版高考生物大一轮复习 第十一单元 现代生物科技专题 第39讲 细胞工程讲义docWord文件下载.docx
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（3）植物体细胞杂交成功的标志：
杂种细胞再生出细胞壁。
（4）优点：
克服不同生物远缘杂交的障碍。
（5）变异类型：
染色体变异。
4．植物细胞工程的实际应用
（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、动物细胞工程
1．动物细胞培养：
其他动物细胞工程技术的基础。
（1）过程
（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——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；
作为基因工程中常用的受体细胞；
检测并判断某毒性物质毒性的大小；
临床医学研究。
2．动物体细胞核移植
（1）原理：
动物细胞核具有全能性。
（2）过程
3．单克隆抗体制备
（1）诱导动物细胞融合的方法：
化学法——聚乙二醇；
生物法——灭活的病毒。
（2）单克隆抗体制备过程
（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．（2016·
北京西城区期末T24A）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．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。
5．再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。
6．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。
7．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。
8．（2016·
青岛市高三监测T25C）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。
9．（2016·
山东泰安市统考T34D）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。
10．植物原生质体融合和动物细胞融合原理是相同的。
11．小鼠骨髓瘤细胞染色体数为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。
12．体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。
考点一 植物组织培养与植物体细胞杂交[学生用书P278]
1．植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系
名称
植物组织培养
植物体细胞杂交
原理
植物细胞的全能性
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
不同种的植物体细胞融合后形成杂种细胞
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，用一定的方法诱导原生质体融合
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.单倍体育种和突变体的利用的不同点
项目
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
杂种植株染色体组成及基因型分析方法
（1）杂种植株的特征：
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）杂种植株的染色体组成和基因型
①分析方法：
体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。
②实例：
若一植物细胞含有2X条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞含有2Y条染色体，2个染色体组，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。
北京重点中学第一次月考）如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：
（1）图中所示过程的原理有：
________________________________________________________________________。
（2）图中的①过程是________________________________________________________________________。
（3）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。
（4）③和④过程分别是________和________的过程。
则该杂交植物有________个染色体组。
（5）该技术的最显著优势是：
解析：
（1）植物体细胞杂交过程中有原生质体A和原生质体B的融合过程，其原理是细胞膜具有流动性；
将杂种细胞培育成新的个体，其原理是植物细胞具有全能性。
（2）图中的①过程是去除植物细胞壁，制备原生质体。
（3）植物体细胞融合成功的标志是形成新的细胞壁，植物细胞壁的形成与高尔基体有关。
（4）杂种细胞通过脱分化形成愈伤组织，再经再分化形成杂种植株。
图中杂种植株是由两个二倍体的细胞融合成的杂种细胞培育成的新个体，含有四个染色体组。
（5）植物体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍。
答案：
（1）细胞膜具有流动性、植物细胞具有全能性（缺一不可）
（2）（去壁）制备原生质体
（3）形成新的细胞壁 高尔基体
（4）脱分化 再分化 四
（5）克服远缘杂交不亲和的障碍
2．（高考新课标全国卷经典真题）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____________酶和____________酶去除细胞壁，获得具有活力的____________，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____________组织，然后经过____________形成完整的杂种植株。
这种培养技术称为____________________________________。
（2）上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指______________________________________。
假设甲和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________________________________________________________________________。
（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____________________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。
（1）植物体细胞杂交的过程包括植物细胞融合和植物组织培养，其过程依次为酶解法去除植物细胞的细胞壁、用物理或化学法诱导原生质体融合、杂种细胞再生出细胞壁、杂种细胞经植物组织培养（脱分化形成愈伤组织，再分化形成幼根和芽进而形成完整植株）培育成完整植株。
其中，酶解法去除植物细胞的细胞壁利用了酶的专一性，选择纤维素酶和果胶酶，水解植物细胞的细胞壁的主要成分——纤维素和果胶，暴露出有活力的原生质体。
（2）多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。
甲和乙均为二倍体植物，假设二者有性杂交的后代不可育，其原因是该后代在进行减数第一次分裂过程中，由于没有同源染色体，联会出现紊乱，不能产生可育的配子。
而植物体细胞杂交产生的杂种植物，细胞内含有原物种体细胞内的染色体，在减数第一次分裂过程中能够进行同源染色体配对，产生可育的配子。
（3）经植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等，用人工薄膜包装后可得到人工种子。
（1）纤维素 果胶 原生质体 愈伤 再分化（或分化） 植物体细胞杂交技术
（2）体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体（其他合理答案也可） 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（其他合理答案也可） （3）胚状体、不定芽、顶芽、腋芽（答对其中一个即可）
考点二 动物细胞培养与动物体细胞核移植[学生用书P279]
动物细胞培养
动物体细胞核移植
细胞增殖
动物细胞核的全能性
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
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表现型可能不同
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。
武汉调研）下图为动物细胞培养的基本过程示意图。
请回答：
（1）容器A中放置的一般是幼龄动物的器官或组织，原因是其细胞________，易于培养。
培养时先要剪碎，然后用________分散细胞，制成B瓶中的细胞悬液。
将细胞悬液转入C瓶中进行的初次培养称为________。
（2）细胞正常培养了一段时间后，发现细胞绝大部分死亡，只有极少数细胞存活，这是因为存活的细胞发生了________，可无限增殖。
目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为________代以内的细胞，以保持细胞正常的________核型。
（3）C、D瓶中的培养液为保证无菌、无毒的环境，需要添加一定量的________。
培养过程中还需要提供O2和CO2等气体环境，CO2的作用主要是________________________________________________________________________。
（4）动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。
如图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。
据图可知，培养________细胞一定需要添加血清。
（1）动物细胞培养的过程：
取动物组织块（或动物胚胎或幼龄动物的器官）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
（4）据图可知，培养癌细胞有无血清影响不大，而培养正常细胞时，有血清时的细胞数远大于无血清时的细胞数，故培养正常细胞必须要添加血清。
（1）分裂能力强 胰蛋白酶（或胶原蛋白酶） 原代培养
（2）突变 10 二倍体 （3）抗生素 维持培养液的pH （4）正常
2．（2015·
高考安徽卷节选）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，其技术路线如下图。
（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________________________________________________________________________
____________________。
（1）分析图示可知，过程①构建的A为含目的基因的表达载体。
（2）在核移植以前，必须去掉受体卵母细胞的核，目的是保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞。
受体应该选用处于MⅡ期的卵母细胞。
（3）在进行胚胎移植时，受体即代孕母羊对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生免疫排斥反应。
（4）转基因体细胞克隆产生的重组细胞具有全能性，培养产生的含目的基因的成纤维细胞可进行传代培养，因此理论上可获得无限个转基因绵羊。
（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 （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
考点三 动物细胞融合和单克隆抗体[学生用书P280]
1．植物体细胞杂交与动物细胞融合的不同点
动物细胞融合
细胞膜的流动性、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
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
2.单克隆抗体的制备过程
1．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。
2．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，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，一般认为有两次筛选过程，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，从而可以克服单纯B淋巴细胞不能无限增殖的缺点，而大量生产单克隆抗体。
（2016·
天星第一次大联考）研究表明，某种原癌基因表达的H蛋白在多种恶性肿瘤特别是乳腺癌细胞中过量表达。
抗H蛋白单克隆抗体能抑制过量表达H蛋白的乳腺癌细胞的生长，目前已成为乳腺癌有效的生物治疗手段。
如图为抗H蛋白单克隆抗体的制备及相关操作过程，请回答问题：
（1）将H蛋白注射到小鼠体内，取该小鼠的脾脏细胞与甲培养皿中的骨髓瘤细胞进行融合，则乙培养皿中融合细胞类型有________种，其融合的原理是________。
其中将H蛋白注射到小鼠体内时，在小鼠体内发生了________免疫过程。
（2）图中③过程，将融合细胞置于________培养基中培养，一段时间后培养基中只有杂交瘤细胞生长。
将杂交瘤细胞转到丙（多孔培养板）上培养，吸取生长有克隆细胞的培养孔中的上清液，应用________________技术进行抗体阳性检测。
经多次筛选，就能得到产生单克隆抗体的杂交瘤细胞。
（3）治疗乳腺癌时，可将该单克隆抗体与抗癌药物结合构建“生物导弹”，杀死癌细胞。
这充分体现了单克隆抗体________的特点。
筛选得到的杂交瘤细胞，经过②过程（小鼠腹腔内培养）或④过程（体外培养）可以获取大量的单克隆抗体，由上述过程产生的单克隆抗体不能直接用于人体，理由是________________________________________________________________________。
（4）科学家从某些无限增殖细胞的细胞质中分离出了无限增殖调控基因，该基因能激发动物细胞分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更多的思路。
除本题描述的制备单克隆抗体的技术外，请再简要写出一种制备单克隆抗体的思路：
________________________________________________________________________
（1）3 细胞膜的流动性 体液
（2）选择 抗原—抗体杂交 （3）特异性强（或“专一识别抗原部位”） 小鼠形成的抗体对人体来说是抗原 （4）通过基因工程向浆细胞核中导入无限增殖调控基因或利用核移植技术将浆细胞的细胞核移植到去核的无限增殖细胞中（合理即可）
[学生用书P281]）
湖北七市联考）育种工作者利用不同的方法进行了如下四组实验。
请据图回答问题：
（1）图中Ⅰ过程由番茄韧皮部细胞形成幼苗A的过程需要经过________________两个关键步骤，该过程依据的原理是
（2）植物组织培养除了需要提供一定的营养、________、温度和光照外，还必须在________的条件下进行。
（3）已知番茄的红果（Y）对黄果（y）为显性，少室（M）对多室（m）为显性，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。
用红果多室（Yymm）番茄植株的花粉进行Ⅱ、Ⅲ有关实验，则Ⅱ过程中，从花粉形成幼苗B所进行的细胞分裂方式是________________________。
Ⅲ过程中植物体C的基因型为________________________________________________________________________。
（细胞A为两两融合细胞）
（4）图Ⅲ、Ⅳ过程中需要去除细胞壁，获得具有活力的________________________。
（5）在图中Ⅳ过程中，经过鉴别和筛选后，通常植物体D能表现出两个亲本的遗传性状，根本原因是________________________________________________________________________
（1）图中Ⅰ为植物组织培养过程，需要经过脱分化和再分化两个关键步骤，其原理是植物细胞的全能性。
（2）植物组织培养除了需要提供一定的营养、植物激素（生长素、细胞分裂素）、温度和光照外，还必须在无菌的条件下进行。
（3）Ⅱ过程中，从花粉形成幼苗B所进行的细胞分裂方式是有丝分裂。
红果多室（Yymm）番茄植株产生的花粉基因型为Ym、ym，故Ⅲ过程中植物体C的基因型为YYmm、Yymm或yymm。
（4）植物体细胞杂交时，要用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁，获得原生质体。
（5）图中Ⅳ过程中经植物体细胞杂交获得的植株具有两个亲本的遗传物质，能表现出两个亲本的遗传性状。
（1）脱分化和再分化 植物细胞的全能性
（2）植物激素（生长素、细胞分裂素） 无菌
（3）有丝分裂 YYmm或Yymm或yymm
（4）原生质体
（5）具有两个亲本的遗传物质
2．（2016·
山东济南模拟）自然条件下，哺乳动物不发生孤雌生殖。
云南农大科研团队把猪卵母细胞进行人为的孤雌激活处理，使其发育成胚胎，移植到代孕母猪体内，获得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆猪。
这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪。
现将两种技术进行比较：
（1）图中过程________（填序号）是获得核移植克隆猪的技术流程。
（2）孤雌激活处理其实质是要激活卵母细胞________，使其发育成早期胚胎，得到克隆猪。
（3）体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞，需要选择__________时期的卵母细胞，并用微型吸管吸出________________。
欲得到更多的卵母细胞，需用__________处理良种母猪。
（4）早期胚胎移植时，必需移植到同种________的其他雌性动物子宫中，才可能移植成功。
（5）可以从良种不同的克隆猪中提取mRNA进行研究，也可通过________方法得到多种cDNA，并通过________技术扩增产物。
（1）分析题图可知，①②③④为孤雌生殖克隆猪的步骤，而⑤⑥③④为核移植技术得到克隆猪的途径。
（2）孤雌激活处理的目的是激活卵母细胞的增殖分化能力或激发卵母细胞的全能性，从而得到克隆猪。
（3）体细胞核移植过程中用到的卵母细胞是培养到减数第二次分裂中期的卵母细胞，对此时的卵母细胞要用微型吸管吸出细胞核和第一极体；
促性腺激素可以促进雌性个体超数排卵。
（4）胚胎移植对受体的要求是同种的生理状态相同的雌性动物。
（5）cDNA是以mRNA为模板，通过逆转录过程合成的；
PCR技术可以扩增目的基因。
（1）⑤⑥③④
（2）增殖分化（或细胞的全能性）
（3）减数第二次分裂中期 细胞核和第一极体（缺一不可） 促性腺激素 （4）生理状态相同（或同期发情处理）
（5）逆（反）转录 PCR
3．（2014·
高考新课标全国卷Ⅰ，40，15分）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
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