高考生物总复习第10单元现代生物科技专题第37讲克隆技术.docx

高考生物总复习第10单元现代生物科技专题第37讲克隆技术.docx

《高考生物总复习第10单元现代生物科技专题第37讲克隆技术.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考生物总复习第10单元现代生物科技专题第37讲克隆技术.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考生物总复习第10单元现代生物科技专题第37讲克隆技术

第37讲克隆技术

考纲要求　1.植物的克隆[加试（b）]。

2.动物的克隆[加试（a）]。

考点一　植物的克隆

1．植物细胞全能性和组织培养方法

（1）全能性：

植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性，因而都具有发育成完整植株的潜能。

（2）全能性表达的条件

①离体、无菌。

②一定的营养物质，如水、无机盐、蔗糖、维生素等。

③植物生长调节剂。

（3）植物组织培养程序

配制培养基：

配制含有适当营养物质和植物生长调节剂的半固体培养基

　↓

切取消毒的组织块

　↓

获得愈伤组织：

由相对没有分化的活的薄壁细胞团组成的新生组织

　↓

诱导新植株

2．植物细胞培养和器官培养的措施

通过平衡的植物激素配比进行调控。

（1）适量的激动素和细胞分裂素配比，可诱导芽的分化。

（2）适量的吲哚乙酸及适当减除其他某些激素，可诱导生根。

3．原生质体培养与植物细胞工程

（1）原生质体培养

植物细胞原生质体新植株。

（2）植物细胞工程的操作过程

4．植物克隆技术的应用

（1）转基因植株培育。

（2）细胞次生代谢产物的生产。

（3）单倍体育种。

（4）诱发、筛选突变体。

思考诊断

1．进行植物组织培养时，既用到消毒技术，也用到灭菌技术，它们分别针对哪些对象？

为何需进行“无菌操作”。

提示　对培养材料及操作者衣着、手臂应进行消毒，对培养基应进行灭菌。

由于杂菌不仅争夺营养，还会产生毒素，故应进行无菌操作。

2．若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？

提示　培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成相对没有分化的细胞，愈伤组织中不含叶绿体。

3．将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中，在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后，应出现的现象是下列①～④中的哪一种？

提示　细胞分裂素促进细胞分裂，诱导芽的分化；生长素可以促进不定根、侧根的形成；此题中虽然培养基中没有植物激素，但由于外植体为“菊幼苗”而非离体的组织或细胞，故仍可自行产生激素，从而产生如图②所示的生长现象。

4．生长素和细胞分裂素在植物组织培养中的相互作用及其应用

（1）细胞分裂素与生长素比例合适⇒愈伤组织会分化出根和芽。

（2）细胞分裂素多，生长素少⇒只长茎叶不长根。

（3）生长素太多，细胞分裂素少⇒只长根，不长茎叶。

（4）生长素少，细胞分裂素也不多⇒愈伤组织继续生长，不发生分化。

题型一　植物细胞的全能性和组织培养方法

1．下列关于植物克隆的叙述，错误的是（　　）

A．通过花药离体培养可获得单倍体

B．通过平衡植物激素种类可实现器官发生

C．可利用细胞培养生产人参皂甙等中药成分

D．对植物愈伤组织进行诱变、培育和筛选可获得新品种

答案　B

解析　通过平衡植物激素配比可调控器官发生和形态建成。

2．下图为玉米植物（2n＝20）组织培养的简略表示，下列有关说法不正确的是（　　）

①②③―→④

A．①→②的培养基中需要加入一定配比的生长素和细胞分裂素，还要加入琼脂和蔗糖等

B．②的分化程度比①低，全能性比①高

C．若①是花药，则④是单倍体植株，将④的种子用一定浓度的秋水仙素处理可获得纯合子

D．若将②在摇床上进行液体悬浮培养可以获得细胞质丰富、液泡小而细胞核大的胚性细胞

答案　C

解析　玉米为二倍体，其单倍体植株高度不育，并不产生“种子”。

题型二　影响植物组织培养的因素

3．植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性因素。

按照不同顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果。

若先使用生长素，后使用细胞分裂素，实验结果是（　　）

A．有利于细胞分裂，但细胞不分化

B．细胞既分裂也分化

C．细胞分化频率提高

D．有利于细胞分化，但细胞不分裂

答案　A

解析　植物组织培养过程中，细胞分裂素和生长素的使用顺序不同，培养的结果不同。

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；两者同时使用，细胞分化频率提高。

4．如图表示植物组织培养过程。

据图分析下列叙述正确的是（　　）

A．⑤植株根尖细胞的全能性比①植株根尖细胞的强

B．②试管的培养基中含有植物生长调节剂，不含有机物

C．③试管中的细胞具有细胞质丰富、细胞核和液泡都大的特性

D．调节④培养基中植物生长调节剂的比例可诱导产生不同的植物器官

答案　D

解析　由于⑤是由①上的组织经培养形成的个体，故二者的全能性应该相同，A错误；由①到②的过程中植物细胞不能进行光合作用，因而②试管中含有有机物如蔗糖等，故B错误；③试管中细胞为愈伤组织细胞，液泡小，故C错误。

题型三　植物细胞工程流程

5．植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如下图所示，回答相应的问题：

（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①________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。

答案　

（1）这些部位不含或极少含病毒

（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

解析　

（1）作物脱毒是利用茎尖等组织细胞不含或极少含病毒的原理。

（2）植物激素在植物组织培养中的作用是启动细胞分裂，在脱分化和再分化过程中起关键作用。

（3）细胞产物的工厂化生产并没有利用细胞的全能性原理将离体细胞培养成完整植株，而是对愈伤组织进行培养产生大量的细胞产物。

（4）题中提示显微镜观察发现的异常为染色体畸变，包括数目和结构的变异。

6．下图是烟草叶片原生质体分离和培养的流程图。

请回答：

―→―→―→―→―→

（1）酶解时，在纤维素酶和果胶酶的混合液中，还需添加________来提高混合液的渗透压，以便获得完整的原生质体。

（2）获得原生质体后，可用__________________法检测原生质体是否存活。

然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________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（除琼脂外）考虑，配制培养基时需要注意的主要方面是

________________________________________________________________________。

答案　

（1）甘露醇

（2）红墨水染色　血细胞计数板　质壁分离

（3）营养物质和植物生长调节剂的适当配比

解析　

（1）为防止原生质体吸水胀破，可加入适宜浓度的甘露醇溶液来提高混合液的渗透压。

（2）活细胞的质膜具有选择透性，红墨水非细胞生长所需物质，不会被吸收，而死细胞的质膜变为全透性，红墨水可进入使细胞染色；细胞显微计数的常用装置为血细胞计数板，形成细胞壁的细胞置于较高浓度的溶液中会发生质壁分离现象。

（3）植物组织培养过程中需要适当配比的营养物质和植物生长调节剂诱导，才能顺利发生脱分化，形成愈伤组织。

考点二　动物的克隆

1．动物细胞、组织培养

（1）动物克隆的技术基础是动物的细胞和组织培养。

（2）动物细胞培养的过程：

动物细胞培养包括组织块的切取、组织细胞的分散及细胞培养三个阶段。

分散组织细胞常用的方法有机械消化法和胰酶消化法。

（3）原代培养和传代培养的含义

①原代培养：

从机体取出后立即进行的细胞、组织培养的过程。

②传代培养：

将原代培养细胞分成若干份，接种到若干份培养基中，使其继续生长、增殖。

（4）动物成纤维细胞的培养过程：

切取组织小片→胰蛋白酶酶解→原代培养→传代培养。

2．细胞系和细胞株

（1）细胞系的类型：

连续细胞系（恶性细胞系：

具有异体致瘤性；不死性细胞系：

保留接触抑制现象，不致癌）和有限细胞系。

（2）细胞株：

通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞。

可分为连续细胞株和有限细胞株。

3．克隆培养法

（1）概念：

把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。

（2）基本要求：

必须肯定所建成的克隆来源于单个细胞。

（3）提高细胞克隆形成率的措施有：

①选择适宜的培养基；②添加血清；③以滋养细胞支持生长；④激素刺激；⑤使用CO2培养箱；⑥调节pH。

4．动物的细胞融合技术及其应用

（1）细胞融合

①概念：

是指在一定的条件下将两个或多个动物细胞融合成一个细胞的现象。

②原理：

细胞膜的流动性。

③诱导融合的方法

a．物理方法和化学方法：

电激法、聚乙二醇等。

b．生物方法：

灭活的病毒（如仙台病毒）。

（2）细胞杂交

①概念：

基因型不同的细胞间的融合就是细胞杂交。

②过程

③应用：

由于细胞杂交中染色体容易丢失，利用杂交细胞检测特定染色体丢失与特定基因产物（蛋白质）减少的对应关系可以进行基因定位。

（3）杂交瘤技术和单克隆抗体的制备过程

①根据上图完善下面的过程

②为什么选择B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合？

答案　a．选择B淋巴细胞：

若采取单个的B淋巴细胞进行无性繁殖，形成细胞群，这样的细胞群就能产生化学性质单一、特异性强的抗体。

b.选择骨髓瘤细胞：

在体外培养的条件下，肿瘤细胞（如骨髓瘤细胞）具有无限增殖的特性。

5．动物的克隆繁殖

（1）动物细胞全能性的表现程度

①受精卵具有全能性。

②多能细胞只具有分化出多种组织细胞的潜能。

③单能细胞只能分化为一种细胞。

④高度分化的细胞不再分化为其他细胞。

（2）动物难以克隆的根本原因

在动物的个体发育过程中，细胞分化使得细胞发生了基因的差异表达，细胞基因组中基因的活动很不完全。

（3）细胞核移植实验和动物的克隆繁殖

①核移植：

利用一个细胞的细胞核来取代另一个细胞中的细胞核，形成一个重建的“合子”。

②动物的克隆繁殖

思考诊断

1．区分原代培养和传代培养

（1）原代培养

①细胞悬浮液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培养。

②有时把第1代细胞的培养与传10代以内的细胞培养统称为原代培养。

（2）传代培养

①细胞悬浮液培养一段时间后，分瓶再进行的细胞培养。

②传10代以后的细胞培养称为传代培养。

2．比较细胞系和细胞株

种类

来源

特点

细胞系

有限细胞系

通常由二倍体细胞传代培养建成

有接触抑制；不能连续培养

连续细胞系

由传代细胞连续培养建成

发生了转化，多数具有异倍体核型；有些具有异体致瘤性；有些具有不死性，但不致癌

细胞株

有限细胞株

通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞

传代次数有限

一般具有恒定的染色体组型、同功酶类型、病毒敏感性和生化特性等

连续细胞株

可连续多次传代

3.动物细胞培养过程中，也需要将动物细胞分散开来，这与观察植物细胞的有丝分裂中的解离作用类似。

两种处理方法的结果最大的区别是什么？

提示　动物细胞培养过程中的处理，动物细胞还保持活性；但在植物细胞的解离过程中，细胞被解离液杀死，已经失去活性。

4．通过动物体细胞核移植技术获得的克隆动物，其遗传物质是否和供核细胞的遗传物质完全一样？

提示　不完全一样。

细胞