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一、生物学概念在高考中的考查
1．(2023·广东卷)人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合，以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是(　　)
A．细胞融合前应去除细胞壁
B．高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合
C．融合的细胞即为杂交细胞
D．杂交细胞可能具有生长快速的优势
C　[在细胞融合前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，再诱导原生质体融合，A正确；人工诱导原生质体融合有物理法和化学法，用高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合，B正确；融合的细胞中有人参根—人参根细胞、人参根—胡萝卜根细胞、胡萝卜根—胡萝卜根细胞，只有人参根—胡萝卜根细胞才是杂交细胞，C错误；杂交细胞含两种细胞的遗传物质，可能具有生长快速的优势，D正确。]
　植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术。
次位概念1：概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂合细胞，继而培育成新植物体的技术。
次位概念2：举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。
笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．(2022·山东卷)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细胞分化为产双抗的浆细胞
D　[根据抗原与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；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；由于双抗是在2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的，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；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。]
　动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术。
次位概念1：概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。
　免疫系统能够抵御病原体的侵袭，识别并清除机体内衰老、死亡或异常的细胞，实现机体稳态。
次位概念2：阐明特异性免疫是通过体液免疫和细胞免疫两种方式，针对特定病原体发生的免疫应答。
笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
3．(2023·天津卷)多种方法获得的早期胚胎，均需移植给受体才能获得后代。下图列举了几项技术成果。
下列叙述正确的是(　　),
A．经胚胎移植产生的后代与受体均保持一致
B．①需获得MⅡ期的去核卵母细胞
C．②能大幅改良动物性状
D．③可通过②技术实现扩大化生产，①②可通过③技术实现性状改良
D　[子代动物的遗传性状与供体基本一致，但与受体无关，A错误。核移植过程中需要处于MⅡ中期的去核卵母细胞，而过程①是培育试管动物，需要培育到适宜时期(桑葚胚或囊胚等时期)进行胚胎移植，B错误。过程②得到的是克隆动物，是无性生殖的一种，不能大幅改良动物性状，C错误。过程②克隆技术可得到大量同种个体，为过程③提供了量产方式；过程③是转基因技术，转基因可导入外源优良基因，为过程①②提供了改良性状的方式，D正确。]
　对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体。
次位概念1：简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。
　动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术。
次位概念2：阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。
笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　二、生物学概念在情境中的应用
1．从紫草细胞内提取得到的紫草宁具有抗炎、抑制癌细胞增殖的作用，如图表示获得紫草宁的两种工艺路线。
(1)若要通过植物组织培养获得脱毒紫草植株，应优先选择紫草植株的________________________部位作为外植体，外植体经消毒处理后，需用无菌水冲洗多次，目的是________________________________________。外植体经愈伤组织形成紫草植株的原理是__________________。
(2)因为愈伤组织细胞有________________特点，从而有利于获得生长迅速的悬浮细胞系。用射线照射悬浮细胞系后，在显微镜下挑取单个细胞分别进行培养得到多个悬浮细胞系，______________________后收集细胞并称重，通过一定的方法获得______________________________比值，选取数值最小的数据作为高产细胞株。获取得到的高产细胞株常需进行多次传代培养来确定是否为稳定的高产细胞株，因为细胞在传代过程中会发生____________，导致以上比值出现增大的现象。
(3)在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是什么？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)相比从植物组织中提取，培养高产细胞株提取紫草宁有哪些优点？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[答案]　(1)茎尖(顶端分生组织)　防止消毒剂对细胞产生毒害作用　植物细胞全能性　(2)分裂旺盛　离心(沉淀)　收集的细胞重量/紫草宁重量　变异　(3)一方面可以保证细胞与培养液充分接触，另一方面能增加溶氧，保证细胞呼吸对氧气的需求　(4)产量高；在控制条件下进行培养，可以减少杂质和副产物的生成，从而提高产物的纯度；生产成本低；不受地域限制
　植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术。
次位概念1：阐明植物组织培养是在一定条件下，将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程。
次位概念2：举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。
笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2．基因组印记是通过甲基化实现受精卵中来自双亲的两个等位基因一个表达另一个不表达，基因组印记阻碍了哺乳动物孤雌生殖的实现。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的“基因组印记”，使其“变性”，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。回答下列问题：
(1)在体外培养卵母细胞时，需要提供与体内细胞相似的环境条件，还需要定期更换培养液，目的是 __________________________________。整个培养过程是在CO2培养箱中进行的，CO2培养箱中的气体环境是________________________。
(2)与野生型小鼠相比，孤雌小鼠的遗传多样性________，野外生存能力下降。将第二极体注入次级卵母细胞的透明带下，需要通过__________法使两细胞融合；所有孤雌小鼠的性别是________，原因是_________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)如果囊胚不能正常孵化，则胚胎无法继续发育。囊胚中的内细胞团将来发育成____________________________，滋养层将来发育成__________________。进行胚胎移植前，应该对代孕母鼠进行_____________________________________
处理，目的是_________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[答案]　(1)清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害　95%空气和5% CO2　(2)降低　电融合　雌性　“极体”和“修饰后的次级卵母细胞”中都只有X染色体，没有Y染色体　(3)胎儿的各种组织　胎膜和胎盘　同期发情　使供体和受体生殖器官的生理变化同步，这样才能为移入受体的供体胚胎提供相同的生理环境
　动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术。
次位概念1：阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。
次位概念2：阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
　对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体。
次位概念3：简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程。
次位概念4：简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。
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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(共25张PPT)
选择性必修3　生物技术与工程
第九单元　生物技术与工程
大概念升华课8　细胞工程通过细胞水平上的操作，获得有用的生物体或其产品
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一、生物学概念在高考中的考查
1．(2023·广东卷)人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合，以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是(　　)
A．细胞融合前应去除细胞壁
B．高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合
C．融合的细胞即为杂交细胞
D．杂交细胞可能具有生长快速的优势
C　[在细胞融合前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，再诱导原生质体融合，A正确；人工诱导原生质体融合有物理法和化学法，用高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合，B正确；融合的细胞中有人参根—人参根细胞、人参根—胡萝卜根细胞、胡萝卜根—胡萝卜根细胞，只有人参根—胡萝卜根细胞才是杂交细胞，C错误；杂交细胞含两种细胞的遗传物质，可能具有生长快速的优势，D正确。]
植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术。
次位概念1：概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂合细胞，继而培育成新植物体的技术。
次位概念2：举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。
笔记_______________________________________________________
___________________________________________________________
2．(2022·山东卷)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细胞分化为产双抗的浆细胞
√
D　[根据抗原与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；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；由于双抗是在2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的，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；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。]
动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术。
次位概念1：概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。
免疫系统能够抵御病原体的侵袭，识别并清除机体内衰老、死亡或异常的细胞，实现机体稳态。
次位概念2：阐明特异性免疫是通过体液免疫和细胞免疫两种方式，针对特定病原体发生的免疫应答。
笔记_______________________________________________________
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3．(2023·天津卷)多种方法获得的早期胚胎，均需移植给受体才能获得后代。下图列举了几项技术成果。
下列叙述正确的是(　　),
A．经胚胎移植产生的后代与受体均保持一致
B．①需获得MⅡ期的去核卵母细胞
C．②能大幅改良动物性状
D．③可通过②技术实现扩大化生产，①②可通过③技术实现性状改良
√
D　[子代动物的遗传性状与供体基本一致，但与受体无关，A错误。核移植过程中需要处于MⅡ中期的去核卵母细胞，而过程①是培育试管动物，需要培育到适宜时期(桑葚胚或囊胚等时期)进行胚胎移植，B错误。过程②得到的是克隆动物，是无性生殖的一种，不能大幅改良动物性状，C错误。过程②克隆技术可得到大量同种个体，为过程③提供了量产方式；过程③是转基因技术，转基因可导入外源优良基因，为过程①②提供了改良性状的方式，D正确。]
对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体。
次位概念1：简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。
动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术。
次位概念2：阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。
笔记_______________________________________________________
___________________________________________________________
二、生物学概念在情境中的应用
1．从紫草细胞内提取得到的紫草宁具有抗炎、抑制癌细胞增殖的作用，如图表示获得紫草宁的两种工艺路线。
(1)若要通过植物组织培养获得脱毒紫草植株，应优先选择紫草植株的____________________部位作为外植体，外植体经消毒处理后，需用无菌水冲洗多次，目的是______________________________。外植体经愈伤组织形成紫草植株的原理是__________________。
茎尖(顶端分生组织)
防止消毒剂对细胞产生毒害作用
植物细胞全能性
(2)因为愈伤组织细胞有__________特点，从而有利于获得生长迅速的悬浮细胞系。用射线照射悬浮细胞系后，在显微镜下挑取单个细胞分别进行培养得到多个悬浮细胞系，________________后收集细胞并称重，通过一定的方法获得___________________________比值，选取数值最小的数据作为高产细胞株。获取得到的高产细胞株常需进行多次传代培养来确定是否为稳定的高产细胞株，因为细胞在传代过程中会发生_________，导致以上比值出现增大的现象。
分裂旺盛
离心(沉淀)
收集的细胞重量/紫草宁重量
变异
(3)在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是什么？
___________________________________________________________
_________________________________________________________。
(4)相比从植物组织中提取，培养高产细胞株提取紫草宁有哪些优点？
___________________________________________________________
_________________________________________________________。
一方面可以保证细胞与培养液充分接触，另一方面能增加溶氧，保证细胞呼吸对氧气的需求
产量高；在控制条件下进行培养，可以减少杂质和副产物的生成，从而提高产物的纯度；生产成本低；不受地域限制
植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术。
次位概念1：阐明植物组织培养是在一定条件下，将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程。
次位概念2：举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。
笔记_______________________________________________________
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2．基因组印记是通过甲基化实现受精卵中来自双亲的两个等位基因一个表达另一个不表达，基因组印记阻碍了哺乳动物孤雌生殖的实现。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的“基因组印记”，使其“变性”，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。回答下列问题：
(1)在体外培养卵母细胞时，需要提供与体内细胞相似的环境条件，还需要定期更换培养液，目的是 __________________________________________________。整个培养过程是在CO2培养箱中进行的，CO2培养箱中的气体环境是________________________。
(2)与野生型小鼠相比，孤雌小鼠的遗传多样性________，野外生存能力下降。将第二极体注入次级卵母细胞的透明带下，需要通过
_______法使两细胞融合；所有孤雌小鼠的性别是________，原因是__________________________________________________________________。
清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
95%空气和5% CO2
降低
电融合
雌性
“极体”和“修饰后的次级卵母细胞”中都只有X染色体，没有Y染色体
(3)如果囊胚不能正常孵化，则胚胎无法继续发育。囊胚中的内细胞团将来发育成_______________，滋养层将来发育成___________。进行胚胎移植前，应该对代孕母鼠进行__________处理，目的是____________________________________________________________________________________________________________________。
胎儿的各种组织
胎膜和胎盘
同期发情
使供体和受体生殖器官的生理变化同步，这样才能为移入受体的供体胚胎提供相同的生理环境
动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术。
次位概念1：阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。
次位概念2：阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体。
次位概念3：简述胚胎形成经过了受精及早期发育等过程。
次位概念4：简述胚胎工程包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等技术。
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