2023届高考生物考前冲刺过关查补易混易错点14植物细胞动物细胞以及胚胎工程

查补易混易错点14植物细胞、动物细胞以及胚胎工程【★01教材方位直击】本专题选自选修三的内容，对于植物细胞工程这个专题会以图文结合的形式综合考查学生对植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术及其应用的知识的识记和理解能力。解答本题需熟记并理解植物体细胞杂交过程、植物组织培养过程及其应用并形成清晰的知识网络。要求学生对植物细胞工程非常的熟练，在此基础上，结合问题情境，进行解答。对于动物细胞工程，则是重在考察解答胞融合技术和单克隆抗体的制备流程，弄清楚杂交瘤细胞的来源和诱导融合的方法，明确融合后的杂交瘤细胞是需要进行筛选和克隆化培养的。对于胚胎工程，学生要注意掌握如下细节知识点：供受体的生理变化是相同的，为胚胎移入创造了生理环境；早期胚胎形成后处于游离状态，为胚胎收集提供了可能；受体对外来胚胎基本不发生免疫排斥，为胚胎在受体内的存活提供了可能；供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，不影响移入胚胎的遗传特性等。【★02易混易错归纳】易错点01植物细胞工程1.1植物组织培养1．理论基础植物细胞的全能性。2.植物组织培养的概念在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。3．操作流程eq\x(离体的器官、组织或细胞)eq\o(→,\s\up7(脱分化))eq\x(愈伤组织)eq\o(→,\s\up7(再分化))eq\x(试管苗)（1）脱分化：让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，进而形成愈伤组织的过程。（2）再分化：愈伤组织在一定的培养条件下，分化出幼根和芽，进而形成完整小植株的过程。4．植物激素在植物组织培养中的作用生长素/细胞分裂素的比值作用效果比值高时促进根分化，抑制芽形成比值低时促进芽分化，抑制根形成比值适中促进愈伤组织形成1.2植物体细胞杂交的过程①过程是原生质体的获取。常用方法是酶解法去除细胞壁，所用到的酶是纤维素酶和果胶酶。这样可以获得具有活力的原生质体。②过程是原生质体间的融合。该过程必须要借助一定的技术手段进行人工诱导。人工诱导的方法基本分为两大类——物理法和化学法。物理法包括离心、振动、电激等，化学法一般用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂来诱导细胞融合。③过程是杂种细胞形成。杂种细胞形成的标志是杂种细胞再生出细胞壁。在此过程中活跃的细胞器是高尔基体。④⑤过程是杂种植株的产生。通过植物组织培养的方法将杂种细胞培育成杂种植株。2．植物体细胞杂交过程中的注意事项（1）植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖且浓度略大于植物细胞质浓度，目的是蔗糖不仅为原生质体提供营养，而且还能维持一定的渗透压，使原生质体保持正常的形态。（2）体细胞融合成功后培养基中共有5种细胞类型（A、B、AA、BB、AB），其中融合细胞类型有3种（AA、BB、AB），而真正符合要求的是AB，因此要对融合细胞进行筛选。（3）体细胞杂交过程中涉及的遗传知识：①从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的形成和结合，应属于无性生殖，变异类型应是染色体数目的变异，但由于含有两个亲本的遗传物质，因此具有两个亲本的遗传性状。②体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。若一植物细胞含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则新植株应为异源四倍体，其体细胞中染色体为（2x＋2y）条，4个染色体组，基因型为AabbccDd。③培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传定律，只有在有性生殖进行减数分裂过程中才符合遗传定律，而体细胞杂交没有此过程。易错点02动物细胞工程2.1动物细胞培养1．动物细胞培养过程分析（1）过程：（2）贴壁生长现象及接触抑制现象：①贴壁生长：动物细胞在液体培养基中悬浮生长一段时间之后，大部分细胞会贴附在培养瓶壁上生长。②接触抑制：细胞进行有丝分裂，数目增加到表面相互接触时，停止分裂增殖，出现接触抑制现象。（3）原代培养和传代培养：①原代培养：动物组织消化后的初次培养。②传代培养：原代培养过程中，贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶培养，让细胞继续增殖。（4）细胞株和细胞系：①细胞株：传代培养的细胞能传到10～50代，这样的传代细胞称为细胞株。②细胞系：传代培养的细胞在传到50代后，有部分细胞的遗传物质发生了改变，获得不死性，这种具有癌变特点的细胞称为细胞系。2．动物细胞培养与植物组织培养的比较项目植物组织培养动物细胞培养生物学原理细胞全能性细胞增殖培养基性质固体液体培养基成分蔗糖、氨基酸、水、矿物质、生长素、细胞分裂素、琼脂等葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、水、血清、血浆等培养结果新的植株或组织细胞株或细胞系应用①快速繁殖②培育无病毒植株③细胞产物的工厂化生产④制作人工种子①生产病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等②检测有毒物质③生理、病理、药理研究培养条件无菌、适宜的温度和pH取材植物器官、组织或细胞动物早期胚胎、幼龄动物器官或组织培养对象植物器官、组织或细胞分散的单个细胞过程脱分化、再分化原代培养、传代培养细胞分裂、生长、分化特点①分裂：形成愈伤组织②分化：形成根、芽①只分裂不分化②贴壁生长③接触抑制2.2动物体细胞核移植技术1．核移植过程分析（1）为了确保核移植形成的克隆动物的遗传物质全部来自于有优良性状的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移植到受体细胞内之前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏掉。（2）细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性。而克隆动物的形成则利用了动物细胞核的全能性。（3）细胞融合后构建重组胚胎，并移植到代孕母体内获得克隆动物，需要胚胎工程技术的支持。2．克隆动物的遗传特点（1）克隆动物的性状与细胞核供体生物的性状基本相同，但不完全相同，因为：①克隆动物的细胞质遗传物质来自于受体卵母细胞的细胞质。②生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。（2）核移植过程中细胞核只来自于一个个体，因此核遗传物质与供体的相同，属于无性繁殖，不会改变生物体的基因型。[特别提醒]（1）核移植技术的供体细胞不能选择生殖细胞的细胞核，因为生殖细胞与正常体细胞相比，遗传物质是减半的。（2）哺乳动物细胞核移植可分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。胚胎细胞核移植较易成功，体细胞核移植较难成功。2.3动物细胞融合与单克隆抗体1．细胞融合的过程分析细胞融合的过程包括细胞膜融合、细胞质融合和细胞核融合，其中细胞膜融合是细胞融合的先导，在细胞膜融合中体现出细胞膜具有一定的流动性。注意：（1）动物细胞核融合发生在杂种细胞的有丝分裂过程中。（2）灭活的病毒只适用于动物细胞融合。2．单克隆抗体的制备过程（1）（2）解决思路：将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞。（3）制备过程：（4）单克隆抗体的特点：特异性强、灵敏度高，并可大量制备。（5）单克隆抗体的应用：①作为诊断试剂，具有准确、高效、简易、快速的优点。②用于治疗疾病和运载药物。1．血清抗体与单克隆抗体的比较项目产生特点血清抗体由B淋巴细胞分泌一般从血清中分离，产量低、纯度低、特异性差单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌特异性强、灵敏度高，能大量制备2．制备单克隆抗体过程中两次筛选的目的不同（1）第一次筛选是将未融合的B淋巴细胞、骨髓瘤细胞以及B—B融合、瘤—瘤融合的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出杂交瘤细胞。（2）第二次筛选是将产生特定抗体的B—瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内取免疫过的B淋巴细胞时会取出很多种，形成的杂交瘤细胞有很多种，所以需筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。易错点03胚胎工程3.1早期胚胎培养1．哺乳动物胚胎的培养液成分无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。2．胚胎早期培养的目的（1）精子和卵细胞在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。（2）当胚胎发育到适宜的阶段时，进行受体移植或冷冻保存。3.2早期胚胎移植1．胚胎移植成功的保障第一，供、受体生殖器官的生理变化是相同的。第二，哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。第三，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。第四，供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但移入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受任何影响。2．胚胎移植的基本程序eq\x(对供、受体母牛进行选择，并用激素进行同期发情处理)↓eq\x(用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理)↓eq\x(超数排卵的母牛与优良的公牛进行配种或人工授精)↓eq\x(收集胚胎(冲卵))↓eq\x(对胚胎进行质量检查、培养或保存)↓eq\x(胚胎移植)↓eq\x(对受体母牛进行是否妊娠的检查)↓eq\x(受体母牛产下胚胎移植的犊牛)3．胚胎移植的意义（1）加速育种工作和品种改良。（2）大量节省购买种畜的费用。（3）一胎多产。（4）保存优良品种资源和濒危物种。（5）可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。3.3胚胎分割（1）过程：eq\x(将发育良好的胚胎移入含操作液的培养皿中)↓在显微镜下切割胚胎或采用酶处理桑椹胚的细胞↓eq\x(分割胚胎或细胞移植给受体或体外培养到囊胚阶段)↓eq\x(移植到受体内，着床发育产仔)（2）注意事项：①对囊胚阶段胚胎进行分割时一定要均分内细胞团，若分割不均，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。②分割的份数越多，每一份的细胞数会越少，不但难以做到均等分割，而且作为囊胚期的胚胎内细胞团的细胞所受的影响会越大。因此，分割的份数越多，技术难度会越大，移植后的恢复和发育的难度会越大，移植成功率自然会降低。【★03真题好题演练】真题模拟演练：1.（2020·浙江7月选考）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（T-DNA），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T-DNA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丛状苗的过程与利用茎段诱导产生愈伤组织再获得丛状苗的过程相比，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.提高大量元素浓度D.不添加琼脂）。

【解析】本题主要考查基因工程及植物克隆。（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，而且遗传性状稳定。（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，并进一步分化形成根的分生组织，最终形成根。比较发芽培养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B2.（2020·全国Ⅰ卷）为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。回答下列问题：（1）上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是。

（2）写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：。

（3）为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于，使用该培养基进行细胞培养的结果是。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是。

（4）若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有（答出2点即可）。

【解析】本题主要考查动物细胞培养、动物细胞融合与单克隆抗体的制备。（1）实验前给小鼠甲注射病毒A，是为了诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。（2）制备单细胞悬液时可以取小鼠的脾脏，剪碎组织，用胰蛋白酶处理获得单个细胞，加入培养液即可。（3）图中筛选1需要用到选择培养基，只有杂交瘤细胞可以存活。筛选2是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞，该过程要用到抗原—抗体杂交，故筛选所依据的原理是抗原与抗体反应具有特异性。（4）获得能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞后，生产单克隆抗体的过程有体外培养和体内培养两条途径。体外培养是指在体外培养液中进行培养，从培养液中提取单克隆抗体；体内培养是指将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖，从小鼠腹水中提取单克隆抗体。答案：（1）诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞（2）取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液（3）选择培养基只有杂交瘤细胞能够生存抗原与抗体的反应具有特异性（4）将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外培养3.（2020·全国Ⅲ卷）W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。回答下列问题：（1）步骤①中需要使用的工具酶有。步骤②和③所代表的操作分别是和。步骤④称为。

（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的（答出2点即可）的限制。

（3）一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息（填“相同”或“不同”），原因是。

（4）从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有（答出2点即可）。【解析】本题考查了基因工程、细胞工程和胚胎工程的相关内容。（1）基因工程用的工具酶有限制酶和DNA连接酶。通过图示可知，步骤②和③所代表的操作分别是显微注射、早期胚胎培养，步骤④称为胚胎移植。（2）膀胱生物反应器既不受动物性别的限制，也不受是否处于生殖期的限制。（3）同一个体的不同细胞的细胞核中，遗传物质是相同的，因为这两种上皮细胞都是受精卵经过有丝分裂形成的，遗传物质不发生改变。（4）通过图示可知，此流程主要涉及的技术有转基因技术、体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植。答案：（1）限制酶、DNA连接酶显微注射早期胚胎培养胚胎移植（2）性别、生殖期（合理即可）（3）相同这两种上皮细胞都是由受精卵经过有丝分裂形成的，遗传物质不发生改变（4）早期胚胎培养、胚胎移植（或体外受精）4.（2020·天津等级考）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/（μmol·L-1）生长素浓度/（μmol·L-1）Ⅰ诱导形成愈伤组织m1n1Ⅱ诱导形成幼芽m2n2Ⅲ诱导生根m3n3据表回答：（1）Ⅰ阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是。

（2）在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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（m1>2.0），以0.5μmol·L-1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μmol·L-1。

（4）Ⅲ阶段时，科研人员分别选用浓度低于或高于n3μmol·L-1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】本题主要考查植物组织培养和植物激素调节。（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0.5μmol·L-1为梯度，设计5个浓度水平的实验，m1应为中间浓度，则最高浓度应为m1+1.0μmol·L-1。（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、Ⅱ、Ⅲ（3）m1+1.0（4）浸泡法（长时间处理）沾蘸法（短时间处理）（5）Ⅰ好题演练：1．（2021·辽宁·本溪满族自治县高级中学）细胞工程是一门新兴的生物工程技术，在动植物育种、药物提取、药物生产等领域的应用十分广泛。利用所学知识回答以下关于细胞工程的相关问题：（1）植物细胞工程育种的流程如下图所示：杂种细胞→愈伤组织胚状体目的植物①甲、乙原生质体融合体现了生物膜的________性。诱导甲、乙原生质体融合常用的物理法和化学诱导剂分别是__________。②利用杂种细胞采用植物组织培养技术可以培育成杂种植株，该技术的核心步骤是________________，启动核心步骤的关键性植物激素是________________。（2）已知西湖龙井含有的茶碱是植物细胞的代谢产物，具有提神、抗衰老功效，可用植物组织培养来实现茶碱的工业化生产。①若利用植物组织培养技术，可将龙井茶叶细胞培养到________阶段，然后从________（填细胞器）中提取茶碱。②利用植物组织培养技术培养的龙井茶不仅可以保持优良品种的________，还可以高效实现种苗快速繁殖。如果想获得脱毒的龙井茶苗，可以切取一定大小的________等进行组织培养。【答案】流动离心、振动、电激和聚乙二醇脱分化、再分化生长素和细胞分裂素愈伤组织液泡遗传特性茎尖（根尖或芽尖也可）【解析】1.植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。（1）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等．化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。（2）细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。（3）植物体细胞杂交的重点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束。（4）杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。2.植物细胞工程技术的应用：植物繁殖的新途径（微型繁殖、作物脱毒、人工种子）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。【详解】（1）①生物膜的流动性是甲、乙原生质体融合的基础。诱导甲、乙原生质体融合常用的物理法如离心、振动、电激，化学诱导剂如聚乙二醇；②植物组织培养技术步骤包括脱分化和再分化两过程，启动核心步骤的关键性植物激素是生长素和细胞分裂素的浓度和比例；（2）①茶碱存在于西湖龙井茶叶细胞的液泡中。若利用植物组织培养技术从龙井茶叶细胞中提取茶碱，可将龙井茶叶细胞培养到愈伤组织阶段，然后从液泡中提取；②利用植物组织培养技术培养龙井茶的过程属于无性繁殖，无性繁殖可以保持优良品种的遗传特性。植物分生区附近（如茎尖、根尖和芽尖等）的病毒极少，甚至无病毒，因此可以切取一定大小的茎尖等进行组织培养，以获得脱毒的龙井茶苗。2．（2016·上海静安·）对艾滋病的疫苗研究，经历了三个“时代”，早期，科学工作者从HIV感染自愈者体内采取相应免疫细胞，使之与骨髓瘤细胞结合，生产HIV的抗体，具体过程见下图1：（1）上述过程①的生物技术称为_____技术；（2）要获得纯净、单一的抗体，上图过程最关键的操作要点是_____．随后，转基因技术被运用到了HIV的疫苗的研制工作中，科学工作者研制的第二代HIV疫苗的操作简要路径见下图2：（3）过程②所用限制酶必须一致，其理由是_____。（4）用该方法产生的疫苗进行接种，与上述图1的抗体注射方法的免疫功能相比，其关键的优势是_____；（5）该疫苗接种，具有一定的HIV防疫作用，但不能治愈HIV感染者，从免疫学角度分析，不能治愈的主要原因是_____。用X、Y两种限制酶作用于病毒DNA片段，并进行电泳分析，其结果见图3：（6）A至D选项中，关于两种酶切位置的判断正确的是_____科学工作者发现一种蛋白质（D4﹣Ig），它能与HIV表面的糖蛋白结合，从而使HIV失去侵染T细胞的能力；腺相关病毒是杆状病毒，无激活复制基因，对人体相对安全。腺相关病毒其基因组中含有常用病毒衣壳基因rep和复制相关蛋白基因cap，为安全起见，需要去除复制基因．目前，科学家利用其相关实验研究，实验工作相关信息如图4：（7）目的基因运载体是_____．（8）过程①需要对D4﹣Ig蛋白进行_____，才能人工合成D4﹣Ig基因．这个过程产生的基因组可能在某些碱基上有所不同，其原因是_____（9）被两种病毒双重感染的T细胞解体的HIV病毒相比入侵时的差异是_____。【答案】细胞融合单个免疫B细胞与重骨髓瘤细胞融合或在选择培养基上进行选择只要切口和接口具有相同的粘性末端即可血液中抗体含量因代谢会逐渐降低，而抗原可以激发B细胞产生记忆细胞，较长时间维持较高抗体浓度HIV寄生于细胞内，抗体只能应对内环境体液中的病毒C腺相关病毒（或腺相关病毒粒子和腺相关病毒基因组）氨基酸种类与序列测定有些氨基酸会有2种以上的密码子HIV病毒的衣壳蛋白已经与D4﹣Ig蛋白结合，失去再感染T细胞能力【解析】【详解】（1）上①为HIV自愈者免疫细胞与骨髓瘤细胞融合的过程，采用细胞融合技术。（2）获得纯净、单一的抗体，关键是单个免疫B细胞与重骨髓瘤细胞融合或在选择培养基上进行选择。（3）②是基因表达载体的构建过程，外源DNA片段和质粒需用同种限制酶切割，以产生相同的黏性末端，切口和接口具有相同的黏性末端时即可被DNA连接酶连接。（4）疫苗接种比抗体注射的优势在于血液中抗体含量因代谢会逐渐降低，而抗原可以激发B细胞产生记忆细胞，较长时间维持较高抗体浓度。（5）HIV病毒寄生于细胞内，抗体只能清除内环境体液中的病毒，该疫苗接种具有一定的HIV防疫作用，但不能治愈HIV感染者。（6）用X酶单独切割能形成500、5000和4500三种大小的片段，这与图3不符，A错误。用Y酶单独切割能形成500和9500两种大小的片段，这与图3不符，B错误。C.用X酶单独切割能形成3500、6000和500三种大小的片段，用Y酶单独切割能形成8000和2000两种大小的片段，用X酶和Y酶同时切割能形成4500、3500、1500和500四种大小的片段，这与图3相符，C正确。用Y酶单独切割能形成1500和8500两种大小的片段，这与图3不符，D错误。故C。（7）由图可知，目的基因运载体是腺相关病毒。（8）过程①是采用人工合成法获得目的基因，需要对D4﹣Ig蛋白进行氨基酸种类与序列测定才能人工合成D4﹣Ig基因。由于密码子具有简并性，有些氨基酸会有2种以上的密码子，合成基因组可能在某些碱基上有所不同。（9）“蛋白质（D4﹣Ig），它能与HIV表面的糖蛋白结合，从而使HIV失去侵染T细胞的能力”，因此被两种病毒双重感染的T细胞解体的HIV病毒相比入侵时的差异是HIV病毒的衣壳蛋白已经与D4﹣Ig蛋白结合，失去再感染T细胞能力。3．（2019·全国·）布鲁菌病是一种由布鲁菌引起的人兽共患传染病，布鲁菌感染后引起宿主产生明显的体液免疫反应，机体主要是针对布鲁菌表面的脂多糖（LPS）产生抗体。在我国，布鲁菌病的危害日益增加，因此制备效价高、反应原性强、敏感性高、应用范围广的布鲁菌LPS单克隆抗体对于布鲁菌检测及防控具有重要价值。回答下列相关问题：（1）将LPS注射到小鼠体内，一段时间后，取静脉血收集血清，检测是否有抗体产生。取抗体产生量较高小鼠的脾脏中的B细胞与____________进行诱导融合，以获得杂交瘤细胞。若采用化学方法进行诱导，常用诱导剂是____________。杂交瘤细胞只能产生一种单一抗体的原因是________________________。（2）将融合后的细胞在加入特殊物质的____________培养基上培养。在此培养基上，只有杂交瘤细胞能够生长，杂交瘤细胞的特点是____________。获得的杂交瘤细胞还要经过专一抗体检测，筛选出能产生____________的杂交瘤细胞，然后进行____________培养。（3）欲检验获得的抗体效果，可将抗体注入____________的小鼠体内，观察小鼠的生活状态并采集血清对各项指标进行检测。【答案】骨髓瘤细胞聚乙二醇（PEG）每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体选择既能大量增殖又能产生特异性抗体LPS抗体（特定抗体、所需抗体）克隆化受布鲁菌感染【分析】单克隆抗体的制备过程是：对小动物注射抗原，从该动物的脾脏中获取效应B细胞，将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合，筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞，克隆化培养杂交瘤细胞（体内培养和体外培养），最后获取单克隆抗体；诱导动物细胞融合的方法有：物理法（离心、振动）、化学法（聚乙二醇）、生物法（灭活的病毒）。【详解】（1）杂交瘤细胞是由相应的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而成的；常用的化学诱导剂是聚乙二醇（PEG）；由于每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，所以杂交瘤细胞只能产生一种单一抗体。（2）融合细胞有多种，因此应该将融合后的细胞在加入特殊物质的选择培养基上培养，以筛选出杂交瘤细胞；杂交瘤细胞的特点是既能大量增殖又能产生特异性抗体；细胞中基因是选择性表达的，因此杂交瘤细胞还要经过专一抗体检测，筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，然后进行克隆化培养，获得单克隆抗体。（3）欲检验获得的抗体效果，可将抗体注入受布鲁菌感染的小鼠体内，观察小鼠的生活状态并采集血清对各项指标进行检测。4．（2020·江苏·启东中学）EV71是引发手足口病的一种人肠道病毒。为制备抗EV71的单克隆抗体，科研人员用小鼠进行实验。（1）将EV71灭活病毒、EV71外壳蛋白VP1和VP2作为_____分别注射到3组小鼠体内，引发小鼠机体的_____免疫，产生相应的抗体。（2）多次免疫后，分别取上述3组小鼠的血清和未免疫小鼠血清，测定抗体与抗原的结合强度，结果如图所示。①EV71免疫的小鼠血清抗体_____（填“是”或“不是”）单一抗体，判断依据是____。②制备抗EV71单克隆抗体时，选用_____免疫的小鼠脾脏细胞效果最佳。（3）取相应免疫组小鼠的脾脏，剪碎并用_____酶处理得到小鼠脾脏细胞，用灭活的病毒诱导，与_____细胞融合，筛选获得5个不同的杂交瘤细胞株。（4）双抗体夹心法是医学上常用的定量检测抗原的方法，具体原理如下图：①固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合，这是由于不同抗体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_____。②研究人员获得三种抗EV71单克隆抗体，分别记为A、B、C．为检测它们之中哪两种适合用于双抗体夹心法，科研人员需要进行_____组实验，检测并比较各组实验的产物量。【答案】抗原体液不是EV71免疫的小鼠血清可以结合EV71、VP1和VP2多种抗原VP1胰蛋白骨髓瘤与待测抗原结合；酶催化检测底物反应，可通过测定酶反应产物量来判断待测抗原量6【解析】【分析】能够引发机体发生特异性免疫反应的物质称为抗原，一般来说病毒的外壳蛋白就属于抗原，当抗原进入机体内环境，首先引发机体发生体液免疫。制备单克隆抗体实际上利用的是动物细胞融合技术，从而获得既能无限增殖又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。【详解】（1）EV71灭活病毒、EV71外壳蛋白VP1和VP2一般可作为抗原；能够引发小鼠机体发生体液免疫，从而产生相应的抗体。（2）①分析柱形图可知，EV71免疫的小鼠血清可以与EV71、VP1和VP2多种抗原相结合，由此说明EV71免疫的小鼠血清抗体不是单一抗体。②制备抗EV71单克隆抗体时，选用VP1免疫的小鼠脾脏细胞效果最佳，依据是第2组血清抗体可以结合EV71病毒（和VP1蛋白），第3组血清抗体无法特异性结合EV71病毒，仅能结合VP2。（3）动物细胞培养过程中，首先需要用胰蛋白酶将组织细胞分散开来，再用灭火的病毒诱导动物细胞融合，这里诱导融合的对象是骨髓瘤细胞和小鼠脾脏细胞。（4）①分析题干可知双抗体夹心法是常用的定量检测抗原的方法，从图中可以发现固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合，由此可见在该检测方法中，酶标抗体的作用是与待测抗原结合，另外通过酶催化检测底物反应，可通过测定酶反应产物量来判断待测抗原量。②分析可知双抗体夹心法需要任意选择两种抗体，现有A、B、C三种抗体，即可有以下几种组合，AB、AC、AA、BB、BC、CC，总共有6种组合方式，因此科研人员需要进行6组实验，检测并比较各组实验的产物量。5．（2020·江西吉安·）Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞（ES细胞）对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图：（1）步骤①中，在核移植前应去除卵母细胞的________________________。（2）步骤②中，重组胚胎培养到囊胚期时，可从其_____________________分离出ES细胞。还可以从胎儿的____________分离获得ES细胞。（3）ES细胞在形态上表现为体积小、细胞核________、核仁_________，在功能上，属于________（填“单能干细胞”“多能干细胞”或“全能干细胞”）。（4）ES细胞是研究体外细胞分化的理想材料。ES细胞在饲养层细胞上，在培养液中添加_________，就可以诱导ES细胞分化，为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段。（5）步骤③中，需要构建_________________________。可以根据Rag2基因的核苷酸序列，合成引物，利用____________技术扩增Rag2基因片段。用HindⅢ和PstⅠ限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有____________的酶切位点。（6）为检测Rag2基因的表达情况，可提取治疗后的小鼠骨髓细胞的蛋白质，用抗____________的抗体进行杂交实验。【答案】细胞核内细胞团原始性腺大明显全能干细胞分化诱导因子含有Rag2基因的表达载体PCRHindⅢ和PstⅠ限制酶Rag2蛋白【解析】【分析】本题结合图解，综合考查基因工程、细胞工程和胚胎工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤；识记核移植的具体过程；识记早期胚胎发育的过程，能结合所学的知识准确答题。【详解】（1）步骤①是核移植过程，核移植是将体细胞核移植到去核的卵母细胞中，所以实验前要去除卵母细胞的细胞核。原因是若不去掉卵母细胞的细胞核，就会造成细胞里面有两个细胞核，使得遗传物质是不稳定的。（2）ES细胞是由早期胚胎的内细胞团或原始性腺分离出来的一类细胞。（3）胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性，在形态上，表现为体积较小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物任何一种组织细胞，属于全能干细胞。（4）ES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态，若在培养液中添加分化诱导因子，就可以诱导ES细胞分化成不同类型的组织细胞。（5）步骤③是将目的基因（Rag2基因）导入受体细胞，需要构建含有目的基因的表达载体，体外扩增目的基因可用PCR技术；基因工程中构建基因表达载体时，应用同种限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，若用HindIII和PstI限制酶分别在DNA片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段，则为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有HindⅢ和PstⅠ酶的酶切位点。（6）基因表达的产物是蛋白质，所以提取小鼠骨髓细胞的蛋白质进行抗原－抗体杂交。即提取治疗后的小鼠骨髓细胞的蛋白质（抗原），用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验，检测提取小鼠骨髓细胞中是否含有Rag2蛋白。6．（2018·贵州遵义）胚胎工程和基因工程目前在生物技术中发展较快，请回答下列问题：（1）在哺乳动物的核移植实验中，一般通过_____（物理方法）将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育，当胚胎发育到_____阶段时，将胚胎植入另一雌性（代孕）动物体内。

（2）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行____处理。另外，培养的卵母细胞需要发育至_____，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。

（3）利用体细胞进行核移植的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是_____。

（4）若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、_____、终止子、标记基因和复制原点等。目前常用的措施是将该基因表达载体导入牛的受精卵，导入方法是______。（5）唐氏筛查：抽取孕妇血液化验，检测血清中的甲型胎儿蛋白、绒毛膜促性腺激素等指标。检测这些物质可用_________技术.【答案】电脉冲（或电刺激）桑椹胚或囊胚获能MⅡ中期（或减数第二次分裂中期）体细胞分化程度高，不容易恢复全能性人干扰素基因（或目的基因）显微注射法抗原-抗体杂交【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成；（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等；（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原-抗体杂交技术．个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。【详解】（1）在哺乳动物的核移植实验中，一般通过电脉冲（或电刺激）将受体细胞激活，使其进行细胞分裂并发育；胚胎移植时，需要将胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段。（2）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行获能处理；另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂中期。（3）利用体细胞进行核移植技术的难度明显高于利用胚胎细胞进行核移植的原因是体细胞分化程度高，不易恢复全能性。（4）目的基因转入动物细胞最有效的方法是显微注射法；培育转基因动物时，通常选用受精卵作为受体细胞，因为受精卵的全能性最高．若要使获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、人干扰素基因（或目的基因）、终止子、标记基因和复制原点等。（5）检测蛋白质类的物质可用抗原-抗体杂交技术，因为抗体具有特异性，只能与特定的抗原物质识别并结合形成抗原-抗体复合物。7．（2019·全国）2018年1月25日，由中科院神经科学研究所团队克隆的猕猴“中中”和“华华”，登上了全球顶尖学术期刊《细胞》的封面，该成果标志着中国率先开启了以体细胞克隆猴作为实验动物模型的新时代。回答下列问题：（1）正常情况下，哺乳动物的受精过程主要包括：______________________，进入卵黄膜，原核形成和配子结合。（2）哺乳动物的体外受精主要包括___________、___________等几个主要步骤。（3）在体外受精前，要对精子进行获能处理。通常采用的体外获能方法有培养法和___________。（4）在使用合成培养基培养早期胚胎时，通常还需加入___________等天然物质，并需要适时________，以清除代谢产物，防止代谢产物积累对早期胚胎造成危害。（5）胚胎在受体内的存活的最可能的生理基础是______________________。【答案】精子穿越放射冠和透明带卵母细胞的采集精子的获取和受精化学