高考生物總復習 第11單元 第38講 細胞工程學案

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第38講 細胞工程 [考綱點擊]　1.植物的組織培養(yǎng)(Ⅱ)　2.動物的細胞培養(yǎng)與體細胞克隆(Ⅰ)　3.細胞融合與單克隆抗體(Ⅱ) 一、細胞工程的概念 1．原理和方法：應(yīng)用細胞生物學和分子生物學的原理和方法。 2．操作水平：細胞水平或細胞器水平。 3．目的：按照人的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品。 4．分類：根據(jù)操作對象的不同，分為植物細胞工程和動物細胞工程。 二、植物細胞工程 1．原理：細胞的全能性。 (1)原因：生物的任何一個細胞都包含本物種的全部遺傳信息。 (2)全能性表達的條件：處于離體狀態(tài)，提供一定的營養(yǎng)、激素和其他適宜外界條件。 2．植物組織培養(yǎng)技術(shù) 愈傷組織根、芽→植物體 3．植物體細胞雜交技術(shù) (1)去壁：酶解法，所用酶為纖維素酶和果膠酶。 (2)誘導原生質(zhì)體融合：物理法——離心、振動、電激等；化學法——常用聚乙二醇(PEG)作誘導劑。 (3)植物體細胞雜交成功的標志：雜種細胞再生出細胞壁。 (4)優(yōu)點：克服不同生物遠緣雜交不親和的障礙。 (5)變異類型：染色體變異。 4．植物細胞工程的實際應(yīng)用 (2)作物新品種的培育：單倍體育種、突變體的利用。 (3)細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：培養(yǎng)到愈傷組織階段。 三、動物細胞工程 1．動物細胞培養(yǎng)：其他動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。 (1)過程 (2)條件 ①無菌、無毒的環(huán)境——無菌處理、加抗生素殺菌、定期更換培養(yǎng)液。 ②營養(yǎng)——糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽和微量元素＋血清或血漿等天然成分。 ③適宜的溫度(36.50.5 ℃)和pH(7.2～7.4)。 ④氣體環(huán)境——95%空氣＋5%_CO2(維持培養(yǎng)液的pH)。 (3)應(yīng)用：生產(chǎn)細胞產(chǎn)品，如干擾素、疫苗、單克隆抗體；檢測并判斷某毒性物質(zhì)毒性的大??；臨床醫(yī)學研究。 2．動物體細胞核移植 (1)原理：動物細胞核具有全能性。 (2)過程 3．單克隆抗體制備 (1)誘導動物細胞融合的方法：物理法——離心、振動、電激等；化學法——聚乙二醇；生物法——滅活的病毒。 (2)單克隆抗體制備過程 (3)單克隆抗體的優(yōu)點：特異性強、靈敏度高、可大量制備。 (4)單克隆抗體的應(yīng)用：作為診斷試劑；用于治療疾病和運載藥物。 1．植物組織培養(yǎng) (1)條件：離體組織、器官或細胞(外植體)、適宜的營養(yǎng)、 植物激素。 (2)原理：細胞全能性。 (3)過程：脫分化、再分化。 (4)結(jié)果：得到個體或細胞產(chǎn)物。 2．植物體細胞雜交 (1)原理：細胞膜的流動性、細胞全能性。 (2)過程：去細胞壁、融合、植物組織培養(yǎng)。 (3)融合方法：物理法(離心、振動、電激等)、化學法(聚 乙二醇等)。 (4)結(jié)果：雜種植株。 (5)意義：克服了遠緣雜交不親和的障礙。 3．動物細胞培養(yǎng)過程 (1)分散細胞方法：組織塊剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理。 (2)生長特點：貼壁生長、接觸抑制。 (3)分瓶。 (4)原代培養(yǎng)：動物組織消化后的初次培養(yǎng)。 (5)傳代培養(yǎng)：分瓶繼續(xù)培養(yǎng)。 4．動物細胞培養(yǎng)的條件 (1)無菌、無毒的環(huán)境。 (2)營養(yǎng)：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素、動物血清、血漿等。 (3)溫度和pH：與動物體溫相近，pH為7.2～7.4。 (4)氣體環(huán)境：CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。 5．動物細胞融合 (1)原理：細胞膜的流動性。 (2)融合方法：聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒、電激等。 6．單克隆抗體制備 (1)涉及的三種細胞作用不同。 B淋巴細胞：能分泌單一抗體，但不能無限增殖。 骨髓瘤細胞：能大量增殖，但不能產(chǎn)生抗體。 雜交瘤細胞：既能產(chǎn)生單一抗體，又能大量增殖。 (2)兩次篩選的目的不同。 第一次篩選是得到雜交瘤細胞。 第二次篩選是得到能分泌所需抗體的雜交瘤細胞。 考法一　植物細胞工程 1．植物組織培養(yǎng)的過程 2．條件 (1)離體：這是因為在生物體內(nèi)基因的表達在空間和時間上具有選擇性。 (2)營養(yǎng)條件：水、無機鹽、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，以及激素(生長素和細胞分裂素)。 (3)環(huán)境條件 ①適宜的溫度、pH——確保酶的活性。②無菌——這是因為細菌等微生物繁殖快，消耗營養(yǎng)物質(zhì)多，同時產(chǎn)生有害的代謝產(chǎn)物，毒害植物細胞。③光照——這是因為光照有利于細胞內(nèi)葉綠素的形成和光合作用的進行。 3．植物組織培養(yǎng)與植物體細胞雜交的比較 名稱 植物組織培養(yǎng) 植物體細胞雜交 原理 細胞的全能性 細胞膜具有一定的流 動性和細胞的全能性 過程 應(yīng)用 ①繁殖 ②培育新品種 ③生產(chǎn)細胞產(chǎn)品 克服遠緣雜交不親和的障礙，培育作物新品種 4.單倍體育種和突變體的利用不同點 項目 原理 優(yōu)點 成果 單倍體 育種 染色體 變異 明顯縮短育種年限 單育1號煙草品種、中花8號、11號水稻和京花1號小麥品種等 突變體 的利用 基因 突變 產(chǎn)生新基因，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 視角1?　以基礎(chǔ)判斷或案例分析的形式，考查植物的組織培養(yǎng) 1．(概念圖信息類)(2016江蘇鎮(zhèn)江模擬)辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域，其獲得途徑如下圖所示。下列敘述錯誤的是(　　) A．圖中愈傷組織、脫毒苗和高產(chǎn)細胞系的獲得都體現(xiàn)了植物細胞的全能性 B．圖中①和②分別表示辣椒組織培養(yǎng)中細胞的脫分化和再分化過程 C．②過程中需用適宜配比的生長素和細胞分裂素溶液處理 D．用酶解法將愈傷組織分離成單細胞時，常用的酶是纖維素酶和果膠酶 解析：選A。細胞的全能性是指已經(jīng)分化的細胞仍具有發(fā)育成完整個體的潛能，圖中脫毒苗的獲得體現(xiàn)了植物細胞的全能性，愈傷組織和高產(chǎn)細胞系的獲得都沒有體現(xiàn)植物細胞的全能性，A錯誤；圖中①和②分別表示辣椒組織培養(yǎng)中細胞的脫分化和再分化過程，B正確；再分化過程中需用適宜配比的生長素和細胞分裂素溶液處理，以誘導細胞分化的方向，C正確；用酶解法將愈傷組織分離成單細胞時，常用的酶是纖維素酶和果膠酶，以分解植物細胞之間的成分，D正確。 2.(流程圖信息類)人工種子是人們模仿天然種子的結(jié)構(gòu)制造出來的生命有機體，它能像種子一樣萌發(fā)生長，長成植物。人工種子的核心部件是一個被外層物包埋的具有類似于胚功能的胚狀體。將胚狀體包埋在一個能提供營養(yǎng)的膠質(zhì)中，便成了所謂的“人工種子”。 (1)人工種子依據(jù)的原理是________________________________________________________________________， 培育胚狀體利用了______________________________技術(shù)。 (2)包埋胚狀體的膠質(zhì)可看作自然種子的哪部分結(jié)構(gòu)？ ________________________________________________________________________。 (3)如果外植體是植物的莖尖，通過①的處理可使細胞彼此分離，①過程中可加入(　　) A．蛋白酶　　　B．淀粉酶　　C．果膠酶　　D．胰蛋白酶 (4)②過程表示脫分化過程，其實質(zhì)是__________________________；③表示再分化過程，其實質(zhì)是____________________。 (5)由人工種子萌發(fā)成的植株是否可育？__________。 解析：(1)人工種子能發(fā)育成完整植株，說明其細胞內(nèi)含有個體發(fā)育所需要的全部遺傳物質(zhì)，因此依據(jù)的原理是細胞的全能性，人工種子是經(jīng)過植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到的。(2)包裹胚狀體的膠質(zhì)有保護胚狀體的作用，同時又可以為胚狀體提供營養(yǎng)物質(zhì)，所以可看成種皮及胚乳或子葉。(3)使植物細胞彼此分離可以使用果膠酶，因為植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠。(4)脫分化的實質(zhì)是使細胞恢復分裂能力，而再分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達。(5)人工種子是否可育取決于培育胚狀體所選用的材料。 答案：(1)植物細胞的全能性　植物組織培養(yǎng)　(2)種皮及提供營養(yǎng)的胚乳或子葉　(3)C　(4)使細胞恢復分裂能力　基因的選擇性表達　(5)不一定 視角2?　以案例分析的形式，考查植物體細胞雜交 3．(圖示信息類)如圖是“白菜—甘藍”雜種植株的培育過程，下列說法正確的是(　　) A．圖示“白菜—甘藍”植株不能結(jié)籽 B．愈傷組織的代謝是自養(yǎng)需氧型 C．用胰蛋白酶去掉細胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體 D．誘導原生質(zhì)體融合可用聚乙二醇 解析：選D。圖示采用植物細胞融合技術(shù)產(chǎn)生的“白菜—甘藍”是可育的，能結(jié)籽，A錯誤；愈傷組織是不能自行合成有機物的，代謝類型是異養(yǎng)需氧型，B錯誤；植物細胞壁的成分是纖維素和果膠，去壁所用的是纖維素酶和果膠酶，C錯誤；誘導原生質(zhì)體融合的所用的方法有物理法和化學法，物理法包括離心、振動、電激等，化學法一般是用聚乙二醇，D正確。 4．(流程圖解類)下面為“番茄—馬鈴薯”的培育過程示意圖，請據(jù)圖回答下列問題： (1)若運用傳統(tǒng)有性雜交(即用番茄、馬鈴薯雜交)能否得到可育的雜種植株？為什么？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在利用雜種細胞培育雜種植株的過程中，運用的技術(shù)手段是____________________，依據(jù)的原理是____________________，其中過程②稱為__________技術(shù)，與過程③密切相關(guān)的具有單層膜結(jié)構(gòu)的細胞器為__________，過程④相當于__________，過程⑤涉及的細胞分裂方式為__________。 (3)已知番茄、馬鈴薯分別為四倍體、二倍體，則“番茄—馬鈴薯”屬于__________倍體植株。 (4)柴油樹種子含有的柴油是植物細胞的代謝產(chǎn)物，可用植物組織培養(yǎng)來實現(xiàn)柴油的工業(yè)化生產(chǎn)。若利用此技術(shù)，將柴油樹細胞培養(yǎng)進行到__________(填字母編號)階段即可。 解析：(1)番茄和馬鈴薯屬于兩種植物，存在生殖隔離，不能通過有性雜交產(chǎn)生后代。(2)過程②是把a、b兩個原生質(zhì)體融合在一起，所以稱為原生質(zhì)體融合。過程③是在融合的原生質(zhì)體外再生一層細胞壁，而細胞壁的形成與高爾基體有關(guān)。過程④的結(jié)果是形成了愈傷組織，所以④為脫分化。(3)“番茄—馬鈴薯”屬于異源多倍體中的異源六倍體。(4)柴油是植物細胞的代謝產(chǎn)物，要實現(xiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)需將柴油樹細胞培養(yǎng)到愈傷組織，然后進行提取。 答案：(1)不能。不同種的植物存在生殖隔離　(2)植物組織培養(yǎng)　植物細胞的全能性　原生質(zhì)體融合　高爾基體　脫分化　有絲分裂　(3)六　(4)e 考法二　動物細胞工程 1．動物細胞培養(yǎng)與動物體細胞核移植 動物細胞培養(yǎng) 動物體細胞核移植 原理 細胞增殖 動物細胞核的全能性 過程 結(jié)果 獲得細胞群 獲得克隆動物 應(yīng)用 ①生產(chǎn)生物制品 ②用于基因工程 ③檢測有毒物質(zhì) ①加速家畜遺傳改良進程，促進良種繁育 ②保護瀕危物種 ③生產(chǎn)醫(yī)用蛋白 ④提供克隆器官、組織等 2.細胞融合的過程分析 細胞融合的過程包括細胞膜融合、細胞質(zhì)融合和細胞核融合，其中細胞膜融合是細胞融合的先導，在細胞膜融合中體現(xiàn)出細胞膜具有一定的流動性。 3．單克隆抗體的制備 (1)血清抗體與單克隆抗體 名稱 產(chǎn)生 特點 血清 抗體 由漿細 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 細胞分泌 特異性強，靈敏度高，能大量制備 (2)制備單克隆抗體過程中的兩次篩選 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雜交細胞，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都會死亡，只有融合的雜交瘤細胞才能生長 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 (3)獲取單克隆抗體的場所 ①若在培養(yǎng)基中進行雜交瘤細胞培養(yǎng)，則從培養(yǎng)液中提取。 ②若在小鼠或其他動物腹腔中培養(yǎng)，則從腹水中提取。 視角1?　以基礎(chǔ)判斷或案例分析的形式，考查動物細胞培養(yǎng)的特點及應(yīng)用 1．(概念圖信息類)實驗小鼠皮膚細胞培養(yǎng)(非克隆培養(yǎng))的基本過程如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　) A．甲過程需要對實驗小鼠進行消毒 B．乙過程對皮膚組織可用胰蛋白酶處理 C．丙過程得到的細胞大多具有異倍體核型 D．丁過程得到的細胞部分具有異質(zhì)性 解析：選C。進行細胞培養(yǎng)前需要對細胞進行消毒，A正確；進行培養(yǎng)的組織細胞用胰蛋白酶處理分散成單個細胞，B正確；丙過程屬于原代培養(yǎng)，細胞的核型穩(wěn)定，C錯誤；丁過程屬于傳代培養(yǎng)，期間部分細胞會出現(xiàn)異質(zhì)性，D正確。 2．(原理判斷類)某研究小組進行藥物試驗時，以動物肝細胞為材料，測定藥物對體外培養(yǎng)細胞的毒性。供培養(yǎng)的細胞有甲、乙兩種，甲細胞為肝腫瘤細胞，乙細胞為正常肝細胞。請回答下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)的問題： (1)將數(shù)量相等的甲細胞和乙細胞分別置于培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，培養(yǎng)液及其他培養(yǎng)條件均相同。一段時間后，觀察到甲細胞數(shù)量比乙細胞數(shù)量__________。 (2)在動物細胞培養(yǎng)時，通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清，其原因是________________________________________________________________________。 細胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%的CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用是________________________________________________________________________。 (3)在兩種細胞生長過程中，當乙細胞鋪滿瓶壁時，其生長__________。藥物試驗需要大量細胞，兩種細胞頻繁傳代，甲細胞比乙細胞可以傳代的次數(shù)更__________。若用動物的肝臟組織塊制備肝細胞懸液，需用____________________處理。 (4)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__________。 (5)已知癌基因X過量表達與肝腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)，要試驗一種抗腫瘤藥物Y對甲細胞生長的影響，可將甲細胞分為A、B兩組，A組細胞培養(yǎng)液中加入__________，B組細胞培養(yǎng)液中加入等量的無菌生理鹽水，經(jīng)培養(yǎng)后，從A、B兩組收集等量細胞，通過分別檢測X基因在A、B兩組細胞中的____________或____________合成水平的差異，確定Y的藥效。 解析：(1)甲細胞為肝腫瘤細胞，乙細胞為正常肝細胞。腫瘤細胞為無限增殖的細胞，細胞周期短。在相同條件下，培養(yǎng)相同的時間，甲細胞的數(shù)量多于乙細胞。(2)動物細胞培養(yǎng)液中必須加入動物血清，血清中含有血清蛋白、生長因子、促進細胞貼壁的因子、激素等合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)。細胞培養(yǎng)應(yīng)在含5% CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用是調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH。(3)甲為腫瘤細胞，能無限增殖，傳代的次數(shù)要比乙細胞多，乙細胞(正常肝細胞)在培養(yǎng)瓶中貼壁生長，當鋪滿瓶壁時，生長停止。為得到更多的肝細胞，需要定期地用胰蛋白酶使細胞脫離瓶壁，進行傳代培養(yǎng)。(4)培養(yǎng)液中加入抗生素來抑制和殺滅細菌，抗生素對動物細胞沒有影響。(5)設(shè)計一組加入抗癌藥物的實驗組，一組不加藥物的對照組，通過檢測藥物影響X基因的表達過程，即轉(zhuǎn)錄形成mRNA、翻譯形成蛋白質(zhì)的量來檢驗藥效。 答案：(1)多　(2)血清可以補充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質(zhì)　維持培養(yǎng)液的pH　(3)停止　多　胰蛋白酶　(4)抗生素　(5)Y　mRNA　蛋白質(zhì) 視角2?　以流程圖解分析的形式，考查動物細胞核移植 3．(2015高考天津卷)2015年2月3日，英國議會下院通過一項歷史性法案，允許以醫(yī)學手段培育“三親嬰兒”。三親嬰兒的培育過程可選用如下技術(shù)路線。 據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是(　　) A．該技術(shù)可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代 B．捐獻者攜帶的紅綠色盲基因不能遺傳給三親嬰兒 C．三親嬰兒的染色體全部來自母親提供的細胞核 D．三親嬰兒的培育還需要早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù) 解析：選C。A項，受精卵的細胞質(zhì)幾乎全部來自于捐獻者的卵母細胞，故避免了母親的線粒體遺傳病基因遺傳給后代。B項，紅綠色盲為細胞核基因遺傳病，捐獻者僅提供了卵母細胞的細胞質(zhì)，故捐獻者攜帶的紅綠色盲基因不能遺傳給三親嬰兒。C項，受精卵的細胞質(zhì)幾乎全部來自于捐獻者，但細胞核中的染色體一半來自父方，一半來自母方。D項，三親嬰兒的培育是體外受精，所以需要在體外培養(yǎng)至早期胚胎階段再進行胚胎移植。 視角3?　以案例分析的形式，考查動物細胞融合與單克隆抗體的制備 4．(過程圖示類)下列各圖表示單克隆抗體制備過程的各階 段圖。請根據(jù)圖分析下列四個選項，其中說法不正確的一項是(　　) A．單克隆抗體制備過程的順序是： B．在單克隆抗體制備過程中之所以選用B淋巴細胞和骨髓瘤細胞，是因為它們?nèi)诤虾蟮碾s交瘤細胞具有在體外大量繁殖、產(chǎn)生特異性抗體的特性 C．由圖中可看出，此過程運用的技術(shù)手段有動物細胞融合和動物組織培養(yǎng) D．單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高，并且可以大量制備的優(yōu)點，所以可以制成“生物導彈” 解析：選C。單克隆抗體的制備過程所運用的技術(shù)手段包括動物細胞培養(yǎng)和動物細胞融合，而非動物組織培養(yǎng)。 5．(流程圖解類)(2016河北唐山模擬)下圖是利用單克隆抗體技術(shù)制備三聚氰胺特異性抗體的過程，請據(jù)圖回答： (1)單克隆抗體的制備過程中要用到____________和____________技術(shù)。 (2)由于三聚氰胺分子量過小，不足以激活高等動物的免疫系統(tǒng)，因此在制備抗體前必須對其進行①過程，下列物質(zhì)中不適合作“擴容”抗原分子的是(　　) A．蛋白質(zhì)　　　　　　　　　 B．多糖 C．磷脂 D．核苷酸 (3)②過程會使小鼠產(chǎn)生能分泌相應(yīng)________的B淋巴細胞，此過程屬于特異性免疫中的________免疫。 (4)單克隆抗體的制備所基于的免疫學基本原理是____________________________________________。 (5)③過程動物細胞特有的促融方法是用____________，④過程用特定的選擇性培養(yǎng)基篩選，會使____________________________________的細胞死亡；選出的雜交瘤細胞還需進行________________________________________________________________________， 才能獲得產(chǎn)三聚氰胺抗體的雜交瘤細胞株。 (6)制備的三聚氰胺單克隆抗體可用于檢測乳制品中存在的微量三聚氰胺，說明三聚氰胺單克隆抗體具有____________等特點。 解析：(1)分析圖示可知，單克隆抗體的制備過程中要用到動物細胞培養(yǎng)技術(shù)和動物細胞融合技術(shù)。(2)抗原具有大分子性，要想使三聚氰胺“擴容”為抗原分子，所選物質(zhì)的分子量必須足夠大，蛋白質(zhì)和多糖是大分子物質(zhì)，適合作“擴容”抗原分子；磷脂分子量較大，也能滿足“擴容”要求；核苷酸為有機小分子物質(zhì)，分子量非常小，不適合作“擴容”抗原分子。(3)②過程是將抗原分子注射到小鼠體內(nèi)，會使小鼠產(chǎn)生能分泌相應(yīng)抗體的B淋巴細胞，此過程屬于特異性免疫中的體液免疫。(4)單克隆抗體的制備所基于的免疫學基本原理是：每一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體，因此大量培養(yǎng)雜交瘤細胞可以得到單克隆抗體。(5)③過程是誘導免疫的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，動物細胞特有的促融方法是用滅活的病毒。④過程用特定的選擇性培養(yǎng)基篩選，在該培養(yǎng)基上，未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞都會死亡。選出的雜交瘤細胞還需進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，才能獲得產(chǎn)生三聚氰胺抗體的雜交瘤細胞株。(6)單克隆抗體具有靈敏度高、特異性強的優(yōu)點。 答案：(1)動物細胞培養(yǎng)　動物細胞融合 (2)D (3)抗體　體液 (4)每一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體 (5)滅活的病毒　未融合的親本細胞和融合的具有同種核　克隆化培養(yǎng)和抗體檢測 (6)靈敏度高(或“靈敏度高、特異性強”) 易錯點　細胞工程中易出現(xiàn)的錯誤 [點撥]　(1)表示植物細胞融合完成的標志是新的細胞壁的生成。 (2)植物體細胞雜交的終點是培育成雜種植株，而不是形成雜種細胞就結(jié)束。雜種植株的特征：具備兩種植物的遺傳特性，原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)。 (3)體細胞雜交即兩個細胞融合成一個細胞，不管染色體、基因組還是染色體組都采用直接相加的方法。若一植物細胞含有2N條染色體，2個染色體組，基因型為Aabb，另一植物細胞含有2M條染色體，2個染色體組，其基因型為ccDd，則新植株應(yīng)為四倍體，其體細胞中染色體為2N＋2M，基因型為AabbccDd。 (4)用體細胞雜交培育新品種的過程中，遺傳物質(zhì)的傳遞不遵循孟德爾的遺傳定律。只有有性生殖進行減數(shù)分裂過程中才符合遺傳定律，而體細胞雜交沒有此過程。 (5)核移植技術(shù)獲得的動物與供核動物性狀不完全相同：①克隆動物絕大部分DNA來自于供體細胞核，但其核外線粒體中的DNA是來自于受體卵細胞。②性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果。供核動物生活的環(huán)境與克隆動物所生活的環(huán)境不會完全相同，其性狀也不可能和供核動物完全相同。③在個體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變，產(chǎn)生供核動物沒有的性狀。 (6)制備單克隆抗體時選用一種抗原處理的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞進行細胞融合，產(chǎn)生雜交瘤細胞，它兼有兩個親本細胞的特性——在體外培養(yǎng)條件下能不斷增殖，同時能產(chǎn)生出某種特異性的抗體。 ?微觀清障 (1)棉花根尖細胞經(jīng)誘導形成幼苗能體現(xiàn)細胞全能性。(　　) (2)在愈傷組織培養(yǎng)中直接加入細胞融合的誘導劑，可獲得染色體加倍的細胞。(　　) (3)在誘導離體菊花莖段形成幼苗的過程中，不會同時發(fā)生細胞的增殖和分化。(　　) (4)愈傷組織是外植體通過脫分化和再分化后形成的。(　　) (5)用纖維素酶和果膠酶水解法獲得的植物原生質(zhì)體失去了全能性。(　　) (6)出芽是細胞再分化的結(jié)果，受基因選擇性表達的調(diào)控。(　　) (7)再生出細胞壁是原生質(zhì)體融合成功的標志。(　　) (8)在植物組織培養(yǎng)過程中，可以提取愈傷組織，經(jīng)過人工薄膜包裝得到人工種子。(　　) (9)(2015江蘇卷T3A)乳腺細胞比乳腺癌細胞更容易進行離體培養(yǎng)。(　　) (10)制備肝細胞懸液時先用剪刀剪碎肝組織，再用胃蛋白酶處理。(　　) (11)肝細胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2刺激細胞呼吸。(　　) (12)原代培養(yǎng)的細胞遺傳物質(zhì)沒有改變，而傳代培養(yǎng)的細胞有的已經(jīng)發(fā)生突變，獲得了不死性。(　　) (13)小鼠骨髓瘤細胞染色體數(shù)為40，B淋巴細胞的染色體數(shù)為46，融合后形成的雜交瘤細胞DNA分子數(shù)為86。(　　) (14)與“多利”羊等克隆哺乳動物相關(guān)的技術(shù)有胚胎移植、細胞培養(yǎng)和核移植。(　　) (15)植物原生質(zhì)體融合和動物細胞融合原理是相同的。(　　) 答案：(1)√　(2)　(3)　(4)　(5)　(6)√　(7)√　(8)　(9)　(10)　(11)　(12)√　(13)　(14)√　(15)√ 1．(2016江蘇省如皋月考)植物組織培養(yǎng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于培育無病毒植株、育種及獲得植物次生代謝產(chǎn)物等生產(chǎn)實踐中。下圖為番茄植株的培育過程。分析回答： (1)①過程中使用了________________酶，獲得植物細胞原生質(zhì)體，此處使用的溶液濃度不宜過小，以防止細胞原生質(zhì)體________________。 (2)鋪平板類似于微生物接種，該過程必須在________________旁進行操作。平板中添加蔗糖的目的除了提供營養(yǎng)外，還有________________作用。 (3)同一番茄植株不同部位的細胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因________________(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)；圖中屬于再分化的過程是 ________(填序號)。 (4)多倍體番茄植株所結(jié)果實中維生素含量更高，若想培育多倍體番茄，可選擇在圖中的過程③中添加________________進行處理，也可以選擇在過程⑥中添加________________進行處理。 [導學號29520633]　解析：(1)①過程中使用了纖維素酶和果膠酶，破壞植物細胞的細胞壁，而不損傷細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以獲得具有活力的單個的原生質(zhì)體，因為失去了細胞壁的支撐作用，因此此處使用的溶液濃度不宜過小，以防止細胞原生質(zhì)體吸水漲破。 (2)鋪平板類似于微生物接種，該過程必須在酒精燈火焰旁進行無菌操作。平板中添加蔗糖的目的除了提供營養(yǎng)外，還有調(diào)節(jié)滲透壓的作用，保持細胞正常的形態(tài)和功能。 (3)同一番茄植株不同部位的細胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因不一定相同。如體細胞培養(yǎng)得到的細胞中含兩個染色體組，而花粉離體培養(yǎng)得到的細胞內(nèi)染色體數(shù)目減半，因此基因不同；圖中①②③表示去除細胞壁，獲得原生質(zhì)體，④⑤⑥⑦⑧表示已分化的細胞在一定因素作用下恢復細胞分裂能力，失去原有分化狀態(tài)的過程，叫做脫分化，⑨⑩表示已經(jīng)脫分化的愈傷組織在一定條件下，再分化出胚狀體，形成完整植株，這一過程叫做再分化。 (4)多倍體番茄植株所結(jié)果實中維生素含量更高，若想培育多倍體番茄，可選擇在圖中的過程③中添加聚乙二醇作為誘導劑來誘導細胞的融合，使融合細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。也可以選擇在過程⑥中添加秋水仙素，抑制細胞分裂時紡錘體的形成，從而使染色體數(shù)目加倍。 答案：(1)纖維素酶和果膠　 吸水漲破 (2)酒精燈火焰　調(diào)節(jié)滲透壓 (3)不一定相同?、幄? (4)聚乙二醇　 秋水仙素 2．(2016湖北部分重點中學聯(lián)考)生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、優(yōu)良動物繁育、疾病診治等方面，展現(xiàn)出誘人的前景。請根據(jù)以下材料回答相關(guān)問題： 材料一：經(jīng)過一個世紀的發(fā)展，植物細胞工程技術(shù)解決了人類生存的關(guān)鍵問題(如糧食問題、花卉苗木生產(chǎn)等)，為人類創(chuàng)造了巨大的財富。 (1)用植物花藥進行離體培養(yǎng)時，要經(jīng)過____________________過程才能培養(yǎng)成單倍體幼苗。 (2)棗莊的優(yōu)質(zhì)石榴、長紅棗等植物的生產(chǎn)都可通過微型繁殖技術(shù)來提供試管苗，其優(yōu)點是不僅可以________________________________________________________________________ ______________________，還可以高效快速地實現(xiàn)無病毒種苗的大量繁殖。 材料二：中科院動物所和福州大熊貓研究中心合作，通過將大熊貓的細胞核植入去核的兔子的卵母細胞中，在世界上最早克隆出一批大熊貓早期胚胎，這表明我國的大熊貓繁殖研究再次走在世界前列。 (3)克隆大熊貓過程中使用的生物技術(shù)手段有____________________________。(至少寫兩種) (4)實驗中選取的兔子的卵母細胞實際是處于______期的卵母細胞。如果多個供體細胞來自同一只大熊貓，培育的這些大熊貓在性狀上也不完全相同，分析其原因，下列正確的是(多選)(　　) A．性狀變異可由環(huán)境條件引起 B．基因可能會發(fā)生突變 C．受體細胞的細胞質(zhì)基因不同 D．細胞核基因發(fā)生了重組 (5)用于核移植的供體細胞一般選用傳代10代以內(nèi)的細胞，是因為這些細胞________________________________________________________________________。 材料三：利用乳腺生物發(fā)生器生產(chǎn)出的人類胰島素，具有產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取等優(yōu)點，該項技術(shù)的誕生可有效地緩解臨床上胰島素不足的難題，從而為糖尿病患者帶來福音。 (6)在乳腺生物發(fā)生器的操作過程中，目的基因?qū)胧荏w細胞的方法是 ____________________，人的胰島素基因能夠成功插入牛細胞的染色體上原因是________________________________________________________________________ ______________________；并能合成出人的胰島素的原因是________________________________________________________________________。 [導學號29520634]　解析：(1)植物組織培養(yǎng)過程包括離體的植物組織或細胞經(jīng)脫分化形成愈傷組織，再經(jīng)再分化形成胚狀體或叢芽，最后發(fā)育成完整的植物。 (2)微型繁殖屬于無性生殖，無性繁殖能保持親本遺傳性狀。 (3)克隆動物屬于胚胎工程，過程中使用的技術(shù)手段有動物細胞培養(yǎng)、細胞核移植、胚胎移植等，動物細胞培養(yǎng)是胚胎工程的基礎(chǔ)，胚胎移植往往是胚胎工程的最后一步。 (4)用于接收供體細胞核的受體細胞是具備受精能力的去核卵母細胞，所以需要在卵母細胞分裂到減數(shù)第二次分裂中期才行。由于受體卵母細胞中所含的細胞質(zhì)基因不完全相同，或者不同克隆個體生長環(huán)境條件不同，或者基因發(fā)生了不同的突變等都可能導致克隆個體表現(xiàn)型不完全相同。 (5)選用傳代10代以內(nèi)的細胞培養(yǎng)是由于這個時期的細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)一般不發(fā)生改變，能保持正常的二倍體核型。 (6)乳腺生物發(fā)生器是指轉(zhuǎn)基因克隆動物，培養(yǎng)它需要將目的基因通過顯微注射技術(shù)注入受精卵內(nèi)培育。能跨物種將一種生物的基因?qū)氩⒉迦胧荏w生物細胞的染色體上，原因是目的基因和受體DNA的化學組成和結(jié)構(gòu)相同，最終能在受體細胞內(nèi)表達成功，說明二者還共用一套遺傳密碼。 答案：(1)脫分化、再分化 (2)保持優(yōu)良品種的遺傳特性 (3)核移植技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)、胚胎移植技術(shù) (4)MⅡ中　ABC (5)能保持正常的二倍體核型 (6)顯微注射技術(shù)　遺傳物質(zhì)化學組成和結(jié)構(gòu)相同　所有生物共用一套遺傳密碼 3．(2014高考全國卷Ⅰ)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(yīng)的血清最大稀釋倍數(shù))，結(jié)果如下圖所示。 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。 回答下列問題： (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________________________________________________________________________。 [導學號29520635]　解析：(1)據(jù)圖分析可知，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗體效價幾乎都達到16 000以上，小鼠Y的血清抗體的效價最高，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，還有骨髓瘤細胞的自身融合細胞和B淋巴細胞的自身融合細胞。細胞的融合是隨機的，并且不可能所有細胞都融合，故體系中會出現(xiàn)多種類型的細胞。(3)動物細胞融合后形成的是具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞。雜交瘤細胞的細胞核中的染色體數(shù)目為40＋60＝100條。(4)正常細胞的分裂次數(shù)是有限的，且經(jīng)過免疫的B淋巴細胞高度分化，不能無限增殖，而是經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后逐漸衰老死亡。 答案：(1)4　Y　Y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)1　100　(4)不能無限增殖 4．(2015高考安徽卷改編)科研人員采用轉(zhuǎn)基因體細胞克隆技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因綿羊，以便通過乳腺生物反應(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)由過程①獲得的A為________________________________________________________________________。 (2)在核移植之前，必須先去掉受體卵母細胞的核，目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 受體應(yīng)選用________期卵母細胞。 (3)進行胚胎移植時，代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的重組胚胎基本上不發(fā)生________________________________________________________________________， 這為重組胚胎在代孕母羊體內(nèi)的存活提供了可能。 (4)采用胎兒成纖維細胞進行轉(zhuǎn)基因體細胞克隆，理論上可獲得無限個轉(zhuǎn)基因綿羊，這是因為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [導學號29520636]　解析：(1)分析圖示可知，過程①構(gòu)建的A為含目的基因的表達載體。 (2)核移植以前，必須去掉受體卵母細胞的核，目的是保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細胞。受體應(yīng)該選用處于減數(shù)第二次分裂中期的卵母細胞。 (3)在進行胚胎移植時，受體即代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的外來胚胎基本上不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 (4)轉(zhuǎn)基因體細胞克隆產(chǎn)生的重組細胞具有全能性，培養(yǎng)產(chǎn)生的含目的基因的成纖維細胞可進行傳代培養(yǎng)，因此理論上可獲得無限個轉(zhuǎn)基因綿羊。 答案：(1)含目的基因的表達載體　(2)保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細胞　MⅡ　(3)免疫排斥反應(yīng)　(4)整合有目的基因的成纖維細胞可進行傳代培養(yǎng)