資源簡介

1．(選擇性必修3 P36“探究·實踐”)外植體經植物組織培養形成試管苗的過程中，再分化階段需要光照。該階段光照的作用是有利于葉綠體的形成。
2．(選擇性必修3 P40正文)作物脫毒時一般選取莖尖分生區的細胞進行植物組織培養，原因是植物頂端分生區附近(如莖尖)病毒極少，甚至無病毒，用分生區附近細胞進行組織培養，能得到大量脫毒苗。
3．(選擇性必修3 P40正文)單倍體育種過程中，應對單倍體種子進行處理還是對幼苗進行處理？為什么？應對單倍體幼苗進行處理。因為單倍體一般高度不育，難以獲得種子。。
4．(選擇性必修3 P52正文)為什么體細胞核移植較胚胎細胞核移植更困難？動物胚胎細胞分化程度低，表現全能性相對容易，而動物體細胞分化程度高，表現全能性十分困難。
5．(選擇性必修3 P53圖2-18)在核移植技術中必須先去掉受體卵母細胞的細胞核的原因是保證核移植動物的核遺傳物質全部來自供體細胞。
6．(選擇性必修3 P54“思考·討論”)通過體細胞核移植方法生產的克隆動物，不是對體細胞供體動物進行了100%的復制，原因是克隆動物絕大部分DNA來自供體細胞核，但線粒體中的DNA來自受體卵母細胞。此外動物的一些行為、習性的形成與所處環境有很大關聯。
7．(選擇性必修3 P54“相關信息”)目前動物細胞核移植技術中普遍使用的去核方法是顯微操作法。若不穿透卵母細胞透明帶，可采用梯度離心、紫外線短時間照射和化學物質處理等方法去核或使其中的DNA變性。
8．(選擇性必修3 P62“思考·討論”)胚胎移植的實質是早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移。
　植物細胞工程
1．植物組織培養過程
(1)培養基成分：水、無機鹽、蔗糖、氨基酸、植物激素、瓊脂等。添加蔗糖的目的是提供營養和調節滲透壓。
(2)激素控制：生長素與細胞分裂素的比值高時，促進根的分化、抑制芽的形成；比值低時，促進芽的分化、抑制根的形成；二者比值適中時，利于愈傷組織形成。
(3)光照條件：脫分化階段不需要光，再分化階段需要光。
(4)基因表達情況：脫分化、再分化過程中均存在基因的選擇性表達。
2．植物體細胞雜交技術
提醒：植物體細胞雜交和有性雜交的辨析
假設有兩個不同品種的植物細胞A、B，A含有2x條染色體，基因型為Aabb；B含有2y條染色體，基因型為ccDd。
項目 植物體細胞雜交 植物有性雜交
生殖方式 無性生殖 有性生殖
變異類型 染色體變異 基因重組
孟德爾遺傳定律 不遵循 遵循
雜交后細胞中染色體數/條 2x＋2y x＋y
基因型 AabbccDd AbcD或abcd或Abcd或abcD
聯系 植物體細胞雜交即兩個細胞融合成一個細胞，不管是染色體數、染色體組數還是基因型都直接相加，而植物有性雜交則為先減半再相加
考向1| 植物細胞工程的基本技術
1．(不定項)(2024·山東卷)下列關于植物愈傷組織的說法正確的是(　　)
A．用果膠酶和膠原蛋白酶去除愈傷組織的細胞壁獲得原生質體
B．融合的原生質體需再生出細胞壁后才能形成愈傷組織
C．體細胞雜交獲得的雜種植株細胞中具有來自親本的2個細胞核
D．通過愈傷組織再生出多個完整植株的過程屬于無性繁殖
BD　解析：愈傷組織的細胞壁主要由纖維素和果膠組成，可用纖維素酶和果膠酶去除愈傷組織的細胞壁，不能用膠原蛋白酶，A錯誤；融合的原生質體再生出細胞壁標志著原生質體融合完成，之后才能形成愈傷組織，B正確；體細胞雜交獲得的雜種植株細胞中只有一個細胞核，C錯誤；通過愈傷組織再生出多個完整植株的過程沒有生殖細胞的參與，屬于無性生殖，D正確。
2．植物甲抗旱、抗病性強，植物乙分蘗能力強、結實性好。科研人員通過植物體細胞雜交技術培育出兼有甲、乙優良性狀的植物丙，過程如下圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．過程①中酶處理的時間差異，原因可能是兩種親本的細胞壁結構有差異
B．過程②中常采用滅活的仙臺病毒或PEG誘導原生質體融合
C．過程④和⑤的培養基中均需要添加生長素和細胞分裂素
D．可通過分析植物丙的染色體，來鑒定其是否為雜種植株
B　解析：酶解是為了去除植物細胞的細胞壁，過程①中酶處理的時間不同，說明兩種親本的細胞壁結構有差異，A正確；過程②為原生質體的融合，常用PEG誘導原生質體融合，滅活的仙臺病毒可誘導動物細胞融合，不能用于植物細胞融合，B錯誤；過程④脫分化和⑤再分化的培養基中均需要添加生長素和細胞分裂素，但在兩個過程中比例不同，C正確；植物丙是植物甲和植物乙體細胞雜交形成的個體，應具備兩者的遺傳物質，因此可通過分析植物丙的染色體，來鑒定其是否為雜種植株，D正確。
考向2| 植物細胞工程的應用
3．(2023·山東卷)利用植物細胞培養技術在離體條件下對單個細胞或細胞團進行培養使其增殖，可獲得植物細胞的某些次生代謝物。下列說法正確的是(　　)
A．利用該技術可獲得某些無法通過化學合成途徑得到的產物
B．植物細胞體積小，故不能通過該技術進行其產物的工廠化生產
C．次生代謝物是植物所必需的，但含量少，應選擇產量高的細胞進行培養
D．該技術主要利用促進細胞生長的培養條件提高單個細胞中次生代謝物的含量
[審題指導] (1)初生代謝≠次生代謝：初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動，在整個生命過程中一直進行著。初生代謝物有糖類、脂質、蛋白質和核酸等。次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環境和時間條件下才進行。
(2)植物細胞培養≠植物組織培養：植物細胞培養是指在離體條件下對單個植物細胞或細胞團進行培養使其增殖的技術，可大量獲得細胞產物。植物組織培養是指將離體的植物器官、組織或細胞等，培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其形成完整植株的技術，可培養獲得完整植株。
A　解析：有些植物次生代謝物不能或難以通過化學合成途徑得到，可利用該技術獲得，A正確；利用植物細胞培養技術在離體條件下對單個細胞或細胞團進行培養使其增殖，可獲得植物細胞的某些次生代謝物，故可通過該技術進行植物細胞產物的工廠化生產，B錯誤；次生代謝物不是植物生長所必需的，其含量少，可以通過增加細胞的數量來增加次生代謝物的產量，C錯誤；細胞產物的工廠化生產主要是利用促進細胞分裂的培養條件，提高多個細胞中次生代謝物的含量，而不是提高單個細胞中次生代謝物的含量，D錯誤。
4．通過植物細胞工程對光果甘草進行培養以獲得藥物甘草西定，過程如圖所示。下列相關敘述正確的是(　　)
A．過程③通常先在生長素與細胞分裂素比例高的培養基中培養
B．過程④用射線或化學物質處理即可獲得大量所需的突變體植株丙
C．過程⑥中甘草西定可通過植物細胞培養獲得，應將愈傷組織細胞懸浮培養
D．所得三種植株中乙和丙的遺傳信息與甲相同，植株丁和甲是同一物種
C　解析：生長素/細胞分裂素的值高時，利于生根，該值低時利于生芽，過程③是再分化，需先生芽，再生根，所以需要先在生長素與細胞分裂素比例低的培養基中培養，A錯誤；過程④為誘變育種，常用射線或化學物質處理愈傷組織，經篩選，并進一步培養才能獲得大量所需的突變體植株丙，B錯誤；過程⑥中甘草西定可通過植物細胞培養獲得，應將愈傷組織細胞懸浮培養，即植物細胞培養，C正確；所得三種植株中丙的遺傳信息不一定與甲相同，因為植株丙是經誘變育種得到的，遺傳信息可能會發生改變，植株丁經過了植物體細胞雜交，染色體數目發生了改變，和甲不一致，所以不是同一物種，D錯誤。
　動物細胞工程
1．動物細胞培養
(1)動物細胞培養過程
(2)培養條件
①培養液及培養用具滅菌處理以及在無菌條件下進行操作，定期更換培養液。
②通常需要加入血清等一些天然成分。
③通入氧氣以滿足代謝的需要，通入二氧化碳以維持培養液的pH。
(3)兩次使用胰蛋白酶
①用胰蛋白酶處理動物組織，以制備單細胞懸液。
②培養過程中發生接觸抑制時，要用胰蛋白酶使細胞分散開。
2．單克隆抗體的“一過程兩特點”
(1)制備過程
(2)單克隆抗體的特點：能準確識別抗原的細微的差異，與特定抗原發生特異性結合，并且可以大量制備。
3．克隆動物培育流程
(1)原理：無性生殖。
(2)核移植獲得的克隆動物與提供細胞核的親本性狀不完全相同的原因：
①克隆動物遺傳物質來自兩個親本。
②發育過程中可能發生基因突變或染色體變異。
③外界環境可能引起不可遺傳的變異。
考向1| 動物細胞培養
1．(不定項)iPS細胞被稱為誘導多能干細胞，可通過導入相關因子來制備。iPS細胞最初是由成纖維細胞轉化而來的，后來發現已分化的T細胞、B細胞等也能被誘導成該類細胞。下列說法正確的是(　　)
A．導入的物質可以是DNA、蛋白質，還可用小分子物質來誘導
B．iPS細胞的體外培養需要在無菌的CO2培養箱中進行
C．T細胞、B細胞能被誘導為iPS細胞，說明體內細胞的分化是可逆的
D．與胚胎干細胞相比，iPS細胞的優點是分裂能力強、分化程度低
AB　解析：目前已采用多種方法來制備iPS細胞，包括借助載體將特定的基因導入細胞中，直接將特定的蛋白質導入細胞中或者用小分子物質等來誘導形成iPS細胞，A正確；iPS細胞的體外培養利用動物細胞培養技術，故需要在無毒無菌的CO2培養箱中進行培養，B正確；T細胞、B細胞能被誘導為iPS細胞，說明離體的已分化的細胞經過誘導可轉化為未分化的狀態，但該過程是在離體條件下進行的，在體內無法進行，C錯誤；胚胎干細胞和iPS細胞均具有分裂能力強、分化程度低的特點，D錯誤。
2．下列關于動物細胞工程及其應用的說法正確的是(　　)
A．通常利用體細胞核移植技術和誘導成纖維細胞生成ES細胞，ES細胞具有較強的自我更新能力及分化潛能
B．去核是去除MⅡ期卵母細胞中的中心體—染色體復合物，去核的卵母細胞可與細胞核組合成新的細胞
C．某些滅活病毒表面的糖蛋白和酶能夠使融合細胞質膜上的蛋白質分子和脂質分子重新排布，誘導細胞融合
D．在胚胎工程操作中，常以觀察到哺乳動物受精過程中出現三個極體或者雌、雄原核作為受精的標志
C　解析：通常利用體細胞核移植技術和誘導成纖維細胞生成iPS細胞，iPS細胞具有較強的自我更新能力及分化潛能，A錯誤；去核是去除MⅡ期卵母細胞中的紡錘體—染色體復合物，去核的卵母細胞可與細胞核組合成新的細胞，B錯誤；某些滅活病毒表面的糖蛋白和一些酶與細胞膜上的糖蛋白發生作用，使細胞相互凝聚，細胞膜上的蛋白質分子和脂質分子重新排布，細胞膜打開，細胞發生融合，C正確；在胚胎工程操作中，常以觀察到哺乳動物受精過程中出現兩個極體或者雌、雄原核作為受精的標志，D錯誤。
考向2| 動物細胞融合技術與單克隆抗體
3．下圖是小鼠孤雌生殖和孤雄生殖的示意圖。用化學方法激活小鼠成熟的卵母細胞得到phESC(孤雌單倍體干細胞)，然后通過基因編輯技術使phESC中的3個基因沉默，phESC的細胞核狀態便可接近精子細胞核的狀態，如圖1。用化學方法激活小鼠的精子得到ahESC(孤雄單倍體干細胞)，然后對ahESC中的8個基因進行編輯，ahESC的細胞核便具有卵細胞核的特點，如圖2。下列說法錯誤的是(　　)
　
A．ahESC與精子和去核卵母細胞融合后，得到的融合細胞的性染色體組成是XY、YY
B．卵母細胞轉化為phESC的過程類似于植物組織培養中的脫分化過程
C．只需要雌性小鼠便可獲得孤雌小鼠，而只依賴雄性小鼠不能得到孤雄小鼠
D．用促性腺激素對雌性小鼠進行超數排卵處理可得到大量卵母細胞
A　解析：孤雄單倍體干細胞ahESC是由精子(含X染色體或含Y染色體)培育形成的，其與精子和去核卵母細胞融合時，若ahESC(含X染色體或含Y染色體)與含X染色體的精子融合，融合細胞的性染色體組成是XX或XY，若ahESC(含X染色體或含Y染色體)與含Y染色體的精子融合，融合細胞的性染色體組或是XY或YY，綜上所述，ahESC與精子和去核卵母細胞融合后，得到的融合細胞的性染色體組成是 XY、YY、XX，A錯誤；卵母細胞轉化為phESC的過程中，細胞的分化程度降低，因此類似于植物組織培養中的脫分化過程，B正確；由題圖可知，孤雌小鼠培育過程中不需要精子參與，但是孤雄小鼠培育過程中需要去核卵母細胞參與，因此只需要雌性小鼠便可獲得孤雌小鼠，而只依賴雄性小鼠不能得到孤雄小鼠，C正確；為了獲得較多的卵母細胞，可以用促性腺激素對雌性小鼠進行處理，使其超數排卵，D正確。
4．CD47是一種跨膜糖蛋白，可與巨噬細胞表面的信號調節蛋白結合，從而抑制巨噬細胞的吞噬作用。肺癌腫瘤細胞表面的CD47含量比正常細胞高1.6～5倍，導致巨噬細胞對腫瘤細胞的清除效果減弱。為證明抗CD47的單克隆抗體可以解除CD47對巨噬細胞的抑制作用，科學家按照如下流程進行了實驗，下列敘述正確的是(　　)
A．對照組應設置為：巨噬細胞＋正常細胞共培養體系＋單克隆抗體
B．肺癌腫瘤細胞有發達的內質網和高爾基體，參與細胞膜上糖蛋白的形成
C．過程②和過程③篩選得到的雜交瘤細胞都能夠產生抗CD47的單克隆抗體
D．若實驗組的吞噬指數高于對照組，則單克隆抗體可以解除CD47對巨噬細胞的抑制作用
D　解析：根據單一變量原則可知，應設置不加單克隆抗體的巨噬細胞和腫瘤細胞的共培養體系為對照，A錯誤；肺癌等腫瘤細胞有內質網和高爾基體，參與細胞膜上糖蛋白的形成，但癌細胞表面糖蛋白總量減少，所以肺癌等腫瘤細胞的內質網和高爾基體不是很發達，B錯誤；②過程篩選出來的雜交瘤細胞既能大量增殖又能產生抗體，但是由于小鼠處在多種抗原刺激下，因此篩選出來的雜交瘤細胞不一定能產生抗CD47的抗體，還需要對第一次篩選的細胞進行克隆化培養和抗體檢測，C錯誤；抗CD47的單克隆抗體可以解除CD47對巨噬細胞的抑制作用，提高吞噬指數，因此若對照組中吞噬細胞的吞噬指數顯著低于實驗組可驗證題述推測，D正確。
考向3| 動物體細胞核移植技術和克隆動物
5．精子載體法是以精子作為外源基因載體攜帶外源基因進入卵細胞的方法，下圖表示用該方法制備轉基因鼠的基本流程。下列敘述正確的是(　　)
A．①過程需要將未成熟的精子放入ATP溶液中進行獲能處理得到成熟的精子
B．②采用體外受精技術，受精卵中的遺傳信息僅來自父母雙方
C．②③的培養液成分相同，且圖中轉基因鼠與克隆鼠的生殖方式相同
D．上述過程中，可對提供卵細胞的母體使用促性腺激素使其超數排卵，對代孕母體使用相關激素使其同期發情
D　解析：①過程需將成熟的精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體溶液中，用化學藥物誘導精子獲能，A錯誤；②采用體外受精技術，受精卵中的遺傳物質來自父母雙方和外源基因，B錯誤； ②為體外受精過程，③為早期胚胎培養過程，前者在獲能溶液或專用的受精溶液中進行，后者在發育培養基中進行，這兩個過程所用培養液的成分不完全相同，且轉基因鼠屬于有性生殖，克隆鼠為無性生殖，二者的生殖方式不同，C 錯誤；胚胎移植時，需對供體和受體使用激素進行同期發情處理，以保證胚胎移植入相同的生理環境，同時對提供卵細胞的母體使用促性腺激素使其超數排卵，D 正確。
6．(2024·青島三模)線粒體置換技術是一種預防人類線粒體遺傳病的技術手段。極體中主要內容物為排出的核基因組，所含線粒體數量較少，因此可以將其作為良好的核供體用于線粒體置換，其過程如下圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．圖中獲取的極體1為第一極體，極體2為第二極體
B．圖中“？”處指受精作用，精子需進行獲能處理，為受精提供能量
C．該過程也可直接用患者的體細胞作為核供體
D．圖中極體2的遺傳物質來自供卵卵母細胞
A　解析：據題圖可知，極體1是由卵原細胞經過減數分裂Ⅰ產生的，因此是第一極體；由于供卵卵母細胞不具備紡錘體，不能進行分裂，故極體2是第一極體經過減數分裂Ⅱ產生的，因此為第二極體，A正確；圖中“？”處指受精作用，精子需進行獲能處理，這里的“獲能”是指具備受精的能力，而不是直接為受精作用提供能量，B錯誤；據題圖可知，該過程中是利用極體作為核供體，因為極體中的線粒體數量少，適合進行線粒體置換，若直接用患者的體細胞作為核供體可能會引入有問題的線粒體，并且體細胞核含有2個染色體組，會引起子代發生變異，C錯誤；極體是由卵原細胞經過減數分裂產生的，其遺傳物質主要來自卵原細胞，由于供卵卵母細胞不具備紡錘體，不能進行分裂，故圖中極體2的遺傳物質來自患者卵母細胞，D錯誤。
　胚胎工程
1．受精
(1)條件
①精子獲能。
②卵子準備：發育到MⅡ期。
(2)防止多精入卵：透明帶發生的反應，卵細胞膜發生的反應。
2．胚胎早期發育過程
3．胚胎移植
(1)生理基礎
(2)流程
4．胚胎分割
考向1| 胚胎工程的理論基礎
1．波爾山羊享有“世界山羊之王”的美譽，具有生長速度快、肉質細嫩等優點。生產中常采用胚胎工程技術快速繁殖波爾山羊。下列敘述錯誤的是(　　)
A．選擇遺傳性狀優良的健康波爾母山羊進行超數排卵處理
B．胚胎移植前可采集滋養層細胞進行遺傳學檢測
C．普通品質的健康杜泊母綿羊不適合作為受體
D．生產中對提供精子的波爾公山羊不需要篩選
D　解析：選擇遺傳性狀優良的健康波爾母山羊作為供體，進行超數排卵處理，A正確；胚胎移植前，采集部分滋養層細胞進行遺傳學檢測，B正確；作為受體的杜泊母山羊只需具備健康的體質和正常繁殖能力即可，但山羊和綿羊是不同的物種，具有生殖隔離，不能將山羊的胚胎移植到綿羊子宮發育，即普通品質的健康杜泊母綿羊不適合作為受體，C正確；生產中需選擇品質良好的波爾公山羊提供精子，D錯誤。
2．研究者探究不同濃度的雌激素甲對牛的卵母細胞和受精卵在體外發育的影響，實驗結果如下表所示。根據實驗數據，下列敘述錯誤的是(　　)
甲的濃度/ (μg/mL) 卵母細胞/個 第一極體 排出/個 成熟率/% 卵裂數/個 卵裂率/%
0 106 70 66.0 28 40.0
1 120 79 65.8 46 58.2
10 113 53 46.9 15 28.3
100 112 48 42.8 5 10.4
A．實驗結果說明甲抑制卵裂過程
B．甲濃度過高抑制第一極體的排出
C．添加1 μg/mL的甲可提高受精后胚胎發育能力
D．本實驗中，以第一極體的排出作為卵母細胞成熟的判斷標準
A　解析：由題表可知，甲低濃度時促進卵裂，高濃度時抑制卵裂，A錯誤；對照組第一極體排出個數為70個，甲濃度過高(≥10 μg/mL，第一極體排出個數＜70)抑制第一極體的排出，B正確；添加1 μg/mL的甲，卵裂數增大，即該條件可提高受精后胚胎發育能力，C正確；由題表中數據可知，卵母細胞成熟的判斷標準是第一極體的排出，D正確。
考向2| 胚胎工程技術及其應用
3．(2024·重慶卷)自然條件下，甲、乙兩種魚均通過體外受精繁殖后代，甲屬于國家保護的稀有物種，乙的種群數量多且繁殖速度較甲快。我國科學家通過下圖所示流程進行相關研究，以期用于瀕危魚類的保護。下列敘述正確的是(　　)
A．誘導后的iPGCs具有胚胎干細胞的特性
B．移植的iPGCs最終產生的配子具有相同的遺傳信息
C．該實驗中，子一代的遺傳物質來源于物種甲
D．通過該實驗可以獲得甲的克隆
C　解析：胚胎干細胞具有發育的全能性，iPGCs是誘導型原始生殖細胞，具有成為卵原細胞或精原細胞的潛能，誘導后的iPGCs不具有胚胎干細胞的特性，A錯誤；移植的iPGCs分化形成卵原細胞或精原細胞后，通過減數分裂形成配子，在減數分裂過程中基因會發生重組，最終產生的配子的遺傳信息不一定相同，B錯誤；由題圖可知，將物種甲的囊胚期的iPGCs移植到阻止PGCs形成的乙魚的胚胎中，培育出的乙魚的生殖腺中的細胞由甲魚的iPGCs增殖分化而來，該乙魚再與物種甲雜交，配子均是由物種甲的生殖腺細胞產生，故子一代的遺傳物質來源于物種甲，C正確；克隆屬于無性繁殖，該實驗過程中涉及有性生殖，D錯誤。
4．研究表明，肌肉萎縮性側索硬化癥(俗稱“漸凍癥”)，是由于基因突變導致神經元合成了某種毒蛋白，從而阻礙了軸突內營養物質的流動；利用誘導多功能干細胞(iPS細胞)分化的前驅細胞，移植給漸凍癥實驗鼠，能延長其壽命。下列相關描述錯誤的是(　　)
A．誘導多能干細胞和胚胎干細胞全能性都很高，都屬于成體干細胞
B．可借助載體將特定基因導入成纖維細胞誘導形成iPS細胞
C．植入神經干細胞，使受損的運動功能得到恢復，可以一定程度改善“漸凍癥”
D．可通過DNA分子雜交技術，對漸凍癥進行基因診斷
A　解析：誘導多能干細胞屬于成體干細胞，胚胎干細胞不屬于成體干細胞，A錯誤；基因工程需要借助載體將目的基因導入受體細胞，故可借助載體將特定基因導入成纖維細胞誘導形成iPS細胞，B正確；植入神經干細胞，經過分裂分化補充受損的神經元，使受損的運動功能得到恢復，可以一定程度改善“漸凍癥”，C正確；由于“漸凍癥”是基因發生突變引起的，所以可通過DNA分子雜交技術對漸凍癥進行診斷，D正確。(共58張PPT)
專題十二　細胞工程(含胚胎工程)
專題體系 重構建
01
1．(選擇性必修3 P36“探究·實踐”)外植體經植物組織培養形成試管苗的過程中，_________階段需要光照。該階段光照的作用是_______________________。
2．(選擇性必修3 P40正文)作物脫毒時一般選取_____________的細胞進行植物組織培養，原因是__________________________________________________________________________________________________________。
再分化
有利于葉綠體的形成
莖尖分生區
植物頂端分生區附近(如莖尖)病毒極少，甚至無病毒，用分生區附近細胞進行組織培養，能得到大量脫毒苗
3．(選擇性必修3 P40正文)單倍體育種過程中，應對單倍體種子進行處理還是對幼苗進行處理？為什么？____________________________________________________________________。
4．(選擇性必修3 P52正文)為什么體細胞核移植較胚胎細胞核移植更困難？_______________________________________________________________________________________________。
5．(選擇性必修3 P53圖2-18)在核移植技術中必須先去掉受體卵母細胞的細胞核的原因是___________________________________________________。
應對單倍體幼苗進行處理。因為單倍體一般高度不育，難以獲得種子
動物胚胎細胞分化程度低，表現全能性相對容易，而動物體細胞分化程度高，表現全能性十分困難
保證核移植動物的核遺傳物質全部來自供體細胞
6．(選擇性必修3 P54“思考·討論”)通過體細胞核移植方法生產的克隆動物，不是對體細胞供體動物進行了100%的復制，原因是______________________________________________________________________________________。此外動物的一些行為、習性的形成與所處環境有很大關聯。
克隆動物絕大部分DNA來自供體細胞核，但線粒體中的DNA來自受體卵母細胞
7．(選擇性必修3 P54“相關信息”)目前動物細胞核移植技術中普遍使用的去核方法是顯微操作法。若不穿透卵母細胞透明帶，可采用_____________________________________________________方法去核或使其中的DNA變性。
8．(選擇性必修3 P62“思考·討論”)胚胎移植的實質是_____________________________________________________。
梯度離心、紫外線短時間照射和化學物質處理等
早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移
高頻考點 精研析
02
1．植物組織培養過程
考點一　植物細胞工程
(1)培養基成分：水、無機鹽、蔗糖、氨基酸、植物激素、瓊脂等。添加蔗糖的目的是提供營養和調節滲透壓。
(2)激素控制：生長素與細胞分裂素的比值___時，促進根的分化、抑制芽的形成；比值___時，促進芽的分化、抑制根的形成；二者比值適中時，利于愈傷組織形成。
(3)光照條件：脫分化階段不需要光，_________階段需要光。
(4)基因表達情況：脫分化、再分化過程中均存在基因的選擇性表達。
高
低
再分化
2．植物體細胞雜交技術
提醒：植物體細胞雜交和有性雜交的辨析
假設有兩個不同品種的植物細胞A、B，A含有2x條染色體，基因型為Aabb；B含有2y條染色體，基因型為ccDd。
項目 植物體細胞雜交 植物有性雜交
生殖方式 無性生殖 有性生殖
變異類型 染色體變異 基因重組
孟德爾遺傳定律 不遵循 遵循
雜交后細胞中染色體數/條 2x＋2y x＋y
項目 植物體細胞雜交 植物有性雜交
基因型 AabbccDd AbcD或abcd或Abcd或abcD
聯系 植物體細胞雜交即兩個細胞融合成一個細胞，不管是染色體數、染色體組數還是基因型都直接相加，而植物有性雜交則為先減半再相加
考向1| 植物細胞工程的基本技術
1．(不定項)(2024·山東卷)下列關于植物愈傷組織的說法正確的是(　　)
A．用果膠酶和膠原蛋白酶去除愈傷組織的細胞壁獲得原生質體
B．融合的原生質體需再生出細胞壁后才能形成愈傷組織
C．體細胞雜交獲得的雜種植株細胞中具有來自親本的2個細胞核
D．通過愈傷組織再生出多個完整植株的過程屬于無性繁殖
√
√
BD　解析：愈傷組織的細胞壁主要由纖維素和果膠組成，可用纖維素酶和果膠酶去除愈傷組織的細胞壁，不能用膠原蛋白酶，A錯誤；融合的原生質體再生出細胞壁標志著原生質體融合完成，之后才能形成愈傷組織，B正確；體細胞雜交獲得的雜種植株細胞中只有一個細胞核，C錯誤；通過愈傷組織再生出多個完整植株的過程沒有生殖細胞的參與，屬于無性生殖，D正確。
2．植物甲抗旱、抗病性強，植物乙分蘗能力強、結實性好。科研人員通過植物體細胞雜交技術培育出兼有甲、乙優良性狀的植物丙，過程如下圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．過程①中酶處理的時間差異，原因可能是兩種親本的細胞壁結構有差異
B．過程②中常采用滅活的仙臺病毒或PEG誘導原生質體融合
C．過程④和⑤的培養基中均需要添加生長素和細胞分裂素
D．可通過分析植物丙的染色體，來鑒定其是否為雜種植株
√
B　解析：酶解是為了去除植物細胞的細胞壁，過程①中酶處理的時間不同，說明兩種親本的細胞壁結構有差異，A正確；過程②為原生質體的融合，常用PEG誘導原生質體融合，滅活的仙臺病毒可誘導動物細胞融合，不能用于植物細胞融合，B錯誤；過程④脫分化和⑤再分化的培養基中均需要添加生長素和細胞分裂素，但在兩個過程中比例不同，C正確；植物丙是植物甲和植物乙體細胞雜交形成的個體，應具備兩者的遺傳物質，因此可通過分析植物丙的染色體，來鑒定其是否為雜種植株，D正確。
考向2| 植物細胞工程的應用
3．(2023·山東卷)利用植物細胞培養技術在離體條件下對單個細胞或細胞團進行培養使其增殖，可獲得植物細胞的某些次生代謝物。下列說法正確的是(　　)
A．利用該技術可獲得某些無法通過化學合成途徑得到的產物
B．植物細胞體積小，故不能通過該技術進行其產物的工廠化生產
C．次生代謝物是植物所必需的，但含量少，應選擇產量高的細胞進行培養
D．該技術主要利用促進細胞生長的培養條件提高單個細胞中次生代謝物的含量
√
[審題指導] (1)初生代謝≠次生代謝：初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動，在整個生命過程中一直進行著。初生代謝物有糖類、脂質、蛋白質和核酸等。次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環境和時間條件下才進行。
(2)植物細胞培養≠植物組織培養：植物細胞培養是指在離體條件下對單個植物細胞或細胞團進行培養使其增殖的技術，可大量獲得細胞產物。植物組織培養是指將離體的植物器官、組織或細胞等，培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其形成完整植株的技術，可培養獲得完整植株。
A　解析：有些植物次生代謝物不能或難以通過化學合成途徑得到，可利用該技術獲得，A正確；利用植物細胞培養技術在離體條件下對單個細胞或細胞團進行培養使其增殖，可獲得植物細胞的某些次生代謝物，故可通過該技術進行植物細胞產物的工廠化生產，B錯誤；次生代謝物不是植物生長所必需的，其含量少，可以通過增加細胞的數量來增加次生代謝物的產量，C錯誤；細胞產物的工廠化生產主要是利用促進細胞分裂的培養條件，提高多個細胞中次生代謝物的含量，而不是提高單個細胞中次生代謝物的含量，D錯誤。
4．通過植物細胞工程對光果甘草進行培養以獲得藥物甘草西定，過程如圖所示。下列相關敘述正確的是(　　)
A. 過程③通常先在生長素與細胞分裂素比例高的培養基中培養
B. 過程④用射線或化學物質處理即可獲得大量所需的突變體植株丙
C. 過程⑥中甘草西定可通過植物細胞培養獲得，應將愈傷組織細胞懸浮培養
D. 所得三種植株中乙和丙的遺傳信息與甲相同，植株丁和甲是同一物種
√
C　解析：生長素/細胞分裂素的值高時，利于生根，該值低時利于生芽，過程③是再分化，需先生芽，再生根，所以需要先在生長素與細胞分裂素比例低的培養基中培養，A錯誤；過程④為誘變育種，常用射線或化學物質處理愈傷組織，經篩選，并進一步培養才能獲得大量所需的突變體植株丙，B錯誤；過程⑥中甘草西定可通過植物細胞培養獲得，應將愈傷組織細胞懸浮培養，即植物細胞培養，C正確；所得三種植株中丙的遺傳信息不一定與甲相同，因為植株丙是經誘變育種得到的，遺傳信息可能會發生改變，植株丁經過了植物體細胞雜交，染色體數目發生了改變，和甲不一致，所以不是同一物種，D錯誤。
1．動物細胞培養
(1)動物細胞培養過程
考點二　動物細胞工程
(2)培養條件
①培養液及培養用具滅菌處理以及在無菌條件下進行操作，定期更換培養液。
②通常需要加入血清等一些天然成分。
③通入氧氣以滿足代謝的需要，通入二氧化碳以________________。
(3)兩次使用胰蛋白酶
①用胰蛋白酶處理動物組織，以制備單細胞懸液。
②培養過程中發生__________時，要用胰蛋白酶使細胞分散開。
維持培養液的pH
接觸抑制
2．單克隆抗體的“一過程兩特點”
(1)制備過程
(2)單克隆抗體的特點：能準確識別抗原的細微的差異，與特定抗原發生特異性結合，并且可以大量制備。
3．克隆動物培育流程
(1)原理：無性生殖。
(2)核移植獲得的克隆動物與提供細胞核的親本性狀不完全相同的原因：
①克隆動物遺傳物質來自兩個親本。
②發育過程中可能發生基因突變或染色體變異。
③外界環境可能引起不可遺傳的變異。
考向1| 動物細胞培養
1．(不定項)iPS細胞被稱為誘導多能干細胞，可通過導入相關因子來制備。iPS細胞最初是由成纖維細胞轉化而來的，后來發現已分化的T細胞、B細胞等也能被誘導成該類細胞。下列說法正確的是(　　)
A．導入的物質可以是DNA、蛋白質，還可用小分子物質來誘導
B．iPS細胞的體外培養需要在無菌的CO2培養箱中進行
C．T細胞、B細胞能被誘導為iPS細胞，說明體內細胞的分化是可逆的
D．與胚胎干細胞相比，iPS細胞的優點是分裂能力強、分化程度低
√
√
AB　解析：目前已采用多種方法來制備iPS細胞，包括借助載體將特定的基因導入細胞中，直接將特定的蛋白質導入細胞中或者用小分子物質等來誘導形成iPS細胞，A正確；iPS細胞的體外培養利用動物細胞培養技術，故需要在無毒無菌的CO2培養箱中進行培養，B正確；T細胞、B細胞能被誘導為iPS細胞，說明離體的已分化的細胞經過誘導可轉化為未分化的狀態，但該過程是在離體條件下進行的，在體內無法進行，C錯誤；胚胎干細胞和iPS細胞均具有分裂能力強、分化程度低的特點，D錯誤。
2．下列關于動物細胞工程及其應用的說法正確的是(　　)
A．通常利用體細胞核移植技術和誘導成纖維細胞生成ES細胞，ES細胞具有較強的自我更新能力及分化潛能
B．去核是去除MⅡ期卵母細胞中的中心體—染色體復合物，去核的卵母細胞可與細胞核組合成新的細胞
C．某些滅活病毒表面的糖蛋白和酶能夠使融合細胞質膜上的蛋白質分子和脂質分子重新排布，誘導細胞融合
D．在胚胎工程操作中，常以觀察到哺乳動物受精過程中出現三個極體或者雌、雄原核作為受精的標志
√
C　解析：通常利用體細胞核移植技術和誘導成纖維細胞生成iPS細胞，iPS細胞具有較強的自我更新能力及分化潛能，A錯誤；去核是去除MⅡ期卵母細胞中的紡錘體—染色體復合物，去核的卵母細胞可與細胞核組合成新的細胞，B錯誤；某些滅活病毒表面的糖蛋白和一些酶與細胞膜上的糖蛋白發生作用，使細胞相互凝聚，細胞膜上的蛋白質分子和脂質分子重新排布，細胞膜打開，細胞發生融合，C正確；在胚胎工程操作中，常以觀察到哺乳動物受精過程中出現兩個極體或者雌、雄原核作為受精的標志，D錯誤。
考向2| 動物細胞融合技術與單克隆抗體
3．下圖是小鼠孤雌生殖和孤雄生殖的示意圖。用化學方法激活小鼠成熟的卵母細胞得到phESC(孤雌單倍體干細胞)，然后通過基因編輯技術使phESC中的3個基因沉默，phESC的細胞核狀態便可接近精子細胞核的狀態，如圖1。用化學方法激活小鼠的精子得到ahESC(孤雄單倍體干細胞)，然后對ahESC中的8個基因進行編輯，ahESC的細胞核便具有卵細胞核的特點，如圖2。下列說法錯誤的是(　　)
A．ahESC與精子和去核卵母細胞融合后，得到的融合細胞的性染色體組成是XY、YY
B．卵母細胞轉化為phESC的過程類似于植物組織培養中的脫分化過程
C．只需要雌性小鼠便可獲得孤雌小鼠，而只依賴雄性小鼠不能得到孤雄小鼠
D．用促性腺激素對雌性小鼠進行超數排卵處理可得到大量卵母細胞
√
A　解析：孤雄單倍體干細胞ahESC是由精子(含X染色體或含Y染色體)培育形成的，其與精子和去核卵母細胞融合時，若ahESC(含X染色體或含Y染色體)與含X染色體的精子融合，融合細胞的性染色體組成是XX或XY，若ahESC(含X染色體或含Y染色體)與含Y染色體的精子融合，融合細胞的性染色體組或是XY或YY，綜上所述，ahESC與精子和去核卵母細胞融合后，得到的融合細胞的性染色體組成是 XY、YY、XX，A錯誤；卵母細胞轉化為phESC的過程中，細胞的分化程度降低，因此類似于植物組織培養中的脫分化過程，B正確；由題圖可知，孤雌小鼠培育過程中不需要精子參與，但是孤雄小鼠培育過程中需要去核卵母細胞參與，因此只需要雌性小鼠便可獲得孤雌小鼠，而只依賴雄性小鼠不能得到孤雄小鼠，C正確；為了獲得較多的卵母細胞，可以用促性腺激素對雌性小鼠進行處理，使其超數排卵，D正確。
4．CD47是一種跨膜糖蛋白，可與巨噬細胞表面的信號調節蛋白結合，從而抑制巨噬細胞的吞噬作用。肺癌腫瘤細胞表面的CD47含量比正常細胞高1.6～5倍，導致巨噬細胞對腫瘤細胞的清除效果減弱。為證明抗CD47的單克隆抗體可以解除CD47對巨噬細胞的抑制作用，科學家按照如下流程進行了實驗，下列敘述正確的是(　　)
A．對照組應設置為：巨噬細胞＋正常細胞共培養體系＋單克隆抗體
B．肺癌腫瘤細胞有發達的內質網和高爾基體，參與細胞膜上糖蛋白的形成
C．過程②和過程③篩選得到的雜交瘤細胞都能夠產生抗CD47的單克隆抗體
D．若實驗組的吞噬指數高于對照組，則單克隆抗體可以解除CD47對巨噬細胞的抑制作用
√
D　解析：根據單一變量原則可知，應設置不加單克隆抗體的巨噬細胞和腫瘤細胞的共培養體系為對照，A錯誤；肺癌等腫瘤細胞有內質網和高爾基體，參與細胞膜上糖蛋白的形成，但癌細胞表面糖蛋白總量減少，所以肺癌等腫瘤細胞的內質網和高爾基體不是很發達，B錯誤；②過程篩選出來的雜交瘤細胞既能大量增殖又能產生抗體，但是由于小鼠處在多種抗原刺激下，因此篩選出來的雜交瘤細胞不一定能產生抗CD47的抗體，還需要對第一次篩選的細胞進行克隆化培養和抗體檢測，C錯誤；抗CD47的單克隆抗體可以解除CD47對巨噬細胞的抑制作用，提高吞噬指數，因此若對照組中吞噬細胞的吞噬指數顯著低于實驗組可驗證題述推測，D正確。
考向3| 動物體細胞核移植技術和克隆動物
5．精子載體法是以精子作為外源基因載體攜帶外源基因進入卵細胞的方法，下圖表示用該方法制備轉基因鼠的基本流程。下列敘述正確的是(　　)
A．①過程需要將未成熟的精子放入ATP溶液中進行獲能處理得到成熟的精子
B．②采用體外受精技術，受精卵中的遺傳信息僅來自父母雙方
C．②③的培養液成分相同，且圖中轉基因鼠與克隆鼠的生殖方式相同
D．上述過程中，可對提供卵細胞的母體使用促性腺激素使其超數排卵，對代孕母體使用相關激素使其同期發情
√
D　解析：①過程需將成熟的精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體溶液中，用化學藥物誘導精子獲能，A錯誤；②采用體外受精技術，受精卵中的遺傳物質來自父母雙方和外源基因，B錯誤； ②為體外受精過程，③為早期胚胎培養過程，前者在獲能溶液或專用的受精溶液中進行，后者在發育培養基中進行，這兩個過程所用培養液的成分不完全相同，且轉基因鼠屬于有性生殖，克隆鼠為無性生殖，二者的生殖方式不同，C 錯誤；胚胎移植時，需對供體和受體使用激素進行同期發情處理，以保證胚胎移植入相同的生理環境，同時對提供卵細胞的母體使用促性腺激素使其超數排卵，D 正確。
6．(2024·青島三模)線粒體置換技術是一種預防人類線粒體遺傳病的技術手段。極體中主要內容物為排出的核基因組，所含線粒體數量較少，因此可以將其作為良好的核供體用于線粒體置換，其過程如下圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．圖中獲取的極體1為第一極體，極體2為第二極體
B．圖中“？”處指受精作用，精子需進行獲能處理，為受精提供能量
C．該過程也可直接用患者的體細胞作為核供體
D．圖中極體2的遺傳物質來自供卵卵母細胞
√
A　解析：據題圖可知，極體1是由卵原細胞經過減數分裂Ⅰ產生的，因此是第一極體；由于供卵卵母細胞不具備紡錘體，不能進行分裂，故極體2是第一極體經過減數分裂Ⅱ產生的，因此為第二極體，A正確；圖中“？”處指受精作用，精子需進行獲能處理，這里的“獲能”是指具備受精的能力，而不是直接為受精作用提供能量，B錯誤；據題圖可知，該過程中是利用極體作為核供體，因為極體中的線粒體數量少，適合進行線粒體置換，若直接用患者的體細胞作為核供體可能會引入有問題的線粒體，并且體細胞核含有2個染色體組，會引起子代發生變異，C錯誤；極體是由卵原細胞經過減數分裂產生的，其遺傳物質主要來自卵原細胞，由于供卵卵母細胞不具備紡錘體，不能進行分裂，故圖中極體2的遺傳物質來自患者卵母細胞，D錯誤。
1．受精
(1)條件
①精子獲能。
②卵子準備：發育到______期。
(2)防止多精入卵：透明帶發生的反應，__________發生的反應。
考點三　胚胎工程
MⅡ
卵細胞膜
2．胚胎早期發育過程
3．胚胎移植
(1)生理基礎
(2)流程
4．胚胎分割
考向1| 胚胎工程的理論基礎
1．波爾山羊享有“世界山羊之王”的美譽，具有生長速度快、肉質細嫩等優點。生產中常采用胚胎工程技術快速繁殖波爾山羊。下列敘述錯誤的是(　　)
A．選擇遺傳性狀優良的健康波爾母山羊進行超數排卵處理
B．胚胎移植前可采集滋養層細胞進行遺傳學檢測
C．普通品質的健康杜泊母綿羊不適合作為受體
D．生產中對提供精子的波爾公山羊不需要篩選
√
D　解析：選擇遺傳性狀優良的健康波爾母山羊作為供體，進行超數排卵處理，A正確；胚胎移植前，采集部分滋養層細胞進行遺傳學檢測，B正確；作為受體的杜泊母山羊只需具備健康的體質和正常繁殖能力即可，但山羊和綿羊是不同的物種，具有生殖隔離，不能將山羊的胚胎移植到綿羊子宮發育，即普通品質的健康杜泊母綿羊不適合作為受體，C正確；生產中需選擇品質良好的波爾公山羊提供精子，D錯誤。
2．研究者探究不同濃度的雌激素甲對牛的卵母細胞和受精卵在體外發育的影響，實驗結果如下表所示。根據實驗數據，下列敘述錯誤的是(　　)
A．實驗結果說明甲抑制卵裂過程
B．甲濃度過高抑制第一極體的排出
C．添加1 μg/mL的甲可提高受精后胚胎發育能力
D．本實驗中，以第一極體的排出作為卵母細胞成熟的判斷標準
甲的濃度/
(μg/mL) 卵母細胞/個 第一極體
排出/個 成熟率/% 卵裂數/個 卵裂率/%
0 106 70 66.0 28 40.0
1 120 79 65.8 46 58.2
10 113 53 46.9 15 28.3
100 112 48 42.8 5 10.4
√
A　解析：由題表可知，甲低濃度時促進卵裂，高濃度時抑制卵裂，A錯誤；對照組第一極體排出個數為70個，甲濃度過高(≥10 μg/mL，第一極體排出個數＜70)抑制第一極體的排出，B正確；添加1 μg/mL的甲，卵裂數增大，即該條件可提高受精后胚胎發育能力，C正確；由題表中數據可知，卵母細胞成熟的判斷標準是第一極體的排出，D正確。
考向2| 胚胎工程技術及其應用
3．(2024·重慶卷)自然條件下，甲、乙兩種魚均通過體外受精繁殖后代，甲屬于國家保護的稀有物種，乙的種群數量多且繁殖速度較甲快。我國科學家通過下圖所示流程進行相關研究，以期用于瀕危魚類的保護。下列敘述正確的是(　　)
A．誘導后的iPGCs具有胚胎干細胞的特性
B．移植的iPGCs最終產生的配子具有相同的遺傳信息
C．該實驗中，子一代的遺傳物質來源于物種甲
D．通過該實驗可以獲得甲的克隆
√
C　解析：胚胎干細胞具有發育的全能性，iPGCs是誘導型原始生殖細胞，具有成為卵原細胞或精原細胞的潛能，誘導后的iPGCs不具有胚胎干細胞的特性，A錯誤；移植的iPGCs分化形成卵原細胞或精原細胞后，通過減數分裂形成配子，在減數分裂過程中基因會發生重組，最終產生的配子的遺傳信息不一定相同，B錯誤；由題圖可知，將物種甲的囊胚期的iPGCs移植到阻止PGCs形成的乙魚的胚胎中，培育出的乙魚的生殖腺中的細胞由甲魚的iPGCs增殖分化而來，該乙魚再與物種甲雜交，配子均是由物種甲的生殖腺細胞產生，故子一代的遺傳物質來源于物種甲，C正確；克隆屬于無性繁殖，該實驗過程中涉及有性生殖，D錯誤。
4．研究表明，肌肉萎縮性側索硬化癥(俗稱“漸凍癥”)，是由于基因突變導致神經元合成了某種毒蛋白，從而阻礙了軸突內營養物質的流動；利用誘導多功能干細胞(iPS細胞)分化的前驅細胞，移植給漸凍癥實驗鼠，能延長其壽命。下列相關描述錯誤的是(　　)
A. 誘導多能干細胞和胚胎干細胞全能性都很高，都屬于成體干細胞
B. 可借助載體將特定基因導入成纖維細胞誘導形成iPS細胞
C. 植入神經干細胞，使受損的運動功能得到恢復，可以一定程度改善“漸凍癥”
D. 可通過DNA分子雜交技術，對漸凍癥進行基因診斷
√
A　解析：誘導多能干細胞屬于成體干細胞，胚胎干細胞不屬于成體干細胞，A錯誤；基因工程需要借助載體將目的基因導入受體細胞，故可借助載體將特定基因導入成纖維細胞誘導形成iPS細胞，B正確；植入神經干細胞，經過分裂分化補充受損的神經元，使受損的運動功能得到恢復，可以一定程度改善“漸凍癥”，C正確；由于“漸凍癥”是基因發生突變引起的，所以可通過DNA分子雜交技術對漸凍癥進行診斷，D正確。

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