2019版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第12單元 現(xiàn)代生物科技專題 第37講 細(xì)胞工程學(xué)案 蘇教版

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1、第37講細(xì)胞工程考試說明 1.植物的組織培養(yǎng)()。2.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆()。3.細(xì)胞融合與單克隆抗體()。􀎮考點(diǎn)一植物細(xì)胞工程􀎯 1.細(xì)胞工程概述原理和方法細(xì)胞生物學(xué)和操作水平細(xì)胞水平或目的按照人們的意愿來改變或獲得分類細(xì)胞工程和細(xì)胞工程 2.植物細(xì)胞的全能性(1)概念:具有某種生物的任何一個(gè)細(xì)胞,都具有發(fā)育成完整生物體的,也就是說,每個(gè)生物細(xì)胞都具有的特點(diǎn)。(2)原因:細(xì)胞內(nèi)含有本物種的。(3)表現(xiàn)條件:具有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu),處于狀態(tài),提供一定的和其他適宜的外界條件。 3.植物組織培養(yǎng)(1)原理:植物細(xì)胞的。(2)條件:和人工控制、人工配制的、適宜的

2、。(3)過程圖12-37-1 4.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)(1)概念:指將不同種的植物體細(xì)胞在一定條件下融合成,并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。(2)原理:細(xì)胞膜的和植物細(xì)胞的。(3)過程圖12-37-2(4)意義:克服的障礙,培育作物新品種。 5.植物細(xì)胞工程的應(yīng)用(1)植物繁殖的新途徑微型繁殖:用于優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。作物脫毒:選取作物等無毒組織進(jìn)行組織培養(yǎng),獲得脫毒苗的技術(shù)。人工種子:以植物組織培養(yǎng)得到的、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(shí)率低、繁殖困難等問題。(2)作物新品種的培育:單倍體育種和的利用。(3)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn):即利用技術(shù)

3、生產(chǎn)蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料和生物堿等。名稱植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交原理植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性過程注意事項(xiàng)選材:選取根尖、莖尖、形成層等部位,最容易誘導(dǎo)脫分化光照:脫分化過程不需要光照,再分化過程需要光照植物激素:培養(yǎng)基中需添加生長素和細(xì)胞分裂素,且脫分化、再分化時(shí)這兩種植物激素的比例不同去除細(xì)胞壁的方法:酶解法,所用的酶是纖維素酶和果膠酶人工誘導(dǎo)融合的方法:化學(xué)方法是用聚乙二醇作誘導(dǎo)劑;物理方法包括離心、振動(dòng)、電激等聯(lián)系植物體細(xì)胞雜交技術(shù)包括植物細(xì)胞融合和植物組織培養(yǎng)兩個(gè)過程,植物組織培養(yǎng)是植物體細(xì)胞雜交的一個(gè)環(huán)節(jié),融合的植物體細(xì)胞只有通過植物組織培

4、養(yǎng)才能發(fā)育成完整的個(gè)體1.2017江蘇鹽城二模 擬采用“取材消毒愈傷組織培養(yǎng)出芽生根移栽”的方法繁殖一種名貴花卉。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 ()A.消毒的原則是既要?dú)⑺啦牧媳砻娴奈⑸?又要減少消毒劑對(duì)細(xì)胞的傷害B.在愈傷組織培養(yǎng)基中加入細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑,可獲得染色體加倍的細(xì)胞C.出芽是外植體經(jīng)細(xì)胞脫分化后再分化的結(jié)果,受基因選擇性表達(dá)的調(diào)控D.誘導(dǎo)叢芽分化生根時(shí),培養(yǎng)基中通常含有NAA等植物生長調(diào)節(jié)劑2.2017西安一模 白菜、甘藍(lán)均為二倍體,體細(xì)胞染色體數(shù)目分別為20、18?！鞍撞烁仕{(lán)”是用細(xì)胞工程的方法培育出來的蔬菜新品種,它具有生長期短、耐熱性強(qiáng)和易于儲(chǔ)藏等優(yōu)點(diǎn)。如圖12-37-3是“白菜

5、甘藍(lán)”的雜交過程示意圖,回答以下問題:圖12-37-3(1)為了得到原生質(zhì)體需先用和來處理白菜細(xì)胞和甘藍(lán)細(xì)胞。(2)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有多種,常用的物理方法是,融合完成的標(biāo)志是。由雜種細(xì)胞得到“白菜甘藍(lán)”還需要經(jīng)過植物組織培養(yǎng)技術(shù),其中需要避光培養(yǎng)的步驟是。(3)如圖通過植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得的“白菜甘藍(lán)”植株體細(xì)胞的染色體數(shù)為;通常情況下,白菜和甘藍(lán)有性雜交是不能成功的,原因是;若對(duì)白菜和甘藍(lán)采用雜交育種方法能成功的話,得到的后代應(yīng)含條染色體。(4)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)和傳統(tǒng)雜交技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)是。􀎮考點(diǎn)二動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)􀎯1.動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段:、等

6、,其中技術(shù)是其他工程技術(shù)的基礎(chǔ)。 2.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)(1)原理:。(2)過程圖12-37-4(3)培養(yǎng)條件無菌、無毒環(huán)境營養(yǎng):除糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素之外,通常還需加入等一些天然成分。適宜的溫度:36.5 0.5 ;適宜的pH:7.27.4。氣體環(huán)境(4)應(yīng)用生產(chǎn),如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。應(yīng)用于。檢測(cè),判斷某種物質(zhì)的毒性;用于等方面的研究。 1.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中兩組概念的辨析(1)細(xì)胞貼壁和接觸抑制:懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上,稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂,數(shù)目不斷增多,當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時(shí),細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。(2

7、)原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)原代培養(yǎng):細(xì)胞懸液第一次在瓶中培養(yǎng),沒有分瓶培養(yǎng)之前的細(xì)胞培養(yǎng)。原代培養(yǎng)的細(xì)胞核型正常。傳代培養(yǎng):原代培養(yǎng)的細(xì)胞生長、增殖一定時(shí)間后,由于空間不足或細(xì)胞密度過大導(dǎo)致營養(yǎng)枯竭,影響細(xì)胞的生長,因此需要重新用胰蛋白酶等處理,進(jìn)行分瓶擴(kuò)大培養(yǎng),即傳代培養(yǎng)。一般情況下,細(xì)胞傳至1050代后,出現(xiàn)核型異常,細(xì)胞增殖會(huì)明顯減緩,甚至完全死亡。2.植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)原理植物細(xì)胞的全能性、細(xì)胞的增殖細(xì)胞的增殖取材較幼嫩的細(xì)胞、組織或器官胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織培養(yǎng)基成分無機(jī)鹽、蔗糖、維生素、植物激素、瓊脂等葡萄糖、氨基酸、促生長因子、無

8、機(jī)鹽、抗生素、動(dòng)物血清等結(jié)果可以獲得植株,也可以獲得大量細(xì)胞只能獲得大量細(xì)胞,不能得到生物個(gè)體相同點(diǎn)都需人工條件下的無菌操作;都需適宜的溫度、pH等條件2017四川南充一診 科學(xué)家利用基因工程和細(xì)胞核移植技術(shù)培育了綠色熒光蛋白轉(zhuǎn)基因克隆豬?；玖鞒?從熒光水母中獲取目的基因,與有關(guān)載體重組,將其導(dǎo)入豬胎兒的成纖維細(xì)胞,經(jīng)培養(yǎng)后再將成纖維細(xì)胞核植入去核的卵母細(xì)胞中,最后培養(yǎng)出轉(zhuǎn)基因克隆豬。(1)成纖維細(xì)胞貼壁生長分裂到表面相互接觸時(shí),就會(huì)停止分裂,這種現(xiàn)象叫作細(xì)胞的。若將成纖維細(xì)胞進(jìn)行傳代培養(yǎng),操作時(shí)首先用處理成細(xì)胞懸液。(2)作為核移植受體細(xì)胞的去核卵母細(xì)胞一般處在期。供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)

9、胞中,常通過(物理方法)激活重組細(xì)胞,使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程。(3)培養(yǎng)重組細(xì)胞時(shí),將細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按其種類、數(shù)量嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基稱為培養(yǎng)基,但通常在培養(yǎng)基中還需要加入適量的等天然成分。細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%的CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行,CO2的主要作用是。為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)菌的污染,可向培養(yǎng)液中加入適量的。􀎮考點(diǎn)三動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物􀎯 1.理論基礎(chǔ):動(dòng)物。 2.概念:將動(dòng)物一個(gè)細(xì)胞的,移入一個(gè)已經(jīng)去掉的中,使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的,這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體。用核移植的方法得到的動(dòng)物稱為。 3.核移植類型:移植和體細(xì)胞核移植。

10、4.過程圖12-37-5 5.應(yīng)用(1)加速家畜,促進(jìn)。(2)保護(hù)物種。(3)生產(chǎn)。(4)作為異種移植的。(5)用于組織器官的。 6.存在問題(1)克隆動(dòng)物存在、生理缺陷。(2)克隆動(dòng)物食品的也有爭(zhēng)議。 1.關(guān)于核移植技術(shù)的幾個(gè)問題(1)選M中期卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因:此類細(xì)胞體積大,易于操作;卵黃多,營養(yǎng)物質(zhì)豐富,可為發(fā)育提供充足的營養(yǎng);卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中存在激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。(2)克隆動(dòng)物是由重組的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)而來的,該重組細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基因來源于受體細(xì)胞,細(xì)胞核基因來源于提供細(xì)胞核的親本,其遺傳物質(zhì)來自兩個(gè)親本。(3)核移植中供體動(dòng)物、提供卵母細(xì)胞的動(dòng)物、代孕動(dòng)物和克隆動(dòng)物之間

11、的關(guān)系:克隆動(dòng)物絕大部分性狀與供體動(dòng)物相同,少數(shù)性狀與提供卵母細(xì)胞的動(dòng)物相同,與代孕動(dòng)物的性狀無遺傳關(guān)系。(4)動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)(克隆)從生殖方式的角度看屬于無性生殖,重組細(xì)胞相當(dāng)于受精卵,需要?jiǎng)游锛?xì)胞培養(yǎng)和胚胎工程技術(shù)的支持?？茖W(xué)家通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了含有人生長激素基因的奶牛,如果要加速轉(zhuǎn)基因奶牛的繁育,可以對(duì)此轉(zhuǎn)基因奶牛進(jìn)行克隆(如圖12-37-6所示),請(qǐng)結(jié)合圖示回答下列問題:圖12-37-6(1)在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),要對(duì)取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織細(xì)胞進(jìn)行分離,形成單個(gè)細(xì)胞,這個(gè)過程中需要利用酶處理。(2)形成重組細(xì)胞時(shí)應(yīng)選用期的卵母細(xì)胞,并去掉其細(xì)胞核的原因是。(3)如果重組細(xì)胞為貼附性細(xì)

12、胞,則在進(jìn)行原代培養(yǎng)時(shí),會(huì)表現(xiàn)出和等特點(diǎn)。(4)圖中犢牛并非是對(duì)體細(xì)胞核供體母牛100%的復(fù)制,其原因主要有。(5)圖中所示的生物技術(shù)整體被稱為,其包括的具體生物技術(shù)有、等。轉(zhuǎn)基因奶牛的克隆成功,說明了動(dòng)物具有全能性。􀎮考點(diǎn)四動(dòng)物細(xì)胞融合和單克隆抗體􀎯 1.動(dòng)物細(xì)胞融合圖12-37-7 2.單克隆抗體的制備(1)過程圖12-37-8(2)單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn):、,并可大量制備。(3)單克隆抗體的應(yīng)用:作為診斷試劑,具有準(zhǔn)確、簡(jiǎn)易、的優(yōu)點(diǎn);用于治療疾病和。 1.動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的比較項(xiàng)目動(dòng)物細(xì)胞融合植物體細(xì)胞雜交培養(yǎng)條件葡萄糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)

13、鹽、微量元素、血清或血漿等天然成分營養(yǎng)物質(zhì)(水、無機(jī)鹽、蔗糖、氨基酸和有機(jī)酸等)、激素(如細(xì)胞分裂素、生長素等)及其他條件(無菌、適宜的溫度和pH等)細(xì)胞融合原理細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞增殖細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞的全能性細(xì)胞融合前提用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細(xì)胞分散后,誘導(dǎo)細(xì)胞融合用纖維素酶、果膠酶去除細(xì)胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合誘導(dǎo)手段物理、化學(xué)法:與植物體細(xì)胞雜交的相同生物法:滅活的病毒物理法:離心、振動(dòng)、電激等;化學(xué)法:用聚乙二醇(PEG)處理(續(xù)表)項(xiàng)目動(dòng)物細(xì)胞融合植物體細(xì)胞雜交結(jié)果獲得雜種細(xì)胞,以生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)品獲取雜種植株用途制備單克隆抗體、病毒疫苗、干擾素等克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙2.單

14、克隆抗體制備過程中兩次篩選的方法及目的項(xiàng)目第一次篩選第二次篩選篩選原因誘導(dǎo)融合后得到多種融合細(xì)胞,另外還有未融合的細(xì)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(xì)胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細(xì)胞篩選方法用特定的選擇培養(yǎng)基篩選:未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞(“BB”細(xì)胞、“瘤瘤”細(xì)胞)都會(huì)死亡,只有融合的雜交瘤細(xì)胞(“B瘤”細(xì)胞)才能生長用多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng),在每個(gè)孔只有一個(gè)雜交瘤細(xì)胞的情況下開始克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè),經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群篩選目的得到雜交瘤細(xì)胞得到能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞圖12-37-9為細(xì)胞融合的簡(jiǎn)略過程,請(qǐng)據(jù)圖回答:圖12-37-9

15、(1)植物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有。動(dòng)物細(xì)胞工程的各技術(shù)手段中的基礎(chǔ)是。(2)若圖中A、B是植物細(xì)胞,在細(xì)胞融合之前應(yīng)用處理,除去;A、B到細(xì)胞C的過程中,常用的化學(xué)方法是;融合完成的標(biāo)志是。(3)與植物細(xì)胞相比,動(dòng)物細(xì)胞融合特有的誘導(dǎo)融合的方法是用處理。(4)若利用動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)來生產(chǎn)單克隆抗體,應(yīng)采用和進(jìn)行融合,融合后需經(jīng)多次篩選,以得到能產(chǎn)生特異抗體的雜交瘤細(xì)胞,第一次篩選一般利用進(jìn)行,第二次篩選需對(duì)細(xì)胞進(jìn)行反復(fù)的,以篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。(5)少量生產(chǎn)單克隆抗體時(shí),可將篩選得到的雜交瘤細(xì)胞注入小鼠腹腔內(nèi)進(jìn)行增殖,該方法的優(yōu)點(diǎn)是。2.2017沈陽示范協(xié)作校一模 如圖12-3

16、7-10為制備多克隆抗體和單克隆抗體的示意圖,回答下列問題:(1)將抗原注射到小鼠體內(nèi)時(shí),小鼠體內(nèi)發(fā)生了免疫過程。圖中選用經(jīng)免疫的B細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合成雜交瘤細(xì)胞,與植物體細(xì)胞雜交相比,其特有的融合方法是。(2)圖中兩次篩選的目的不同,其中篩選過程需進(jìn)行和,目的是篩選出。將雜交瘤細(xì)胞在體外條件下進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)時(shí),需將其置于的混合氣體培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。圖12-37-10(3)與多克隆抗體相比,單克隆抗體突出的優(yōu)點(diǎn)在于其,并能大量制備。從目前臨床試驗(yàn)來看,單克隆抗體主要用于治療癌癥,例如可以將抗癌細(xì)胞的單克隆抗體與放射性同位素、藥物等結(jié)合,制成“生物導(dǎo)彈”,利用單克隆抗體的作用,在原位殺死癌細(xì)胞

17、,這樣既不損傷正常細(xì)胞,又減少了用藥劑量。􀎮歷年真題明考向􀎯1.2017海南卷 甲、乙兩同學(xué)分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料,利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁殖該植物?；卮鹣铝袉栴}:(1)以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體,在一定條件下進(jìn)行組織培養(yǎng),均能獲得試管苗,其原理是。(2)甲、乙同學(xué)在誘導(dǎo)愈傷組織所用的培養(yǎng)基中,均加入了一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得到。若要用細(xì)胞作為材料進(jìn)行培養(yǎng)獲得幼苗,該細(xì)胞應(yīng)具備的條件是(填“具有完整的細(xì)胞核”“具有葉綠體”或“已轉(zhuǎn)入抗性基因”)。(3)圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結(jié)果,該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由于培養(yǎng)基中兩種

18、激素用量的不同造成的,這兩種激素是。A中的愈傷組織是葉肉細(xì)胞經(jīng)形成的。圖12-37-11(4)若該種植物是一種雜合體的名貴花卉,要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉,可用組織培養(yǎng)方法來繁殖,在培養(yǎng)時(shí),(填“能”或“不能”)采用經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉作為外植體,原因是。2.2016全國卷 圖12-37-12表示通過核移植等技術(shù)獲得某種克隆哺乳動(dòng)物(二倍體)的流程。圖12-37-12回答下列問題:(1)圖中A表示正常細(xì)胞核,染色體數(shù)為2n,則其性染色體的組成可為。過程表示去除細(xì)胞核,該過程一般要在卵母細(xì)胞培養(yǎng)至適當(dāng)時(shí)期再進(jìn)行,去核時(shí)常采用的方法。代表的過程是。(2)經(jīng)過多次傳代后,供體細(xì)

19、胞中的穩(wěn)定性會(huì)降低。因此,選材時(shí)必須關(guān)注傳代次數(shù)。(3)若獲得的克隆動(dòng)物與供體動(dòng)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)”培育成功一樣,其他克隆動(dòng)物的成功獲得也證明了。3.2014新課標(biāo)全國卷 某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z),每只小鼠免疫5次,每次免疫一周后測(cè)定各小鼠血清抗體的效價(jià)(能檢測(cè)出抗原抗體反應(yīng)的血清最大稀釋倍數(shù)),結(jié)果如圖12-37-13所示。圖12-37-13若要制備雜交瘤細(xì)胞,需取免疫后小鼠的B淋巴細(xì)胞(染色體數(shù)目40條),并將該細(xì)胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細(xì)胞(染色體數(shù)目60條)按一定比例加入試管中,再加入聚乙二醇誘導(dǎo)細(xì)胞

20、融合,經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測(cè),得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細(xì)胞。回答下列問題:(1)制備融合所需的B淋巴細(xì)胞時(shí),所用免疫小鼠的血清抗體效價(jià)需達(dá)到16 000以上,則小鼠最少需要經(jīng)過次免疫后才能有符合要求的。達(dá)到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中,最適合用于制備B淋巴細(xì)胞的是小鼠,理由是。(2)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)完成后,融合體系中除含有未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞外,可能還有,體系中出現(xiàn)多種類型細(xì)胞的原因是。(3)雜交瘤細(xì)胞中有個(gè)細(xì)胞核,染色體數(shù)目最多是條。(4)未融合的B淋巴細(xì)胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活,原因是。第37講細(xì)胞工程考點(diǎn)一【知識(shí)梳理】1.分子生物學(xué)細(xì)胞器水平細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)品植物動(dòng)物2

21、.(1)全部遺傳信息潛能全能性(2)全部遺傳信息(3)離體營養(yǎng)、激素3.(1)全能性(2)無菌培養(yǎng)基培養(yǎng)條件(3)離體脫分化激素再分化無菌4.(1)雜種細(xì)胞(2)流動(dòng)性全能性(3)纖維素酶、果膠原生質(zhì)體物理聚乙二醇(PEG)細(xì)胞壁(4)遠(yuǎn)緣雜交5.(1)快速繁殖莖尖、根尖胚狀體(2)突變體(3)植物組織培養(yǎng)【題組訓(xùn)練】1.B解析 消毒指用比較溫和的物理或化學(xué)方法清除或殺滅除芽孢外的所有病原微生物,使其數(shù)量減少達(dá)到無害化,A正確;愈傷組織細(xì)胞含有細(xì)胞壁,加入細(xì)胞融合誘導(dǎo)劑不會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞融合,因此不會(huì)得到染色體加倍的細(xì)胞,B錯(cuò)誤;愈傷組織再分化形成胚狀體后,一般先形成芽,再形成根,而分化的實(shí)質(zhì)是基因

22、的選擇性表達(dá),C正確;誘導(dǎo)叢芽分化生根時(shí),培養(yǎng)基中通常含有NAA等植物生長調(diào)節(jié)劑,D正確。2.(1)纖維素酶果膠酶(2)離心、振動(dòng)、電激再生出新的細(xì)胞壁脫分化(3)38存在生殖隔離19(4)克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,培育作物新品種解析 (1)植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠,根據(jù)酶的專一性原理,可采用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁。(2)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法包括:物理方法(離心、振動(dòng)、電激)和化學(xué)方法(聚乙二醇);融合完成的標(biāo)志是再生出新的細(xì)胞壁;將雜種細(xì)胞培育成雜種植株還需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù),包括脫分化和再分化兩個(gè)階段,其中脫分化過程要避光,再分化過程需要光。(3)如圖通過植物體細(xì)胞雜交

23、技術(shù)獲得的“白菜甘藍(lán)”體細(xì)胞染色體數(shù)為20+18=38;通常情況下,由于白菜和甘藍(lán)之間存在生殖隔離,因此,白菜和甘藍(lán)有性雜交是不能成功的;若對(duì)白菜和甘藍(lán)采用雜交育種方法能成功的話,得到的后代應(yīng)含19條染色體。(4)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)和傳統(tǒng)雜交技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)是克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,培育作物新品種?？键c(diǎn)二【知識(shí)梳理】1.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞核移植動(dòng)物細(xì)胞融合生產(chǎn)單克隆抗體動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)2.(1)細(xì)胞增殖(2)剪碎胰蛋白酶貼壁 接觸抑制胰蛋白酶1050核型 (3)抗生素培養(yǎng)液血清、血漿細(xì)胞代謝pH(4)生物制品基因工程有毒物質(zhì)生理、病理、藥理【題組訓(xùn)練】(1)接觸抑制胰蛋白酶(2)M中(減數(shù)第二次

24、分裂中)電脈沖(電激)(3)合成血清(血漿)調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH抗生素解析 (1)細(xì)胞貼壁生長分裂到表面相互接觸時(shí),就會(huì)停止分裂,這種現(xiàn)象叫作細(xì)胞的接觸抑制。若將成纖維細(xì)胞進(jìn)行傳代培養(yǎng),操作時(shí)首先用胰蛋白酶處理成細(xì)胞懸液。(2)選取處在M中(減數(shù)第二次分裂中)期的去核卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞,通過電脈沖(電激)激活重組細(xì)胞,使其完成減數(shù)分裂和發(fā)育進(jìn)程。(3)將細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按其種類、數(shù)量嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基稱為合成培養(yǎng)基。動(dòng)物細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì):糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素等,還需加入血清、血漿等天然成分。細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%的CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行,CO2的主要作用是調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH

25、。為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)菌的污染,可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素?？键c(diǎn)三【知識(shí)梳理】1.細(xì)胞核的全能性2.細(xì)胞核細(xì)胞核卵母細(xì)胞胚胎克隆動(dòng)物3.胚胎細(xì)胞核4.體細(xì)胞體細(xì)胞細(xì)胞核去核卵母細(xì)胞細(xì)胞融合胚胎移植5.(1)遺傳改良進(jìn)程優(yōu)良畜群繁育(2)瀕危(3)醫(yī)用蛋白(4)供體(5)移植6.(1)健康問題遺傳缺陷(2)安全性問題【題組訓(xùn)練】(1)胰蛋白(膠原蛋白)(2)M中(減數(shù)第二次分裂中)使克隆出的動(dòng)物個(gè)體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細(xì)胞(避免卵細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)對(duì)后代造成干擾)(3)貼壁生長(細(xì)胞貼壁)接觸抑制(4)生物的性狀受細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同控制;生物的性狀受環(huán)境因素的影響(5)核移植(

26、體細(xì)胞核移植)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)胚胎移植體細(xì)胞的細(xì)胞核解析 (1)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中,一般用胰蛋白酶將細(xì)胞分散開,獲得細(xì)胞懸液。(2)在細(xì)胞核移植形成重組細(xì)胞的過程中一般選用處于減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞,去除其細(xì)胞核是為了保證克隆出的動(dòng)物個(gè)體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細(xì)胞。(3)如果重組細(xì)胞為貼附性細(xì)胞,在進(jìn)行原代培養(yǎng)時(shí),會(huì)表現(xiàn)出貼壁生長和接觸抑制等特點(diǎn)。(4)克隆出的個(gè)體細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來自卵母細(xì)胞,并且生物性狀的表達(dá)還受到環(huán)境因素的影響,所以題圖中犢牛并非是對(duì)體細(xì)胞核供體母牛100%的復(fù)制。(5)題圖中所示技術(shù)為動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù),其中應(yīng)用到的生物技術(shù)包括動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞核移植、胚胎

27、移植等。轉(zhuǎn)基因奶牛的克隆成功,說明了動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性?？键c(diǎn)四【知識(shí)梳理】1.滅活的病毒流動(dòng)性有性雜交2.(1)骨髓瘤體外體內(nèi)(2)特異性強(qiáng)靈敏度高(3)高效快速運(yùn)載藥物【題組訓(xùn)練】1.(1)植物組織培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)(2)纖維素酶、果膠酶細(xì)胞壁PEG誘導(dǎo)再生出細(xì)胞壁(3)滅活的病毒(4)經(jīng)免疫的B細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞選擇培養(yǎng)基克隆化培養(yǎng)和抗體陽性檢驗(yàn) (5)節(jié)約培養(yǎng)基(成本),易于控制培養(yǎng)條件等解析 (1)植物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有植物組織培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交。動(dòng)物細(xì)胞工程的各技術(shù)手段中的基礎(chǔ)是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。(2)植物體細(xì)胞雜交前,先采用酶解法去除細(xì)胞壁,即采用纖維素酶、

28、果膠酶處理除去細(xì)胞壁;誘導(dǎo)細(xì)胞融合常用的化學(xué)方法是PEG誘導(dǎo);原生質(zhì)體融合完成的標(biāo)志是再生出細(xì)胞壁。(3)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有物理法(離心、振動(dòng)、電激等)、化學(xué)法(聚乙二醇),誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法有物理法(離心、振動(dòng)、電激等)、化學(xué)法(聚乙二醇)和生物法(滅活的病毒),故與植物細(xì)胞相比,動(dòng)物細(xì)胞融合特有的誘導(dǎo)融合的方法是用滅活的病毒處理。(4)若利用動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)來生產(chǎn)單克隆抗體,應(yīng)將經(jīng)免疫的B細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合,融合后需經(jīng)多次篩選,以得到能產(chǎn)生特異抗體的雜交瘤細(xì)胞,第一次篩選一般利用選擇培養(yǎng)基進(jìn)行,第二次篩選需對(duì)細(xì)胞進(jìn)行反復(fù)的克隆化培養(yǎng)和抗體陽性檢驗(yàn),以篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜

29、交瘤細(xì)胞。(5)少量生產(chǎn)單克隆抗體時(shí),可將篩選得到的雜交瘤細(xì)胞注入小鼠腹腔內(nèi)繁殖,該方法的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約培養(yǎng)基(成本),易于控制培養(yǎng)條件等。2.(1)體液用滅活的病毒處理(2)克隆化培養(yǎng)抗體檢測(cè)能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞含95%的空氣和5%的CO2(3)特異性強(qiáng)、靈敏度高導(dǎo)向解析 (1)將抗原注射到小鼠體內(nèi)時(shí),小鼠體內(nèi)產(chǎn)生了抗體,屬于體液免疫過程。題圖中選用經(jīng)免疫的B細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合成雜交瘤細(xì)胞,與植物體細(xì)胞雜交相比,其特有的融合方法是用滅活的病毒處理。(2)題圖中兩次篩選的目的不同,其中篩選過程需進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè),目的是篩選出能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。將雜交瘤細(xì)胞在體外條件下進(jìn)行大

30、規(guī)模培養(yǎng)時(shí),需將其置于含95%的空氣和5%的CO2的混合氣體培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。(3)與多克隆抗體相比,單克隆抗體突出的優(yōu)點(diǎn)在于其特異性強(qiáng)、靈敏度高,并能大量制備。從目前臨床試驗(yàn)來看,單克隆抗體主要用于治療癌癥,例如可以將抗癌細(xì)胞的單克隆抗體與放射性同位素、藥物等結(jié)合,制成“生物導(dǎo)彈”,利用單克隆抗體的導(dǎo)向作用,在原位殺死癌細(xì)胞,這樣既不損傷正常細(xì)胞,又減少了用藥劑量。歷年真題明考向1.(1)綠色葉片和白色花瓣的細(xì)胞具有全能性,在一定條件下能發(fā)育成完整植株(2)葡萄糖、果糖具有完整的細(xì)胞核(3)細(xì)胞分裂素、生長素脫分化(4)不能對(duì)雜合體的植株來說,其體細(xì)胞的基因型相同,而花粉粒的基因型與體細(xì)胞的

31、基因型不同。用花粉粒進(jìn)行組織培養(yǎng)得到的花卉基因型不同于原植株解析 (1)植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞具有全能性。(2)蔗糖是一種二糖,可水解成葡萄糖、果糖。細(xì)胞具有完整的細(xì)胞核即可作為材料進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得幼苗。(3)植物組織培養(yǎng)過程中,生長素用量與細(xì)胞分裂素用量比值高時(shí),有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低時(shí),有利于芽的分化、抑制根的形成;比例適中時(shí),促進(jìn)愈傷組織的生長。(4)要用組織培養(yǎng)方法獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉,培養(yǎng)時(shí)不能采用經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉作為外植體,因?yàn)閷?duì)雜合體的植株來說,其體細(xì)胞的基因型相同,而花粉粒的基因型與體細(xì)胞的基因型不同。用花粉粒進(jìn)行組織培養(yǎng)得到的花卉

32、基因型不同于原植株。2.(1)XX或XY顯微操作胚胎移植(2)遺傳物質(zhì)(3)卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會(huì)對(duì)克隆動(dòng)物的性狀產(chǎn)生影響(4)動(dòng)物已分化體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性解析 (1)二倍體哺乳動(dòng)物的性別決定方式為XY型,A的性別未知,其性染色體組成可能為XX,也可能為XY。核移植時(shí),要通過顯微操作去除卵母細(xì)胞中的核。早期胚胎可通過胚胎移植移入受體子宮中。(2)一般來說,細(xì)胞傳代培養(yǎng)至1050代左右時(shí),增殖會(huì)逐漸緩慢,以至于完全停止,這時(shí)部分細(xì)胞的細(xì)胞核型可能會(huì)發(fā)生變化。目前使用的或冷凍保存的正常細(xì)胞通常為10代以內(nèi),以保持細(xì)胞正常的二倍體核型。(3)克隆動(dòng)物的遺傳物質(zhì)主要來自于供體核,但卵母細(xì)

33、胞的線粒體中也含有一部分遺傳物質(zhì)。(4)克隆動(dòng)物的成功獲得證明動(dòng)物已分化體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。3.(1)四YY小鼠的血清抗體效價(jià)最高(2)B淋巴細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞細(xì)胞融合是隨機(jī)的,且融合率達(dá)不到100%(3)1100(4)不能無限增殖解析 (1)據(jù)圖分析,第四次免疫后小鼠Y的血清抗體效價(jià)達(dá)到 16 000 以上。達(dá)到要求后的 X、Y、Z 這3只小鼠中,小鼠 Y 的 B 淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體效價(jià)最高,最適合用于制備單克隆抗體。(2)融合體系中除了未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞之外,還有骨髓瘤細(xì)胞和 B 淋巴細(xì)胞的自身融合產(chǎn)物,由于細(xì)胞融合是隨機(jī)的,且融合率達(dá)不到100

34、%,故體系中會(huì)出現(xiàn)多種類型的細(xì)胞。(3)雜交瘤細(xì)胞形成后,由于核膜具有流動(dòng)性,故小鼠的免疫B淋巴細(xì)胞細(xì)胞核與其骨髓瘤細(xì)胞細(xì)胞核會(huì)融合形成一個(gè)雜交的細(xì)胞核,因此染色體數(shù)目最多是100條。(4)未融合的 B 淋巴細(xì)胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后,仍然是不能無限增殖的細(xì)胞,同時(shí) B淋巴細(xì)胞不可能渡過原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)過程中的兩次“危機(jī)”而達(dá)到細(xì)胞系水平。1.2017天津六校高三期中 在現(xiàn)代生物科技的應(yīng)用中,不需要進(jìn)行檢測(cè)與篩選的是 () A.對(duì)植物的離體組織進(jìn)行培養(yǎng),大規(guī)模培育優(yōu)良品種B.將鼠的骨髄瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合,制備單克隆抗體C.利用植物細(xì)胞工程技術(shù)培育“白菜甘藍(lán)”D.將抗蟲基因?qū)胫参锛?xì)胞,培育具有

35、抗蟲特性的新植株解析 A對(duì)植物的離體組織進(jìn)行培養(yǎng),大規(guī)模培育優(yōu)良品種,不需要進(jìn)行檢測(cè)與篩選。細(xì)胞融合形成的雜交細(xì)胞不一定是所需要的,需進(jìn)行篩選。植物細(xì)胞工程培育的雜種植株不一定能表達(dá)出相應(yīng)的性狀,需進(jìn)行檢測(cè)。轉(zhuǎn)基因植株不一定能表現(xiàn)出所需要的性狀,需進(jìn)行檢測(cè)與篩選。2.2017江蘇常州模擬 下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述,正確的是 ()A.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中往往使用液體培養(yǎng)基B.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的目的是為了培養(yǎng)動(dòng)物個(gè)體C.在培養(yǎng)過程中通常要通入5%的CO2刺激細(xì)胞呼吸D.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中可用胃蛋白酶將動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞解析 A動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基是液體培養(yǎng)基,A正確;動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的目的是獲得細(xì)

36、胞和細(xì)胞產(chǎn)物,通過核移植技術(shù)才能獲得克隆動(dòng)物,B錯(cuò)誤;CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH,C錯(cuò)誤;動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中常要用到胰蛋白酶或膠原蛋白酶,用來分散細(xì)胞,D錯(cuò)誤。3.2017天津紅橋區(qū)一模 從同一頭牛中取多個(gè)供體細(xì)胞培養(yǎng)出多頭克隆牛,這些牛在性狀上卻并不完全相同,下列有關(guān)其原因的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.基因可能發(fā)生變異 B.核基因發(fā)生基因重組C.受體細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基因不同D.性狀變異可由環(huán)境條件引起解析 B克隆牛在性狀上卻不完全相同的原因可能有基因可能發(fā)生變異,受體細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基因不同,性狀變異可由環(huán)境條件引起等,A、C、D正確;克隆屬于無性生殖,該過程中核基因不會(huì)發(fā)生基因重組,B錯(cuò)誤。4.2

37、017北京西城區(qū)高三期末 如圖K37-1是一種“生物導(dǎo)彈”的作用原理示意圖,沒有與腫瘤細(xì)胞結(jié)合的“生物導(dǎo)彈”一段時(shí)間后被機(jī)體清除。阿霉素是一種抗腫瘤藥,可抑制DNA和RNA的合成,對(duì)正常細(xì)胞也有一定毒性。下列說法不正確的是 ()圖K37-1A.單克隆抗體是由雜交瘤細(xì)胞合成和分泌的B.活化阿霉素能抑制細(xì)胞中DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程C.在治療中,應(yīng)先注射非活化磷酸阿霉素再注射“生物導(dǎo)彈”D.單克隆抗體特異性強(qiáng),能減輕阿霉素對(duì)正常細(xì)胞的傷害解析 C單克隆抗體是由雜交瘤細(xì)胞合成和分泌的,A正確;根據(jù)題意可知,“阿霉素可抑制DNA和RNA的合成”,因此活化阿霉素能抑制細(xì)胞中DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程,B正確;

38、在治療中,應(yīng)同時(shí)注射非活化磷酸阿霉素和“生物導(dǎo)彈”,C錯(cuò)誤;單克隆抗體特異性強(qiáng),能減輕阿霉素對(duì)正常細(xì)胞的傷害,D正確。5.科學(xué)家利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)成功獲得了番茄馬鈴薯雜種植株,為了便于雜種細(xì)胞的篩選和鑒定,科學(xué)家利用紅色熒光和綠色熒光分別標(biāo)記番茄和馬鈴薯的原生質(zhì)體膜上的蛋白質(zhì),其培育過程如圖所示:(1)植物體細(xì)胞雜交依據(jù)的生物學(xué)原理有。(2)過程常用的酶是,細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是。(3)植物原生質(zhì)體融合過程常利用化學(xué)試劑誘導(dǎo)融合,在鑒定雜種原生質(zhì)體時(shí)可用顯微鏡觀察,根據(jù)細(xì)胞膜表面熒光的不同可觀察到種不同的原生質(zhì)體,當(dāng)觀察到時(shí),可判斷該原生質(zhì)體是由番茄原生質(zhì)體和馬鈴薯原生質(zhì)體融合而成的。(4)

39、過程和過程依次為,過程的培養(yǎng)基中常添加的植物激素是。(5)若番茄細(xì)胞內(nèi)有m條染色體,馬鈴薯細(xì)胞中含n條染色體,則番茄馬鈴薯細(xì)胞在有絲分裂后期含條染色體。若雜種細(xì)胞培育成的番茄馬鈴薯植株為四倍體,則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培育得到的植株屬于植株。答案 (1)細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞的全能性(2)纖維素酶和果膠酶形成了新的細(xì)胞壁(3)聚乙二醇(PEG)3原生質(zhì)體表面既有紅色熒光又有綠色熒光(4)脫分化和再分化生長素和細(xì)胞分裂素(5)2(m+n)單倍體解析 (1)植物體細(xì)胞雜交包括原生質(zhì)體融合和培育雜種植株兩大步驟,兩者的原理分別是細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性。(2)去除細(xì)胞壁常用的酶是纖維素酶和果膠酶,細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是形成新的細(xì)胞壁。(3)化學(xué)促融劑是聚乙二醇,兩兩融合的原生質(zhì)體有三種:番茄番茄、馬鈴薯番茄、馬鈴薯馬鈴薯,其中雜種原生質(zhì)體表面有兩種顏色的熒光。(4)過程和過程分別表示脫分化和再分化,誘導(dǎo)細(xì)胞分化所用的植物激素主要是生長素和細(xì)胞分裂素。(5)番茄馬鈴薯體細(xì)胞有m+n條染色體,有絲分裂后期染色體數(shù)目加倍。由配子發(fā)育成的個(gè)體均為單倍體。13