【生物】2018届人教版一轮复习专题10-2克隆技术学案

【生物】2018届人教版一轮复习专题10-2克隆技术学案

‎1.植物的组织培养(Ⅱ)。‎ ‎2.动物的细胞培养与体细胞克隆(Ⅰ)。‎ ‎3.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。‎ ‎ ‎ 一、植物细胞工程 ‎1．细胞工程 ‎(1)操作水平：细胞水平或细胞器水平。‎ ‎(2)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物。‎ ‎2．植物细胞的全能性 ‎(1)概念：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。‎ ‎(2)原理：细胞内含有本物种的全部遗传信息。‎ ‎(3)全能性表达条件：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。‎ ‎3．植物组织培养技术 ‎(1)原理：植物细胞具有全能性。‎ ‎(2)过程：‎ ‎4．植物体细胞杂交技术 ‎(1)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。‎ ‎(2)操作流程 ‎(3)流程分析 ‎①过程a为去除细胞壁获得具有活力的原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。‎ ‎②过程b是原生质体的融合，其原理是细胞膜具有一定的流动性。‎ ‎③诱导b融合的两种方法：物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。‎ ‎④过程c是原生质体融合后再生出细胞壁。‎ ‎⑤过程d是植物组织培养技术，其原理是细胞的全能性。‎ ‎(4)意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。‎ ‎5．植物细胞工程的应用 ‎(1)微型繁殖：优点是能够保持亲本的优良性状。‎ ‎(2)作物脱毒：利用茎尖、根尖等无毒组织进行微型繁殖。‎ ‎(3)培育人工种子：可以解决某些植物结实率低、繁殖困难的问题。‎ ‎(4)作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用。‎ ‎(5)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。‎ 二、动物细胞培养与体细胞克隆 ‎1．动物细胞培养 ‎(1)动物细胞的培养过程 ‎(2)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：除正常的有机和无机营养外，需加入血清、血浆等一些天然成分。‎ ‎③适宜的温度和pH：温度为36.5±0.5_℃(哺乳动物)，pH为7.2～7.4。‎ ‎④气体环境：含95%空气加5%CO2的混合气体，其中后者的作用是维持培养液的pH。‎ ‎(3)应用：生物制品的生产、检测有毒物质、医学研究。‎ ‎2．动物体细胞核移植技术和克隆动物 ‎(1)动物体细胞核移植技术的过程 ‎(2)原理：动物体细胞核具有全能性。‎ ‎(3)结果：产生新个体。‎ ‎(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。‎ 三、动物细胞融合与单克隆抗体的制备 ‎1．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。‎ ‎2．单克隆抗体 ‎(1)制备过程 ‎(2)优点：特异性强、灵敏度高，可大量制备。‎ ‎(3)用途：作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物。‎ 高频考点一　植物组织培养过程分析 例1．人参是一种名贵中药材，其有效成分主要是人参皂甙。利用细胞培养技术生产人参皂甙的大致流程如图，请回答相关问题。‎ ‎(1)人参根切块诱导形成愈伤组织的过程叫做________。分析操作流程可知，生产人参皂甙的全过程________(填“是”或“否”)体现了植物细胞的全能性。‎ ‎(2)用于离体培养的根切块，叫作________。培养几天后发现少数培养基被污染，若是出现有颜色的绒毛状菌落，属于________污染。‎ ‎(3)一次性投放足量的营养液后，在保持通气的条件下培养人参细胞，每隔4小时取样测定活细胞密度，并将结果描绘成曲线，下列图像比较接近实验结果的是________(填写图中对应编号)。‎ 结果的是丙。z学x科x网k ‎【答案】(1)脱分化　否　(2)外植体　真菌　(3)丙 ‎【变式探究】根据下面植物体细胞杂交技术流程图，回答相关问题。‎ ‎(1)运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)自然状态下不能得到杂种植株，原因是________________。‎ ‎(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是____________，其中过程②称为________，植物体细胞融合完成的标志是________。‎ ‎(3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于________倍体植株。‎ ‎(4)已知柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养到________阶段即可(填字母编号)。‎ ‎(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵，然后进行组织培养，该过程相当于________(填字母编号)。‎ ‎(6)人工种子是由发育到________过程(填字母编号)的结构包裹上人工种皮制备的。‎ 制成的。z学x科x网k ‎【答案】(1)不同种的植物存在生殖隔离　(2)细胞的全能性　原生质体融合　产生新的细胞壁　(3)六　(4)e ‎(5)④⑤　(6)f 高频考点二　植物体细胞杂交过程分析 例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(　　)‎ 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和灭活的病毒诱导 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 ‎【答案】C ‎【解析】除去细胞壁的酶有纤维素酶和果胶酶；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。‎ ‎【变式探究】下面为“番茄－马铃薯”的培育过程示意图，请据图回答下列问题：‎ ‎(1)若运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)能否得到可育的杂种植株？为什么？________________________________________________________________________。‎ ‎(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用的技术手段是______________，依据的原理是______________，其中过程②称为____________技术，与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为__________，过程④相当于________，过程⑤涉及的细胞分裂方式为________。‎ ‎(3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄－马铃薯”属于________倍体植株。‎ ‎(4)柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养进行到________(填字母编号)阶段即可。‎ ‎【答案】(1)不能。不同种的植物存在生殖隔离　(2)植物组织培养　植物细胞的全能性　原生质体融合　高尔基体　脱分化　有丝分裂　(3)六　(4)e 养到愈伤组织，然后进行提取。z学x科x网k ‎【技法提炼】植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法 ‎(1)诱导产物(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：对诱导产物中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若只表现出一种植物的性状，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，但是效果得到加强，则是同种细胞融合的结果。‎ 高频考点三　动物细胞培养与细胞核移植的过程分析 例3. 下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解。请据图回答：‎ ‎(1)图中①、②所示的结构分别是________、________。‎ ‎(2)图中③、④所示的生物工程技术分别是____________、____________。‎ ‎(3)过程③通常用去核卵细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作，营养物质丰富外，还因为它________________________________。‎ ‎(4)过程④通常采用的方法是________。‎ ‎(5)过程④的完成需要用到的非酶基因操作工具为________________。‎ ‎(6)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是______________________________。‎ 斥。z学x科x网k ‎【答案】(1)细胞核　内细胞团 ‎(2)(体细胞)核移植技术　基因工程(转基因技术或重组DNA技术)‎ ‎(3)含有促进(或激活)细胞核全能性表达的物质 ‎(4)显微注射法 ‎(5)载体 ‎(6)不发生免疫排斥反应 ‎【变式探究】某研究小组进行药物试验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。‎ 请回答下列有关动物细胞培养的问题：‎ ‎(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量________。‎ ‎(2)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是___________________________。‎ 细胞培养应在含5%的CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是________________________。‎ ‎(3)在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长__________。药物试验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞可以传代的次数更__________。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需用________________处理。‎ ‎(4)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________。‎ ‎(5)已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为A、B两组，A组细胞培养液中加入________，B组细胞培养液中加入等量的无菌生理盐水，经培养后，从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的________________或________________合成水平的差异，确定Y的药效。‎ ‎【答案】(1)多　(2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质　维持培养液的pH　(3)停止　多　胰蛋白酶　(4)抗生素　(5)Y　mRNA　蛋白质 ‎ X基因的表达过程，即转录形成mRNA、翻译形成蛋白质的量来检验药效。z学x科x网k 高频考点四　单克隆抗体的制备过程分析 例4．对于下面制备单克隆抗体过程示意图，不正确的叙述是(　　)‎ 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 ‎【答案】A ‎【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。单克隆抗体是利用浆细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞得到的，融合方法可以用化学方法——聚乙二醇，生物方法——灭活病毒等。如果要筛选能产生特定抗体的细胞群，可以通过检测抗原—抗体反应，如果有反应说明表达了抗体。融合细胞具有双亲的特点，既能无限增殖又能产生单一抗体。‎ ‎【变式探究】如图为单克隆抗体制备流程示意图。‎ ‎(1)图中①过程是____________。对动物细胞来说，②过程独有的方法是________。③过程的目的是__________________。④过程的目的是获得__________。‎ ‎(2)在培养过程中为防止杂菌感染，应向培养液中添加________；其体外培养需用CO2培养箱，其中CO2的主要作用是______________。‎ ‎(3)若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体，可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的________中使其增殖。‎ ‎(4)单克隆抗体与传统抗体相比，其优点是____________。‎ 定的气体环境。(3)杂交瘤细胞可在小鼠腹水中进行体内培养。‎ ‎【答案】(1)向老鼠中注射特定抗原　灭活的病毒处理　筛选杂交瘤细胞　能产生特异性抗体的杂交瘤细胞　(2)抗生素　维持培养液的pH　(3)腹水　(4)特异性强，灵敏度高，可大量制备