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重难点 18 细胞工程与胚胎工程
知识点一： 植物细胞工程
1．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
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)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 —
知识点二： 动物细胞工程
1．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。
2．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
3.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。
4．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
5．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
知识点三： 胚胎工程
1．精子和卵子的发生的比较2．受精过程中的“三大反应”“两道屏障”
3．卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律
(1)有机物：胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有机物，而一直呼吸消耗，有机物
总量减少。
(2)细胞数目和体积：胚胎总体积不变或略有缩小，但细胞数目增多，每个细胞体积减小。
(3)细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核
DNA含量保持相对稳定。
4．早期胚胎培养液与动物细胞培养液成分的比较
项目 早期胚胎培养液 动物细胞培养液
盐类 无机盐、有机盐 无机盐、微量元素
营养物质 氨基酸、核苷酸 糖、氨基酸
调节物质 维生素、激素 促生长因子
特有成分 血清 血清、血浆
5.胚胎移植中的四个注意点
两次激 第一次：用激素对供、受体进行同期发情处理；
素使用 第二次：用促性腺激素处理使供体超数排卵
两次 第一次：对收集的胚胎进行检查；
检查 第二次：对受体母畜是否妊娠进行检查
移植时 牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段移植；间不同 小鼠、家兔培养到桑椹胚前移植；
几乎所有动物都不能培养到原肠胚阶段移植
繁殖 胚胎由受精卵形成，属于有性生殖；
方式 胚胎由核移植或胚胎分割形成，属于无性生殖
考查植物细胞工程、动物细胞工程以及胚胎工程的相关知识，其中动物细胞工程中单
克隆抗体的制备以及动物核移植技术需要学生重点理解掌握，同时，学生对于胚胎工程中
几种干细胞的理解也需要加强。
（建议用时：30分钟）
一、单选题
1、如图表示利用二倍体小鼠所做的实验，下列分析合理的是（ ）
A．过程①中细胞数目和有机物总量在不断增加
B．图中囊胚的细胞基因型都相同
C．代孕母鼠需进行同期发情处理
D．嵌合体幼鼠是四倍体
2、在畜牧业中为迅速扩大良种畜种群数量，可以实施人工方法，比如第一种：通过体外受
精技术获得多个受精卵，将培养成的早期胚胎植入同一母畜子宫中，孕育出多胎；第二种：
利用某一胚胎进行胚胎分割，并将获得的若干胚胎移植到同一母畜子宫中，孕育出多个后
代。下列有关叙述，正确的是（ ）
A．两种方法获得的子代的基因型均相同
B．两种方法均涉及胚胎移植技术
C．上述两种方法都表明了移植的胚胎数与后代数成正比关系
D．只有第一种方法需使用某些动物激素
3、下图为某动物克隆流程图，下列说法错误的是（ ）A．同一个体的体细胞都能经过该流程得到新个体
B．②过程操作前常对离体体细胞进行营养限制性培养
C．①过程可以使用紫外线破坏细胞核
D．③过程刚开始时细胞核中的基因没有表达
4．下图所示细胞均为相关生物的体细胞，下列叙述正确的是（ ）
A．图a细胞可能取自单倍体生物，该细胞中含有2个染色体组
B．图b可以表示21三体综合征患者的染色体组成
C．图c可以代表用四倍体马铃薯的花药离体培养获得的二倍体植株
D．图d代表的生物一定是单倍体生物，该生物高度不育
5、下图所示为利用玉米（2n=20）的幼苗芽尖细胞（基因型AaBb）进行实验的流程示意
图。下列分析错误的是（ ）
A．在正常情况下，植株甲的基因型是AaBb
B．植株丙是由花粉发育而来的单倍体，基因型可能有4种
C．获得幼苗1和2的过程可体现出体细胞和生殖细胞的全能性
D．秋水仙素能抑制纺锤体的形成，则植株乙的体细胞可能都含有四个染色体组
6、“白菜-甘蓝”的培养过程如图所示，下列有关说法错误的是（ ）
A．杂种细胞与愈伤组织细胞中遗传物质相同
B．诱导原生质体的融合可用PEG或灭活的病毒
C．获取原生质体可用纤维素酶和果胶酶处理体细胞D．愈伤组织形成白菜-甘蓝幼苗需添加一定量的植物激素
7．科学家利用拟南芥的愈伤组织进行实验，探究植物组织培养过程中诱导愈伤组织生根的
机理，结果如图所示。诱导生根的培养基（RIM）的配方中含有生长素（IAA），wei8是
拟南芥生长素合成基因。下列说法正确的是（ ）
A．先将愈伤组织转接到诱导生根的培养基再转接到诱导生芽的培养基
B．继续增加培养基中IAA的浓度，1组的生根效果会越来越好
C．将2、4组实验结果比较没有遵循实验设计中的单一变量原则
D．愈伤组织生根过程需要培养基中的IAA和自身产生的生长素
8、人心肌细胞中的肌钙蛋白I(cTnI)在血液中含量上升是心肌损伤的特异性指标。为制备
抗cTnI单克隆抗体，科研人员完成了下图所示过程。下列有关叙述错误的是（ ）
A．反复给小鼠注射cTnI的目的是让小鼠体内产生更多的抗体
B．人工诱导细胞融合获得甲的常用方法是用灭活的病毒诱导
C．经①、②过程获得的丙，既能无限增殖又可分泌特异性抗体
D．抗cTnI单克隆抗体检测心肌损伤具有特异性强、灵敏度高的特点
9． 图是人的吞噬细胞杀灭细菌的示意图，图中溶酶体含有多种水解酶，它是细胞内的
“酶仓库”。下面与此细胞有关过程的叙述中，正确的是（ ）
①图示过程1～3能够体现细胞的选择透过性②该细胞在非特异性免疫和特异性免疫中都有作用，但不尽相同
③被吞噬的细菌与该细胞的遗传物质的结构和组成单位是不同的
④该细胞与人的胰岛B细胞中的DNA是相同的，但RNA不同
⑤该细胞在细胞工程中不可作为制备单克隆抗体的材料
A．①②④ B．①④⑤ C．③④⑤ D．②④⑤
10、利用杂交瘤技术制备针对特定抗原的单克隆抗体的过程如图所示。下列叙述正确的是
（ ）
A．用于融合的B淋巴细胞应从未受外界抗原刺激的动物中提取
B．筛选1过程通过鉴别培养基能够分离出杂交瘤细胞
C．筛选2过程通过抗体检验以获得所需的特定杂交瘤细胞
D．选出的杂交瘤细胞只能通过体外培养获得大量单克隆抗体
二、非选择题
11．科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS细胞)，继而利用iPS细
胞培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠，流程如下。回答下列问题：
(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为______，培养的细胞在贴壁生长至
铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为______。
(2)图中2细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为______，也可从灰鼠体
内取出卵子，通过______后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过______技术移入白鼠子宫内继续发育，此技术对代孕受体的要求是
______。若想进一步提高胚胎的利用率，可采用______技术。
(4)小鼠胚胎干细胞(ES细胞)是由______分离出来的一类细胞，ES细胞在功能上______。
ES细胞的应用前景广阔，是当前生命科学研究的热门课题之一，试举例说明ES细胞的应
用价值______。
12、Leigh氏综合征是一种攻击神经系统的严重神经障碍，其致病基因位于线粒体DNA中。
一位母亲约有1/4的线粒体携带有这种致病基因，她的前两个孩子因为患有Leigh氏综合征而夭亡。她的第三个孩子因为授受另一名女性捐赠的健康基因而成为全球首个拥有“三个
父母”的男婴。请根据男婴孕育过程回答下面的问题：
(1)该母亲的前两个孩子患病夭亡的原因是________。该健康男婴孕育过程中依次使用了
________、体外受精、早期胚胎培养和________等技术。
(2)图示过程中代表该母亲卵母细胞的________（填“A”或“B”）。取卵之前，该母亲需要
注射________激素。
(3)将受精卵移入发育培养液中继续培养至桑葚胚或________，再进行胚胎移植。
(4)在胚胎孕育过程中医疗团队特意选择了男性胚胎移入子宫发育原因是
___________________。
13、花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂
量的紫外线处理黑芥原生质体可使其部分染色体片段化，并丧失再生能力。再利用此原生
质体作为供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株，流程图如图所示。
请回答下列问题：
（1）花椰菜与野生黑芥之间存在___________。上述操作中融合的原生质体可能有
___________种（只考虑两两融合）。所得的杂种植株不完全具有花椰菜与野生黑芥的全部
遗传基因，原因可能是在细胞分裂时
___________________________________________________________________________。
（2）植物体细胞杂交技术的原理是
_________________________________________________________。人工诱导细胞融合的物
理方法包括______________等。过程②后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的
___________存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。
（3）④过程中通过调节____________的比例对组织培养进行调控，从而诱导形成完整植株，
整个过程是在___________条件下完成的。对杂种植株进行_______接种的实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。
