專題八生物技術與工程壹貳發酵工程細胞工程目錄/DIRECTORY叁基因工程的操作工具和步驟肆PCR技術和基因編輯技術及其應用貳細胞工程核心考點考試頻次考題統計植物細胞工程3年27次（2025浙江卷）植物組織培養（2025浙江卷）植物體細胞雜交技術（2024廣西卷）植物組織培養技術綜合（2024江蘇卷）植物細胞工程應用（2024北京卷）植物體細胞雜交技術（2024甘肅卷）植物組織培養技術綜合（2024安徽卷）植物細胞工程應用動物細胞工程3年23次（2024福建卷）單克隆抗體的制備（2024海南卷）動物細胞融合（2024江蘇卷）動物細胞培養（2024江蘇卷）干細胞工程（2024重慶卷）克隆技術胚胎工程3年11次（2024北京卷）胚胎發育（2024甘肅卷）胚胎移植技術（2024湖北卷）精子和卵子的發生（2024湖北卷）胚胎移植近幾年的高考中多是對單克隆抗體的制備過程進行考察，并逐漸拓展到多抗和雙抗的制備等。細胞工程延伸植物細胞工程原理①_________________植物細胞培養脫分化、再分化常用技術植物組織培養植物體細胞雜交快速繁殖作物培育脫毒苗培育作物新品種常用方法應用化學法、物理法培育雜種植株植物細胞的全能性生產次生代謝物，如紫草寧、紫杉醇等應用關鍵步驟植物細胞A植物細胞B原生質體A原生質體B原生質體融合再生出細胞壁雜種細胞愈傷組織雜種植株去細胞壁纖維素酶果膠酶物理方法化學方法：離心振動電刺激聚乙二醇(PEG)、高Ca2+-高pH融合法脫分化植物組織培養植物細胞融合酶解法人工誘導方法再分化標志著原生質體融合的成功（雜種細胞形成）可通過質壁分離與復原的方法檢測細胞壁的形成細胞工程動物細胞工程動物細胞培養條件過程干細胞培養及其應用種類應用②__________成體干細胞誘導多能干細胞動物細胞融合技術常用方法原理應用③________________動物體細胞核移植技術原理常用于動物細胞核的全能性培育克隆動物步驟胚胎干細胞單克隆抗體的制備細胞工程胚胎工程理論基礎受精早期胚胎發育體外受精胚胎移植胚胎分割常用技術生理學基礎實質同期發情處理后，供體和受體生殖器官的生理變化相同受體不會對供體胚胎發生免疫排斥反應受體孕育的后代遺傳特性與供體基本一致早期胚胎空間位置的轉移意義發揮雌性優良個體繁殖潛力胚胎工程的最終技術環節地位深化點(一)植物細胞工程1.厘清植物細胞工程兩大技術深化點(一)植物細胞工程1.厘清植物細胞工程兩大技術(1)植物組織培養中添加蔗糖的目的是

。植物體細胞雜交的培養基中要添加蔗糖溶液且濃度略

原生質體內的濃度,以便于去除細胞壁。提供營養和調節滲透壓大于(2)脫分化階段

光,再分化階段

光。不需要需要(3)生長素與細胞分裂素的比值

時,促進根的分化、抑制芽的形成;比值

時,促進芽的分化、抑制根的形成。高低(4)原生質體融合成功的標志是

。植物體細胞雜交完成的標志是

。再生出細胞壁培育出雜種植株深化點(一)植物細胞工程2.辨明兩類目標(試管苗、細胞產物)的培養流程植物細胞培養技術是工廠化生產相關代謝產物的一條有效途徑,其原理是細胞增殖。在生產中通常要將植物細胞培養到愈傷組織階段,因為此時細胞分裂能力旺盛,代謝快,有利于產物生成。[例1]

(2024·安徽高考)植物細胞懸浮培養技術在生產中已得到應用。某興趣小組嘗試利用該技術培養胡蘿卜細胞并獲取番茄紅素,設計了以下實驗流程和培養裝置(如圖),請同學們進行評議。下列評議不合理的是(

)A.實驗流程中應該用果膠酶等處理愈傷組織,制備懸浮細胞B.裝置中的充氣管應置于液面上方,該管可同時作為排氣管C.裝置充氣口需要增設無菌濾器,用于防止雜菌污染培養液D.細胞培養需要適宜的溫度,裝置需增設溫度監測和控制設備C裝置中的充氣管應置于液面下方,以利于增加培養液中的溶氧量,該管不能同時作為排氣管1.(2024·成都期末)植物細胞質中的葉綠體有相對獨立的遺傳體系,控制著許多優良性狀。胞質雜交是植物體細胞雜交應用的一個重要方面,下圖是利用胞質雜交培育抗病植株的實驗流程,下列敘述正確的是()A.過程①需用纖維素酶和蛋白酶處理細胞壁B.利用聚乙二醇可誘導②和③過程的發生C.在③④⑤過程中都會形成新的細胞壁D.④和⑤過程通常在同一種培養基中進行C果膠酶④⑤過程存在有絲分裂2.(2024·大理開學考試)在藍莓組織培養過程中,由于外植體切口處細胞被破壞,表面顏色由綠色逐漸變為褐色,該現象稱為褐變。褐變過程能產生豐富的酚類化合物,這些物質具有抗氧化、抑制病原微生物生長等作用,有利于植物抵御逆境的侵害。但褐變的發生會使植物表面顏色發生變化,降低了植物的光合作用效率。下列敘述正確的是()A.褐變過程產生的酚類化合物屬于次生代謝物,是植物生命活動所必需的B.褐變是植物受到干旱、病蟲害或遭受機械損傷等外界壓力的一種適應性反應C.外植體褐變持續時間過長,不會對藍莓組織培養產生影響D.宜選用藍莓成熟葉片為材料制備外植體,并適當降低繼代培養的頻率以減少褐變B分裂比較旺盛,容易表達細胞的全能性深化點(二)動物細胞工程1.動物細胞培養(1)原理:細胞增殖。(2)過程動物細胞培養中兩次使用胰蛋白酶的作用不同的：第一次是處理剪碎的組織,使其分散成單個細胞;第二次是使貼壁細胞從瓶壁上脫落下來,分散成單個細胞。深化點(二)動物細胞工程2.單克隆抗體的制備(1)原理:細胞膜的流動性、細胞增殖。(2)過程深化點(二)動物細胞工程3.動物體細胞核移植技術(1)原理:動物細胞核的全能性。(2)過程情境1：雙特異性抗體雙特異性抗體是指一個抗體分子可以與兩個不同抗原或同一抗原的兩個不同抗原表位相結合，目前最常利用雙雜交瘤細胞法來制備。長春花是原產于非洲東海岸的野生花卉，其所含的長春堿具有良好的抗腫瘤作用。下圖是能同時識別癌胚抗原和長春堿的雙特異性單克隆抗體作用圖。1.雙特異性抗體可同時與癌細胞和免疫細胞特異性結合，它一端與癌細胞結合，一端與T細胞結合，將T細胞拉近癌細胞，大大提高了殺滅癌細胞的效率。CD19是癌細胞表面的抗原蛋白，CD3蛋白受體位于T細胞表面，與抗體結合后，其免疫功能得到激活。下圖是研究人員通過雜交瘤細胞技術生產雙特異性單克隆抗體的部分過程。回答下列問題。(1)給小鼠注射CD19蛋白，是為了從小鼠的脾中分離得到__________________；注射的抗原A是指____________。(2)過程②和④所用誘導方法與誘導植物細胞融合所用方法的不同之處是______________。

免疫的B淋巴細胞CD3蛋白可用滅活的病毒誘導1.雙特異性抗體可同時與癌細胞和免疫細胞特異性結合，它一端與癌細胞結合，一端與T細胞結合，將T細胞拉近癌細胞，大大提高了殺滅癌細胞的效率。CD19是癌細胞表面的抗原蛋白，CD3蛋白受體位于T細胞表面，與抗體結合后，其免疫功能得到激活。下圖是研究人員通過雜交瘤細胞技術生產雙特異性單克隆抗體的部分過程。回答下列問題。過程③培養雜交瘤細胞時需提供的氣體條件是95%空氣和5%CO的混合氣體，其中CO2的主要作用是

。過程⑤篩選獲得的細胞具有的特點是___________________。(3)與從血清中提取的CD19抗體、抗A抗原的抗體相比，通過雙雜交瘤細胞得到雙特異性單克隆抗體的優點是______________________________________。雙特異性單克隆抗體治療癌癥的效果往往優于抗體CD19和A抗體的聯合使用，原因是_____________________________________________。維持培養液的pH既能無限增殖，又能產生特異性抗體雙特異性單克隆抗體可以識別兩種抗原既不損傷正常細胞，又減少了用藥劑量[例2](2024·黑吉遼高考)從小鼠胚胎中分離獲取胚胎成纖維細胞進行貼壁培養,在傳代后的不同時間點檢測細胞數目,結果如圖。下列敘述正確的是()A.傳代培養時,培養皿需密封防止污染B.選取①的細胞進行傳代培養比②更合理C.直接用離心法收集細胞進行傳代培養D.細胞增長進入平臺期可能與細胞密度過大有關D95%空氣和5%CO2的混合氣體環境①的細胞處于指數增長初期胰蛋白酶處理后再用離心法收集3.(2024·張掖模擬)豬繁殖與呼吸綜合征(又稱“豬藍耳病”)是造成養豬業重大損失的主要疾病之一,CD163基因表達的蛋白質是豬繁殖與呼吸綜合征病毒感染的關鍵受體,某團隊通過基因工程和細胞核移植技術成功培育了CD163基因敲除大白豬。下列有關說法錯誤的是()A.基因敲除應選擇豬胚胎成纖維細胞的連續細胞系作為重組DNA的受體細胞B.對經篩選的陽性轉化細胞進行克隆化培養后作為供體細胞進行細胞核移植C.采用電融合方法可促進核供體和受體細胞的融合及重組細胞的分裂發育D.可從克隆豬仔耳組織提取DNA進行相關檢測確定CD163基因是否成功敲除A傳代10代以內的細胞（有限細胞系）4.(2024·周口模擬)米酵菌酸(BA)是由椰毒假單胞菌產生的一種可以引起食物中毒的毒素,中毒者死亡率高達50%。為了應對中毒后的快速治療處理,科研人員進行了下列實驗:①細胞融合及篩選按小鼠脾臟細胞∶骨髓瘤細胞=10∶1的比例混合后緩慢滴加1mLPEG(邊加邊輕輕攪拌),靜置1min,離心后棄去上清液,用HAT培養基進行選擇培養,選出雜交瘤細胞,后用96孔細胞培養板進行培養,培養后利用BA進行檢測。②抗BA的單克隆抗體腹水的制備選取10只6周齡小鼠,腹腔注射1×106個雜交瘤細胞,2周后收集小鼠腹水。③抗BA的單克隆抗體特異性檢測選取BA及5種BA結構類似物(毒黃素、T-2毒素、嘔吐毒素、河豚毒素、黃曲霉毒素B1)進行特異性檢測,結果如表(IC50為半數抑制濃度)。交叉物BA毒黃素T-2毒素嘔吐毒素河豚毒素黃曲霉毒素B1IC50/(ng/mL)10>10000>10000>10000>10000>10000回答下列問題:(1)實驗所用小鼠應在實驗前利用_____________進行免疫。已免疫小鼠脾臟剪碎后,用________酶處理使其分散成單個細胞。

(2)實驗中滴加PEG時邊加邊輕輕攪拌的目的是________________________________________________________________。誘導動物細胞融合的方法除實驗中所用方法外,還可以采用_______法和_____________法。

BA(米酵菌酸)胰蛋白促進PEG與小鼠脾臟細胞、骨髓瘤細胞混合,提高誘導融合效率電融合滅活病毒誘導交叉物BA毒黃素T-2毒素嘔吐毒素河豚毒素黃曲霉毒素B1IC50/(ng/mL)10>10000>10000>10000>10000>10000(3)用HAT培養基能選擇培養出雜交瘤細胞的原因是__________________________________________________________________________。用96孔細胞培養板進行培養時需先將細胞懸浮液稀釋到7~10個細胞/mL,再在每個培養孔中滴加0.1mL稀釋后的細胞懸浮液,其目的是______________________________________________________。

(4)表格數據表明抗BA的單克隆抗體與這5種BA結構類似物_____

(填“有”或“沒有”)交叉反應,說明_____________________。

在該培養基上,未融合的細胞和融合的具有同種核的細胞都會死亡,只有雜交瘤細胞能生長使每個孔中盡量只接種一個雜交瘤細胞,達到單克隆培養的目的沒有抗BA的單克隆抗體的特異性良好深化點(三)胚胎工程1.熟知胚胎工程的操作流程深化點(三)胚胎工程2.歸納胚胎工程中的3個“兩”(1)受精的標志是觀察到兩個極體或者雌、雄原核。