第 23 章 细胞工程
考题
植物细胞工程 安徽 甘肃 湖北 黑 吉 辽 江苏 江苏
(2024 ,15)(2024 ,15)(2024 ,11)(2024 、 、 ,6)(2024 ,13)(2021 ,5)
黑 吉 辽 湖北 辽宁 北京 辽宁 辽宁
动物细胞工程 (2024 、 、 ,14)(2023 ,22)(2023 ,7)(2023 ,12)(2022 ,24)(2021 ,13)
山东
(2021 ,15)
胚胎工程 湖北 甘肃 湖北
(2024 ,5)(2024 ,16)(2024 ,10)
5
考查内容与题型 主要考查植物细胞工程 动物细胞培养与单克隆抗体制备等 选择题和非选择题都有出现
(1) : 、 ; 。
命题特点与难度 试题多以实验或生产生活中的应用实例为信息载体 旨在考查归纳概括 演绎推理等科学思
(2) : , 、
维及关注医学科技 关注健康的社会责任意识 试题难度通常为中等或中等偏下
、 ; 。
新风向 植物细胞培养 如 黑 吉 辽 安徽 以教材知识为背景 结合实验结果 考查学生对知
(3) : , (2024 、 、 ,6)(2024 ,15); , ,
识的理解与运用 如 黑 吉 辽 湖北
, (2024 、 、 ,14)(2024 ,10)。
第 1 节 植物细胞工程
一、植物组织培养技术
理论基础 植物细胞一般具有全能性
F1%%& +: 33
6' A
" . 6 33 0 %8 /
8
操作流程
+9$20 A 7
"!" / F1
7L>& $2!
" 8!#" !FI#
")8!#"
实验中使用的培养基和所有的器械都要灭菌 且每次使用后的器械都要灭菌
(1) , 。
接种时注意外植体的方向 不要倒插 涉及外植体内生长素的极性运输
(2) , ( )。
外植体经过脱分化不一定形成愈伤组织 有些植物外植体通过诱导直接产生胚状体
(3) , 。
相关内容 脱分化培养基中蔗糖的作用 维持培养基的渗透压以及为愈伤组织提供碳源
(4) : 。
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 其浓度 比例影响植物细胞的发
(5) 、 , 、
育方向 生长素 细胞分裂素的值 利于根的分化 生长素 细胞分裂素的值 利于芽的分
:① / >1→ ;② / <1→
化 生长素 细胞分裂素的值 促进愈伤组织的形成
;③ / =1→
小表达 ()[ 全国 , ()]诱导愈伤组织形成过程到诱导愈伤组织分化形成试管苗过程需要更换新的培养
1 2019 Ⅲ 383
基,原因是 。
()[ 全国 , ()]诱导愈伤组织形成试管苗的过程中需要照光培养,其作用是 。
2 2019 Ⅲ 384
答案:()两过程所需的生长素和细胞分裂素的比例不同 ()诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用
1 2
第 23章 细胞工程 191二、植物体细胞杂交技术
概念 将不同来源的植物体细胞 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
, ,
理论基础 细胞膜的流动性 植物细胞的全能性
、
操作流程
意义 打破生殖隔离 实现远缘杂交育种 培育植物新品种等
, ,
注意 杂种植株为异源多倍体,变异类型为染色体数目变异。
三、植物细胞工程的应用
快速 优点 高效 快速地实现种苗的大量繁殖 保持优良品种的遗传特性
(1) 、 。(2)
植物 繁殖 应用 甘蔗 桉树和铁皮石斛等试管苗的生产
、
繁殖
原因 无性繁殖作物感染的病毒易传给后代 其会导致作物产量降低 品质变差
的新 , ,
作物
途径 植物顶端分生区附近 如茎尖 的病毒极少 甚至无病毒 可用茎尖进行组织培养 获得脱毒
脱毒 应用 ( ) , , ,
苗 如脱毒马铃薯 脱毒草莓等
, 、
单倍
原理 染色体数目变异
作物 体育
优点 与杂交育种相比 能够缩短育种年限 在较短时间内获得纯合品系
新品 种 ( ) ,
种的 突变 原理 植物组织培养中的细胞处于不断增殖的状态 易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变
,
培育 体的 从产生突变的个体中筛选出对人们有用的突变体 进而培育成新品种 如抗花叶病毒的甘
应用 , ,
利用 蔗等
细胞
6 '36
一般途径 33 36" 836'
产物
的工 初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动 初生代谢物有糖类 脂质 蛋白质 核酸等
(1) , 、 、 、 。
厂化 产物 次生代谢不是生物生长所必需的 一般在特定的组织或器官中 并在一定的环境和时间条
(2) , ,
生产 件下进行 次生代谢物是一类小分子有机化合物 如酚类 萜类和含氮化合物等
。 , 、
易混易错 植物细胞培养 植物组织培养,植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养
≠
使其增殖的技术;植物组织培养需将外植体诱导形成完整植株。
学生用书 P169
真题选改判 2答案
. ✕
1( 山东, )用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈 3( 福建, )利用植物体细胞杂交技术获得
.2024 20 .2021 11
伤组织的细胞壁获得原生质体 的杂种植株都能表现双亲的优良性状
。 ( ) 。( )
1答案 3答案
. ✕ . ✕
2( 广东, )科研人员分别诱导人参根与胡 4( 江苏,)提高培养基中生长素和细胞分
.2023 12 .2021 5
萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合 融合 裂素的比值 有利于诱导生根
, , 。 ( )
的细胞即为杂交细胞 4答案
。 ( ) . √
192 5年高考 3年模拟 A版 生物学
等 后者包括
从真题到教材
,
等 (选必 )
5一定的刺激和营养等条件的诱导下 已经分 。 3P37
. , ( 湖北, )( 广东, )
化的细胞可以经过 转变成未分化 2024 11 2023 12
,
6答案 电融合法 离心法 聚乙二醇
的细胞 进而形成 愈伤组织能 . 、 (PEG)
, 。
融合法 高 高 融合法
2+
重新分化成芽 根等器官 该过程称为 、 Ca — pH
、 , 。
7植物代谢会产生一些一般认为 是
在上述过程中起关键作用的植物激素是 . (“ ”
或 不是 植物基本的生命活动所必需的产
(选必 )( 黑、吉、 “ ”)
。 3P35 2024 物 次生代谢物 植物次生代谢物含量很
辽,)( 湖北, )( 甘肃, ) ——— 。
6 2024 11 2024 15 低 有些产物不能或难以通过化学合成途径得
5答案 脱分化 愈伤组织 再分化 生长素 ,
. 到 可以利用 来获得目标产
和细胞分裂素 ,
物 (选必 )( 河北, )( 山东, )
6人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为 。 3P41 2023 13 2023 14
. 7答案 不是 植物细胞培养
两类 物理法和化学法 前者包括 .
: 。
第 23章 细胞工程 193
第 2 节 动物细胞工程
一、动物细胞培养
从动物体中取出相关的组织 将它分散成单个细胞 然后在适宜的培养条件下 让这些细胞生长和增殖的
概念 , , ,
技术 动物细胞培养是动物细胞工程的基础
。
培养液中除含细胞所需的各种营养物质 糖类 氨基酸 无机盐 维生素等 外 通常还会添加
营养 ( 、 、 、 ) ,
血清等天然成分
无菌 无菌 培养用具 培养液等灭菌 需在无菌环境下操作
动物细 、 (1) : 、 , 。
无毒环境 无毒 定期更换培养液 防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
胞培养 (2) : ,
温度 温度 哺乳动物细胞培养的温度多以 为宜 多数动物细胞生存的适
的条件 、pH、 (1) : (36.5±0.5)℃ 。(2)pH:
渗透压 宜 为 渗透压 适宜的渗透压 以维持细胞正常形态
pH 7.2~7.4。(3) : ,
细胞代谢所必需 主要维持培养液的
气体环境 (1)O2: ;CO2: pH。
置于含有 空气和 的混合气体的 培养箱中进行培养
(2) 95% 5%CO2 CO2
?
* +"U*6;+F6;+ 6;+F0)U
B *."K
F0)+"U3336
*J
'33 7E 36
36 = 36D A = K * +36
/=6+
动物细 3336 " * '/29'B40
胞培养 '333) + " ."K
*J
的过程 *+36
使用胰蛋白酶和胶原蛋白酶处理动物组织时 需要控制两种酶的处理时间
(1) , 。
原代培养和传代培养中细胞不止分裂一次
(2) 。
细胞贴壁和接触抑制 细胞贴壁 细胞贴附于培养瓶的瓶壁上生长增殖 接触抑制 当贴壁细胞
(3) 。① : ;② :
分裂生长到表面相互接触时 细胞通常会停止分裂增殖
,续表
特点 在一定条件下 可以分化成其他类型的细胞
,
6536 # 65
干细胞
&436 6 .36UE 33 *7+$6
的特点、
分类及 OO+E=36.324+.336,+1360
分类及 36
功能 67 33'U 6'+3633
功能
A63 # 7*7C36
6 J1436 6)@ E*
知识拓展 动物细胞培养过程中,使组织分散成单个细胞的目的是使细胞与培养液充分接触,保证细胞所需氧气
和营养的供应;保证细胞代谢物及时排出。
二、动物细胞融合技术与单克隆抗体
动物
理论基础 细胞膜具有流动性
细胞
物理法 电融合法 化学法 聚乙二醇 融合法 生物法 灭活病毒诱导法 如
融合
常用方法 (1) : 。(2) : (PEG) 。(3) : (
使用灭活的仙台病毒处理
技术
)
*
36
T "6 .#" <
"8
' + . 36 A 3 6 . 0 0E + 0 0E 6 * + L K
< +< *E 3 K T6!
+36
OO OO+ 36 6 " 8
+36 36 +36 K
制备过程 第一次筛选 方法 使用特定的选择培养基 如 培养基 在该培养基中未融合的亲
(1) ① : , HAT ,
本细胞和具有同种核的融合细胞都会死亡 只有杂交瘤细胞才能生长 结果 获得杂交瘤
, 。② :
细胞 由于获得的 淋巴细胞种类很多 因此第一次筛选获得的杂交瘤细胞也不只有一种
。 B , 。
第二次筛选 方法 克隆化培养和抗体检测 使用 孔板对上述杂交瘤细胞进行克隆
动物 (2) ① : 。 96
化培养 利用抗体能与特定抗原结合的原理检测每孔中的抗体 结果 获得抗体检测呈阳
细胞 , 。② :
性的杂交瘤细胞 即能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
融合 ( )
技术
诊断 被广泛用作诊断试剂 在多种疾病的诊断和病原体鉴定中发挥重要的作用 如利用同位素或
的应 , ,
试剂 荧光标记的单克隆抗体在特定组织中成像的技术可定位诊断肿瘤 心血管畸形等疾病
用——— 、
单克隆 通常由抗体 接头和药物 如细胞毒素
抗体 ADC 、 ( )
抗体 — 组成 其通过将药物与能特异性识别肿瘤抗
应 药物偶 ,
原的单克隆抗体结合 实现对肿瘤细胞的选
用 联物 ,
择性杀伤
(ADC)
治疗 单克隆抗体药物已被广泛用于肿瘤 自身免疫病等疾病的治疗 如利妥昔单抗被用于治疗复
、 ,
疾病 发难治的低分化 细胞淋巴瘤
B
特异性强 能够与特定抗原发生特异性结合 灵敏度高 能够准确识别抗原的细微差异 可
优点 ( )、 ( )、
以大量制备
194 5年高考 3年模拟 A版 生物学教材深挖 96孔板和克隆化培养
【链接高考】[ 辽宁, ()]用选择性培养基对融合后的细胞进行筛选,获得杂交瘤细胞,将其接种到 孔板,
2022 244 96
进行 培养。用 技术检测每孔中的抗体,筛选既能产生 蛋白胞外段抗体,又能大量增
N
殖的单克隆杂交瘤细胞株,经体外扩大培养,收集 ,提取单克隆抗体。
【溯源教材】选必 “图 ”
3P49 2-15
克隆化是指由单个细胞增殖获得细胞团的培养过程。将杂交瘤细胞用培养液充分稀释,使分配到 孔板每
96
个孔中的细胞数不超过 ,通过培养让它增殖为单克隆。一般培养 后,如果在倒置显微镜下见到一簇紧密
1 4~5d
生长的细胞,可认为这是单一克隆。经过一次克隆化培养的细胞不能保证其来自单个细胞,一般经过 次培养
3~4
才可以获得稳定的单克隆。此时,若再次检测抗体为阳性,就可进行大规模生产了。
【答案】克隆化 抗原—抗体杂交 细胞培养液
易混易错 抗体—药物偶联物( )
ADC
中抗体主要发挥靶向运输作用,通过特异性结合靶细胞表面的抗原,将药物输送到靶细胞;药物发挥治疗效
ADC
应,如杀伤靶细胞,但药物对细胞的作用无选择性。 副作用小的原因是抗体的特异性识别作用。
ADC
三、动物体细胞核移植技术和克隆动物
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
动物 概念 , ,
发育成动物个体的技术
细胞
核移
理论基础 动物细胞核具有全能性
植技术
分类 动物细胞核移植分为体细胞核移植 胚胎细胞核移植
、
*')" *$$B DF;+F 0 $"F 6U36
= 5E/
$"
36 36 65
F
" / *E'B
'
7. *< , +
36 36 6
过程
体细胞
选取 期 减数分裂 中期 卵母细胞作为受体的原因 期的卵母细胞体积大 易操
(1) MⅡ ( Ⅱ ) :MⅡ ,
核移植
作 细胞质中含有促使细胞核全能性表达的物质和营养条件
; 。
去核方法 显微操作法是普遍使用的去核方法 也可采用梯度离心 紫外线短时间照射和化学
(2) : 。 、
物质处理等方法 这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的 变性
, DNA 。
克隆动物的遗传物质来源 细胞核中的遗传物质来自供体细胞 细胞质中的遗传物质来
(3) :① ;②
自去核卵母细胞和供体细胞
应用 畜牧业 加速家畜遗传改良进程 促进优良畜群繁育 医药卫生领域 如生产医用蛋白
(1) : 、 ;(2) :
知识归纳
()动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
1
()核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原因: 克隆动物细胞质中的部分遗传物质来自去核卵母
2 ①
细胞; 性状受环境的影响; 在个体发育过程中有可能发生基因突变。
② ③
第 23章 细胞工程 195
学生用书 P172
真题选改判 培养液将细胞制成细胞悬液 进行细胞培养
, 。
1( 辽宁,)用于培养单克隆细胞的培养基 用 法诱导 细胞和骨髓
.2023 7
通常需加血清 瘤细胞融合 并用选择培养基 如 培养
。 ( ) , ( HAT
1答案 基 筛选 该培养基对 和
. √ ) ,
2( 海南,)营养供应充足时 传代培养的胚 生长具有抑制作用 获得杂交
.2023 7 , 。
胎干细胞不会发生接触抑制 瘤细胞后 将其接种到 孔板 每一个孔中
。 ( ) , 96 ,
2答案 尽量只接种 个杂交瘤细胞 进行
. ✕ ,
3( 江苏, )培养心肌细胞的器具和试剂都 培养 然后用 进行抗体检测 多
.2022 14 , ,
要先进行高压蒸汽灭菌
次筛选
。 ( )
。
3答案
(选必 — )( 湖北, )( 北京, )
. ✕ 3P48 49 2023 22 2023 12
4( 辽宁, )克隆动物的遗传性状完全来源 ( 辽宁, )
.2021 13 2022 24
于供体
6答案 特定的抗原 胰蛋白 或胶原蛋白
。 ( )
. ( )
4答案
灭活病毒诱导 或 融合或电融合 淋
. ✕ ( PEG ) B
从真题到教材 巴 未融合的亲本细胞 融合的具有同种核
5进行细胞培养时 通常采用 的细胞 一 克隆化 特定的抗原 阳性细
. ,
或松盖培养瓶 并置于含有 和 胞 或抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞
, 5% ( )
的混合气体的 中进行培 7由于动物胚胎细胞
CO2 .
养 的主要作用是 而动物体细胞
。CO2 。 ,
(选必 )( 辽宁, )( 重庆, ) 因此动物体细胞核移
3P44 2022 24 2021 26 ,
5答案 培养皿 空气 培养箱 维 植难度明显 高于 或 低于 胚胎细
. 95% CO2 (“ ” “ ”)
持培养液的 胞核移植 (选必 )( 湖南, )
pH 。 3P52 2021 22
6单克隆抗体制备过程 细胞融合前 需先用
7答案 分化程度低 表现全能性相对容易
. : , . ,
对小鼠免疫 再取小鼠的脾
分化程度高 表现全能性十分困难 高于
,
,
含 淋巴细胞 用 酶处理 并用
( B ) ,
196 5年高考 3年模拟 A版 生物学
第 3 节 胚胎工程
一、胚胎工程的理论基础
胚胎工程 对生殖细胞 受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理 然后将获得的胚胎移植到雌性动物体
、 ,
概念 内生产后代 以满足人类的各种需求 胚胎工程技术包括体外受精 胚胎移植和胚胎分割等
, 。 、
86U*K'+* E86U
186 1
86U1 F+86" >+ 52
8 16
I.D0 86
K
+ D0E &U5. 1 1+6
1 1+366366< U366+EDE**)UK +1
受精
,E EE1 U366/**)U41E
1UF6.U 6-= 6U K U
1 KK
理
U=U0 UK
K
论
"U> KK 1+
基
础 1 KK LDU 6"U 1 1D/4 U 15
胚胎
早期
发育
二、胚胎工程的技术及其应用
FK&
. 36
体外 过程 1 1
.86)
1" 861
受精
意义 提高动物繁殖能力的有效措施 可以为胚胎移植提供可用的胚胎
(1) 。(2)
E'7*6+ ' B 3 6+ '
)
K'
#6$2 B) , *)'U
/ +65 5
过程
7' F.1
65/
胚胎 65 5 96 6 '7 65
移植
K65 **U7
E=*
3 E= / 7'+
实质 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
意义 可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 缩短供体本身的繁殖周期
(1) 。(2)
第 23章 细胞工程 197续表
概念 采用机械方法将早期胚胎切割成 等份 等份或 等份等 经移植获得同卵双胎或多胎的技术
2 、4 8 ,
实质 动物的无性繁殖或克隆
选材 选择发育良好 形态正常的桑葚胚或囊胚
、
胚胎
分割 过程
促进优良动物品种的繁殖 产生的遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料 可以在
意义 (1) , 。(2)
胚胎移植前进行性别鉴定 遗传病筛查等 对于人工控制动物性别 动物繁育健康后代具有重要意义
、 , 、
知识归纳
()对囊胚阶段的胚胎进行分割时,将内细胞团均等分割的原因:囊胚阶段出现内细胞团,它将来发育成胎儿的各种
1
组织,其他细胞为滋养层细胞,将来发育成胎膜和胎盘。若分割时不能将内细胞团均等分割,会出现含内细胞团多的
部分正常发育的能力强,少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育等问题。
()试管动物、克隆动物和转基因动物的对比
2
试管动物 克隆动物 转基因动物
生殖方式 有性生殖 无性繁殖 有性生殖
涉及 不同点 体外受精 核移植 重组 技术(向受精卵内导入目的基因)
DNA
技术 共同点 动物细胞培养、胚胎移植等
遗传特性 具备双亲的遗传特性 主要与核供体相同 具备原有受精卵和导入的目的基因的遗传特性
学生用书 P174
真题选改判 3答案
. √
1( 甘肃, )胚胎移植过程中 受体藏羊 4( 天津,)经胚胎移植产生的后代 其遗传
.2024 16 , .2023 7 ,
丙需和卵细胞提供者藏羊甲进行同期发情 特性与受体均保持一致
。 ( )
处理 4答案
。 ( ) . ✕
1答案 5( 浙江 月选考, )胚胎分割技术提高了
. √ .2023 1 12
2( 贵州, )进行胚胎分割时通常是在原肠 移植胚胎的成活率
.2024 13
。 ( )
胚期进行分割 5答案
。 ( ) . ✕
2答案 6( 江苏,)克隆牛技术涉及体细胞核移植
. ✕ .2022 4 、
3( 湖北,)胚胎移植前可采集滋养层细胞 动物细胞培养 胚胎移植等过程
.2024 5
、 。 ( )
进行遗传学检测 6答案
。 ( ) . √
198 5年高考 3年模拟 A版 生物学
