2019版高考生物一輪復習 第12單元 現(xiàn)代生物科技專題 第37講 細胞工程學案 蘇教版.doc

第37講細胞工程考試說明 1.植物的組織培養(yǎng)()。2.動物細胞培養(yǎng)與體細胞克隆()。3.細胞融合與單克隆抗體()?？键c一植物細胞工程 1.細胞工程概述原理和方法細胞生物學和操作水平細胞水平或目的按照人們的意愿來改變或獲得分類細胞工程和細胞工程 2.植物細胞的全能性(1)概念:具有某種生物的任何一個細胞,都具有發(fā)育成完整生物體的,也就是說,每個生物細胞都具有的特點。(2)原因:細胞內(nèi)含有本物種的。(3)表現(xiàn)條件:具有完整的細胞結(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:植物細胞的。(2)條件:和人工控制、人工配制的、適宜的。(3)過程圖12-37-1 4.植物體細胞雜交技術(shù)(1)概念:指將不同種的植物體細胞在一定條件下融合成,并把雜種細胞培育成新的植物體的技術(shù)。(2)原理:細胞膜的和植物細胞的。(3)過程圖12-37-2(4)意義:克服的障礙,培育作物新品種。 5.植物細胞工程的應用(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)細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn):即利用技術(shù)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)植物體細胞雜交原理植物細胞的全能性細胞膜具有一定的流動性和植物細胞的全能性過程注意事項選材:選取根尖、莖尖、形成層等部位,最容易誘導脫分化光照: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胞分裂素,且脫分化、再分化時這兩種植物激素的比例不同去除細胞壁的方法:酶解法,所用的酶是纖維素酶和果膠酶人工誘導融合的方法:化學方法是用聚乙二醇作誘導劑;物理方法包括離心、振動、電激等聯(lián)系植物體細胞雜交技術(shù)包括植物細胞融合和植物組織培養(yǎng)兩個過程,植物組織培養(yǎng)是植物體細胞雜交的一個環(huán)節(jié),融合的植物體細胞只有通過植物組織培養(yǎng)才能發(fā)育成完整的個體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)敘述錯誤的是 ()A.消毒的原則是既要殺死材料表面的微生物,又要減少消毒劑對細胞的傷害B.在愈傷組織培養(yǎng)基中加入細胞融合的誘導劑,可獲得染色體加倍的細胞C.出芽是外植體經(jīng)細胞脫分化后再分化的結(jié)果,受基因選擇性表達的調(diào)控D.誘導叢芽分化生根時,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、甘藍均為二倍體,體細胞染色體數(shù)目分別為20、18。“白菜甘藍”是用細胞工程的方法培育出來的蔬菜新品種,它具有生長期短、耐熱性強和易于儲藏等優(yōu)點。如圖12-37-3是“白菜甘藍”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胞和甘藍細胞。(2)誘導原生質(zhì)體融合的方法有多種,常用的物理方法是,融合完成的標志是。由雜種細胞得到“白菜甘藍”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)如圖通過植物體細胞雜交技術(shù)獲得的“白菜甘藍”植株體細胞的染色體數(shù)為;通常情況下,白菜和甘藍有性雜交是不能成功的,原因是;若對白菜和甘藍采用雜交育種方法能成功的話,得到的后代應含條染色體。(4)植物體細胞雜交技術(shù)和傳統(tǒng)雜交技術(shù)相比的優(yōu)點是?？键c二動物細胞培養(yǎng)1.動物細胞工程常用的技術(shù)手段:、等,其中技術(shù)是其他工程技術(shù)的基礎。 2.動物細胞培養(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)應用生產(chǎn),如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。應用于。檢測,判斷某種物質(zhì)的毒性;用于等方面的研究。 1.動物細胞培養(yǎng)中兩組概念的辨析(1)細胞貼壁和接觸抑制:懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上,稱為細胞貼壁。細胞進行有絲分裂,數(shù)目不斷增多,當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時,細胞就會停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。(2)原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)原代培養(yǎng):細胞懸液第一次在瓶中培養(yǎng),沒有分瓶培養(yǎng)之前的細胞培養(yǎng)。原代培養(yǎng)的細胞核型正常。傳代培養(yǎng):原代培養(yǎng)的細胞生長、增殖一定時間后,由于空間不足或細胞密度過大導致營養(yǎng)枯竭,影響細胞的生長,因此需要重新用胰蛋白酶等處理,進行分瓶擴大培養(yǎng),即傳代培養(yǎng)。一般情況下,細胞傳至1050代后,出現(xiàn)核型異常,細胞增殖會明顯減緩,甚至完全死亡。2.植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)原理植物細胞的全能性、細胞的增殖細胞的增殖取材較幼嫩的細胞、組織或器官胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織培養(yǎng)基成分無機鹽、蔗糖、維生素、植物激素、瓊脂等葡萄糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、抗生素、動物血清等結(jié)果可以獲得植株,也可以獲得大量細胞只能獲得大量細胞,不能得到生物個體相同點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 科學家利用基因工程和細胞核移植技術(shù)培育了綠色熒光蛋白轉(zhuǎn)基因克隆豬。基本流程:從熒光水母中獲取目的基因,與有關(guān)載體重組,將其導入豬胎兒的成纖維細胞,經(jīng)培養(yǎng)后再將成纖維細胞核植入去核的卵母細胞中,最后培養(yǎng)出轉(zhuǎn)基因克隆豬。(1)成纖維細胞貼壁生長分裂到表面相互接觸時,就會停止分裂,這種現(xiàn)象叫作細胞的。若將成纖維細胞進行傳代培養(yǎng),操作時首先用處理成細胞懸液。(2)作為核移植受體細胞的去核卵母細胞一般處在期。供體細胞注入去核的卵母細胞中,常通過(物理方法)激活重組細胞,使其完成細胞分裂和發(fā)育進程。(3)培養(yǎng)重組細胞時,將細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按其種類、數(shù)量嚴格配制而成的培養(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。細胞培養(yǎng)應在含5%的CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行,CO2的主要作用是。為了防止細胞培養(yǎng)過程中細菌的污染,可向培養(yǎng)液中加入適量的。考點三動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物 1.理論基礎:動物。 2.概念:將動物一個細胞的,移入一個已經(jīng)去掉的中,使其重組并發(fā)育成一個新的,這個新的胚胎最終發(fā)育成動物個體。用核移植的方法得到的動物稱為。 3.核移植類型:移植和體細胞核移植。 4.過程圖12-37-5 5.應用(1)加速家畜,促進。(2)保護物種。(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)克隆動物存在、生理缺陷。(2)克隆動物食品的也有爭議。 1.關(guān)于核移植技術(shù)的幾個問題(1)選M中期卵母細胞作為受體細胞的原因:此類細胞體積大,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);卵母細胞的細胞質(zhì)中存在激發(fā)細胞核全能性表達的物質(zhì)。(2)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。(3)核移植中供體動物、提供卵母細胞的動物、代孕動物和克隆動物之間的關(guān)系:克隆動物絕大部分性狀與供體動物相同,少數(shù)性狀與提供卵母細胞的動物相同,與代孕動物的性狀無遺傳關(guān)系。(4)動物體細胞核移植技術(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。科學家通過轉(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,可以對此轉(zhuǎn)基因奶牛進行克隆(如圖12-37-6所示),請結(jié)合圖示回答下列問題:圖12-37-6(1)在進行細胞培養(yǎng)時,要對取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織細胞進行分離,形成單個細胞,這個過程中需要利用酶處理。(2)形成重組細胞時應選用期的卵母細胞,并去掉其細胞核的原因是。(3)如果重組細胞為貼附性細胞,則在進行原代培養(yǎng)時,會表現(xiàn)出和等特點。(4)圖中犢牛并非是對體細胞核供體母牛100%的復制,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,說明了動物具有全能性?？键c四動物細胞融合和單克隆抗體 1.動物細胞融合圖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:、,并可大量制備。(3)單克隆抗體的應用:作為診斷試劑,具有準確、簡易、的優(yōu)點;用于治療疾病和。 1.動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較項目動物細胞融合植物體細胞雜交培養(yǎng)條件葡萄糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素、血清或血漿等天然成分營養(yǎng)物質(zhì)(水、無機鹽、蔗糖、氨基酸和有機酸等)、激素(如細胞分裂素、生長素等)及其他條件(無菌、適宜的溫度和pH等)細胞融合原理細胞膜的流動性、細胞增殖細胞膜的流動性、細胞的全能性細胞融合前提用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細胞分散后,誘導細胞融合用纖維素酶、果膠酶去除細胞壁后誘導原生質(zhì)體融合誘導手段物理、化學法:與植物體細胞雜交的相同生物法:滅活的病毒物理法:離心、振動、電激等;化學法:用聚乙二醇(PEG)處理(續(xù)表)項目動物細胞融合植物體細胞雜交結(jié)果獲得雜種細胞,以生產(chǎn)細胞產(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緣雜交不親和的障礙2.單克隆抗體制備過程中兩次篩選的方法及目的項目第一次篩選第二次篩選篩選原因誘導融合后得到多種融合細胞,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篩選目的得到雜交瘤細胞得到能分泌所需抗體的雜交瘤細胞圖12-37-9為細胞融合的簡略過程,請據(jù)圖回答:圖12-37-9(1)植物細胞工程常用的技術(shù)手段有。動物細胞工程的各技術(shù)手段中的基礎是。(2)若圖中A、B是植物細胞,在細胞融合之前應用處理,除去;A、B到細胞C的過程中,常用的化學方法是;融合完成的標志是。(3)與植物細胞相比,動物細胞融合特有的誘導融合的方法是用處理。(4)若利用動物細胞融合技術(shù)來生產(chǎn)單克隆抗體,應采用和進行融合,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胞,第一次篩選一般利用進行,第二次篩選需對細胞進行反復的,以篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞。(5)少量生產(chǎn)單克隆抗體時,可將篩選得到的雜交瘤細胞注入小鼠腹腔內(nèi)進行增殖,該方法的優(yōu)點是。2.2017沈陽示范協(xié)作校一模 如圖12-37-10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,小鼠體內(nèi)發(fā)生了免疫過程。圖中選用經(jīng)免疫的B細胞和骨髓瘤細胞融合成雜交瘤細胞,與植物體細胞雜交相比,其特有的融合方法是。(2)圖中兩次篩選的目的不同,其中篩選過程需進行和,目的是篩選出。將雜交瘤細胞在體外條件下進行大規(guī)模培養(yǎng)時,需將其置于的混合氣體培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。圖12-37-10(3)與多克隆抗體相比,單克隆抗體突出的優(yōu)點在于其,并能大量制備。從目前臨床試驗來看,單克隆抗體主要用于治療癌癥,例如可以將抗癌細胞的單克隆抗體與放射性同位素、藥物等結(jié)合,制成“生物導彈”,利用單克隆抗體的作用,在原位殺死癌細胞,這樣既不損傷正常細胞,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。回答下列問題:(1)以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體,在一定條件下進行組織培養(yǎng),均能獲得試管苗,其原理是。(2)甲、乙同學在誘導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。若要用細胞作為材料進行培養(yǎng)獲得幼苗,該細胞應具備的條件是(填“具有完整的細胞核”“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,(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。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)”培育成功一樣,其他克隆動物的成功獲得也證明了。3.2014新課標全國卷 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,每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應的血清最大稀釋倍數(shù)),結(jié)果如圖12-37-13所示。圖12-37-13若要制備雜交瘤細胞,需取免疫后小鼠的B淋巴細胞(染色體數(shù)目40條),并將該細胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細胞(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細胞融合,經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測,得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞?；卮鹣铝袉栴}:(1)制備融合所需的B淋巴細胞時,所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到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淋巴細胞的是小鼠,理由是。(2)細胞融合實驗完成后,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,體系中出現(xiàn)多種類型細胞的原因是。(3)雜交瘤細胞中有個細胞核,染色體數(shù)目最多是條。(4)未融合的B淋巴細胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活,原因是。第37講細胞工程考點一【知識梳理】1.分子生物學細胞器水平細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)細胞產(chǎn)品植物動物2.(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)雜種細胞(2)流動性全能性(3)纖維素酶、果膠原生質(zhì)體物理聚乙二醇(PEG)細胞壁(4)遠緣雜交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)【題組訓練】1.B解析 消毒指用比較溫和的物理或化學方法清除或殺滅除芽孢外的所有病原微生物,使其數(shù)量減少達到無害化,A正確;愈傷組織細胞含有細胞壁,加入細胞融合誘導劑不會誘導細胞融合,因此不會得到染色體加倍的細胞,B錯誤;愈傷組織再分化形成胚狀體后,一般先形成芽,再形成根,而分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達,C正確;誘導叢芽分化生根時,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、電激再生出新的細胞壁脫分化(3)38存在生殖隔離19(4)克服遠緣雜交不親和的障礙,培育作物新品種解析 (1)植物細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胞壁。(2)誘導原生質(zhì)體融合的方法包括:物理方法(離心、振動、電激)和化學方法(聚乙二醇);融合完成的標志是再生出新的細胞壁;將雜種細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)如圖通過植物體細胞雜交技術(shù)獲得的“白菜甘藍”體細胞染色體數(shù)為20+18=38;通常情況下,由于白菜和甘藍之間存在生殖隔離,因此,白菜和甘藍有性雜交是不能成功的;若對白菜和甘藍采用雜交育種方法能成功的話,得到的后代應含19條染色體。(4)植物體細胞雜交技術(shù)和傳統(tǒng)雜交技術(shù)相比的優(yōu)點是克服遠緣雜交不親和的障礙,培育作物新品種。考點二【知識梳理】1.動物細胞培養(yǎng)動物細胞核移植動物細胞融合生產(chǎn)單克隆抗體動物細胞培養(yǎng)2.(1)細胞增殖(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【題組訓練】(1)接觸抑制胰蛋白酶(2)M中(減數(shù)第二次分裂中)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)細胞貼壁生長分裂到表面相互接觸時,就會停止分裂,這種現(xiàn)象叫作細胞的接觸抑制。若將成纖維細胞進行傳代培養(yǎng),操作時首先用胰蛋白酶處理成細胞懸液。(2)選取處在M中(減數(shù)第二次分裂中)期的去核卵母細胞作為受體細胞,通過電脈沖(電激)激活重組細胞,使其完成減數(shù)分裂和發(fā)育進程。(3)將細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按其種類、數(shù)量嚴格配制而成的培養(yǎng)基稱為合成培養(yǎng)基。動物細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì):糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等,還需加入血清、血漿等天然成分。細胞培養(yǎng)應在含5%的CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行,CO2的主要作用是調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH。為了防止細胞培養(yǎng)過程中細菌的污染,可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素。考點三【知識梳理】1.細胞核的全能性2.細胞核細胞核卵母細胞胚胎克隆動物3.胚胎細胞核4.體細胞體細胞細胞核去核卵母細胞細胞融合胚胎移植5.(1)遺傳改良進程優(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)使克隆出的動物個體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細胞(避免卵細胞中的遺傳物質(zhì)對后代造成干擾)(3)貼壁生長(細胞貼壁)接觸抑制(4)生物的性狀受細胞核基因和細胞質(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(體細胞核移植)動物細胞培養(yǎng)胚胎移植體細胞的細胞核解析 (1)在動物細胞培養(yǎng)過程中,一般用胰蛋白酶將細胞分散開,獲得細胞懸液。(2)在細胞核移植形成重組細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胞,去除其細胞核是為了保證克隆出的動物個體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細胞。(3)如果重組細胞為貼附性細胞,在進行原代培養(yǎng)時,會表現(xiàn)出貼壁生長和接觸抑制等特點。(4)克隆出的個體細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來自卵母細胞,并且生物性狀的表達還受到環(huán)境因素的影響,所以題圖中犢牛并非是對體細胞核供體母牛100%的復制。(5)題圖中所示技術(shù)為動物體細胞核移植技術(shù),其中應用到的生物技術(shù)包括動物細胞培養(yǎng)、細胞核移植、胚胎移植等。轉(zhuǎn)基因奶牛的克隆成功,說明了動物體細胞的細胞核具有全能性?？键c四【知識梳理】1.滅活的病毒流動性有性雜交2.(1)骨髓瘤體外體內(nèi)(2)特異性強靈敏度高(3)高效快速運載藥物【題組訓練】1.(1)植物組織培養(yǎng)、植物體細胞雜交動物細胞培養(yǎng)(2)纖維素酶、果膠酶細胞壁PEG誘導再生出細胞壁(3)滅活的病毒(4)經(jīng)免疫的B細胞骨髓瘤細胞選擇培養(yǎng)基克隆化培養(yǎng)和抗體陽性檢驗 (5)節(jié)約培養(yǎng)基(成本),易于控制培養(yǎng)條件等解析 (1)植物細胞工程常用的技術(shù)手段有植物組織培養(yǎng)、植物體細胞雜交。動物細胞工程的各技術(shù)手段中的基礎是動物細胞培養(yǎng)。(2)植物體細胞雜交前,先采用酶解法去除細胞壁,即采用纖維素酶、果膠酶處理除去細胞壁;誘導細胞融合常用的化學方法是PEG誘導;原生質(zhì)體融合完成的標志是再生出細胞壁。(3)誘導原生質(zhì)體融合的方法有物理法(離心、振動、電激等)、化學法(聚乙二醇),誘導動物細胞融合的方法有物理法(離心、振動、電激等)、化學法(聚乙二醇)和生物法(滅活的病毒),故與植物細胞相比,動物細胞融合特有的誘導融合的方法是用滅活的病毒處理。(4)若利用動物細胞融合技術(shù)來生產(chǎn)單克隆抗體,應將經(jīng)免疫的B細胞和骨髓瘤細胞進行融合,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胞,第一次篩選一般利用選擇培養(yǎng)基進行,第二次篩選需對細胞進行反復的克隆化培養(yǎng)和抗體陽性檢驗,以篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞。(5)少量生產(chǎn)單克隆抗體時,可將篩選得到的雜交瘤細胞注入小鼠腹腔內(nèi)繁殖,該方法的優(yōu)點是節(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)抗體檢測能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細胞含95%的空氣和5%的CO2(3)特異性強、靈敏度高導向解析 (1)將抗原注射到小鼠體內(nèi)時,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細胞和骨髓瘤細胞融合成雜交瘤細胞,與植物體細胞雜交相比,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,其中篩選過程需進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,目的是篩選出能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細胞。將雜交瘤細胞在體外條件下進行大規(guī)模培養(yǎng)時,需將其置于含95%的空氣和5%的CO2的混合氣體培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。(3)與多克隆抗體相比,單克隆抗體突出的優(yōu)點在于其特異性強、靈敏度高,并能大量制備。從目前臨床試驗來看,單克隆抗體主要用于治療癌癥,例如可以將抗癌細胞的單克隆抗體與放射性同位素、藥物等結(jié)合,制成“生物導彈”,利用單克隆抗體的導向作用,在原位殺死癌細胞,這樣既不損傷正常細胞,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、果糖具有完整的細胞核(3)細胞分裂素、生長素脫分化(4)不能對雜合體的植株來說,其體細胞的基因型相同,而花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同。用花粉粒進行組織培養(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)的原理是植物細胞具有全能性。(2)蔗糖是一種二糖,可水解成葡萄糖、果糖。細胞具有完整的細胞核即可作為材料進行組織培養(yǎng)獲得幼苗。(3)植物組織培養(yǎng)過程中,生長素用量與細胞分裂素用量比值高時,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低時,有利于芽的分化、抑制根的形成;比例適中時,促進愈傷組織的生長。(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)時不能采用經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉作為外植體,因為對雜合體的植株來說,其體細胞的基因型相同,而花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同。用花粉粒進行組織培養(yǎng)得到的花卉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解析 (1)二倍體哺乳動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,要通過顯微操作去除卵母細胞中的核。早期胚胎可通過胚胎移植移入受體子宮中。(2)一般來說,細胞傳代培養(yǎng)至1050代左右時,增殖會逐漸緩慢,以至于完全停止,這時部分細胞的細胞核型可能會發(fā)生變化。目前使用的或冷凍保存的正常細胞通常為10代以內(nèi),以保持細胞正常的二倍體核型。(3)克隆動物的遺傳物質(zhì)主要來自于供體核,但卵母細胞的線粒體中也含有一部分遺傳物質(zhì)。(4)克隆動物的成功獲得證明動物已分化體細胞的細胞核具有全能性。3.(1)四YY小鼠的血清抗體效價最高(2)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細胞融合是隨機的,且融合率達不到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的血清抗體效價達到 16 000 以上。達到要求后的 X、Y、Z 這3只小鼠中,小鼠 Y 的 B 淋巴細胞產(chǎn)生抗體效價最高,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胞和雜交瘤細胞之外,還有骨髓瘤細胞和 B 淋巴細胞的自身融合產(chǎn)物,由于細胞融合是隨機的,且融合率達不到100%,故體系中會出現(xiàn)多種類型的細胞。(3)雜交瘤細胞形成后,由于核膜具有流動性,故小鼠的免疫B淋巴細胞細胞核與其骨髓瘤細胞細胞核會融合形成一個雜交的細胞核,因此染色體數(shù)目最多是100條。(4)未融合的 B 淋巴細胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后,仍然是不能無限增殖的細胞,同時 B淋巴細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”而達到細胞系水平。1.2017天津六校高三期中 在現(xiàn)代生物科技的應用中,不需要進行檢測與篩選的是 () A.對植物的離體組織進行培養(yǎng),大規(guī)模培育優(yōu)良品種B.將鼠的骨髄瘤細胞與B淋巴細胞融合,制備單克隆抗體C.利用植物細胞工程技術(shù)培育“白菜甘藍”D.將抗蟲基因?qū)胫参锛毎?培育具有抗蟲特性的新植株解析 A對植物的離體組織進行培養(yǎng),大規(guī)模培育優(yōu)良品種,不需要進行檢測與篩選。細胞融合形成的雜交細胞不一定是所需要的,需進行篩選。植物細胞工程培育的雜種植株不一定能表達出相應的性狀,需進行檢測。轉(zhuǎn)基因植株不一定能表現(xiàn)出所需要的性狀,需進行檢測與篩選。2.2017江蘇常州模擬 下列關(guān)于動物細胞培養(yǎng)的敘述,正確的是 ()A.動物細胞培養(yǎng)過程中往往使用液體培養(yǎng)基B.動物細胞培養(yǎng)的目的是為了培養(yǎng)動物個體C.在培養(yǎng)過程中通常要通入5%的CO2刺激細胞呼吸D.動物細胞培養(yǎng)過程中可用胃蛋白酶將動物組織分散成單個細胞解析 A動物細胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基是液體培養(yǎng)基,A正確;動物細胞培養(yǎng)的目的是獲得細胞和細胞產(chǎn)物,通過核移植技術(shù)才能獲得克隆動物,B錯誤;CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH,C錯誤;動物細胞培養(yǎng)過程中常要用到胰蛋白酶或膠原蛋白酶,用來分散細胞,D錯誤。3.2017天津紅橋區(qū)一模 從同一頭牛中取多個供體細胞培養(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.受體細胞的細胞質(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,受體細胞的細胞質(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發(fā)生基因重組,B錯誤。4.2017北京西城區(qū)高三期末 如圖K37-1是一種“生物導彈”的作用原理示意圖,沒有與腫瘤細胞結(jié)合的“生物導彈”一段時間后被機體清除。阿霉素是一種抗腫瘤藥,可抑制DNA和RNA的合成,對正常細胞也有一定毒性。下列說法不正確的是 ()圖K37-1A.單克隆抗體是由雜交瘤細胞合成和分泌的B.活化阿霉素能抑制細胞中DNA的復制和轉(zhuǎn)錄過程C.在治療中,應先注射非活化磷酸阿霉素再注射“生物導彈”D.單克隆抗體特異性強,能減輕阿霉素對正常細胞的傷害解析 C單克隆抗體是由雜交瘤細胞合成和分泌的,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胞中DNA的復制和轉(zhuǎn)錄過程,B正確;在治療中,應同時注射非活化磷酸阿霉素和“生物導彈”,C錯誤;單克隆抗體特異性強,能減輕阿霉素對正常細胞的傷害,D正確。5.科學家利用植物體細胞雜交技術(shù)成功獲得了番茄馬鈴薯雜種植株,為了便于雜種細胞的篩選和鑒定,科學家利用紅色熒光和綠色熒光分別標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)植物體細胞雜交依據(jù)的生物學原理有。(2)過程常用的酶是,細胞融合完成的標志是。(3)植物原生質(zhì)體融合過程常利用化學試劑誘導融合,在鑒定雜種原生質(zhì)體時可用顯微鏡觀察,根據(jù)細胞膜表面熒光的不同可觀察到種不同的原生質(zhì)體,當觀察到時,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)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)若番茄細胞內(nèi)有m條染色體,馬鈴薯細胞中含n條染色體,則番茄馬鈴薯細胞在有絲分裂后期含條染色體。若雜種細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)細胞膜的流動性、植物細胞的全能性(2)纖維素酶和果膠酶形成了新的細胞壁(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胞分裂素(5)2(m+n)單倍體解析 (1)植物體細胞雜交包括原生質(zhì)體融合和培育雜種植株兩大步驟,兩者的原理分別是細胞膜的流動性和植物細胞的全能性。(2)去除細胞壁常用的酶是纖維素酶和果膠酶,細胞融合完成的標志是形成新的細胞壁。(3)化學促融劑是聚乙二醇,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,誘導細胞分化所用的植物激素主要是生長素和細胞分裂素。(5)番茄馬鈴薯體細胞有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)育成的個體均為單倍體。