1、考点二细胞工程1明确细胞工程技术的原理(1)植物组织培养：细胞的全能性。(2)植物体细胞杂交：细胞的全能性、细胞膜的流动性。(3)动物细胞培养：细胞的增殖。(4)体细胞核移植：动物细胞核的全能性。(5)单克隆抗体的制备：细胞膜的流动性、细胞的增殖。(6)动物细胞融合：细胞膜的流动性。2比较并把握细胞工程技术的几个流程图细胞工程技术技术过程图示备注植物组织培养(1)条件：无菌、离体。(2)培养基组成：无机营养、有机营养、激素、琼脂。(3)植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。(4)植物组织培养的目的不同，培养阶段也就不同：若生产人工种子，则培养到胚状体阶段；若提取细胞产品，则一般培
2、养到愈伤组织阶段；若培育新个体，则应培养到试管苗阶段动物细胞培养动物细胞培养的特殊条件。(1)营养条件：加入动物血清、血浆等；通入氧气以满足代谢的需要；通入二氧化碳以维持培养液的pH。(2)胰蛋白酶的两次使用：第一次：处理剪碎的组织，使其分散成单个细胞；第二次：使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来。(3)避免杂菌污染的措施：培养液及培养用具灭菌处理，加入一定量的抗生素，定期更换培养液续上表细胞工程技术技术过程图示备注植物体细胞杂交(1)去壁：酶解法，所用酶为纤维素酶和果胶酶。(2)诱导原生质体融合：物理法离心、振动、电激等；化学法常用聚乙二醇(PEG)作诱导剂。(3)植物体细胞杂交成功的标志：杂种
3、细胞再生出细胞壁。(4)优点：克服了远缘杂交不亲和的障碍。(5)变异类型：染色体变异。植物体细胞杂交即将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的过程，不管是染色体数、基因型还是染色体组数都采用直接相加的方法动物细胞的融合单克隆抗体的制备关注制备单克隆抗体常考点。(1)三种细胞特点不同。免疫后的B淋巴细胞：能分泌抗体，不能大量增殖。骨髓瘤细胞：能大量增殖，不能分泌抗体。杂交瘤细胞：既能分泌抗体，又能大量增殖。(2)二次筛选的目的不同。第一次筛选：利用特定选择培养基筛选，获得杂交瘤细胞，即AB型细胞(A为B淋巴细胞，B为骨髓瘤细胞)，该细胞既能分泌抗体又能大量
4、增殖，淘汰掉A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选：利用多孔培养板法和抗原抗体杂交法筛选，获得产生所需抗体的杂交瘤细胞。(因为从体内取免疫过的B淋巴细胞时取出很多种，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)核移植(1)选择受体细胞为去核卵母细胞的原因。营养丰富；体积大，易操作；含有激发细胞核全能性表达的物质。(2)D新个体的性别与B动物相同。(3)D新个体与B动物可能不同的三个原因：D新个体细胞质基因来源于另一亲本；在发育过程中可能发生基因突变、染色体变异导致性状改变；外界环境条件的影响引起不可遗传的变异1具有全能性体现(实现)全能性。理论上，活细胞都具有全能性，但只有发
5、育成完整个体，才能说明实现了细胞的全能性。2植物组织培养技术中激素的使用：生长素与细胞分裂素的比值作用效果高促进根分化、抑制芽形成低促进芽分化、抑制根形成适中促进愈伤组织形成3.植物组织培养技术中光照的使用：脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需给予光照，以利于叶绿素的合成。4原代培养：细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培养。传代培养：细胞悬液培养一段时间后，分瓶再进行的细胞培养。区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。5相比植物体细胞杂交，动物细胞融合特有的诱导方法是用灭活的病毒处理，其他物理、化学诱导融合的手段与植物体细胞杂交过程中原生质体诱导融合的方法相同。6澄清容易混
6、淆的三种细胞杂种细胞、重组细胞和杂交细胞：(1)杂种细胞：植物体细胞杂交过程中，两种细胞去掉细胞壁之后形成的原生质体融合，融合的原生质体出现细胞壁之后形成的细胞叫杂种细胞。(2)重组细胞：体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞之后形成的细胞叫重组细胞。(3)杂交细胞：动物细胞融合形成的细胞常称为杂交细胞。1动物细胞培养时用胃蛋白酶分散细胞行吗？为什么？提示：不能。胃蛋白酶适于在较强的酸性条件下发挥作用，而较强的酸性条件会对贴壁细胞造成伤害。22020年2月15日，法维拉韦正式获得国家药监局批准上市，成为我国第一个针对新冠肺炎具有潜在疗效的药物，该药物能够专一抑制新冠病毒RNA聚合酶，由于人体细胞内也
7、存在RNA聚合酶，有人担心该药物的安全性，请分析他的担心有无道理？提示：没有道理，理由是因为新冠病毒的RNA聚合酶催化以RNA为模板的生理过程，而人体细胞内的RNA聚合酶催化以DNA为模板的生理过程，二者不是同一种酶，因此法维拉韦不会抑制人体细胞内RNA聚合酶的活性。新冠病毒是一种单股正链RNA病毒，外面包裹着衣壳蛋白和囊膜，囊膜上存在刺突蛋白，能特异性识别细胞膜上的ACE2受体从而感染细胞。新冠病毒进入细胞后，首先以正链RNA为模板翻译出RNA聚合酶，然后在该酶的作用下合成负链RNA，再以负链RNA为模板合成大量的正链RNA或结构蛋白mRNA。由于核酸检测比较费时费力，现已开发出多款针对新冠
8、病毒的抗原或抗体检测试剂盒，可在更短时间内得出检测结果。假如你是一名科研人员，现提供新冠病毒刺突蛋白基因、能产生专一针对新冠病毒抗体的B细胞及其它相关的生物学材料，请运用现代生物技术，设计一款能够快速大规模生产、针对新冠病毒抗原或抗体检测的试剂盒，简要写出生产试剂盒的设计思路_(只写出针对抗原或抗体检测的一种方案即可)。提示：方案一(检测新冠病毒抗原)：将产生专一针对新冠病毒抗体的B细胞与骨髓瘤细胞整合，获得大量的单克隆抗体，并做成检测试剂盒用来检测新冠病毒。方案二(检测新冠病毒抗体)：将新冠病毒的刺突蛋白基因整合到载体上，利用基因工程获得大量的刺突蛋白，并做成检测试剂盒用来检测(血浆中)新冠
9、病毒的抗体。1(2020全国卷)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：(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
10、淋巴细胞。(2)取小鼠的脾脏，剪碎组织，用胰蛋白酶处理获得单个细胞，加入培养液可以制成单细胞悬液。(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，可以在体外培养液中进行培养，或在小鼠的腹腔中进行培养，使杂交瘤细胞大量增殖。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
11、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2(2020江苏卷)新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道粘膜上皮细胞的ACE2受体结合，侵入人体，引起肺炎。图1为病毒侵入后，人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆抗体可阻断病毒的粘附或入侵，故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图回答下列问题：(1)图1中人体内抗原递呈细胞吞噬病毒，并将病毒的抗原暴露在细胞表面，被_细胞表面的受体识别后激活该细胞。(2)B细胞识别入侵的病毒后，在淋巴因子作用下，经过细胞的_，形成_细胞。(3)为判断疑似患者是否为新型冠
12、状病毒感染者，采集鼻咽拭子主要用于病原学检查，检测病毒的_；采集血液样本主要用于血清学检查，检测_。(4)据图2所示，研制抗S蛋白单克隆抗体，需先注射_免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，用HAT培养基筛选获得_细胞。因为同一种抗原可能激活_细胞，还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。解析：(1)据题图1可知，人体内抗原递呈细胞吞噬新冠病毒，并将新冠病毒的抗原暴露，呈递给T细胞，被T细胞表面的受体识别后激活T细胞；(2)激活的T细胞释放淋巴因子刺激B细胞，B细胞识别入侵的病毒后，迅速增殖分化成浆细胞和记忆细胞；(3)临床上为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染
13、者，采集鼻咽拭子主要用于病原学检查，检测疑似患者的呼吸道是否有新冠病毒的核酸，采集血液样本主要用于血清学检查，检测血清中是否产生抗新型冠状病毒的抗体；(4)据题中图2所示，结合单克隆抗体制备方法，要研制抗刺突蛋白单克隆抗体，需先注射新冠病毒的刺突蛋白(或S蛋白)，以激活小鼠的免疫细胞，再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合，获得融合的、未融合的细胞，用HAT筛选培养基培养，未融合的B细胞不能长期生存而死亡，未融合的骨髓瘤细胞不能合成DNA而死亡，只有杂交瘤细胞能成活；由于同一种抗原可能激活多种B细胞，筛选出的融合的骨髓瘤细胞就可能分泌多种抗体，还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞。答案：(1)
14、T(2)增殖、分化浆细胞和记忆(3)核酸抗新型冠状病毒抗体(4)刺突蛋白(或S蛋白)杂交瘤多种B3(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丛状苗的
15、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。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
16、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。答案：(1)抗性基因(2)全能性表达充分显微注射(3)短脱分化(4)生长素根的分生组织热点1植物细胞工程及应用1(2020广州二模)在植物基因工程中，通常借助标记基因来达到选择的目的，但某些标记基因的存在可能引起其他问题。研究表明，在一定条件下用农杆菌转化法转化植物时，一个
17、Ti质粒中的两段TDNA可分别整合到染色体不同位点上。科学家利用此研究成果培育出了不带hpt(抗潮霉素基因)的抗虫转基因籼稻。回答下列问题。(1)在成功构建的重组Ti质粒中，hpt与抗虫基因在Ti质粒中应排列在_(填“同一段”或“两段”)TDNA上。(2)取籼稻的幼胚进行处理后，接种到_培养基上培养，幼胚细胞通过_形成愈伤组织，随后用含重组Ti质粒的农杆菌侵染该愈伤组织，然后转接到含有_的培养基进行初次筛选。(3)对所得植株进行连续自交，通过_和_对后代进行筛选，最终可获得不带hpt的抗虫转基因籼稻。(4)与种植携带hpt的抗虫转基因籼稻相比，种植上述不带hpt的抗虫转基因籼稻的优点是_(写出
18、l点即可)。解析：(1)在构建重组Ti质粒时，将hpt与抗虫基因排列在Ti质粒的同一段TDNA上，以便同时导入受体细胞并进行筛选。(2)将籼稻的幼胚接种到诱导培养基上，经过脱分化过程，培养出愈伤组织，然后用农杆菌转化法，将hpt与抗虫基因整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上，再将该愈伤组织转接到含有潮霉素的培养基上进行筛选。(3)以上过程获得的导入hpt与抗虫基因的植株，相当于两对基因的杂合子，对其进行连续自交，后代会出现不带hpt的抗虫转基因籼稻，再通过DNA分子杂交技术和抗虫接种实验将其筛选出来。(4)与种植携带hpt的抗虫转基因籼稻相比，种植上述不带hpt的抗虫转基因籼稻可以避免基因污染。
19、答案：(1)同一段(2)诱导脱分化潮霉素(3)DNA分子杂交抗虫接种实验(4)不产生基因污染2科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄马铃薯杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如图所示：(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理有_。(2)过程常用的酶是_，细胞融合完成的标志是_。(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂_诱导融合，过程和过程依次为_，过程中的培养基常添加的植物激素是_。(4)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞中含n条染色体，则“番茄马铃薯”细胞在有丝分裂后期含_条染色体。解析：(1)植物体细胞
20、杂交要将不同种的植物细胞诱导融合成一个杂种细胞，再利用植物组织培养技术将杂种细胞培育成植株，体现的生物学原理有细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。(2)为植物细胞融合过程，需先用纤维素酶和果胶酶去除植物的细胞壁获得原生质体，再诱导原生质体融合，杂种细胞再生出新的细胞壁是细胞融合完成的标志。(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂聚乙二醇(或PEG)诱导融合，为杂种细胞形成愈伤组织的过程，属于植物组织培养过程中的脱分化过程，为愈伤组织形成植物体的过程属于再分化，此过程需要在培养基中添加生长素和细胞分裂素。(4)杂种细胞的染色体数为融合前两种细胞染色体数之和，即(mn)，细胞有丝分裂后期由于着丝点分
21、裂，姐妹染色单体分开，使得杂种细胞中的染色体数目加倍为2(mn)条。答案：(1)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性(2)纤维素酶和果胶酶形成了新的细胞壁(3)聚乙二醇(或PEG)脱分化和再分化生长素和细胞分裂素(4)2(mn)热点2动物细胞工程及应用3某科研小组一直致力于良种家畜的培育工作，日前从国外引进优质肉牛，通过克隆技术快速繁殖。请回答：(1)获得克隆动物的方式属于_生殖。研制克隆动物的生物学原理是_。(2)利用体细胞核移植技术克隆优质肉牛的实验流程图如下，对供体细胞进行培养时，要用_酶处理健康动物的组织，使细胞分散成单个细胞。诱导重组细胞分裂常用的化学物质有_。图中所涉及的实验技术名称是
22、_，_。(3)最终得到的克隆动物是否与优质肉牛遗传物质完全一样_(填“是”或“否”)，理由是_。(4)请提出体细胞核移植技术的另一个应用前景_。解析：(1)获得克隆动物的方式属于无性生殖；研制克隆动物的生物学原理是已分化动物体细胞的细胞核有全能性。(2)对供体细胞进行培养时，要用胰蛋白、胶原蛋白酶处理健康动物的组织，使细胞分散成单个细胞；诱导重组细胞分裂常用的化学物质有钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂；图中所涉及的实验技术名称是显微操作去核法，胚胎移植技术。(3)最终得到的克隆动物与优质肉牛遗传物质不完全一样，因为克隆动物的细胞核遗传物质来自于核供体动物优质肉牛，细胞质遗传物质来自于卵母细胞
23、供体动物。(4)体细胞核移植技术应用前景有保护濒危动物；转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白；在治疗人类疾病时，转基因克隆动物细胞、组织、器官可以作为异种移植的供体。答案：(1)无性已分化动物体细胞的细胞核有全能性(2)胰蛋白、胶原蛋白钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂显微操作去核法胚胎移植技术(3)否克隆动物的细胞核遗传物质来自于核供体动物优质肉牛，细胞质遗传物质来自于卵母细胞供体动物(4)保护濒危动物；转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白；在治疗人类疾病时，转基因克隆动物细胞、组织、器官可以作为异种移植的供体4据卫生部统计，中国每年约有150万的人需
24、要器官移植但是每年仅1万人能够接受移植手术。器官缺乏和免疫排斥是器官移植过程中存在的两大世界性难题。(1)有些研究人员利用体细胞核移植技术培养免疫匹配的移植器官，具体思路是将病人体细胞核移入培养到_(时期)的去核卵母细胞中，使其重组后再通过_(物理方法)将重组细胞激活并发育成一个新的胚胎。利用从早期胚胎分离出来的胚胎干细胞功能上具有_的特点，在培养液中加入_，如牛磺酸等，来诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。(2)还有些研究人员正试图利用基因工程方法对与人相似的动物器官进行改造，采用的方法是向器官供体动物的_中导入某种调节因子，以抑制_，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫
25、排斥反应的转基因克隆动物器官。(3)对移植前的胚胎有些要进行性别鉴定。目前最有应用前景的方法是SRYPCR法，SRY是位于Y染色体上的性别决定基因。操作的基本程序是，先用_作引物，用胚胎细胞的DNA为模板，进行PCR扩增，最后用SRY特异性探针对扩增产物进行检测。出现阴性反应者，胚胎为_性(填“雌”或“雄”)。解析：(1)核移植技术将一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的处于减数第二次分裂中期的卵母细胞中；重组细胞可以通过电脉冲的物理方法激活发育成新胚胎；胚胎干细胞分化程度低，具有发育的全能性；在培养液中加入分化诱导因子，诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。(2)科学家还试图用基因工程方
26、法对动物器官进行改造：向器官供体受精卵(基因组)中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达。(3)先从被测胚胎中取出几个细胞，提取DNA，然后用SRY基因的一段核苷酸序列作引物；用SRY特异性探针对扩增产物进行检测。出现阴性反应者，说明没有形成杂交带，性别为雌性。答案：(1)减数第二次分裂中期(M中期)电脉冲发育的全能性分化诱导因子(2)受精卵(基因组)抗原决定基因的表达(3)SRY基因的一段核苷酸序列雌有关动物细胞工程的答题要素(1)动物细胞培养。培养基的特有成分：动物血清。培养过程：原代培养、传代培养。制备悬液的酶：胰蛋白酶或胶原蛋白酶。(2)未受精卵细胞作细胞核移植受体细胞的理由。营养丰富。体积大，易操作。含有刺激已分化细胞核恢复分裂能力的物质。
