届高考生物一轮复习 第十二单元第43讲细胞工程Word文档格式.docx
《届高考生物一轮复习 第十二单元第43讲细胞工程Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届高考生物一轮复习 第十二单元第43讲细胞工程Word文档格式.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
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。
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
a.离体
b.适宜的营养
c.生长素/细胞分裂素的比例适中
d.不需要光照
c.生长素和细胞分裂素
d.光照
2.激素比例与分化的关系
适当提高生长素与细胞分裂素的比例容易生根，适当提高细胞分裂素与生长素的比例容易生芽，比例适中诱导产生愈伤组织。
（如图所示）：
3．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
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。
命题1 植物细胞工程的基本技术
1．植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如图所示，回答下列相应的问题：
（1）为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体
（3）在生产实践中为获得大量的细胞产物，如紫杉醇，可将________放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞悬浮液，再经过________即可获得大量细胞。
（4）组织培养过程需要提供植物生长和繁殖的最适条件，否则在光学显微镜下可能观察到发生____________________异常，进而使植物出现遗传不稳定甚至不育。
（5）植物组织培养技术不仅应用于花卉和果树的快速大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于__________________、________________、______________等育种过程中。
解析：
（1）植物的花芽、叶芽等处的分生组织病毒极少，因此用这些部位的细胞为植物组织培养的材料，可以获得脱毒植株。
（2）在植物组织培养时，常用生长素和细胞分裂素来诱导外植体形成愈伤组织、生根、发芽，从而形成新的植物体。
（3）一般利用外植体脱分化形成的愈伤组织获得细胞产物，愈伤组织有很强的分裂能力，通过培养愈伤组织细胞可获得大量细胞产物。
（4）愈伤组织细胞分裂时易受环境条件影响而发生染色体结构或数目的变异，故需要在适宜的条件下进行组织培养。
（5）植物体细胞杂交育种、植物基因工程育种、单倍体育种等育种过程均需要用到植物组织培养技术。
答案：
（1）这些部位病毒极少
（2）脱分化和再分化
（3）愈伤组织 细胞分裂
（4）染色体结构与数目
（5）植物体细胞杂交育种 基因工程育种 单倍体育种
2．（2017·
江西九江七校第一次联考）根据如图所示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）在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________________。
（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________（填数字编号）。
（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。
（1）番茄和马铃薯属于两个物种，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。
（2）在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是细胞的全能性，其中过程②称为原生质体融合。
（3）由于番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，因此“番茄—马铃薯”属于异源六倍体。
（4）柴油是植物细胞的代谢产物，将柴油树细胞培养到愈伤组织阶段即可提取，愈伤组织阶段为图中的e阶段。
（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，包括脱分化和再分化两个阶段，即图中的④⑤。
（6）人工种子是用胚状体包上人工种皮制成的。
（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
（3）六
（4）e
（5）④⑤
（6）f
命题2 植物细胞工程的实际应用
3．（2017·
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
动物细胞培养与动物体细胞核移植
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。
1．动物细胞培养时注意的几个问题
（1）进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。
分散细胞时不能用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.8。
胰蛋白酶作用的适宜pH为7.2～7.8，而多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4。
（2）原代培养与传代培养的区别
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。
②传代培养：
原代培养的细胞生长、繁殖一定时间后，由于空间不足或细胞密度过大导致接触抑制，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。
（3）取供体动物的体细胞培养，一般选用传至10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。
然而欲获得无限增殖的瘤细胞则往往在50代以后，其遗传物质已发生变化，具癌变特性。
2．核移植时应注意的几个问题
（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，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2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。
1．（2017·
武汉调研）如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，培养癌细胞时有无血清影响不大，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）基因突变 10 二倍体 （3）抗生素 维持培养液的pH （4）正常
2．（2016·
高考全国卷甲，40）如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____________。
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________的方法。
②代表的过程是__________。
（2）经过多次传代后，供体细胞中__________________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
（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
（1）核移植过程中，供体的体细胞中性染色体组成可为XX或XY；
去核时常采用显微操作的方法；
图示②过程表示胚胎移植。
（2）细胞培养过程中，经过多次传代培养，细胞中遗传物质的稳定性会降低。
（3）由于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，所以克隆动物与供体性状不完全相同。
（4）克隆动物的成功获得证明了已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
（1）XX或XY 显微操作 胚胎移植
（2）遗传物质 （3）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）动物已分化体细胞的细胞核具有全能性
动物细胞融合和单克隆抗体
1．动物细胞融合
（1）含义：
在一定的条件下将两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
（2）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
（1）单克隆抗体制备过程
（2）单克隆抗体的优点：
特异性强、灵敏度高、可大量制备。
（3）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．植物体细胞杂交与动物细胞融合的不同点
植物体细胞杂交
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、振动等
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
2.单克隆抗体制备过程的关键分析
（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）制备单克隆抗体过程中的两次筛选
筛选的对象
第一次
筛选
杂交瘤细胞
利用特定的选择培养基：
在该培养基中只有杂交瘤细胞能存活，其他细胞（未融合的B细胞和瘤细胞、融合后的B—B细胞和瘤—瘤细胞）均不能成活
第二次
能产生特异性抗体的杂交瘤细胞
利用特定抗原通过抗原—抗体杂交技术确认抗体性质
（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。
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．血清抗体与单克隆抗体的辨析
名称
产生
血清
抗体
由浆细胞分泌
一般从血清中分离，产量低、纯度低、特异性差
单克隆
由杂交瘤细胞分泌
特异性强，灵敏度高，能大量制备
1．如图为动物细胞融合示意图，请据图回答下列问题：
（1）图中仙台病毒的作用是
（2）若仅考虑两两融合，则A细胞和B细胞融合后共有______________________________三种类型。
（3）由杂种细胞形成无性系1、2、3的方法，可以称为______________。
（4）此项技术最重要的应用是________________________________。
（1）诱导细胞融合需要有促融剂，例如聚乙二醇、仙台病毒等。
（2）若仅考虑两两融合，则A细胞和B细胞融合后共有A—A、A—B、B—B三种类型。
（3）无性繁殖可以称之为克隆。
（4）细胞融合技术最重要的应用是制备单克隆抗体。
（1）促进细胞融合（作为促融剂）
（2）A—A、A—B、B—B
（3）克隆
（4）制备单克隆抗体
吉林实验中学模拟）如图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。
请根据示意图回答下列问题：
（1）单克隆抗体技术是________________技术中最重要的用途。
将特定的抗原注入小鼠体内，其目的是使小鼠产生________细胞。
（2）单克隆抗体的化学本质是________；
合成与分泌单克隆抗体涉及的细胞器是________、________、________、________。
（3）骨髓瘤细胞与某些淋巴细胞混合在一起，细胞融合完成后，在培养基中有________种两两融合的细胞，融合的方法除了电激外，还可以用化学诱导剂________或灭活的________处理。
（1）单克隆抗体技术是动物细胞融合技术中最重要的用途。
将特定的抗原注入小鼠体内，其目的是使小鼠产生浆细胞。
（2）单克隆抗体的化学本质是蛋白质，属于分泌蛋白，合成与分泌单克隆抗体涉及的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
（3）骨髓瘤细胞与某些淋巴细胞混合在一起，细胞融合完成后，在培养基中有三种两两融合的细胞，分别是瘤—瘤细胞，B—B细胞，瘤—B细胞。
动物细胞融合的方法除了电激外，还可以用化学诱导剂聚乙二醇（PEG）或灭活的病毒处理。
（1）动物细胞融合 浆
（2）球蛋白（或蛋白质） 核糖体 内质网 高尔基体 线粒体
（3）三 聚乙二醇（PEG） 病毒
课时作业
浙江考试院抽测改编）如图是烟草叶片原生质体分离和培养的流程图：
―→
（1）酶解时，在________酶和________酶的作用下去除细胞壁，以获得完整的原生质体。
（2）获得原生质体后，将原生质体制成悬浮液，滴加在____________上，用显微镜观察并计数。
要判定原生质体是否已形成细胞壁，可用________方法鉴别。
（3）欲通过原生质体培养得到愈伤组织，从培养基的成分考虑，配制培养基时需要注意的主要方面有哪些？
（1）在获得植物原生质体时，需用纤维素酶和果胶酶混合液处理实验材料，将细胞壁消化除去，获得球形的原生质体。
（2）对原生质体进行显微计数，必须将原生质体制成的悬浮液滴加在血细胞计数板上；
可用质壁分离实验来检测原生质体是否已形成细胞壁。
（3）要将原生质体培养成愈伤组织，配制培养基时需要注意营养物质的适当配比和植物生长调节剂的适当配比。
（1）纤维素 果胶
（2）血细胞计数板 质壁分离
（3）营养物质的适当配比和植物生长调节剂的适当配比
2．如图表示某育种过程，请据图回答下列问题：
（1）②③过程中，②属于________过程，其中需要光照的是________（填序号）。
（2）由花粉能培养成试管苗，说明植物细胞具有________，根本原因是
______________________________________________。
（3）花粉在实验室条件下发育成植株这一技术，可应用于________育种，从而获得稳定遗传的新品种。
该项技术最大的优点是__________________________________。
（4）若花药壁细胞的基因型是AaBb，则最后得到的纯合二倍体植株可能有________种基因型。
（1）脱分化 ③
（2）全能性 每个细胞中都具有发育成完整个体所需要的全部遗传物质
（3）单倍体 明显缩短育种年限
（4）四
黑龙江哈尔滨质检）细胞融合技术有着广泛应用。
如图为细胞融合的简略过程，据图回答相关问题：
（1）若a、b分别是基因型为yyRr和YYrr两个玉米品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。
科学家分别将它们的花粉除去细胞壁，然后诱导其融合，再把这些融合细胞进行培养，培育出了玉米新品种。
①这两个品种
升级会员 