【全程設計】2021屆高考生物一輪復習細致講解練：選修3-第二講-細胞工程

其次講細胞工程(教材專題2)一、細胞工程1．概念是指應用細胞生物學和分子生物學的方法，通過某種工程學手段，在細胞水平或細胞器水平上，依據(jù)人們的意愿來轉(zhuǎn)變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)，從而獲得新型生物或特種細胞產(chǎn)品、或產(chǎn)物的一門綜合性科學技術(shù)。2．對概念的理解(1)應用的原理和方法：細胞生物學和分子生物學。(2)爭辯的水平：細胞整體水平或細胞器水平。(3)爭辯的目的：依據(jù)人們的意愿來轉(zhuǎn)變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品。二、植物細胞工程1．植物組織培育技術(shù)的原理、條件及過程(1)原理：植物細胞具有全能性。(2)全能性表達條件：具有完整的細胞結(jié)構(gòu)，處于離體狀態(tài)，供應確定的養(yǎng)分、激素和其他適宜外界條件。(3)過程：2．植物體細胞雜交(1)概念：用兩個來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞，且把雜種細胞培育成新的植物體的方法。(2)原理：細胞膜的流淌性和植物細胞的全能性。(3)流程：eq\a\vs4\al(植物細胞A、B,↓纖維素酶和果膠酶處理去掉細胞壁,原生質(zhì)體A、B,↓聚乙二醇處理離心、振動、電激,融合的原生質(zhì)體,↓再生出細胞壁融合完成的標志,雜種細胞\o(→,\s\up7(脫分化),\s\do5())愈傷組織\o(→,\s\up7(再分化),\s\do5())雜種植株)4．植物細胞工程的應用(1)植物繁殖新途徑：微型繁殖、作物脫毒、人工種子等。(2)培育作物新品種：單倍體育種和突變體的利用。(3)細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：利用植物組織培育技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料和生物堿等。二、動物細胞工程1．動物細胞工程常用的技術(shù)手段常用手段：動物細胞培育、動物細胞核移植、動物細胞融合、生產(chǎn)單克隆抗體等，其中動物細胞培育技術(shù)是其他動物細胞工程技術(shù)的基礎。2．動物細胞培育的過程3．動物體細胞克隆(1)過程：動物體細胞克隆包括動物細胞核移植和胚胎移植兩個過程。(2)核移植的原理是動物細胞核具有全能性。(3)核移植分類：胚胎細胞核移植和體細胞核移植。(4)核移植過程：(5)選用去核卵(母)細胞的緣由：卵(母)細胞比較大，簡潔操作，卵(母)細胞細胞質(zhì)多，養(yǎng)分豐富，含有促進核全能性表達的物質(zhì)。(6)體細胞核移植技術(shù)存在的問題是什么？克隆動物存在著健康問題，表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。4．動物細胞融合及單克隆抗體制備(1)原理：細胞膜的流淌性。(2)方法：物理法(離心、振動、電激)、化學法和生物法(滅活病毒)。(3)應用：單克隆抗體，過程如下：(4)單克隆抗體的特點：特異性強、靈敏度高、并可大量制備?？键c一植物的組織培育與植物體細胞雜交(Ⅱ)考情解讀植物的組織培育與植物體細胞雜交在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用極為廣泛，成為新課標高考的熱點，近幾年在高考試題中的比重漸漸提升?？疾樾问揭院喆痤}為主，常與植物育種等學問結(jié)合以圖解的形式呈現(xiàn)，以考查基本概念和獵取信息的力氣為主。[做一題][例1](2021·新課標卷Ⅱ)甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某爭辯小組擬培育同時含有A和B的新型藥用植物。回答下列問題：(1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先用________酶和________酶去除細胞壁，獲得具有活力的________，再用化學誘導劑誘導二者融合。形成的融合細胞進一步培育形成________組織，然后經(jīng)過________形成完整的雜種植株。這種培育技術(shù)稱為_______________________________________________________________________________。(2)上述雜種植株屬于多倍體，多倍體是指______________________________________。假設甲與乙有性雜交的后代是不育的，而上述雜種植株是可育的，造成這種差異的緣由是_____________________________________________________________________________。(3)這種雜種植株可通過制作人工種子的方法來大量繁殖，經(jīng)植物組織培育得到的________等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。[解析]本題主要考查了植物體細胞雜交技術(shù)，意在考查識記力氣和理解力氣。要培育同時含有A和B的新型藥用植物，可接受植物體細胞雜交技術(shù)。(1)植物體細胞雜交技術(shù)的第一步是用纖維素酶和果膠酶去除兩種植物細胞的細胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體。誘導融合成功后獲得的雜種細胞，經(jīng)脫分化培育成愈傷組織，然后經(jīng)過再分化形成完整的雜種植株。(2)多倍體的概念：體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。由于甲與乙有性雜交的后代中分別含有甲植物和乙植物的一個染色體組，兩個染色體組中的染色體互不相同，雜交后代細胞中無同源染色體，減數(shù)分裂過程中會發(fā)生聯(lián)會特殊，不能產(chǎn)生正常的生殖細胞，故該植株不行育。而體細胞雜交獲得的雜種植物分別含有甲植物和乙植物的兩個染色體組，含有同源染色體，減數(shù)分裂過程中聯(lián)會正常，能產(chǎn)生正常的生殖細胞，故該雜種植株可育。(3)制備人工種子的材料可以是經(jīng)組織培育得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等。[答案](1)纖維素果膠原生質(zhì)體愈傷再分化(或分化)植物體細胞雜交技術(shù)(2)體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體在減數(shù)分裂過程中，前者染色體聯(lián)會特殊，而后者染色體聯(lián)會正常(3)胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽[鏈一串]1．植物細胞工程的基本技術(shù)(1)植物組織培育技術(shù)：①原理：植物細胞的全能性，即具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞，都具有發(fā)育成完整個體的潛能。②過程：高度分化的組織eq\o(→,\s\up7(脫分化))形成愈傷組織eq\o(→,\s\up7(再分化))幼根和芽eq\o(→,\s\up7(分裂和分化))完整植株(2)植物體細胞雜交技術(shù)：①概念：將不同植物的體細胞，在確定條件下融合成雜種細胞，培育成新的植物體的技術(shù)。②原理：細胞膜的流淌性和植物細胞的全能性。③過程如下圖所示：④人工誘導的方法：a．物理法：離心、振動、電刺激等。b．化學法：一般用聚乙二醇(PEG)作為誘導劑誘導原生質(zhì)體融合。c．融合成功的標志：雜種細胞再生出細胞壁。⑤意義：克服不同生物遠緣雜交不親和的障礙。2．植物細胞工程的應用(1)植物繁殖的新途徑：①微型繁殖：a．概念：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培育法b．特點eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(保持優(yōu)良品種的遺傳特性,高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖))②作物脫毒：選取作物無毒組織(如莖尖)進行組織培育，獲得脫毒苗。③人工種子：以植物組織培育得到的胚狀體等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。(2)培育作物新品種：用植物的花藥進行離體培育形成單倍體，再經(jīng)人工誘導染色體加倍后篩選出需要的新品種；利用組織培育過程中毀滅的突變體，培育新的品種。(3)細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：用人工培育的愈傷組織提取細胞中的某種成分。[關(guān)鍵一點]細胞分裂素與生長素對細胞分化的影響使用挨次結(jié)果生長素/細胞分裂素比值結(jié)果先生長素，后細胞分裂素有利于分裂但不分化比值高促根分化，抑芽形成先細胞分裂素，后生長素細胞既分裂也分化比值低促芽分化，抑根形成同時使用分化頻率提高比值適中促進愈傷組織生長[通一類]1．(2022·廣東高考)培育草莓脫毒苗所接受的主要技術(shù)是()A．組織培育B．細胞雜交C．顯微注射D．核移植解析：選A植物分生區(qū)四周的病毒極少，甚至無病毒，將植物莖尖進行組織培育，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗；植物體細胞雜交可以克服遠緣雜交不親和的障礙，獲得具有兩個親本優(yōu)良性狀的植株；顯微注射是將帶有目的基因的質(zhì)粒導入動物受體細胞中的技術(shù)；核移植是動物細胞工程中經(jīng)常用到的生物技術(shù)。2．“白菜—甘藍”是用細胞工程的方法培育出來的蔬菜新品種，它具有生長周期短、耐熱性強和易于儲存等優(yōu)點。下圖是“白菜—甘藍”的雜交過程示意圖，請據(jù)圖回答：(1)在上述方法中，除去細胞壁的方法是________。(2)圖中原生質(zhì)體A和原生質(zhì)體B能融合形成一個雜種細胞，所依據(jù)的生物學原理是___。(3)通常狀況下，白菜和甘藍雜交是不能成功的，緣由是________________________。(4)通過細胞工程獲得的“白菜一甘藍”是否可育？為什么？________________________________________________________________________。解析：(1)植物體細胞雜交時先要除去細胞壁得到原生質(zhì)體。細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因而用纖維素酶和果膠酶除去細胞壁較為合適。(2)原生質(zhì)體融合時首先是細胞膜的融合，這說明白細胞膜具有流淌性。(3)自然狀態(tài)下，白菜和甘藍為不同物種，存在著生殖隔離，所以不能雜交。(4)通過體細胞雜交獲得的“白菜—甘藍”是可育的，由于它的細胞中存在同源染色體，可以通過減數(shù)分裂產(chǎn)生有性生殖細胞，再經(jīng)受精作用形成種子。答案：(1)酶解法(用纖維素酶、果膠酶除去細胞壁)(2)細胞膜的流淌性(3)存在生殖隔離(4)可育。經(jīng)減數(shù)分裂可產(chǎn)生有性生殖細胞，再經(jīng)受精作用可形成受精卵并發(fā)育成種子考點二動物細胞培育與核移植技術(shù)(Ⅰ)考情解讀對本考點的考查主要以簡答題的形式呈現(xiàn)。常與一些社會熱點和科技前沿學問相聯(lián)系，以相關(guān)的重要成果為背景進行命題，考查應用基本原理分析解決實際問題的力氣。估量在今后的高考中，與基因工程、胚胎工程相結(jié)合的試題仍會毀滅。[做一題][例2]克隆羊的成功轟動世界，它不僅奠定了克隆性治療疾病的基礎，又解決了器官移植中供體不足的問題，同時也給人類帶來了一些過去尚未遇到的問題。下圖為人類對克隆羊技術(shù)的拓展和應用，請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖中所涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有________和________等。(2)下列有關(guān)胚胎移植的敘述正確的有________(多選)。A．沖卵指的是從子宮中沖出胚胎，而非沖出卵子B．只有供、受體生理環(huán)境高度全都，移入受體的胚胎才能被接受C．供體和受體要進行免疫檢查，防止發(fā)生免疫排斥反應D．不同動物胚胎移植的時間不同，人的胚胎移植最好在原腸胚時期進行(3)圖中兩個克隆動物長大后，各方面特征與原型動物相同，這說明________具有全能性。(4)使用培育基進行胚胎干細胞培育時，通常要加入________等自然?成分，除了保證被培育細胞處于無菌、無毒及充分氧氣的環(huán)境中，還需要保證細胞生活所需的適宜________。(5)圖中從內(nèi)細胞團到胚胎干細胞的培育過程中，一般用________處理內(nèi)細胞團，使之分散成單個細胞。[解析]經(jīng)核移植形成的重組細胞培育成的新個體其性狀與供核方原型動物相同，表明細胞核具全能性；進行動物細胞培育時，培育基中常需添加動物血清，且需保證細胞生活所需要的適宜溫度和pH。欲使動物細胞分散成單個細胞，常用胰蛋白酶處理。[答案](1)核移植胚胎移植細胞培育(任意兩個)(2)AB(3)動物體細胞核(4)血清溫度和pH(5)胰蛋白酶[鏈一串]1．動物細胞培育和動物體細胞核移植的比較項目動物細胞培育動物體細胞核移植原理細胞增殖動物細胞核的全能性過程結(jié)果獲得細胞群獲得與供體遺傳物質(zhì)基本相同的個體聯(lián)系動物細胞培育是體細胞克隆的基礎[關(guān)鍵一點](1)動物細胞培育中兩次用到胰蛋白酶，第一次用胰蛋白酶處理剪碎的組織使之分散成單個細胞，其次次使貼壁細胞從瓶壁上脫落下來。(2)核移植產(chǎn)生的克隆動物與供應細胞核的親本不同的緣由：①克隆動物細胞質(zhì)基因來源于另一個親本，所以與植物組織培育不同(只來自于一個親本)，即克隆動物遺傳物質(zhì)來自兩個親本。②在發(fā)育過程中可能發(fā)生基因突變、染色體變異導致性狀轉(zhuǎn)變。③外界環(huán)境條件的影響引起不行遺傳的變異。2．動物細胞培育需要滿足的條件(1)無菌、無毒的環(huán)境：培育液應進行無菌處理。通常還要在培育液中添加確定量的抗生素，以防培育過程中的污染。此外，應定期更換培育液，防止代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害。(2)養(yǎng)分：合成培育基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。通常需加入血清、血漿等自然?成分。(3)溫度：適宜溫度：哺乳動物多是36.5℃±0.5℃；pH：7.2～(4)氣體環(huán)境：95%空氣＋5%CO2，其中O2是細胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培育液的pH。[通一類]3．(2021·大綱卷)關(guān)于動物細胞培育和植物組織培育的敘述，錯誤的是()A．動物細胞培育和植物組織培育所用培育基不同B．動物細胞培育和植物組織培育過程中都要用到胰蛋白酶C．煙草葉片離體培育能產(chǎn)生新個體，小鼠雜交瘤細胞可離體培育增殖D．動物細胞培育可用于檢測有毒物質(zhì)，莖尖培育可用于植物脫除病毒解析：選B動物細胞培育用液體培育基，而植物組織培育用固體培育基；動物細胞培育過程中要加入胰蛋白酶，而植物組織培育過程中則不用；植物細胞具有全能性，所以煙草葉片離體培育能形成新個體，而動物細胞離體培育只能增殖；植物組織培育中常用根尖、莖尖等培育無病毒植物個體，而動物細胞培育的一個重要應用是檢測有毒物質(zhì)。4．右圖是動物細胞培育的基本過程示意圖。請據(jù)圖回答：(1)容器A中放置的是動物器官或組織，它一般取自_________________。(2)容器A中的動物器官或組織首先要進行的處理是________，然后用____________酶處理，這是為了使細胞分散開來，這樣做的目的是_________。(3)培育首先在B瓶中進行，瓶中的培育基成分有__________________等。在此瓶中培育一段時間后，有很多細胞年輕死亡，這時培育到第________代，到這時的培育稱為________。(4)為了把B瓶中的細胞分裝到C瓶中，用________處理，然后配制成________，再分裝。(5)在C瓶中正常培育了一段時間后，發(fā)覺細胞全部死亡，緣由是___________________。解析：進行動物細胞培育時所取材料一般為胚胎或幼齡動物的胚胎或組織，培育過程中需用胰蛋白酶處理，促使細胞分散開來；用于動物細胞培育的培育基成分可包括葡萄糖、氨基酸等有機養(yǎng)分、無機鹽、動物血清等。正常細胞在分裂10次左右時往往停止分裂并最終死亡，發(fā)生癌變的細胞才能保持永久分裂力氣。答案：(1)胚胎或幼齡動物的器官或組織(2)剪碎胰蛋白使細胞與培育液充分接觸(3)葡萄糖、氨基酸、無機鹽和動物血清10原代培育(4)胰蛋白酶細胞懸浮液(5)細胞沒有發(fā)生癌變考點三動物細胞融合與單克隆抗體的制備(Ⅱ)考情解讀單克隆抗體的制備在近幾年新課標高考中考查較多，一般起點較高，而落點較低。估量今后的高考命題角度主要留意于細胞融合及單克隆抗體在醫(yī)學實踐中的應用。[做一題][例3]人絨毛膜促性腺激素(HCG)是女性懷孕后胎盤滋養(yǎng)層細胞分泌的一種糖蛋白，制備抗HCG單克隆抗體可用于早孕的診斷。下圖是抗HCG單克隆抗體制備流程示意圖，請分析回答下列問題：(1)制備單克隆抗體過程中要用到________和________技術(shù)。(2)制備單克隆抗體過程中，給小鼠注射的HCG相當于________，使小鼠產(chǎn)生能分泌相應________的淋巴細胞，此過程屬于特異性免疫中的________免疫。(3)在細胞內(nèi)DNA合成一般有兩條途徑，主要途徑是在細胞內(nèi)由糖和氨基酸合成核苷酸，進而合成DNA，而氨基嘌呤可以阻斷此途徑。另一掛念途徑是在次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的狀況下，經(jīng)酶催化作用合成DNA，而骨髓瘤細胞的DNA合成沒有此掛念途徑。①利用DNA合成途徑不同的特點配制的HAT培育基含有多種成分，其中添加的________成分具有篩選雜交瘤細胞的作用。②最終篩選獲得的雜交瘤細胞的特點是________________________________________。(4)此過程生產(chǎn)的單克隆抗體可以與_____________________________________________特異性結(jié)合，從而診斷早孕。[解析]制備單克隆抗體要用到動物細胞培育和動物細胞融合技術(shù)。給小鼠注射的HCG相當于抗原，小鼠經(jīng)過體液免疫從而產(chǎn)生分泌相應抗體的B淋巴細胞。在培育基中加入氨基嘌呤可阻斷細胞內(nèi)由糖和氨基酸合成核苷酸進而合成DNA的過程，從而抑制DNA通過此途徑進行復制，因此用此種培育基進行篩選時，培育基中的骨髓瘤細胞的DNA復制過程被阻斷，不能生長，而受抗原刺激后的淋巴細胞也不能增殖，則篩選出來的就都是雜交瘤細胞。[答案](1)動物細胞培育動物細胞融合(2)抗原抗體體液(3)①氨基嘌呤②能無限增殖并分泌特異性抗體(必需答全)(4)人絨毛膜促性腺激素(或HCG)[鏈一串]1．植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較植物體細胞雜交動物細胞融合細胞融合原理細胞膜的流淌性、植物細胞的全能性細胞膜的流淌性細胞融合方法用纖維素酶、果膠酶去除細胞壁后誘導原生質(zhì)體融合用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細胞分散后，誘導細胞融合誘導手段離心、電刺激、振動、顯微操作、聚乙二醇等誘導與植物體細胞雜交相比，還可用滅活的病毒誘導結(jié)果獲得雜種植株獲得雜種細胞，以生產(chǎn)細胞產(chǎn)品用途克服遠緣雜交不親和的障礙，擴展雜交親本范圍，培育新品種制備單克隆抗體、病毒疫苗、干擾素等相同點①兩者在融合過程中都會發(fā)生多種融合方式，如A—A，B—B，A—B，因此要進行篩選②兩者都要用到細胞融合和細胞培育兩種技術(shù)手段2．細胞融合兩次篩選的目的及方法(1)在特定的選擇性培育基上，未融合的親本細胞(B淋巴細胞和骨髓瘤細胞)和融合的具有同種核的細胞(BB融合細胞、瘤瘤融合細胞)都會死亡，只有融合的雜種細胞(雜交瘤細胞)才能生長。這種雜種細胞的特點是既能快速大量繁殖，又能產(chǎn)生單一的特異性抗體。(2)經(jīng)選擇性培育的雜交瘤細胞并非都是能分泌所需抗體的細胞(很多種雜交瘤細胞)，需經(jīng)克隆化培育和抗體檢測，經(jīng)多次篩選后可獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細胞。[關(guān)鍵一點]抗體是由B淋巴細胞分泌的，每一種B淋巴細胞只能分泌一種特異性抗體，要想得到大量的單一抗體，必需將同一種B淋巴細胞大量克隆，但在體外培育的條件下，一個B淋巴細胞不能無限增殖，而骨髓瘤細胞可以在體外無限增殖，因此，通過細胞融合可得到既能分泌特異性抗體、又能無限增殖的雜交瘤細胞。[通一類]5．(2021·重慶高考)下圖是單克隆抗體制備流程的簡明示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是()A．①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應T淋巴細胞B．②中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細胞的形成C．③同時具有脾臟細胞和鼠骨髓瘤細胞的特性D．④是經(jīng)篩選培育獲得的能分泌特異性抗體的細胞群解析：選D圖示①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應B細胞(漿細胞)；胰蛋白酶常用在動物細胞培育過程中，其作用是使組織分散成單個細胞，圖示②中應使用促融劑如聚乙二醇(PEG)；圖示③為雜交瘤細胞，其同時具有漿細胞產(chǎn)生抗體的特性和骨髓瘤細胞無限增殖的特性；圖示④是經(jīng)篩選獲得的能分泌特異性抗體的雜交瘤細胞。6．依據(jù)單克隆抗體制備流程示意圖推斷以下選項中正確的是()A．單克隆抗體技術(shù)的原理包括細胞增殖、細胞膜的流淌性、細胞的全能性等B．依據(jù)培育基的物理性質(zhì)分類，圖中HAT培育基屬于選擇培育基C．在制備單克隆抗體的過程中有兩次篩選，第一次是篩選雜交瘤細胞，其次次是篩選能夠產(chǎn)生高特異性抗體的雜交瘤細胞D．小鼠骨髓瘤細胞染色體數(shù)是40，B淋巴細胞的染色體數(shù)為46，融合后形成的雜交瘤細胞DNA分子數(shù)為86解析：選CA項不能體現(xiàn)細胞的全能性；B項中選擇培育基是按用途劃分的；D項中融合的細胞的細胞質(zhì)中也含有DNA分子。一、選擇題1．下列有關(guān)植物細胞工程的敘述，正確的是()A．脫分化過程中植物細胞會失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能B．再分化過程中只需要細胞分裂素作用即可C．白菜與甘藍均為二倍體，經(jīng)體細胞雜交可得二倍體“白菜—甘藍”新品種D．植物體細胞雜交與動物細胞融合的方法完全全都解析：選A再分化過程中需生長素與細胞分裂素共同作用，只是細胞分裂素的效應高于生長素；因雜交細胞含有兩個物種的四個染色體組，所以兩種二倍體經(jīng)體細胞雜交所得生物為異源四倍體；動物細胞融合可用滅活的病毒處理，而植物體細胞雜交不能。2．(2021·重慶高考)某愛好小組擬用組織培育繁殖一種貴重花卉，其技術(shù)路線為“取材→消毒→愈傷組織培育→出芽→生根→移栽”。下列有關(guān)敘述，錯誤的是()A．消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又削減消毒劑對細胞的損害B．在愈傷組織培育中加入細胞融合的誘導劑，可獲得染色體加倍的細胞C．出芽是細胞再分化的結(jié)果，受基因選擇性表達的調(diào)控D．生根時，培育基通常應含α-萘乙酸等生長素類調(diào)整劑解析：選B植物組織培育中消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又削減消毒劑對培育材料的損害；植物體細胞的雜交需先除去細胞壁得到原生質(zhì)體，再在細胞融合誘導劑作用下獲得染色體加倍的細胞；細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達；植物組織培育過程中，生根階段的培育基中通常應含有生長素類調(diào)整劑。3．細胞工程中，選擇合適的生物材料是成功的關(guān)鍵。下列選擇不合理的是()A．選擇高度分化的動物體細胞進行培育有利于獲得大量細胞B．選擇胚胎細胞作為核供體進行核移植可提高克隆動物的成功率C．選擇確定大小的植物莖尖進行組織培育可獲得脫毒苗D．選擇植物的愈傷組織進行誘變處理可獲得優(yōu)質(zhì)的突變體解析：選A培育動物細胞時，應當選擇增殖力氣強、分化程度低的組織或器官，如幼齡動物的組織。胚胎細胞的分化程度低，進行核移植能夠提高克隆動物的成功率。植物莖尖由于沒有病毒，通過植物組織培育可以獲得脫毒苗。愈傷組織的分裂力氣強，對其進行誘變處理后可獲得優(yōu)質(zhì)的突變體。4．下列關(guān)于動物細胞培育的敘述中，正確的是()A．動物細胞培育的目的就是為獲得細胞分泌蛋白B．動物細胞培育前要用胰蛋白酶處理使細胞分散開C．動物細胞培育通常不會毀滅接觸抑制現(xiàn)象D．可以通過細胞培育技術(shù)獲得完整的動物個體解析：選B動物細胞的培育是為了獲得更多的動物細胞，不同于植物組織培育，它無法獲得完整動物個體。在培育之前對材料要用胰蛋白酶處理使細胞分散開，在培育過程中動物細胞會毀滅接觸抑制現(xiàn)象。5．下列與細胞工程技術(shù)相關(guān)的表述中，不正確的是()A．植物體細胞雜交技術(shù)可以克服常規(guī)的遠緣雜交不親和障礙B．動物細胞培育與植物組織培育所用的培育基成分相同C．動物細胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同D．植物組織培育技術(shù)的理論基礎是細胞的全能性解析：選B植物體細胞雜交可以把來自不同植物細胞融合在一起，克服了自然狀態(tài)下植物間遠緣雜交不親和障礙，融合后的細胞能培育成一個植物個體，體現(xiàn)了植物細胞全能性，細胞融合原理是膜的流淌性，但植物細胞培育基除基本成格外還需要植物激素，動物細胞培育液還需要動物血清。6．某爭辯小組為測定藥物對體外培育細胞的毒性，預備對某種動物的肝腫瘤細胞(甲)和正常肝細胞(乙)進行動物細胞培育。下列說法正確的是()A．在利用兩種肝組織塊制備肝細胞懸液時，也可用胃蛋白酶處理B．細胞培育過程中加入的O2和CO2作用相同C．甲、乙細胞在持續(xù)的原代培育過程中，乙會毀滅停止增殖的現(xiàn)象D．僅用該培育液也能用來培育乙肝病毒解析：選C胃蛋白酶最適pH值接近于2，在酸性條件下作用強，而細胞培育液的pH值接近于中性，所以不能用胃蛋白酶處理。CO2的作用是調(diào)整細胞培育液的pH值，而O2是細胞代謝所必需的。由于存在細胞接觸抑制現(xiàn)象，所以在原代培育過程中，乙會毀滅停止增殖的現(xiàn)象，需要傳代培育獲得細胞株和細胞系；病毒在活細胞內(nèi)才能增殖，不能用培育細胞的培育液進行培育。二、非選擇題7．將胚狀體包埋在一個能供應養(yǎng)分的膠質(zhì)中，便成了所謂的人工種子。其培育過程如圖所示，請回答：(1)人工種子依據(jù)的原理是________，經(jīng)過________________技術(shù)培育而成的。(2)包埋胚狀體的膠質(zhì)可以看做種子的哪部分結(jié)構(gòu)？________________。(3)假如外植體為植物的莖尖，通過①的處理可使細胞彼此分別，可加入______(填序號)。A．蛋白酶B．淀粉酶C．果膠酶D．胰蛋白酶(4)②表示脫分化過程，其實質(zhì)是______________；③表示再分化的過程，其實質(zhì)是_____。(5)從上面所述胚狀體的類型分析，人工種子萌發(fā)長成的植株是否可育？_____________。解析：(1)人工種子能發(fā)育成完整的植株，說明其細胞內(nèi)含有個體發(fā)育的全部遺傳信息，因此依據(jù)的原理是細胞的全能性，經(jīng)過植物組織培育得以表達。(2)包埋胚狀體的膠質(zhì)有疼惜胚狀體的作用，同時又可以為胚狀體供應養(yǎng)分物質(zhì)，所以可以看做種皮及胚乳。(3)使植物細胞彼此分別可以使用果膠酶，由于植物細胞壁的主要成分是果膠。(4)脫分化實質(zhì)上是恢復分裂力氣，而再分化就是分化，其實質(zhì)是基因的選擇性表達。(5)由題目信息可知，人工種子的胚狀體可來自莖尖、芽尖、子房、花粉等，假如來自花粉，得到的個體是單倍體，單倍體一般高度不育。答案：(1)細胞的全能性植物組織培育(2)種皮及供應養(yǎng)分的胚乳或子葉(3)C(4)使細胞恢復分裂基因的選擇性表達(5)若是由花粉(或三倍體植物的養(yǎng)分器官)發(fā)育而來的則不行育，若是由莖尖、根尖等養(yǎng)分器官發(fā)育而來的則可育8．(2021·天津高考)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用確定劑量的紫外線處理黑芥原生質(zhì)體可使其染色體片段化，并丟失再生力氣。再利用此原生質(zhì)體作為部分遺傳物質(zhì)的供體與完整的花椰菜原生質(zhì)體融合，以獲得抗黑腐病雜種植株。流程如下圖。據(jù)圖回答下列問題：(1)過程①所需的酶是________________________________________________________。(2)過程②后，在顯微鏡下觀看融合的活細胞中有供體的________存在，這一特征可作為初步篩選雜種細胞的標志。(3)原生質(zhì)體培育液中需要加入適宜濃度的甘露醇以保持確定的滲透壓，其作用是____。原生質(zhì)體經(jīng)過________再生，進而分裂和脫分化形成愈傷組織。(4)若分析再生植株的染色體變異類型，應剪取再生植株和________植株的根尖，通過________、________、染色和制片等過程制成裝片，然后在顯微鏡下觀看比較染色體的形態(tài)和數(shù)目。(5)接受特異性引物對花椰菜和黑芥基因組DNA進行PCR擴增，得到兩親本的差異性條帶，可用于雜種植株的鑒定。下圖是用該引物對雙親及再生植株1～4進行PCR擴增的結(jié)果。據(jù)圖推斷，再生植株1～4中確定是雜種植株的有____________________。(6)對雜種植株進行________接種試驗，可篩選出具有高抗性的雜種植株。解析：圖中(1)過程①是獲得黑芥葉肉細胞的原生質(zhì)體和花椰菜根細胞的原生質(zhì)體，該過程需用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁。(2)供體細胞為黑芥葉肉細胞含有葉綠體，而受體花椰菜的根細胞無葉綠體，因此可以依據(jù)葉綠體的有無初步篩選出雜種細胞。(3)加入甘露醇以保持滲透壓，是為了維持原生質(zhì)體的完整性，防止原生質(zhì)體吸水漲破。原生質(zhì)體再生出細胞壁，經(jīng)過脫分化形成愈傷組織。(4)若分析再生植株的染色體變異類型，需將再生植株細胞的染色體與親本即黑芥和花椰菜的染色體進行比較；觀看染色體的形態(tài)和數(shù)目需在有絲分裂中期觀看，因此需要經(jīng)過解離、漂洗、染色、制片等過程制成裝片。(5)雜種植株需含有雙親的遺傳物質(zhì)，分析圖形可知，再生植株1、2、3、4均含有花椰菜的DNA，其中1含有黑芥的全部DNA,2、4含有黑芥的部分DNA，而3不含有黑芥的DNA，因此1、2、4確定是雜種植株。(6)為培育具有抗黑腐病的雜種植株，需對得到的雜種植株進行黑腐病菌接種試驗，觀看其是否患病，不患病的即為高抗性的雜種植株。答案：(1)纖維素酶和果膠酶(2)葉綠體(3)保持原生質(zhì)體完整性細胞壁(4)雙親(或花椰菜和黑芥)解離漂洗(5)1、2、4(6)黑腐病菌9．(2022·泉州質(zhì)檢)狂犬病的病原體為RNA病毒，其表面的G蛋白可作為主要抗原用于制備狂犬病疫苗。爭辯人員利用生物工程技術(shù)培育出轉(zhuǎn)G基因番茄，實現(xiàn)G蛋白的大量生產(chǎn)。其基本技術(shù)流程如下圖。請回答：eq\x(病毒)eq\o(→,\s\up7(提取))eq\x(RNA)eq\o(→,\s\up7(①))Meq\o(→,\s\up7(PCR))eq\x(G基因)eq\o(→,\s\up7(構(gòu)建))eq\x(G基因表達載體)eq\o(→,\s\up7(②))eq\x(番茄細胞)eq\o(→,\s\up7(脫分化))Neq\o(→,\s\up7(③))eq\x(胚狀體)eq\o(→,\s\up7(發(fā)育))eq\x(轉(zhuǎn)基因番茄)(1)圖中，過程①稱為________________；過程②接受最多的方法是_________________。(2)圖中，N稱為_______________________；過程③稱為_________________________。(3)食用G基因已有效表達的轉(zhuǎn)基因番茄果實________(填“能”或“不能”)預防狂犬病。解析：(1)由于M能通過PCR獲得G基因，所以M為基因，過程①稱為反轉(zhuǎn)錄(或逆轉(zhuǎn)錄)，基因表達載體導入植物細胞接受最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(2)分化的番茄細胞通過脫分化得到N稱為愈傷組織，然后再通過過程③再分化得到胚狀體。(3)食用G蛋白會破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，所以不能預防狂犬病。答案：(1)反轉(zhuǎn)錄(或逆轉(zhuǎn)錄)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(2)愈傷組織再分化(3)不能10．科學家通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了含有人生長激素基因的奶牛，假如要加速轉(zhuǎn)基因奶牛的繁育，可以對此轉(zhuǎn)基因奶牛進行克隆(如下圖所示)，請結(jié)合圖示回答下列問題：(1)在進行細胞培育時，要對取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織細胞進行分散處理，形成單個細胞，這個過程中需要利用________酶處理。(2)形成重組細胞時應選用________期的卵母細胞，去掉其細胞核的緣由是__________。(3)假如重組細胞為貼附性細胞，則在進行原代培育時，會表現(xiàn)出________和__________等特點。(4)圖中犢牛并非是對體細胞核供體母牛100%的復制，其主要緣由是_______、________。(5)上圖中所示的生物技術(shù)整體被稱為________。其包括的具體生物技術(shù)有________、________等。轉(zhuǎn)基因奶牛的克隆成功，說明白動物________________具有全能性。解析：(1)胰蛋白酶可以水解動物細胞間的蛋白質(zhì)成分，使細胞相互分別。(2)利用核移植形成重組細胞時需要用發(fā)育至減Ⅱ中期的卵母細胞，若不對其做去核處理，重組細胞的遺傳物質(zhì)含量就不正常。(3)貼附性細胞表現(xiàn)出貼壁生長的特性，并且會毀滅接觸抑制現(xiàn)象，故要定期用胰蛋白酶將貼壁生長的細胞從瓶壁上分別下來。(4)重組細胞的遺傳物質(zhì)源于體細胞的細胞核和卵細胞的細胞質(zhì)，同時生長環(huán)境對其表現(xiàn)型也有影響。(5)圖示為體細胞核移植技術(shù)，所包括的技術(shù)有動物細胞培育、胚胎移植等。轉(zhuǎn)基因奶牛培育成功，說明動物體細胞核具有全能性。答案：(1)胰蛋白(或膠原蛋白)(2)減Ⅱ中使克隆出的動物個體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細胞(或“避開卵細胞中的遺傳物質(zhì)對后代造成干擾”，其他合理答案也可)(3)貼壁生長(或細胞貼壁)接觸抑制(兩空挨次可以顛倒)(4)生物的性狀受細胞核基因和細胞質(zhì)基因共同把