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易错点 27 细胞工程与胚胎工程
1.有关“植物细胞培养”
①由愈伤组织进行细胞分化时，一般要先诱导其生芽，然后诱导其生根，可通过控制培养基
中生长素和细胞分裂素的比例来实现。
②光照：在愈伤组织诱导阶段，对有些植物来说，避光培养有利于细胞脱分化形成愈伤组织。
当愈伤组织再分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。
③体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。
④细胞的全能性指的是细胞的一种潜在能力，这种潜在能力只有在特定的环境中才能表现出
来，而不是指细胞在任何条件下都能发育成完整的生物体。
⑤植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，少数为葡萄糖和果糖，原因是蔗糖既可提供充足
的碳源，又可维持相对适中的渗透压，而葡萄糖和果糖在与蔗糖提供相同数量碳源的前提下，
其造成的渗透压可能过高。
2.有关“原代培养和传代培养”
（1）区分原代培养和传代培养的关键是看用胰蛋白酶处理的对象和是否分瓶。
①分瓶前，第一次用胰蛋白酶对动物组织进行处理后的培养是原代培养。
②第二次用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁上脱离下来，分瓶后的细胞培养为传代培养。
3.有关“细胞贴壁和接触抑制”
悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分
裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。
4.有关“单克隆抗体”
①用特定抗原对小鼠进行免疫的原因：
B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的 B淋巴细胞，才能
产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。
②获取小鼠已经免疫的B淋巴细胞的部位：脾。
③诱导融合的方法：
动物细胞融合特有的诱导方法为用灭活的病毒处理，其他物理、化学诱导融合的方法与植物体
细胞杂交过程中诱导原生质体融合的方法基本相同。
④杂交细胞：
在诱导因素的作用下进行细胞的诱导融合，形成的杂交细胞有多种，若仅考虑两两融合的情况，
形成的杂交细胞有三种，AA型、BB型、AB型。只有AB型才是我们所需要的杂交细胞，所
以需要用选择培养基进行筛选。
⑤两次筛选的目的：第一次是在诱导融合之后，利用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞。第二次是对上述杂交瘤
细胞进行筛选，利用96孔板培养，采用专一抗体检测的方法筛选出能产生所需特定抗体的杂
交瘤细胞。
1．如图表示畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，有关分析正确的是（ ）
A．应用1中的卵母细胞常取自卵巢，并可直接用于融合
B．应用2常用雌性激素处理供体1，目的是使其超数排卵
C．应用3一般选择桑葚胚或囊胚进行分割
D．应用4体现了动物细胞的全能性
2．下图是利用体细胞核移植技术克隆高产奶牛的流程图，①～⑤表示相应操作。
下列关于早期胚胎形成过程的叙述，正确的是（ ）
A．过程①常对雌牛甲进行超数排卵处理
B．过程②获取的体细胞可以是成熟的红细胞
C．过程③获得的重组细胞中含有4个染色体组
D．过程④需要构建抑制细胞分化的培养体系
3．下图是通过基因工程培养的转基因生物或产品的过程，结合相关知识回答下列问题：(1)基因工程技术中最关键的步骤是______。让转基因牛的乳汁中含有药用蛋白的流程是：通过
①构建药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，需要用到______酶，通
过②______方法导入受精卵，选取合适的受精卵进行③培养，③运用的技术手段有______技术，
培育出“批量生产药物的工厂”转基因牛。
(2)选用农杆菌的Ti质粒与目的基因构建重组Ti质粒，把重组Ti质粒导入玉米体细胞中的方法
是______。
1．植物组织培养的具体操作——胡萝卜的组织培养
(1)操作步骤
①胡萝卜洗净、削皮、切段(约10 cm)；酒精棉球擦手消毒；
②胡萝卜段消毒：用酒精溶液消毒30 s后，立即用无菌水清洗2～3
取材 次，再用次氯酸钠溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次；
③将胡萝卜段切成1 cm厚的横切片，再选取有形成层的部位，切取1
cm3左右的小块
接种 避光条件下培养，诱导其脱分化，长出愈伤组织
将生长良好的愈伤组织转接到分化培养基上，诱导其再分化生成试管苗
转接
进而发育成完整小植株
移栽 移栽到大田，培养成正常植株
(2)注意事项
①选用形成层进行培养的原因是形成层细胞分裂旺盛，全能性较高，易于脱分化。选用其他部位也可以(理论上具有全能性的细胞均可)。
②光照的控制：在愈伤组织的诱导阶段往往要避光培养，有利于细胞脱分化产生愈伤组织。当
愈伤组织分化出芽和叶时，一定要有光照，以利于叶片内叶绿素的合成。
2．植物激素对植物组织培养的影响
(1)按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果
使用顺序 实验结果
先使用生长素，后使用细胞分裂素 有利于细胞分裂，但细胞不分化
先使用细胞分裂素，后使用生长素 细胞既分裂也分化
同时使用 分化频率提高
简记：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化频率高
(2)当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向
生长素/细胞分裂素 植物细胞的发育方向
比值高 有利于根的分化、抑制芽的形成
比值低 有利于芽的分化、抑制根的形成
比值适中 促进愈伤组织的形成
简记：“高”根，“低”芽，“中”愈伤
3.植物体细胞杂交与植物有性杂交中遗传物质的变化
设白菜细胞含2x条染色体，2个染色体组；甘蓝细胞含2y条染色体，2个染色体组。
项目 不同物种体细胞杂交 不同物种有性杂交 同一物种杂交
过程
子代染色体数目 2x＋2y x＋y 2x(白菜)或2y(甘蓝)
子代染色体组数 4 2 2
子代是几倍体 异源四倍体 异源二倍体 同源二倍体
子代是否可育 可育 不可育 可育
繁殖方式 无性繁殖 有性繁殖 有性繁殖
变异类型 染色体变异 染色体变异 —
4．辨析动物细胞培养相关的两组概念
(1)细胞贴壁与接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为接触抑制。
(2)原代培养与传代培养
①原代培养：动物组织消化后的初次培养称为原代培养。原代培养的细胞核型正常。
②传代培养：贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增
殖。这样的培养过程通常被称为传代培养。一般情况下，细胞在传至 10～50代左右时，增殖
会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的细胞核型可能会发生变化。
5．植物组织培养与动物细胞培养的比较
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
理论基础 植物细胞的全能性 细胞增殖
类型 固体或半固体培养基 液体培养基
培
水、矿质元素、维生素、蔗
养 糖、氨基酸、无机盐、维生素、促
成分 糖、氨基酸、琼脂、植物激素
基 生长因子、动物血清等
等
取材 植物较幼嫩部分或花药等 动物胚胎或幼龄动物的器官或组织
关键环节 细胞的脱分化和再分化 细胞增殖和癌变
形成新的组织或植物个体，可 形成细胞群，不形成个体，不体现
结果
以体现细胞的全能性 细胞的全能性
①植株快速繁殖；
①蛋白质生物制品的生产；
②脱毒植株的培育；
②皮肤移植材料的培育；
应用 ③制备人工种子；
③检测有毒物质；
④生产药物、杀虫剂等；
④生理、病理、药理学研究
⑤转基因植物的培育
①两种技术手段培养过程中细胞都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都
相同点 可称为克隆，都不涉及减数分裂；
②均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件
6.对核移植与克隆的理解
(1)克隆是指遗传组成完全相同的分子、细胞或个体，即克隆应包含三个层次的内容：①分子水
平：如DNA复制；②细胞水平：如动物细胞培养；③个体水平：如克隆动物。
(2)核移植技术中选用的核供体应为具有优良性状的个体，提供卵细胞的受体和代孕个体只需为
同一物种的健康雌性个体即可。
(3)核移植技术中去核是通过显微操作完成的，用微型吸管将处于 MⅡ中期的卵母细胞的细胞核
与靠近核的第一极体一并吸出。
(4)动物细胞核移植可以有两种操作方式：一是把供体细胞导入去核的卵母细胞，这是现在常用
的方法；二是将供体动物的一个细胞核直接导入去核的卵母细胞，该过程需要用电刺激的方法
促进融合。
(5)融合后的细胞称为重组细胞(注意区分于杂交细胞)，需用物理或化学方法激活，使其完成细
胞分裂和发育进程，形成重组胚胎才能进行胚胎移植。(6)体细胞核移植体现了动物细胞细胞核的全能性，而非动物细胞的全能性。
7．植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性
融合前处理 除去细胞壁 使细胞分散开
相关酶 纤维素酶和果胶酶 胰蛋白酶或胶原蛋白酶
物理法：离心、振动、电激等； 除物理法和化学法，还可
诱导方法
化学法：聚乙二醇(PEG)等诱导 用灭活的病毒诱导
结果 杂种植株 杂交细胞
应用 培育植物新品种 主要用于制备单克隆抗体
克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩
意义
展了杂交的亲本组合
8．细胞融合与单克隆抗体的制备
项目 步骤 技术方法 原理
从已免疫的小鼠的脾脏中获
取材 取B淋巴细胞，体外培养骨 动物细胞培养 细胞增殖
髓瘤细胞
通过灭活病毒诱导B淋巴细
融合 动物细胞融合 细胞膜的流动性
胞与骨髓瘤细胞融合
第一次要从融合形成的杂交
选择培养基 —
细胞中筛选出杂交瘤细胞
选择 第二次要从杂交瘤细胞中获
专一抗体检测、 免疫学原理(抗原—
得能产生专一抗体的杂交瘤
克隆化培养 抗体特异性结合)
细胞
在小鼠腹腔内进行体内培
培养 养，或在装有细胞培养液的 动物细胞培养 细胞增殖
培养基中进行体外培养
1．请回答细胞工程的有关问题：
紫花苜蓿是全世界栽培历史最悠久、利用最广泛的豆科牧草，但易造成家畜鼓胀病。百脉根富
含单宁，单宁可与植物蛋白质结合，不引起家畜采食后鼓胀。为培育抗鼓胀病的苜蓿新品种，
科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为材料进行了实践研究。研究主要流程如下图：
（注：IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R-6G可阻止线粒体的呼吸作用，二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同）
(1)据图可知，本研究主要利用的生物技术的原理是______。
(2)在实验前需通过预实验来研究R-6G或IOA使原生质体失去再生愈伤组织能力的临界浓度，
实验的设计思路是：将获取的原生质体分别放置在不同浓度的______溶液中，培养一段时间后，
观察原生质体再生情况。
(3)步骤②到步骤③需要更换新的培养基，其原因是经过______过程诱导形成愈伤组织和诱导愈
伤组织分化形成试管苗所需激素______的比例不同。
(4)若利用此技术获得单宁，可培养到______阶段即可。
2．“繁殖与呼吸综合征”是一种由 PRRSV 病毒引发的传染病。科学家制备出 PRRSV-GP3
蛋白的单克隆抗体，可对该病进行诊断和治疗，制备过程如图所示。回答下列问题：
(1)图中涉及到的生物工程技术有_______，将 GP3 蛋白注射小鼠的目的是____________。
(2)培养细胞乙、丙、丁过程中均表现有____________现象，第 1 次筛选是用特定的选择性培
养基筛选，在该培养基上，______________________都会死亡，第 2 次筛选的目的是
________________。
(3)图中扩大培养通常采用的方法有________________。
(4)单克隆抗体在诊断的应用上具有准确、高效、简易和快速的优点，原因是__________。
3．组织培养某植物中发现，有一个MS培养基中没有加入杠杆激素（生长素和细胞分裂素）
的培养瓶中也长出了与加有杠杆激素的培养瓶中一样的愈伤组织，瓶中还长出了一些某种真菌
的菌落。
(1)回顾操作过程，操作环境的消毒过程、培养基和器具的灭菌过程应该没有问题，可能是对外
植体的_________处理和接种外植体环节没有________________________进行严格的无菌操作。
(2)研究人员没有放弃这难得的机遇，初步做出一个假设，继续进行实验：
他们就地取材，在_________培养基上采用_________________法纯化培养该真菌。再增设一组
实验，具体做法是，在MS培养基中加入经高压蒸汽灭菌处理的该种真菌或经高压蒸汽灭菌处理过的______________________的培养基，再接种外植体，其他环境条件与正常组织培养相同，
观察能否培养出正常的愈伤组织。预测结果：如果产生了正常的愈伤组织，支持该假设。如果
没有产生愈伤组织，不支持假设。他们做的假设是：_____________________。
(3)去该植物生长地考察发现，根系发达的植物土壤中该真菌的密度很大。据此推测该植物和该
真菌的关系很可能是_______________。设想将它们融合培育成一种新的植物。先在一定浓度
的蔗糖溶液中加入某些酶处理植物，制备出所需的______________，真菌也做类似的处理。再
经过_________（化学法）诱导融合，利用______________技术，最终长成新的植物体。所用
的一定浓度的蔗糖溶液的主要作用是______________________。
1．下列关于哺乳动物胚胎工程的叙述，错误的是（ ）
A．哺乳动物的胚胎培养液不属于合成培养基
B．胚胎工程操作的主要对象是生殖细胞、受精卵和早期的胚胎细胞
C．哺乳动物移植的胚胎可以来自体内受精、体外受精、核移植和胚胎分割等
D．囊胚经切割刀和酶处理产生的细胞，经培养和移植发育成新个体
2．已知某二倍体农作物的抗虫与不抗虫、抗倒伏与不抗倒伏分别由独立遗传的等位基因A/a、
B/b控制，如图表示利用多种育种方法（①~⑤）培育抗虫抗倒伏新品种的示意图。下列相关叙
述错误的是（ ）
A．方法①的原理是基因重组，F 的抗虫抗倒伏个体中有1/3可稳定遗传
2
B．方法②进行筛选前，获得的二倍体植株中符合育种要求的占1/4
C．方法③获得的四倍体植株产生的配子中，基因组成为AaBb的配子占9/16
D．方法④⑤获得的种子播种后，可能得到具有其他一些优良性状的植株
3．研究发现肿瘤细胞快速增殖时需要更多的铁元素，肿瘤细胞表面的转铁蛋白受体TR增多。
研究人员设想通过制备TR抗体来有效抑制肿瘤细胞增殖。下列相关分析错误的是（）
A．对小鼠进行多次注射TR免疫后，方可获得大量产生TR抗体的B淋巴细胞
B．从免疫小鼠脾脏获取的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞经融合即为所需的杂交瘤细胞
C．将得到的产生TR抗体的杂交瘤细胞在小鼠腹腔中培养，可从腹水中提取TR抗体
D．TR抗体能与肿瘤细胞膜上的相关蛋白质结合，从而抑制肿瘤细胞的快速增殖
4．利用胚胎工程技术，可获得具有高产奶性状的优良个体。下列有关胚胎移植过程的叙述，
错误的是（ ）
A．为保证供、受体生殖器官的生理变化相同，常用激素进行同期发情处理
B．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
C．为了获得产奶量高的奶牛，需取囊胚期的滋养层细胞做性别鉴定
D．胚胎分割可以看做动物有性生殖的方法之一
5．下图表示通过相关技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程，下列叙述正确的是（
）
A．A表示细胞核，其供体应选用XX性染色体的个体
B．过程①表示去除细胞核，去核时常采用化学处理法
C．进行过程②前必须对受体动物注射适量免疫抑制剂
D．胚胎发育卵裂阶段细胞数目增加，胚胎总体积不变
6．细胞工程技术在医疗、育种等领域有着广泛的应用。相关叙述错误的是（ ）
A．茎尖组织培养技术脱毒培育的马铃薯比未脱毒的马铃薯抗病毒能力强
B．植物体细胞杂交技术培育的“白菜－甘蓝”具有耐热性强、易贮藏等优点
C．用核移植胚胎干细胞分化而来的胰岛B细胞进行移植， 可避免免疫排斥
D．杂交瘤细胞技术生产的“抗癌单克隆抗体”可制成“生物导弹”治疗癌症
7．下列关于细胞工程和胚胎工程的说法，正确的是（ ）
A．细胞贴壁生长和接触抑制是动物细胞培养过程中一定会出现的现象
B．胚胎干细胞可分化为成年动物体内任何一种类型的细胞，为开发新药提供标本
C．体外受精与体内受精不同的是体外受精前精子需要获能
D．进行胚胎移植前需要对供体和受体进行免疫检查8． 将基因型为AaBb的水稻（具有24条染色体）的叶肉细胞通过无菌操作接入含有营养成分
全面的培养基的试管中，在一定条件下培养形成试管幼苗，其过程如图所示：
(1)图中水稻的叶肉细胞要经过消毒处理后才能进行培养。其中［1］过程中，细胞的分化程度
会______填“升高”“降低”或“不变”）。愈伤组织经过［2］过程重新分化成根和芽的过
程叫_______________。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基，这三种培
养基的主要差异是_____________________________。
(2)在形成愈伤组织的过程中，细胞必须不断地从培养基中获得_______________和小分子有机
物等营养物质。
(3)如果［4］是脱毒植株，则“水稻的某种细胞”应选用___________________细胞，这种繁殖
方式实际上是______________，培养成的植株的基因型为______________。
(4)如果“某种细胞”选用的是花粉细胞，则［4］称为_________________植株，该植株的特点
是___________，需用____________________处理，使其恢复正常体细胞染色体数。
9．（一）请分析回答下列有关微生物培养的问题：
(1)将马铃薯去皮切块，加水煮沸一定时间，过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入一
定量蔗糖和琼脂，用水定容后灭菌，得到M 培养基。使用高压蒸汽灭菌锅对培养基进行灭菌
时，压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是_________。马铃薯浸
出液为微生物生长提供了多种营养物质，营养物质类型除氮源碳源外还有_________。氮源进
入细胞后，可参与合成的生物大分子有_________。若在M 培养基中用淀粉取代蔗糖，接种土
壤滤液并培养，平板上长出菌落后可通过加入碘液作为_________筛选出能产淀粉酶的微生物。
该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是_________。
(2)某同学在为了调查某河流的水质状况，某研究小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含
量。将1mL 水样稀释100 倍，在3 个平板上用涂布法分别接种入0.1mL 稀释液。经适当培养
后，3 个平板上的菌落数分别为39、38 和37。据此可得出每升水样中的活菌数为_________。
(3)实验室中微生物的分离、纯化和培养试验结束后，为了防止病原微生物污染环境或感染科研
工作者，应采取的防护措施有_________。（答出一点即可）
（二）新冠肺炎是由新冠病毒感染引起的呼吸道传染病。请回答下列问题：
(4)为及时确诊，科学家研制了基因检测试剂盒，其机理为：分离待测个体细胞的总RNA，在
_________酶的作用下得到相应的DNA，再利用_________技术扩增，将样本中微量的病毒信息放大，最后以荧光的方式读取信号。这种方法也会出现假阴性现象，请分析其中的原因
_________（答出一点即可）。
(5)预防新冠肺炎的有效措施是接种疫苗，核酸疫苗已成为疫苗研发的新领域。与DNA 疫苗
（通过抗原蛋白基因在动物细胞中表达引起机体免疫应答）相比，mRNA 疫苗的安全性更有
优势。这是因为mRNA 不需要进入细胞核，无_________的风险，且易被_________水解，不
会遗传给子细胞。
(6)单克隆抗体在新冠肺炎的预防和治疗中具有光明的前景，相较于从动物血清中分离所需抗体，
单克隆抗体具有_________等特点。生产抗新冠病毒单克隆抗体的过程，需要用到动物细胞工
程中的_________技术和动物细胞融合技术。杂交瘤细胞在体外大规模培养时，为防止细胞代
谢产物积累对细胞自身造成危害，应采取的措施是_________。
10．为了研究不同“层次”血清对细胞增殖的影响，科研人员做了以下实验：将分离出的牛血
清装入专用血清瓶后放入冰箱中直立静置一段时间。取三根刻度吸管，将血清从上到下轻轻吸
成均等的三份，分别装入消毒后的瓶中，标记为上、中、下，再分别从三个瓶中吸取等量的血
清置于另一小瓶中，混合均匀备用。分别取等量的不同“层次”的血清和混合血清加入到新配
制的动物细胞培养液中，再接种小鼠上皮细胞（接种细胞密度为5×104个/mL），在适宜条件
下培养72h后，进行计数，结果如下表。请回答：
组别 上 中 下 混
72h细胞数/个▪mL
9.75×104 1.04×105 7.5×104 1.85×105
－1
(1)细胞培养过程中，CO 的主要作用是_____________，每天更换培养液的目的是__________。
2
(2)培养液中加入动物血清的作用是____________，还加入一定量抗生素的目的是_______。
(3)如果用血细胞计数板计数细胞时进行如图所示的操作，统计出来的数据比实际值偏高。正确
的操作方法应该是_____________。
(4)从表中结果可以看出，不同“层次”的血清对细胞增殖的影响不同。造成这种结果的主要原
因是不同“层次”血清中_____________。
(5)根据实验结果，在动物细胞培养过程中，正确使用血清的方法是_____。
