解密18细胞工程（讲义）（教师版）

解密18细胞工程考点热度★★★☆☆内容索引第一部分植物细胞工程核心考点1植物组织培养核心考点2植物体细胞杂交核心考点3植物细胞工程的应用第二部分动物细胞工程核心考点1动物细胞培养 动物细胞培养的条件 动物细胞培养的过程 干细胞培养及其应用核心考点2动物细胞融合技术与单克隆抗体 动物细胞融合技术 单克隆抗体及其应用 附页：HAT培养基核心考点3动物体细胞核移植技术和克隆动物第三部分胚胎工程核心考点1哺乳动物的受精过程核心考点2胚胎工程的理论基础核心考点3胚胎早期发育核心考点4胚胎工程技术及其应用2022年高考题2021年高考题考点由高考知核心知识点预测细胞工程（2022浙江卷）23.植物组织培养（2022全国甲卷）12.胚胎工程（2022山东卷）15.单克隆抗体（2022江苏卷）4.胚胎工程（2022辽宁卷）14.植物组织培养（2022辽宁卷）24.动物细胞培养、生产单克隆抗体此部分的命题概率较低，动物细胞工程与胚胎工程是重点，也可能出细胞工程结合基因工程的题型（2021浙江卷）11.细胞核移植（2021辽宁卷）3.细胞工程、基因工程（2021浙江卷）20.胚胎工程（2021辽宁卷）13.胚胎工程（2021山东卷）15.单克隆抗体（2021浙江卷）29.细胞工程、基因工程（2021湖南卷）22.基因工程、细胞工程细胞工程细胞工程：细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。植物细胞工程：植物组织培养、植物体细胞杂交细胞工程定义：细胞工程技术手段：动物细胞工程：动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植第一部分植物细胞工程核心考点1植物组织培养原理原理1、细胞的全能性：①定义：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性。②在植物体内，细胞只能表现出分化现象，不能表现出全能性。③细胞分化的根本原因：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。④细胞表现出全能性的根本原因：细胞中含有一种生物的全部遗传物质。2、植物激素的调节植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上，就可以诱导其再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株。

过程过程离体的植物器官、组织、细胞愈伤组织试管苗植株__________脱分化（失去其特有的结构和功能、转变成未分化的细胞的过程）（无定形的薄壁组织团块）_______再分化先诱导_________再诱导_________生芽生根__________移栽植物组织培养的一般的过程菊花的组织培养过程菊花的幼茎段（外植体）愈伤组织试管苗植株__________脱分化（脱分化培养基；18~22℃；避光）封瓶口：__________再分化先诱导_________再诱导_________生芽生根__________先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩中壮苗，然后再移栽入土。①流水冲洗②酒精消毒（30s）③无菌水冲洗④次氯酸钠溶液（30min）⑤无菌水冲洗消毒切段接种：不要倒插（形态学上端在上）每日适当时间和强度的光照

核心考点2植物体细胞杂交过程：过程：植物细胞A植物细胞B纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶原生质体A原生质体B诱导融合①物理法：正在融合的原生质体再生出细胞壁杂种细胞脱分化愈伤组织再分化杂种植株选择、移栽目的植株电融合法离心法②化学法：聚乙二醇（PEG）融合法高Ca2+高pH融合法意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种

核心考点3植物细胞工程的应用例如：用AABB例如：用AABB（高干抗病）和aabb（矮杆不抗病）的植株培育能稳定遗传的矮杆抗病（AAbb）植株。（一）植物繁殖的新途径（二）作物新品种的培育1、快速繁殖又叫微型繁殖技术。①高效、快速地实现种苗的大量繁殖，②保持优良品种的遗传特性1、单倍体育种优点：P：AABB（高干抗病）×aabb（矮杆不抗病）AaBb（高干抗病）ABAbaBab（花粉）减数分裂花药离体培养（植物组织培养）ABAbaBab（单倍体）F1：配子：单倍体植株：用秋水仙素处理，使染色体数加倍AABBAAbbaaBBaabb纯种植株：（纯合子）第1年第2年2、作物脱毒原理：植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒①极大地缩短了育种的年限②由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现，因此它也是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。

（三）（三）细胞产物的工厂化生产2、突变体的利用原理：对组织培养细胞进行诱变处理，从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种初生代谢：次生代谢：初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。次生代谢物是一类小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等），在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。例如：紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物，具有高抗癌活性，现在已被广泛用于乳腺癌等癌症的治疗。

第二部分动物细胞工程核心考点1动物细胞培养动物细胞培养是指从动物体中取出相关的动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术动物细胞培养的条件营养：营养：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的主要作用是维持培养液的pH。（置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养）细胞在体外培养时，培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质。将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。无菌、无毒的环境：无菌：对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作。无毒：还需要定期更换培养液，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。温度、pH和渗透压：哺乳动物细胞培养：36.5±0.5℃为宜。多数动物细胞生存的适宜pH为7.2~7.4。渗透压也是动物细胞培养过程中需要考虑的一个重要环境参数。气体环境：

动物细胞培养的过程动物组织动物组织细胞悬液原代培养用机械方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理转入培养液，放入CO2培养箱，初次培养细胞贴壁多数细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，因此，贴附在培养瓶的瓶壁上（另一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖）接触抑制贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖用胰蛋白酶处理后，分瓶培养传代培养细胞贴壁、接触抑制注意：①多数细胞有细胞贴壁现象，少数能悬浮在培养液中生长②正常细胞都会停止分裂悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻贴壁细胞在生长增殖时，除受上述因素的影响外，还会发生接触抑制现象③细胞的收集：悬浮培养的细胞直接用离心法收集；贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养

干细胞培养及其应用干细胞干细胞胚胎干细胞：成体干细胞骨髓中的造血干细胞神经系统中的神经干细胞睾丸中的精原干细胞诱导多能干细胞(简称iPS细胞)存在于早期胚胎①胚胎干细胞（简称ES细胞）：1、干细胞：在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。有自我更新能力及分化潜能。存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。存在于早期胚胎中，具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能（图213)。自1981年科学家首次分离得到小鼠的ES细胞后，目前科学家已经分离了兔、牛、猴和人等的ES细胞，并证明了ES细胞可以在体外分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等细胞。②成体干细胞：成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。造血干细胞是发现最早、研究最多、应用也最为成熟的一类成体干细胞，主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。2、干细胞的应用：①例如，将正常的造血干细胞移植到病人体内，恢复病人的造血和免疫功能，已成为治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病的一种重要手段；②神经干细胞在治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）方面有重要的应用价值。③诱导多能干细胞(inducedpluripotentstemcell，简称iPS细胞)优点：a、无须破坏胚胎，不涉及伦理问题；b、iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应

核心考点2动物细胞融合技术与单克隆抗体动物细胞融合技术11、定义：动物细胞融合技术(cellfusiontechnique）就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。2、原理与方法：原理：细胞膜的流动性（与植物原生质体融合的基本原理相同）方法：PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。灭活：是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。灭活病毒诱导细胞融合的原理是：病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。3、意义：细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。单克隆抗体及其应用病原体病原体（抗原）相应的B淋巴细胞（浆细胞）感染哺乳动物分泌相应的特异性抗体但每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。因此，要想获得大量的单一抗体，必须克隆单一的B淋巴细胞，形成细胞群。遗憾的是，在体外培养条件下，一个B淋巴细胞是不可能无限增殖的，①每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体②骨髓瘤细胞能在体外大量增殖（1）原理：1、血清抗体：早期人们为了获得抗体，就向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。用这种方法制备的抗体不仅产量低、纯度低，而且特异性差。2、单克隆抗体

免疫小鼠（免疫小鼠（注射特定的抗原）培养骨髓瘤细胞多种B淋巴细胞骨髓瘤细胞诱导融合多种杂交细胞用特定的选择培养基进行筛选（在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。）杂交瘤细胞克隆化培养和抗体检测，经多次筛选（既能迅速大量增殖，又能产生抗体）足够数量的既能大量增殖又能分泌所需抗体的杂交瘤细胞体外培养注射到小鼠腹腔内单克隆抗体从培养液中提取从小鼠的腹水中提取（3）特点：特异性强、灵敏度高、能大量制备（4）应用：诊断试剂；检测试剂：（2）过程：

附页：HAT培养基HH：次黄嘌呤A：氨基喋呤T：胸腺嘧啶核苷DNA的碱基合成途径：（1）内源性途径（起始合成途径/全合成途径）：氨基酸及其他小分子→核苷酸→DNA叶酸是重要的辅酶，能被氨基喋呤（A）阻断（2）外源性途径（中间合成途径/补救成途径）：H：次黄嘌呤T：胸腺嘧啶核苷鸟嘌呤磷酸核苷酸转移酶胸腺嘧啶激酶核苷酸核苷酸DNA正常细胞（免疫过的B淋巴细胞/浆细胞）：有途径（1）和（2）骨髓瘤细胞：只有途径（1）B淋巴细胞骨髓瘤细胞未融合的B淋巴细胞B淋巴细胞与B淋巴细胞融合的细胞杂交瘤细胞未融合的骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合的细胞未被阻断（有途径（2）），但增殖代数有限未被阻断（有途径（2）），但增殖代数有限未被阻断（有途径（2）），有可能无限增殖被阻断（只有途径（1）），不能增殖被阻断（只有途径（1）），不能增殖

核心考点3动物体细胞核移植技术和克隆动物核移植核移植概念：定义：

动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。类型：

哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植（更容易）和体细胞核移植。核移植过程（以克隆高产奶牛为例）：卵母细胞的采集MII期的卵母细胞培养去核去核的卵母细胞供体细胞的采集和培养（取体细胞）①显微操作去核②梯度离心③紫外线短时间照射④化学物质处理在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。①将供体细胞注入去核的卵母细胞②通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚。核移植重构胚用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等）激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程重构胚胚胎移植代孕母体与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛用核移植或胚胎分割等无性繁殖的方法繁育的动物叫做克隆动物。

第三部分胚胎工程胚胎工程是指对胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。体外受精、胚胎移植、胚胎分割定义：技术手段：大量繁殖优良家畜品种应用：胚胎工程：核心考点1哺乳动物的受精过程哺乳动物的受精过程哺乳动物的受精过程（在输卵管内）：准备阶段1——精子获能准备阶段2——卵子的准备受精阶段受精前的准备阶段：精子穿越卵细胞膜外的结构（如透明带）精子接触细胞膜精子入卵后形成雄原核；同时卵子完成减数分裂II，释放第二极体后，形成雌原核雌、雄原核靠近核膜消失，第一次卵裂即将开始①用雌性动物的生殖道；②在胚胎工程中用人工配制的获能液成分：肝素、Ca2+载体等。在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期时防止多精入卵的两道屏障：透明带反应卵细胞膜反应受精的标志：观察到两个极体或者雌、雄原核

核心考点2胚胎工程的理论基础刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须刚刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物的生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力，这一生理现象称为“精子获能”精子获能卵子的准备①动物排出的卵子成熟程度不同:初级卵母细胞，如马、犬等；次级卵母细胞，如猪、羊等②排出的卵子要在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。（排卵后2～3h）受精前的准备阶段受精是精子与卵子结合形成合子（即受精卵)的过程。包括受精前的准备阶段和受精阶段。在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。1、受精的概念：2、受精的过程：使精子获能的方法有直接利用雌性动物的生殖道使精子获能；将精子培养在人工配制的获能液中使其获能等。获能液的成分因动物种类不同而有所差异，常见的有效成分有肝素、Ca2+载体等。

受精阶段受精阶段①获能后的精子与卵子相遇时，首先它释放出多种酶，以溶解卵细胞膜外的一些结构，同时借助自身的运动接触卵细胞膜。⑤雄、雌原核充分发育后，相向移动，彼此靠近，核膜消失。这个含有两个染色体组的合子就是受精卵。（顶体反应）：（透明带反应）：②在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。（卵细胞膜反应反应）：③然后，精子入卵。精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。雌、雄原核的形成：④精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫作雄原核。与此同时，精子人卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核。雌、雄原核的融合：

核心考点3胚胎早期发育受精卵桑葚胚囊胚受精卵桑葚胚囊胚原肠胚致密的细胞团，形似桑葚卵裂①受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，这种受精卵的早期分裂称为卵裂②在透明带内进行分裂③特点：细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加外胚层：原肠胚表面的细胞层内胚层：由向内迁移的细胞形成中胚层：内、外两个胚层之间形成内细胞团：滋养层细胞：聚集在胚胎一端的细胞将来发育成胎儿的各种组织囊胚腔：胚胎的内部的含有液体的腔沿透明带内壁扩展和排列的细胞将来发育成胎膜和胎盘孵化囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化。孵化非常重要，如果不能正常孵化，胚胎就无法继续发育。

核心考点4胚胎工程技术及其应用体外受精体外受精卵母细胞的采集（培养到MII期）精子的获取（获能处理）受精（将获能的精子和培养成熟的卵子适当的培养液中共同培养一段时间）过程：意义：（由体外受精的到的动物叫试管动物）是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎胚胎移植胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。优良的供体母牛受体母牛（遗传性状优良、生产能力强）（有健康的体质和正常繁殖能力）（进行同期发情处理）超数排卵处理（用促性腺激素处理）受体发情优良的公牛发情或人工授精收集胚胎并检查正常繁殖或两三个月后进行另一次移植移植胚胎对受体进行妊娠检查具有优良性状的后代充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；大大缩短了供体本身的繁殖周期。定义：过程：意义：胚胎移植实质上是早期胚胎在相同的生理环境条件下的空间位置的转移。胚胎移植的实质：

胚胎移植胚胎移植的生理学基础：动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。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。供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖或克隆。材料：发育良好，形态正常的桑葚胚或囊胚。（桑葚胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。性别鉴定、DNA分析：取滋养层细胞

2022年高考题（2022浙江卷）23.下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是（）A.用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒B.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换C.组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富D.不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株【答案】D【解析】【分析】植物组织培养技术：1、过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）→愈伤组织→胚状体→植株（新植体）．2、原理：植物细胞的全能性．3、条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；②一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。【详解】A、自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用70%酒精，再用无菌水清洗，再用5%次氯酸钠消毒处理，最后再用无菌水清洗，A错误；B、培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染，并不影响气体交换，B错误；C、组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软，持水性也较好，有利于幼苗的生根和叶片的生长，C错误；D、不带叶片的菊花茎的切段可通过植物组织培养分化出芽和根这种器官发生的途径形成完整的菊花植株，D正确。故选D。（2022全国甲卷）12.某牧场引进一只产肉性能优异的良种公羊，为了在短时间内获得具有该公羊优良性状的大量后代，该牧场利用胚胎工程技术进行了相关操作。回答下列问题，（1）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____________；精子体外获能可采用化学诱导法，诱导精子获能的药物是___________（答出1点即可）。利用该公羊的精子进行体外受精需要发育到一定时期的卵母细胞，因为卵母细胞达到___________时才具备与精子受精的能力。（2）体外受精获得的受精卵发育成囊胚需要在特定的培养液中进行，该培养液的成分除无机盐、激素、血清外，还含的营养成分有___________（答出3点即可）等。将培养好的良种囊胚保存备用。（3）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___________。【答案】（1）①.冷冻保存②.刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受精能力③.肝素或钙离子载体A23187④.MⅡ中期（2）维生素、氨基酸、核苷酸（3）对受体母羊进行发情处理，合适的时间，将保存的囊胚移植入受体母羊的子宫【解析】【分析】试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术。【小问1详解】精液可以冷冻保存，使用前再将精液解冻离心分离。刚排出的精子必须在雌性生殖道内发生相应生理变化后才能获得受精能力，故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化学诱导法，化学诱导法是将精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体A23187溶液中，用化学药物诱导精子获能。卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期（MⅡ中期）才能具备与精子受精的能力。【小问2详解】进行早期胚胎培养的培养液中，除了无机盐、激素、血清外，还含有维生素、氨基酸、核苷酸等。【小问3详解】要利用保存的囊胚和相应数量的非繁殖期受体母羊为材料，获得具有该公羊优良性状的后代，主要是利用胚胎移植技术，即对受体母羊进行发情处理，将保存的囊胚进行胚胎移植，对受体母羊进行是否妊娠的检查，一段时间后受体母羊产下具有该公羊优良性状的后代。（2022山东卷）15.如图所示，将由2种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子，在体外解偶联后重新偶联可制备双特异性抗体，简称双抗。下列说法错误的是（）A.双抗可同时与2种抗原结合B.利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞C.筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原D.同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗浆细胞【答案】D【解析】【分析】单克隆抗体的制备过程：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细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。【详解】A、根据抗原和抗体发生特异性结合的原理推测，双抗可同时与2种抗原结合，A正确；B、根据抗原与抗体能够发生特异性结合的特性，利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞，从而使药物发挥相应的作用，B正确；C、在两种不同的抗原刺激下，B细胞增殖、分化产生不同的浆细胞分泌形成两种抗体，因此，筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原来进行抗原抗体检测，从而实现对双抗的筛选，C正确；D、同时注射2种抗原可刺激B细胞分化形成不同的浆细胞，而不是分化成产双抗的浆细胞，D错误。故选D。（2022江苏卷）4.下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述正确的是（）A.通常采用培养法或化学诱导法使精子获得能量后进行体外受精B.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C.克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程D.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【答案】C【解析】【分析】哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等几个主要步骤。胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此，胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法之一。【详解】A、精子获能是获得受精的能力，不是获得能量，A错误；B、哺乳动物体外受精后的早期胚胎培养所需营养物质与体内基本相同，例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然成分，B错误；C、克隆牛技术涉及体细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等过程，C正确；D、胚胎分割可以看做动物无性繁殖或克隆的方法，D错误。故选C。（2022辽宁卷）14.蓝莓细胞富含花青素等多酚类化合物。在蓝莓组织培养过程中，外植体切口处细胞被破坏，多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物，这一过程称为褐变。褐变会引起细胞生长停滞甚至死亡，导致蓝莓组织培养失败。下列叙述错误的是（）A.花青素通常存在于蓝莓细胞的液泡中B.适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率以减少褐变C.在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变D.宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体【答案】D【解析】【分析】根据题干信息：在蓝莓组织培养过程中，外植体切口处细胞被破坏，多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物，这一过程称为褐变。减少褐变的措施有：减少氧化剂的浓度，如勤换培养基，或添加抗氧化剂。在植物组织培养的过程中，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。【详解】A、液泡中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等，其中的色素是指水溶性色素，如花青素，A正确；B、适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率可减少氧化剂的浓度，从而减少褐变，B正确；C、根据题干信息：在蓝莓组织培养过程中，外植体切口处细胞被破坏，多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物，这一过程称为褐变，可知在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变，C正确；D、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，D错误。故选D。（2022辽宁卷）24.某抗膜蛋白治疗性抗体药物研发过程中，需要表达N蛋白胞外段，制备相应的单克隆抗体，增加其对N蛋白胞外段特异性结合的能力。Ⅰ．N蛋白胞外段抗原制备，流程如图1（1）构建重组慢病毒质粒时，选用氨苄青霉素抗性基因作为标记基因，目的是___________。用脂质体将重组慢病毒质粒与辅助质粒导入病毒包装细胞，质粒被包在脂质体___________（填“双分子层中”或“两层磷脂分子之间”）。（2）质粒在包装细胞内组装出由___________组成的慢病毒，用慢病毒感染海拉细胞进而表达并分离、纯化N蛋白胞外段。Ⅱ．N蛋白胞外段单克隆抗体制备，流程如图2（3）用N蛋白胞外段作为抗原对小鼠进行免疫后，取小鼠脾组织用___________酶处理，制成细胞悬液，置于含有混合气体的___________中培养，离心收集小鼠的B淋巴细胞，与骨髓瘤细胞进行融合。（4）用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选，获得杂交瘤细胞，将其接种到96孔板，进行___________培养。用___________技术检测每孔中的抗体，筛选既能产生N蛋白胞外段抗体，又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株，经体外扩大培养，收集___________，提取单克隆抗体。（5）利用N蛋白胞外段抗体与药物结合，形成___________，实现特异性治疗。【答案】（1）①.检测目的基因是否成功导入受体细胞②.双分子层中（2）蛋白质外壳和含N蛋白胞外段基因的核酸（3）①.胰蛋白酶或胶原蛋白②.CO2培养箱（4）①.克隆化②.抗原抗体杂交③.细胞培养液（5）抗体药物偶联物##ADC【解析】【分析】1、单克隆抗体制备流程：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细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。2、两次筛选：①筛选得到杂交瘤细胞（去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞）；②筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。3、杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生特异性抗体。【小问1详解】构建重组慢病毒质粒时，为检测目的基因是否成功导入受体细胞，常选用氨苄青霉素抗性基因作为标记基因。重组慢病毒质粒与辅助质粒导入病毒包装细胞需要依赖膜融合，故质粒被包在脂质体双分子层中（即磷脂双分子层）。【小问2详解】由于目的基因为N蛋白胞外段基因，在包装细胞内组装出由蛋白质外壳和含有N蛋白胞外段基因的核酸组成的慢病毒，用慢病毒感染海拉细胞进而表达并分离、纯化N蛋白胞外段。【小问3详解】进行动物细胞培养时，需要取小鼠脾组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，制成细胞悬液，置于含有95%空气和5%的CO2混合气体的CO2培养箱中培养。【小问4详解】用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选，获得杂交瘤细胞，将其接种到96孔板，进行克隆化培养和抗体检测。用抗原抗体杂交技术检测每孔中的抗体，筛选既能产生N蛋白胞外段抗体，又能大量增殖的单克隆杂交瘤细胞株，经体外扩大培养，收集细胞培养液，提取单克隆抗体。【小问5详解】利用N蛋白胞外段抗体与药物结合，形成抗体药物偶联物ADC，实现特异性治疗

2021年高考题（2021浙江卷）11.将蝌蚪肠细胞的细胞核移植到去核的蛙卵中，形成重建的“合子”。有些“合子”发育成正常的蝌蚪，而单独培养肠细胞却不能发育成蝌蚪。下列叙述错误的是（）A.肠细胞不能表达全能性是受某些物质的限制B.“合子”第一次分裂后形成的细胞已失去全能性C.“合子”发育成正常蝌蚪的过程中伴随着细胞分化D.细胞核具有全能性是由于其含有该物种的全套基因【答案】B【解析】【分析】细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，植物的体细胞具有全能性，动物的体细胞不表现出全能性，但细胞核具有全能性。【详解】A、动物细胞经过多次分裂后，细胞质的成分已经发生改变，原本能激发细胞全能性的物质已经消失，故肠细胞不能表达全能性是受到了细胞内物质的限制，A正确；B、“合子”第一次分裂、第二次分裂后形成的细胞仍具有全能性，B错误；C、“合子”发育成正常蝌蚪个体的过程中，需要通过细胞分裂增加细胞的数量，通过细胞分化增加细胞的种类，C正确；D、虽然细胞经过多次分裂失去了激发全能性的物质，但细胞核仍含有该物种的全套基因，故动物细胞核具有全能性，D正确。故选B。【点睛】（2021辽宁卷）3.下列有关病毒在生物学和医学领域应用的叙述，错误的是（）A.灭活的病毒可用于诱导动物细胞融合B.用特定的病毒免疫小鼠可制备单克隆抗体C.基因工程中常用噬菌体转化植物细胞D.经灭活或减毒处理的病毒可用于免疫预防【答案】C【解析】【分析】1、病毒是非细胞生物，只能寄生在活细胞中进行生命活动。病毒依据宿主细胞的种类可分为植物病毒、动物病毒和噬菌体；根据遗传物质来分，分为DNA病毒和RNA病毒；病毒由核酸和蛋白质组成。2、疫苗是将病原微生物（如细菌、立克次氏体、病毒等）及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用转基因等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。应用转基因技术生产的疫苗，主要成分是病毒的表面抗原蛋白，接种后能刺激机体免疫细胞产生抵抗病毒的抗体。【详解】A、促进动物细胞的融合除了物理方法和化学方法外，还可以采用灭活的病毒，A正确；B、病毒作为抗原可刺激机体发生特异性免疫，产生抗体，用特定的病毒免疫小鼠可制备单克隆抗体，B正确；C、基因工程中常用农杆菌转化植物细胞，农杆菌的特点是其细胞内的Ti质粒上的TDNA片段能够转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上，C错误；D、经过灭活或减毒处理的病毒可以作为免疫学中的疫苗，用于免疫预防，D正确。故选C。【点睛】（2021浙江卷）20.采用CRISPR/Cas9基因编辑技术可将增强型绿色荧光蛋白（EGFP）基因定点插入到受精卵的Y染色体上，获得转基因雄性小鼠。该转基因小鼠与野生型雌性小鼠交配，通过观察荧光可确定早期胚胎的性别。下列操作错误的是（）A.基因编辑处理的受精卵在体外培养时，不同发育阶段的胚胎需用不同成分的培养液B.基因编辑处理的受精卵经体外培养至2细胞期，须将其植入同期发情小鼠的子官，才可获得表达EGFP的小鼠C.分离能表达EGFP的胚胎干细胞，通过核移植等技术可获得大量的转基因小鼠D.通过观察早期胚胎的荧光，能表达EGFP的即为雄性小鼠胚胎【答案】B【解析】【分析】分析题意可知，通过基因编辑技术将EGFP基因定点插入到受精卵的Y染色体上，使含有该Y染色体的小鼠能够发出绿色荧光，转基因鼠将Y染色体传递给子代的雄性个体，通过观察荧光可确定早期胚胎的性别。【详解】A、依据胚胎在不同发育阶段对培养条件的特定需要，受精卵在体外培养时，不同发育阶段的胚胎需用不同成分的培养液，A正确；B、基因编辑处理的受精卵一般经体外培养至桑椹胚或囊胚阶段，进行胚胎移植，可获得表达EGFP的小鼠，B错误；C、分离能表达EGFP的胚胎干细胞，通过核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术，可获得大量的转基因小鼠，C正确；D、由分析可知，通过基因编辑技术将Y染色体用绿色荧光蛋白基因标记，通过观察早期胚胎的荧光，能表达EGFP的个体含有Y染色体，即为雄性小鼠胚胎，D正确。故选B。（2021辽宁卷）13.下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关叙述正确的是（）

A.后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定B.过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体C.过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理D.过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植【答案】B【解析】【分析】分析图解：图示过程为体细胞克隆过程，取乙牛体细胞，对处于减数第二次分裂中期的卵母细胞去核，然后进行细胞核移植；融合后的细胞激活后培养到早期胚胎，再进行胚胎移植，最终得到克隆牛。【详解】A、后代丁的细胞核的遗传物质来自甲，细胞质的遗传物质来自于乙牛，则丁的遗传性状由甲和乙的遗传物质共同决定，A错误；B、动物细胞培养中需要提供95%空气（保证细胞的有氧呼吸）和5%CO2（维持培养液的pH）的混合气体，B正确；C、过程②常使用显微操作去核法对卵母细胞进行处理，C错误；D、过程③将激活后的重组细胞培养至囊胚或桑椹胚后移植，D错误。故选B。【点睛】（2021辽宁卷）14.蛋白质工程（2021辽宁卷）14.腈水合酶（N0）广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域，但不耐高温。利用蛋白质工程技术在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶（N1）。下列有关叙述错误的是（）A.N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一B.加入连接肽需要通过改造基因实现C.获得N1的过程需要进行转录和翻译D.检测N1的活性时先将N1与底物充分混合，再置于高温环境【答案】D【解析】【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）。2、蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。3、蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）。【详解】A、在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶（N1），则N1与N0氨基酸序列有所不同，这可能是影响其热稳定性的原因之一，A正确；B、蛋白质工程的作用对象是基因，即加入连接肽需要通过改造基因实现，B正确；C、N1为蛋白质，蛋白质的合成需要经过转录和翻译两个过程，C正确；D、酶具有高效性，检测N1的活性需先将其置于高温环境，再与底物充分混合，D错误。故选D。【点睛】（2021山东卷）15.一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【答案】D【解析】【分析】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。【详解】A、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，因此原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响小，A错误；B、单抗制备过程中通常将分离出的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，B错误；C、非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72上有多种抗原决定簇，一个抗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；D、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。故选D。（2021浙江卷）29.（二）斑马鱼是一种模式动物，体外受精发育，胚胎透明、便于观察，可用于水质监测，基因功能分析以及药物毒性与安全性评价等。（1）由于人类活动产生的生活污水日益增多，大量未经处理的污水直接排入河流、湖泊会引起水体__________，导致藻类大量繁殖形成水华。取水样喂养斑马鱼，可用斑马鱼每周的体重和死亡率等指标监测水体污染程度。（2）为了研究某基因在斑马鱼血管发育过程中的分子调控机制，用DNA连接酶将该基因连接到质粒载体形成_______，导入到大肠杆菌菌株DH5α中。为了能够连接上该目的基因、并有利于获得含该目的基因的DH5α阳性细胞克隆，质粒载体应含有__________（答出2点即可）。提取质粒后，采用____法，将该基因导入到斑马鱼受精卵细胞中，培养并观察转基因斑马鱼胚胎血管的发育情况。（3）为了获取大量斑马鱼胚胎细胞用于药物筛选，可用__________分散斑马鱼囊胚的内细胞团，取分散细胞作为初始材料进行__________培养。培养瓶中添加成纤维细胞作为__________，以提高斑马鱼胚胎细胞克隆的形成率。答案：（1）富营养化（2）重组DNA分子；限制性核酸内切酶的识别序列、抗生素抗性基因；显微注射（3）胰蛋白酶；原代；饲养层细胞解析（二）（1）生活污水富含N、P，未经处理就大量排放，会导致水体富营养化，导致藻类大量繁殖形成水华或赤潮。（2）具有相同粘性末端的目的基因和载体DNA（如质粒），经DNA连接酶处理后，会形成重组DNA分子。与目的基因相同的限制性核酸内切酶识别序列，可以确保限制性内切酶处理后与目的基因形成相同的粘性末端，以便于和目的基因的连接。标记基因（抗生素抗性基因）的存在，便于筛选含有目的基因的受体细胞。动物基因工程，通常采用显微注射法将重组DNA分子导入动物受精卵中。（3）使用胰蛋白酶处理囊胚的内细胞团，借助酶的专一性，可分解细胞间质的蛋白质，让细胞分散，便于培养。将分散的细胞初次在卡氏瓶中培养，称之为原代培养。提高细胞克隆形成率的措施有：选择适宜的培养基、添加血清（胎牛血清最好）、饲养层细胞（滋养细胞如经射线照射本身失去增殖力的小鼠成纤维细胞）支持生长、激素（胰岛素等）刺激、使用CO2培养箱、调节pH等。【点睛】1、熟练掌握微生物的筛选、分离和保存，以及微生物固定化方法是解题的关键；2、熟练掌握基因工程的基本操作步骤，并了解每一步的目的是解题的关键。（2021湖南卷）22.M基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性