【生物】2019届一轮复习人教版克隆技术教案(1)

【生物】2019届一轮复习人教版克隆技术教案(1)

第44讲　克隆技术 考纲要求 考情分析 命题趋势 ‎1．植物的组织培养(Ⅱ)‎ ‎2．动物细胞培养与体细胞克隆(Ⅱ)‎ ‎3．细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)‎ ‎2017，天津卷，9T ‎2016，全国卷Ⅱ，40T ‎2015，安徽卷，31T 近五年来关于细胞工程的内容在高考中属于高频考点，预计明年高考以非选择题的形式在动物细胞融合技术和单克隆抗体的制备以及相关内容等方面考查的可能性较大 分值：9～15分 考点一　植物组织培养与动物细胞培养 一、细胞工程的概念 ‎1．原理和方法：应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法。‎ ‎2．操作水平：__细胞__水平或细胞器水平。‎ ‎3．目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得__细胞产品__。‎ ‎4．分类：根据操作对象的不同，分为植物细胞工程和动物细胞工程。‎ 二、植物组织培养 ‎1．原理：__细胞的全能性__。‎ ‎(1)原因：生物体的任何一个细胞都包含本物种的__全部遗传信息__。‎ ‎(2)全能性表达的条件：处于__离体__状态，提供一定的营养、__激素__和其他适宜外界条件。‎ ‎2．植物组织培养技术 __愈伤组织__根、芽植物体 ‎3．植物细胞工程的应用 ‎(2)作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用。‎ ‎(3)细胞产物的工厂化生产：培养到__愈伤组织__阶段。‎ 三、动物细胞培养 ‎1．过程 答案　胰蛋白酶　原代　传代 ‎2．条件 ‎(1)无菌、无毒的环境——无菌处理、加__抗生素__杀菌、定期更换培养液。‎ ‎(2)营养——葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐和微量元素、__血清或血浆__等天然成分。‎ ‎(3)适宜的温度(36．5±0．‎5 ℃‎)和pH(7．2～7．4)。‎ ‎(4)气体环境——95%空气＋5%CO2(维持__培养液的pH__)。‎ ‎3．应用：生产细胞产品，如干扰素、疫苗、单克隆抗体；检测并判断某毒性物质毒性的大小；临床医学研究。‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞的全能性。(　√　)‎ ‎(2)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生细胞的增殖和分化。(　×　)‎ ‎(3)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的。(　×　)‎ ‎(4)在植物组织培养过程中，可以提取愈伤组织，经过人工薄膜包装得到人工种子。(　×　)‎ ‎(5)制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理。(　×　)‎ ‎(6)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。(　×　)‎ ‎(7)连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型。(　×　)‎ ‎(8)植物原生质体融合和动物细胞融合原理是相同的。(　√　)‎ ‎2．下图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述不正确的是(　A　)‎ A．该途径依据的原理是植物细胞具有全能性 B．过程①需控制好培养基中植物激素的比例 C．过程①细胞的形态和结构发生了变化 D．过程③需使用液体培养基，有利于细胞增殖 解析　该途径没有得到完整植株，不能体现植物细胞的全能性。‎ ‎3．某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗，下列技术中不能选用的是(　B　)‎ A．采用茎段扦插诱导生根技术快速育苗 B．采用花粉粒组织培养获得单倍体苗 C．采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上 D．采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养 解析　花粉粒是减数分裂的产物，利用花粉粒离体培养得到的是单倍体苗，其高度不育，且会发生性状分离，因此B项方案不能选用。‎ ‎ 一　植物组织培养的过程及应用 ‎1．脱分化和再分化的比较 内容 脱分化 再分化 过程 外植体→愈伤组织 愈伤组织→胚状体 形成体特点 排列疏松、无规则、高度液泡化的薄壁细胞 有根、芽 条件 ‎①离体 ‎②适宜的营养 ‎③生长素/细胞分裂素的比例适中 ‎④不需要光照 ‎①离体 ‎②适宜的营养 ‎③生长素/细胞分裂素的比例高或低，分别诱导生根或生芽 ‎④光照 ‎2．单倍体育种和突变体的利用的不同点 项目 原理 优点 成果 单倍体 育种 染色体 变异 明显缩短育种年限 单育1号烟草品种、中花8号、11号水稻和京花1号小麦品种等 突变体 的利用 基因 突变 产生新基因，大幅度改良某些性状 抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草等 ‎[例1] 如图表示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接入试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程。请据图回答下列问题：‎ ‎(1)要促进细胞分裂生长，培育基中应有营养物质和激素。营养物质包括__无机物__和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和__生长素__两类植物激素。‎ ‎(2)此过程依据的原理是__植物细胞的全能性__。A和B阶段主要进行的分裂方式是__有丝分裂__，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞__分化__等。‎ ‎(3)此过程要无菌操作，主要是指对__培养基__进行灭菌消毒。B阶段需要光照，原因是__芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件__。‎ ‎(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿素，这是基因__选择性表达__的结果。‎ 解析　(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括无机物和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和生长素两类植物激素。(2)植物组织培养过程依据的原理是植物细胞的全能性。A是脱分化过程，B是再分化过程，两者均进行有丝分裂，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞分化等。(3)植物组织培养过程需要无菌操作，主要是指对培养基进行灭菌消毒。再分化阶段需要光照，原因是在此过程中芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件。(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿素，这是基因选择性表达的结果。‎ ‎ 二　动物细胞培养的过程 ‎1．原代培养和传代培养 ‎(1)原代培养 可有两种表述：①细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培养；②第1代细胞的培养与传10代以内的细胞培养，统称为原代培养。两种表述没有本质区别。‎ ‎(2)传代培养 同样有两种表述：①细胞悬液培养一段时间后，分瓶再进行的细胞培养；②传10代以后的细胞培养，统称为传代培养。‎ ‎2．细胞株和细胞系 ‎(1)细胞株：原代培养的细胞一般传至10代左右会出现生长停滞，衰老死亡，少数度过“危机”的细胞能传50代左右，形成细胞株。细胞株的遗传物质并没有发生改变。‎ ‎(2)细胞系：细胞株传至50代以后，会出现第二次危机，少数度过第二次危机的细胞能够无限传代下去，形成细胞系。细胞系的遗传物质发生了改变，带有癌变细胞的特点。‎ ‎[例2] 回答下列有关动物细胞培养的问题：‎ ‎(1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面__相互接触__时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的__接触抑制__。此时，瓶壁上形成的细胞层数是__单层(或一层)__。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，常用的酶是__胰蛋白酶__。‎ ‎(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现__衰老甚至死亡__的现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而获得__不死性__，这种细胞的黏着性__降低__，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量__减少__。‎ ‎(3)用某种大分子染料对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不被染色，原因是__活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色(‎ 或死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而使其着色)__。‎ ‎(4)检查某种有毒物质是否能改变细胞染色体的数目，最好选用分裂到__中__期的细胞用显微镜进行观察。‎ ‎(5)在细胞培养过程中，通常在__冷冻(或超低温、液氮)__条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中__酶__的活性降低，细胞新陈代谢的速度降低。‎ ‎(6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤当作__抗原__进行攻击。‎ 解析　(1)在动物细胞培养过程中，细胞会出现接触抑制现象，此时是单层细胞。用胰蛋白酶处理可以使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来。(2)随着细胞传代培养代数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡的现象，但极少数细胞可以连续增殖，有些细胞会因遗传物质改变而获得不死性，这种细胞膜表面糖蛋白减少，细胞黏着性降低。(3)由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，而死细胞的细胞膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而使其着色。(4)由于细胞分裂中期染色体形态固定、数目清晰，因此最好选用分裂到中期的细胞用显微镜观察染色体数目。(5)由于在冷冻、超低温或液氮条件下，细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低，通常在此条件下保存细胞。(6)机体把移植的皮肤当作抗原攻击，会发生排斥现象。‎ 植物组织培养与动物细胞培养常考点 ‎(1)对外植体要进行消毒处理；外植体选用幼嫩的组织脱分化较为容易；植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖。‎ ‎(2)在动物细胞培养过程中两次用到胰蛋白酶的阶段：第一次是将剪碎的组织分散成单个细胞；第二次是将贴壁细胞从瓶壁上分离下来。‎ ‎[例1] (2014·北京卷)在‎25 ℃‎的实验条件下可顺利完成的是(　　)‎ A．光合色素的提取与分离 B．用斐林试剂鉴定还原糖 C．大鼠神经细胞的培养 D．制备用于植物组织培养的固体培养基 ‎[答题送检]来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 B 考生对还原糖的鉴定实验的温度条件识记模糊 ‎－‎ ‎6‎ C 考生审题时忽略了大鼠的神经细胞为高度分化的细胞，不再进行细胞分裂 ‎－6‎ D 考生没有考虑到固体培养基要进行高温灭菌 ‎－6‎ ‎[解析] 光合色素的提取与分离在室温下即可完成，A项正确；用斐林试剂鉴定还原糖时需50～‎65 ℃‎水浴加热，B项错误；大鼠神经细胞为高度分化的细胞，不能进行分裂，无法培养，C项错误；制备用于植物组织培养的固体培养基需高温灭菌，D项错误。‎ ‎[规范答题] A(6分)‎ ‎1．(经典高考题)关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是(　B　)‎ A．动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同 B．动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶 C．烟草叶片离体培养能产生新个体，小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖 D．动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖培养可用于植物脱除病毒 解析　动物细胞培养的培养基为液体培养基，且含有动物血清，植物组织培养的培养基为固体培养基，且一般含有植物激素；植物组织培养过程中不需要用胰蛋白酶；烟草叶片离体培养产生新个体的原理是植物细胞的全能性，小鼠杂交瘤细胞离体培养的原理是细胞增殖；茎尖病毒极少，甚至无病毒，故茎尖培养可用于植物脱毒。‎ ‎ 考点二　植物体细胞杂交与动物细胞融合 ‎1．植物体细胞杂交技术 ‎(1)去壁：酶解法，所用酶为__纤维素酶和果胶酶__。‎ ‎(2)诱导原生质体融合：物理法——离心、振动、电激等；化学法——常用__聚乙二醇__(PEG)作诱导剂。‎ ‎(3)植物细胞融合成功的标志：__杂种细胞再生出细胞壁__。‎ ‎(4)优点：克服__不同生物远缘杂交不亲和的障碍__。‎ ‎(5)变异类型：__染色体变异__。‎ ‎2．动物细胞融合 ‎(1)原理：__细胞膜的流动性__。‎ ‎(2)融合方法：聚乙二醇(PEG)、__灭活的病毒__、电激等。‎ ‎(3)意义：突破了__有性杂交方法__的局限，使__远缘杂交__成为可能，也为制造__单克隆抗体__开辟了新途径。‎ ‎3．动物体细胞核移植 ‎(1)原理：__动物细胞核具有全能性__。‎ ‎(2)过程 ‎4．单克隆抗体制备 ‎(1)制备过程 答案　杂交瘤细胞　单克隆抗体 ‎(2)诱导动物细胞融合的方法：物理法——离心、振动、电激等；化学法——聚乙二醇；生物法——__灭活的病毒__。‎ ‎(3)单克隆抗体的优点：__特异性强__、灵敏度高、可大量制备。‎ ‎(4)单克隆抗体的应用：作为__诊断试剂__；用于治疗疾病和__运载药物__。‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)利用物理法或化学法，可以直接将两个植物细胞进行诱导融合。(　×　)‎ ‎(2)用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性。(　×　)‎ ‎(3)再生出细胞壁是植物原生质体融合成功的标志。(　√　)‎ ‎(4)与“多利”羊等克隆哺乳动物相关的技术有胚胎移植、细胞培养和核移植。(　√　)‎ ‎(5)可以用灭活的病毒促进动物细胞融合，而不能促进植物细胞融合。(　√　)‎ ‎(6)小鼠骨髓瘤细胞的染色体数为40，B淋巴细胞的染色体数为46，融合后形成的杂交瘤细胞DNA分子数为86。(　×　)‎ ‎(7)杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎。(　×　)‎ ‎(8)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。(　×　)‎ ‎2．“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和易于储藏等优点。下图是“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图。以下说法正确的是 ‎(　C　)‎ A．除去细胞壁形成原生质体，可运用的酶是纤维素酶、淀粉酶和果胶酶 B．通常可诱导上述原生质体相互融合的方法是PEG和灭活的病毒 C．杂种细胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁 D．愈伤组织形成“白菜—甘蓝”植物体必须经过脱分化和再分化两个过程 解析　除去细胞壁的酶是纤维素酶和果胶酶；诱导植物原生质体融合不能用灭活的病毒；杂种细胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁；愈伤组织形成“白菜—甘蓝”植物体属于再分化过程。‎ ‎3．下面关于制备单克隆抗体过程示意图的叙述，不正确的是(　A　)‎ A．①表示已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均是从小鼠的脾脏中提取的 B．②促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇作介导 C．④中的筛选是通过抗原—抗体反应进行的 D．⑤可以无限增殖 解析　已免疫的B淋巴细胞可以从小鼠的脾脏中提取，也可以从血浆中提取，骨髓瘤细胞是从小鼠的骨髓中提取的。‎ ‎ 一　植物体细胞杂交 ‎1．植物组织培养和植物体细胞杂交的比较 名称 植物组织培养 植物体细胞杂交 原理 细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性 过程 选材 选取根尖、茎尖形成层部位最容易诱导脱分化 不同的植物细胞 技术操作 脱分化、再分化等 除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导细胞融合 关系 植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂 ‎2．对植物体细胞杂交和有性杂交辨析不清 ‎(1)植物体细胞杂交：若两个不同品种的植物细胞A、B进行融合，A含有2X条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，B含有2Y条染色体，2个染色体组，其基因型为ccDd，则新植株应为四倍体，其体细胞中染色体数为2X＋2Y，基因型为AabbccDd。从中不难看出，体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管是染色体数、基因型还是染色体组都采用直接相加的方法。杂种植株同时具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。‎ ‎(2)植物有性杂交：有性杂交的子代细胞中染色体数、基因型分别为X＋Y、AbcD或abcD或Abcd或abcd，即先减半再相加。‎ ‎3．植物体细胞杂交和动物细胞融合过程中所选酶和结果的辨析 ‎(1)植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同，纤维素酶和果胶酶作用于细胞壁，而胰蛋白酶作用于细胞间的蛋白质。‎ ‎(2)植物杂交细胞在激素诱导下能表达出全能性，但动物杂交细胞的全能性不能表达。‎ ‎(3)灭活的病毒保持了其抗原性，但毒性消失。只能用于诱导动物细胞融合，不能用于诱导植物原生质体融合。‎ ‎[例1] 科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄—马铃薯杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如图所示，请据图回答下列问题：‎ ‎(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理有__细胞膜的流动性和植物细胞的全能性__。‎ ‎(2)过程①常用的酶是__纤维素酶和果胶酶__，细胞融合成功的标志是__再生出新的细胞壁__。‎ ‎(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂__聚乙二醇(或PEG)__诱导融合。在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可观察到__3__种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况)，当观察到__融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光__时，可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。‎ ‎(4)过程③和过程④依次为__脱分化和再分化__，过程④中的培养基常添加的植物激素是__生长素和细胞分裂素__。‎ ‎(5)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞在有丝分裂后期含__2(m＋n)__条染色体。若杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于__单倍体__植株。‎ 解析　(1)植物体细胞杂交包括原生质体融合和培育杂种植株两大步骤，两者的原理分别是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。(2)去除细胞壁常用的酶是纤维素酶和果胶酶，植物细胞融合成功的标志是再生出新的细胞壁。(3)化学促融剂是聚乙二醇，两两融合的原生质体有三种：番茄—番茄、马铃薯—番茄、马铃薯—马铃薯，其中杂种细胞的细胞表面有两种颜色的荧光。(4)过程③和过程④分别表示脱分化和再分化，诱导细胞分化所用的植物激素主要是生长素和细胞分裂素。(5)“番茄—马铃薯”体细胞有(m＋n) 条染色体，有丝分裂后期染色体数目加倍；由配子发育成的个体均为单倍体。‎ ‎ 二　动物细胞培养与核移植的过程及应用 动物细胞培养 动物体细胞核移植 原理 细胞增殖 动物细胞核的全能性 过程 结果 获得细胞群 获得克隆动物 应用 ‎(1)生产生物制品；‎ ‎(2)用于基因工程；‎ ‎(3)检测有毒物质；‎ ‎(4)临床医学研究 ‎(1)加速家畜遗传改良进程，促进良种繁育；‎ ‎(2)保护濒危物种；‎ ‎(3)生产医用蛋白；‎ ‎(4)提供克隆器官、组织等 ‎1．关于核移植的4点提醒 ‎(1)选MⅡ中期卵母细胞作为受体细胞的原因：①此类细胞体积大，易于操作；②卵黄多，营养物质丰富，可为发育提供充足的营养；③卵母细胞的细胞质中存在激发细胞核全能性表达的物质。‎ ‎(2)克隆动物是由重组的细胞经培养而来的，该重组细胞的细胞质基因来源于受体细胞，细胞核基因来源于提供细胞核的亲本，其遗传物质来自两个亲本。‎ ‎(3)核移植中供体动物、提供卵母细胞的动物、代孕动物和克隆动物之间的关系：克隆动物绝大部分性状与供体动物相同，少数性状与提供卵母细胞的动物相同，与代孕动物的性状无遗传关系。‎ ‎(4)动物体细胞核移植技术(克隆)从生殖方式的角度看属无性生殖。重组细胞相当于受精卵，需要动物细胞培养和胚胎工程技术的支持。‎ ‎2．动物细胞培养和核移植技术的理解误区 ‎(1)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同：第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。‎ ‎(2)核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本可能不同。‎ ‎①克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本，与植物组织培养不同(来自一个亲本)，即克隆动物遗传物质来自两个亲本。‎ ‎②在发育过程中可能发生基因突变、染色体变异导致性状改变。‎ ‎③外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。‎ ‎[例2] 科学家培养克隆羊时，使用了三种细胞核的供体细胞，分别将这些细胞核移入去 核卵细胞的细胞质中，形成重组细胞，发育成重组胚胎，这些重组胚胎的发育情况如下。‎ 细胞核的供体细胞类型 妊娠数/受体母羊数 乳腺上皮细胞 ‎1/13‎ 胚胎成纤维细胞 ‎4/10‎ 早期胚胎细胞 ‎14/27‎ 据此分析不正确的是(　B　)‎ A．早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞妊娠成功率最高 B．克隆羊的遗传信息与细胞核的供体细胞完全相同 C．体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植 D．重组细胞发育与去核卵细胞的细胞质有关 解析　分析表格数据可知，早期胚胎细胞作为细胞核的供体细胞妊娠成功率最高，A项正确；克隆羊的培育用到了核移植、胚胎移植技术，克隆羊的细胞核遗传信息来自细胞核的供体，细胞质的遗传信息来自卵细胞，B项错误；对比表格中的数据可知，体细胞核移植难度高于胚胎细胞核移植，C项正确；核移植中做受体细胞的都是卵细胞，可见重组细胞发育与去核卵细胞的细胞质有关，D项正确。‎ ‎ 三　动物细胞融合技术与单克隆抗体的制备 ‎1．单克隆抗体制备过程的几个问题分析 ‎(1)对动物免疫的原因：B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原后增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞，才能产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。‎ ‎(2)在单克隆抗体制备过程中，除了受到注射的抗原的刺激，小鼠在生活过程中还可能受到其他抗原的刺激，因此从小鼠体内取出的多个B淋巴细胞可能产生多种不同抗体，所以进行第二次筛选是非常必要的。一般认为至少有两次筛选过程，第一次是筛选出杂交瘤细胞(用选择培养基)，第二次是进一步筛选出能产生人们所需要抗体的杂交瘤细胞。‎ ‎(3)杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质，不仅具有浆细胞产生特异性抗体的能力，还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力，从而可以克服B淋巴细胞不能无限增殖的缺点，而大量生产单克隆抗体。‎ ‎2．筛选杂交瘤细胞的方法 ‎(1)第1次筛选用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(“BB”细胞、“瘤瘤”细胞)都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。‎ ‎(2)第2次筛选用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群。‎ ‎[例3] 在ABO血型系统中，A型血和B型血人红细胞膜表面分别含有凝集原A、B，AB型血人红细胞膜表面同时含有凝集原A和B，O型血人红细胞膜表面没有凝集原。如图 是利用动物细胞杂交方法制备人抗A凝集原抗体的过程，请回答下列问题：‎ ‎(1)要制备人抗A凝集原抗体，应向小鼠体内注射__A型(或AB型)血人的红__细胞，使小鼠产生__特异性(或体液)__免疫。从小鼠体内分离的细胞①为__B__细胞。‎ ‎(2)为诱导细胞①与骨髓瘤细胞融合，常选用__聚乙二醇(或灭活的病毒)__作为诱导剂。融合后的培养液中存在多种杂交细胞和未融合细胞，需要进行__选择__培养、克隆化培养和__抗体检测__，才能获得需要的杂交瘤细胞。‎ ‎(3)杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传物质，因而既能在体外培养条件下__迅速大量繁殖__，又能产生__专一的抗体__。‎ ‎(4)制备的人抗A凝集原抗体能与__凝集原A__发生特异性结合，若该抗体与待测血液样本呈阳性反应，则待测样本的血型是__A型或AB型__。‎ 解析　(1)要制备人抗A凝集原抗体，应向小鼠体内注射A型(或AB型)血人的红细胞，使小鼠产生体液免疫，再从小鼠体内分离出能产生抗A凝集原抗体的B细胞。(2)诱导B细胞与骨髓瘤细胞融合，常选用聚乙二醇或灭活的病毒作为诱导剂。融合后的培养液中存在多种杂交细胞和未融合细胞，需要进行选择培养、克隆化培养和抗体检测，最终获得需要的杂交瘤细胞。(3)杂交瘤细胞具有双亲细胞的特点，既能在体外培养条件下迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体。(4)人抗A凝集原抗体能与凝集原A发生特异性结合，A型或AB型血的人红细胞都含有A凝集原，故该抗体与A型或AB型血液样本呈阳性反应。‎ ‎[例1] (2015·安徽卷)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子Ⅸ医用蛋白，其技术路线如图。‎ ‎(1)由过程①获得的A为__________。‎ ‎(2)在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核，目的是__________________________________________。受体应选用__________期卵母细胞。‎ ‎(3)进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生__________________，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。‎ ‎(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这 是因为________________________________________________________________________‎ ‎__________________________。‎ ‎[答题送检]来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 ‎(1)‎ 考生没有读懂技术路线图 ‎－2‎ ‎(2)‎ 考生没有注意题目设问角度，答案不准确 ‎－2‎ ‎(3)‎ 考生出现知识迁移障碍 ‎－2‎ ‎(4)‎ 考生不能形成答题思路或语言组织不准确 ‎－2‎ ‎[解析] (1)在基因工程中，构建基因表达载体后才能将目的基因导入受体细胞。(2)核移植技术选用的成熟卵母细胞处于减数第二次分裂中期(MⅡ中期)，需去掉细胞核以保证得到的克隆动物的核遗传物质来自于含目的基因的成纤维细胞。(3)胚胎移植时受体动物对移入的胚胎基本不发生免疫排斥反应，这为胚胎的存活提供了可能。(4)由于整合有目的基因的胎儿成纤维细胞具有增殖能力，可进行传代培养，所以理论上可利用动物细胞培养技术和核移植技术，获得无限个转基因绵羊。‎ ‎[规范答题] (除注明外，每空2分)(1)含目的基因的表达载体 ‎(2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞 MⅡ中(1分)‎ ‎(3)免疫排斥反应 ‎(4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养 ‎1．人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。如图是HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答问题。‎ ‎(1)制备单克隆抗体过程中要用到__动物细胞培养__和__动物细胞融合__技术。‎ ‎(2)制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于__抗原__，使小鼠产生分泌相应__抗体__的淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的__体液__免疫。‎ ‎(3)在细胞内DNA的合成一般有两条途径，主要途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基嘌呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经酶的催化作用合成DNA，而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途 径。‎ ‎①利用DNA合成途径不同的特点配制的HAT培养基含有多种成分，其中添加的__氨基嘌呤__具有筛选杂交瘤细胞的作用。‎ ‎②最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是__能无限增殖并分泌特异性抗体__。‎ ‎(4)此过程生产的单克隆抗体可以与__人绒毛膜促性腺激素(或HCG)__特异性结合，从而诊断早孕。‎ 解析　(1)制备单克隆抗体过程中要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术。(2)给小鼠注射HCG，使小鼠进行体液免疫，产生能分泌抗体的B淋巴细胞。(3)骨髓瘤细胞的DNA合成只有一条途径，在培养基中加入氨基嘌呤，阻断了骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合体的增殖。杂交瘤细胞有两条合成DNA的途径，因此在选择培养基上杂交瘤细胞能生存并无限增殖。(4)此单克隆抗体是以人绒毛膜促性腺激素(HCG)作抗原产生的，因此可以与人绒毛膜促性腺激素(HCG)特异性结合。‎ ‎1．(2016·全国卷Ⅱ)下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为__XX或XY__。过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用__显微操作__的方法。②代表的过程是__胚胎移植__。‎ ‎(2)经过多次传代后，供体细胞中__遗传物质__的稳定性会降低。因此，选材时必须关注传代次数。‎ ‎(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是__卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响__。‎ ‎(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了__动物已分化体细胞的细胞核具有全能性__。‎ 解析　(1)因供体的性别不确定，故其细胞核内的性染色体组成为XX或XY；一般将卵母细胞培养到MⅡ中期，用显微操作法将其细胞核去除；②代表的过程是胚胎移植。(2)传代培养10代以内的细胞可以保持正常的二倍体核型，超过10代以后，供体细胞中遗传物质的稳定性会降低。(3)克隆动物细胞质中的遗传物质来自卵母细胞的细胞质，细胞质中的遗传物质对克隆动物的性状会产生影响。(4)克隆动物的成功可以证明动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性。‎ ‎2．(2014·全国卷Ⅰ)某研究者用抗原A分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免 疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数)，结果如下图所示。‎ 若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目40条)，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目60条)按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)制备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16 000以上，则小鼠最少需要经过__4__次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是__Y__小鼠，理由是__Y小鼠的血清抗体效价最高__。‎ ‎(2)细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有__B淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞__，体系中出现多种类型细胞的原因是__细胞融合是随机的，且融合率达不到100%__。‎ ‎(3)杂交瘤细胞中有__1__个细胞核，染色体数目最多是__100__条。‎ ‎(4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是__不能无限增殖__。‎ 解析　(1)分析题图可知，经4次免疫后，小鼠Y的血清抗体效价就可达到16 000以上。由于4次免疫后的Y小鼠的血清抗体效价最高，故最适合用于制备B淋巴细胞。(2)细胞融合实验中，由于细胞融合是随机的，而且诱导融合率不可能达到100%，所以会有未融合的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞、融合的具有同种核的细胞和杂交瘤细胞三种类型。(3)杂交瘤细胞同时具有B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的核物质，但细胞核只有一个。由于杂交瘤细胞在分裂后期无细胞核，故细胞核中染色体数目最多是40＋60＝100(条)。(4)B淋巴细胞已经高度分化，没有无限增殖的潜能。‎ ‎3．(全国卷Ⅱ)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题：‎ ‎(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用__纤维素__酶和__果胶__酶去除细胞壁，获得具有活力的__原生质体__，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成__愈伤__组织，然后经过__再分化(或分化)__形成完整的杂种植株。这种培养技术为__植物体细胞杂交技术__。‎ ‎(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指__体细胞含有三个或三个以上染色体组的个 体__。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是__在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常__。‎ ‎(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的__胚状体、不定芽、顶芽、腋芽(答其中一个即可)__等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。‎ 解析　本题主要考查植物细胞工程的相关知识。(1)植物体细胞杂交技术的流程是先用纤维素酶和果胶酶将植物细胞最外层的细胞壁去除，获得具有活力的原生质体，然后将甲、乙植物的原生质体用化学诱导剂诱导融合，形成融合细胞，再将融合细胞诱导脱分化，进一步培养形成愈伤组织，最后经过再分化形成完整的杂种植株。(2)在植物体细胞杂交过程中，甲、乙两种植物的二倍体体细胞融合为四倍体细胞，四倍体细胞经组织培养形成四倍体植株，此植株体细胞由于含有三个或三个以上的染色体组，因此属于多倍体。此四倍体由于含有2个甲植物的染色体组和2个乙植物的染色体组，减数分裂时联会正常，可育。而甲、乙有性杂交的后代细胞中含1个甲植物的染色体组和1个乙植物的染色体组，减数分裂时联会紊乱，不可育。(3)可将经植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等材料用人工薄膜包装后制成人工种子，这种杂种植株可通过制作人工种子的方法大量繁殖。‎ 课时达标　第44讲 ‎1．为培育出含β胡萝卜素的“黄金大米”，科研人员提出以下两套培育方案。请分析回答下列问题：‎ ‎(1)甲方案中，β胡萝卜素基因能在玉米和水稻体内出现相同表达结果的原因是__所有生物共用一套遗传密码(密码子)__。‎ 若研究人员已知β胡萝卜素基因序列，可采用__人工合成__的方法获得β胡萝卜素基因。②过程中可用__DNA分子杂交__技术检测水稻体细胞DNA上是否插入了β胡萝卜素基因。‎ ‎(2)乙方案中，在体细胞杂交前需要用__纤维素酶和果胶酶__除去细胞壁获得原生质体，诱导其融合的化学试剂常用__聚乙二醇__。通过⑤获得“黄金大米”幼苗需要经过__脱分化和再分化__两个过程得到完整植株，依据的原理是__(植物)细胞的全能性__。在培养过程中，除了在培养基中添加营养物质外，还需要添加__植物激素(或生长素和细胞分裂素)__。‎ ‎(3)与传统育种方法相比，甲、乙两套方案共同的优点是__克服远缘杂交不亲和的障碍__。‎ ‎2．如图是“白菜—甘蓝”(均为二倍体)杂种植株培育过程，及杂种植株在密闭玻璃温室中一昼夜CO2浓度变化曲线。请据图回答有关问题。‎ ‎(1)②过程常用的试剂是__PEG__，与其相比，动物细胞融合过程中特有的方法是用__灭活的病毒__来处理。‎ ‎(2)同白菜和甘蓝的有性杂交后代相比，上述方法得到的新植株__是__(填“是”或“否”)可育，这是因为__杂种细胞中有同源染色体，能产生正常的配子__。‎ ‎(3)据曲线分析，该植株开始积累有机物的时间在__b__(填字母)，积累有机物最多的时间在__c__(填字母)，表示光合作用和呼吸作用相等的点是__b、c__，a点时植物细胞产生ATP的结构有__细胞质基质、线粒体__，用于__各种生命活动__。该植株经过一昼夜后，__不能__(填“能”或“不能”)积累有机物。‎ ‎3．人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体，它能像天然种子一样萌发生长。人工种子的核心部分是胚状体，其培育过程如图所示。请回答下列有关问题。‎ ‎(1)制作人工种子依据的原理是__植物细胞的全能性__；制作过程的关键是确保无菌操作，其原因是__细菌等微生物代谢旺盛，在消耗营养物质的同时，产生大量有害产物，毒害组织细胞__。‎ ‎(2)②表示__脱分化__的过程，③表示再分化的过程，其实质是__基因的选择性表达__。培养基中生长素和细胞分裂素的浓度、__比例__、__使用顺序__影响②③过程的进行。‎ ‎(3)从保证人工种子正常的生命力以及生态系统的物质循环上来看，人造种皮应具有半透性(透水、透气性)和__易被微生物降解__的特点。‎ ‎(4)某二倍体植物的基因型为DdTt，利用花药离体培养的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工种子，这种种子萌发形成的个体称为__单倍体__，从生殖方式看属于__有性__生殖。‎ ‎4．珙桐(2n＝40)被称为植物活化石，为进一步保护珙桐，保护生物的多样性，2012年中科院国家重点实验室科研小组来到贵州梵净山珙桐保护基地采集了珙桐材料进行相关的 研究。回答下列问题：‎ ‎(1)为对珙桐进行扩大化培养，可取珙桐植株的分生组织进行植物组织培养，原因是__植物分生组织细胞含有的毒素很少，甚至无毒(细胞分化程度低，容易诱导形成愈伤组织)__。‎ ‎(2)为研究染色体数目与珙桐性状之间的关系，可以采用下列两种方式：‎ ‎①取珙桐幼苗的叶肉细胞，用__纤维素酶和果胶__酶去掉细胞壁，获得原生质体，让原生质体融合，形成四倍体的融合细胞。融合细胞经过__脱分化__形成__愈伤组织__，再经过再分化获得四倍体的珙桐幼苗。‎ ‎②将萌发的珙桐幼苗用秋水仙素处理，即可得到四倍体的珙桐幼苗，其中秋水仙素的作用是__抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，使体细胞染色体数目加倍__。‎ ‎(3)为增强珙桐抗虫特性，科学家需要将苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因导入珙桐中，使珙桐的抗虫性增强。‎ ‎①用__限制__酶从苏云金芽孢杆菌中获得目的基因。‎ ‎②用农杆菌感染植物细胞，农杆菌内的__Ti质粒上的TDNA__‎ 可将目的基因转移并整合到珙桐细胞内的染色体DNA上。‎ ‎③将受体细胞进行植物组织培养获得抗虫幼苗，其原理是__植物细胞具有全能性__。‎ ‎④目的基因的检测有分子水平的检测和个体水平的检测，通常采用__DNA分子杂交__技术检测目的基因是否导入受体细胞。‎ ‎(4)目的基因一般只导入受体细胞同源染色体的一条上，可将含有目的基因的植株看成杂合子(Aa)。研究发现，珙桐植株的另一对同源染色体上，显性基因B会抑制抗虫基因A的表达，使得珙桐不具有抗虫性状。若用没有抗虫性状的植株(AaBb)自交，后代中性状分离比为！！！　不抗虫∶抗虫＝13∶3　###。‎ 解析　(1)为对珙桐进行扩大化培养，可取珙桐植株的分生组织进行植物组织培养，原因是植物分生组织细胞含有的毒素很少，甚至无毒。(2)①取珙桐幼苗的叶肉细胞，用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁获得原生质体。融合细胞经过脱分化形成愈伤纽织，再经过再分化获得四倍体的珙桐幼苗。②秋水仙素在诱导染色体加倍过程中的作用是抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成。(3)①用限制酶从苏云金芽孢杆菌中获取目的基因。②用农杆菌感染植物细胞，农杆菌内的Ti质粒上的TDNA可将目的基因转移并整合到珙桐细胞内的染色体DNA上。③将受体细胞进行植物组织培养获得抗虫幼苗，其原理是植物细胞具有全能性。④通常采用DNA分子杂交法检测目的基因是否导入受体细胞。(4)据题意分析，AaBb基因型的植株自交，后代中性状分离比为抗虫性状(3/16A_bb)∶不抗虫性状(1/16aabb、3/16aaB_、9/16A_B_)＝3∶13。‎ ‎5．下面为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图，据图回答下列问题。‎ ‎(1)图中向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后，所获得的免疫抗血清实际上是含有__Ab_1、Ab_2、Ab_3、Ab_4__(填写抗体的名称)的混合物，这种方法制备的多克隆抗体不仅产量低，而且纯度低。与多克隆抗体相比，单克隆抗体突出的优点在于它的__特异性强、灵敏度高__，并能大量制备。‎ ‎(2)图中选用B细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，说明细胞膜具有__流动性__；如果仅考虑细胞的两两融合，其融合细胞有__3__种类型。‎ ‎(3)图中两次筛选的目的不同，其中筛选①的目的是筛选出__杂交瘤细胞__，筛选②的目的是筛选出__能产生所需抗体的杂交瘤细胞__。筛选时所用的培养基是特定的__选择__培养基。‎ ‎(4)科学工作者正在研究的用于治疗癌症的“生物导弹”是__在单克隆抗体上连接抗癌药物__。用“生物导弹”治疗癌症的方法优于化疗的原因是__不损伤正常细胞，且用药剂量少，毒副作用小__。‎ ‎(5)由图中可看出，单克隆抗体的制备过程中，运用了动物细胞工程中的__动物细胞融合__和__动物细胞培养__两大技术。‎ ‎6．自然界中有一种含有叶绿体的原生动物——眼虫，这说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活。某同学提出问题，“动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？”他尝试设计出下列具体的实验方案。‎ 结合实验方案回答下列问题：‎ 实验原理：根据眼虫的特点，动物细胞和植物细胞之间在理论 上是可以实现杂交的。实验步骤如下：‎ ‎(1)①中选的植物材料细胞中，必须有的细胞器是__叶绿体__。‎ ‎(2)③过程所用的酶是__纤维素酶和果胶酶__。‎ ‎(3)④过程除了用电激之外，还可以用__灭活的病毒__、__聚乙二醇__等作为诱导因素。‎ ‎(4)⑤过程动物细胞体外培养需要满足的条件是__无菌、无毒的环境__、__合适的营养__、__适宜的温度、pH__、__气体环境__。‎ ‎(5)在整个实验过程中，要强调所用器械的灭菌和无菌操作，原因是各种杂菌可以在培养基上迅速生长，培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和__培养物__争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量__对培养物有害的物质__，导致培养物迅速死亡。‎ ‎(6)在⑤⑥过程中，通常要添加血清，原因是__人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此，在使用合成培养基时通常要加入血清、血浆等一些天然成分__。‎ 解析　(1)根据题意可知，所选植物材料中必须含有叶绿体。(2)图中③是去除植物细胞细胞壁的过程，应选用的酶是纤维素酶和果胶酶。(3)诱导细胞融合的因素除了电激外，还有振动、离心、聚乙二醇、灭活的病毒等。(4)图中⑤是动物胚胎细胞培养，此过程需要满足以下条件：无菌、无毒的环境，合适的营养，适宜的温度和pH以及气体环境。(5)整个实验过程中都是严格无菌的，否则各种杂菌会在培养基中生长，与所培养的细胞争夺营养，同时杂菌代谢也可能会产生对培养物有毒的物质，导致培养物死亡。(6)动物细胞培养过程中需要加入血清或血浆，因为动物细胞生长过程中需要一些未知成分的营养物质，而血清、血浆中含有。‎