（全國(guó)）2018版高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第十二單元 現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題 第43講 細(xì)胞工程學(xué)案

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1、 第43講　細(xì)胞工程 　1.植物的組織培養(yǎng)(Ⅱ)　2.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆(Ⅱ)　3.細(xì)胞融合與單克隆抗體(Ⅱ) 　植物的組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交 1．細(xì)胞工程的概念 (1)原理和方法：應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法。 (2)操作水平：細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平。 (3)目的：按照人的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品。 (4)分類(lèi)：根據(jù)操作對(duì)象的不同，分為植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程。 2．植物細(xì)胞工程 (1)原理：植物細(xì)胞的全能性。 ①原因：生物的任何一個(gè)細(xì)胞都包含本物種的全部遺傳信息。 ②全能性表達(dá)的條件：處于離體狀態(tài)，提供一定的營(yíng)養(yǎng)、激素和其他適宜

2、外界條件。 (2)植物組織培養(yǎng)技術(shù) (3)植物體細(xì)胞雜交技術(shù) ①去壁：酶解法，所用酶為纖維素酶和果膠酶。 ②誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合：物理法——離心、振動(dòng)、電激等；化學(xué)法——常用聚乙二醇(PEG)作誘導(dǎo)劑。 ③植物體細(xì)胞雜交成功的標(biāo)志：雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁。 ④優(yōu)點(diǎn)：克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交的障礙。 ⑤變異類(lèi)型：染色體變異。 (4)植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用 ②作物新品種的培育：?jiǎn)伪扼w育種、突變體的利用。 ③細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：培養(yǎng)到愈傷組織階段。 1．脫分化和再分化的比較 內(nèi)容 脫分化 再分化 過(guò)程 外植體→愈傷組織 愈傷組織→胚狀體 形成體 特點(diǎn)

3、排列疏松、無(wú)規(guī)則、高度液泡化的薄壁細(xì)胞 有根、芽 條件 a.離體 b.適宜的營(yíng)養(yǎng) c.生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素的比例適中 d.不需要光照 a.離體 b.適宜的營(yíng)養(yǎng) c.生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素 d.光照 2.激素比例與分化的關(guān)系 適當(dāng)提高生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比例容易生根，適當(dāng)提高細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素的比例容易生芽，比例適中誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織。(如圖所示)： 3．單倍體育種和突變體的利用的不同點(diǎn) 項(xiàng)目 原理 優(yōu)點(diǎn) 成果 單倍體 育種 染色體變異 明顯縮短育種年限 單育1號(hào)煙草品種，中花8號(hào)、11號(hào)水稻和京花1號(hào)小麥品種等 突變體 的利用 基因 突變 產(chǎn)生

4、新基因，大幅度改良某些性狀 抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的野生煙草等 雜種植株染色體組成及基因型分析方法 (1)雜種植株的特征：具備兩種植物的遺傳特征。原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)。 (2)雜種植株的染色體組成和基因型 ①分析方法：體細(xì)胞雜交即兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞，不管染色體、基因組還是染色體組都采用直接相加的方法。 ②實(shí)例：若一植物細(xì)胞含有2X條染色體，2個(gè)染色體組，基因型為Aabb，另一植物細(xì)胞含有2Y條染色體，2個(gè)染色體組，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，基因型為AabbccDd。 命題1　植物細(xì)胞工程的基本技術(shù) 1

5、．植物組織培養(yǎng)是克隆植物的一種方法，過(guò)程如圖所示，回答下列相應(yīng)的問(wèn)題： (1)為了獲得脫毒植株，外植體往往取自植物的花芽、葉芽等處的分生組織，其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)基除添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還需要添加植物激素，其目的是誘導(dǎo)外植體 ______________________________

6、__________________________________________。 (3)在生產(chǎn)實(shí)踐中為獲得大量的細(xì)胞產(chǎn)物，如紫杉醇，可將________放入液體培養(yǎng)基中，經(jīng)機(jī)械作用分散成單個(gè)細(xì)胞，制備成細(xì)胞懸浮液，再經(jīng)過(guò)________即可獲得大量細(xì)胞。 (4)組織培養(yǎng)過(guò)程需要提供植物生長(zhǎng)和繁殖的最適條件，否則在光學(xué)顯微鏡下可能觀察到發(fā)生____________________異常，進(jìn)而使植物出現(xiàn)遺傳不穩(wěn)定甚至不育。 (5)植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅應(yīng)用于花卉和果樹(shù)的快速大量繁殖以及脫毒植株的獲取，還廣泛用于__________________、________________、____

7、__________等育種過(guò)程中。 解析：(1)植物的花芽、葉芽等處的分生組織病毒極少，因此用這些部位的細(xì)胞為植物組織培養(yǎng)的材料，可以獲得脫毒植株。(2)在植物組織培養(yǎng)時(shí)，常用生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素來(lái)誘導(dǎo)外植體形成愈傷組織、生根、發(fā)芽，從而形成新的植物體。(3)一般利用外植體脫分化形成的愈傷組織獲得細(xì)胞產(chǎn)物，愈傷組織有很強(qiáng)的分裂能力，通過(guò)培養(yǎng)愈傷組織細(xì)胞可獲得大量細(xì)胞產(chǎn)物。(4)愈傷組織細(xì)胞分裂時(shí)易受環(huán)境條件影響而發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目的變異，故需要在適宜的條件下進(jìn)行組織培養(yǎng)。(5)植物體細(xì)胞雜交育種、植物基因工程育種、單倍體育種等育種過(guò)程均需要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 答案：(1)這些部位病毒極

8、少 (2)脫分化和再分化 (3)愈傷組織　細(xì)胞分裂 (4)染色體結(jié)構(gòu)與數(shù)目 (5)植物體細(xì)胞雜交育種　基因工程育種　單倍體育種 2．(2017·江西九江七校第一次聯(lián)考)根據(jù)如圖所示植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖，回答相關(guān)問(wèn)題： (1)運(yùn)用傳統(tǒng)有性雜交(即用番茄、馬鈴薯雜交)在自然狀態(tài)下不能得到雜種植株，原因是__________________________________________________。 (2)在利用雜種細(xì)胞培育雜種植株的過(guò)程中，依據(jù)的原理是________________________，其中過(guò)程②稱(chēng)為_(kāi)_______________。 (3)已知番茄、馬

9、鈴薯分別為四倍體、二倍體，則“番茄—馬鈴薯”屬于________倍體植株。 (4)已知柴油樹(shù)種子含有的柴油是植物細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，可用植物組織培養(yǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)柴油的工業(yè)化生產(chǎn)。若利用此技術(shù)，將柴油樹(shù)細(xì)胞培養(yǎng)到________階段即可(填字母編號(hào))。 (5)若培育抗蟲(chóng)棉，將抗蟲(chóng)基因通過(guò)適當(dāng)?shù)耐緩綄?dǎo)入棉花受精卵，然后進(jìn)行組織培養(yǎng)，該過(guò)程相當(dāng)于________(填數(shù)字編號(hào))。 (6)人工種子是由發(fā)育到________過(guò)程(填字母編號(hào))的結(jié)構(gòu)包裹上人工種皮制備的。 解析：(1)番茄和馬鈴薯屬于兩個(gè)物種，存在生殖隔離，不能通過(guò)有性雜交產(chǎn)生后代。(2)在利用雜種細(xì)胞培育雜種植株的過(guò)程中，依據(jù)的原理是細(xì)胞的

10、全能性，其中過(guò)程②稱(chēng)為原生質(zhì)體融合。(3)由于番茄、馬鈴薯分別為四倍體、二倍體，因此“番茄—馬鈴薯”屬于異源六倍體。(4)柴油是植物細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，將柴油樹(shù)細(xì)胞培養(yǎng)到愈傷組織階段即可提取，愈傷組織階段為圖中的e階段。(5)若培育抗蟲(chóng)棉，將抗蟲(chóng)基因通過(guò)適當(dāng)?shù)耐緩綄?dǎo)入棉花受精卵，然后進(jìn)行組織培養(yǎng)，包括脫分化和再分化兩個(gè)階段，即圖中的④⑤。(6)人工種子是用胚狀體包上人工種皮制成的。 答案：(1)不同種的植物存在生殖隔離 (2)細(xì)胞的全能性　原生質(zhì)體融合 (3)六 (4)e (5)④⑤ (6)f 命題2　植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用 3．(2017·湖北七市聯(lián)考)育種工作者利用不同的方法

11、進(jìn)行了如下四組實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題： (1)圖中Ⅰ過(guò)程由番茄韌皮部細(xì)胞形成幼苗A的過(guò)程需要經(jīng)過(guò)________________兩個(gè)關(guān)鍵步驟，該過(guò)程依據(jù)的原理是 ________________________________________________________________________。 (2)植物組織培養(yǎng)除了需要提供一定的營(yíng)養(yǎng)、________、溫度和光照外，還必須在________的條件下進(jìn)行。 (3)已知番茄的紅果(Y)對(duì)黃果(y)為顯性，少室(M)對(duì)多室(m)為顯性，控制兩對(duì)相對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。用紅果多室(Yymm)番茄植株的花粉進(jìn)行Ⅱ

12、、Ⅲ有關(guān)實(shí)驗(yàn)，則Ⅱ過(guò)程中，從花粉形成幼苗B所進(jìn)行的細(xì)胞分裂方式是________________________。Ⅲ過(guò)程中植物體C的基因型為 ________________________________________________________________________ (細(xì)胞A為兩兩融合細(xì)胞)。 (4)圖Ⅲ、Ⅳ過(guò)程中需要去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的________________________。 (5)在圖中Ⅳ過(guò)程中，經(jīng)過(guò)鑒別和篩選后，通常植物體D能表現(xiàn)出兩個(gè)親本的遺傳性狀，根本原因是__________________________________。 解析：(1

13、)圖中Ⅰ為植物組織培養(yǎng)過(guò)程，需要經(jīng)過(guò)脫分化和再分化兩個(gè)關(guān)鍵步驟，其原理是植物細(xì)胞的全能性。(2)植物組織培養(yǎng)除了需要提供一定的營(yíng)養(yǎng)、植物激素(生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素)、溫度和光照外，還必須在無(wú)菌的條件下進(jìn)行。(3)Ⅱ過(guò)程中，從花粉形成幼苗B所進(jìn)行的細(xì)胞分裂方式是有絲分裂。紅果多室(Yymm)番茄植株產(chǎn)生的花粉基因型為Ym、ym，故Ⅲ過(guò)程中植物體C的基因型為YYmm、Yymm或yymm。(4)植物體細(xì)胞雜交時(shí)，要用纖維素酶和果膠酶去掉細(xì)胞壁，獲得原生質(zhì)體。(5)圖中Ⅳ過(guò)程中經(jīng)植物體細(xì)胞雜交獲得的植株具有兩個(gè)親本的遺傳物質(zhì)，能表現(xiàn)出兩個(gè)親本的遺傳性狀。 答案：(1)脫分化和再分化　植物細(xì)胞的全能性

14、 (2)植物激素(生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素)　無(wú)菌 (3)有絲分裂　YYmm或Yymm或yymm (4)原生質(zhì)體 (5)具有兩個(gè)親本的遺傳物質(zhì) 　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與動(dòng)物體細(xì)胞核移植 1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) (1)動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程 (2)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，需加入血清、血漿等一些天然成分。 ③適宜的溫度和pH：溫度為36.5±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。

15、 (3)應(yīng)用：生物制品的生產(chǎn)、檢測(cè)有毒物質(zhì)、醫(yī)學(xué)研究。 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(guò)程 (2)原理：動(dòng)物體細(xì)胞核具有全能性。 (3)結(jié)果：產(chǎn)生新個(gè)體。 (4)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；⑤用于組織器官的移植。 1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)注意的幾個(gè)問(wèn)題 (1)進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞傳代培養(yǎng)時(shí)用胰蛋白酶分散細(xì)胞，說(shuō)明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。分散細(xì)胞時(shí)不能用胃蛋白酶，因?yàn)槲傅鞍酌缸饔玫倪m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(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7

16、.4。 (2)原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)的區(qū)別 ①原代培養(yǎng)：細(xì)胞懸液第一次在瓶中培養(yǎng)，沒(méi)有分瓶培養(yǎng)之前的細(xì)胞培養(yǎng)。 ②傳代培養(yǎng)：原代培養(yǎng)的細(xì)胞生長(zhǎng)、繁殖一定時(shí)間后，由于空間不足或細(xì)胞密度過(guò)大導(dǎo)致接觸抑制，影響細(xì)胞的生長(zhǎng)，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)。 (3)取供體動(dòng)物的體細(xì)胞培養(yǎng)，一般選用傳至10代以內(nèi)的細(xì)胞，因?yàn)?0代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。然而欲獲得無(wú)限增殖的瘤細(xì)胞則往往在50代以后，其遺傳物質(zhì)已發(fā)生變化，具癌變特性。 2．核移植時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題 (1)核移植時(shí)應(yīng)選MⅡ中期卵母細(xì)胞的原因 ①此類(lèi)細(xì)胞體積大，易

17、于操作；②卵黃多，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，可為發(fā)育提供充足的營(yíng)養(yǎng)；③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(lái)的，該重組細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基因來(lái)源于受體細(xì)胞，細(xì)胞核基因來(lái)源于提供細(xì)胞核的親本，其遺傳物質(zhì)來(lái)自2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(wú)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無(wú)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。 1．(2017·武漢調(diào)研)如圖為動(dòng)物細(xì)

18、胞培養(yǎng)的基本過(guò)程示意圖。 請(qǐng)回答： (1)容器A中放置的一般是幼齡動(dòng)物的器官或組織，原因是其細(xì)胞____________________，易于培養(yǎng)。培養(yǎng)時(shí)先要剪碎，然后用________________________分散細(xì)胞，制成B瓶中的細(xì)胞懸液。將細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)入C瓶中進(jìn)行的初次培養(yǎng)稱(chēng)為_(kāi)_______。 (2)細(xì)胞正常培養(yǎng)了一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞絕大部分死亡，只有極少數(shù)細(xì)胞存活，這是因?yàn)榇婊畹募?xì)胞發(fā)生了________，可無(wú)限增殖。目前使用的或冷凍保存的正常細(xì)胞通常為_(kāi)_______代以內(nèi)的細(xì)胞，以保持細(xì)胞正常的________核型。 (3)C、D瓶中的培養(yǎng)液為保證無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境

19、，需要添加一定量的________。培養(yǎng)過(guò)程中還需要提供O2和CO2等氣體環(huán)境，CO2的作用主要是 ________________________________________________________________________。 (4)動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)時(shí)，通常要在培養(yǎng)基中補(bǔ)充一定濃度的某些物質(zhì)。如圖是血清對(duì)正常細(xì)胞和癌細(xì)胞培養(yǎng)影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。據(jù)圖可知，培養(yǎng)________細(xì)胞一定要添加血清。 解析：(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程：取動(dòng)物組織塊(或動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的器官)→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞→制成細(xì)胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細(xì)

20、胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個(gè)細(xì)胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。(4)據(jù)圖可知，培養(yǎng)癌細(xì)胞時(shí)有無(wú)血清影響不大，而培養(yǎng)正常細(xì)胞時(shí)，有血清時(shí)的細(xì)胞數(shù)遠(yuǎn)大于無(wú)血清時(shí)的細(xì)胞數(shù)，故培養(yǎng)正常細(xì)胞必須要添加血清。 答案：(1)分裂能力強(qiáng)　胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)　原代培養(yǎng)　(2)基因突變　10　二倍體　(3)抗生素　維持培養(yǎng)液的pH　(4)正常 2．(2016·高考全國(guó)卷甲，40)如圖表示通過(guò)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(wèn)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_(kāi)___________。過(guò)程①表示去除細(xì)胞核，該過(guò)程一般要在卵母細(xì)胞培養(yǎng)至

21、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(guò)程是__________。 (2)經(jīng)過(guò)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 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)與克隆

22、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)核移植過(guò)程中，供體的體細(xì)胞中性染色體組成可為XX或XY；去核時(shí)常采用顯微操作的方法；圖示②過(guò)程表示胚胎移植。(2)細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)多次傳代培養(yǎng)，細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性會(huì)降低。(3)由于卵母細(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，所以克隆動(dòng)物與供體性狀不完全相同。(4)克隆動(dòng)物的成功獲得證明了已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。 答案：(1)XX或XY　

23、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 　動(dòng)物細(xì)胞融合和單克隆抗體 1．動(dòng)物細(xì)胞融合 (1)含義：在一定的條件下將兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過(guò)程。 (2)誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法：物理法——離心、振動(dòng)、電激等；化學(xué)法——聚乙二醇；生物法——滅活的病毒。 2．單克隆抗體制備 (1)單克隆抗體制備過(guò)程 (2)單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)：特異性強(qiáng)、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；用于治療疾病和運(yùn)載藥物。 1．植物體細(xì)胞雜交與動(dòng)物細(xì)胞融合的不同

24、點(diǎn) 項(xiàng)目 植物體細(xì)胞雜交 動(dòng)物細(xì)胞融合 原理 細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞的全能性 細(xì)胞膜的流動(dòng)性 過(guò)程 相關(guān)酶 纖維素酶和果膠酶 胰蛋白酶或膠原蛋白酶 融合 方法 物理法：離心、電激、振動(dòng)等 化學(xué)法：聚乙二醇等試劑誘導(dǎo)； 除物理法和化學(xué)法外，還可以用滅活的病毒誘導(dǎo) 結(jié)果 雜種植株 雜交細(xì)胞 意義 克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性，獲得雜種植株 突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能 2.單克隆抗體制備過(guò)程的關(guān)鍵分析 (1)對(duì)動(dòng)物免疫的原因：B淋巴細(xì)胞要經(jīng)過(guò)免疫過(guò)程，即接觸抗原，增殖分化為有特異性免疫功能的B淋巴細(xì)胞，才能產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，所以，與骨髓

25、瘤細(xì)胞融合的B淋巴細(xì)胞實(shí)際上是漿細(xì)胞。 (2)制備單克隆抗體過(guò)程中的兩次篩選 項(xiàng)目 篩選的對(duì)象 方法 第一次 篩選 雜交瘤細(xì)胞 利用特定的選擇培養(yǎng)基：在該培養(yǎng)基中只有雜交瘤細(xì)胞能存活，其他細(xì)胞(未融合的B細(xì)胞和瘤細(xì)胞、融合后的B—B細(xì)胞和瘤—瘤細(xì)胞)均不能成活 第二次 篩選 能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞 利用特定抗原通過(guò)抗原—抗體雜交技術(shù)確認(rèn)抗體性質(zhì) (3)雜交瘤細(xì)胞具備雙親的遺傳物質(zhì)，不僅具有漿細(xì)胞產(chǎn)生特異性抗體的能力，還具有骨髓瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件下大量增殖的能力，從而可以克服單純B淋巴細(xì)胞不能無(wú)限增殖的缺點(diǎn)，而大量生產(chǎn)單克隆抗體。 1．植物體細(xì)胞雜交和動(dòng)物

26、細(xì)胞融合過(guò)程中所選酶和結(jié)果的辨析 (1)植物體細(xì)胞雜交與動(dòng)物細(xì)胞融合中酶的作用對(duì)象不同，纖維素酶和果膠酶作用于細(xì)胞壁，而胰蛋白酶作用于細(xì)胞間的蛋白質(zhì)。 (2)植物雜交細(xì)胞在激素誘導(dǎo)下能表達(dá)出全能性，但動(dòng)物雜交細(xì)胞的全能性不能表達(dá)。 2．血清抗體與單克隆抗體的辨析 名稱(chēng) 產(chǎn)生 特點(diǎn) 血清 抗體 由漿細(xì)胞分泌 一般從血清中分離，產(chǎn)量低、純度低、特異性差 單克隆 抗體 由雜交瘤細(xì)胞分泌 特異性強(qiáng)，靈敏度高，能大量制備 1．如圖為動(dòng)物細(xì)胞融合示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)圖中仙臺(tái)病毒的作用是 _____________________________

27、___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若僅考慮兩兩融合，則A細(xì)胞和B細(xì)胞融合后共有______________________________三種類(lèi)型。 (3)由雜種細(xì)胞形成無(wú)性系1、2、3的方法，可以稱(chēng)為_(kāi)_____________。 (4)此項(xiàng)技術(shù)最重要的應(yīng)用是________________________________。 解析：(1)誘導(dǎo)細(xì)胞融合需要有促融劑，例如聚乙二醇、

28、仙臺(tái)病毒等。(2)若僅考慮兩兩融合，則A細(xì)胞和B細(xì)胞融合后共有A—A、A—B、B—B三種類(lèi)型。(3)無(wú)性繁殖可以稱(chēng)之為克隆。(4)細(xì)胞融合技術(shù)最重要的應(yīng)用是制備單克隆抗體。 答案：(1)促進(jìn)細(xì)胞融合(作為促融劑) (2)A—A、A—B、B—B (3)克隆 (4)制備單克隆抗體 2．(2017·吉林實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)如圖是單克隆抗體制備流程階段示意圖。請(qǐng)根據(jù)示意圖回答下列問(wèn)題： (1)單克隆抗體技術(shù)是________________技術(shù)中最重要的用途。將特定的抗原注入小鼠體內(nèi)，其目的是使小鼠產(chǎn)生________細(xì)胞。 (2)單克隆抗體的化學(xué)本質(zhì)是________；合成與分泌單克隆抗

29、體涉及的細(xì)胞器是________、________、________、________。 (3)骨髓瘤細(xì)胞與某些淋巴細(xì)胞混合在一起，細(xì)胞融合完成后，在培養(yǎng)基中有________種兩兩融合的細(xì)胞，融合的方法除了電激外，還可以用化學(xué)誘導(dǎo)劑________或滅活的________處理。 解析：(1)單克隆抗體技術(shù)是動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)中最重要的用途。將特定的抗原注入小鼠體內(nèi)，其目的是使小鼠產(chǎn)生漿細(xì)胞。(2)單克隆抗體的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，屬于分泌蛋白，合成與分泌單克隆抗體涉及的細(xì)胞器是核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體。(3)骨髓瘤細(xì)胞與某些淋巴細(xì)胞混合在一起，細(xì)胞融合完成后，在培養(yǎng)基中有三種兩兩融合的

30、細(xì)胞，分別是瘤—瘤細(xì)胞，B—B細(xì)胞，瘤—B細(xì)胞。動(dòng)物細(xì)胞融合的方法除了電激外，還可以用化學(xué)誘導(dǎo)劑聚乙二醇(PEG)或滅活的病毒處理。 答案：(1)動(dòng)物細(xì)胞融合　漿 (2)球蛋白(或蛋白質(zhì))　核糖體　內(nèi)質(zhì)網(wǎng)　高爾基體　線粒體 (3)三　聚乙二醇(PEG)　病毒 課時(shí)作業(yè) 1．(2017·浙江考試院抽測(cè)改編)如圖是煙草葉片原生質(zhì)體分離和培養(yǎng)的流程圖： ―→―→―→―→―→ 請(qǐng)回答： (1)酶解時(shí)，在________酶和________酶的作用下去除細(xì)胞壁，以獲得完整的原生質(zhì)體。 (2)獲得原生質(zhì)體后，將原生質(zhì)體制成懸浮液，滴加在____________上，用顯微鏡觀察并計(jì)數(shù)。要判

31、定原生質(zhì)體是否已形成細(xì)胞壁，可用________方法鑒別。 (3)欲通過(guò)原生質(zhì)體培養(yǎng)得到愈傷組織，從培養(yǎng)基的成分考慮，配制培養(yǎng)基時(shí)需要注意的主要方面有哪些？ ________________________________________________________________________。 解析：(1)在獲得植物原生質(zhì)體時(shí)，需用纖維素酶和果膠酶混合液處理實(shí)驗(yàn)材料，將細(xì)胞壁消化除去，獲得球形的原生質(zhì)體。(2)對(duì)原生質(zhì)體進(jìn)行顯微計(jì)數(shù)，必須將原生質(zhì)體制成的懸浮液滴加在血細(xì)胞計(jì)數(shù)板上；可用質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)來(lái)檢測(cè)原生質(zhì)體是否已形成細(xì)胞壁。(3)要將原生質(zhì)體培養(yǎng)成愈傷組織，配制培養(yǎng)基時(shí)需要

32、注意營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的適當(dāng)配比和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的適當(dāng)配比。 答案：(1)纖維素　果膠 (2)血細(xì)胞計(jì)數(shù)板　質(zhì)壁分離 (3)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的適當(dāng)配比和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的適當(dāng)配比 2．如圖表示某育種過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)②③過(guò)程中，②屬于________過(guò)程，其中需要光照的是________(填序號(hào))。 (2)由花粉能培養(yǎng)成試管苗，說(shuō)明植物細(xì)胞具有________，根本原因是 ______________________________________________。 (3)花粉在實(shí)驗(yàn)室條件下發(fā)育成植株這一技術(shù)，可應(yīng)用于________育種，從而獲得穩(wěn)定遺傳的新品種。該項(xiàng)技術(shù)最大

33、的優(yōu)點(diǎn)是__________________________________。 (4)若花藥壁細(xì)胞的基因型是AaBb，則最后得到的純合二倍體植株可能有________種基因型。 答案：(1)脫分化?、? (2)全能性　每個(gè)細(xì)胞中都具有發(fā)育成完整個(gè)體所需要的全部遺傳物質(zhì) (3)單倍體　明顯縮短育種年限 (4)四 3．(2017·黑龍江哈爾濱質(zhì)檢)細(xì)胞融合技術(shù)有著廣泛應(yīng)用。如圖為細(xì)胞融合的簡(jiǎn)略過(guò)程，據(jù)圖回答相關(guān)問(wèn)題： (1)若a、b分別是基因型為yyRr和YYrr兩個(gè)玉米品種的花粉，且這兩對(duì)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上?？茖W(xué)家分別將它們的花粉除去細(xì)胞壁，然后誘導(dǎo)其融合，再把這些融合

34、細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，培育出了玉米新品種。 ①這兩個(gè)品種的花粉可用化學(xué)誘導(dǎo)劑____________誘導(dǎo)融合，共可產(chǎn)生____種基因型的融合細(xì)胞(僅考慮兩兩融合)，這些融合細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化形成____________，再經(jīng)培養(yǎng)可以得到____種不同于親本表現(xiàn)型的玉米新品種。 ②若想培育出基因型為yyRR的玉米植株，也可直接用yyRr植株的花粉培養(yǎng)，再經(jīng)過(guò)________________處理并篩選獲得，這種方法叫做________________。 (2)若a、b表示番茄和馬鈴薯兩種植物的體細(xì)胞，請(qǐng)據(jù)圖回答： ①在“番茄—馬鈴薯”的培育過(guò)程中，運(yùn)用了植物細(xì)胞工程中的________________

35、________技術(shù)。 ②a、b細(xì)胞融合之前，要用到的酶是________________，酶處理后得到________________。 (3)若a、b分別為骨髓瘤細(xì)胞和已免疫的B淋巴細(xì)胞，請(qǐng)據(jù)圖回答： 為了能充分發(fā)揮上述兩種細(xì)胞各自的特點(diǎn)，經(jīng)特殊處理，在促細(xì)胞融合因子的作用下，使兩種細(xì)胞發(fā)生融合，形成圖中的d細(xì)胞，d細(xì)胞的特點(diǎn)是_____________________________。由d細(xì)胞產(chǎn)生的抗體與普通血清抗體相比較，具有________________________________等特點(diǎn)。 解析：(1)①誘導(dǎo)細(xì)胞融合的常用化學(xué)試劑是聚乙二醇(PEG)。由于a、b兩個(gè)玉米

36、品種基因型分別為yyRr和YYrr，所以它們產(chǎn)生的花粉的基因型分別有yR、yr、Yr，僅考慮兩兩融合，可產(chǎn)生6種基因型的融合細(xì)胞，即yyRR、yyrr、YYrr、yyRr、YyRr、Yyrr。融合細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化形成愈傷組織，再經(jīng)培養(yǎng)可以得到2種不同于親本表現(xiàn)型的玉米新品種。②若想培育出基因型為yyRR的玉米植株，也可直接用yyRr植株的花粉培養(yǎng)，再經(jīng)過(guò)秋水仙素處理即染色體加倍，并篩選獲得，這種方法叫做單倍體育種。(2)①在“番茄—馬鈴薯”的培育過(guò)程中，運(yùn)用了植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。②a、b細(xì)胞融合之前，需要去除細(xì)胞壁，所以要用的酶是纖維素酶和果膠酶，得到原生質(zhì)體。(3)若a、b分別為骨髓瘤細(xì)胞和已

37、免疫的B淋巴細(xì)胞，融合得到圖中的d細(xì)胞，其特點(diǎn)是既能無(wú)限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。由d細(xì)胞產(chǎn)生的抗體與普通血清抗體相比較，具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、并可大量制備等特點(diǎn)。 答案：(1)①聚乙二醇(PEG)　6　愈傷組織　2 ②染色體加倍(秋水仙素處理)　單倍體育種 (2)①植物體細(xì)胞雜交 ②纖維素酶和果膠酶　原生質(zhì)體 (3)既能無(wú)限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體　特異性強(qiáng)、靈敏度高、并可大量制備 4．(2015·高考安徽卷，31Ⅱ)科研人員采用轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因綿羊，以便通過(guò)乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)人凝血因子IX醫(yī)用蛋白，其技術(shù)路線如下圖。 (1)由過(guò)程①獲得的A為 _____

38、___________________________________________________________________。 (2)在核移植之前，必須先去掉受體卵母細(xì)胞的核，目的是 ________________________________________________________________________。 受體應(yīng)選用________期卵母細(xì)胞。 (3)進(jìn)行胚胎移植時(shí)，代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的重組胚胎基本上不發(fā)生 ________________________________________________________________________

39、， 這為重組胚胎在代孕母羊體內(nèi)的存活提供了可能。 (4)采用胎兒成纖維細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆，理論上可獲得無(wú)限個(gè)轉(zhuǎn)基因綿羊，這是因?yàn)開(kāi)_______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)分析圖示可知，過(guò)程①構(gòu)建的A為含目的基因的表達(dá)載體。 (2)核移植以前，必須去掉受體卵母細(xì)胞的核，目的是保證核遺傳物質(zhì)來(lái)自含目的基因的成纖維細(xì)胞。受體

40、應(yīng)該選用處于減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞。 (3)在進(jìn)行胚胎移植時(shí)，代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的外來(lái)胚胎基本上不會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 (4)轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞克隆產(chǎn)生的重組細(xì)胞具有全能性，培養(yǎng)產(chǎn)生的含目的基因的成纖維細(xì)胞可進(jìn)行傳代培養(yǎng)，因此理論上可獲得無(wú)限個(gè)轉(zhuǎn)基因綿羊。 答案：(1)含目的基因的表達(dá)載體 (2)保證核遺傳物質(zhì)來(lái)自含目的基因的成纖維細(xì)胞　MⅡ (3)免疫排斥反應(yīng) (4)整合有目的基因的成纖維細(xì)胞可進(jìn)行傳代培養(yǎng) 5．(2017·遼寧東北育才高中模擬)如圖所示是生物學(xué)技術(shù)制備抗體的兩個(gè)途徑模式簡(jiǎn)圖，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)過(guò)程①得到的Y細(xì)胞稱(chēng)為_(kāi)_______________。

41、 (2)④過(guò)程需要________酶，⑥過(guò)程需要用________處理受體細(xì)胞。 (3)若抗體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？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)如果想用棉花生產(chǎn)該種抗體，則⑥過(guò)程的受體細(xì)胞通常選用______________________，經(jīng)過(guò)篩選后再侵染棉花

42、體細(xì)胞，轉(zhuǎn)化成功后通過(guò)____________________________技術(shù)獲得能產(chǎn)生抗體的轉(zhuǎn)基因棉花植株。 解析：分析圖形可知，圖中①是動(dòng)物細(xì)胞融合，②是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)，③是分離提取mRNA，④是反轉(zhuǎn)錄形成目的基因，⑤是構(gòu)建重組質(zhì)粒，⑥是將目的基因?qū)氪竽c桿菌。(1)過(guò)程①將經(jīng)免疫的B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合得到Y(jié)細(xì)胞，即雜交瘤細(xì)胞。(2)④過(guò)程是反轉(zhuǎn)錄形成目的基因，⑥過(guò)程是將目的基因?qū)氪竽c桿菌，需要用Ca2＋(或CaCl2)處理受體細(xì)胞，使其處于感受態(tài)，易于吸收外源DNA。(3)抗體2形成過(guò)程沒(méi)有經(jīng)過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工，抗體1形成過(guò)程經(jīng)過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工，所以抗體1與抗體2的氨基酸排列順序雖然相同，但兩者的空間結(jié)構(gòu)不同。(4)如果想用棉花生產(chǎn)該種抗體，則利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，即⑥過(guò)程的受體細(xì)胞通常選用農(nóng)桿菌，經(jīng)過(guò)篩選后再侵染棉花體細(xì)胞，轉(zhuǎn)化成功后通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得能產(chǎn)生抗體的轉(zhuǎn)基因棉花植株。 答案：(1)雜交瘤細(xì)胞 (2)反(逆)轉(zhuǎn)錄　Ca2＋(或CaCl2) (3)不同　抗體2形成過(guò)程沒(méi)有經(jīng)過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工，抗體1形成過(guò)程經(jīng)過(guò)了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工 (4)農(nóng)桿菌　植物組織培養(yǎng) 16