2021版高考生物一輪復(fù)習(xí) 選修3 第2講 細胞工程學(xué)案 蘇教版

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1、 第2講　細胞工程 1.植物的組織培養(yǎng)(Ⅱ) 2.動物細胞培養(yǎng)與體細胞克隆(Ⅱ) 3.細胞融合與單克隆抗體(Ⅱ) 1.細胞全能性的物質(zhì)基礎(chǔ)，生物生長的細胞學(xué)基礎(chǔ)等。（生命觀念） 2.植物細胞工程的基本操作流程及單克隆抗體的制備過程示意圖等。（科學(xué)思維） 3.植物細胞工程的應(yīng)用等。（科學(xué)探究） 4.正確看待禁止生殖性克隆。（社會責(zé)任） 植物細胞工程技術(shù)及其應(yīng)用 1．細胞工程的概念 (1)原理方法：細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法。 (2)操作水平：細胞水平或細胞器水平。 (3)達到目的：按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品。 (4

2、)類型：根據(jù)操作對象的不同，可分為植物細胞工程和動物細胞工程。 2．植物組織培養(yǎng)技術(shù) (1)概念理解 ①培養(yǎng)對象：離體的植物組織、器官、細胞或原生質(zhì)體。 ②培養(yǎng)條件：無菌、人工配制的培養(yǎng)基、相關(guān)激素等人工控制條件。 ③培養(yǎng)結(jié)果：產(chǎn)生部分或完整植株。 (2)理論基礎(chǔ)：植物細胞的全能性。 ①含義：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。 ②物質(zhì)基礎(chǔ)：細胞內(nèi)含有本物種全部的遺傳信息。 (3)填寫操作過程圖 ―→ 圖中①表示脫分化，②表示再分化，A表示愈傷組織，B表示叢芽或胚狀體。 3．植物體細胞雜交技術(shù) (1)概念：將不同種的植物體細胞，在一定

3、條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新的植物體的技術(shù)。 (2)原理：體細胞雜交利用了細胞膜的流動性，雜種細胞培育成雜種植株利用了植物細胞的全能性。 (3)過程 (4)意義：克服不同種生物遠緣雜交不親和的障礙、獲得雜種植株。 4．植物細胞工程的實際應(yīng)用 (1)植物繁殖的新途徑 ①微型繁殖：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 ②作物脫毒：選取作物莖尖、根尖等無毒組織進行組織培養(yǎng)，獲得脫毒苗的技術(shù)。 ③人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子，可以解決某些植物結(jié)實率低、繁殖困難的問題。 (2)作物新品種的培育：單倍體育

4、種和突變體的利用。 (3)細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：即利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料和生物堿等。 1．細胞全能性 (1)原理：細胞內(nèi)含有本物種全部的遺傳信息。 (2)體內(nèi)細胞全能性不表達的原因：基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達。 (3)細胞全能性表達的條件：具完整細胞結(jié)構(gòu)，離體，無菌，一定的營養(yǎng)、激素和其他適宜的外界條件。 (4)細胞全能性大小與細胞分化程度成反比。 2．激素比例與細胞分裂分化的關(guān)系 (1)適當提高生長素與細胞分裂素的比例容易生根。 (2)適當提高細胞分裂素與生長素的比例容易生芽。 (3)比例適中誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織。如圖所示：

5、 3．對不同物種植物體細胞雜交和有性雜交的比較 (1)結(jié)果不同 ①體細胞雜交：不管染色體數(shù)、基因組還是染色體組都采用直接相加。 ②植物有性雜交：先減半再相加。 (2)適用的定律不同 ①有性生殖過程中符合孟德爾遺傳定律。 ②植物體細胞雜交：屬于無性生殖，不符合孟德爾遺傳定律。 1．研究人員選取番茄葉片進行植物組織培養(yǎng)，制備人工種子，嘗試利用箭頭及簡潔的文字寫出其制備流程圖。 [提示]　番茄葉片→葉組織塊愈傷組織有生根發(fā)芽能力的胚狀體結(jié)構(gòu)人工種子。 2．結(jié)合誘變育種從細胞工程的角度出發(fā)，簡述一種培育抗寒香蕉品種的方法及步驟。 [提示]　體細胞誘變育種。利用誘變劑等

6、方法使香蕉離體培養(yǎng)細胞發(fā)生基因突變，在利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)發(fā)育成完整植株，然后篩選培育出抗寒品種。 考查植物組織培養(yǎng)及其應(yīng)用 1．(2019·淄博高三模擬)水稻是我國重要的糧食作物，植物組織培養(yǎng)技術(shù)在水稻育種和繁殖中有重要作用。請回答： (1)以水稻的花藥作外植體，經(jīng)脫分化后可形成愈傷組織。與外植體相比，愈傷組織細胞的特點是____________________。比較脫分化培養(yǎng)基和再分化培養(yǎng)基，二者的基本成分相同，但用于誘導(dǎo)細胞分化的__________________不完全相同。 (2)水稻的單倍體育種過程包括_____________和_______，與雜交育種相比，單倍體育

7、種的優(yōu)點是_____________。 (3)雜種優(yōu)良稻所結(jié)籽粒不宜做種子，故人們常用人工種子解決此類水稻的繁殖問題：以植物組織培養(yǎng)得到的________為材料，外面包上人工種皮。人工種皮的成分中除有機碳、無機鹽外，還可添加_____________等物質(zhì)，用以促進人工種子的生長發(fā)育、提高抵抗病菌的能力。與天然種子相比，人工種子的優(yōu)點是_______________。 [解析]　(1)愈傷組織是由外植體脫分化而來，由一團具有分裂能力的細胞組成，愈傷組織細胞的特點是：分裂旺盛、高度液泡化的薄壁細胞。決定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素的種類和比例，由于植物激素的種類和比例不同，誘導(dǎo)分化

8、的結(jié)果也不同。 (2)水稻的單倍體育種過程包括花藥的離體培養(yǎng)和秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍。與雜交育種相比，單倍體育種的優(yōu)點是明顯縮短育種時間(后代基因純合)。 (3)人工種子就是以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。為促進人工種子的生長發(fā)育、提高抵抗病菌的能力，在人工種皮的成分中應(yīng)添加植物生長調(diào)節(jié)劑(植物激素)、農(nóng)藥等物質(zhì)。與天然種子相比，人工種子的優(yōu)點有保持親本的優(yōu)良性狀，防止性狀分離，克服季節(jié)、氣候、地域的限制，大量快速生產(chǎn)，節(jié)約時間、土地等。 [答案]　(1)細胞壁薄，具有分裂能力　激素的種類和比例　(2)花藥的離體培養(yǎng)　秋水仙素誘導(dǎo)染色體加

9、倍　明顯縮短育種時間(后代基因純合)　(3)胚狀體(不定芽、頂芽和腋芽)　植物生長調(diào)節(jié)劑(植物激素)、農(nóng)藥　保持親本的優(yōu)良性狀、不受季節(jié)限制、大量快速生產(chǎn)(其他合理答案也可以) 2．(2019·湖北省武漢市高三模擬)紫杉醇是紅豆杉細胞中產(chǎn)生的一種高效抗癌物質(zhì)，在植物體中含量極低。為取代從天然植株中提取紫杉醇的方式，可通過植物組織培養(yǎng)和細胞培養(yǎng)技術(shù)來獲取，其過程為獲取紅豆杉外植體—消毒—誘導(dǎo)愈傷組織—細胞培養(yǎng)—提取紫杉醇?；卮鹣铝袉栴}： (1)獲取的外植體首先要通過____________過程培養(yǎng)出愈傷組織。下表為四種不同外植體在相同培養(yǎng)條件下誘導(dǎo)愈傷組織的實驗結(jié)果，由表中結(jié)果可知誘導(dǎo)愈傷組

10、織較適宜的兩種外植體分別是________________。 外植體 愈傷組織體積 誘導(dǎo)率(%) 不帶葉莖段 很大 99.5 帶葉莖段 很小 90 葉片 很小 20 成熟胚 較大 80 注：誘導(dǎo)率(%)＝(形成的愈傷組織數(shù)量/接種的外植體數(shù)量)×100% (2)將愈傷組織接種到適宜培養(yǎng)液中進行細胞培養(yǎng)，細胞培養(yǎng)的過程________(填“體現(xiàn)”或“未體現(xiàn)”)細胞的全能性，理由是______________。據(jù)如圖分析2，4-D對細胞生長和紫杉醇合成的作用分別是________________，為獲得最大紫杉醇總產(chǎn)量，最適合的2，4-D濃度應(yīng)為_______

11、___( 填“0.5”“1.0”或“2.0”)mg/L。 注：生長速率＝每天每升培養(yǎng)基中增加的細胞干重克數(shù) (3)與從天然植株中提取相比，利用上述技術(shù)生產(chǎn)紫杉醇的重要意義是__________________________________________(答出兩點)。 [解析]　(1)外植體脫分化可培育出愈傷組織。分析表中結(jié)果可知誘導(dǎo)愈傷組織較適宜的兩種外植體應(yīng)該是體積較大，且誘導(dǎo)率較高的，分別是不帶葉莖段和成熟胚。 (2)將愈傷組織接種到適宜培養(yǎng)液中進行細胞培養(yǎng)，細胞培養(yǎng)的過程最終培養(yǎng)出的是細胞，而不是完整的生物個體，因此，未體現(xiàn)細胞的全能性。據(jù)圖分析可知，2，4-D促進細胞生

12、長，抑制紫杉醇的合成，為獲得最大紫杉醇總產(chǎn)量，最適合的2，4-D濃度應(yīng)為 1.0 mg/L，若2，4-D濃度應(yīng)為0.5 mg/L，則細胞生長速率太慢，若2，4-D濃度應(yīng)為 2.0 mg/L，則紫杉醇含量太低。 (3)若從天然植株中提取紫杉醇，會破壞紅豆杉樹木，若用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，在短時間內(nèi)就能培育大量的愈傷組織，經(jīng)過細胞培養(yǎng)，可以獲取大量的紫杉醇，利用上述技術(shù)生產(chǎn)紫杉醇的重要意義是：①提高了紫杉醇的產(chǎn)量；②保護了紅豆杉資源。 [答案]　(1)脫分化　不帶葉莖段、成熟胚　(2)未體現(xiàn)　此過程中細胞沒有再分化，沒有發(fā)育成完整植株　促進細胞生長和抑制紫杉醇合成　1.0　(3)提高了紫杉醇的產(chǎn)量

13、，保護了紅豆杉資源 考查植物體細胞工程及應(yīng)用 3．(2019·河南省八市高三測試)如圖為科研人員用兩種方法繁殖苗木的示意圖，據(jù)圖回答下列問題： (1)③④過程中常用到的激素有____________________。 ③④⑤中不需要進行光照的是過程________________。 (2)通過甲、乙兩種途徑獲得的B、C植株的遺傳性狀與A相同，原因是____________________________________。 (3)某同學(xué)認為甲途徑中的①過程包含了乙途徑中的③④過程，你認為此說法________(填“正確”或“不正確”)，原因是___________________

14、___。 (4)人工種子中的a、b、c分別相當于天然種子中的________。 (5)若對優(yōu)質(zhì)葡萄進行擴大種植，宜采用的繁殖方式________(填“甲”或“乙”)途徑；若對稀有的珍貴花卉進行擴大種植，宜采用的繁殖方式是________(填“甲”或“乙”)途徑。 [解析]　甲途徑為枝條的扦插繁殖，在插條的下端生出不定根，枝條上的側(cè)芽發(fā)育為主枝，即可得到完整植株。由于整段枝條沒有脫分化轉(zhuǎn)變?yōu)橛鷤M織，因此途徑甲不包括③過程。利用扦插的方法繁殖后代簡便易行，并且扦插的葡萄枝條很容易成活；稀有的珍貴花卉不適用扦插方法，因為能獲取的枝條很少，因此可取很小一部分組織進行組織培養(yǎng)，以獲得大量后代。

15、 [答案]　(1)生長素、細胞分裂素?、邸?2)都是A經(jīng)過無性生殖得到的　(3)不正確?、邰芊謩e為脫分化、再分化過程，而①過程中的扦插枝條并沒有脫分化變成愈傷組織　(4)種皮、胚、胚乳　(5)甲　乙 4．(2019·云南三中高三月考)某二倍體藥用植物甲含有有效成分A，科研小組設(shè)計了相關(guān)實驗，根據(jù)所學(xué)知識回答： (1)選用莖尖分生組織進行組織培養(yǎng)的目的是____________。利用愈傷組織誘導(dǎo)形成的胚狀體經(jīng)人工薄膜包裝后就可得到____________。 (2)現(xiàn)另有染色體數(shù)目與甲相同的二倍體藥用植物乙，乙含有效成分B?？蒲行〗M擬培育同時含有A和B的新型藥用植物，可利用________

16、____技術(shù)獲得雜種植株。該方法首先要利用________酶和________酶除去細胞壁，得到具有活力的____________，再用________(填化學(xué)誘導(dǎo)劑)誘導(dǎo)二者融合后，進一步培養(yǎng)形成愈傷組織，然后經(jīng)過________形成完整的雜種植株。 (3)假設(shè)甲和乙有性雜交的后代是不育的，而上述雜種植株是可育的，造成這種差異的原因是_______________。 [解析]　(1)莖尖分生組織的病毒很少，或沒有感染病毒，選用莖尖分生組織進行組織培養(yǎng)可以獲得脫毒苗。愈傷組織誘導(dǎo)形成的胚狀體和營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)人工薄膜包裝后可得到人工種子。 (2)二倍體藥用植物甲含有效成分A，二倍體藥用植物乙含

17、有效成分B，利用植物體細胞雜交技術(shù)可突破遠緣雜交不親和的障礙，獲得雜種植株。細胞壁是非生命結(jié)構(gòu)，進行植物體細胞雜交時，首先要利用纖維素酶和果膠酶除去細胞壁，得到具有活力的原生質(zhì)體，再用聚乙二醇誘導(dǎo)二者融合為雜種細胞，雜種細胞經(jīng)進一步培養(yǎng)形成愈傷組織，愈傷組織經(jīng)過再分化形成完整的雜種植株。 (3)從細胞水平看，甲和乙有性雜交的后代中無同源染色體，不能進行正常的減數(shù)分裂，所以不能產(chǎn)生可育配子；而植物體細胞雜交獲得的雜種植株細胞中具有同源染色體，可進行正常的減數(shù)分裂，產(chǎn)生可育配子。 [答案]　(1)獲得脫毒苗　人工種子　(2)植物體細胞雜交　纖維素　果膠　原生質(zhì)體　聚乙二醇　再分化(分化)　(3

18、)減數(shù)分裂過程中，前者染色體聯(lián)會異常(或無同源染色體，不能聯(lián)會)，而后者染色體聯(lián)會正常 動物細胞與組織培養(yǎng)、核移植技術(shù)及生物技術(shù)中的倫理問題 1．動物細胞培養(yǎng) (1)動物細胞的培養(yǎng)過程 (2)動物細胞培養(yǎng)與動物組織培養(yǎng)的主要區(qū)別：動物細胞培養(yǎng)過程需要用胰蛋白酶等處理組織塊，以使細胞離散，而動物組織培養(yǎng)過程中不需要使用胰蛋白酶等。 (3)培養(yǎng)條件 ①環(huán)境條件：無菌、溫度適宜和營養(yǎng)充足、pH適宜等。 ②培養(yǎng)基種類 a．天然培養(yǎng)基：主要取自動物血清、動物組織提取液和雞胚汁等，其特點是營養(yǎng)價值高、成分復(fù)雜。 b．合成培養(yǎng)基：人工配制的，其成分明確，便于控制實驗條件，使用

19、時需加入動物血清。 (4)培養(yǎng)類型 ①原代培養(yǎng)：從供體獲取組織與細胞后的初次培養(yǎng)。 ②傳代培養(yǎng)：將原代培養(yǎng)的細胞分離稀釋后轉(zhuǎn)入新的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，培養(yǎng)代數(shù)一般在10～50代左右。 2．動物細胞核移植與體細胞克隆 (1)動物體細胞核移植技術(shù)的過程 (2)原理：動物體細胞核具有全能性。 (3)結(jié)果：產(chǎn)生新個體。 (4)應(yīng)用：①加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育；②保護瀕危物種；③生產(chǎn)醫(yī)用蛋白；④作為異種移植的供體；⑤用于組織器官的移植。 3．關(guān)注克隆人的倫理問題 項目 反對 支持 倫理方面 違反了人類的倫理道德觀念，中國禁止生殖性克隆 中國不反對治療性克隆

20、 技術(shù)方面 技術(shù)不成熟，流產(chǎn)率高、畸形率高、出生后死亡率高 可通過胚胎分級、基因診斷、染色體檢查等方法解決技術(shù)問題 　治療性克隆與生殖性克隆 類型項目 治療性克隆 生殖性克隆 區(qū)別 目的 從胚胎中取出干細胞用于醫(yī)學(xué)研究和治療 用于生育，獲得人的復(fù)制品 水平 細胞水平 個體水平 聯(lián)系 都屬于無性生殖；產(chǎn)生新個體或新組織，遺傳信息不變 1．動物細胞培養(yǎng)和核移植時注意的五個問題 (1)在分散細胞時，需用胰蛋白酶分散細胞，不能用胃蛋白酶，因為胃蛋白酶作用的適宜pH約為1.8，胰蛋白酶作用的適宜pH為7.2～7.8，而多數(shù)動物細胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4。

21、(2)取供體動物的體細胞培養(yǎng)，一般選用10代以內(nèi)的細胞，因為10代以內(nèi)的細胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細胞正常的遺傳基礎(chǔ)。 (3)克隆動物是由重組的細胞經(jīng)培養(yǎng)而來的，該重組細胞的細胞質(zhì)基因來源于受體細胞，細胞核基因來源于提供細胞核的親本，其遺傳物質(zhì)來自兩個親本。 (4)克隆動物絕大部分性狀與供體動物相同，少數(shù)性狀與提供去核卵母細胞的動物相同，與代孕動物的性狀無遺傳關(guān)系。 (5)從生殖方式的角度看，動物體細胞核移植技術(shù)(克隆)屬無性生殖，重組細胞相當于受精卵，需要動物細胞培養(yǎng)和胚胎工程技術(shù)的支持。 2．動物細胞核移植的理解 (1)卵母細胞選擇時期及原因：MⅡ中期的卵母細胞，

22、此時具備受精能力，細胞質(zhì)中合成與分裂、分化有關(guān)的物質(zhì)能刺激融合后重組細胞進行分裂分化，形成重組胚胎。 (2)選卵細胞作為受體細胞的原因 ①卵細胞大，易于操作。 ②卵黃多，營養(yǎng)豐富，為發(fā)育提供充足的營養(yǎng)。 ③能激發(fā)重組細胞分裂分化。 (3)動物體細胞不能經(jīng)培養(yǎng)直接發(fā)育成完整個體的原因：動物體細胞的全能性受到限制。 (4)該過程用到的技術(shù)手段：動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植。 1．表述動物細胞核移植的難度高于胚胎細胞核移植的原因。 [提示]　動物胚胎的細胞分化程度低，恢復(fù)其全能性相對容易，而動物體細胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難。 2．動物細胞培養(yǎng)

23、時，通入容器中的氣體成分一般是95%的空氣和5%的CO2，其中容器中CO2和O2的作用分別是什么？ [提示]　動物細胞培養(yǎng)時加入CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH；O2的作用是促進細胞有氧呼吸。 3．如圖為動物細胞培養(yǎng)過程中細胞增殖情況的變化曲線，圖中B、E兩點表示經(jīng)篩選、分裝后繼續(xù)培養(yǎng)。據(jù)圖分析： (1)原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的分界點是哪個？ ____________________________________________________ ____________________________________________________ (2)AB段和DE段繁殖

24、速度緩慢的原因是什么？ (3)E點后的細胞大多數(shù)具有異倍體核型，這樣的細胞有什么特點？ [提示]　(1)B點之前的培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)，之后的培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng)。 (2)AB段發(fā)生了接觸抑制；DE段細胞大部分衰老失去分裂能力。 (3)E點后的細胞屬于細胞系，能無限增殖。 考查動物細胞培養(yǎng)過程及所需條件 1．脂多糖來源于革蘭氏陰性細菌，是造成感染性休克的主要原因之一，同時也可造成肺損傷和肺泡細胞的凋亡。為探究脂多糖誘導(dǎo)人正常肺上皮BEAS-2B細胞凋亡的作用，請根據(jù)以下提供的實驗材料及結(jié)果完善實驗思路并得出結(jié)論。 材料與用具：人正常肺上皮BEAS-2B細胞、胎牛血清、動物細胞培養(yǎng)液、

25、胰蛋白酶、100 mg/L脂多糖(LPS)等。 (要求與說明：細胞培養(yǎng)條件適宜，實驗儀器、試劑、用具及操作不作要求。) 實驗思路： (1)將人正常肺上皮BEAS-2B細胞培養(yǎng)于添加了__________的________中。當細胞處于快速生長期時，用________將細胞消化并懸浮培養(yǎng)。 (2)…… 實驗結(jié)果如圖所示： LPS劑量和時間對BEAS-2B細胞活力影響結(jié)果柱形圖 由此可以得出的結(jié)論是____________________________________。 [解析]　(1)結(jié)合實驗?zāi)康募皩嶒灢牧戏治?，動物細胞培養(yǎng)過程中培養(yǎng)基需要加入天然成分動物血清，即應(yīng)將人正常

26、肺上皮 BEAS-2B細胞培養(yǎng)于添加了胎牛血清的動物細胞培養(yǎng)液中；細胞具有貼壁生長的特性，當增殖到細胞表面相互接觸時，就會產(chǎn)出接觸抑制，導(dǎo)致細胞不能分裂，當細胞處于快速生長期時，應(yīng)用胰蛋白酶將細胞分散成單個細胞并制成細胞懸液進行培養(yǎng)。 (2)根據(jù)實驗結(jié)果的柱形圖情況可得出實驗結(jié)論：如圖中，當LPS濃度為10 mg/L和100 mg/L時，細胞活力較對照組顯著降低；如圖中，經(jīng)過不同處理時間后，細胞活力隨作用時間延長顯著下降。 [答案]　(1)胎牛血清　動物細胞培養(yǎng)液　胰蛋白酶　(2)當LPS濃度為10 mg/L和100 mg/L時，細胞活力較對照組顯著降低；經(jīng)過不同處理時間后，細胞活力隨作用

27、時間延長顯著下降 2．(2019·六安一中質(zhì)檢)回答下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)的問題： (1)在動物細胞培養(yǎng)過程中，當貼壁細胞分裂生長到細胞表面______________時，細胞會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的________。此時，瓶壁上形成的細胞是________層。要使貼壁的細胞從瓶壁上分離下來，需要用到的酶是________。 (2)隨著細胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細胞分裂停止，進而出現(xiàn)__________________現(xiàn)象；但極少數(shù)細胞可以連續(xù)增殖，其中有些細胞會因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而獲得________，該種細胞的黏著性________，細胞膜表面蛋白質(zhì)(糖蛋白)的量_____

28、___。 (3)現(xiàn)用某種大分子染料對細胞進行染色時，觀察到死細胞能被染色，而活細胞不能被染色，原因是_________________________ ____________________________________________________。 (4)檢查某種毒物是否能改變細胞染色體的數(shù)目，最好選用分裂________期的細胞在顯微鏡下進行觀察。 (5)在細胞培養(yǎng)過程中，通常在________條件下保存細胞。因為在這種條件下，細胞中________的活性降低，細胞________的速率降低。 [解析]　(1)細胞接觸抑制是指細胞表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖的現(xiàn)象

29、。基于上述特性，瓶壁上形成的細胞是單層排列的，需要用胰蛋白酶將貼壁的細胞從瓶壁上分離下來。(2)隨著細胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細胞分裂停止，進而出現(xiàn)衰老甚至死亡現(xiàn)象，但極少數(shù)細胞可以連續(xù)增殖，其中有些細胞會因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成不死性細胞。該種細胞由于細胞表面糖蛋白減少，其黏著性降低。(3)活細胞的細胞膜具有選擇透過性，大分子染料不能通過，所以活細胞不能被染色；死細胞的細胞膜失去了選擇透過性，大分子染料可以通過，所以死細胞能被大分子染料染色。(4)有絲分裂中期時染色體的著絲點排列在赤道板上，染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰，是觀察染色體數(shù)目的最佳時期。(5)在細胞培養(yǎng)過程中，通常在冷凍(或超低溫、

30、液氮)條件下保存細胞。 因為在這種條件下，細胞中酶的活性降低，細胞新陳代謝的速率降低。 [答案]　(1)相互接觸　接觸抑制　單(或一)　胰蛋白酶　(2)衰老甚至死亡　不死性　降低　減少　(3)活細胞的細胞膜具有選擇透過性，大分子染料不能進入活細胞內(nèi)(或死細胞的細胞膜喪失了選擇透過性，大分子染料能夠進入死細胞內(nèi)而著色)　(4)中　(5)冷凍(或超低溫、液氮)　酶　新陳代謝 考查細胞核移植技術(shù)及應(yīng)用 3．(2019·武漢市高三模擬)克隆猴是我國科學(xué)家用體細胞克隆出的世界首例靈長類動物，其步驟如下： (1)進行體細胞核移植前，從具有優(yōu)良性狀的B猴體中取體細胞進行培養(yǎng)，培養(yǎng)條件除營養(yǎng)、溫

31、度和pH適宜外，還應(yīng)保證______________________(答出3點)。核移植前還需對A猴的卵母細胞進行去核操作，其目的是___________________。 (2)經(jīng)核移植得到重組細胞后，一般還需經(jīng)過__________和胚胎移植，才能得到克隆猴。為使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致，需要對供、受體母猴用激素進行________處理。 (3)體細胞的細胞核必須被移植到去核卵母細胞后才能表現(xiàn)出全能性，原因主要是_____________________________。根據(jù)這一啟示，請?zhí)岢鲆环N恢復(fù)體細胞分裂分化能力的新思路___________________。 [解析

32、]　(1)動物細胞培養(yǎng)的條件有營養(yǎng)條件、無菌無毒、適宜的環(huán)境條件(包括溫度、pH及適宜的氣體環(huán)境)等。圖示中的A猴為雌性，應(yīng)去核，目的在于保證核移植的胚胎或動物的遺傳物質(zhì)主要來自供體B猴。 (2)經(jīng)核移植得到重組細胞后，一般還需經(jīng)過早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植。為使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致，需要對供、受體母猴用激素進行同期發(fā)情處理。 (3)去核卵母細胞的細胞質(zhì)中含有促進細胞核全能性表達的物質(zhì)，因此供體的細胞核需移植到去核卵母細胞中。由此可知，從卵母細胞中分離出能促進細胞核全能性表達的物質(zhì)，將其導(dǎo)入到體細胞中，可以使體細胞恢復(fù)分裂分化能力。 [答案]　(1)無菌、無毒、適宜的氣體環(huán)境

33、　保證核移植的胚胎或動物的遺傳物質(zhì)主要來自供體　(2)早期胚胎培養(yǎng)　同期發(fā)情　(3)卵母細胞的細胞質(zhì)中含有促進細胞核全能性表達的物質(zhì)　從卵母細胞中分離出能促進細胞核全能性表達的物質(zhì)，將其導(dǎo)入到體細胞中 考查生物技術(shù)的倫理問題辨析 4．克隆羊多莉的問世，在全世界引發(fā)了一場大討論，其中關(guān)于治療性克隆的問題也成為人們關(guān)注的焦點。如圖所示為人類治療性克隆的大概過程，請據(jù)圖回答下列問題： (1)過程A表示________，是目前實現(xiàn)體細胞克隆的關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)的主要操作是應(yīng)用患者的體細胞作為核供體，由①________________提供細胞質(zhì)，進行人工重組。 (2)經(jīng)過程B得到的結(jié)構(gòu)中，④

34、是未分化的細胞，因而這些細胞被認為是胚胎干細胞。在體外培養(yǎng)條件下，胚胎干細胞具有增殖能力并保持________________狀態(tài)。 (3)治療性克隆的結(jié)果說明高度分化的體細胞核具有____________。相同的胚胎干細胞，“克隆”的結(jié)果各種各樣，如有的是神經(jīng)細胞，有的是血細胞，有的是肌肉細胞，究其本質(zhì)原因是____________________________ 的結(jié)果。 (4)對于治療性克隆仍然存在許多爭論，有一男子患有白血病，后經(jīng)醫(yī)生利用其出生時保留的臍帶血進行治療后康復(fù)，你認為這種做法符合倫理道德嗎？__________________________________。為什么？

35、____________________ ____________________________________________________________。 [解析]　(1)從圖中可以看出，A是細胞核移植的過程。(2)胚胎干細胞在體外培養(yǎng)的時候，能保持未分化狀態(tài)。(3)在現(xiàn)有的條件下，動物細胞的全能性不能得到表達，但是動物細胞核的全能性可以表達出來；在分化成各種細胞的過程中，基因進行了選擇性表達。(4)我們不支持生殖性克隆，但支持治療性克隆。治療性克隆符合倫理道德，特別是用臍帶血進行治療(并非胚胎)更符合倫理道德。 [答案]　(1)細胞核移植　卵子(次級卵母細胞)　(2)未分化　

36、(3)全能性　基因選擇性表達　(4)符合　因為臍帶血不是來自胚胎，其中的造血干細胞屬于成體干細胞 動物細胞融合與單克隆抗體的制備 1．動物細胞融合 (1)概念：在一定的條件下將兩個或多個動物細胞融合為一個細胞的過程，也稱細胞雜交。 (2)融合方法：聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒或電激等。 (3)原理：細胞膜的流動性。 (4)結(jié)果：形成具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞，稱為雜交細胞。 (5)意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能。成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等的重要手段，為制造單克隆抗體開辟了新途徑。 2．單克隆抗體制備 (1)

37、單克隆抗體制備過程 (2)單克隆抗體的優(yōu)點：特異性強、靈敏度高、可大量制備。 (3)單克隆抗體的應(yīng)用：作為診斷試劑；制成“生物導(dǎo)彈”；用于治療疾病和運載藥物。 1．單克隆抗體制備過程的關(guān)鍵分析 (1)對動物免疫的原因：B淋巴細胞要經(jīng)過免疫過程，即接觸抗原，增殖分化為有特異性免疫功能的B淋巴細胞，才能產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，所以與骨髓瘤細胞融合的B淋巴細胞實際上是漿細胞。 (2)雜交瘤細胞具備雙親的遺傳物質(zhì)，不僅具有漿細胞產(chǎn)生特異性抗體的能力，還具有骨髓瘤細胞在體外培養(yǎng)條件下大量增殖的能力，可以克服單純B淋巴細胞不能無限增殖的缺點，而大量生產(chǎn)單克隆抗體。 2．制備單克隆抗體過程中的兩

38、次篩選 項目 第一次篩選 第二次篩選 篩選原因 誘導(dǎo)融合后得到多種雜交細胞，另外還有未融合的細胞 由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激，所以經(jīng)選擇性培養(yǎng)獲得的雜交瘤細胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細胞 篩選方法 用特定的選擇培養(yǎng)基篩選：未融合的細胞和同種細胞融合后形成的細胞(“BB”細胞、“瘤瘤”細胞)都會死亡，只有融合的雜交瘤細胞(“B瘤”細胞)才能生長 用多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng)，在每個孔只有一個雜交瘤細胞的情況下開始克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生特異性抗體的細胞群 如圖為制備單克隆抗體和多克隆抗體的示意圖，據(jù)圖分析： (1)與多克隆抗體相比，單克隆抗體的優(yōu)點有

39、哪些？ ____________________________________________________________ (2)圖中第一次篩選和第二次篩選的目的有何不同？ ____________________________________________________________ [提示]　(1)單克隆抗體的優(yōu)點是特異性強、靈敏度高，可大量制備。 (2)第一次篩選的目的是篩選出雜交瘤細胞，第二次篩選的目的是篩選出能產(chǎn)生特定單克隆抗體的雜交瘤細胞。 考查動物細胞融合技術(shù)及單克隆抗體的制備 1．(2019·南昌市八一中學(xué)高三模擬)科學(xué)家研發(fā)出抗HPV的單克隆抗

40、體可高效準確檢測出HPV，從而及時監(jiān)控宮頸癌的發(fā)生?；卮鹣铝袉栴}： (1)單克隆抗體具有的主要優(yōu)點是___________。單克隆抗體制備過程中涉及的細胞工程技術(shù)有________________(答出兩點)。 (2)將B淋巴細胞和骨髓瘤細胞進行融合時，融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外(只考慮兩兩融合)，可能還有_______，出現(xiàn)多種類型細胞的原因是__________，誘導(dǎo)動物細胞融合時，常用的誘導(dǎo)因素有___________________(答出三點)等。 (3)據(jù)報道，科學(xué)家從某些無限增殖細胞的細胞質(zhì)中分離出了無限增殖調(diào)控基因(prG)，該基因能激發(fā)動物細胞分裂，這為單

41、克隆抗體的制備提供了更多的思路。請據(jù)此設(shè)計兩種制備單克隆抗體的新思路：①______________________；②_________________。 [解析]　 (1)單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高的優(yōu)點。單克隆抗體制備過程中涉及的細胞工程技術(shù)有動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合。 (2)B淋巴細胞和骨髓瘤細胞進行融合時，若只考慮兩兩融合，融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外，可能還有融合的具有同種核的細胞(B淋巴細胞相互融合形成的細胞、骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞)。因為細胞融合是隨機的，且融合率達不到100%，因此會出現(xiàn)多種類型細胞。誘導(dǎo)動物細胞融合時，常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇

42、(或PEG)、滅活的病毒、電刺激等。 (3)由設(shè)問給定的信息可利用基因工程技術(shù)向漿細胞中導(dǎo)入prG并讓其表達；也可利用核移植技術(shù)將漿細胞的細胞核移植到去核的無限增殖細胞中進行細胞培養(yǎng)。 [答案]　(1)特異性強、靈敏度高　動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合　(2)骨髓瘤細胞自身融合細胞、B淋巴細胞自身融合細胞　細胞融合是隨機的，且融合率達不到100%　聚乙二醇、滅活病毒、電刺激　(3)①通過基因工程向漿細胞內(nèi)導(dǎo)入prG，并讓其表達　②將漿細胞的細胞核移植到去核的無限增殖細胞中進行培養(yǎng) 2．(2019·寧夏平羅中學(xué)第一次月考)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)是一種自身免疫病，致殘性強。研究表明，該病的病理與

43、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)密切相關(guān)，而一種人鼠嵌合的抗TNA-α單克隆抗體能有效治療RA。維持培養(yǎng)液如圖為該單克隆抗體制備過程示意圖。 (1)單克隆抗體的制備涉及細胞工程中的___________________、________技術(shù)。 (2)圖中的抗原A是__________，HAT培養(yǎng)基的作用是__________________。將B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合后的雜種細胞具有的特點是________________________。 (3)醫(yī)療上，把單克隆抗體與化學(xué)藥物或細胞毒素相結(jié)合制成“________”，借助抗體的定向作用將藥物帶到病變細胞并將其殺死。 (4)克隆動物

44、是指用________方法得到的動物。 (5)單克隆抗體的特點是________、________、________。 [解析]　(1)單克隆抗體制備涉及動物細胞培養(yǎng)和動物細胞融合技術(shù)。(2)圖中刺激免疫動物產(chǎn)生抗TNF-α單克隆抗體的抗原是腫瘤壞死因子-α(TNF-α)。HAT培養(yǎng)基的作用是篩選出雜交瘤細胞。雜交瘤細胞既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。(3)醫(yī)療上，把單克隆抗體與化學(xué)藥物或細胞毒素相結(jié)合制成“生物導(dǎo)彈”，借助抗體的定向作用將藥物帶到病變細胞并將其殺死。(4)克隆動物是指用核移植方法得到的動物。(5)單克隆抗體的特點是：特異性強、靈敏度高，并可能大量制備。 [答案]　(1

45、)動物細胞融合(或雜交瘤)　動物細胞培養(yǎng) (2)腫瘤壞死因子-α(或TNF-α)　篩選出雜交瘤細胞　既能大量增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體 (3)生物導(dǎo)彈　(4)(動物體細胞)核移植 (5)特異性強　靈敏度高　并可能大量制備 　關(guān)于單克隆抗體制備的三個方面 (1)雜交瘤細胞的特點：既能迅速大量繁殖，又能產(chǎn)生專一抗體。 (2)進行動物細胞的誘導(dǎo)融合，形成的雜種細胞有三種：AA型、BB型、AB型。只有AB型才是我們所需要的雜種細胞，所以需要用選擇性培養(yǎng)基進行篩選。 (3)獲取單克隆抗體的場所 ①若在培養(yǎng)基中進行雜交瘤細胞培養(yǎng)，則從培養(yǎng)液中提取。 ②若在小鼠或其他動物腹腔中培養(yǎng)，則從腹水

46、中提取。 真題體驗| 感悟高考　淬煉考能 1．(2019·江蘇高考)為探究矮牽牛原生質(zhì)體的培養(yǎng)條件和植株再生能力，某研究小組的實驗過程如圖。下列敘述正確的是(　　) A．過程①獲得的原生質(zhì)體需懸浮在30%蔗糖溶液中 B．過程②需提高生長素的比例以促進芽的分化 C．過程③需用秋水仙素處理誘導(dǎo)細胞壁再生 D．原生質(zhì)體雖無細胞壁但仍保持細胞的全能性 D　[過程①獲得的原生質(zhì)體不能懸浮在30%的蔗糖溶液中，30%的蔗糖溶液可導(dǎo)致原生質(zhì)體失水皺縮甚至死亡，A項錯誤；過程②為再分化過程，需提高細胞分裂素的比例以促進芽的分化，B項錯誤；過程③不需用秋水仙素處理，愈傷組織細胞就已經(jīng)有了細胞壁

47、，C項錯誤；原生質(zhì)體雖無細胞壁，但含有細胞核等結(jié)構(gòu)，即含有全部的遺傳信息，原生質(zhì)體仍保持細胞的全能性，D項正確。] 2．(多選)(2019·江蘇高考)如圖為雜交瘤細胞制備示意圖。骨髓瘤細胞由于缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT-)，在HAT篩選培養(yǎng)液中不能正常合成DNA，無法生長。下列敘述正確的是(　　) A．可用滅活的仙臺病毒誘導(dǎo)細胞融合 B．兩兩融合的細胞都能在HAT培養(yǎng)液中生長 C．雜交瘤細胞需進一步篩選才能用于生產(chǎn) D．細胞膜的流動性是細胞融合的基礎(chǔ) ACD　[動物細胞融合可以用滅活的仙臺病毒進行誘導(dǎo)，或用PEG、電激等進行誘導(dǎo)，A正確；免疫B細胞與骨髓瘤細胞進行融

48、合產(chǎn)生的融合細胞有：免疫B細胞自身融合細胞、骨髓瘤細胞自身融合細胞、雜交瘤細胞，據(jù)題干信息骨髓瘤細胞在HAT培養(yǎng)基上無法生長，因此骨髓瘤細胞自身融合細胞在HAT培養(yǎng)基上無法生長，而免疫B細胞自身融合細胞和雜交瘤細胞可以在HAT培養(yǎng)基上生長，B錯誤；融合后產(chǎn)生的雜交瘤細胞并不是都能表達產(chǎn)生所需的單克隆抗體，需要進一步篩選，C正確；動物細胞融合依據(jù)的原理是細胞膜的流動性，D正確。] 3．(2019·全國卷Ⅱ)植物組織培養(yǎng)技術(shù)在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中得到了廣泛的應(yīng)用。回答下列問題。 (1)植物微型繁殖是植物繁殖的一種途徑。與常規(guī)的種子繁殖方法相比，這種微型繁殖技術(shù)的特點有_____________

49、___________ ________________________________________________________________ ____________________________(答出2點即可)。 (2)通過組織培養(yǎng)技術(shù)，可把植物組織細胞培養(yǎng)成胚狀體，再通過人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工種子(如圖所示)，這種人工種子在適宜條件下可萌發(fā)生長。人工種皮具備透氣性的作用是______。人工胚乳能夠為胚狀體生長提供所需的物質(zhì)，因此應(yīng)含有植物激素、________和________等幾類物質(zhì)。 (3)用脫毒苗進行繁殖，可以減少作物感染病毒。為了獲得脫毒苗，可

50、以選取植物的________進行組織培養(yǎng)。 (4)植物組織培養(yǎng)技術(shù)可與基因工程技術(shù)相結(jié)合獲得轉(zhuǎn)基因植株。將含有目的基因的細胞培養(yǎng)成一個完整植株的基本程序是__________________(用流程圖表示)。 [解析]　(1)與常規(guī)的種子繁殖方法相比，植物微型繁殖技術(shù)具有能保持植物原有的遺傳特性、繁殖速度快等特點。(2)人工種皮具有透氣性，有利于胚狀體進行呼吸作用；人工胚乳能夠為胚狀體生長提供植物激素、礦質(zhì)元素和糖等物質(zhì)。(3)植物分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無病毒。為獲得脫毒苗，可以選取植物的莖尖進行組織培養(yǎng)。(4)將含有目的基因的細胞培養(yǎng)成一個完整植株的基本程序是含目的基因的細胞愈傷組織

51、小植株。 [答案]　(1)能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快　(2)有利于胚狀體進行呼吸作用　礦質(zhì)元素　糖　(3)莖尖　(4)含目的基因的細胞愈傷組織小植株 4．(2018·全國卷Ⅲ)2018年《細胞》期刊報道，中國科學(xué)家率先成功地應(yīng)用體細胞對非人靈長類動物進行克隆，獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”。回答下列問題： (1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程，核移植是指________________________________________________________________________。通過核移植方法獲得的克隆猴，與核供體相比，克隆猴體細胞的染色體數(shù)目_

52、_______(填“減半”“加倍”或“不變”)。 (2)哺乳動物的核移植可以分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植，胚胎細胞核移植獲得克隆動物的難度______(填“大于”或“小于”)體細胞核移植，其原因是_______________________。 (3)在哺乳動物核移植的過程中，若分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體，通常，所得到的兩個克隆動物體細胞的常染色體數(shù)目________(填“相同”或“不同”)，性染色體組合________(填“相同”或“不同”)。 [解析]　(1)動物核移植是將動物的一個細胞的細胞核，移入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這

53、個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體。用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物，與核供體相比，其細胞的染色體數(shù)目不變。(2)由于動物胚胎細胞分化程度低，恢復(fù)其全能性相對容易，而動物體細胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難，所以，胚胎細胞核移植獲得克隆動物的難度明顯低于體細胞核移植。(3)哺乳動物雌性和雄性個體的體細胞中常染色體數(shù)目相同，所以分別以雌性和雄性個體的體細胞為供體，克隆動物體細胞的常染色體數(shù)目相同，但其性染色體組合不同。 [答案]　(1)將動物的一個細胞核，移入一個已去掉細胞核的卵母細胞中　不變　(2)小于　胚胎細胞分化程度低，恢復(fù)全能性相對容易　(3)相同　不同 5．(2016·全國卷Ⅱ)如

54、圖表示通過核移植等技術(shù)獲得某種克隆哺乳動物(二倍體)的流程。 回答下列問題： (1)圖中A表示正常細胞核，染色體數(shù)為2n，則其性染色體的組成可為________。過程①表示去除細胞核，該過程一般要在卵母細胞培養(yǎng)至適當時期再進行，去核時常采用________的方法。②代表的過程是________。 (2)經(jīng)過多次傳代后，供體細胞中________的穩(wěn)定性會降低。因此，選材時必須關(guān)注傳代次數(shù)。 (3)若獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析其原因是_____________________________________。 (4)與克隆羊“多莉(利)”培育成功一

55、樣，其他克隆動物的成功獲得也證明了___________________________________________。 [解析]　(1)哺乳動物的正常細胞核中性染色體的組成為XX(雌性)或XY(雄性)。卵母細胞在培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂的中期時，常采用顯微操作法去除細胞核。②過程是將早期胚胎移植到代孕個體的子宮中，即代表的是胚胎移植。(2)一般來說，動物細胞在傳代培養(yǎng)到10～50代時，部分細胞的細胞核型可能會發(fā)生變化，即遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性會降低。因此，選材時一般選10代以內(nèi)的細胞，以保證細胞正常的二倍體核型。(3)獲得的克隆動物性狀與供體動物基本相同，但不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析，性狀不完全相同的原因是克隆動物細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來自去核卵母細胞的細胞質(zhì)，細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響。(4)高度分化的動物體細胞的全能性受到限制，但其細胞核的全能性在卵母細胞細胞質(zhì)中的物質(zhì)的作用下仍能得以表達。故克隆羊“多莉(利)”以及其他克隆動物的培育成功，證明了高度分化的動物體細胞的細胞核仍具有全能性。 [答案]　(1)XX或XY　顯微操作　胚胎移植　(2)遺傳物質(zhì)　(3)卵母細胞的細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響　(4)動物已分化體細胞的細胞核具有全能性 20