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1、第6課時動物的克隆()第二章克隆技術(shù)選修3現(xiàn)代生物技術(shù)專題知識內(nèi)容要求考情解讀動物的克隆a1.簡述動物的細(xì)胞融合技術(shù)及應(yīng)用。2.描述動物細(xì)胞全能性的表現(xiàn)程度，說出動物難以克隆的原因。3.簡述動物細(xì)胞核移植的概念和程序。4.列舉動物細(xì)胞培養(yǎng)與動物細(xì)胞核移植的應(yīng)用和發(fā)展前景。一、動物的細(xì)胞融合技術(shù)及其應(yīng)用二、動物的克隆繁殖達(dá)標(biāo)檢測內(nèi)容索引一、動物的細(xì)胞融合一、動物的細(xì)胞融合技術(shù)及其應(yīng)用技術(shù)及其應(yīng)用1.細(xì)胞融合與細(xì)胞雜交細(xì)胞融合與細(xì)胞雜交(1)細(xì)胞融合含義：指 融合成一個細(xì)胞的現(xiàn)象。促融方法：滅活的 、 介導(dǎo)、電融合技術(shù)等，其中 是效率很高的新型細(xì)胞融合技術(shù)。(2)細(xì)胞雜交概念： 的細(xì)胞間的融合。應(yīng)

2、用：細(xì)胞雜交中 容易丟失，利用雜交細(xì)胞檢測特定_ 與特定基因產(chǎn)物(蛋白質(zhì))減少的對應(yīng)關(guān)系可進行 。新知導(dǎo)學(xué)兩個或多個細(xì)胞仙臺病毒聚乙二醇電融合技術(shù)基因型不同染色體染色體丟失基因定位2.單克隆抗體的制備單克隆抗體的制備(1)過程B淋巴細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞產(chǎn)生特定抗體的雜交細(xì)胞提取抗體(2)雜交瘤細(xì)胞的特點： ，產(chǎn)生 。(3)單克隆抗體的優(yōu)點：其識別抗原部位的專一性，比一般抗血清_ ，原因是一般抗血清中的抗體是_ 。(4)單克隆抗體的應(yīng)用：單抗可作為 ，研究相應(yīng)抗原蛋白的 、 及其 。無限增殖單克隆抗體優(yōu)越得多一群識別不同抗原部位的抗體混合物特異探針結(jié)構(gòu)細(xì)胞學(xué)分布功能血清抗體與單克隆抗體比較血清抗體與單

3、克隆抗體比較助學(xué)巧記助學(xué)巧記項目分泌細(xì)胞特點生產(chǎn)單克隆抗體雜交瘤細(xì)胞特異性強、靈敏度高產(chǎn)量高，易純化分離血清抗體各B淋巴細(xì)胞特異性差、靈敏度低產(chǎn)量低，分離困難概念指兩個或多個動物細(xì)胞融合成一個細(xì)胞的現(xiàn)象，其中基因型不同的細(xì)胞間的融合就是_原理_探究探究1理性思維理性思維下列是A細(xì)胞與B細(xì)胞融合雜交的過程圖解。思考回答相關(guān)問題：互動探究細(xì)胞雜交細(xì)胞膜的流動性誘導(dǎo)融合的方法物理、化學(xué)方法：聚乙二醇、電刺激等；生物方法：_過程描述膜融合質(zhì)融合核融合融合成功的標(biāo)志雜交細(xì)胞進行_重組細(xì)胞的特點雜交細(xì)胞具有兩個細(xì)胞的遺傳信息，能表現(xiàn)兩個親本的性狀應(yīng)用檢測特定染色體丟失與特定基因產(chǎn)物(蛋白質(zhì))減少的對應(yīng)關(guān)系

4、進行 ；制備_滅活的病毒有絲分裂基因的定位單克隆抗體探究探究2圖示解讀圖示解讀下列是制備單抗的基本方法步驟。請完善右圖并思考回答相關(guān)問題：1.制備單克隆抗體的關(guān)鍵思路是：(1)克隆單一的B淋巴細(xì)胞，形成細(xì)胞群；(2)將_與骨髓瘤細(xì)胞融合，獲得雜交瘤細(xì)胞。骨髓瘤雜交細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞體外培養(yǎng)B淋巴細(xì)胞2.用B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的原因是什么？答案答案答案(1)每一個B淋巴細(xì)胞只能分泌一種特異性抗體；不同種類的B淋巴細(xì)胞分泌的抗體不同；(2)B淋巴細(xì)胞在體外培養(yǎng)時不能無限增殖，骨髓瘤細(xì)胞能夠無限增殖。3.雜交瘤技術(shù)制備單克隆抗體的最大優(yōu)點：可以從特異抗原成分比例極少的抗原混合物中獲得 。4.制備單

5、克隆抗體過程中的幾種細(xì)胞的特點：(1)免疫的B淋巴細(xì)胞：能產(chǎn)生 ，但不能無限增殖。(2)骨髓瘤細(xì)胞：能 ，但不能產(chǎn)生抗體。(3)雜交瘤細(xì)胞：既能產(chǎn)生 ，又能在培養(yǎng)條件下進行 。單抗單一抗體無限增殖特定的抗體無限增殖5.單克隆抗體制備過程中有兩次篩選，其目的分別是什么？答案答案答案第一次篩選是在B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合之后，篩選出只有B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的雜交細(xì)胞。第二次篩選需先在多孔培養(yǎng)皿上培養(yǎng)，在每個孔只有一個雜交瘤細(xì)胞的情況下開始培養(yǎng)，然后再篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群。6.獲取單克隆抗體的場所：若在培養(yǎng)基中進行雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng)，則從 中提?。蝗粼谛∈蠡蚱渌麆游锔骨恢信囵B(yǎng)，則從 中

6、提取。培養(yǎng)液腹水例例1(2017浙江選考聯(lián)考)TOP2A蛋白在多種腫瘤細(xì)胞中大量表達(dá)，成為抗腫瘤的研究靶點，某科研單位制作了TOP2A蛋白的單克隆抗體。請回答：(1)利用基因工程制備TOP2A蛋白：TOP2A蛋白基因和質(zhì)粒用_處理并連接成重組質(zhì)粒，然后導(dǎo)入經(jīng)_處理的大腸桿菌，并將大腸桿菌接種到含氨芐青霉素的LB液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)離心得到菌體，破碎提純得到TOP2A蛋白。答案解析限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶CaCl2解析解析在基因工程中常用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶處理并連接目的基因和質(zhì)粒。為提高重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌的概率，常用CaCl2處理大腸桿菌，以增大大腸桿菌細(xì)胞壁的通透性。(2)

7、TOP2A蛋白單克隆抗體的制備：將TOP2A蛋白反復(fù)多次注射到小鼠體內(nèi)，使其發(fā)生_，取經(jīng)過免疫的小鼠B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞在_(填物質(zhì)名稱)介導(dǎo)下發(fā)生細(xì)胞融合，形成雜交瘤細(xì)胞。并將各雜交瘤細(xì)胞單獨分裝培養(yǎng)，經(jīng)篩選、_后，獲得能產(chǎn)生單一抗體的_(A.連續(xù)細(xì)胞系B.有限細(xì)胞系 C.連續(xù)細(xì)胞株D.有限細(xì)胞株)。免疫反應(yīng)聚乙二醇克隆培養(yǎng)C解析解析在雜交瘤細(xì)胞制備過程中，常用聚乙二醇作介導(dǎo)物質(zhì)，選擇發(fā)生免疫的B細(xì)胞和可無限傳代的骨髓瘤細(xì)胞融合，篩選后獲得能產(chǎn)生某一特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。雜交瘤細(xì)胞能夠無限增殖，且篩選后已分離純化，因此雜交瘤細(xì)胞單獨分裝培養(yǎng)，經(jīng)篩選、克隆培養(yǎng)后，獲得的是能產(chǎn)生單一抗體的連續(xù)

8、細(xì)胞株。答案解析(1)若A細(xì)胞是小鼠骨髓瘤細(xì)胞,則B細(xì)胞是取自_的細(xì)胞，C過程化學(xué)誘導(dǎo)試劑常用_。例例2(2016瑞安期中節(jié)選)科學(xué)家從病死的家禽和候鳥體內(nèi)分離到了H5N1禽流感病毒，用以生產(chǎn)可以預(yù)防和治療禽流感的抗體，如圖為單克隆抗體制備過程示意圖，圖中AG分別表示生物技術(shù)或細(xì)胞名稱，請回答有關(guān)問題：感染H5N1病毒的動物或人聚乙二醇答案解析解析解析單克隆抗體制備時將經(jīng)過免疫的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合，若A細(xì)胞是小鼠骨髓瘤細(xì)胞，則B細(xì)胞是取自感染H5N1禽流感病毒的動物或人的細(xì)胞。C過程為動物細(xì)胞融合，利用的誘導(dǎo)方法有物理法(電刺激)、化學(xué)法(聚乙二醇)、生物法(滅活的病毒)。(2)僅考慮

9、某細(xì)胞兩兩融合，可能形成3種類型的D細(xì)胞，需經(jīng)兩次篩選，選出_(填特點)的E細(xì)胞用于培養(yǎng)。既能無限增殖又能產(chǎn)生特異性抗體解析解析假設(shè)僅考慮某兩個細(xì)胞的融合，則可能形成雜交瘤細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞自身融合細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞自身融合細(xì)胞3種類型的D細(xì)胞，因此需用選擇性培養(yǎng)基篩選出既能無限增殖又能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞用于培養(yǎng)。答案解析解析解析在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中培養(yǎng)液中必須通入O2和CO2，通入CO2的目的是維持培養(yǎng)液的pH。隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增多，就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制，需要用胰蛋白酶等處理使細(xì)胞從瓶壁上分離下來。(3)在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中培養(yǎng)液中必須通入O2和CO2，通入CO

10、2的目的是_。隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增多，就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的_。維持培養(yǎng)液的pH接觸抑制答案解析二、動物的克隆繁殖二、動物的克隆繁殖1.不同的動物細(xì)胞及全能性的表現(xiàn)程度不同的動物細(xì)胞及全能性的表現(xiàn)程度(1)受精卵：具有使后代細(xì)胞形成 的潛能。(2)二分裂球：具有 ，每一個細(xì)胞都可以發(fā)育為完整的個體，可形成 個體。(3)多能細(xì)胞：具有分化為 的潛能。(4)單能細(xì)胞：只能分化為 。(5)已分化的細(xì)胞： 為其他細(xì)胞，甚至終生不再分裂。新知導(dǎo)學(xué)完整個體全能性同卵孿生多種組織細(xì)胞一種細(xì)胞不再分化2.動物難以克隆的根本原因：動物難以克隆的根本原因：來自動物的體細(xì)胞均已發(fā)生了分化，基因組中基因

11、的活動 ，不能像受精卵那樣發(fā)揮細(xì)胞的全能性，以此為起點進行動物克隆，難度很大。很不完全3.動物體細(xì)胞克隆動物體細(xì)胞克隆原理和主要技術(shù)：利用 的全能性進行 ，將動物的一個細(xì)胞核移入一個已經(jīng)去掉細(xì)胞核的 中，使其重組并發(fā)育成為一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體(克隆動物)。4.克隆動植物的應(yīng)用克隆動植物的應(yīng)用(1)為 的治療、優(yōu)良品種的培育等提供了重要途徑。(2)對物種的優(yōu)化、 的保存和轉(zhuǎn)基因動物的擴群有重要意義。(3)豐富了人們的物質(zhì)生活，可降低畜牧業(yè)的成本，縮短 ，提高生產(chǎn)效率。細(xì)胞核核移植卵細(xì)胞遺傳疾病瀕危動物育種年限克隆植物體細(xì)胞與克隆動物體細(xì)胞相比較而言，哪個較容易獲得成功呢？

12、為什么？答案答案克隆植物體細(xì)胞較容易成功。植物體細(xì)胞具有全能性，在一定條件下能表現(xiàn)出來；而動物體細(xì)胞全能性降低，但是細(xì)胞核內(nèi)含有全套遺傳物質(zhì)，仍然具有全能性。思考思考答案探究探究理性思維理性思維完成綿羊“多莉”克隆流程圖：1.體細(xì)胞羊的克隆成功證明：(1)高度分化的細(xì)胞經(jīng)過一定技術(shù)處理，可以回復(fù)到類似 時期的功能。(2)在胚胎和個體發(fā)育中，細(xì)胞質(zhì)具有調(diào)控_發(fā)育的作用。互動探究細(xì)胞核核移植早期子宮受精卵細(xì)胞核2.為什么選擇卵細(xì)胞作為受體細(xì)胞？受體細(xì)胞去核的原因是什么？答案答案一方面，卵細(xì)胞大，易于操作，且卵黃多，營養(yǎng)豐富，為發(fā)育提供充足的營養(yǎng)。另一方面，卵細(xì)胞此時具備受精能力，細(xì)胞質(zhì)中含有能刺激

13、融合后重組細(xì)胞進行分裂、分化并形成重組胚胎的物質(zhì)。受體細(xì)胞去核的原因是保證克隆動物的遺傳物質(zhì)最大程度地來自有重要利用價值的動物。答案3.為什么核移植技術(shù)獲得的動物與供核動物性狀不完全相同？答案答案(1)克隆動物絕大部分DNA來自于供體細(xì)胞核，但其核外線粒體中的DNA來自于受體卵細(xì)胞。(2)性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果。供核動物生活的環(huán)境與克隆動物所生活的環(huán)境不會完全相同，其性狀也不可能和供核動物完全相同。(3)在個體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變，產(chǎn)生供核動物沒有的性狀。答案4.動物體細(xì)胞核移植屬于哪種生殖方式？為什么？答案答案無性生殖。因為動物體細(xì)胞核移植最終得到的個體的細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)完全

14、來自一個個體，不是精卵受精得到的，因此屬于無性生殖。答案例例3(2017臺州中學(xué)調(diào)研)下列有關(guān)克隆的敘述，錯誤的是 A.動物難以克隆的根本原因是基因組中的基因不完整B.細(xì)胞克隆可用于從普通細(xì)胞系中分離出缺乏特殊基因的突變細(xì)胞系C.“多莉”綿羊的性狀與供核綿羊不完全相同D.動物細(xì)胞培養(yǎng)需要用胰蛋白酶把組織分散成單個細(xì)胞答案解析解析解析動物難以克隆的根本原因是動物細(xì)胞的全能性受到抑制，全能性降低，A錯誤；細(xì)胞克隆的主要用途之一，就是從普通細(xì)胞系中分離出缺乏特殊基因的突變細(xì)胞系，B正確；“多莉”綿羊的細(xì)胞核基因來自供核綿羊，而細(xì)胞質(zhì)基因來自提供細(xì)胞質(zhì)個體，所以其性狀與供核綿羊不完全相同，C正確；動物

15、細(xì)胞培養(yǎng)需要用胰蛋白酶把組織分散成單個細(xì)胞，D正確。利用酶解法獲得的組織單細(xì)胞懸液中含有不同類型的細(xì)胞，進行細(xì)胞克隆時，需要保證分離出來的細(xì)胞是一個而不是多個，即必須確保所建成的克隆來源于單個細(xì)胞。易混易錯易混易錯下列各項有關(guān)表述錯誤的是 A.克隆羊“多莉”的主要性狀與甲羊一致，因為其細(xì)胞核基因來自甲羊B.克隆羊“多莉”的培育過程中采用的生物技術(shù)有細(xì)胞核移植和胚胎移植C.乙羊的去核卵細(xì)胞為重組細(xì)胞的基因表達(dá)提供了細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境條件D.此過程說明高度分化的動物細(xì)胞具有全能性例例4下圖為克隆羊“多莉”的培育過程示意圖：答案解析解析解析生物的性狀主要由細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)控制，克隆羊的主要性狀與提供細(xì)胞

16、核的個體基本一致，A正確；甲羊的體細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中形成重組細(xì)胞后，在體外適宜條件下培養(yǎng)至早期胚胎再移植到第三只羊的子宮內(nèi)完成妊娠、分娩等過程，用到了細(xì)胞核移植技術(shù)和胚胎移植技術(shù)，B正確；選擇去核卵細(xì)胞是因為其細(xì)胞質(zhì)中含有使體細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)，C正確；此實驗只能說明高度分化的動物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性，D錯誤。原理：細(xì)胞膜的_誘導(dǎo)方法：滅活的病毒、_ 介導(dǎo)、 技術(shù)等意義動物細(xì)胞的 的表現(xiàn)程度動物難以克隆的根本原因流動性聚乙二醇電融合全能性學(xué)習(xí)小結(jié)學(xué)習(xí)小結(jié)動物的細(xì)胞融合技術(shù)及其應(yīng)用細(xì)胞融合與細(xì)胞雜交單克隆抗體的制備原理制備流程單抗的優(yōu)點動物的克隆繁殖核移植與克隆動物過程應(yīng)用發(fā)展前景

17、達(dá)標(biāo)檢測1.下列關(guān)于動物細(xì)胞融合的說法不正確的是 A.細(xì)胞融合和細(xì)胞培養(yǎng)是細(xì)胞工程的主要技術(shù)手段B.細(xì)胞融合可以發(fā)生在相同基因型或不同基因型細(xì)胞之間C.常用于誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的手段：聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激、 紫外線照射D.細(xì)胞融合被譽為免疫學(xué)中的一次革命，主要是其促進了單抗技術(shù)的 發(fā)展答案解析1234512345解析解析動物細(xì)胞工程的主要技術(shù)手段有動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞融合，A正確；細(xì)胞融合可以在基因型相同或不同的細(xì)胞間進行，B正確；常用于誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的手段：聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等，紫外線照射不可以誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合，C錯誤；細(xì)胞融合技術(shù)促進了單抗技術(shù)的發(fā)展，被譽為免疫學(xué)中的一

18、次革命，D正確。2.如圖為某哺乳動物的生殖過程圖，下列敘述正確的是 A.個體2為克隆動物，c為高度分化的體細(xì)胞B.個體2的遺傳性狀與提供b細(xì)胞的母羊完全不同C.產(chǎn)生動物個體2的生殖方式為有性生殖D.e細(xì)胞為完成減數(shù)分裂的卵細(xì)胞答案解析12345解析解析通過克隆技術(shù)培育的動物稱為克隆動物，提供細(xì)胞核的是高度分化的體細(xì)胞，A項正確；考慮到細(xì)胞質(zhì)基因，應(yīng)該是“有相同之處”，B項錯誤；動物的克隆實際上是無性生殖過程，C項錯誤；e細(xì)胞是處于減數(shù)第二次分裂中期的卵細(xì)胞，并沒有完全完成減數(shù)分裂，D項錯誤。123453.單克隆抗體制備過程中，骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)融合后，要用特定培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞。在

19、這種培養(yǎng)基上不能存活增殖的細(xì)胞是 B淋巴細(xì)胞小鼠骨髓瘤細(xì)胞B淋巴細(xì)胞自身融合細(xì)胞小鼠骨髓瘤細(xì)胞自身融合細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞A. B.C. D.答案解析1234512345解析解析單克隆抗體的制備過程中，骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞融合時，有以下三種情況：未發(fā)生融合的細(xì)胞(B淋巴細(xì)胞、小鼠骨髓瘤細(xì)胞)；自身融合的細(xì)胞(B淋巴細(xì)胞自身融合、小鼠骨髓瘤細(xì)胞自身融合)；骨髓瘤細(xì)胞與單個B淋巴細(xì)胞融合的雜交瘤細(xì)胞。雜交瘤細(xì)胞是制備單克隆抗體必需的，因此要將其篩選出來。A.是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應(yīng)細(xì)胞毒性T細(xì)胞B.中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細(xì)胞的形成C.同時具有脾臟細(xì)胞和鼠骨髓瘤細(xì)胞的特性D.是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得

20、的能分泌特異性抗體的細(xì)胞群4.下圖是單克隆抗體制備流程的簡明示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是 答案解析1234512345解析解析是已經(jīng)獲得免疫的B淋巴細(xì)胞，A項錯誤；胰蛋白酶使得組織塊分散為單個細(xì)胞，B項錯誤；同時具有B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的特性，C項錯誤；經(jīng)篩選后能夠獲得分泌特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞，D項正確。5.單純皰疹病毒型(HSV1)可引起水泡性口唇炎。利用雜交瘤技術(shù)制備出抗HSV1的單克隆抗體可快速檢測HSV1?；卮鹣铝袉栴}：(1)在制備抗HSV1的單克隆抗體的過程中，先給小鼠注射一種純化的HSV1蛋白，一段時間后，若小鼠血清中抗_的抗體檢測呈陽性，說明小鼠體內(nèi)產(chǎn)生了_反應(yīng)，再從小鼠的_

21、中獲取B淋巴細(xì)胞。將該B淋巴細(xì)胞與小鼠的_細(xì)胞融合，再經(jīng)過篩選、檢測，最終可獲得所需的雜交瘤細(xì)胞，該細(xì)胞具有的特點是_。12345答案解析HSV1蛋白體液免疫脾臟骨髓瘤無限增殖且產(chǎn)生專一抗體12345解析解析給小鼠注射HSV1后，小鼠體內(nèi)發(fā)生體液免疫，小鼠血清中產(chǎn)生抗HSV1蛋白的抗體。B淋巴細(xì)胞是從小鼠的淋巴器官中(如脾、骨髓、扁桃體、胸腺等)獲取。雜交瘤細(xì)胞由B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合而來，具有兩個親本細(xì)胞的特性；既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。(2)若要大量制備抗該蛋白的單克隆抗體，可將該雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠的_中使其增殖，再從_中提取、純化獲得。12345答案解析腹腔腹水解析解析若想獲得大量單克隆抗體，通常有兩種方法：一是將雜交瘤細(xì)胞在動物細(xì)胞培養(yǎng)液中培養(yǎng)，然后從動物細(xì)胞培養(yǎng)液中篩選分離出單克隆抗體；二是將雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠的腹腔中使其增殖，然后從小鼠的腹水中提取純化獲得。(3)通過上述方法得到的單克隆抗體可準(zhǔn)確地識別這種HSV1蛋白，其原因是該抗體具有_和_等特性。12345答案解析純度高特異性強解析解析單克隆抗體具有：特異性強、純度高的特點。