2021高考生物一轮复习第11单元现代生物科技专题第34讲细胞工程课件

2021高考生物一轮复习第11单元现代生物科技专题第34讲细胞工程课件

第34讲　细胞工程 考点一　植物的组织培养与植物体细胞杂交 1.细胞工程的概念 2.细胞全能性 项目 内容 定义 具有某种生物 　 全部遗传信息      的任何一个细胞,都具有 　 发育成完整生物体      的潜能 物质基础 细胞内含有本物种全部的 　 遗传信息      表达条件 具有完整的细胞结构,处于 　 离体      状态,提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件 规律 一般分化程度越高,全能性越低 3.植物组织培养 (1)原理:植物细胞具有 　 全能性      。 (2)过程 (3)要点: ①植物组织培养的条件:离体,一定营养物质,激素等。 ②愈伤组织形成后,需转移到 　 分化      培养基上培养形成幼苗。 ③切取胡萝卜块时强调切取有形成层部分,原因是这部分容易诱导形成愈伤 组织;也就是选择离体植物器官、组织或细胞时,应选分化程度 　 低      、全能 性 　 高      的部分。 ④植物组织培养中不同培养阶段培养基含有的激素不同,因为培养的目的不 同(生根或生芽)。 ⑤不同细胞的全能性不同,具体表现为:受精卵>生殖细胞>体细胞,离体细胞 的全能性表达与分化程度呈负相关,但生殖细胞特殊。 ⑥脱分化过程为 　 避光      培养;再分化需要光照。 ⑦培养基的有机碳源一般是 　 蔗糖      ,其作用是 　 提供能源、调节渗透压      。 4.植物体细胞杂交 项目 内容 概念 将 　 不同种      的植物体细胞,在一定条件下融合成 　 杂种细胞      ,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术 原理 细胞膜的 　 流动性      和植物细胞的 　 全能性      流程 意义 　 克服远缘杂交不亲和的障碍,培育作物新品种      注意:①植物体细胞杂交的终点是培育出杂种植株,而不是形成杂种细胞; ②原生质体是除去细胞壁的植物细胞,原生质层为植物细胞的细胞膜、液泡 膜以及两层膜之间的细胞质。 5.实际应用 (1)植物繁 殖新途径 (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:即利用 　 植物组织培养      技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。   1. 植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。   ( ✕ ) 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. 经植物组织培养得到的胚状体用人工薄膜包装后可得到人工种子。   ( √ ) 5. 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。   ( ✕ ) 6. 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。       ( ✕ ) 7. 再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。   ( √ ) 8. 培养草莓脱毒苗所采用的主要技术是细胞杂交。   ( ✕ ) 9. 植物体细胞杂交过程要用到植物组织培养。   ( √ ) 10. 植物组织培养中,培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。   ( √ )   　　下图是植物体细胞杂交过程示意图,如果A、B植物均为二倍体,据图分 析回答下列问题: (1)① 过程用到的方法是 　　　     , 去除细胞壁的原因是 　　　　　　　　     　　     ,② 过程依据的原理是 　　　　　　　　     。植物体细胞融合成功的 标志是 　　　　　　　     , 其产生与细胞内 　　　　     ( 细胞器 ) 有关。 (2)③和④过程分别是 　　　　　　　     的过程。该杂种植物有 　　　     个 染色体组。该杂种植株理论上 　　　     (填“可育”或“不可育”)。③过 程培养基用到的有机碳源一般为 　　　     。 (3)②③步骤之间还要进行杂种细胞的筛选,原因是 　　　　　　　　　　     。 (4)杂种植株一定能表现出双亲的遗传特性吗?为什么?           。 (5)③ 过程 　　　     ( 填“需要”或“不需要” ) 光 , 原因是植物细胞利用的是 培养基中有机营养 ;④ 过程 　　　     ( 填“需要”或“不需要” ) 光 , 原因是      　　　　　　　　　　　　　　　     ,③④ 过程培养基含有的激素 　　　     ( 填“相同”或“不同” ) 。 答案 　(1)酶解法　细胞壁会影响细胞融合　细胞膜具有流动性　形成新的 细胞壁　高尔基体　(2)脱分化和再分化　四　可育　蔗糖　(3)融合过程可 能有同种细胞融合或不融合的情况　(4)不一定。因为基因的表达不是孤立 的,是相互调控相互影响的　(5)不需要　需要　有利于叶绿素的形成及进行 光合作用　不同 1.植物激素对植物组织培养的影响 (1)按照不同的顺序使用这两类激素,会得到不同的实验结果。 使用顺序 实验结果 先使用生长素,后使用细胞分裂素 有利于细胞分裂,但细胞不分化 先使用细胞分裂素,后使用生长素 细胞既分裂也分化 同时使用 分化频率提高 简记为:先“生”分裂不分化,后“生”分裂又分化,同“使”分化频率高 生长素/细胞分裂素 植物细胞的发育方向 高 有利于根的分化、抑制芽的形成 低 有利于芽的分化、抑制根的形成 适中 促进愈伤组织的生长 简记为:“高”根,“低”芽,“中”愈伤 (2)当同时使用这两类激素时,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。 2.植物体细胞杂交与植物有性杂交中遗传物质的变化 若一植物细胞(甲)含有2 x 条染色体,2个染色体组,基因型为Aabb,另一植物细 胞(乙)含有2 y 条染色体,2个染色体组,基因型为ccDd。 (1)植物体细胞杂交 ①染色体组数=两种植物体细胞内染色体组数之和。 ②植物体细胞杂交形成的杂种植株,有几个染色体组就称为几倍体。 ③甲、乙经体细胞杂交形成的新植株为异源四倍体,其体细胞中染色体为(2 x +2 y )条,4个染色体组,基因型为AabbccDd。由此得出:两个细胞融合成一个细 胞,染色体数、基因型和染色体组都采用直接相加的方法。 (2) 植物有性杂交 有性杂交的子代细胞中 , 染色体数为 x+y 、基因型为 AbcD 或 abcD 或 Abcd 或 abcd, 即先减半再相加。 考向一　考查植物组织培养 1. 蓝莓中富含的花青素能有效地改善视力,下面为科学家利用植物组织培养 的方法,大量培养蓝莓具体流程的文字图解。请回答下列问题: 蓝莓组织   愈伤组织   长出丛芽   生根   移栽成活 (1)用于离体培养的蓝莓组织叫做 　　　　　     ,该技术的原理是 　　　　     　　　　　　     。 (2) 配制 MS 培养基时 , 应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机 物等营养物质 , 蔗糖除作为碳源外 , 还具有 　　　　　　　　　　     的功能。 常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基,这三种培养基的 主要差异是       。 (3) 图中蓝莓组织要经过消毒处理后才能进行培养。其①过程中 , 细胞的分化 程度会 　　　　     ( 填“升高”“降低”或“不变” ) 。 (4) 愈伤组织经过②③过程重新分化成根或丛芽的过程叫 　　　　　     。 答案 　(1)外植体　植物细胞具有全能性 (2)提供能量和维持渗透压　生长素和细胞分裂素的用量及比例不同　(3)降 低　(4)再分化 题后悟道·拓展 (1)植物组织培养中生长素和细胞分裂素的比值与效果 (2)植物组织培养中光照的使用 脱分化阶段不需要给予光照,再分化阶段需要给予光照,以利于叶绿素的形成。 生长素/细胞分裂素的值 作用效果 高时 促进根分化、抑制芽形成 低时 促进芽分化、抑制根形成 适中时 促进愈伤组织形成 考向二　考查植物体细胞杂交 2. 利用相关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥—花椰菜植株,已知野生黑芥具有黑腐病的抗性基因,而花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病,技术人员用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力,再利 用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,流程如下: 据图回答下列问题: (1)该过程用到的工程技术有 　　　　　　　     和 　　　　　　     。 (2)过程①所需的酶是 　　　　　　　　     ,过程②PEG的作用是 　　　　     　　　　     ,经过②操作后,需筛选出融合的杂种细胞,显微镜下观察融合的 活细胞中有供体的 　　　     存在可作为初步筛选杂种细胞的标志。 (3) 原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压 , 其作 用是 　　　　　　　　　     。原生质体经过细胞壁再生 , 进而分裂和脱分化 形成 　　　　     。 (4) 若分析再生植株的染色体变异类型 , 应剪取再生植株和双亲植株的根尖 , 制成装片 , 然后在显微镜下观察比较染色体的 　　　　　     ; 对杂种植株进行 　　　　     接种实验 , 可筛选出具有高抗性的杂种植株。 答案　 (1)植物体细胞杂交　植物组织培养　(2)纤维素酶和果胶酶　促进原 生质体的融合　叶绿体　(3)保持原生质体完整性　愈伤组织　(4)形态和数 目　黑腐病菌 解析　 (1)从流程图可知,该过程用的工程技术有植物组织培养和植物体细胞 杂交技术。(2)因为植物细胞有细胞壁,因此需要纤维素酶和果胶酶,使植物 的细胞壁分离开,PEG的作用是诱导原生质体的融合。(3)原生质体培养液中 需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是保持原生质体的 完整性,经过脱分化后形成的是愈伤组织。(4)观察再生植株的染色体变异类 型,需要进行对比观察染色体的形态和数目有没有变化,对杂种植株进行黑腐 病菌接种,可筛选出具有高抗性的杂种植株。 题后悟道·拓展 植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法 (1)诱导产生的细胞(假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B) ①未融合的细胞:A和B。②两两融合的细胞:AA、BB和AB。③多细胞融合体。 (2)检测方法:对诱导产生的细胞进行植物组织培养,然后根据得到的植物性 状进行判断。 ①若得到的是一种植物的性状,说明是未融合细胞。②若得到的是具有两种 亲本性状的植物,说明是杂种植株。③若得到的是具有两种亲本性状的植物, 且一种植物的性状得到加强 , 则是多细胞融合体。④若得到的是一种植物的 性状 , 且效果得到加强 , 则是同种细胞融合的结果。 考点二　动物细胞培养和核移植技术 1.动物细胞培养——动物细胞工程的基础 (1)原理: 　 细胞增殖      。 (2)过程 (3)培养条件 ①无菌、无毒的环境:对 　 培养液      和所有培养用具进行无菌处理;添加 　 抗生素      ;定期更换培养液以清除 　 代谢产物      。 ②营养:除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素外,还需加入 　 血清、血浆      等一些天然成分。 ③温度和pH:适宜温度为 　 36.5 ± 0.5 ℃      (哺乳动物),pH为 　 7.2~7.4      。 ④气体环境   (4)应用:生物制品的生产、检测有毒物质、医学研究。 (5)要点 ①原代培养与传代培养的分界点:分瓶培养前为 　 原代培养      ,分瓶培养后 为 　 传代培养      ; ②培养液中加抗生素,作用是 　 防止培养过程被污染      ; ③培养至10~50代时,部分细胞的 　 核型      可能会变化,继续传代培养,部分细 胞获得 　 不死性      ,已经发生 　 突变      ,会朝着等同于 　 癌细胞      的方向发 展。目前保存的细胞多为 　 10      代以内,以保持细胞正常的 　 二倍体核型      。 2.动物体细胞核移植技术和克隆动物 (1)原理:动物体细胞核的全能性。 (2)类型:胚胎细胞核移植和体细胞核移植。 (3)过程 (4)应用 ①加速家畜 　 遗传改良      进程,促进优良畜群繁育。 ②保护 　 濒危物种      。 ③生产医用蛋白。 ④作为异种移植的供体。 ⑤用于组织器官的移植。 (5)存在问题: 　 成功率低      、克隆动物存在健康问题、动物食品的安全性 问题等。 3.植物组织培养和动物细胞培养的比较 项目 植物组织培养 动物细胞培养 原理 细胞全能性、细胞增殖 细胞增殖 取材 幼嫩的细胞、组织或器官 胚胎或出生不久的幼龄动物器官或组织 培养基成分 无机盐、蔗糖、维生素、植物激素、琼脂等 葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微 量元素、抗生素、动物血清、血浆等 结果 植株或大量细胞 只能获得大量细胞,不能得到生物个体 相同点 都需人工条件下的无菌操作;都需适宜的温度、pH等条件 1. 肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO 2 刺激细胞呼吸。   ( ✕ ) 2. 在25 ℃的实验条件下可顺利完成大鼠神经细胞的培养。   ( ✕ ) 3. 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。   ( √ ) 4. 用于核移植的供体细胞一般都选用 10 代以内的培养细胞。   ( √ ) 5. 动物细胞培养只能传至 50 代左右 , 所培育的细胞会衰老死亡。   ( ✕ ) 6. 将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞。   ( √ )   　　科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛,如果要加速 转基因奶牛的繁育,可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示),请结合图示回 答下列问题: (1)动物细胞培养时选用幼龄动物组织或胚胎进行培养,因为其 　　　　　     　　　　　　　　　　　　　     。 (2)用于核移植的供体细胞,一般都选用传代10代以内的细胞,原因是 　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     。 (3)培养过程中两次用到胰蛋白酶,作用分别是:第一次 　　　　　　　　     　　　　　　     ;第二次 　　　　　　　　　　　　　　　     。 (4)将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中,去除卵母细胞细胞核的目 的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     。 (5)将重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛后,该母牛就会生 出与供体奶牛遗传物质相同的犊牛 , 但也不是 100% 的复制 , 原因最可能是      　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     。 (6) 题述动物细胞工程中涉及的技术有 　　　　　　　　　　　　　　          。转基因奶牛的克隆成功 , 说明了动物 　　　　　　　     具有全能性。 答案 　(1)分化程度低,增殖能力强,更易于培养　(2)该种细胞代谢旺盛、分 裂能力强,且遗传物质没有发生改变　(3)使剪碎的组织分散成单个细胞　使 贴壁细胞从瓶壁上脱落下来　(4)使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部 来自供体细胞　(5)①生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制;②生 物的性状还受环境因素的影响　(6)核移植、细胞培养、胚胎移植技术　体 细胞的细胞核 1.动物细胞培养中两组概念的辨析 (1)细胞贴壁和接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞 贴壁。细胞进行有丝分裂,数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互接 触时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。 (2)原代培养与传代培养 ①原代培养: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。原 代培养的细胞核型正常。 ②传代培养 : 原代培养的细胞生长、增殖一定时间后 , 由于空间不足或细胞密 度过大导致营养枯竭 , 影响细胞的生长 , 因此需要重新用胰蛋白酶等处理 , 进 行分瓶扩大培养,即传代培养。一般情况下,细胞传至10~50代后,出现核型异 常,细胞增殖会明显减缓,甚至完全死亡。 2.核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同 (1)克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核,但其核外线粒体中的DNA是来 自受体卵细胞。 (2)性状是基因与环境共同作用的结果。供核动物生活的环境与克隆动物所 生活的环境不会完全相同,其性状也不可能和供核动物完全相同。 (3)在个体发育过程中有可能发生基因突变,产生供核动物没有的性状。 考向一　考查动物细胞培养的特点及应用 1. 某研究小组对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞 培养。下列有关说法正确的是   (　 C 　) A.在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时,也可用胃蛋白酶处理 B.细胞培养应在含5%CO 2 和95%O 2 的混合气体的恒温培养箱中进行 C.为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素 D.在相同适宜条件下培养等量的甲、乙细胞,一段时间后,乙细胞数量比甲多 答案    C　 动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,而在这样的环境中胃蛋白酶会 变性失活,因此在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时,不可用胃蛋白酶处 理,应用胰蛋白酶处理,A错误;细胞培养应在含5%CO 2 和95%空气的混合气体 的恒温培养箱中进行,B错误;为了防止培养过程中杂菌的污染,可向培养液中 加入适量的抗生素,C正确;甲(肿瘤细胞)失去接触抑制,而乙(正常肝细胞)具 有接触抑制,因此一段时间后,甲细胞数量比乙多,D错误。 2. 美国科学家已经在实验室中成功培育出膀胱,并顺利移植到7名患者体内。 这种技术为那些急需器官移植的患者带来福音。回答下列问题: (1)科学家从患者的膀胱上取下一小块活细胞样本,将其中的肌肉细胞和膀胱 上皮细胞分别置于不同的培养皿中培养。在培养之前,需用 　　　　     处理 以分散细胞,细胞在培养皿中的培养过程属于 　　　     代培养。与植物组织 培养的培养基相比,其培养基的主要不同点是含有 　　　　     。 (2)约一周后将培养皿中培养的细胞放在由胶原质制成的“支架”上继续培养,再过7周左右,原先的数万个细胞已经繁殖到15亿个左右,布满“支架”,膀胱上皮在内,肌肉在外,形成“新膀胱”。细胞数目大量增加,其增殖方式是 　　　     ; 由这些细胞再形成肌肉和膀胱上皮的过程中要经过 　　　        。 (3)医生将“新膀胱”移植到患者膀胱的上面,这样新器官会继续生长并与老 器官“重组”取代老器官中丧失功能的部分。新器官与老器官的“重组” 　　　     (填“是”或“不是”)基因重组;“新膀胱”移植后, 　　　     (填 “会”或“不会”)引起免疫排斥反应。 (4)除上述方法外,还可将患者的体细胞核移入去核的 　　　　     中,利用体 细胞 　　　     技术,形成相应组织、器官,用于疾病的治疗。 答案 　(1)胰蛋白酶　原　动物血清　(2)有丝分裂　细胞分化　(3)不是　不 会　(4)卵母细胞　核移植 考向二　考查动物细胞核移植 3. 下列对动物核移植技术的描述,不正确的是   (　 D 　) A.动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞的 B.体细胞核移植的过程中可通过显微操作去核法去除卵母细胞中的核 C.细胞核移植的供体细胞一般选用传代10代以内的细胞 D.通过体细胞核移植方法生产的克隆动物是对供体100%的复制 答案    D　 早期胚胎细胞作细胞核的供体细胞时妊娠成功率最高,体细胞核 移植的难度高于胚胎细胞核移植的;在核移植前一般要先用显微操作法去除 卵母细胞的细胞核,获得卵母细胞的细胞质;核移植时作供核一方的一般是传 代10代以内的细胞,原因是此种细胞能保持正常的二倍体核型,遗传物质不发 生改变;通过细胞核移植方法获得的重组细胞,细胞核遗传物质来自供体核, 细胞质遗传物质来自受体的细胞质,所以用核移植的方法得到的动物不是对 供体动物100%的复制。 4. 我国科学家突破了体细胞克隆猴的世界难题,成功培育出世界上首个体细 胞克隆猴——“中中”和“华华”。这标志着我国将率先开启以猕猴作为 实验动物模型的时代。下图为克隆猴的流程示意图。请回答下列问题: (1)我国克隆猴利用的是猴胎儿成纤维细胞,该细胞是一已分化的体细胞,从 理论上分析,它具有细胞的全能性,这是因为 　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　　　     。 (2)克隆猴时需要进行“去核”操作,即去掉卵母细胞的细胞核。先在体外培 养卵母细胞让其分裂,一般选择 　　　　　　　　　　　　　　　　　     的 细胞进行去核操作;然后进行“核移植”,即将体细胞的细胞核移到去核卵母 细胞中形成重组细胞,此时采用的技术是 　　　　　　　     ;得到的重组细胞 再进行人工激活使其分裂形成胚胎。 (3)科学家将79枚克隆胚胎移植入21只代孕母猴中,最终只有两只母猴正常怀 孕产下“中中”和“华华”,他俩的性别是否一致? 　　　     ;原因是 　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     。 (4)克隆动物有很多优点:①可以加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育; ② 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　　     。 (5)灵长类生物克隆成功是克隆技术的重大突破,在该技术应用方面,应注意 哪些潜在的风险? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　　     。 答案 　(1)成纤维细胞的细胞核中含有猴的全部核基因　(2)减数第二次分裂 中期(或MⅡ中期)　显微注射技术　(3)是　“中中”“华华”的细胞核中 遗传物质一样,是经过有丝分裂形成的　(4)可以增加濒危物种的存活数量 (或可以建立实验动物模型研究人类疾病)　(5)避免进一步扩大到对灵长类 或者人的体细胞克隆,引发伦理问题 题后悟道·归纳 (1)核移植时应选MⅡ中期卵母细胞的原因 ①此类细胞体积大,易于操作;②卵黄多,营养物质丰富;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)克隆动物的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2个亲本。 (3)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。 考点三　动物细胞融合和单克隆抗体 1.动物细胞融合 项目 内容 概念 两个或多个动物细胞结合形成 　 一      个细胞的过程,也称细胞杂交 原理 　 细胞膜的流动性      诱导方法 需要用聚乙二醇(PEG)、 　 灭活的病毒      或电激等诱导因素 结果 形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为 　 杂交细胞      意义 突破了 　 有性杂交方法      的局限,使 　 远缘杂交      成为可能。成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段,为制备 　 单克隆抗体      开辟了新途径 2.单克隆抗体制备 (1)基本内容 项目 内容 原理 浆细胞与骨髓瘤细胞融合得到 　 杂交瘤      细胞,既能无限增殖,又能产生特异性抗体;细胞膜的流动性,细胞增殖 过程   优点 　 特异性强、灵敏度高、可大量制备      应用 用于治疗疾病和 　 运载药物      (2)单克隆抗体制备过程中两次筛选的方法及目的 项目 第一次筛选 第二次筛选 筛选原因 诱导融合后得到多种杂交细胞,另外还有未融合的细胞 由于小鼠还受到其他抗原的刺激,所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞 筛选方法 用特定的 　 选择培养基      筛选:未融合细胞和同种细胞融合的细胞都会死亡,只有 　 杂交瘤细胞      才能生长 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 筛选目的 得到杂交瘤细胞 得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 3.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较   植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞膜的流动性 植物细胞的全能性 细胞膜的流动性 相关酶 　 纤维素酶和果胶酶      　 胰蛋白酶或胶原蛋白酶      融合方法 物理法:离心、电激、振动; 化学法:聚乙二醇等试剂诱导 除物理法和化学法外,还可以用 　 灭活的病毒      诱导 结果 杂种植株 杂交细胞 意义 　 克服了远缘杂交的不亲和性,获得杂种植株      突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能 1. 植物原生质体融合与动物细胞融合原理是相同的。   ( √ ) 2. 体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。   ( ✕ ) 3. 小鼠骨髓瘤细胞染色体数为 40,B 淋巴细胞染色体数为 46, 融合后的杂交瘤 细胞 DNA 分子数为 86 。   ( ✕ ) 4. 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。     ( ✕ ) 5. B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型 ( 若仅考虑两两融 合的情况 ) 。   ( √ )   　　如图表示单克隆抗体的制备过程,据图回答下列问题: (1)制备单克隆抗体的步骤: a.将 　　　     注入小鼠体内,从小鼠脾脏中获得B淋巴细胞,若要生产预防 SARS的疫苗,则应用 　　　　　     感染小鼠。 b.通过图中②过程获得的细胞为 　　　　　     ,它除了具有无限增殖的特点 外,还有哪些特征? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　         。 c.将诱导融合后的细胞,放在 　　　     培养基的多孔培养板上培养、筛选,筛 选得到的细胞中的染色体数正好是小鼠体细胞中的二倍吗? 　　　     ,原因 是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     。 (2)单克隆抗体与一般的血清抗体相比,优点是 　　　　　　　　　     ;将该 抗体制成生物导弹,则生物导弹的组成是 　　　　　　　　　　　     ;为了便 于了解生物导弹的作用部位,常要对生物导弹中的成分进行 　　　　　     。 (3)单克隆抗体的制备过程中需要两次筛选,请写出图中的编号和筛选目的。 第一次筛选:[　] 　　　　　　　　　　　　　　　　     ; 第二次筛选:[　] 　　　　　　　　　　　　　　　　     。 答案 　(1)a.抗原　SARS病毒　b.骨髓瘤细胞　形态结构发生显著变化、细 胞膜上糖蛋白等物质减少　c.选择　是　B淋巴细胞和骨髓瘤细胞都来自同 一种小鼠　(2)灵敏度高、特异性强(纯度高)　单克隆抗体+药物　同位素标 记　(3)④　筛选出杂交瘤细胞　⑥　筛选出能产生特定抗体并能大量增殖 的细胞群   考向一　考查动物细胞融合 1. 下图表示细胞工程的流程图(a、b表示过程),请据图回答下列问题:   (1)若图示为动物细胞融合的过程,则a特有的诱导剂是 　　　　　　     。以 动物细胞融合为基础发展起来的杂交瘤技术为制造单克隆抗体开辟了新途 径,通过把能产生抗体的 　　　     细胞与能在体外大量增殖的 　　　     细胞 进行融合,得到既能迅速、大量繁殖,又能产生专一抗体的杂交瘤细胞。 (2) 若图示为植物体细胞杂交过程 , 则在甲、乙融合之前 , 需要用 　　　　     　　　     ( 填酶 ) 制备 　　　　　     。这项工程的意义是      。 (3)由甲、乙融合得到丙细胞的基本原理是       。 答案 　(1)灭活的病毒　B淋巴(浆)　骨髓瘤　(2)纤维素酶和果胶酶 原生质 体 克服远缘杂交不亲和的障碍,扩大亲本组合的范围　(3)质膜的流动性 考向二　考查单克隆抗体 2. 类风湿性关节炎(RA)是一种自身免疫病,致残性强。研究表明,该病的病理 与肿瘤坏死因子-α(TNF-α)密切相关,而一种人鼠嵌合的抗TNF-α单克隆抗体 能有效治疗RA。如图为该单克隆抗体制备过程示意图。 (1)单克隆抗体的制备涉及细胞工程中的 　　　　　　　     、 　　　　　     技术。 (2)图中的抗原A是 　　　　　　　     ,HAT培养基的作用是 　　　　　　        。将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞具有的特点是 　　　     　　　　　　　　　　　　　　　     。 (3)医疗上,把单克隆抗体与化学药物或细胞毒素相结合制成“ 　　　　         ”,借助抗体的定向作用将药物带到病变细胞并将其杀死。 (4)克隆动物是指用 　　　　　     方法得到的动物。 (5)单克隆抗体的特点是 　　　　　　     、 　　　　　　     、 　　　　　        。 答案 　(1)动物细胞融合(或杂交瘤)　动物细胞培养　(2)肿瘤坏死因子-α(或 TNF-α)　筛选出杂交瘤细胞　既能大量增殖,又能产生特异性抗体　(3)生物 导弹　(4)(动物体细胞)核移植　(5)特异性强　灵敏度高　并能大量制备 素养引领·情境命题 1. 【不定项选择题】(2019江苏,23,3分)如图为杂交瘤细胞制备示意图。骨髓 瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT - ),在HAT筛选培养液中不 能正常合成DNA,无法生长。下列叙述正确 的是   (　 ACD 　) A.可用灭活的仙台病毒诱导细胞融合 B.两两融合的细胞都能在HAT培养液中生长 C.杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产 D.细胞膜的流动性是细胞融合的基础 答案    ACD 　灭活的仙台病毒具有诱导细胞融合的作用,A正确;两两融合的 细胞包括免疫B细胞—免疫B细胞、骨髓瘤细胞—骨髓瘤细胞、免疫B细胞 —骨髓瘤细胞三种,只有免疫B细胞与骨髓瘤细胞的融合细胞能在HAT培养 液中生长,B错误;与骨髓瘤细胞结合的免疫B细胞的种类不同,形成的杂交瘤 细胞产生的单克隆抗体不同,因此需要进一步筛选才能用于生产,C正确;细胞 融合的基础是细胞膜具有一定的流动性,D正确。 2. 下列有关细胞工程的叙述,正确的是   (　 D 　) A.PEG是促细胞融合剂,可直接诱导植物细胞融合 B.用原生质体制备人工种子,要防止细胞破裂 C.骨髓瘤细胞经免疫处理,可直接获得单克隆抗体 D.核移植克隆的动物,其线粒体DNA来自供卵母体 答案    D     植物细胞融合前需先用酶解法去掉细胞壁,形成原生质体,再用 PEG促进原生质体融合,A错误;人工种子是以植物组织培养得到的胚状体、 不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子,不用原生质体 为材料,B错误;骨髓瘤细胞需与经免疫过的B淋巴细胞融合,再经筛选培养才 能获得单克隆抗体,C错误;动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核取出,移 入已经去掉细胞核的卵母细胞中,核移植克隆动物的线粒体DNA来自供卵母 体,D正确。 3. (2019课标全国Ⅲ,38,15分)培养胡萝卜根组织可获得试管苗,获得试管苗的 过程如图所示。   回答下列问题。 (1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以 培养成完整的植株,这是因为植物细胞具有 　　　　　　　　　　　　         。 (2) 步骤③切取的组织块中要带有形成层 , 原因是 　　　　　　　　　　　     。 (3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基,其原因是 　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　          。 在新的培养基上愈伤组织通过细胞的 　　　     过程,最终可形成试管苗。 (4)步骤⑥要进行照光培养,其作用是 　　　　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　     。 (5)经组织培养得到的植株,一般可保持原品种的 　　　　     ,这种繁殖方式 属于 　　　     繁殖。 答案 　(1)全能性(或答:形成完整植株所需的全部基因) (2)形成层容易诱导形成愈伤组织 (3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞 分裂素的比例不同　分化(或答:再分化) (4)诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用 (5)遗传特性　无性 解析 　本题借助胡萝卜根组织块的组织培养的相关知识,考查考生理论联系 实际,综合运用所学知识解决生物学问题的能力;试题通过对组织培养流程的 分析,考查了科学思维素养。 (1)植物细胞具有全能性,利用已分化的植物细胞通过植物组织培养可以培养 成完整植株。(2)形成层细胞分化程度低,全能性较高,更容易诱导形成愈伤 组织,进而获得完整植株。(3)愈伤组织的形成和试管苗的分化需要不同的生 长素与细胞分裂素比例,因此诱导愈伤组织的形成阶段到分化阶段需要不同 的培养基。愈伤组织通过再分化过程,最终可形成试管苗。(4)叶绿素的形成 需要光,试管苗的发育也需要光,因此试管苗的诱导阶段需要光照。(5)通过 植物组织培养获得植株,属于无性繁殖的一种,可以保持原品种的遗传特性。 4. (2019课标全国Ⅱ,38,15分)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得 到了广泛的应用。回答下列问题。 (1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比,这种 微型繁殖技术的特点有 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     (答 出2点即可)。 (2)通过组织培养技术,可把植物组织细胞培养成胚状体,再通过人工种皮(人 工薄膜)包装得到人工种子(如图所示),这种人工种子在适宜条件下可萌发生 长。人工种皮具备透气性的作用是 　　　　　　　　　　　　     。人工胚 乳能够为胚状体生长提供所需的物质,因此应含有植物激素、 　　　　　     和 　　　     等几类物质。   (3)用脱毒苗进行繁殖,可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗,可以选取 植物的 　　　     进行组织培养。 (4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目 的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是      (用流程图表示)。 答案 　(1)能保持植物原有的遗传特性,繁殖速度快　(2)有利于胚状体进行呼 吸作用　矿质元素　糖　(3)茎尖　(4)含目的基因的细胞   愈伤组织   小植株 解析 　本题借助植物细胞工程实际应用的相关知识,考查综合运用能力。试 题通过对比获得植物新个体的不同途径,体现了对科学探究素养中的结果分 析要素的考查。 (1)植物微型繁殖可以保持优良品种的遗传特性,还可以高效、快速、大量繁 殖。(2)人工种皮具备透气性,可以保证胚状体进行有氧呼吸时对氧的需求; 人工胚乳应该含有植物激素、矿质元素和糖等物质,保证胚状体的正常生 长。(3)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少,可以切取茎尖进行组织培养,获 得脱毒苗。(4)获得转基因植株,首先要通过细胞的脱分化过程,培养出愈伤 组织,对愈伤组织继续培养,诱导分化形成小植株。 5. 【不定项选择题】如图所示为培育农作物新品种的一种方式。下列说法 不正确的是   (　 ABD 　)   A.②③过程分别称为细胞分裂和细胞分化 B.该育种与传统杂交育种相比,最大的优点是繁殖速度快 C.该育种过程说明已分化细胞中不表达的基因仍具有表达的潜能 D.该育种方式涉及转基因技术、胚胎移植技术 答案    ABD 　图中①表示基因工程技术,②③表示植物组织培养技术,其中 ②表示脱分化,③表示再分化,④表示在胚状体外面加人工胚乳和人工种皮制 备人工种子的过程,A错误;该育种方法为基因工程育种,其最大的优点是目的 性强,B错误;该技术依据的主要原理是植物细胞的全能性,已分化的细胞仍然 能发育成完整的个体,说明其中一部分不表达的基因又开始表达,C正确;该育 种过程不涉及胚胎移植技术,D错误。 6. 科学家培育转乳糖分解酶基因奶牛的过程如图所示。请回答下列问题:   (1)图中细胞培养的培养液成分与植物组织培养基成分最主要的区别在于前 者含有 　　　     。在进行细胞原代培养时会出现 　　　　　　     和细胞接 触抑制现象。为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量 的 　　　　　　　     。 (2)图中将乳糖分解酶基因导入胚胎成纤维细胞中,最常用的方法是 　　　     　　　     。 (3)图中的核移植操作需要将进行细胞培养获得的供体细胞的细胞核注入去 核的卵母细胞中,去掉卵母细胞细胞核的目的是 　　　　　　　　　　　     　　　　　　　     ,而所用的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞,原因 是 　　　　　　　　　　　　　　　     。 (4)重组细胞2在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛体内会生出与图 中的黑白花奶牛性状并不完全相同的犊牛,原因可能有      (至少答出两点)。 (5)转乳糖分解酶基因奶牛的培育成功,说明了动物的 　　　　　　　     具有 全能性。 答案 　(1)血清　细胞贴壁生长　抗生素　(2)显微注射法　(3)保证克隆动物 的遗传物质几乎全部来自供体细胞的细胞核　传代10代以内的细胞能保持 正常的二倍体核型　(4)生物的性状受细胞核和细胞质中的遗传物质共同控 制、生物的性状还受环境因素的影响、胚胎成纤维细胞的遗传物质有近一 半来自配种的公牛等　(5)细胞核 解析 　本题通过动物细胞培养等的原理与技术的分析,考查考生的科学思维 素养。(1)在动物细胞培养的合成培养基中,通常需加入动物的血清等天然成 分,为动物细胞提供多种可促进细胞生长和增殖的物质。在进行细胞原代培 养时会出现细胞贴壁生长和细胞接触抑制现象。向培养液中加入适量的抗 生素,可以防止细胞培养过程中细菌的污染。(2)将目的基因导入动物细胞常 用显微注射法。(3)核移植过程中,去掉卵母细胞细胞核的目的是保证克隆动 物的核遗传物质几乎全部来自供体细胞的细胞核。原代培养10代以内的细 胞能保持正常的二倍体核型,因此所用的供体细胞一般都选用原代培养10代 以内的细胞。(4)生物的性状由遗传物质控制,并受环境影响,生物的遗传物 质主要存在于细胞核中,少数存在于细胞质中,胚胎成纤维细胞的遗传物质有 近一半来自配种的公牛等,因此重组细胞2在培养液中培养成的重组胚胎移 入受体母牛体内会生出与图中的黑白花奶牛性状并不完全相同的犊牛。(5) 将供体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,形成重组细胞2。重组细胞2培 养成重组胚胎并最终发育成个体,说明动物的细胞核具有全能性。