资源简介

(共63张PPT)
举一反三
典例精讲
考点梳理
思维导图
细胞工程与胚胎工程
专题二
考点串讲PPT
目
录
CONTENTS
1
植物细胞工程
5
6
胚胎工程的应用
体外受精和早期胚胎的培养
2
动物细胞的培养与核移植
3
动物细胞融合与单克隆抗体
4
体内受精和胚胎发育
7
生物技术的安全性和伦理性问题
思维导图
植物细胞工程
考点01
考点01 植物细胞工程
考点梳理
一、植物组织培养
无组织结构、松散的薄壁细胞团
离体条件下已分化的细胞经过诱导，失去特有的结构和功能，重新获得分裂能力
1.概念:
是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
外植体
2.流程:
接种外植体
离体培养的植物器官、组织或细胞
脱分化
诱导愈伤组织
诱导生芽
再分化
愈伤组织能重新分化成芽、根等器官
诱导生根
移栽成活
考点01 植物细胞工程
考点梳理
一、植物组织培养
脱分化 再分化
过程 外植体→愈伤组织 愈伤组织→幼苗
分裂、分化 有分裂，无分化 有分裂，无分化
结果 形成愈伤组织 形成根、芽
需要条件 a.离体、适宜的营养 c.生长素与细胞分裂素的比例适中 d.一般不需光 a.离体、适宜的营养
c.生长素与细胞分裂素的比例高或低诱导生根或生芽
d.光照（诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用。）
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、比例都会影响植物细胞的发育方向。
3.脱分化与再分化比较:
生长素用量 / 细胞分裂素用量 结果
比值≈1
比值＞1
比值＜1
促进根的分化
促进芽的分化
促进愈伤组织的形成
4.菊花的组织培养:
制备外植体
接种培养
试管苗移栽
考点01 植物细胞工程
考点梳理
二、植物体细胞杂交技术
1.概念:
将不同来源的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
B细胞
A原生质体
B原生质体
去壁
去壁
A细胞
2.过程:
去除细胞壁
方法：用纤维素酶和果胶酶水解
原理：利用酶的专一性
诱导融合
正在融合的原生质体
融合
方法：(1)物理方法： ①电融合法， ②离心法等
(2)化学方法： ①聚乙二醇(PEG)融合法， ②高Ca2+—高pH融合法
原理：细胞膜具有流动性
再生细胞壁
再生出细胞壁
杂种细胞
(1)植物细胞融合完成的标志:
融合的原生质体重新产生细胞壁，形成杂种细胞。
(2)直接参与细胞器:
高尔基体
考点01 植物细胞工程
考点梳理
三、植物组织培养与植物体细胞杂交技术的比较
植物组织培养 植物体细胞杂交技术
原理
过程
意义
联系 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
植物细胞的全能性
离体的植物器官、组织或细胞
愈伤组织
脱分化
再分化
根、芽或胚状体
植物体
生长发育
植物细胞A
植物细胞B
原生质体A
去壁
原生质体B
去壁
人工诱导
融合的原生质体AB
杂种细胞AB
愈伤组织
脱分化
再生细胞壁
杂种植株
再分化
保持优良性状,繁殖速度快、大规模生产提高经济效益
植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养技术
克服不同种生物远缘杂交的障碍
考点01 植物细胞工程
考点梳理
四、植物细胞工程应用
考点01 植物细胞工程
考点梳理
四、植物细胞工程应用
考点01 植物细胞工程
典例精讲
【典例01】下图表示基因型为AaBb的水稻的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。下列叙述错误的是（ ）
A．培养基中应加入适宜浓度的生长素和细胞分裂素等植物激素
B．经图示无菌培养获得的试管苗基因型是AABB、AAbb、aaBB、aabb
C．花粉经过脱分化转变成未分化的细胞，进而形成不定形的愈伤组织
D．诱导愈伤组织期间一般不需要光照
B
解析： A、为促进花粉细胞分裂生长，需在培养基中加入适宜浓度的细胞分裂素、生长素等植物激素，A正确；
B、基因型为AaBb的植物体经过减数分裂可产生基因型为AB、ab、Ab、aB的配子，再经过花药离体培养可得到单倍体，因此试管苗可能出现的基因型有AB、Ab、aB、ab，B错误；
C、由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化，花粉经过脱分化转变成未分化的细胞，进而形成不定形的愈伤组织，C正确；
D、诱导愈伤组织期间一般不需要光照，愈伤组织的诱导阶段的暗培养有利于细胞的脱分化产生愈伤组织，在光照条件下，外植体容易分化产生维管等组织，这不利于产生大量的愈伤组织，D正确。
考点01 植物细胞工程
典例精讲
【典例02】科研人员利用中国番茄黄曲叶病毒（TV）及其卫星病毒（TB）作为研究系统，发现TV单独侵染不会引起植物发病，只有TV和TB共同侵染才导致植物发病，在侵染时，TV基因组甲基化水平降低。而在沉默植物中DNA糖基化酶会导致TV基因组甲基化水平恢复，且TV和TB的复合侵染被显著抑制。下列说法中错误的是（　　）
A．病毒在植物茎尖、根尖等处积累量较低因此可用来培育脱毒苗
B．DNA甲基化不改变DNA碱基排列顺序但可以使产生的表型变化稳定遗传
C．共同侵染时TB通过降低TV基因组甲基化水平从而增强TV的致病性
D．植物可能是通过对TV基因组进行DNA甲基化修饰从而抵御该病毒的侵染
B
解析： A、植物茎尖根尖分生区附近病毒极少，甚至没有病毒，因此可用植物茎尖根尖来培育脱毒苗，A正确；
B、DNA甲基化不改变DNA碱基排列顺序，会使基因表达和表型发生可遗传变化，但因为甲基化修饰可逆，所以不能稳定遗传，B错误；
C、黄曲叶病毒（TV）单独侵染不会引起植物发病，只有TV和TB的共同侵染才导致植物发病，此时TV基因组甲基化水平降低，在沉默植物中DNA糖基化酶会导致TV基因组甲基化水平恢复，TV和TB的复合侵染就被显著抑制。可见，共同侵染时TB通过降低TV基因组甲基化水平从而增强TV的致病性，C正确。
D、结合对C选项的分析可知，TV单独侵染不会引起植物发病的原因可能是：植物通过对病毒基因组进行DNA甲基化修饰从而抵御病毒的侵染，D正确。
考点01 植物细胞工程
举一反三
【演练01】紫草宁是从紫草细胞中提取的一种药物、具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。科研小组利用植物细胞工程来生产紫草宁的主要过程如下图。下列叙述错误的是（ ）
A．选择幼嫩茎作为外植体更容易诱导形成愈伤组织
B．培养前需用酒精、次氯酸钠溶液和无菌水处理紫草幼嫩茎
C．①过程表示脱分化，需在一定的营养和激素等条件下实现
D．②过程表示再分化，需要每日给予适当时间和强度的光照
D
【演练02】某兴趣小组拟用植物组织培养繁殖一种名贵兰花，其技术路线为“培养基的配制→外植体的选择→外植体的消毒→外植体的接种→诱导脱分化形成愈伤组织→诱导再分化→炼苗移植等过程”。下列有关叙述错误的是（ ）
A．通常选择兰花含病毒较少的幼嫩茎组织可以获得抗毒苗
B．消毒既要杀死外植体上附着的微生物，又不能伤及外植体
C．脱分化过程中植物细胞依赖培养基中的有机物等进行生长
D．炼苗包括曝光锻炼和湿度锻炼等，使幼苗逐步适应外界环境
A
动物细胞的培养与核移植
考点02
考点02 动物细胞的培养与核移植
考点梳理
一、动物细胞培养
1.概念：
从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。
2.培养基：
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。
含人类未知、细胞生长增殖所必需的物质，满足细胞对未知营养成分的需求。
培养基的构成：合成培养基 + 血清等天然成分
一般使用液体培养基，也称为培养液。
3.培养条件：
(1)无菌、无毒的环境：
无菌
①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理
②在无菌环境下进行操作
无毒
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
培养液中添加一定量抗生素，防止培养过程微生物污染
(2)温度、PH、渗透压：
多数动物细胞生存的适宜pH为________
①适宜的温度：
7.2-7.4
维持细胞正常的形态和功能
哺乳动物细胞培养的温度多以_ __________为宜；
维持适宜渗透压的目的______________________
②适宜的pH：
③适宜的渗透压：
(3)气体环境：
动物细胞培养所需气体主要有_____和______
用培养皿或松盖培养瓶, 在含有__________和________的混合气体的__________
O2
CO2
95%空气
5%CO2
CO2培养箱
①组成
②培养仪器
36.5±0.5℃
考点02 动物细胞的培养与核移植
考点梳理
一、动物细胞培养
植物组织培养 动物细胞培养
原理
培养前处理
取材
培养基的物理性质
培养基的成分
特有成分
植物细胞的全能性
细胞增殖
离体
用机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶将组织细胞分散开
离体植物器官、组织、细胞
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
固体
液体(又称培养液)
有机营养成分无机营养成分植物激素
糖类、氨基酸、无机盐、维生素等营养物质及一些天然成分如血清
植物激素
血清
5.植物组织培养和动物细胞培养的比较：
分瓶
取动物组织
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理
分散成单个细胞
加培养液
制成细胞悬液
原代培养
培养皿或培养瓶中
传代培养
4.过程：
考点02 动物细胞的培养与核移植
考点梳理
二、干细胞
1.干细胞概念和分布
动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。存在于早期胚胎、骨髓和脐带血。
2.干细胞类型和特点
(1)胚胎干细胞：
ES细胞
分布
特点
局限性
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。
必须从胚胎中获取 ，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用
分布
特点
成体组织或器官内
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
(2)成体干细胞：
发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例
面临的问题
运用展望
存在导致肿瘤发生的风险
将在再生医学、药物安全性与有效性检测等领域发挥大作用
考点02 动物细胞的培养与核移植
考点梳理
二、干细胞
(3)诱导多能干细胞：
iPS细胞
①概念
通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称iPS细胞
②诱导及流程
病人
各种类型的细胞
导入特定基因
导入特定蛋白
小分子化合物
成纤维细胞
T细胞
B细胞
iPS细胞
分化
取出
移植
③优点
④运用
①诱导过程无须破坏胚胎
②iPS细胞可来源于病人自身体细胞，移植回病人体内后，理论上可避免免疫排斥反应。
①可治疗镰状细胞贫血症
②在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展
⑤问题
存在着导致肿瘤发生的风险
考点02 动物细胞的培养与核移植
考点梳理
三、动物体细胞核移植技术
采集卵母细胞，在体外培养到MⅡ期
从供体高产奶牛身上取体细胞
显微操作去核
对体细胞进行培养
去核的卵母细胞
供体细胞
电融合法
将供体细胞注入去核的卵母细胞
重构胚
早期胚胎
将胚胎移入受体（代孕）母牛体内
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
早期胚胎培养
动物细胞培养
胚胎移植
动物细胞融合
动物细胞核移植技术
激活重构 胚使其完成 细胞分裂和 发育过程
1.概念：
将动物的一个细胞的细胞核，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。
2.原理：
3.生殖方式：
动物细胞核的全能性
无性生殖
考点02 动物细胞的培养与核移植
考点梳理
三、动物体细胞核移植技术
1.采集的卵母细胞应培养至_____________________
2.选择MⅡ期卵母细胞原因：①____________________________________②_________________________
③_________________________
3.卵母细胞去核的方法_________________
4.“去核”去的是什么？________________________
5.去核的原因________________________________________________________
6.供体细胞注入卵母细胞的优点 _____________________________
7.诱导融合的方法____________________
8.融合的结果______________________________
9.重构胚概念_________________________________________
10.激活重构胚的方法：①物理方法___________②化学方法___________________________________
11.以上方法处理重构胚的目的 _____________________________________________________
12.实验结论__________________________________________________
MⅡ期（减数分裂Ⅱ中期）
含有促进细胞核表现全能性的物质
细胞体积大，易于操作
显微操作（去核）法
纺锤体-染色体复合物
卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富
使核移植得到的胚胎或动物核内遗传物质全部来自有重要利用价值的动物
对卵母细胞损伤较小
注意：实质是直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内
电融合法
供体核进入卵母细胞，形成重构胚
人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力
电刺激
Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂
激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程
证明了动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性
典例精讲
【典例01】动物细胞培养是动物细胞工程的基础。下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是（ ）
A．动物细胞培养过程需要在无菌、无毒条件下进行
B．培养动物细胞的培养基需定期更换以清除代谢物
C．悬浮培养的杂交瘤细胞一般会发生接触抑制现象
D．进行传代培养时，悬浮培养的细胞可直接用离心法收集
C
考点02 动物细胞的培养与核移植
解析： A、动物细胞培养需要在无菌条件下进行，必要时可在培养液中添加适量抗生素，A正确；
B、为保证无菌的环境，培养动物细胞的培养基需定期更换，便于清除代谢物，防止代谢物积累对细胞的毒害，B正确；
C、杂交瘤细胞具有无限增殖的能力，悬浮培养的杂交瘤细胞一般不会发生接触抑制现象，C错误；
D、细胞培养中进行传代培养时悬浮的细胞直接用离心法收集，D正确。
典例精讲
【典例02】成纤维细胞生长因子(FGF20)在肺癌、胃癌细胞中过量表达可作为潜在的肿瘤标志物。抗FCF20抗体可用于癌症早期诊断筛查的评估。研究者制备抗FGF20单克隆抗体过程如图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
A．体外培养骨髓瘤细胞需提供95%的氧气和5%的CO2
B．细胞甲都是能够产生抗FGF20抗体的B淋巴细胞
C．细胞乙的特点是既能产生特定抗体又能无限增殖
D．细胞丙还需克隆化培养和抗体检测才能筛选出细胞丁
D
考点02 动物细胞的培养与核移植
解析： A、体外培养骨髓瘤细胞需提供95%的空气（而非氧气）和5%的CO2，A错误；
B、细胞甲都不一定都能够产生抗FGF20抗体，还需要经过选择，B错误；
C、细胞乙可能包括B细胞-B细胞、骨髓瘤-骨髓瘤的融合类型，不一定既能产生特定抗体又能无限增殖，C错误；
D、细胞丙是杂交瘤细胞，但不一定能产生所需抗体，还需克隆化培养和抗体检测才能筛选出细胞丁，D正确。
举一反三
【演练01】某研究团队利用甲基化酶、去甲基化酶和基因编辑技术，改变了小鼠生殖细胞，然后将一个极体注入修饰后的次级卵母细胞（类似受精作用），最终创造出“孤雌生殖”的小鼠，实验过程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　）
A．体外培养卵母细胞时，需将培养皿置于只含CO2的培养箱中进行培养
B．修饰后的次级卵母细胞中H19 和Gtl2 基因的转录可能会受抑制
C．移植后的囊胚进一步扩大，会导致滋养层破裂，胚胎从其中伸展出来
D．推测孤雌小鼠体细胞中染色体数目是卵母细胞中染色体数目的一半
B
考点02 动物细胞的培养与核移植
【演练02】大量悬浮培养产流感病毒的单克隆动物细胞，可用于流感疫苗的生产。下列有关叙述错误的是（ ）
A．培养前，可用机械的方法处理某些组织使其分散成单个细胞
B．用合成培养基培养动物细胞时一般要加入血清等天然成分
C．悬浮培养单克隆动物细胞一定程度上能避免接触抑制
D．传代培养时，悬浮培养的细胞用胰蛋白酶等处理后再离心收集
D
动物细胞融合与单克隆抗体
考点03
考点03 动物细胞融合与单克隆抗体
考点梳理
一、动物细胞融合技术
1.概念
2.原理
3.诱导方法
使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
细胞膜具有一定的流动性
物理法：电融合法
化学法：聚乙二醇（PEG)
生物法：灭活病毒诱导法
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。
原理：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，使细胞相互凝集，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。
4.结果
5.意义
6.运用
形成具有原来两个或多个细胞的遗传信息的杂交细胞
突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。
为制造单克隆抗体开辟了新途径。
研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
至今，种间、属间、科间，甚至动物和植物之间的细胞融合都已获得成功。
考点03 动物细胞融合与单克隆抗体
考点梳理
一、动物细胞融合技术
比较 植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理
步骤 酶解法去掉 后，诱导 融合， 形成 ， 再经植物组织培养形成 。 分散成 后诱导细胞融合，
形成 。
方法 聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2＋—高pH融合法、电融合法、离心法 PEG融合法、电融合法、
诱导法
结果 形成____________ 形成 ，以生产细胞产品
意义 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 突破有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能
细胞膜的流动性
细胞的全能性
细胞膜的流动性
细胞壁
原生质体
杂种细胞
杂种植株
单个细胞
杂交细胞
灭活病毒
杂种植株
杂交细胞
考点03 动物细胞融合与单克隆抗体
考点梳理
二、单克隆抗体
单克隆抗体
杂交细胞
杂交瘤细胞
体外或体内培养
第一次筛选
骨髓瘤细胞
诱导融合
分泌特异抗体的杂交瘤细胞
杂交瘤细胞群
提取
已免疫的B淋巴细胞
动物细胞融合技术
动物细胞培养技术
特异性强
灵敏度高
可大量制备
注射抗原
选择性培养基上培养
第二次筛选
克隆化培养抗体检测
既能大量繁殖又能产生专一抗体
1.作为诊断试剂——最广泛应用
具有准确、高效、简易、快速特点
2.用于治疗疾病和运载药物
优点：位置准确、疗效高、副作用小
考点03 动物细胞融合与单克隆抗体
考点梳理
二、单克隆抗体
（1）该过程中应用到的技术_______________________________________
（2）原理_______________________________________
（3）注射特定抗原的目的___________________________________________________________________________
（4）诱导融合方法____________________________________________ ,动物细胞特有的方法为___________________
（5）第一次筛选的目的______________________,第一次如何筛选___________________________
原理_________________________________________________________________________________
（6）杂交瘤细胞的特点__________________________________
（7）第二次筛选的目的________________________________________________
如何筛选_______________________________________ ____________
选择抗体检测呈___性的杂交瘤细胞，即_____________ _____________
（8）抗体检测原理_______________________________________
（9）如何获取大量所需杂交瘤细胞__________________________________________
（10）如何获取单克隆抗体①体外培养_____________________，②小鼠腹腔内培养____________________
（11）单克隆抗体优点_________________________________________________________________________
动物细胞融合、动物细胞培养
细胞膜具有一定的流动性、细胞增殖
用特定抗原对小鼠进行免疫，并从该小鼠脾中 得到产生特定抗体的B淋巴细胞
PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
灭活病毒诱导法
筛选获得杂交瘤细胞
用特定的选择培养基进行筛选
选择培养基上，未融合亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有杂交瘤细胞才能生长
获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
进行克隆化培养和抗体检测（进行多次筛选）
分泌的抗体能与特定的抗原结合
抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的鉴定）
既能迅速大量增殖，又能产生抗体
在体外条件下大规模培养(接种于培养液中)或注射到小鼠腹腔内增殖
从细胞培养液中获取
从小鼠腹水中获取
能准确识别抗原细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备
阳
典例精讲
【典例01】研究人员利用植物体细胞杂交技术，将培育的野生猕猴桃的单倍体的细胞与栽培二倍体猕猴桃细胞的原生质体融合，获得了三倍体植株，为其种质改良开辟了新途径。下列说法错误的是（　　）
A．原生质体获得后需要在等渗培养液中进行培养
B．原生质体融合时可采用灭活的病毒进行诱导
C．三倍体植株的形成需经过脱分化和再分化等培养过程
D．二倍体猕猴桃植株和三倍体猕猴桃植株属于不同的物种
B
考点03 动物细胞融合与单克隆抗体
解析: A、原生质体没有细胞壁的保护，则需要在等渗培养液中进行培养，防止细胞失水和吸水，A正确；
B、原生质体融合时不可用灭活的病毒进行诱导，灭活的病毒诱导是动物细胞融合特有的方法，B错误；
C、杂种细胞形成杂种植株需要经过植物组织培养技术，涉及脱分化和再分化等培养过程，C正确；
D、二倍体猕猴桃植株和三倍体猕猴桃植株不能进行基因交流，存在生殖隔离，属于不同的物种，D正确。
典例精讲
【典例02】“筛选”是生物工程中常用的技术手段，下列关于筛选的叙述错误的是（　　）
A．用选择培养基对微生物进行筛选时，实验组接种微生物，对照组不接种微生物
B．植物体细胞杂交过程中，原生质体融合后获得的细胞需要进行筛选
C．单克隆抗体制备过程中，在完成细胞融合后，第一次筛选出的是杂交瘤细胞
D．基因工程中通过标记基因筛选出的细胞不一定含有重组质粒
A
考点03 动物细胞融合与单克隆抗体
解析： A、用选择培养基对微生物进行筛选时，实验组和对照组均接种相同数量的微生物，实验组接种在选择培养基上，对照组接种在普通培养基上，若实验组菌落数少于对照组，说明选择培养基具有筛选作用，A错误；
B、植物体细胞杂交过程中，原生质体融合后获得的细胞需要进行筛选，选出杂种细胞，B正确；
C、单克隆抗体制备过程中，在完成细胞融合后，第一次筛选出的是杂交瘤细胞，第二次筛选出的细胞既能无限增殖又能产特定抗体的杂交瘤细胞，C正确；
D、基因工程中通过标记基因筛选出的细胞不一定含重组质粒，如只含有普通质粒，D正确。
举一反三
【演练01】为研究巨噬细胞的作用机制，科研人员制备了抗巨噬细胞表面标志蛋白CD14的单克隆抗体。下列有关制备过程的叙述，错误的是（　　）
A．需要用CD14多次免疫小鼠，以获得能产生特定抗体的B淋巴细胞
B．制备单克隆抗体过程体现的原理有细胞膜的流动性、细胞增殖、染色体数目变异等
C．第一次筛选后获得的杂交瘤细胞均能产生抗CD14 的单克隆抗体
D．对杂交瘤细胞进行抗体检测时可采用抗原—抗体杂交技术
C
考点03 动物细胞融合与单克隆抗体
【演练02】细胞毒素类药物可以有效杀伤肿瘤细胞，但在杀伤肿瘤细胞的同时会对健康细胞造成伤害。抗体-药物偶联物（ADC）通过接头将细胞毒素与单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。其作用机制如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A．杂交瘤细胞释放单克隆抗体，体现了细胞膜的结构特点
B．接头既要在内环境中能保持稳定，又要能在细胞内被断开
C．杂交瘤细胞能特异性识别并杀伤肿瘤细胞，且副作用小
D．利用放射性同位素或荧光标记的单克隆抗体可定位诊断肿瘤等疾病
C
体内受精和胚胎发育
考点04
考点04 体内受精和胚胎发育
考点梳理
一、受精
1.定义
指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。
精卵相互识别的基础：
细胞间的信息交流（细胞膜上的糖蛋白有识别作用）
精卵融合的结构基础：
细胞膜具有一定的流动性
3.阶段
受精前的准备阶段
①准备阶段Ⅰ——精子获能
②准备阶段Ⅱ——卵子的准备
2.场所
输卵管内
科学研究发现，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”
精子获能的方法
①直接利用雌性动物的生殖道
②培养在人工培植的获能液
(肝素、Ca2＋载体)
卵子一般在排出______后才能被精子穿入。一些实验证据表明，卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程
2-3h
排出的卵子要在输卵管内发育到MⅡ(中)期时，才具备与精子受精的能力。
考点04 体内受精和胚胎发育
考点梳理
一、受精
3.阶段
受精阶段
获能后的精子穿越透明带
精子触及卵细胞膜的瞬间，发生透明带反应
精子入卵后，发生卵细胞膜反应
形成雌原核和雄原核
形成合子（受精卵）
防止多精入卵的第一道防线
防止多精入卵的第二道防线
机体在长期进化过程中形成的、用来保障本物种延续的机制
受精完成的标志
受精的标志：
观察到两个极体（一个第一极体，一个第二极体）或者雌、雄原核
考点04 体内受精和胚胎发育
考点梳理
一、受精
项目 精子的发生 卵子的发生
区 别 场所
时间
过程 特点
结果
相同点 原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂
生殖细胞的成熟过程为减数分裂
成熟过程中染色体均经过一次复制和细胞两次分裂，子细胞中染色体数目减半
睾丸的曲细精管
卵巢
初情期开始到生殖机能衰退
胎儿期到生殖机能衰退
①MⅠ分裂和MⅡ分裂是连续的
②需要变形
③细胞质均等分裂
①MⅠ分裂和MⅡ分裂是不连续的
②不需要变形
③细胞质不均等分裂
1个精原细胞形成4个精子细胞
1个卵原细胞形成1个卵细胞
考点04 体内受精和胚胎发育
考点梳理
二、胚胎早期发育
1. 个体发育
受精卵
胎儿
性成熟个体
胚胎发育
胚后发育
（起点）
一般来说，卵子在受精后的2周内称孕卵或受精卵；受精后的第3～8周称为胚胎。
2. 起点：受精卵
3. 发育场所：输卵管和子宫
4. 分裂方式：有丝分裂
5. 过程：
典例精讲
【典例01】雌性小鼠在精子入卵后，被激活的卵子会完成减数分裂Ⅱ排出第二极体，如图所示，第二极体仅与受精卵分裂形成的2个子细胞之一接触。在甲时期去除第二极体会导致胚胎明显缩小，不能正常存活，这一异常可通过向细胞1中注射第二极体的细胞提取液加以改善。在乙时期后去除第二极体对胚胎发育无显著影响。以下说法错误的是（ ）
A．极体的形成与减数分裂时细胞质不均等分裂有关
B．减数分裂Ⅱ的过程中不会发生染色体DNA的复制
C．胚胎细胞与第二极体间可能进行物质交换与信息交流
D．第二极体会被保留成为胚胎的组成部分以发挥重要作用
D
考点04 体内受精和胚胎发育
解析： A、减数分裂Ⅰ的后期由于细胞质不均等分裂导致形成大小不同的两个细胞，大的细胞被称为次级卵母细胞，小的细胞叫极体，A正确；
B、减数分裂特点是DNA只复制一次，而细胞分裂两次，所以减数分裂Ⅱ过程中不会发生染色体DNA复制，B正确；
C、由题干信息可知，第二极体仅与受精卵分裂形成的2个子细胞之一接触，所以胚胎细胞与第二极体间可能进行物质交换与信息交流，C正确；
D、由题干信息可知，雌性小鼠在精子入卵后，被激活的卵子会完成减数分裂Ⅱ排出第二极体，D错误。
典例精讲
【典例02】哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下图为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图。下列有关叙述错误的是（ ）
A．下丘脑、垂体参与该哺乳动物次级卵母细胞的形成
B．细胞Ш只有在精子的作用下才能形成成熟卵子
C．受精时，精子发生顶体反应可阻止多精入卵
D．培育转基因动物通常选择细胞IV作为受体细胞
C
考点04 体内受精和胚胎发育
解析： A、据图可知，减数第一次分裂完成需要促性腺激素处理，下丘脑合成的促性腺激素释放激素作用于垂体，使得垂体分泌促性腺激素，因此下丘脑、垂体参与该哺乳动物次级卵母细胞的形成，A正确；
B、结合题图可知，细胞Ш为次级卵母细胞在精子的作用下才能完成减数第二次分裂，产生成熟的卵细胞，从而形成受精卵，即受精作用促进次级卵母细胞完成减数第二次分裂，B正确；
C、受精时，发生透明带反应和卵细胞膜反应可阻止多精入卵，C错误；
D、基因工程通常选择受精卵（细胞IV）作为受体细胞，D正确。
举一反三
【演练01】哺乳动物的受精过程以及早期胚胎发育的规律是胚胎工程的理论基础。下列关于受精、胚胎早期发育的叙述，错误的是（ ）
A．哺乳动物的卵子发育到特定时期才能与获能后的精子完成受精
B．卵子通过透明带、卵细胞膜的反应来阻止后来的精子进入卵内
C．实际操作中常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志
D．透明带内的早期胚胎细胞均没有发生细胞分化，遗传物质不变
D
考点04 体内受精和胚胎发育
【演练02】下列有关早期胚胎发育的叙述，错误的是（ ）
A．卵裂期单个细胞的相对表面积逐渐增大，胚胎中DNA总量逐渐增加
B．孵化是指透明带破裂，桑葚胚从透明带中伸展出来
C．滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘并可用于性别鉴定
D．桑葚胚和囊胚期的胚胎中都含有胚胎干细胞
B
体外受精和早期胚胎的培养
考点05
考点05 体外受精和早期胚胎的培养
考点梳理
一、体外受精
卵巢
MⅡ期卵母细胞
体外受精
获能精子
精子离心处理
新鲜或解冻的精液
受精卵培养
去除精清，以利于精子获能 (提取纯度较高精子)
胚胎早期培养的基本条件:营养条件、环境条件是无菌、无毒的环境、适宜的温度、pH和渗透压、适宜的气体环境
目的
在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程
采集
培养
体外受精的意义：
①提高动物繁殖能力的有效措施；
②为胚胎移植提供可用的胚胎。
考点05 体外受精和早期胚胎的培养
考点梳理
二、比较自然受精、人工授精和体外受精
项目 自然受精 人工授精 体外受精
不同点 过程 不同
场所 不同
相同点 雌雄动物交配完成
雌性动物输卵管中
用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精
人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程
雌性动物输卵管中
体外培养液中
(1)精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程；
(2)都是有性生殖
典例精讲
【典例01】三亲婴儿技术是一种辅助生殖技术，旨在帮助那些有线粒体疾病风险的女性生育健康的孩子。其培育过程如图，下列叙述错误的是（ ）
A．卵子去核实质是指去除细胞中的纺锤体—染色体复合物
B．供体精子需获能后才能与卵母细胞发生受精作用
C．该技术可避免母亲线粒体DNA中的致病基因遗传给后代
D．三亲婴儿的培育利用了核移植技术，属于无性生殖
D
考点05 体外受精和早期胚胎的培养
解析： A、核移植的受体细胞处于MII期，捐赠者的卵子去核实质是指去掉细胞中的纺锤体染色体复合物，A正确；
B、供体精子需经过体外获能处理后才能与卵母细胞发生受精作用，B正确；
C、母亲为“三亲婴儿“提供的是卵母细胞的细胞核，后代的线粒体基因来自捐献者的卵母细胞，故该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代，C正确；
D、三亲婴儿来源于精子和卵母细胞结合形成的受精卵，属于有性生殖，D错误。
典例精讲
【典例02】科研人员利用图所示的流程，将小鼠多能干细胞（PSC）诱导成为精子，并使其成功与卵细胞受精，得到正常后代，这项研究为由男性无精症导致的不孕不育患者带来了希望。下列分析不合理的是（ ）
A．实验初始需将雌鼠与雄鼠进行同期发情处理
B．小鼠PSC经过诱导形成精子的过程中，细胞染色体数目一定会发生变化
C．步骤④的处理需将卵细胞培养到MⅡ期
D．上述流程利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术
A
考点05 体外受精和早期胚胎的培养
解析： A、需要进行同期发情处理的是供体雌鼠与受体雌鼠，A错误；
B、小鼠多能干细胞通过①诱导成精原细胞，由精原细胞通过减数分裂形成精子时染色体数目会减半，B正确；
C、体外受精时需将卵细胞发育到MⅡ期才具备受精的能力，C正确；
D、上述流程利用了动物细胞培养、体外受精（精子与卵细胞结合）和胚胎移植（胚胎工程最后一道工序）等生物技术，D正确。
举一反三
【演练01】我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”流程如图所示，其中①~②表示细胞。下列说法错误的是（ ）
A．①可来源于猴的早期胚胎
B．动物细胞培养的培养液中通常需要添加血清
C．猴胚胎移植前细胞需要放在CO2培养箱中进行培养
D．细胞②③来源相同，将来均可发育成猴胎儿的各种组织
D
考点05 体外受精和早期胚胎的培养
【演练02】乌珠穆沁白山羊为绒肉兼用型品种，当前因种群缩小、近亲繁殖而出现品种资源危机已迫在眉睫。有必要采取现代生物技术手段开展种质资源保护工作，将乌珠穆沁白山羊遗传材料作为我国地方优良品种基因进行保存。下列有关胚胎工程的叙述错误的是（ ）
A．卵母细胞在体外培养至MⅡ期，运用显微操作去除的核，实际是纺锤体—染色体复合物
B．新鲜或解冻的精液需要在获能液中处理，使精子获能
C．受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体或者雌、雄原核
D．可以选择桑葚胚、囊胚或原肠胚时期的胚胎进行胚胎分割，以获得多个胚胎
D
胚胎工程的应用
考点06
考点06 胚胎工程的应用
考点梳理
一、胚胎移植
优良供体母牛
受体母牛
受体发情
同期发情处理
超数排卵处理
发情配种
或人工受精
胚胎移植
收集胚胎并检查
对受体进行妊娠检查
具有优良性状的后代
优良公牛
利用某些激素人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，使之在预定时间内集中发情。
使他们处于相同的生理环境，这样供体的胚胎移入受体后不会发生免疫排斥反应。
注射外源促性腺激素
诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
冲卵
排出早期胚胎
问题1:什么是同期发情处理？
问题2:同期发情处理的目的是什么？
问题3:如何进行超数排卵？
问题4:超数排卵的目的是什么？
问题5:冲卵的目的是什么？
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
考点06 胚胎工程的应用
考点梳理
一、胚胎移植
（1）该过程中两次使用激素：
第一次对受、供体进行同期发情处理；
第二次用于供体的超数排卵。
（2）该过程中的两次检查：
第一次对收集的胚胎进行检查；
第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
（3）胚胎移植成功与否要有两个条件：
胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。
进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。
充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；缩短供体繁殖周期,增加一生繁殖后代数量。
意义：
对供体施行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代。
考点06 胚胎工程的应用
考点梳理
二、胚胎分割
（一）概念：
采用机械方法将早期胚胎（桑葚胚或囊胚）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。
（二）设备：
显微操作仪
体视显微镜
进行DNA分析的目的是进行遗传病筛查，以防止产生的后代具有严重的遗传病；进行性别鉴定，是为了人工筛选后代动物的性别。
（三）过程：
选取滋养层细胞。
因为内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，如果取了内细胞团细胞，可能会影响胎儿以后的发育。而滋养层细胞将来发育成胎儿的胎盘和胎膜，只为胚胎提供营养；同时滋养层细胞和内细胞团细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂和细胞分化形成，具有相同的遗传物质。
考点06 胚胎工程的应用
考点梳理
二、胚胎分割
（四）胚胎分割动物与体细胞核克隆动物的联系
项目 胚胎分割动物 体细胞核克隆动物
相同点 都属于无性繁殖或克隆，最终技术是胚胎移植 不 同 点 胚胎的 来源 雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎 通过核移植技术获得的重组胚胎
遗传 物质 胚胎分割动物具有相同的遗传物质，两个亲本提供的核遗传物质一样多 克隆动物的核遗传物质主要由供体细胞核提供
起点 经过受精作用或其他方式形成的一个细胞 经过核移植技术形成的一个细胞
（五）意义
①促进优良动物品种的繁殖；
②产生遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；
③对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义
典例精讲
【典例01】“鉴别”与“筛选”是生物学研究中常用的技术手段。下列有关叙述错误的是（ ）
A．选硝化细菌时，培养基中不加碳源
B．胚胎移植前，可取滋养层细胞做DNA分析，鉴别动物性别
C．植物体细胞杂交过程中，原生质体融合后需经筛选获得所需杂种细胞
D．用选择培养基对微生物进行筛选时，实验组接种微生物，对照组不接种微生物
D
考点06 胚胎工程的应用
解析： A、由于硝化细菌是自养型微生物，能够利用二氧化碳作为碳源，故培养基中可以不加碳源，A正确；
B、胚胎移植前前可取滋养层细胞做DNA分析，鉴定性别，B正确；
C、植物体细胞杂交过程中，同种细胞也可能发生融合，原生质体融合后需经筛选获得所需杂种细胞，C正确；
D、选择培养基的作用是目的菌能够正常在其上生存，其他微生物不能正常生存，为了确定选择培养基是否具有选择作用，应设计一个在完全培养基上接种的培养皿作对照，D错误。
典例精讲
【典例02】如图表示研究人员利用胚胎工程培育优质奶牛的过程，下列相关说法正确的是（　　）
A．①代表体外受精，与体内受精不同的是体外受精前精子需要获能
B．②代表早期胚胎培养，可移植的胚胎应发育到原肠胚或囊胚阶段
C．③代表胚胎分割，需均等分割囊胚的内细胞团，得到的后代个体间表型不一定完全相同
D．⑤代表胚胎移植，移植之前需要对供体和受体母牛同时饲喂相同的激素
C
考点06 胚胎工程的应用
解析： A、①代表体外受精，体外受精前和体内受精前精子均需要获能，A错误；
B、②代表早期胚胎培养，可移植的胚胎应发育到桑椹（葚）胚或囊胚，B错误；
C、③代表胚胎分割，在对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割，得到的后代理论上遗传物质完全相同，但不排除发育过程中出现可遗传变异及环境影响表型，导致后代个体间表型不一定完全相同，C正确；
D、胚胎移植之间要对供体、受体进行同期发情处理，使供体和受体的生理状态相同，使用激素为促性腺激素，化学本质为蛋白质，只能注射，不能口服，D错误。
举一反三
【演练01】某公司引进了几头纯种荷斯坦奶牛，想利用胚胎工程技术繁育良种奶牛群体。下列叙述正确的是（ ）
A．采集的精子和卵母细胞可直接用于体外受精，在体外培育成早期胚胎
B．为一次获得更多成熟卵子，可以给优良供体母牛注射外源生长激素
C．对奶牛胚胎进行分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行均等分割
D．进行胚胎移植前，需对供体和受体进行免疫检查，以防止发生免疫排斥反应
C
考点06 胚胎工程的应用
【演练02】有些濒危保护动物自然状态下的繁殖能力较低，如大熊猫。我国科学家利用胚胎工程的技术手段大大提高了熊猫的繁殖率。下列说法正确的是（ ）
A．利用胚胎分割技术得到的后代具有相同的遗传物质
B．在体外完成受精后的受精卵，即可植入子宫完成着床
C．利用胚胎分割技术，尽可能均等分割成多份可以大大提高熊猫的繁殖率
D．体外受精时，将成熟的卵母细胞与新采集的精子同时放在获能液中利于受精
A
生物技术的安全性和伦理性问题
考点07
考点07 生物技术的安全性和伦理性问题
考点梳理
一、转基因成果
考点07 生物技术的安全性和伦理性问题
考点梳理
二、转基因评价
转基因作为一项技术本身是中性的，由这项技术研发出来的产品需要经过一系列的安全性评价，符合相应标准后才能上市
（1）清晰地了解转基因技术的原理和操作流程；
（2）应该看到人们的观点受到许多复杂的政治、经济和文化等因素的影响；
（3）要靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考和辩论；
（4）坚持正确的社会舆论导向。社会與论导向正确，往往有利于决策者作出正确的决策，从而促进科技技术的发展。
2. 转基因产品上市要求
1. 多维度、多视角地理性看待
3. 我国针对转基因技术的方针
①研究上要大胆，坚持自主创新；
②推广上要慎重，做到确保安全；
③管理上要严格，坚持依法监督。
考点07 生物技术的安全性和伦理性问题
考点梳理
三、治疗性克隆VS生殖性克隆
治疗性克隆
概念：
1
目的：治疗疾病
2
是利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官。
生殖性克隆
概念：
1
目的：生殖
2
是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。
1.生殖性克隆人的生殖方式是无性生殖，其遗传不遵循孟德尔遗传规律。
2.生殖性克隆人依据的原理是动物细胞核的全能性。
3.涉及的生物技术有动物细胞培养、体细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等。
4.治疗性克隆可以解决临床上供体器官不足和器官移植后的免疫排斥反应等问题。
考点07 生物技术的安全性和伦理性问题
考点梳理
四、iPS技术
(一)iPS细胞技术：
①优点：
与ES细胞相比，iPS细胞的获得不需要通过胚胎来获取，避免了伦理问题。
②缺点：
导入的转录因子可能诱导iPS细胞成为癌细胞，有致癌的风险。
2022年4月13日，北京大学邓宏魁教授领衔的团队，在干细胞领域取得突破性成果，首次在国际上报道使用化学小分子诱导人成体细胞转变为多能干细胞。
(二)iPS细胞风险：
如果诱导产生人的iPS细胞，就可以克隆人了。
(三)人类基因组编写计划：
2016年，一批国外的科学家和企业家聚集在一起，商议“人类基因组编写计划”，筹资1亿美元启动人类基因组编写计划，目标包括在10年内合成一条完整的人类基因组希望合成人类的整个基因组。
考点07 生物技术的安全性和伦理性问题
考点梳理
五、禁止生物武器
典例精讲
【典例01】2024年5月11日哈佛大学麻省总医院宣布，两个月前全球首例接受经过CRISPR基因编辑的猪肾脏移植手术的活体患者去世，以下关于这个技术的叙述错误是（ ）
A．基因编辑技术为异种器官移植带来了生机
B．该技术实现了不同物种间的基因转移，打破了物种间的遗传壁垒
C．该技术在人体上的应用引发了伦理和道德的讨论
D．基因编辑是对基因进行改造，其结果属于基因突变
D
考点07 生物技术的安全性和伦理性问题
解析： A、基因编辑技术减少异种器官移植中免疫排斥反应的发生，为异种器官移植带来了生机，A正确；
B、将猪肾脏移植给活体患者实现了不同物种间的基因转移，打破了物种间的遗传壁垒，B正确；
C、由于人和猪属于不同的物种，将猪肾脏移植给活体患者会引发了伦理和道德的讨论，C正确；
D、将经过基因编辑的猪肾脏移植入一位肾病患者体内，移植手术使用的猪肾脏经过了基因组编辑，包括“敲除”会引起排异反应的基因，添加一些人类基因以改善动物器官与人体的兼容性，属于基因重组，D错误。
典例精讲
【典例02】下列有关生物技术安全及伦理性的问题，表述正确的是（ ）
A．治疗性克隆需借助胚胎移植技术
B．世界各国达成协议仅允许少数国家保存和使用生物武器
C．只要目的基因来自自然界，培育出的转基因植物就不会有安全性问题
D．大面积种植转基因抗虫棉，有可能会导致棉铃虫群体中相关抗性基因频率增加
D
考点07 生物技术的安全性和伦理性问题
解析： A、治疗性克隆不需借助胚胎移植技术，A错误；
B、生物武器具有强大的传染性和致病力，应在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散，世界各国达成协议不允许任何国家保存和使用生物武器，B错误；
C、即使转基因植物的外源基因来源于自然界，也可能会产生安全性问题，如某些转基因植物产生的蛋白质可能会成为某些人的新的过敏源，C错误；
D、大量种植转基因抗虫棉，有可能会导致棉铃虫群体中相关抗性基因频率增加，D正确。
举一反三
【演练01】下列关于转基因生物安全性的叙述，正确的是（ ）
A．转基因作物种植区应与传统农业种植区混合
B．转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中
C．种植转基因作物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性
D．以转基因大豆为原料制成的大豆油在销售时无需标注“转基因大豆”
C
考点07 生物技术的安全性和伦理性问题
【演练02】生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点，下列叙述错误的是（ ）
A．我国奉行不发展、不生产、不储存生物武器的政策，反对生物武器的扩散
B．当今社会的普遍观点是禁止生殖性克隆人，同时坚决反对治疗性克隆
C．反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿
D．种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性
B
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THANKS
学霸培优
举一反三
典例精讲
考点梳理
思维导图专题02 细胞工程与胚胎工程
【题型1 植物细胞工程】
【题型2 动物细胞的培养与核移植】
【题型3 动物细胞融合与单克隆抗体】
【题型4 体内受精和胚胎发育】
【题型5 体外受精和早期胚胎的培养】
【题型6 胚胎工程的应用】
【题型7 生物技术的安全性和伦理性问题】
【题型8 细胞工程综合】
【题型9 胚胎工程综合】
01植物细胞工程
【例1】某杂种植株的获取过程如图所示，下列有关分析不正确的是（ ）
A．叶片经消毒后需用无菌水多次冲洗，以避免消毒剂长时间存在而产生毒害作用
B．保温过程中可通过抽真空处理使酶溶液渗入细胞间隙，提高酶解效率
C．图示④过程炼苗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．获得该杂种植株的过程包括脱分化、再分化，体现了植物细胞具有全能性
【变式1-1】玫瑰精油被称为“精油之后”，具有抗菌、镇静、提神及美容护肤等功效。玫瑰精油获得的途径之一如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．需用无水酒精及次氯酸钠对外植体进行灭菌处理，以防止杂菌污染
B．接种时外植体不能倒插，过程①无需光照，过程②需给予适当的光照
C．过程①和过程②所用培养基中赤霉素与细胞分裂素用量的比值均大于1
D．从玫瑰花瓣中提取玫瑰精油时，可用胶原蛋白酶处理花瓣细胞使其释放精油
【变式1-2】植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，并取得了显著的社会效益和经济效益。下列关于植物细胞工程的应用的叙述，错误的是（ ）
选项 应用技术 原理或取材原因 优势
A 快速繁殖 植物细胞的全能性 繁殖快、保持亲本遗传特性
B 作物脱毒 植物顶端分生区几乎不含病毒 提高作物的产量和品质
C 单倍体育种 为适应培养条件发生新的突变 获得自然界没有的新物种
D 生产细胞产物 细胞可产生多种次生代谢产物 不受季节、天气等限制
A．A B．B C．C D．D
【变式1-3】科研人员将苜蓿与百脉根（富含单宁，单宁可减少膨胀病的发生）进行植物体细胞杂交以期获得抗膨胀病苜蓿新品种，技术路线如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．该过程中发生了染色体数目变异，且实现了远缘杂交育种
B．诱导愈伤组织期间一般不需要光照，但诱导生芽、生根时需要光照
C．相比于生芽培养基，生根培养基中生长素含量比例较低
D．融合细胞生成细胞壁时，高尔基体和线粒体的活动可能增强
02动物细胞的培养与核移植
【例2】我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”，研究流程如图所示。下列相关叙述正确的有（ ）
A．猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同是由于细胞的基因组成发生了改变
B．移植前细胞和囊胚的培养都要放在充满CO2的培养箱中进行
C．诱导后的胚胎干细胞必须培养至囊胚期，才能移植到代孕母体
D．移植后胚胎的发育受母体激素影响，也影响母体激素分泌
【变式2-1】广西陆川猪肉质香味纯正、皮薄肉嫩、入口香脆、风味优良，备受消费者喜爱。然而，由于陆川猪生长速度慢，几临濒危，急需进行种质资源保护。体细胞核移植技术因具有继承亲本完整性状、实验周期短、保种效力强的优点而备受关注。如图表示培育克隆猪的流程。下列叙述错误的是（ ）
A．陆川猪卵母细胞去核前，需将其在体外培养至MⅡ期
B．过程①可用电刺激或Ca2＋载体法激活重构胚，重构胚具有发育成完整个体的潜力
C．幼仔猪细胞核遗传物质来自陆川猪，细胞质遗传物质来自甲猪
D．过程②需将重构胚培养至桑葚胚或囊胚期再植入同期发情处理的代孕乙猪子宫
【变式2-2】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。下列说法错误的是（ ）
A．可通过电融合法使甲牛的供体细胞与乙牛的去核卵母细胞融合
B．激活重构胚可以用物理或化学方法，如Ca2+载体、聚乙二醇等
C．该过程用到动物细胞培养、动物细胞融合等技术
D．过程②常使用显微操作法对卵母细胞进行去核处理
【变式2-3】微囊法是一种动物细胞培养法，其方法是将一定数量的动物细胞封闭在半透膜的微囊中，然后再将这种包含有细胞的微囊悬浮于培养液中培养。培养液中的水和营养物质可透过半透膜进入微囊供应给细胞，细胞的代谢物也可透过半透膜被排出，而细胞分泌的大分子物质则被阻留而积累于囊内。下列有关叙述错误的是（ ）
A．微囊法培养能保护细胞少受损伤，有利于大规模培养动物细胞
B．微囊法培养动物细胞，有利于获得高度纯化的大分子细胞产物
C．微囊悬浮培养能防止培养过程中出现细胞贴壁生长和接触抑制现象
D．培养时要向培养液通入95%的空气和5%的CO2组成的混合气体
03动物细胞融合与单克隆抗体
【例3】科学家以病毒A的外壳蛋白为抗原，制备出了单克隆抗体。下列相关叙述错误的是（　　）
A．可利用选择培养基筛选出能产生抗体的杂交瘤细胞
B．用病毒A的外壳蛋白对小鼠进行免疫，可获得产生特定抗体的B细胞
C．用灭活的病毒诱导获得的融合细胞都具有浆细胞和骨髓瘤细胞的特性
D．运用该单克隆抗体可以诊断人体是否感染病毒A
【变式3-1】人绒毛膜促性腺激素（HCG）是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，用抗HCG单克隆抗体制成的“早早孕诊断试剂盒”最早可以在妊娠第8天进行检测，避免孕妇在不知道妊娠的情况下服用对胎儿产生不利影响的药物，如图是抗 HCG 单克隆抗体制备流程示意图。下列叙述错误的是（　　）
A．给小鼠注射HCG，并从小鼠的脾脏中获取产生所需抗体且能大量增殖的B淋巴细胞
B．过程③采用抗原—抗体杂交法得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞
C．过程②筛选得到的杂交瘤细胞不一定能产生抗体
D．抗HCG 单克隆抗体制备过程涉及的细胞工程技术有动物细胞培养、动物细胞融合
【变式3-2】CD47是一种在多种细胞中广泛表达的跨膜糖蛋白，能够与巨噬细胞膜上的受体结合，并抑制其吞噬作用。结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6—5倍。科研人员尝试合成抗CD47的单克隆抗体，并进一步探究其对巨噬细胞吞噬作用的影响。过程如下图所示，下列有关叙述错误的是（ ）
注：吞噬指数越大，代表吞噬能力越强。
A．图示①步骤中多次用CD47处理小鼠，目的是使小鼠产生更多的抗CD47抗体和记忆细胞
B．获得所需的杂交瘤细胞至少需要进行两次筛选，但两次筛选原理不同
C．图示②步骤中可以利用PEG融合法促进细胞融合，体现了细胞膜的结构特点
D．肿瘤细胞中存在CD47的受体基因
【变式3-3】某些种类的癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA，能抑制T细胞的活化，使癌细胞发生免疫逃逸。CD28是T细胞表面受体，其在癌细胞与T细胞结合部位聚集可有效激活T细胞。科研人员尝试利用单抗技术通过诱导两种杂交瘤细胞融合形成双杂交瘤细胞，构建既能结合PSMA，又能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28.下列说法错误的是（　　）
A．临床上给癌症患者注射抗PSMA受体的抗体有一定的抗癌作用
B．双杂交瘤细胞产生多种抗体的原因是融合细胞能表达出可随机组合的L链和H链
C．同时将PSMA和CD28注射到小鼠体内，可获得同时产生两种抗体的杂交瘤细胞
D．PSMA×CD28使CD28在癌细胞与T细胞结合部位聚集，从而有效激活T细胞杀伤癌细胞
04体内受精和胚胎发育
【例4】哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下图为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图。下列有关叙述错误的是（ ）
A．下丘脑、垂体参与该哺乳动物次级卵母细胞的形成
B．细胞Ш只有在精子的作用下才能形成成熟卵子
C．受精时，精子发生顶体反应可阻止多精入卵
D．培育转基因动物通常选择细胞IV作为受体细胞
【变式4-1】雌性小鼠在精子入卵后，被激活的卵子会完成减数分裂Ⅱ排出第二极体，如图所示，第二极体仅与受精卵分裂形成的2个子细胞之一接触。在甲时期去除第二极体会导致胚胎明显缩小，不能正常存活，这一异常可通过向细胞1中注射第二极体的细胞提取液加以改善。在乙时期后去除第二极体对胚胎发育无显著影响。以下说法错误的是（ ）
A．极体的形成与减数分裂时细胞质不均等分裂有关
B．减数分裂Ⅱ的过程中不会发生染色体DNA的复制
C．胚胎细胞与第二极体间可能进行物质交换与信息交流
D．第二极体会被保留成为胚胎的组成部分以发挥重要作用
【变式4-2】下列有关早期胚胎发育的叙述，错误的是（ ）
A．卵裂期单个细胞的相对表面积逐渐增大，胚胎中DNA总量逐渐增加
B．孵化是指透明带破裂，桑葚胚从透明带中伸展出来
C．滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘并可用于性别鉴定
D．桑葚胚和囊胚期的胚胎中都含有胚胎干细胞
【变式4-3】胎牛血清（FBS）是天然的培养基，能够在多种动物卵母细胞的成熟过程中提供足够的营养物质，起到非常好的促进效果。如表所示是在后期胚胎培养液（CR2后液）中添加不同浓度的FBS后对牛核移植胚胎发育的影响情况，下列叙述错误的是（ ）
组别 培养液 卵裂率/% 囊胚率/%
对照组 CR2前液+CR2后液 59.17±1.34 13.53±2.04
实验组1 CR2前液+10%FBS CR2后液 62.14±1.78 13.78±2.77
实验组2 CR2前液+20%FBS CR2后液 68.95±4.15 26.09±2.20
实验组3 CR2前液+30%FBS CR2后液 62.02±8.64 8.78±3.20
A．囊胚外表的滋养层细胞将来发育成胎膜、胚盘等结构
B．3组实验中促进核移植胚胎发育的适宜FBS浓度约为20%
C．从卵巢采集的卵母细胞需在体外培育成熟才能参与受精
D．添加不同浓度的FBS对核移植胚胎的发育均有促进作用
05体外受精和早期胚胎的培养
【例5】大熊猫被誉为“活化石”和“中国国宝”，是世界自然基金会的形象大使，是世界生物多样性保护的旗舰物种。若通过细胞核移植技术获得早期胚胎培育克隆大熊猫或通过胚胎工程技术获得试管大熊猫，下列对这两种途径的相关分析，正确的是（ ）
A．两种途径培育过程中都需要用到细胞核移植技术
B．胚胎移植产生的后代遗传特性与受体保持一致
C．两种培育途径都可充分发挥雌性个体的繁殖潜力
D．两种途径培育的大熊猫细胞质中的遗传物质来源相同
【变式5-1】哺乳动物的受精过程以及早期胚胎发育的规律是胚胎工程的理论基础。下列关于受精、胚胎早期发育的叙述，错误的是（ ）
A．哺乳动物的卵子发育到特定时期才能与获能后的精子完成受精
B．卵子通过透明带、卵细胞膜的反应来阻止后来的精子进入卵内
C．实际操作中常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志
D．透明带内的早期胚胎细胞均没有发生细胞分化，遗传物质不变
【变式5-2】下图为产业化繁育良种牛的部分过程。下列相关叙述正确的是（ ）
A．E 和F的繁育过程中，A、B、C、D牛都必须是遗传性能优良的个体
B．E 的遗传物质来自供体 A和 C，F 的染色体全部来自供体 B
C．A供体牛超数排卵获得的卵母细胞需培养至MⅠ期才具备与精子受精的能力
D．过程③可用物理或化学方法激活重构胚，使其完成减数分裂和发育进程
【变式5-3】精子载体法是以精子作为外源基因载体携带外源基因进入卵细胞，下图表示用该方法制备转基因鼠的基本流程。下列叙述正确的是（ ）
A．①过程需要将未成熟的精子放入ATP溶液中进行获能处理得到成熟的精子
B．②采用体外受精技术，受精卵中的遗传信息来自于父母双方
C．③过程早期胚胎发育的营养来自卵细胞，不需要在培养液中加动物血清或血浆
D．上述过程中，可对提供卵细胞的母体使用促性腺激素使其超数排卵，对代孕母体使用孕激素使其同期发情
06胚胎工程的应用
【例6】2007年11月，由中国科学家俞君英领衔的实验室以病毒载体引入Oct4、Sox2加Nanog和LIN28的转录因子组合，诱导人皮肤纤维母细胞成为多能干细胞（iPS细胞）。下列分析不合理的是（　　）
A．已分化的细胞重编程恢复到全能性状态，在某种意义上是分化的逆转
B．与体细胞核移植技术一样，iPS细胞发育成个体利用了细胞的全能性
C．iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，移植回病人体内后理论上可以避免免疫排斥反应
D．iPS细胞体外定向诱导分化成所需细胞，其本质是基因的选择性表达
【变式6-1】有些濒危保护动物自然状态下的繁殖能力较低，如大熊猫。我国科学家利用胚胎工程的技术手段大大提高了熊猫的繁殖率。下列说法正确的是（ ）
A．利用胚胎分割技术得到的后代具有相同的遗传物质
B．在体外完成受精后的受精卵，即可植入子宫完成着床
C．利用胚胎分割技术，尽可能均等分割成多份可以大大提高熊猫的繁殖率
D．体外受精时，将成熟的卵母细胞与新采集的精子同时放在获能液中利于受精
【变式6-2】高产奶牛的扩大繁殖可以通过对供体超数排卵以及胚胎分割的技术实现。下列选项合理的是（　　）
A．应该选高产奶牛作为供体并注射雌激素达到超数排卵目的
B．排卵后可对供体进行体内受精处理，也可将其体内卵细胞取出放在生理盐水中进行体外受精
C．胚胎经过质检后若暂时不进行移植，则可将其放在-30℃液氮条件下保存
D．胚胎分割时不能挑选原肠胚及以后的胚胎
【变式6-3】在胚胎移植过程中，很多操作步骤都需要“检查”，以避免后期人力、物力、财力的浪费。下列相关说法不正确的是（　　）
A．体外受精的受精卵移入发育培养液中培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力
B．胚胎移植前，要对胚胎进行检查以确定其是否发育到桑葚胚或囊胚阶段
C．在胚胎分割时，应取样内细胞团细胞做DNA分析，以检查胚胎的性别
D．胚胎移植入受体母畜的子宫后，还需对受体母畜进行妊娠检查
07生物技术的安全性和伦理性问题
【例7】生物安全是指国家有效防范和应对危险生物因子及相关因素威胁，生物技术能够稳定健康发展，人民生命健康和生态系统相对处于没有危险和不受威胁的状态，生物领域具备维护国家安全和持续发展的能力。下列叙述正确的是（　　）
A．生物武器只包含致病菌类和病毒类，其攻击范围广、传播途径多、传播时具有潜伏期
B．需重视治疗性克隆所涉及的伦理问题，不需要对治疗性克隆进行有效监管和严格审查
C．在转基因工作中科学家会采取很多方法防止基因污染，如阻断淀粉储藏使花粉失活
D．培养过微生物的培养基必须严格消毒后才能废弃，目的是防止微生物污染环境
【变式7-1】生物技术运用于食品、医疗引发一系列安全与伦理问题，若应用于战争或恐怖活动，则后果将更为可怕，下列相关阐述中，正确的是（ ）
A．生物武器与常规武器相比具有传染性强、研发门槛高、不受自然条件影响等特点
B．我国禁止克隆人的实验，对治疗性克隆实验也进行严格审查
C．自古就有“吃啥补啥”的说法，所以吃了转基因食品，则其中的基因就会整合到人的基因组中
D．我国对于生物武器奉行不发展、不生产、不储存生物武器的政策，但并不反对其他国家生物武器的扩散
【变式7-2】下列有关治疗性克隆的说法，错误的是（ ）
A．与干细胞的研究应用有关
B．治疗性克隆严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用
C．解决了临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题
D．胚胎干细胞通过基因的选择性表达可以分化出不同的组织细胞
【变式7-3】现代生物技术有着巨大的应用前景，但会涉及到生物安全问题。下列叙述错误的是（ ）
A．消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面
B．我国禁止一切与生殖性克隆和治疗性克隆有关的研究
C．为避免可能产生的基因歧视，基因检测机构不能随意泄露基因检测的结果
D．设计试管婴儿需要经过国家有关部门的严格审批，不宜推广
08细胞工程综合
【例8】蝴蝶兰色彩丰富，形态优美，有兰花皇后的美誉。蝴蝶兰形成种子少且困难，不易进行常规繁殖，组织培养成为蝴蝶兰高效繁殖的重要手段（过程如下图）。
(1)在组织培养技术中，离体培养的兰花花梗被称为 。组织培养的原理是植物细胞具有 。与一般的组织培养过程相比，上图流程省去了脱分化形成 的过程，从而加快了培养进程。
(2)下列用于诱导阶段的培养基配方，正确的是 （注：6-BA是细胞分裂素类似物，IBA和NAA都是生长素类似物）。
A．MS+6-BA5mg/L+NAA0.3mg/L
B．MS+6-BA5mg/L+NAA0.3mg/L+蔗糖30g/L
C．MS+IBA1mg/L+NAA0.5mg/L+蔗糖30g/L
选择的理由是 。
(3)在增殖过程中，将单芽接种在增殖培养基中，培养后能够得到多个侧芽。为探究增殖培养基中的植物生长调节剂NAA与6-BA的含量对芽的增殖效率的影响，开展一系列实验，实验分组和实验结果如下图所示。
（注：在不添加6-BA的条件下，图中各组侧芽增殖率均为0）
①实验结果显示，增殖培养基中NAA与6-BA的含量分别为 ，芽增殖系数最高。
②以下结论，正确的是 。
A．与不添加6-BA相比，添加6-BA能提高芽增殖系数
B．当添加的6-BA浓度相同时，芽增殖系数随着NAA浓度的增加先增加后下降
C．当添加的NAA浓度相同时，芽增殖系数随着6-BA浓度的增加而增加
D．当添加的NAA浓度超过1.0mg/L，NAA抑制芽的增生
【变式8-1】长春碱能干扰细胞中微管蛋白的合成，阻止微管蛋白装配成有功能的纺锤丝。双特异性单克隆抗体是指可同时与癌细胞和药物结合的特异性抗体。科研人员通过以下技术路径生产能同时识别癌胚抗原和具长春碱（VCR）的双特异性单克隆抗体。回答下列问题：
(1)请根据所学知识，用 （箭头和文字补全图中方框内）获取单克隆杂交—杂交瘤细胞的生产过程。
(2)VCR是一种治疗实体癌（一种恶化程度较高的常见腺体癌类型）的高效药物，它在作用过程中一般会将癌细胞阻滞在细胞分裂的 期，判断的依据是 。
(3)图示①和⑤过程注射进小鼠体内的抗原物质要激活相应B细胞产生抗体需要抗原呈递细胞 （答3种）的参与，它们在该过程中的作用是 。
(4)细胞中核苷酸有两种合成途径：正常合成途径和补救途径。物质A可以阻断细胞中核苷酸正常合成途径，正常细胞内含有补救途径中所需的转移酶和激酶，骨髓瘤细胞中则缺乏这两种酶。图示HAT培养基中添加了核苷酸补救合成途径所需的原料H和T，同时也添加了物质A，则实验中HAT培养基中能增殖的细胞有 。过程④的目的是 。可用 （工具）对培养杂交瘤细胞计数以了解培养液中杂交瘤细胞的数量，可及时对杂交瘤细胞分瓶培养。若杂交瘤细胞继续植入小鼠腹腔内进行体内培养，可从小鼠 中提取到双特异性单克隆抗体。
【变式8-2】阅读下列资料，回答相关问题。
紫杉醇是红豆杉属植物产生的一种复杂的次生代谢产物，1963年美国化学家沃尔和瓦尼等首先从太平洋紫杉树皮中提取。1979年，纽约的分子药理学家霍尔维茨发现紫杉醇的抗癌机理：紫杉醇能和微管蛋白聚合体相互作用，促进微管聚合并使之稳定，从而阻碍了肿瘤细胞的分裂，直至死亡。该药于1990年进入Ⅲ期临床试验，1992年年底被批准上市，用于治疗对常规化疗无效的卵巢癌和乳腺癌。研究发现，紫杉醇对多种癌症都有一定的疗效。1995年，我国成为第二个生产紫杉醇及注射液的国家。
最初，用于研究和临床试验的紫杉醇都是从短叶红豆杉树皮中提取的。从36棵60年树龄的大树的树皮中才能提取到大约1g紫杉醇，可治疗一个癌症患者。红豆杉树生长速度较慢，直径20cm的树需生长10年，而目前紫杉醇的年需要量达500kg。红豆杉属植物共有11个种，在我国主要分布于云南、四川、西藏和东北等地，目前已有不少地方进行人工栽培，不过，播种育苗和扦插繁殖虽能在一定程度上缓解矛盾，但也不能从根本上解决问题。通过图中所示的方法来生产紫杉醇及其合成前体物是扩大紫杉醇来源的一条重要途径，已引起国内外学者的广泛关注，并有不少成功的报道。
离体培养的红豆杉细胞生产紫杉醇能否实现工业化，关键是要提高培养物产量和紫杉醇含量，这是一项十分艰巨的任务。
(1)紫杉醇能促进微管聚合并使之稳定，阻碍了 的形成，从而阻碍肿瘤细胞的分裂，直至死亡。图中所示生产紫杉醇的过程中，主要利用了 和 技术。
(2)将接种了外植体的培养瓶置于适宜环境中培养，图中①过程 （需要/不需要）光照，形成愈伤组织后， （需要/不需要）进行再分化培养成植物体。培养过程中主要添加 和 等植物激素，并通过调整植物激素的比例，调控培育过程。
(3)②过程需要用到去除细胞壁的酶是 。
(4)写出利用文中新技术获取紫杉醇的意义： （写出两点）。
【变式8-3】抗凝血酶Ⅲ在人体中主要由肝脏合成，是存在于血浆中的一种重要的抗凝血因子。研究者将人的抗凝血酶Ⅲ基因导入奶山羊细胞，获得乳汁中含有大量人抗凝血酶Ⅲ的转基因克隆奶山羊。已知β-酪蛋白广泛存在于哺乳动物的乳汁中。回答下列问题：
(1)获取人抗凝血酶Ⅲ基因：从人的肝细胞中提取mRNA，再通过 获取cDNA，利用PCR扩增目的基因。根据人抗凝血酶Ⅲ基因上游及下游的碱基序列，设计2种特异性引物，在PCR过程中，引物的作用是 。
(2)基因表达载体的构建：重组人抗凝血酶Ⅲ基因表达载体由山羊β-酪蛋白基因启动子、人抗凝血酶Ⅲ基因、标记基因和终止子等结构组成，其中 决定了人抗凝血酶Ⅲ基因只能在山羊乳腺细胞中特异性表达。
(3)成纤维细胞的转化：取幼龄雌性动物的组织，经酶处理后获得成纤维细胞悬液，放在动物细胞培养液中培养，从幼龄动物取材的原因是 。然后用 法将基因表达载体导入成纤维细胞。
(4)转基因奶山羊的获得：从奶山羊中获取卵母细胞，将阳性转基因成纤维细胞注入 ，通过电融合法使两细胞融合，供体进入卵母细胞，形成重构胚。常通过 （填物理方法）激活重构胚。经胚激活，培养获得早期胚胎，胚胎移植前，需要用孕激素对受体母羊进行同期发情处理。
(5)克隆羊的鉴定：取少量克隆羊组织细胞提取DNA，将用 处理后的产物进行电泳，检测目的基因是否成功导入。待克隆羊成年并产奶，收集奶样，可用 技术鉴定克隆羊是否成功表达人抗凝血酶Ⅲ。若最终获得的抗凝血酶Ⅲ不能很好地完成其功能，可利用 工程进行改造。
09胚胎工程综合
【例9】自然条件下哺乳动物不发生孤雌生殖，云南农大科研团队把猪卵母细胞进行人为的孤雌激活处理，使其发育成胚胎，将胚胎移植到代孕母猪体内，获得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆猪。这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪，现将两种技术进行比较。
(1)卵母细胞能够发育成早期胚胎得到克隆猪，说明卵母细胞具有 ；图中①②③④是获得孤雌生殖克隆猪的流程，那么获得核移植克隆猪的流程是 （填序号）。
(2)在体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞，使用 处理，使良种母猪超数排卵，收集并选取 期的卵母细胞，并用微型吸管吸出 。
(3)在胚胎移植前，需通过 技术形成多个胚胎，以进一步增加胚胎的数量。从免疫学角度分析，早期胚胎能够在受体内存活的主要生理基础是 。
(4)可以从两种不同的克隆猪中提取mRNA进行研究，通过 方法得到多种cDNA，并通过 技术扩增产物。
【变式9-1】近年来由于栖息地丧失和人为捕猎，亚洲黑熊数量骤减，近日动物学家在某林地发现了少量野生亚洲黑熊。他们期望通过体外受精、胚胎移植等方法拯救亚洲黑熊，其过程如下图。请回答下列问题：
(1)过程①代表体外受精，黑熊A通过超数排卵获得的细胞必须培养到 期、从黑熊C采集到的精子需要进行 处理才具备受精能力。
(2)D受体雌性接受来自黑熊♀A体内的胚胎，所以必须和黑熊♀A进行 处理。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是 。
(3)为了获得更多的胚胎，可以对过程①得到的胚胎进行胚胎分割，胚胎分割时，应选择发育到 时期的胚胎进行操作。
(4)进行胚胎移植的优势是 。
【变式9-2】CRISPR-Cas9基因编辑系统可以实现对相关基因的精准剪切。在该系统中，sgRNA（向导RNA）可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，原理如图1所示。我国科研人员利用该系统获得与胸腺发育有关基因FOXN1敲除的猪模型，可应用于器官移植等有关领域。该研究的技术路线如图2所示。请回答下列问题：
(1)图2中步骤②代表 ，进行①处理常使用 （填激素名称）。
(2)若已知FOXNI基因靶序列为5'-GCATCG…GGTCCC-3'，根据该靶序列设计的sgRNA中的相应序列是5'- -3'。CRISPR-Cas9系统有时存在结合出错而出现“脱靶”现象，从而破坏了其他正常的基因，分析其可能的原因是 。
(3)Cas9蛋白可识别特定的核苷酸序列并剪切基因，与基因工程工具中的 酶的功能相似。
(4)利用CRISPR-Cas9系统还可用于降低器官移植时免疫排斥反应的发生，推测其原理是 。
【变式9-3】研究人员利用小鼠（（2N=40））的单倍体ES细胞（只含一个染色体组），成功培育出转基因小鼠。主要技术流程如下图所示，请回答下列问题：
注：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表四种限制酶，箭头指向的位置为限制酶的切割位置；AmpR是氨苄青霉素抗性基因，NeoR是G418抗性基因。
(1)通过PCR方法在体外选择性扩增目的基因片段时，PCR反应一般由95℃热变性、55～60℃复性、72℃延伸三个步骤，经过多次循环完成。延伸阶段选用72℃是综合考虑了两个因素，即防止新合成的DNA变性和 。
(2)某次实验利用PCR技术获取目的基因，实验结果显示除目的基因条带（引物与模板完全配对）外，还有2条非特异条带（引物和模板不完全配对）。为了减少反应中非特异条带的产生，以下措施中有效的是（ ）
A．增加模板DNA的量 B．延长热变性的时间
C．延长延伸的时间 D．提高复性的温度
(3)氨苄青霉素不能有效杀死小鼠细胞，而一定浓度的G418能有效杀死不具有Neo的小鼠细胞，结合上图推测，过程①选用的2种限制酶是 和 （选填图中的编号）。
(4)若图中过程①选用的2种限制酶识别序列和切割位点分别是，则经这两种限制酶切割后所产生的黏性末端是 ，此时，图中过程②应选用 酶。
(5)动物细胞培养和早期胚胎培养时，通常需要在合成培养基的基础上添加 等一些天然成分。据图分析，细胞乙内除线粒体DNA外，还有 个DNA分子。
(6)可通过 技术将桑葚胚移入代孕母鼠子宫内，使其继续发育。从生理学基础看，代孕母鼠对移入子宫的胚胎基本不发生免疫排斥反应，这为 提供了可能。专题02 细胞工程与胚胎工程
【题型1 植物细胞工程】
【题型2 动物细胞的培养与核移植】
【题型3 动物细胞融合与单克隆抗体】
【题型4 体内受精和胚胎发育】
【题型5 体外受精和早期胚胎的培养】
【题型6 胚胎工程的应用】
【题型7 生物技术的安全性和伦理性问题】
【题型8 细胞工程综合】
【题型9 胚胎工程综合】
01植物细胞工程
【例1】某杂种植株的获取过程如图所示，下列有关分析不正确的是（ ）
A．叶片经消毒后需用无菌水多次冲洗，以避免消毒剂长时间存在而产生毒害作用
B．保温过程中可通过抽真空处理使酶溶液渗入细胞间隙，提高酶解效率
C．图示④过程炼苗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．获得该杂种植株的过程包括脱分化、再分化，体现了植物细胞具有全能性
【答案】C
【分析】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。
【详解】A、叶片经消毒后需用无菌水冲洗，以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用，A正确；
B、为了提高酶解效率，图示②过程可通过抽真空处理，利用负压使酶溶液快速渗入细胞间隙，通过处理，酶解效率会提高，B正确；
C、组培苗生存能力较弱，需要进行锻炼，采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石保水透气，蛭石不含营养，C错误；
D、获得的杂种细胞经鉴定和筛选后需要经过植物组织培养才可获得杂种植株，该过程包括脱分化、再分化，体现了植物细胞具有全能性，D正确。
故选C。
【变式1-1】玫瑰精油被称为“精油之后”，具有抗菌、镇静、提神及美容护肤等功效。玫瑰精油获得的途径之一如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．需用无水酒精及次氯酸钠对外植体进行灭菌处理，以防止杂菌污染
B．接种时外植体不能倒插，过程①无需光照，过程②需给予适当的光照
C．过程①和过程②所用培养基中赤霉素与细胞分裂素用量的比值均大于1
D．从玫瑰花瓣中提取玫瑰精油时，可用胶原蛋白酶处理花瓣细胞使其释放精油
【答案】B
【分析】植物组织培养是一种无性繁殖技术，通过从植物体分离出所需的组织、器官或细胞，在无菌条件下接种在含有营养物质及植物激素的培养基上进行培养，获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品。该技术主要包括脱分化产生愈伤组织，再分化形成再生植物。
【详解】A、外植体在接种于培养基培养时，需先后用酒精和次氯酸钠溶液进行消毒，消毒流程为：先用流水充分冲洗后的外植体用70%的酒精消毒30s，然后立即用无菌水清洗2 3次，再用次氯酸钠溶液处理30min后，立即用无菌水清洗2 3次，A错误；
B、由于根的形成有极性，因此，在接种时外植体不能倒插，过程①为脱分化过程，无需光照，过程②为再分化过程，需给予适当的光照，B正确；
C、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。过程①脱分化过程中生长素和细胞分裂素的比例接近1时有利于愈伤组织的形成，而过程②所用培养基中生长素与细胞分裂素的比值大于1时有利于生根，C错误；
D、从玫瑰花瓣中提取玫瑰精油时，不需要用胶原蛋白酶处理花瓣，通常采用水蒸气蒸馏的方法提取精油，D错误。
故选B。
【变式1-2】植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，并取得了显著的社会效益和经济效益。下列关于植物细胞工程的应用的叙述，错误的是（ ）
选项 应用技术 原理或取材原因 优势
A 快速繁殖 植物细胞的全能性 繁殖快、保持亲本遗传特性
B 作物脱毒 植物顶端分生区几乎不含病毒 提高作物的产量和品质
C 单倍体育种 为适应培养条件发生新的突变 获得自然界没有的新物种
D 生产细胞产物 细胞可产生多种次生代谢产物 不受季节、天气等限制
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【分析】利用植物组织培养技术培育脱毒苗，获得的不是抗病毒的新品种，还是原来的品种，不过没有病毒，仍然有可能感染病毒。快速繁殖，用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫微型繁殖，微型繁殖技术可以使作物保持优良品种的遗传特性，可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖。
【详解】A、快速繁殖，用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫微型繁殖，微型繁殖技术可以使作物保持优良品种的遗传特性，可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，其原理是植物细胞的全能性，A正确；
B、由于植物顶端分生区几乎不含病毒，利用植物组织培养技术培育脱毒苗可以提高作物的产量和品质，B正确；
C、单倍体育种花药离体培养环节涉及植物组织培养技术，体现了植物细胞具有全能性，其优点是能明显缩短育种年限，C错误；
D、细胞的工厂化生产利用的是细胞次生代谢产物的产生，不受季节、天气等限制，D正确。
故选C。
【变式1-3】科研人员将苜蓿与百脉根（富含单宁，单宁可减少膨胀病的发生）进行植物体细胞杂交以期获得抗膨胀病苜蓿新品种，技术路线如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．该过程中发生了染色体数目变异，且实现了远缘杂交育种
B．诱导愈伤组织期间一般不需要光照，但诱导生芽、生根时需要光照
C．相比于生芽培养基，生根培养基中生长素含量比例较低
D．融合细胞生成细胞壁时，高尔基体和线粒体的活动可能增强
【答案】C
【分析】分析题图：该图为将苜蓿与百脉根进行植物体细胞杂交以获得抗臌胀病苜蓿新品种的过程，①为去除细胞壁，制备原生质体，②为诱导原生质体融合的过程，③为融合细胞脱分化形成愈伤组织的过程，④在分化形成根、芽等器官的过程，⑤为形成植物体的过程。
【详解】A、②为诱导原生质体融合的过程，因此该过程中发生了染色体数目变异，且实现了远缘杂交育种，A正确；
B、诱导愈伤组织期间一般不需要光照，但诱导生芽、生根时需要光照，因为愈伤组织是由无分化的细胞组成的，它们不需要进行光合作用，所以光照对它们来说并不是必需的。当诱导生芽和生根时，光照还可以促进植物激素的合成和信号传导，这对于芽和根的发育至关重要，B正确；
C、相比于生芽培养基，生根培养基中生长素含量比例较高，C错误；
D、植物细胞壁的形成与高尔基体有关，且需要消耗能量，因此，融合细胞生成细胞壁时，细胞内高尔基体和线粒体活动可能增强，D正确。
故选C。
02动物细胞的培养与核移植
【例2】我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”，研究流程如图所示。下列相关叙述正确的有（ ）
A．猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同是由于细胞的基因组成发生了改变
B．移植前细胞和囊胚的培养都要放在充满CO2的培养箱中进行
C．诱导后的胚胎干细胞必须培养至囊胚期，才能移植到代孕母体
D．移植后胚胎的发育受母体激素影响，也影响母体激素分泌
【答案】D
【分析】胚胎干细胞具有全能性，利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”，是利用了胚胎干细胞的全能性。图中①是胚胎干细胞，②③分别是囊胚的滋养层细胞和内细胞团细胞，②③都由①分裂分化形成的。
【详解】A、猴的成纤维细胞和胚胎干细胞功能不同，是基因的选择性表达的结果，但细胞的基因组成相同，A错误；
B、移植前细胞和囊胚的培养都要放在含有95%空气和5% CO2的混合气体的培养箱中进行，B错误；
C、诱导后的胚胎干细胞，可以培养至桑葚胚或囊胚期，再移植到代孕母体内，C错误；
D、供体胚胎可与受体子宫建立生理和组织上的联系，为胚胎在受体内发育提供了可能，移植后胚胎的发育受母体激素影响，也影响母体激素分泌，D正确。
故选D。
【变式2-1】广西陆川猪肉质香味纯正、皮薄肉嫩、入口香脆、风味优良，备受消费者喜爱。然而，由于陆川猪生长速度慢，几临濒危，急需进行种质资源保护。体细胞核移植技术因具有继承亲本完整性状、实验周期短、保种效力强的优点而备受关注。如图表示培育克隆猪的流程。下列叙述错误的是（ ）
A．陆川猪卵母细胞去核前，需将其在体外培养至MⅡ期
B．过程①可用电刺激或Ca2＋载体法激活重构胚，重构胚具有发育成完整个体的潜力
C．幼仔猪细胞核遗传物质来自陆川猪，细胞质遗传物质来自甲猪
D．过程②需将重构胚培养至桑葚胚或囊胚期再植入同期发情处理的代孕乙猪子宫
【答案】C
【分析】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。
【详解】A、从甲猪获取卵母细胞后，需将其在体外培养至MⅡ期，通常用显微操作法去核，有助于细胞核全能性的表达，A正确；
B、过程①可用用物理或化学方法（如电刺激、Ca2+ 载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等）激活重构胚，重构胚具有发育成完整个体的潜力，B正确；
C、幼仔猪细胞核遗传物质来自陆川猪，细胞质遗传物质来自甲猪和陆川猪，C错误；
D、将重构胚培养至桑葚胚或囊胚期后，需经胚胎移植至代孕母猪子宫内进一步发育为个体。胚胎移植前需对代孕乙猪进行同期发情处理，使生理状态相似，D正确。
故选C。
【变式2-2】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。下列说法错误的是（ ）
A．可通过电融合法使甲牛的供体细胞与乙牛的去核卵母细胞融合
B．激活重构胚可以用物理或化学方法，如Ca2+载体、聚乙二醇等
C．该过程用到动物细胞培养、动物细胞融合等技术
D．过程②常使用显微操作法对卵母细胞进行去核处理
【答案】B
【分析】分析图解：图示过程为体细胞克隆过程，取甲牛体细胞，对处于减数第二次分裂中期的乙牛的卵母细胞去核，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、可通过电融合法使甲牛的供体细胞与乙牛的去核卵母细胞融合，供体核进入卵母细胞形成重构胚，A正确；
B、激活重构胚的方法有物理或化学方法，如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等，而聚乙二醇可诱导细胞融合，不能激活重构胚，B错误；
C、据图可知，该过程用到动物细胞培养、动物细胞融合、细胞核移植、早期胚胎培养等技术，C正确；
D、过程②常使用显微操作法对卵母细胞进行去核处理，D正确。
故选B。
【变式2-3】微囊法是一种动物细胞培养法，其方法是将一定数量的动物细胞封闭在半透膜的微囊中，然后再将这种包含有细胞的微囊悬浮于培养液中培养。培养液中的水和营养物质可透过半透膜进入微囊供应给细胞，细胞的代谢物也可透过半透膜被排出，而细胞分泌的大分子物质则被阻留而积累于囊内。下列有关叙述错误的是（ ）
A．微囊法培养能保护细胞少受损伤，有利于大规模培养动物细胞
B．微囊法培养动物细胞，有利于获得高度纯化的大分子细胞产物
C．微囊悬浮培养能防止培养过程中出现细胞贴壁生长和接触抑制现象
D．培养时要向培养液通入95%的空气和5%的CO2组成的混合气体
【答案】C
【分析】1、动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
2、动物细胞培养需要满足以下条件：①无菌、无毒的环境；②营养；③温度：36.5℃±0.5℃；④气体环境：95%空气+5%CO2。
【详解】A、根据题意可知，微囊法能使动物细胞在固定的环境中增殖，因此能保护细胞少受损伤，有利于大规模培养动物细胞，A正确；
B、微囊法培养动物细胞，能将细胞分泌的大分子物质被阻留而积累于囊内，将囊破坏就能获得生物大分子，B正确；
C、微囊悬浮培养能防止培养过程中细胞贴壁生长，但是仍然会出现接触抑制，C错误；
D、动物细胞培养适宜的气体环境为95%的空气和5%的CO2组成的混合气体，D正确。
故选C。
03动物细胞融合与单克隆抗体
【例3】科学家以病毒A的外壳蛋白为抗原，制备出了单克隆抗体。下列相关叙述错误的是（　　）
A．可利用选择培养基筛选出能产生抗体的杂交瘤细胞
B．用病毒A的外壳蛋白对小鼠进行免疫，可获得产生特定抗体的B细胞
C．用灭活的病毒诱导获得的融合细胞都具有浆细胞和骨髓瘤细胞的特性
D．运用该单克隆抗体可以诊断人体是否感染病毒A
【答案】C
【分析】1、单克隆抗体的制备过程：首先用特定抗原注射小鼠体内，使其发生免疫，小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，在经过三次筛选：①筛选能够产生单一抗体的B淋巴细胞②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）③筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。两次抗体检测：专一抗体检验阳性，获得能产生特异性抗体、又能大量增殖杂交瘤细胞，最后从培养液或小鼠腹水中提取单克隆抗体；
2、单克隆抗体的特点：特异性强、灵敏度高、并可大量制备。
【详解】A、可利用选择培养基筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，A正确；
B、用病毒A的外壳蛋白对小鼠进行免疫，经过筛选培养及抗体检测，可获得产生特定抗体的B细胞，B正确；
C、融合的细胞可能是浆细胞与浆细胞的融合、也可能是骨髓瘤与骨髓瘤细胞的融合，因此不一定都具有浆细胞和骨髓瘤细胞特性，C错误；
D、单克隆抗体可制作成诊断盒，可以诊断人体是否感染病毒A，D正确。
故选C。
【变式3-1】人绒毛膜促性腺激素（HCG）是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，用抗HCG单克隆抗体制成的“早早孕诊断试剂盒”最早可以在妊娠第8天进行检测，避免孕妇在不知道妊娠的情况下服用对胎儿产生不利影响的药物，如图是抗 HCG 单克隆抗体制备流程示意图。下列叙述错误的是（　　）
A．给小鼠注射HCG，并从小鼠的脾脏中获取产生所需抗体且能大量增殖的B淋巴细胞
B．过程③采用抗原—抗体杂交法得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞
C．过程②筛选得到的杂交瘤细胞不一定能产生抗体
D．抗HCG 单克隆抗体制备过程涉及的细胞工程技术有动物细胞培养、动物细胞融合
【答案】A
【分析】题图分析，给动物注射抗原HCG，产生已免疫的B淋巴细胞，加促溶剂，与骨髓瘤细胞融合，用HAT培养基进行筛选，筛选出杂交瘤细胞，再进行克隆化培养和抗体检测，筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，再进行大规模培养。
【详解】 A、在制备单克隆抗体过程中，首先要将纯化HCG注入小鼠体内，其目的是从产生免疫反应小鼠的脾脏中获得B淋巴细胞，此时的B淋巴细胞未必能大量增殖，A错误；
B、过程③采用克隆化培养和抗原—抗体杂交法筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞， B正确；
C、过程②筛选得到细胞为杂交瘤细胞，但该杂交瘤细胞未必能产生抗体，C正确；
D、抗HCG 单克隆抗体制备过程涉及的细胞工程技术有动物细胞培养、动物细胞融合等技术，该技术的原理有细胞膜的流动性和细胞增殖，D正确。
故选A。
【变式3-2】CD47是一种在多种细胞中广泛表达的跨膜糖蛋白，能够与巨噬细胞膜上的受体结合，并抑制其吞噬作用。结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6—5倍。科研人员尝试合成抗CD47的单克隆抗体，并进一步探究其对巨噬细胞吞噬作用的影响。过程如下图所示，下列有关叙述错误的是（ ）
注：吞噬指数越大，代表吞噬能力越强。
A．图示①步骤中多次用CD47处理小鼠，目的是使小鼠产生更多的抗CD47抗体和记忆细胞
B．获得所需的杂交瘤细胞至少需要进行两次筛选，但两次筛选原理不同
C．图示②步骤中可以利用PEG融合法促进细胞融合，体现了细胞膜的结构特点
D．肿瘤细胞中存在CD47的受体基因
【答案】A
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备，杂交瘤抗体技术是在细胞融合技术的基础上，将具有分泌特异性抗体能力的效应B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞，杂交瘤细胞既能产生抗体，又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群，可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【详解】A、图示①步骤中需反复用CD47处理小鼠，使小鼠体内产生更多的能分泌抗CD47抗体的B淋巴细胞，A错误；
B、图示③步骤中需要对杂交瘤细胞进行两次筛选，第一次筛选可以选择出杂交瘤细胞，第二次筛选应用了抗原抗体特异性结原理，选择可以分泌抗CD47抗体的杂交瘤细胞，B正确；
C、图示②步骤中可以利用PEG融合法促进细胞融合，体现了细胞膜的流动性，C正确；
D、CD47受体基因在每个细胞中都存在，在吞噬细胞中特异性表达，D正确。
故选A。
【变式3-3】某些种类的癌细胞表面高表达膜蛋白PSMA，能抑制T细胞的活化，使癌细胞发生免疫逃逸。CD28是T细胞表面受体，其在癌细胞与T细胞结合部位聚集可有效激活T细胞。科研人员尝试利用单抗技术通过诱导两种杂交瘤细胞融合形成双杂交瘤细胞，构建既能结合PSMA，又能结合CD28的双特异性抗体PSMA×CD28.下列说法错误的是（　　）
A．临床上给癌症患者注射抗PSMA受体的抗体有一定的抗癌作用
B．双杂交瘤细胞产生多种抗体的原因是融合细胞能表达出可随机组合的L链和H链
C．同时将PSMA和CD28注射到小鼠体内，可获得同时产生两种抗体的杂交瘤细胞
D．PSMA×CD28使CD28在癌细胞与T细胞结合部位聚集，从而有效激活T细胞杀伤癌细胞
【答案】C
【分析】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。
【详解】A、某些种类的癌细胞表面高表达膜蛋白 PSMA，能抑制 T 细胞的活化，使癌细胞发生免疫逃逸，因此临床上给癌症患者注射抗PSMA受体的抗体使其结合PSMA之后，无法抑制T细胞的活化，有一定的抗癌作用，A正确；
B、据图可知，双杂交瘤细胞有L链和H链，双杂交瘤细胞产生多种抗体的原因是融合细胞能表达出可随机组合的L链和H链，B正确；
C、杂交瘤细胞是经筛选后获得的，一种杂交瘤细胞由一种B细胞和杂交瘤组成，而一种B细胞经分化后只能产生一种抗体，故同时将PSMA和CD28注射到小鼠体内，不能获得同时产生两种抗体的杂交瘤细胞，C错误；
D、PSMA×CD28同时结合癌细胞表面的PSMA和T细胞表面的CD28受体，前者避免抑制T细胞活化，后者激活T细胞，从而有效激活T细胞杀伤癌细胞，D正确。
故选C。
04体内受精和胚胎发育
【例4】哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下图为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图。下列有关叙述错误的是（ ）
A．下丘脑、垂体参与该哺乳动物次级卵母细胞的形成
B．细胞Ш只有在精子的作用下才能形成成熟卵子
C．受精时，精子发生顶体反应可阻止多精入卵
D．培育转基因动物通常选择细胞IV作为受体细胞
【答案】C
【分析】根据题意和图示分析可知：图中细胞Ⅰ为卵原细胞，细胞Ⅱ为经过复制的初级卵母细胞，细胞Ⅲ可表示次级卵母细胞，细胞Ⅳ是经过受精作用形成的受精卵，受精卵进行的是有丝分裂。
【详解】A、据图可知，减数第一次分裂完成需要促性腺激素处理，下丘脑合成的促性腺激素释放激素作用于垂体，使得垂体分泌促性腺激素，因此下丘脑、垂体参与该哺乳动物次级卵母细胞的形成，A正确；
B、结合题图可知，细胞Ш为次级卵母细胞在精子的作用下才能完成减数第二次分裂，产生成熟的卵细胞，从而形成受精卵，即受精作用促进次级卵母细胞完成减数第二次分裂，B正确；
C、受精时，发生透明带反应和卵细胞膜反应可阻止多精入卵，C错误；
D、基因工程通常选择受精卵（细胞IV）作为受体细胞，D正确。
故选C。
【变式4-1】雌性小鼠在精子入卵后，被激活的卵子会完成减数分裂Ⅱ排出第二极体，如图所示，第二极体仅与受精卵分裂形成的2个子细胞之一接触。在甲时期去除第二极体会导致胚胎明显缩小，不能正常存活，这一异常可通过向细胞1中注射第二极体的细胞提取液加以改善。在乙时期后去除第二极体对胚胎发育无显著影响。以下说法错误的是（ ）
A．极体的形成与减数分裂时细胞质不均等分裂有关
B．减数分裂Ⅱ的过程中不会发生染色体DNA的复制
C．胚胎细胞与第二极体间可能进行物质交换与信息交流
D．第二极体会被保留成为胚胎的组成部分以发挥重要作用
【答案】D
【分析】1、减数分裂的过程：
（1）减数分裂Ⅰ前的间期：染色体的复制；
（2）减数分裂Ⅰ：①前期：联会，同源染 色体上的非姐妹染色单体互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④ 末期：细胞质分裂；
（3）减数分裂Ⅱ：①前期：染色体散乱的 排布与细胞内；②中期：染色体形态固定、数 目清晰；③后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体 分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
2、受精过程为：顶体反应→穿越放射冠→穿越透明带（透明带反应）→卵细胞膜反应（卵黄膜封闭作用）→卵子完成减数分裂Ⅱ并释放第二极体→雌雄原核的形成、核膜消失，雌、雄原核融合形成合子→第一次卵裂开始。
【详解】A、减数分裂Ⅰ的后期由于细胞质不均等分裂导致形成大小不同的两个细胞，大的细胞被称为次级卵母细胞，小的细胞叫极体，A正确；
B、减数分裂的特点是DNA只复制一次，而细胞分裂两次，所以在减数分裂Ⅱ的过程中不会发生染色体DNA的复制，B正确；
C、由题干信息可知，第二极体仅与受精卵分裂形成的2个子细胞之一接触，所以胚胎细胞与第二极体间可能进行物质交换与信息交流，C正确；
D、由题干信息可知，雌性小鼠在精子入卵后，被激活的卵子会完成减数分裂Ⅱ排出第二极体，D错误。
故选D。
【变式4-2】下列有关早期胚胎发育的叙述，错误的是（ ）
A．卵裂期单个细胞的相对表面积逐渐增大，胚胎中DNA总量逐渐增加
B．孵化是指透明带破裂，桑葚胚从透明带中伸展出来
C．滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘并可用于性别鉴定
D．桑葚胚和囊胚期的胚胎中都含有胚胎干细胞
【答案】B
【分析】哺乳动物胚胎发育的重要阶段：
（1）卵裂期：在透明带内进行的，特点是细胞分裂方式为有丝分裂，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有缩小；
（2）桑椹胚：32个细胞左右的胚胎；
（3）囊胚：细胞开始分化，其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织；而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐渐出现囊胚腔；
（4）原肠胚：内细胞团表层形成外胚层，下方细胞形成内胚层，由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。
【详解】A、卵裂期的早期胚胎的总体积并没有增加，但是细胞数目在增加，该过程中每个细胞的核质比逐渐增大，同时胚胎中DNA总量逐渐增加，A正确；
B、孵化是指透明带破裂，囊胚从透明带中伸展出来的过程，B错误；
C、囊胚分为内细胞团和滋养层，其中滋养层将来发育为胎膜和胎盘，可用于性别鉴定，而内细胞团将会发育成完整的胚胎，C正确；
D、桑葚胚期细胞属于全能细胞，囊胚期细胞已经分化形成滋养层细胞和内细胞团细胞，其中只有内细胞团细胞属于全能性细胞，所以桑葚胚和囊胚期的胚胎中都含有胚胎干细胞，D正确。
故选B。
【变式4-3】胎牛血清（FBS）是天然的培养基，能够在多种动物卵母细胞的成熟过程中提供足够的营养物质，起到非常好的促进效果。如表所示是在后期胚胎培养液（CR2后液）中添加不同浓度的FBS后对牛核移植胚胎发育的影响情况，下列叙述错误的是（ ）
组别 培养液 卵裂率/% 囊胚率/%
对照组 CR2前液+CR2后液 59.17±1.34 13.53±2.04
实验组1 CR2前液+10%FBS CR2后液 62.14±1.78 13.78±2.77
实验组2 CR2前液+20%FBS CR2后液 68.95±4.15 26.09±2.20
实验组3 CR2前液+30%FBS CR2后液 62.02±8.64 8.78±3.20
A．囊胚外表的滋养层细胞将来发育成胎膜、胚盘等结构
B．3组实验中促进核移植胚胎发育的适宜FBS浓度约为20%
C．从卵巢采集的卵母细胞需在体外培育成熟才能参与受精
D．添加不同浓度的FBS对核移植胚胎的发育均有促进作用
【答案】D
【分析】实验探究的是后期胚胎培养液(CR2后液)中添加不同浓度的FBS后对牛核移植胚胎发育的影响情况，实验的自变量为不同浓度的FBS，因变量为卵裂率、囊胚率，数据显示，随着CR2后液中添加的FBS浓度的增加，卵裂率和囊胚率均呈先上升后下降的趋势。
【详解】A、分析表格:该实验的自变量为不同浓度的FBS，因变量为卵裂率、囊胚率，数据显示，随着CR2后液中添加的FBS浓度的增加，卵裂率和囊胚率均呈先上升后下降的趋势，并且FBS浓度升高到一定程度会抑制胚胎发育成囊胚。囊胚外表的滋养层细胞将来发育成胚盘和绒毛膜等结构，A正确；
B、根据表中数据可知，3组实验中促进核移植胚胎发育的适宜FBS浓度约为20%，B正确；
C、由于从卵巢采集的卵母细胞未成熟，不具备受精能力，因此需在体外培育成熟才能参与受精，C正确；
D、表格中数据显示，30%FBS会抑制胚胎发育成囊胚，D错误。
故选D。
05体外受精和早期胚胎的培养
【例5】大熊猫被誉为“活化石”和“中国国宝”，是世界自然基金会的形象大使，是世界生物多样性保护的旗舰物种。若通过细胞核移植技术获得早期胚胎培育克隆大熊猫或通过胚胎工程技术获得试管大熊猫，下列对这两种途径的相关分析，正确的是（ ）
A．两种途径培育过程中都需要用到细胞核移植技术
B．胚胎移植产生的后代遗传特性与受体保持一致
C．两种培育途径都可充分发挥雌性个体的繁殖潜力
D．两种途径培育的大熊猫细胞质中的遗传物质来源相同
【答案】C
【分析】1、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。
2、动物核移植指将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。
【详解】A、试管大熊猫培育过程中不需要用到细胞核移植技术，A错误；
B、胚胎移植产生的后代遗传特性与供体保持一 致，B错误；
C、两种培育途径都可充分发挥雌性个体的繁殖潜力，C正确；
D、两种途径培育的大熊猫细胞质中的遗传物质来源不同，D错误。
故选C。
【变式5-1】哺乳动物的受精过程以及早期胚胎发育的规律是胚胎工程的理论基础。下列关于受精、胚胎早期发育的叙述，错误的是（ ）
A．哺乳动物的卵子发育到特定时期才能与获能后的精子完成受精
B．卵子通过透明带、卵细胞膜的反应来阻止后来的精子进入卵内
C．实际操作中常以观察到两个极体或雌、雄原核作为受精的标志
D．透明带内的早期胚胎细胞均没有发生细胞分化，遗传物质不变
【答案】D
【分析】哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获取和受精等步骤。采集到的卵母细胞和精子，要分别在体外进行成熟培养和获能处理，然后才能用于体外受精。一般情况下，可以将获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的培养液中共同培养一段时间，来促使它们完成受精。
【详解】A、动物排出的卵子成熟程度不同， 有的可能是次级卵母细胞，但它们都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。因此，哺乳动物的卵子发育到特定时期才能与获能后的精子完成受精，A正确；
B、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。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。 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，B正确；
C、多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成 两个第二极体。在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志，C正确；
D、透明带内发育到囊胚早期，细胞发生了细胞分化，但遗传物质不变，D错误。
故选D。
【变式5-2】下图为产业化繁育良种牛的部分过程。下列相关叙述正确的是（ ）
A．E 和F的繁育过程中，A、B、C、D牛都必须是遗传性能优良的个体
B．E 的遗传物质来自供体 A和 C，F 的染色体全部来自供体 B
C．A供体牛超数排卵获得的卵母细胞需培养至MⅠ期才具备与精子受精的能力
D．过程③可用物理或化学方法激活重构胚，使其完成减数分裂和发育进程
【答案】B
【分析】分析题图：①是受精作用获得早期胚胎，体内受精获取的早期胚胎再植入受体母牛D子宫内；②是去掉卵母细胞细胞核；③是动物细胞核移植获取重组细胞的过程，之后通过早期胚胎培养和胚胎移植获取克隆牛。图中E是有性生殖后代，F是无性繁殖后代。
【详解】A、繁育良种牛，只需要提供遗传物质的个体是优良个体即可，受体D不需要是优良个体，A错误；
B、E是有性生殖产生的后代，有A和C两者的遗传物质，F细胞核遗传物质（染色体）全部来源于B， B正确；
C、A供体牛超数排卵的卵母细胞需培养至MⅡ期才具备与精子受精的能力，C错误；
D、过程③可用物理或化学方法激活重组细胞，使其完成有丝分裂和发育进程，从而获得完整个体，D错误。
故选B。
【变式5-3】精子载体法是以精子作为外源基因载体携带外源基因进入卵细胞，下图表示用该方法制备转基因鼠的基本流程。下列叙述正确的是（ ）
A．①过程需要将未成熟的精子放入ATP溶液中进行获能处理得到成熟的精子
B．②采用体外受精技术，受精卵中的遗传信息来自于父母双方
C．③过程早期胚胎发育的营养来自卵细胞，不需要在培养液中加动物血清或血浆
D．上述过程中，可对提供卵细胞的母体使用促性腺激素使其超数排卵，对代孕母体使用孕激素使其同期发情
【答案】D
【分析】分析题图：图示表示培育转基因鼠的基本流程，其中①是筛选获得导入外源基因的精子的过程，②是体外受精过程，③是早期胚胎培养过程，④是胚胎移植过程。
【详解】A、①过程需将成熟的精子放在一定浓度的肝素或钙离子载体溶液中，用化学药物诱导精子获能，而不是放入ATP溶液中进行获能处理，A错误；
B、②采用体外受精技术，受精卵中的遗传物质来自于父母双方和外源基因，B错误；
C、③为早期胚胎培养过程，早期胚胎发育的营养来自卵细胞，但早期胚胎培养的培养液中仍需要加入动物血清或血浆，C错误；
D、促性腺激素有促进母体超数排卵的作用，对代孕母体使用孕激素使其同期发情，保证其生理状态具备孕育胚胎的环境，D正确。
故选D。
06胚胎工程的应用
【例6】2007年11月，由中国科学家俞君英领衔的实验室以病毒载体引入Oct4、Sox2加Nanog和LIN28的转录因子组合，诱导人皮肤纤维母细胞成为多能干细胞（iPS细胞）。下列分析不合理的是（　　）
A．已分化的细胞重编程恢复到全能性状态，在某种意义上是分化的逆转
B．与体细胞核移植技术一样，iPS细胞发育成个体利用了细胞的全能性
C．iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，移植回病人体内后理论上可以避免免疫排斥反应
D．iPS细胞体外定向诱导分化成所需细胞，其本质是基因的选择性表达
【答案】B
【分析】1、胚胎干细胞：具有分化为任何一种类型的细胞，并进一步形成有机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
2、诱导多能干细胞（iPS细胞）：是通过体外诱导成纤维细胞，获得的类似胚胎干细胞的一类细胞。
3、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。
【详解】A、已分化的细胞重编程恢复到全能性状态，在某种意义上是分化的逆转，类似于脱分化过程，A正确；
B、体细胞核移植技术没有利用细胞的全能性，而是利用动物细胞细胞核的全能性，B错误；
C、iPS细胞如果来源于病人自身的体细胞，移植回病人体内后理论上可以避免免疫排斥反应，C正确；
D、iPS细胞体外定向诱导分化成所需细胞是细胞分化的过程，其本质是基因的选择性表达，D正确。
故选B。
【变式6-1】有些濒危保护动物自然状态下的繁殖能力较低，如大熊猫。我国科学家利用胚胎工程的技术手段大大提高了熊猫的繁殖率。下列说法正确的是（ ）
A．利用胚胎分割技术得到的后代具有相同的遗传物质
B．在体外完成受精后的受精卵，即可植入子宫完成着床
C．利用胚胎分割技术，尽可能均等分割成多份可以大大提高熊猫的繁殖率
D．体外受精时，将成熟的卵母细胞与新采集的精子同时放在获能液中利于受精
【答案】A
【分析】胚胎移植的生理学基础：①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。②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。③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。④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。
【详解】A、利用胚胎分割技术得到的后代由同一个受精卵发育而来，因此具有相同的遗传物质，A正确；
B、在体外完成受精后的受精卵，一般需要发育到桑葚胚或者囊胚，才可植入子宫完成着床，B错误；
C、利用胚胎分割技术分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，C错误；
D、卵巢中采集的卵子需要培养到减数第二次分裂中期才能进行受精，D错误。
故选A。
【变式6-2】高产奶牛的扩大繁殖可以通过对供体超数排卵以及胚胎分割的技术实现。下列选项合理的是（　　）
A．应该选高产奶牛作为供体并注射雌激素达到超数排卵目的
B．排卵后可对供体进行体内受精处理，也可将其体内卵细胞取出放在生理盐水中进行体外受精
C．胚胎经过质检后若暂时不进行移植，则可将其放在-30℃液氮条件下保存
D．胚胎分割时不能挑选原肠胚及以后的胚胎
【答案】D
【分析】胚胎分割属于无性繁殖，为了有利于分割后的胚胎恢复，分割囊胚时需将内细胞团均等分割。
【详解】A、超数排卵是通过注射促性腺激素，A错误；
B、排卵后可对供体进行体内受精处理，也可将其体内卵细胞取出放在获能培养液或专门的受精溶液中进行体外受精，B错误；
C、胚胎经过质检后若暂时不进行移植，则可将其放在-196℃液氮条件下保存，C错误；
D、胚胎分割时一般选择桑椹胚（桑葚胚）期或者囊胚期胚胎，不能挑选原肠胚及以后的胚胎，D正确。
故选D。
【变式6-3】在胚胎移植过程中，很多操作步骤都需要“检查”，以避免后期人力、物力、财力的浪费。下列相关说法不正确的是（　　）
A．体外受精的受精卵移入发育培养液中培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力
B．胚胎移植前，要对胚胎进行检查以确定其是否发育到桑葚胚或囊胚阶段
C．在胚胎分割时，应取样内细胞团细胞做DNA分析，以检查胚胎的性别
D．胚胎移植入受体母畜的子宫后，还需对受体母畜进行妊娠检查
【答案】C
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理（选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体。用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理）；②配种或人工授精；③对胚胎的收集、检查、培养或保存（对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑葚或胚囊胚阶段）； ④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查。
【详解】AB、哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能和受精等几个主要步骤，精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养基中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力，并将其培养至桑葚胚或囊胚进行胚胎移植，所以胚胎移植前，要对胚胎进行检查以确定其是否发育到桑葚胚或囊胚阶段，AB正确；
C、在胚胎移植前，若要对胚胎的性别进行鉴定，应取囊胚的滋养层细胞做DNA分析，C错误；
D、胚胎移植入受体母畜的子宫后，还需对受体母畜进行妊娠检查，以保证其为移植的胚胎提供孕育的条件，D正确。
故选C。
07生物技术的安全性和伦理性问题
【例7】生物安全是指国家有效防范和应对危险生物因子及相关因素威胁，生物技术能够稳定健康发展，人民生命健康和生态系统相对处于没有危险和不受威胁的状态，生物领域具备维护国家安全和持续发展的能力。下列叙述正确的是（　　）
A．生物武器只包含致病菌类和病毒类，其攻击范围广、传播途径多、传播时具有潜伏期
B．需重视治疗性克隆所涉及的伦理问题，不需要对治疗性克隆进行有效监管和严格审查
C．在转基因工作中科学家会采取很多方法防止基因污染，如阻断淀粉储藏使花粉失活
D．培养过微生物的培养基必须严格消毒后才能废弃，目的是防止微生物污染环境
【答案】C
【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响），对待转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食。
【详解】A、生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类，A错误；
B、需重视治疗性克隆所涉及的伦理问题，也需要对治疗性克隆进行有效监管和严格审查，B错误；
C、在转基因工作中科学家会采取很多方法防止基因污染，如阻断淀粉储藏使花粉失活，C正确；
D、培养过微生物的培养基必须严格灭菌后才能废弃，D错误。
故选C。
【变式7-1】生物技术运用于食品、医疗引发一系列安全与伦理问题，若应用于战争或恐怖活动，则后果将更为可怕，下列相关阐述中，正确的是（ ）
A．生物武器与常规武器相比具有传染性强、研发门槛高、不受自然条件影响等特点
B．我国禁止克隆人的实验，对治疗性克隆实验也进行严格审查
C．自古就有“吃啥补啥”的说法，所以吃了转基因食品，则其中的基因就会整合到人的基因组中
D．我国对于生物武器奉行不发展、不生产、不储存生物武器的政策，但并不反对其他国家生物武器的扩散
【答案】B
【分析】1、生物武器种类：包括致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌等．把这些病原体直接或者通过食物、生活必需品等散布到敌方，可以对军队和平民造成大规模杀伤后果；
2、生物武器的特点：⑴、单位面积效应大；⑵、有特定的伤害对象；⑶、具有传染性；⑷、危害时间久；⑸、不易被发现和鉴定；⑹、使用者本身易受伤害；⑺、生物武器造价低，技术难度不大，隐秘性强，可以在任何地方研制和生产；
3、生物武器的局限性：⑴、生物武器主要指病原微生物，所以它们的生存、繁殖、死亡易受环境条件（如温度）的影响； ⑵、还受地形、风向等多种条件影响； ⑶、生物武器使用时不易控制，使用不当可危害本方安全。
【详解】A、生物武器与常规武器相比具有传染性强、不易被发现等特点，但容易受地形、风向等多种自然条件影响，A错误；
BD、我国对于生物武器采取的态度是不发展、不生产、不储存生物武器、并反对生物武器及其技术和设备的扩散，禁止克隆人的实验，对治疗性克隆实验也进行严格审查，B正确、D错误；
C、基因是有遗传效应的DNA片段，是大分子物质，吃了转基因食品，食物中的基因会被分解，C错误。
故选B。
【变式7-2】下列有关治疗性克隆的说法，错误的是（ ）
A．与干细胞的研究应用有关
B．治疗性克隆严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用
C．解决了临床上存在的供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题
D．胚胎干细胞通过基因的选择性表达可以分化出不同的组织细胞
【答案】B
【分析】1、治疗性克隆：指利用克隆技术产生特定细胞和组织（皮肤、神经或肌肉等）用于治疗性移植。生殖性克隆：指将克隆技术用于生育目的，即用于产生人类个体。
2、中国政府：禁止生殖性克隆人，坚持四不原则（不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验），不反对治疗性克隆人。
【详解】A、治疗性克隆的关键是胚胎干细胞的培养，所以与干细胞的研究应用有关，A正确；
B、中国政府禁止生殖性克隆人，不反对治疗性克隆人，生殖性克隆严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用，B错误；
C、治疗性克隆的目的是培养出能够用于医学治疗的供体器官，以解决目前临床上存在的供体器官不足和移植后免疫排斥的问题，C正确；
D、用胚胎干细胞通过基因的选择性表达能够培养出不同的组织细胞，D正确。
故选B。
【变式7-3】现代生物技术有着巨大的应用前景，但会涉及到生物安全问题。下列叙述错误的是（ ）
A．消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面
B．我国禁止一切与生殖性克隆和治疗性克隆有关的研究
C．为避免可能产生的基因歧视，基因检测机构不能随意泄露基因检测的结果
D．设计试管婴儿需要经过国家有关部门的严格审批，不宜推广
【答案】B
【分析】生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等，物武器的致病能力强，攻击范围广。
【详解】A、生物武器的致病能力强，攻击范围广，消除生物武器威胁、防止生物武器扩散是生物安全防控的重要方面，A正确；
B、我国不允许进行任何生殖性克隆人实验，主张对治疗性克隆进行有效的监控和严格审查，B错误；
C、为避免可能产生的基因歧视，基因检测机构不能随意泄露基因检测的结果，C正确；
D、设计试管婴儿涉及伦理问题，需要经过国家有关部门的严格审批，不宜推广，D正确。
故选B。
08细胞工程综合
【例8】蝴蝶兰色彩丰富，形态优美，有兰花皇后的美誉。蝴蝶兰形成种子少且困难，不易进行常规繁殖，组织培养成为蝴蝶兰高效繁殖的重要手段（过程如下图）。
(1)在组织培养技术中，离体培养的兰花花梗被称为 。组织培养的原理是植物细胞具有 。与一般的组织培养过程相比，上图流程省去了脱分化形成 的过程，从而加快了培养进程。
(2)下列用于诱导阶段的培养基配方，正确的是 （注：6-BA是细胞分裂素类似物，IBA和NAA都是生长素类似物）。
A．MS+6-BA5mg/L+NAA0.3mg/L
B．MS+6-BA5mg/L+NAA0.3mg/L+蔗糖30g/L
C．MS+IBA1mg/L+NAA0.5mg/L+蔗糖30g/L
选择的理由是 。
(3)在增殖过程中，将单芽接种在增殖培养基中，培养后能够得到多个侧芽。为探究增殖培养基中的植物生长调节剂NAA与6-BA的含量对芽的增殖效率的影响，开展一系列实验，实验分组和实验结果如下图所示。
（注：在不添加6-BA的条件下，图中各组侧芽增殖率均为0）
①实验结果显示，增殖培养基中NAA与6-BA的含量分别为 ，芽增殖系数最高。
②以下结论，正确的是 。
A．与不添加6-BA相比，添加6-BA能提高芽增殖系数
B．当添加的6-BA浓度相同时，芽增殖系数随着NAA浓度的增加先增加后下降
C．当添加的NAA浓度相同时，芽增殖系数随着6-BA浓度的增加而增加
D．当添加的NAA浓度超过1.0mg/L，NAA抑制芽的增生
【答案】(1) 外植体 全能性 愈伤组织
(2) B 培养基中细胞分裂素的含量高于生长素能够促进生芽，蔗糖能够给细胞提供碳源和能量
(3) 1.0mg/L、7mg/L AB
【分析】题图分析：第一个图为利于植物组织培养技术获取蝴蝶兰的过程。第二个图中，随着NAA浓度升高，芽的增殖系数先升高后降低。
【详解】（1）题图中，兰花花梗为外植体，利于植物组织培养技术获取蝴蝶兰的原理是植物细胞的全能性。该过程比一般的组织培养过程省去了脱分化形成愈伤组织的过程，因此加快了培养进程。
（2）由于培养基中细胞分裂素的含量高于生长素能够促进生芽，蔗糖能够给细胞提供碳源和能量，因此诱导兰花花梗形成丛芽过程应选择“MS+6-BA5mg/L+NAA0.3mg/L+蔗糖30g/L”的培养基。故选B。
（3）①分析柱形图可知，在NAA浓度为1.0mg/L、6-BA浓度为7mg/L条件下，芽的增殖系数最高。
②A、由柱形图信息可知，与不添加6-BA相比，添加6-BA能提高芽增殖系数，A正确；
B、由柱形图信息可知，若添加的6-BA浓度相同时，芽增殖系数随着NAA浓度的增加先增加后下降，B正确；
C、当添加的NAA浓度相同时，在NAA浓度为0.5mg/L和1.0mg/L时，芽增殖系数随着6-BA浓度的增加表现为增加后降低，C错误；
D、当添加的NAA浓度超过1.0mg/L，NAA促进芽增生的作用减弱，D错误。
故选AB。
【变式8-1】长春碱能干扰细胞中微管蛋白的合成，阻止微管蛋白装配成有功能的纺锤丝。双特异性单克隆抗体是指可同时与癌细胞和药物结合的特异性抗体。科研人员通过以下技术路径生产能同时识别癌胚抗原和具长春碱（VCR）的双特异性单克隆抗体。回答下列问题：
(1)请根据所学知识，用 （箭头和文字补全图中方框内）获取单克隆杂交—杂交瘤细胞的生产过程。
(2)VCR是一种治疗实体癌（一种恶化程度较高的常见腺体癌类型）的高效药物，它在作用过程中一般会将癌细胞阻滞在细胞分裂的 期，判断的依据是 。
(3)图示①和⑤过程注射进小鼠体内的抗原物质要激活相应B细胞产生抗体需要抗原呈递细胞 （答3种）的参与，它们在该过程中的作用是 。
(4)细胞中核苷酸有两种合成途径：正常合成途径和补救途径。物质A可以阻断细胞中核苷酸正常合成途径，正常细胞内含有补救途径中所需的转移酶和激酶，骨髓瘤细胞中则缺乏这两种酶。图示HAT培养基中添加了核苷酸补救合成途径所需的原料H和T，同时也添加了物质A，则实验中HAT培养基中能增殖的细胞有 。过程④的目的是 。可用 （工具）对培养杂交瘤细胞计数以了解培养液中杂交瘤细胞的数量，可及时对杂交瘤细胞分瓶培养。若杂交瘤细胞继续植入小鼠腹腔内进行体内培养，可从小鼠 中提取到双特异性单克隆抗体。
【答案】(1)将获得的B淋巴细胞与单克隆杂交细胞融合→在选择培养基上筛选出杂交—杂交瘤细胞→克隆化培养、抗体检测筛选出所需单克隆杂交—杂交瘤细胞
(2) 前 长春碱能阻止微管蛋白装配成有功能的纺锤丝，纺锤丝在分裂后期牵引子染色体移向细胞两极，由于长春碱能阻止纺锤体的形成，故着丝粒分裂后，子染色体无法移向细胞两极，从而阻滞于细胞分裂后期
(3) 巨噬细胞、树突状细胞和B细胞 摄取、加工处理和呈递抗原
(4) 杂交瘤细胞 筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞 血细胞计数板 腹水
【分析】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，将杂交瘤细胞接种到培养液中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降抗体。
【详解】（1）结合题图，为了获得双特异性单克隆抗体，生产过程如下：将获得的B淋巴细胞与单克隆杂交细胞融合→在选择培养基上筛选出杂交—杂交瘤细胞→克隆化培养、抗体检测筛选出所需要的单克隆杂交—杂交瘤细胞。
（2）VCR是一种治疗实体癌（一种恶化程度较高的常见腺体癌类型）的高效药物，它在作用过程中一般会将癌细胞阻滞在细胞分裂的后期，判断的依据是长春碱能阻止微管蛋白装配成有功能的纺锤丝，纺锤丝在分裂后期牵引子染色体移向细胞两极，由于长春碱能阻止纺锤体的形成，故着丝粒分裂后，子染色体无法移向细胞两极，从而阻滞于细胞分裂后期。
（3）图示①和⑤过程注射进小鼠体内的抗原物质要激活相应B细胞产生抗体需要抗原呈递细胞，抗原呈递细胞包含巨噬细胞、树突状细胞和B细胞等，它们在该过程中的作用是摄取、加工处理和呈递抗原。
（4）由题意可知，细胞中核苷酸有两种合成途径：正常合成途径和补救途径。物质A可以阻断细胞中核苷酸正常合成途径，正常细胞内含有补救途径中所需的转移酶和激酶，骨髓瘤细胞中则缺乏这两种酶。图示HAT培养基中添加了核苷酸补救合成途径所需的原料H和T，同时也添加了物质A，则实验中HAT培养基中能增殖的细胞有杂交瘤细胞。过程④是克隆化培养及抗体检测，目的是筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。可用血细胞计数板对培养杂交瘤细胞计数以了解培养液中杂交瘤细胞的数量，可及时对杂交瘤细胞分瓶培养。若杂交瘤细胞继续植入小鼠腹腔内进行体内培养，可从小鼠腹水中提取到双特异性单克隆抗体。
【变式8-2】阅读下列资料，回答相关问题。
紫杉醇是红豆杉属植物产生的一种复杂的次生代谢产物，1963年美国化学家沃尔和瓦尼等首先从太平洋紫杉树皮中提取。1979年，纽约的分子药理学家霍尔维茨发现紫杉醇的抗癌机理：紫杉醇能和微管蛋白聚合体相互作用，促进微管聚合并使之稳定，从而阻碍了肿瘤细胞的分裂，直至死亡。该药于1990年进入Ⅲ期临床试验，1992年年底被批准上市，用于治疗对常规化疗无效的卵巢癌和乳腺癌。研究发现，紫杉醇对多种癌症都有一定的疗效。1995年，我国成为第二个生产紫杉醇及注射液的国家。
最初，用于研究和临床试验的紫杉醇都是从短叶红豆杉树皮中提取的。从36棵60年树龄的大树的树皮中才能提取到大约1g紫杉醇，可治疗一个癌症患者。红豆杉树生长速度较慢，直径20cm的树需生长10年，而目前紫杉醇的年需要量达500kg。红豆杉属植物共有11个种，在我国主要分布于云南、四川、西藏和东北等地，目前已有不少地方进行人工栽培，不过，播种育苗和扦插繁殖虽能在一定程度上缓解矛盾，但也不能从根本上解决问题。通过图中所示的方法来生产紫杉醇及其合成前体物是扩大紫杉醇来源的一条重要途径，已引起国内外学者的广泛关注，并有不少成功的报道。
离体培养的红豆杉细胞生产紫杉醇能否实现工业化，关键是要提高培养物产量和紫杉醇含量，这是一项十分艰巨的任务。
(1)紫杉醇能促进微管聚合并使之稳定，阻碍了 的形成，从而阻碍肿瘤细胞的分裂，直至死亡。图中所示生产紫杉醇的过程中，主要利用了 和 技术。
(2)将接种了外植体的培养瓶置于适宜环境中培养，图中①过程 （需要/不需要）光照，形成愈伤组织后， （需要/不需要）进行再分化培养成植物体。培养过程中主要添加 和 等植物激素，并通过调整植物激素的比例，调控培育过程。
(3)②过程需要用到去除细胞壁的酶是 。
(4)写出利用文中新技术获取紫杉醇的意义： （写出两点）。
【答案】(1) 纺锤体 植物组织培养技术 植物细胞培养
(2) 不需要 不需要 生长素 细胞分裂素
(3)纤维素酶和果胶酶
(4)提高紫杉醇的产量，保护红豆杉物种资源
【分析】植物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成根、芽，最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。题图分析，图中过程①为脱分化形成愈伤组织的过程，②过程是经过处理获得单细胞悬液的过程。
【详解】（1）紫杉醇能促进微管聚合并使之稳定，阻碍了纺锤体（丝）的形成，从而阻碍肿瘤细胞的分裂过程，使细胞增殖无法完成，直至死亡。结合图示可知，生产紫杉醇的过程并没有培养到幼苗阶段，而是获得植物单个细胞进行培养获得代谢产品，因此图中生产紫杉醇的过程中，主要利用了植物组织培养技术和植物细胞培养技术。
（2）将接种了外植体的培养瓶置于适宜环境中培养，图中①过程为脱分化过程，不需要光照，形成愈伤组织后，也不需要进行再分化培养成植物体，只需要通过适当处理获得单细胞悬液即可。培养过程中主要添加生长素和细胞分裂素等植物激素，并通过调整植物激素的比例调控细胞分化的方向，调控培育过程。
（3）植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，据此可推测②过程需要用到去除细胞壁的酶是纤维素酶和果胶酶，细胞悬浮培养时不断振荡的目的是使细胞充分地接触氧气和养料，从而能大量增殖，获得较多的代谢产品。
（4）利用图中程序大量培养植物细胞，提取紫杉醇，可提高紫杉醇的产量，同时无需砍伐红豆杉，保护了红豆杉物种资源。
【变式8-3】抗凝血酶Ⅲ在人体中主要由肝脏合成，是存在于血浆中的一种重要的抗凝血因子。研究者将人的抗凝血酶Ⅲ基因导入奶山羊细胞，获得乳汁中含有大量人抗凝血酶Ⅲ的转基因克隆奶山羊。已知β-酪蛋白广泛存在于哺乳动物的乳汁中。回答下列问题：
(1)获取人抗凝血酶Ⅲ基因：从人的肝细胞中提取mRNA，再通过 获取cDNA，利用PCR扩增目的基因。根据人抗凝血酶Ⅲ基因上游及下游的碱基序列，设计2种特异性引物，在PCR过程中，引物的作用是 。
(2)基因表达载体的构建：重组人抗凝血酶Ⅲ基因表达载体由山羊β-酪蛋白基因启动子、人抗凝血酶Ⅲ基因、标记基因和终止子等结构组成，其中 决定了人抗凝血酶Ⅲ基因只能在山羊乳腺细胞中特异性表达。
(3)成纤维细胞的转化：取幼龄雌性动物的组织，经酶处理后获得成纤维细胞悬液，放在动物细胞培养液中培养，从幼龄动物取材的原因是 。然后用 法将基因表达载体导入成纤维细胞。
(4)转基因奶山羊的获得：从奶山羊中获取卵母细胞，将阳性转基因成纤维细胞注入 ，通过电融合法使两细胞融合，供体进入卵母细胞，形成重构胚。常通过 （填物理方法）激活重构胚。经胚激活，培养获得早期胚胎，胚胎移植前，需要用孕激素对受体母羊进行同期发情处理。
(5)克隆羊的鉴定：取少量克隆羊组织细胞提取DNA，将用 处理后的产物进行电泳，检测目的基因是否成功导入。待克隆羊成年并产奶，收集奶样，可用 技术鉴定克隆羊是否成功表达人抗凝血酶Ⅲ。若最终获得的抗凝血酶Ⅲ不能很好地完成其功能，可利用 工程进行改造。
【答案】(1) 逆转录 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸
(2)山羊β-酪蛋白基因启动子
(3) 幼龄动物的细胞分裂增殖能力强 显微注射
(4) 去核卵母细胞 电刺激
(5) 限制酶 抗原—抗体杂交 蛋白质
【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、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（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；②检测目的基因是否转录出了mRNA；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）人抗凝血酶Ⅲ由人体肝细胞产生，所以要获取人抗凝血酶Ⅲ基因，需要从人的肝细胞中获取RNA，再通过逆转录获取cDNA。
在PCR过程中，引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。
（2）重组人抗凝血酶Ⅲ基因表达载体中，山羊β-酪蛋白基因启动子决定了人抗凝血酶Ⅲ基因只能在山羊乳腺细胞中特异性表达。
（3）幼龄动物的细胞分裂增殖能力强，更易于培养。可用显微注射法将基因表达载体导入成纤维细胞。
（4）将阳性转基因成纤维细胞注入去核卵母细胞，可利用电融合法使两细胞融合，可通过电刺激激活重构胚。
经胚激活，培养获得早期胚胎，胚胎移植前，要用孕激素对受体母羊进行同期发情处理。
（5）提取克隆羊的DNA后用限制酶进行处理，利用电泳检测产物、确定目的基因是否成功导入。
用抗原—抗体杂交技术可鉴定人抗凝血酶Ⅲ基因是否成功表达。蛋白质工程能实现对现有蛋白质的定向改造。
09胚胎工程综合
【例9】自然条件下哺乳动物不发生孤雌生殖，云南农大科研团队把猪卵母细胞进行人为的孤雌激活处理，使其发育成胚胎，将胚胎移植到代孕母猪体内，获得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆猪。这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪，现将两种技术进行比较。
(1)卵母细胞能够发育成早期胚胎得到克隆猪，说明卵母细胞具有 ；图中①②③④是获得孤雌生殖克隆猪的流程，那么获得核移植克隆猪的流程是 （填序号）。
(2)在体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞，使用 处理，使良种母猪超数排卵，收集并选取 期的卵母细胞，并用微型吸管吸出 。
(3)在胚胎移植前，需通过 技术形成多个胚胎，以进一步增加胚胎的数量。从免疫学角度分析，早期胚胎能够在受体内存活的主要生理基础是 。
(4)可以从两种不同的克隆猪中提取mRNA进行研究，通过 方法得到多种cDNA，并通过 技术扩增产物。
【答案】(1) 全能性 ⑤⑥③④
(2) 促性腺激素 减数第二次分裂中 细胞核和第一极体
(3) 胚胎分割 受体对移入子宫的早期胚胎基本上不发生免疫排斥反应
(4) 逆转录 PCR
【分析】图示为体细胞克隆猪的培育流程，其中①表示孤雌激活处理，②表示早期胚胎发育过程，③表示胚胎移植技术，④表示妊娠形成克隆猪，⑤表示核移植过程，⑥表示早期胚胎培养过程。
【详解】（1）卵母细胞能够发育成早期胚胎得到克隆猪，说明卵母细胞具有全能性；图示为体细胞克隆猪的培育流程，其中①表示孤雌激活处理，②表示早期胚胎发育过程，③表示胚胎移植技术，④表示妊娠形成克隆猪，⑤表示核移植过程，⑥表示早期胚胎培养过程，由图可知，图中①②③④过程是获得孤雌生殖克隆猪的技术流程，而⑤⑥③④是获得核移植克隆猪的技术流程。
（2）在体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞，使用促性腺激素处理，使良种母猪超数排卵，收集并选取减数第二次分裂中期的卵母细胞，并用微型吸管吸出细胞核和第一极体。
（3）在胚胎移植前，需通过胚胎分割技术形成多个胚胎，以进一步增加胚胎的数量。从免疫学角度分析，早期胚胎能够在受体内存活是因为受体对移入子宫的早期胚胎基本上不发生免疫排斥反应。
（4）可以从两种不同的克隆猪中提取mRNA，通过逆转录方法得到多种cDNA，并通过PCR技术扩增产物。
【变式9-1】近年来由于栖息地丧失和人为捕猎，亚洲黑熊数量骤减，近日动物学家在某林地发现了少量野生亚洲黑熊。他们期望通过体外受精、胚胎移植等方法拯救亚洲黑熊，其过程如下图。请回答下列问题：
(1)过程①代表体外受精，黑熊A通过超数排卵获得的细胞必须培养到 期、从黑熊C采集到的精子需要进行 处理才具备受精能力。
(2)D受体雌性接受来自黑熊♀A体内的胚胎，所以必须和黑熊♀A进行 处理。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是 。
(3)为了获得更多的胚胎，可以对过程①得到的胚胎进行胚胎分割，胚胎分割时，应选择发育到 时期的胚胎进行操作。
(4)进行胚胎移植的优势是 。
【答案】(1) MII 获能
(2) 同期发情 受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应
(3)桑葚胚或囊胚
(4)可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
【分析】胚胎移植的基本程序：①对供、受体的选择和处理（用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理）；②配种或人工授精；③对胚胎的收集、检查、培养或保存；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查。
【详解】（1）超数排卵排出的细胞必须生长到MⅡ期才具有受精能力，故黑熊A通过超数排卵获得的细胞必须培养到MII期；从黑熊C采集到的精子需要进行获能处理才具备受精能力。
（2）D受体雌性接受来自黑熊♀A体内的胚胎，所以必须和黑熊♀A进行同期发情处理，目的是使体内的生理环境保持一致，提高胚胎的存活率；受体子宫对外来胚胎不发生免疫排斥反应，这是移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础。
（3）为了获得更多的胚胎，可以对过程①得到的胚胎进行胚胎分割，胚胎分割时，应选择发育到桑葚胚或囊胚时期的胚胎进行操作，选择对象应是发育良好、形态正常。
（4）胚胎移植是胚胎工程的最后一道工序，进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
【变式9-2】CRISPR-Cas9基因编辑系统可以实现对相关基因的精准剪切。在该系统中，sgRNA（向导RNA）可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，原理如图1所示。我国科研人员利用该系统获得与胸腺发育有关基因FOXN1敲除的猪模型，可应用于器官移植等有关领域。该研究的技术路线如图2所示。请回答下列问题：
(1)图2中步骤②代表 ，进行①处理常使用 （填激素名称）。
(2)若已知FOXNI基因靶序列为5'-GCATCG…GGTCCC-3'，根据该靶序列设计的sgRNA中的相应序列是5'- -3'。CRISPR-Cas9系统有时存在结合出错而出现“脱靶”现象，从而破坏了其他正常的基因，分析其可能的原因是 。
(3)Cas9蛋白可识别特定的核苷酸序列并剪切基因，与基因工程工具中的 酶的功能相似。
(4)利用CRISPR-Cas9系统还可用于降低器官移植时免疫排斥反应的发生，推测其原理是 。
【答案】(1) 移植胚胎 促性腺激素
(2) GGGACC…CGAUGC 其他正常的基因序列中也含有与sgRNA互补配对的序列，造成sgRNA错误结合而脱靶
(3)限制
(4)利用该系统敲除相关抗原基因，使移植器官无法产生抗原，从而不能引起免疫排斥反应
【分析】基因工程中的操作工具及其作用：①“分子手术刀”——限制性内切核酸酶（限制酶），能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。②“分子缝合针”——DNA连接酶，E coliDNA连接酶，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合黏性末端和平末端。③“分子运输车”——载体。
【详解】（1）图2中步骤②代表移植胚胎（将一定时期的胚胎移至受体子宫）。步骤①的目的是使供体母猪产生更多的卵细胞，故图中步骤①代表超数排卵处理，常使用促性腺激素处理。
（2）若己知FOXNI基因靶序列5-GCATCG...GGTCCC-3'，根据该靶序列设计的SgRNA中的相应序列应与FOXNI基因靶序列碱基互补，故根据该靶序列设计的SgRNA中的相应序列是5-GGGACC……CGAUGC-3'。CRISPR-Cas9系统有时存在结合出错而出现“脱靶”现象，分析其可能原因是其他DNA序列中也含有与sgRNA互补配对的序列，造成sgRNA错误结合而脱靶。
（3）限制性内切核酸酶（限制酶）能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，Cas9蛋白可识别特定的核苷酸序列并剪切基因，与基因工程工具中的限制酶的功能相似。
（4）抗原能够引发机体免疫反应，CRISPR-Cas9系统还可用于降低器官移植时免疫排斥反应的发生，推测其原理是利用CRISPR-Cas9技术敲除相关抗原蛋白基因，无法表达出相应抗原，从而不能引起免疫排斥反应。
【变式9-3】研究人员利用小鼠（（2N=40））的单倍体ES细胞（只含一个染色体组），成功培育出转基因小鼠。主要技术流程如下图所示，请回答下列问题：
注：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表四种限制酶，箭头指向的位置为限制酶的切割位置；AmpR是氨苄青霉素抗性基因，NeoR是G418抗性基因。
(1)通过PCR方法在体外选择性扩增目的基因片段时，PCR反应一般由95℃热变性、55～60℃复性、72℃延伸三个步骤，经过多次循环完成。延伸阶段选用72℃是综合考虑了两个因素，即防止新合成的DNA变性和 。
(2)某次实验利用PCR技术获取目的基因，实验结果显示除目的基因条带（引物与模板完全配对）外，还有2条非特异条带（引物和模板不完全配对）。为了减少反应中非特异条带的产生，以下措施中有效的是（ ）
A．增加模板DNA的量 B．延长热变性的时间
C．延长延伸的时间 D．提高复性的温度
(3)氨苄青霉素不能有效杀死小鼠细胞，而一定浓度的G418能有效杀死不具有Neo的小鼠细胞，结合上图推测，过程①选用的2种限制酶是 和 （选填图中的编号）。
(4)若图中过程①选用的2种限制酶识别序列和切割位点分别是，则经这两种限制酶切割后所产生的黏性末端是 ，此时，图中过程②应选用 酶。
(5)动物细胞培养和早期胚胎培养时，通常需要在合成培养基的基础上添加 等一些天然成分。据图分析，细胞乙内除线粒体DNA外，还有 个DNA分子。
(6)可通过 技术将桑葚胚移入代孕母鼠子宫内，使其继续发育。从生理学基础看，代孕母鼠对移入子宫的胚胎基本不发生免疫排斥反应，这为 提供了可能。
【答案】(1)保证Taq酶所需温度条件
(2)D
(3) Ⅰ Ⅱ
(4) T4DNA连接酶
(5) 血清 40
(6) 胚胎移植 胚胎在受体内存活并发育
【分析】1、PCR反应的条件：模板DNA、dNTP（包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP）、引物、耐高温的DNA聚合酶，其中，dNTP的作用是合成DNA的原料、提供能量；
2、基因工程的操作步骤为：提取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定。
【详解】（1）延伸阶段选用72℃是综合考虑了两个因素，即防止新合成的DNA变性和保证Taq酶所需温度条件。
（2）A、增加模板DNA的量可以提高反应速度，但不能有效减少非特异性条带，A错误；
BC、延长热变性的时间和延长延伸的时间会影响变性延伸过程，但对于延伸中的配对影响不大，故不能有效减少反应非特异性条带，BC错误；
D、非特异性产物增加的原因可能是复性温度过低会造成引物与模板的结合位点增加，故可通过提高复性的温度来减少反应非特异性条带的产生，D正确。
故选D。
（3）已知氨苄青霉素不能有效杀死小鼠细胞，而一定浓度的G418能有效杀死不具有Neor的小鼠细胞。故应保留G418抗性基因，过程①应该选用1、Ⅱ进行切割。
（4）若图中过程①选用的2种限制酶切割后所产生的黏性末端是 ，此时，图中过程②应选用T4DNA连接酶。
（5）动物细胞培养和早期胚胎培养时，通常需要在合成培养基的基础上添加血清等一些天然成分。据图分析，细胞乙内有线粒体DNA和40个DNA分子。
（6）可通过胚胎移植技术将桑葚胚移入代孕母鼠子宫内。从生理学基础看，代孕母鼠对移入子宫的胚胎基本不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内存活并发育提供了可能。

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