中中”和“華華”，流程如下圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是( )
A．采集的卵母細(xì)胞應(yīng)該培養(yǎng)到MⅡ中期
B．過程①操作一般不晚于囊胚期
C．克隆猴的性狀與核供體性狀完全相同
D．克隆猴的成功說明動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性
C [卵母細(xì)胞培養(yǎng)到MⅡ中期才具有受精能力，故采集的卵母細(xì)胞應(yīng)該培養(yǎng)到MⅡ中期，A正確；由于囊胚期后的原腸胚期會與母體建立聯(lián)系，因此不宜進(jìn)行胚胎移植，過程①表示胚胎移植，故一般不晚于囊胚期，B正確；由于卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)的作用，因此克隆猴的性狀與核供體性狀不完全相同，C錯誤；克隆猴的成功證明了已分化的動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性，D正確。]
3．(2020·天津高考)在克隆哺乳動物過程中，通常作為核移植受體細(xì)胞的是去核的( )
A．卵原細(xì)胞 B．初級卵母細(xì)胞
C．次級卵母細(xì)胞 D．卵細(xì)胞
C [通常作為核移植受體細(xì)胞的是處于減數(shù)第二次分裂中期的去核卵母細(xì)胞，即為次級卵母細(xì)胞，故選C。]
eq \a\vs4\al(掌握細(xì)胞融合與單克隆抗體制備的原理和過程)
4．(2021·濟(jì)寧三模)為了解決雜交瘤細(xì)胞在傳代培養(yǎng)中出現(xiàn)來自B細(xì)胞染色體丟失的問題，研究者在單克隆抗體的制備過程中增加了一個步驟，如圖所示。除了抗原刺激之外，用EBV(一種病毒顆粒)感染動物B細(xì)胞，使其染色體核型更穩(wěn)定。這樣的細(xì)胞能夠在HAT培養(yǎng)基中存活，但對烏本苷(Oua)敏感。下列相關(guān)分析錯誤的是( )
A．雜交瘤細(xì)胞具有持續(xù)產(chǎn)生抗EBV抗體的能力
B．雜交瘤細(xì)胞染色體丟失可能導(dǎo)致抗體產(chǎn)生能力下降
C．圖中B細(xì)胞取自于抗原刺激后動物的淋巴結(jié)或脾臟等
D．骨髓瘤細(xì)胞應(yīng)該無法在HAT選擇培養(yǎng)基中存活
A [本實驗中EBV的作用是使B細(xì)胞染色體核型更穩(wěn)定，而不是刺激B細(xì)胞分化成漿細(xì)胞產(chǎn)生抗體，所以該雜交瘤細(xì)胞不能產(chǎn)生抗EBV的抗體，A錯誤；雜交瘤細(xì)胞染色體丟失可能導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生變異，從而導(dǎo)致抗體產(chǎn)生能力下降，B正確；B細(xì)胞分布在脾臟和淋巴結(jié)等免疫器官中，所以在單克隆抗體制備過程中，B細(xì)胞取自于抗原刺激后動物的淋巴結(jié)或脾臟等，C正確；據(jù)圖可知，骨髓瘤細(xì)胞在HAT選擇培養(yǎng)基中死亡，D正確。]
1．(2018·新課標(biāo)Ⅲ)2018年《細(xì)胞》期刊報道，中國科學(xué)家率先成功地應(yīng)用體細(xì)胞對非人靈長類動物進(jìn)行克隆，獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”。回答下列問題：
(1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程，核移植是指______________________
________________________________________________________________________。
通過核移植方法獲得的克隆猴，與核供體相比，克隆猴體細(xì)胞的染色體數(shù)目 ________(填“減半”“加倍”或“不變”)。
(2)哺乳動物的核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植，胚胎細(xì)胞核移植獲得克隆動物的難度 ________(填“大于”或“小于”)體細(xì)胞核移植，其原因是_______________
________________________________________________________________________。
(3)在哺乳動物核移植的過程中，若分別以雌性個體和雄性個體的體細(xì)胞作為核供體，通常，所得到的兩個克隆動物體細(xì)胞的常染色體數(shù)目 ________(填“相同”或“不同”)，性染色體組合 ________(填“相同”或“不同”)。
解析： (1)核移植是指將供體細(xì)胞核移入除去核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體。通過核移植方法獲得的克隆猴的細(xì)胞核由供體提供，所以與核供體相比，克隆猴體細(xì)胞的染色體數(shù)目不變。(2)哺乳動物的核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植，胚胎細(xì)胞核移植獲得克隆動物的難度小于體細(xì)胞核移植，因為胚胎細(xì)胞的分化程度相對較低，恢復(fù)其全能性更加容易一些。(3)哺乳動物核移植的過程中，分別以同種生物的雌性個體和雄性個體的體細(xì)胞作為核供體，所得的兩個克隆動物體細(xì)胞核中除了性染色體組成不同外，常染色體的組成是相同的。
答案： (1)將供體細(xì)胞核移入除去核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體 不變 (2)小于 胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)其全能性更容易 (3)相同 不同
2．(新課標(biāo)Ⅱ)如圖表示通過核移植等技術(shù)獲得某種克隆哺乳動物(二倍體)的流程。
回答下列問題：
(1)圖中A表示正常細(xì)胞核，染色體數(shù)為2n，則其性染色體的組成可為 ____________________，過程①表示去除細(xì)胞核，該過程一般要在卵母細(xì)胞培養(yǎng)至適當(dāng)時期再進(jìn)行，去核時常采用 ________________的方法，②代表的過程是 ________________。
(2)經(jīng)過多次傳代后，供體細(xì)胞中 ________________的穩(wěn)定性會降低。因此，選材時必須關(guān)注傳代次數(shù)。
(3)若獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析其原因是 ____________________________________________________。
(4)與克隆羊“多莉(利)”培養(yǎng)成功一樣，其他克隆動物的成功獲得也證明了 ____________________________________。
解析： (1)由題意知，該動物體的性染色體組成為XX或XY，過程①表示去除細(xì)胞核，該過程一般要在卵母細(xì)胞培養(yǎng)至適當(dāng)時期再進(jìn)行，去核時常采用顯微操作(去核法)，②代表的過程是胚胎移植。(2)動物細(xì)胞培養(yǎng)時，多次傳代后，供體細(xì)胞遺傳物質(zhì)穩(wěn)定性會降低，故選材時必須注意傳代次數(shù)。(3)克隆動物與供體動物性狀不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度來說，是因為卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響。(4)克隆動物證明了已經(jīng)分化的動物體細(xì)胞細(xì)胞核具有全能性。
答案： (1)XX或XY 顯微操作(去核法) 胚胎移植 (2)遺傳物質(zhì)或核型 (3)卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響 (4)動物已分化體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性
核移植技術(shù)的要點理解
(1)原理：動物細(xì)胞核的全能性。
(2)核移植時應(yīng)選MⅡ中期卵母細(xì)胞的原因
①此類細(xì)胞體積大，易于操作；②卵黃多，營養(yǎng)物質(zhì)豐富；③卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中存在激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。
(3)克隆動物的重組細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基因來源于受體細(xì)胞，細(xì)胞核基因來源于提供細(xì)胞核的親本，其遺傳物質(zhì)來自2個親本。
(4)克隆動物絕大部分性狀與供體動物相同，少數(shù)性狀與提供卵母細(xì)胞的動物相同，與代孕動物的性狀無遺傳關(guān)系。
(5)動物體細(xì)胞核移植技術(shù)(克隆)從生殖方式的角度看屬無性生殖，重組細(xì)胞相當(dāng)于受精卵，需要動物細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎工程技術(shù)的支持。
(6)體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。原因：動物胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)其全能性相對容易，動物體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難。
1．(2021·遼寧月考)克隆技術(shù)可應(yīng)用于器官移植，能解決供體器官不足和排斥反應(yīng)等問題。如圖為克隆組織器官的流程模式圖，回答下列問題：
(1)動物細(xì)胞核移植過程中，通常采用卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞，原因可能是________________________________________________________________________。
(2)動物細(xì)胞融合除了采用植物細(xì)胞原生質(zhì)體融合的方法外，還可以采用 ____________________。過程①細(xì)胞培養(yǎng)時，培養(yǎng)液中除必需的營養(yǎng)物質(zhì)、抗生素和促生長因子外，還需要加入 ________________。
(3)將獲得的組織器官移植給個體B，不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，原因是 ____________________________________________________。圖中流程需要用到的生物學(xué)技術(shù)有 ____________________________________________________________。
解析： (1)在卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中含有促進(jìn)細(xì)胞核發(fā)育的物質(zhì)，故在動物細(xì)胞核移植過程中，通常采用卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞。(2)誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法有：物理法(離心、振動)、化學(xué)法(聚乙二醇)、生物法(滅活的病毒)，故動物細(xì)胞融合除了采用植物細(xì)胞原生質(zhì)體融合的物理和化學(xué)方法外，還可以采用滅活的病毒。過程①細(xì)胞培養(yǎng)時，培養(yǎng)液中除必需的營養(yǎng)物質(zhì)、抗生素和促生長因子外，還需要加入血清、血漿。(3)胚胎干細(xì)胞可以來自于囊胚中的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，遺傳物質(zhì)主要與供核親本的高度一致。在一定條件下胎干細(xì)胞可以分化形成不同的組織器官，若將圖中獲得的組織器官移植給個體B不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。分析題圖可知，圖中流程需要用到的生物學(xué)技術(shù)有動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物體細(xì)胞核移植和早期胚胎培養(yǎng)。
答案： (1)卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中含有促進(jìn)細(xì)胞核發(fā)育的物質(zhì) (2)滅活的病毒 血清、血漿 (3)克隆器官的遺傳物質(zhì)主要與供核親本的高度一致 動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物體細(xì)胞核移植和早期胚胎培養(yǎng)
2．(2021春·豐臺區(qū)期末)現(xiàn)代社會壓力使人類的作息時間很難嚴(yán)格遵循于體內(nèi)的生物鐘。因為加班、頻繁跨越時區(qū)、熬夜、肥胖等，越來越多的人面臨著生物鐘紊亂的困擾，導(dǎo)致失眠、睡眠中斷、日間過度嗜睡，與人交流出現(xiàn)障礙等問題。2019年我國科研團(tuán)隊獲得了5只基因BMAL1缺失(或敲除)的克隆猴，極大推動生物鐘紊亂相關(guān)問題的研究。如圖為克隆猴的步驟，回答下列問題：
(1)5只克隆猴是科學(xué)家利用 ____________技術(shù)獲得的。首先需將A猴卵母細(xì)胞培養(yǎng)至 ____________________期，并通過顯微操作法進(jìn)行 ____________處理，然后將B猴體細(xì)胞注入去核A猴卵母細(xì)胞形成重組細(xì)胞。
(2)重組細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)時，需要提供適宜的營養(yǎng)條件和環(huán)境條件，其中培養(yǎng)液通常需要加入的天然成分是 ________________。然后將細(xì)胞置于 ________________________中進(jìn)行培養(yǎng)。激活后，將胚胎移植到經(jīng)過 ________________處理的代孕母猴體內(nèi)，最終產(chǎn)出克隆猴。
(3)為判斷是否是真的克隆猴，研究團(tuán)隊仔細(xì)檢測了這些克隆猴的基因型，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核基因型與 ____________相同，由此證明5只小猴是真的克隆猴。
(4)為了驗證這5只基因敲除獼猴是否存在晝夜節(jié)律紊亂問題，科學(xué)家給猴子們佩戴了“小米手環(huán)”等檢測設(shè)備，可以隨時監(jiān)測到它們的晝夜活動情況，通過行為學(xué)分析檢測其是否明顯表現(xiàn)出類似精神分裂癥的癥狀。對照組的設(shè)置應(yīng)為 _______________________________。觀察發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，實驗組獼猴的神經(jīng)內(nèi)分泌激素褪黑素分泌減少；與睡眠剝奪、抑郁癥以及衰老等相關(guān)的基因表達(dá)增強(qiáng)；不再按照24小時的周期活動，在夜間活動明顯增多，有人靠近時雙手抱頭，蜷縮在角落里，不敢活動。由此證明 ____________________________。
(5)5只小猴首次成為國際上成功構(gòu)建的遺傳背景一致的疾病猴模型。請你談?wù)劵蚯贸Ｐ涂寺『镌诳茖W(xué)研究上的應(yīng)用前景______________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： (1)5只克隆猴是科學(xué)家利用核移植技術(shù)獲得的，核移植前需將A猴卵母細(xì)胞培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂中期，因卵母細(xì)胞培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期才成熟；并通過顯微操作法進(jìn)行去核操作，這樣做的目的是保證克隆猴的遺傳物質(zhì)主要來自B猴，然后將B猴體細(xì)胞注入去核A猴卵母細(xì)胞形成重組細(xì)胞。(2)重組細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)，需要的氣體環(huán)境主要是O2和CO2；保證無菌無毒環(huán)境，同時在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素；定期更換培養(yǎng)液，其中培養(yǎng)液通常需要加入的天然成分是動物血清。然后將細(xì)胞置于二氧化碳恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。激活后，將胚胎移植到經(jīng)過同期發(fā)情處理的代孕母猴體內(nèi)，這樣可以保證移入的胚胎有相同的生理環(huán)境，以保證胚胎的正常存活，最終產(chǎn)出克隆猴。(3)為判斷是否是真的克隆猴，研究團(tuán)隊仔細(xì)檢測了這些克隆猴的基因型，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核基因型與B猴相同，說明這些猴子的核基因都是由B猴提供的，由此證明5只小猴是真的克隆猴。(4)為了驗證這5只基因敲除獼猴是否存在晝夜節(jié)律紊亂問題，科學(xué)家給猴子們佩戴了“小米手環(huán)”等檢測設(shè)備，可以隨時監(jiān)測到它們的晝夜活動情況，通過行為學(xué)分析檢測其是否明顯表現(xiàn)出類似精神分裂癥的癥狀。對照組的設(shè)置應(yīng)為與克隆獼猴生理狀態(tài)相同的正常的獼猴個體(不存在BMAL1缺失)。觀察發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，實驗組獼猴的神經(jīng)內(nèi)分泌激素褪黑素分泌減少；與睡眠剝奪、抑郁癥以及衰老等相關(guān)的基因表達(dá)增強(qiáng)；不再按照24小時的周期活動，在夜間活動明顯增多，有人靠近時雙手抱頭，蜷縮在角落里，不敢活動。由此證明人類的生物鐘紊亂與BMAL1基因的功能有關(guān)。(5)5只小猴首次成為國際上成功構(gòu)建的遺傳背景一致的疾病猴模型?；蚯贸Ｐ涂寺『锏某晒ε嘤秊槲覀冄芯炕虻墓δ芤约澳承┻z傳病的成因提供了可操作的模型，為解決人類生物鐘紊亂問題揭開了新的一頁。
答案： (1)核移植 減數(shù)第二次分裂中 去核 (2)動物血清 二氧化碳恒溫培養(yǎng)箱 同期發(fā)情 (3)B猴 (4)與克隆獼猴生理狀態(tài)相同的正常的獼猴個體(不存在BMAL1缺失) 人類的生物鐘紊亂與BMAL1基因的功能有關(guān) (5)基因敲除模型克隆猴的成功培育為我們研究基因的功能以及某些遺傳病的成因提供了可操作的模型，為解決人類生物鐘紊亂問題揭開了新的一頁
一、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
二、要語必記
1．植物組織培養(yǎng)的過程主要包括脫分化和再分化兩個階段，脫分化的結(jié)果是形成愈傷組織，再分化的結(jié)果是形成根和芽。
2．植物體細(xì)胞雜交需要用酶解法制備原生質(zhì)體，所用的酶包括纖維素酶和果膠酶。
3．無論是植物體細(xì)胞雜交還是動物細(xì)胞融合，都需要誘導(dǎo)。
4．植物組織培養(yǎng)需要各種營養(yǎng)成分和植物激素，動物細(xì)胞培養(yǎng)也需要各種營養(yǎng)成分及血清、血漿等一些天然成分。
5．植物體細(xì)胞雜交可用于作物育種，動物細(xì)胞融合可用于單克隆抗體的制備。
6．產(chǎn)生單克隆抗體的細(xì)胞是雜交瘤細(xì)胞，它既能產(chǎn)生單克隆抗體又能無限增殖。
使用順序
實驗結(jié)果
先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素
有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化
先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素
細(xì)胞既分裂也分化
同時使用
分化頻率提高
簡記為：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化頻率高
生長素/細(xì)胞分裂素
植物細(xì)胞的發(fā)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
適中
促進(jìn)愈傷組織的生長
簡記為：“高”根，“低”芽，“中”愈傷
有關(guān)植物體細(xì)胞雜交的三個易誤點
誤認(rèn)為植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果只是形成雜種細(xì)胞
指正
植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果最終要經(jīng)過組織培養(yǎng)形成雜種植株
誤認(rèn)為植物體細(xì)胞雜交屬于有性生殖
指正
植物體細(xì)胞雜交過程中沒有有性生殖細(xì)胞的結(jié)合，因此不屬于有性生殖，應(yīng)為無性生殖
誤認(rèn)為雜種植株的變異類型屬于基因重組
指正
雜種植株的變異類型屬于染色體變異，雜種植株的染色體數(shù)通常是兩親本細(xì)胞染色體數(shù)目之和，雜種植株屬于異源多倍體
比較項目
植物組織培養(yǎng)
動物細(xì)胞培養(yǎng)
理論基礎(chǔ)
植物細(xì)胞全能性
細(xì)胞增殖
區(qū)別
培
養(yǎng)
基
類型
固體或半固體培養(yǎng)基
液體培養(yǎng)基
成分
水、礦質(zhì)元素、維生素、植物激素、蔗糖、氨基酸、瓊脂等
葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素、促生長因子、動物血清等
取材
植物幼嫩部位或花藥等
動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織
關(guān)鍵環(huán)節(jié)
細(xì)胞的脫分化和再分化
細(xì)胞增殖和癌變
結(jié)果
新的組織或植株個體，可以體現(xiàn)全能性
新的細(xì)胞系或細(xì)胞株，不形成個體，不體現(xiàn)全能性
應(yīng)用
①植株快速繁殖；
②脫毒植株的培育；
③人工種子；
④生產(chǎn)藥物、殺蟲劑等；
⑤轉(zhuǎn)基因植物的培育
①蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)；
②皮膚移植材料的培育；
③檢測有毒物質(zhì)；
④生理、病理、藥理等方面的研究
相同點
①兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過程中細(xì)胞都進(jìn)行有絲分裂，都是無性繁殖，都可稱克隆，都不涉及減數(shù)分裂；
②均為無菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件
—
第一次篩選
第二次篩選
篩選原因
誘導(dǎo)融合后得到多種雜交細(xì)胞，還有未融合的細(xì)胞
由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激，所以經(jīng)選擇性培養(yǎng)獲得的雜交瘤細(xì)胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細(xì)胞
篩選
方法
用特定的選擇培養(yǎng)基篩選：未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞都會死亡，只有融合的雜交瘤細(xì)胞能生長
用多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng)，在每個孔只有一個雜交瘤細(xì)胞的情況下開始克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群
篩選目的
得到雜交瘤細(xì)胞
得到能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞
析個性
第1題主要考查細(xì)胞核移植的概念、類型、具體過程和克隆生物的特點；第2題考查核移植的操作技術(shù)和克隆生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)的特點
找共性
兩個題目都考查到核移植的過程和克隆生物的遺傳特點

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