（全國(guó)版）2019版高考生物一輪復(fù)習(xí) 現(xiàn)代生物科技專題 第2講 細(xì)胞工程學(xué)案

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1、 第2講　細(xì)胞工程 考綱要求 全國(guó)卷五年考情 1.植物的組織培養(yǎng)(Ⅱ) 2013·卷ⅡT40 2.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆(Ⅱ) 2017·卷ⅢT38,2016·卷ⅡT40 3.細(xì)胞融合與單克隆抗體(Ⅱ) 2014·卷ⅠT40 考點(diǎn)一| 植物細(xì)胞工程 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第252頁(yè)) [識(shí)記—基礎(chǔ)梳理] 1．細(xì)胞工程的概念 2．植物細(xì)胞的全能性 (1)概念：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。 (2)原理：細(xì)胞內(nèi)含有本物種的全套遺傳信息。 (3)全能性表達(dá)條件：具有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，處于離體狀態(tài)，提供一定的營(yíng)養(yǎng)、激素和其

2、他適宜外界條件。 3．植物組織培養(yǎng)技術(shù) (1)理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的全能性。 (2)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)培養(yǎng)條件： ①無(wú)菌：培養(yǎng)基滅菌、培養(yǎng)材料和培養(yǎng)器械消毒。 ②固體培養(yǎng)基：大多由無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分、激素、瓊脂四部分組成。 ③光照：脫分化階段不需要光照。 ④激素調(diào)控：培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例調(diào)控組織培養(yǎng)進(jìn)程。 4．植物體細(xì)胞雜交技術(shù) (1)概念：將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。 (2)操作流程

3、 (3)流程分析 ①過程a為去除細(xì)胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體，用到的酶是纖維素酶和果膠酶。 ②過程b是原生質(zhì)體的融合，其原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性。 ③誘導(dǎo)b融合的兩種方法： 物理法包括離心、振動(dòng)、電激等； 化學(xué)法一般用聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑。 ④過程c是原生質(zhì)體融合后再生出細(xì)胞壁。 ⑤過程d是組織培養(yǎng)技術(shù)，其原理是細(xì)胞的全能性。 (4)意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙、獲得雜種植株。 5．植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用 (1) (2)作物新品種的培育： ①單倍體育種 ②突變體的利用 ③ [教材邊角知識(shí)]　選修3　P36“小知識(shí)”,固體培養(yǎng)基中的無(wú)機(jī)營(yíng)

4、養(yǎng)成分和有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分各有哪些物質(zhì)？試簡(jiǎn)要說明。 無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分包括　　　?。挥袡C(jī)營(yíng)養(yǎng)成分包括　　　　　　　　　　　等物質(zhì)。 【提示】　水分、無(wú)機(jī)鹽　小分子糖類、氨基酸、核苷酸 [理解—深化探究] 1．植物體未離體的組織、細(xì)胞并未表現(xiàn)出全能性，可能的原因是什么？ 【提示】　在特定的時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性表達(dá)出各種蛋白質(zhì)，分化形成不同的細(xì)胞，從而構(gòu)成生物體的不同組織。 2．植物組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交在依據(jù)的原理、技術(shù)操作等方面有何不同？ 【提示】　(1)前者依據(jù)的原理為細(xì)胞的全能性；后者依據(jù)的原理，除細(xì)胞的全能性外，還有細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特性，即細(xì)胞膜具有一定的流

5、動(dòng)性。 (2)前者操作技術(shù)主要為脫分化、再分化等；后者的操作技術(shù)：除脫分化、再分化外，還要用酶解法去除細(xì)胞壁，用一定的方法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合。 3．生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的協(xié)同作用在組織培養(yǎng)中非常重要，人們常把它們稱為“激素杠桿”。簡(jiǎn)述它們?cè)诮M織培養(yǎng)中各發(fā)揮何種作用？ 【提示】　當(dāng)生長(zhǎng)素含量高于細(xì)胞分裂素時(shí)，主要誘導(dǎo)植物組織脫分化和根原基的形成；而當(dāng)細(xì)胞分裂素含量高于生長(zhǎng)素時(shí)，則主要誘導(dǎo)植物組織再分化和芽原基的形成。 4．脫分化和再分化的比較 比較內(nèi)容 脫分化 再分化 過程 外植體→愈傷組織 愈傷組織→幼苗 形成體特點(diǎn) 排列疏松、高度液泡化的薄壁細(xì)胞 有根、芽 需要

6、 條件 (1)離體 (2)適宜的營(yíng)養(yǎng) (3)生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素的比例適中 (4)不需光 (1)離體 (2)適宜的營(yíng)養(yǎng) (3)生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素的比例高或低誘導(dǎo)生根或生芽 (4)光照 [運(yùn)用—考向?qū)歖 考向1　植物組織培養(yǎng)過程分析 1．(2018·武漢市高三調(diào)研)應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，不僅可實(shí)現(xiàn)種苗的快速繁殖、培育無(wú)病毒植株，也可加快作物及苗木育種。下面是培育柑桔耐鹽植株的實(shí)驗(yàn)流程： 莖段―→愈傷組織―→耐鹽植株 回答下列問題： (1)愈傷組織是由離體的莖段經(jīng)________過程形成的，此時(shí)愈傷組織細(xì)胞________(填“具有”或“不具有”)細(xì)胞的全能性。

7、 (2)對(duì)愈傷組織進(jìn)行了兩次處理，處理1中γ射線照射的目的是___________，用γ射線不直接處理莖段而是處理愈傷組織，原因是___________________；處理2中添加的物質(zhì)X為________。 (3)植物組織培養(yǎng)技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于其他作物的育種中。在培育白菜-甘藍(lán)、三倍體無(wú)子西瓜、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得抗蟲棉中，必需用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是________。 [解析]　由圖可知，培育柑桔耐鹽植株是利用了γ射線照射，使得發(fā)生基因突變，再利用一定濃度鹽的培養(yǎng)基去選擇耐鹽植株。 (1)離體的莖段經(jīng)過脫分化過程形成愈傷組織，此時(shí)愈傷組織具有未分化的特點(diǎn)，細(xì)胞依然具有細(xì)胞的全

8、能性。 (2)對(duì)愈傷組織進(jìn)行了兩次處理，處理1中γ射線照射的目的是誘導(dǎo)基因突變。愈傷組織細(xì)胞處于不斷地分裂狀態(tài)，易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變，因此通常用γ射線處理植物的愈傷組織能獲得較好效果。該技術(shù)最終培育柑桔耐鹽植株，因此處理2中添加的物質(zhì)X為氯化鈉，起選擇作用，具有能適應(yīng)一定濃度鹽的愈傷組織才可以生長(zhǎng)，不適應(yīng)的愈傷組織死亡。 (3)三倍體無(wú)子西瓜的培養(yǎng)過程是：利用秋水仙素處理二倍體西瓜的幼苗，使之變成四倍體植株，再用二倍體西瓜給四倍體西瓜授粉，結(jié)出三倍體的種子。第二年將此三倍體的西瓜種子種下去，授以二倍體的花粉，結(jié)出三倍體的無(wú)子西瓜。整個(gè)過程中沒有用到植物組織培養(yǎng)。作物

9、育種研究中常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將含抗蟲基因的Ti質(zhì)粒導(dǎo)入到植物體細(xì)胞中，再利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得抗蟲的農(nóng)作物。運(yùn)用細(xì)胞工程培育白菜-甘藍(lán)雜種植株，需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將雜種細(xì)胞培養(yǎng)成雜種植株。 [答案]　(1)脫分化　具有　(2)誘發(fā)基因突變　愈傷組織細(xì)胞分裂能力強(qiáng)，易誘發(fā)基因突變　NaCl(或鹽) (3)白菜-甘藍(lán)、抗蟲棉 1．具有全能性：理論上，活細(xì)胞都具有全能性。 2．體現(xiàn)全能性：只有發(fā)育成完整個(gè)體，才能說明體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。 　植物組織培養(yǎng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無(wú)病毒植株培育、育種及獲得細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)等。結(jié)合下圖中番茄植株的培育過程，回答相關(guān)問題： (

10、1)①過程中通常使用____________酶來獲取植物細(xì)胞原生質(zhì)體，此處使用的外界溶液濃度不宜過小，以防止細(xì)胞原生質(zhì)體________。 (2)鋪平板類似于微生物接種，平板培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的除了調(diào)節(jié)滲透壓外，還有________的作用。 (3)圖中屬于再分化的過程是________(填序號(hào))。 (4)多倍體番茄植株所結(jié)果實(shí)中維生素含量更高，若想培育多倍體番茄，可選擇在圖中的過程③中添加________(填物質(zhì))進(jìn)行處理，也可以選擇在過程⑥中添加一定濃度的________(填物質(zhì))進(jìn)行處理。 (5)植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅可以保持優(yōu)良品種的________特性，還可以高效快速地

11、實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。 (6)“人工種子”由胚狀體、包埋胚狀體的膠質(zhì)以及人造種皮等3部分組成，包埋胚狀體的膠質(zhì)中富含有機(jī)營(yíng)養(yǎng)，這是因?yàn)榕郀铙w在萌發(fā)初期不能進(jìn)行________，為了滿足胚狀體代謝的需求，“人造種皮”則必須具有良好的透水、________的性能。 [解析]　(1)植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，通常使用纖維素酶和果膠酶來獲取植物細(xì)胞原生質(zhì)體，此處使用的外界溶液不宜過小，以防止細(xì)胞原生質(zhì)體滲透吸水漲破。 (2)培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的除了調(diào)節(jié)滲透壓外，還有提供營(yíng)養(yǎng)的作用。 (3)由愈傷組織形成試管苗的過程需經(jīng)過再分化，即圖示的⑨⑩。 (4)若想培育多倍體番茄，可

12、在培養(yǎng)基中添加聚乙二醇，促使植物體細(xì)胞融合；也可以在植物體細(xì)胞脫分化后進(jìn)行有絲分裂時(shí)，用秋水仙素處理，使得染色體加倍。 (5)植物組織培養(yǎng)技術(shù)屬于無(wú)性繁殖，不僅可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性，還可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。 (6)胚狀體在萌發(fā)初期不能進(jìn)行光合作用，因此包埋胚狀體的膠質(zhì)中富含有機(jī)營(yíng)養(yǎng)，以供胚狀體在萌發(fā)初期細(xì)胞生命活動(dòng)的需要。胚狀體細(xì)胞要進(jìn)行細(xì)胞呼吸等代謝活動(dòng)，因此“人造種皮”則必須具有良好的透水、透氣的性能。 [答案]　(1)纖維素酶和果膠(答纖維素酶也可以)　吸水漲破(或破裂)　(2)提供營(yíng)養(yǎng)　(3)⑨⑩(答⑨或⑩均可)　(4)聚乙二醇　秋水仙素　(5)遺傳　(6

13、)光合作用　透氣 考向2　植物體細(xì)胞雜交過程分析 2．植物細(xì)胞雜交可以培養(yǎng)雜種植物，下列是某科研小組的操作。請(qǐng)回答相關(guān)問題。 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：67110096】 (1)將甲、乙兩個(gè)不同品種的植株進(jìn)行雜交，首先要去掉植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，采用的酶是________________，得到原生質(zhì)體甲和原生質(zhì)體乙，然后進(jìn)行人工誘導(dǎo)形成細(xì)胞團(tuán)，通常采用的促融劑是________。 (2)甲細(xì)胞的基因型為Gg，乙細(xì)胞的基因型為Hh(兩對(duì)基因位于不同對(duì)的同源染色體上)兩兩融合后所形成細(xì)胞的基因型為________________________。 (3)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在光照強(qiáng)度大于800 Lux時(shí)，只

14、有同時(shí)存在G和H基因的細(xì)胞才能分化形成叢芽，可據(jù)此篩選出雜種細(xì)胞。叢芽進(jìn)一步培養(yǎng)長(zhǎng)大為植株，該植株自交后代中，繼續(xù)在大于800 Lux的光照下培養(yǎng)，能長(zhǎng)成植株個(gè)體的基因型為_______________________________________________________。 (4)在進(jìn)行分化培養(yǎng)時(shí)需要換瓶操作，換瓶的主要目的是 ________________________________________________________________。 (5)植物體細(xì)胞雜交的優(yōu)點(diǎn)是_______________________________________。 [

15、解析]　(1)植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此用酶解法去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁所需的酶為纖維素酶和果膠酶。人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的過程，常用的化學(xué)試劑是聚乙二醇。 (2)甲、乙兩細(xì)胞融合時(shí)，可以發(fā)生甲、乙細(xì)胞的自身融合，也可以發(fā)生甲和乙之間的融合，由此可知兩兩融合后所形成細(xì)胞的基因型為GGgg，HHhh，GgHh。 (3)由信息“只有同時(shí)存在G和H基因的細(xì)胞才能分化形成叢芽”，則其自交后代中能長(zhǎng)成植株個(gè)體的基因型中必須同時(shí)含有G和H基因，由此可知符合題意的基因型為GGHH，GgHh，GGHh，GgHH。 (4)在進(jìn)行分化培養(yǎng)時(shí)需要換瓶操作，換瓶的主要目的是更換營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，改變激素的

16、濃度比例。 (5)與傳統(tǒng)的有性雜交相比，植物體細(xì)胞雜交的最大優(yōu)點(diǎn)是可以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，能夠打破物種生殖隔離的限制。 [答案]　(1)纖維素酶和果膠酶　聚乙二醇　(2)GGgg，HHhh，GgHh　(3)GGHH，GgHh，GGHh，GgHH　(4)改變培養(yǎng)基中的激素濃度配比　(5)可以打破不同物種之間的生殖隔離(或答“克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙”) 1．植物體細(xì)胞雜交：若兩個(gè)不同品種的植物細(xì)胞A、B進(jìn)行融合，A含有2X條染色體，2個(gè)染色體組，基因型為Aabb，B含有2Y條染色體，2個(gè)染色體組，其基因型為ccDd，則新植株應(yīng)為四倍體，其體細(xì)胞中染色體數(shù)為2X＋2Y，基因型

17、為AabbccDd，從中不難看出，體細(xì)胞雜交即兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞，不管是染色體數(shù)、基因型還是染色體組都采用直接相加的方法。 2．植物有性雜交：有性雜交的子代細(xì)胞中染色體數(shù)為X＋Y、基因型為AbcD或abcD或Abcd或abcd，即先減半再相加。 　(2018·濰坊市調(diào)研)科學(xué)家以番茄(2N)和馬鈴薯(4N)為材料利用下圖技術(shù)得到“番茄—馬鈴薯”植株。請(qǐng)回答下列問題： (1)d的名稱是____________，由d培育成植株的過程運(yùn)用的技術(shù)手段是____________，其依據(jù)的原理是____________。 (2)影響④⑤過程的主要植物激素是_____________

18、_________，最終獲得的“番茄—馬鈴薯”屬于____________倍體植株。 (3)若將抗除草劑基因?qū)敕鸭?xì)胞的常用方法是____________，在該方法中需要將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的____________上。有人擔(dān)心該番茄植株中抗除草劑基因會(huì)通過花粉傳播進(jìn)入雜草中，成為超級(jí)雜草，這是擔(dān)心轉(zhuǎn)基因生物可能威脅____________安全。 (4)番茄—馬鈴薯在生態(tài)系統(tǒng)中屬于____________，人類在設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，需要考慮番茄—馬鈴薯是否會(huì)引起當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的失衡或破壞，需遵循____________原理。 [解析]　(1)讀圖知：去壁的馬鈴薯細(xì)胞和番茄細(xì)胞融合后

19、形成的細(xì)胞d的名稱是雜種細(xì)胞，由d培育成植株的過程運(yùn)用的技術(shù)手段是植物組織培養(yǎng)，其依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性。 (2)分化為試管苗的芽和根的主要植物激素為生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素，番茄為二倍體，馬鈴薯為四倍體，通過體細(xì)胞雜交獲得的“番茄—馬鈴薯”屬于六倍體植株。 (3)將抗除草劑基因?qū)敕鸭?xì)胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，在該方法中需要將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上。有人擔(dān)心該番茄植株中抗除草劑基因會(huì)通過花粉傳播進(jìn)入雜草中，成為超級(jí)雜草，這是擔(dān)心轉(zhuǎn)基因生物可能威脅生物安全。 (4)番茄—馬鈴薯在生態(tài)系統(tǒng)中屬于生產(chǎn)者，人類在設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，需要考慮番茄—馬鈴薯是否會(huì)引起當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境

20、的失衡或破壞，需遵循協(xié)調(diào)與平衡原理。 [答案]　(1)雜種細(xì)胞　植物組織培養(yǎng)　植物細(xì)胞全能性　(2)生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素　六　(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法　T-DNA　生物　(4)生產(chǎn)者　協(xié)調(diào)與平衡 考點(diǎn)二| 動(dòng)物細(xì)胞工程 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第254頁(yè)) [識(shí)記—基礎(chǔ)梳理] 1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)——?jiǎng)游锛?xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ) (1)原理：細(xì)胞增殖。 (2)過程： (3)培養(yǎng)條件： ①無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境：對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無(wú)菌處理，添加抗生素，定期更換培養(yǎng)液以清除代謝產(chǎn)物。 ②營(yíng)養(yǎng)：除正常的有機(jī)和無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)外，加入血清、血漿等一些天然成分。 ③適宜的溫度和pH：溫度為36.

21、5±0.5_℃(哺乳動(dòng)物)，pH為7.2～7.4。 ④氣體環(huán)境：含95%空氣加5%CO2的混合氣體，其中后者的作用是維持培養(yǎng)液的pH。 2．動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物 (1)動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)的過程 重組細(xì)胞胚胎代孕母體―→生出與細(xì)胞核供體遺傳性狀基本相同的個(gè)體 (2)原理：動(dòng)物體細(xì)胞核具有全能性。 (3)應(yīng)用 ①加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。 ②保護(hù)瀕危物種。 ③生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。 ④作為異種移植的供體。 3．動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體的制備 (1)動(dòng)物細(xì)胞融合 ①原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性。 ②融合方法：聚乙二醇(PEG)、滅活的

22、病毒、電激等。 ③意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能，也為制造單克隆抗體開辟了新途徑。 (2)單克隆抗體 ①制備過程 ②優(yōu)點(diǎn)：特異性強(qiáng)、靈敏度高，并可能大量制備。 ③用途：作為診斷試劑；用于治療疾病和運(yùn)載藥物。 [理解—深化探究] 1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中兩次使用胰蛋白酶的作用有什么不同？ 【提示】　第一次使用胰蛋白酶處理剪碎的組織使之分散成單個(gè)細(xì)胞，第二次使貼壁細(xì)胞從瓶壁上脫落下來，分散成單個(gè)細(xì)胞。 2．通過動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)獲得的克隆動(dòng)物，其遺傳物質(zhì)是否和供核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)完全一樣？ 【提示】　不完全一樣。細(xì)胞核遺傳物質(zhì)一樣，但細(xì)胞質(zhì)遺傳物

23、質(zhì)和提供去核卵母細(xì)胞的個(gè)體幾乎完全一樣。 3．動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)為何選用去核卵(母)細(xì)胞？ 【提示】　卵母細(xì)胞比較大，易操作；卵(母)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)多，營(yíng)養(yǎng)豐富，含有促進(jìn)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。 [運(yùn)用—考向?qū)歖 考向1　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與核移植技術(shù)的應(yīng)用 1．(2018·菏澤市高三一模)根據(jù)國(guó)際糖尿病聯(lián)盟報(bào)告，在最近的10年中，全世界糖尿病的發(fā)生率呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。糖尿病是由多種因素引起的代謝紊亂疾病，已成為繼腫瘤、心腦血管疾病之后威脅人類健康和生命安全的第三位重大疾病。如圖是研究人員提出的治療方法。請(qǐng)回答下列問題： (1)核移植的受體細(xì)胞一般選用________細(xì)胞。進(jìn)行

24、相關(guān)顯微操作時(shí)，一般用微型吸管一并吸出細(xì)胞核和________。 (2)細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)，除培養(yǎng)液提供必需的營(yíng)養(yǎng)條件、適宜的溫度和pH、氣體環(huán)境外，還需要有無(wú)菌、無(wú)毒環(huán)境，為保證無(wú)菌、無(wú)毒環(huán)境，在培養(yǎng)液中通常要加入________。此外，還應(yīng)定期____________，以便清除代謝廢物。 (3)現(xiàn)有一段人工合成的正常胰島素基因的脫氧核苷酸序列，可利用PCR技術(shù)擴(kuò)增正常胰島素基因，該技術(shù)的原理是__________________。將正常胰島素基因?qū)肱咛ジ杉?xì)胞通常采用________法。 (4)“定向誘導(dǎo)”的本質(zhì)是_________________________________

25、______。 [解析]　(1)核移植的受體細(xì)胞一般選用MⅡ中期的卵母(減數(shù)第二次分裂中期的卵母)細(xì)胞。進(jìn)行相關(guān)顯微操作時(shí)，一般用微型吸管一并吸出細(xì)胞核和第一極體。 (2)細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)，除培養(yǎng)液提供必需的營(yíng)養(yǎng)條件、適宜的溫度和pH、氣體環(huán)境外，還需要有無(wú)菌、無(wú)毒環(huán)境，為保證無(wú)菌、無(wú)毒環(huán)境，在培養(yǎng)液中通常要加入(一定量的)抗生素。此外，還應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，以便清除代謝廢物。 (3)PCR技術(shù)原理是DNA雙鏈復(fù)制。將正常胰島素基因?qū)肱咛ジ杉?xì)胞通常采用顯微注射法。 (4)“定向誘導(dǎo)”的本質(zhì)是使重組細(xì)胞B發(fā)生細(xì)胞分化(使重組細(xì)胞B中的基因選擇性表達(dá))。 [答案]　(1)MⅡ中

26、期的卵母(減數(shù)第二次分裂中期的卵母)　第一極體　(2)(一定量的)抗生素　更換培養(yǎng)液　(3)DNA雙鏈復(fù)制　顯微注射　(4)使重組細(xì)胞B發(fā)生細(xì)胞分化(使重組細(xì)胞B中的基因選擇性表達(dá)) 下圖為某種哺乳動(dòng)物體細(xì)胞核移植過程圖?；卮鹣铝袉栴}。 (1)①處需要用________等處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)；細(xì)胞培養(yǎng)需要O2和CO2，CO2的主要作用是________________________。 (2)卵母細(xì)胞在體外培養(yǎng)到____________________時(shí)進(jìn)行去核。與去核卵母細(xì)胞融合的供體細(xì)胞培養(yǎng)一般不會(huì)超過10代，原因是______________________。激活

27、受體細(xì)胞除了用電刺激的方法外，還可以用________。(寫一種實(shí)際方法) (3)動(dòng)物細(xì)胞核移植的難度高于胚胎細(xì)胞核移植的原因是________________。 [解析]　(1)貼滿瓶壁的細(xì)胞需要用胰蛋白酶等處理，然后分瓶培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖。細(xì)胞培養(yǎng)需要CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。 (2)由于減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞核的位置靠近第一極體，用微型吸管可一并吸出細(xì)胞核與第一極體；細(xì)胞一般傳至10代后就不易傳下去，一般來說，細(xì)胞在傳至10～50代左右，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，與去核卵母細(xì)胞融合的供體細(xì)胞培養(yǎng)一般不會(huì)超過10代，

28、原因是保持細(xì)胞正常的二倍體核型。用物理或化學(xué)方法可以激活受體細(xì)胞，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程，具體的方法有電脈沖、鈣離子載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等。 (3)動(dòng)物胚胎的細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)其全能性相對(duì)容易，而動(dòng)物體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難，因此，動(dòng)物細(xì)胞核移植的難度高于胚胎細(xì)胞核移植。 [答案]　(1)胰蛋白酶　維持培養(yǎng)液的pH　(2)減數(shù)第二次分裂中期　保持細(xì)胞正常的二倍體核型　鈣離子載體(或乙醇、蛋白酶合成抑制劑等)　(3)動(dòng)物胚胎的細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)其全能性相對(duì)容易，而動(dòng)物體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難 考向2　單克隆抗體技術(shù)的應(yīng)用 2．(201

29、8·河北省衡水中學(xué)高三檢測(cè))下圖是某實(shí)驗(yàn)室通過小鼠纖維母細(xì)胞等獲得單克隆抗體的實(shí)驗(yàn)流程，據(jù)圖回答相關(guān)問題： (1)過程①類似于植物組織培養(yǎng)技術(shù)中的________過程。與纖維母細(xì)胞相比，誘導(dǎo)干細(xì)胞的全能性較________。過程②中細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是___________。 (2)a是________；Z細(xì)胞是________。 (3)骨髓瘤細(xì)胞和漿細(xì)胞融合所依據(jù)的原理是____________________。與誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合不同的方法是用________誘導(dǎo)。 (4)通過單克隆抗體制備技術(shù)得到的抗a的單抗具有_____________________的特點(diǎn)。 [

30、解析]　(1)①過程是將甲小鼠的纖維母細(xì)胞誘導(dǎo)成誘導(dǎo)干細(xì)胞，相當(dāng)于植物組織培養(yǎng)技術(shù)中的脫分化。誘導(dǎo)干細(xì)胞相當(dāng)于未分化的細(xì)胞，其全能性更高。②過程是誘導(dǎo)干細(xì)胞分化成各種體細(xì)胞，細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因選擇性表達(dá)。 (2)讀圖可知Z為能產(chǎn)生抗a抗體的雜交瘤細(xì)胞，Z分泌合成的是抗a的單抗，則a為抗原。 (3)動(dòng)物細(xì)胞融合的原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性。骨髓瘤細(xì)胞和漿細(xì)胞融合與誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合不同的方法是用滅活的病毒進(jìn)行誘導(dǎo)。 (4)通過單克隆抗體制備技術(shù)得到的抗a的單抗具有的特點(diǎn)是特異性強(qiáng)、靈敏度高、可能大量制備。 [答案]　(1)脫分化　高　基因的選擇性表達(dá)　(2)抗原　能產(chǎn)生抗a抗體的雜

31、交瘤細(xì)胞　(3)細(xì)胞膜的流動(dòng)性　滅活的病毒　(4)特異性強(qiáng)、靈敏度高、可能大量制備 項(xiàng)目 第一次篩選 第二次篩選 篩選 原因 誘導(dǎo)融合后得到多種雜交細(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(zhǎng) 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

32、交瘤細(xì)胞 得到能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞 下列是生物學(xué)技術(shù)制備抗體的兩個(gè)途徑模式簡(jiǎn)圖。 (1)在獲取抗體之前，需要向健康人體注射特定抗原(如乙肝疫苗)，并且每隔一周重復(fù)注射一次。免疫學(xué)細(xì)胞A在人體主要參與____________免疫。 (2)過程①得到的Y細(xì)胞稱為____________。得到的單克隆抗體最主要的優(yōu)點(diǎn)是____________。 (3)④過程需要____________酶，⑤過程則需要特定的限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。 (4)抗體1與抗體2的氨基酸排列順序相同，兩者的空間結(jié)構(gòu)是否相同？____________為什么？______________

33、________________________。 (5)如果想用棉花產(chǎn)生該種抗體，則⑥過程的受體細(xì)胞通常選用____________，經(jīng)過篩選后再侵染棉花體細(xì)胞，轉(zhuǎn)化成功后通過____________技術(shù)獲得能產(chǎn)抗體的轉(zhuǎn)基因棉花植株。 [解析]　(1)向健康人體注射特定抗原，提取出A漿細(xì)胞(效應(yīng)B淋巴細(xì)胞)，在人體參與體液免疫。 (2)過程①得到的Y細(xì)胞稱為雜交瘤細(xì)胞，得到的單克隆抗體具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、并可能大量制備的優(yōu)點(diǎn)。 (3)④為逆轉(zhuǎn)錄過程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶，⑤基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程需要特定的限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。 (4)抗體1與抗體2相同之處是氨基酸的

34、排列順序，由于抗體2形成過程沒有經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工，抗體1形成過程經(jīng)過了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工，因此形成的空間結(jié)構(gòu)不同。 (5)如果想用棉花產(chǎn)生該種抗體，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)朊藁?xì)胞中，則⑥導(dǎo)入受體細(xì)胞過程的受體細(xì)胞通常選用農(nóng)桿菌，經(jīng)過篩選后再侵染棉花體細(xì)胞，轉(zhuǎn)化成功后通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得能產(chǎn)抗體的轉(zhuǎn)基因棉花植株。 [答案]　(1)體液　(2)雜交瘤細(xì)胞　特異性強(qiáng)、靈敏度高、并可能大量制備　(3)逆轉(zhuǎn)錄　(4)不同　抗體2形成過程沒有經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工，抗體1形成過程經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工　(5)農(nóng)桿菌　植物組織培養(yǎng) 真題驗(yàn)收| 感悟高考　淬煉考能

35、 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第255頁(yè)) 1．(2016·全國(guó)卷Ⅱ)下圖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。 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①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。②代表的過程是________。 (2)經(jīng)過多次傳代后，供體細(xì)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________________________

36、__________________________________ _______________________________________________________________。 (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_________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 [解析]　(1)哺乳動(dòng)物的正常細(xì)胞核中性染色體的組

37、成為XX(雌性)或XY(雄性)。卵母細(xì)胞在培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂的中期時(shí)，常采用顯微操作法去除細(xì)胞核。②過程是將早期胚胎移植到代孕個(gè)體的子宮中，即代表的是胚胎移植。(2)一般來說，動(dòng)物細(xì)胞在傳代培養(yǎng)到10～50代時(shí)，部分細(xì)胞的細(xì)胞核型可能會(huì)發(fā)生變化，即遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性會(huì)降低。因此，選材時(shí)一般選10代以內(nèi)的細(xì)胞，以保證細(xì)胞正常的二倍體核型。(3)獲得的克隆動(dòng)物性狀與供體動(dòng)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(dòng)物細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來自去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，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)高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞的全能 性受到限制，但其細(xì)胞核

38、的全能性在卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的物質(zhì)的作用下仍能得以表達(dá)。故克隆羊“多莉(利)”以及其他克隆動(dòng)物的培育成功，證明了高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)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(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 2．(2014·全國(guó)卷Ⅰ)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)果如下圖所示。 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

39、)，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

40、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_______________________________________________________________。 [解析]　(1)據(jù)圖分析可知，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗體效價(jià)幾乎都達(dá)到16 000以

41、上，小鼠Y的血清抗體的效價(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)胞的自身融合細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的自身融合細(xì)胞。細(xì)胞的融合是隨機(jī)的，并且不可能所有細(xì)胞都融合，故體系中會(huì)出現(xiàn)多種類型的細(xì)胞。(3)動(dòng)物細(xì)胞融合后形成的是具有原來兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞。雜交瘤細(xì)胞的細(xì)胞核中的染色體數(shù)目為40＋60＝100條。(4)正常細(xì)胞的分裂次數(shù)是有限的，且經(jīng)過免疫的B淋巴細(xì)胞高度分化，不能無(wú)限增殖，而是經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后逐漸衰老死亡。 [答案]　(1)4　Y　Y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

42、細(xì)胞　細(xì)胞融合是隨機(jī)的，且融合率達(dá)不到100%　(3)1　100　(4)不能無(wú)限增殖 3．(2013·全國(guó)卷Ⅱ)甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時(shí)含有A和B的新型藥用植物。 回答下列問題： (1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先用________酶和________酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的 ________，再用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)二者融合。形成的融合細(xì)胞進(jìn)一步培養(yǎng)形成 ________組織，然后經(jīng)過________形成完整的雜種植株。這種培育技術(shù)稱為____________________。 (2)上述雜種

43、植株屬于多倍體，多倍體是指_____________________________ _______________________________________________________________。 假設(shè)甲與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____________________________________________________ ______________________________________________________________。 (3)這種雜種植株可通過制作人工種子的方法來大量繁殖。經(jīng)

44、植物組織培養(yǎng)得到的 ____________________________等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。 [解析]　(1)植物體細(xì)胞雜交的過程包括植物細(xì)胞融合和植物組織培養(yǎng)，其過程依次為酶解法去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁、用物理或化學(xué)法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合、雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁、雜種細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)(脫分化形成愈傷組織，再分化形成幼根和芽進(jìn)而形成完整植株)培育成完整植株。其中，酶解法去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁利用了酶的專一性，選擇纖維素酶和果膠酶，水解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁的主要成分——纖維素和果膠，暴露出有活力的原生質(zhì)體。(2)多倍體是指體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上的染色體組的個(gè)體。甲和乙均為二倍體植

45、物，假設(shè)二者有性雜交的后代不可育，其原因是該后代在進(jìn)行減數(shù)第 一次分裂過程中，由于沒有同源染色體，聯(lián)會(huì)出現(xiàn)紊亂，不能產(chǎn)生可育的配子。而植物體細(xì)胞雜交產(chǎn)生的雜種植株，細(xì)胞內(nèi)含有原物種體細(xì)胞內(nèi)的染色體，在減數(shù)第一次分裂過程中能夠進(jìn)行同源染色體配對(duì)，產(chǎn)生可育的配子。(3)經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等，用人工薄膜包裝后可得到人工種子。 [答案]　(1)纖維素　果膠　原生質(zhì)體　愈傷　再分化(或分化)　植物體細(xì)胞雜交技術(shù)　(2)體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體(其他合理答案也可以)　在減數(shù)分裂過程中，前者染色體聯(lián)會(huì)異常，而后者染色體聯(lián)會(huì)正常(其他合理答案也可以)　(3)

46、胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽(答對(duì)其中一個(gè)即可) 4．(2017·海南高考)甲、乙兩名同學(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}： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：67110097】 (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” “

47、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。 (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)分裂得到的花粉粒作為外植體，原因是___________ __________________________________________________________

48、______。 [解析]　(1)外植體在一定條件下進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得試管苗的原理是植物細(xì)胞的全能性。 (2)蔗糖水解后可得到一分子的葡萄糖和一分子果糖；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)具備的條件是應(yīng)該具備整套遺傳物質(zhì)，即具有完整的細(xì)胞核。 (3)在植物組織培養(yǎng)過程中加入的細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素的比例不同，誘導(dǎo)形成的器官不同；外植體經(jīng)脫分化形成愈傷組織，再分化形成完整的植株。 (4)依題意不能采用經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體，原因是對(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)胞的基因型不同，用花粉粒進(jìn)行組織培養(yǎng)得到花卉基因型不同于原植株。 [答案]　(1)植物細(xì)胞的全能性　(2)葡萄糖、果糖　具有完整的細(xì)胞核　(3)細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)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)胞的基因型不同，用花粉粒進(jìn)行組織培養(yǎng)得到花卉基因型不同于原植株 16