高考生物一轮复习细致讲解练选修35份第二讲 细胞.docx

1、高考生物一轮复习细致讲解练选修35份第二讲 细胞第二讲细胞工程(教材专题2)一、细胞工程1概念是指应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过某种工程学手段，在细胞水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质，从而获得新型生物或特种细胞产品、或产物的一门综合性科学技术。2对概念的理解(1)应用的原理和方法：细胞生物学和分子生物学。(2)研究的水平：细胞整体水平或细胞器水平。(3)研究的目的：按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。二、植物细胞工程1植物组织培养技术的原理、条件及过程(1)原理：植物细胞具有全能性。(2)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

2、的营养、激素和其他适宜外界条件。(3)过程：2植物体细胞杂交(1)概念：用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。 (2)原理：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。(3)流程：4植物细胞工程的应用(1)植物繁殖新途径：微型繁殖、作物脱毒、人工种子等。(2)培养作物新品种：单倍体育种和突变体的利用。(3)细胞产物的工厂化生产：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、动物细胞工程1动物细胞工程常用的技术手段常用手段：动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。2动

3、物细胞培养的过程3动物体细胞克隆(1)过程：动物体细胞克隆包括动物细胞核移植和胚胎移植两个过程。(2)核移植的原理是动物细胞核具有全能性。(3)核移植分类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。(4)核移植过程：(5)选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞比较大，容易操作，卵(母)细胞细胞质多，营养丰富，含有促进核全能性表达的物质。(6)体细胞核移植技术存在的问题是什么？克隆动物存在着健康问题，表现出遗传和生理缺陷等。4动物细胞融合及单克隆抗体制备(1)原理：细胞膜的流动性。(2)方法：物理法(离心、振动、电激)、化学法和生物法(灭活病毒)。(3)应用：单克隆抗体，过程如下：(4)单克隆抗体的特点：

4、特异性强、灵敏度高、并可大量制备。考点一植物的组织培养与植物体细胞杂交()考情解读植物的组织培养与植物体细胞杂交在农业生产中的应用极为广泛，成为新课标高考的热点，近几年在高考试题中的比重逐渐提升。考查形式以简答题为主，常与植物育种等知识结合以图解的形式呈现，以考查基本概念和获取信息的能力为主。做一题例1(2013新课标卷)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

5、培养形成_组织，然后经过_形成完整的杂种植株。这种培育技术称为_。(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指_。假设甲与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。解析本题主要考查了植物体细胞杂交技术，意在考查识记能力和理解能力。要培育同时含有A和B的新型药用植物，可采用植物体细胞杂交技术。(1)植物体细胞杂交技术的第一步是用纤维素酶和果胶酶去除两种植物细胞的细胞壁，获得具有活力的原生质体。诱导融合成功后获得的杂种细胞，经脱分化培养成愈伤组织，然后经过再

6、分化形成完整的杂种植株。(2)多倍体的概念：体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。由于甲与乙有性杂交的后代中分别含有甲植物和乙植物的一个染色体组，两个染色体组中的染色体互不相同，杂交后代细胞中无同源染色体，减数分裂过程中会发生联会异常，不能产生正常的生殖细胞，故该植株不可育。而体细胞杂交获得的杂种植物分别含有甲植物和乙植物的两个染色体组，含有同源染色体，减数分裂过程中联会正常，能产生正常的生殖细胞，故该杂种植株可育。(3)制备人工种子的材料可以是经组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等。答案(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

7、色体组的个体在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽链一串1植物细胞工程的基本技术(1)植物组织培养技术：原理：植物细胞的全能性，即具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整个体的潜能。过程：高度分化的组织形成愈伤组织幼根和芽完整植株(2)植物体细胞杂交技术：概念：将不同植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，培育成新的植物体的技术。原理：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。过程如下图所示：人工诱导的方法：a物理法：离心、振动、电刺激等。b化学法：一般用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂诱导原生质体融合。c融合成功的标志：杂种细胞再生出

8、细胞壁。意义：克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍。2植物细胞工程的应用(1)植物繁殖的新途径：微型繁殖：a概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养法b特点作物脱毒：选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养，获得脱毒苗。人工种子：以植物组织培养得到的胚状体等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。(2)培育作物新品种：用植物的花药进行离体培养形成单倍体，再经人工诱导染色体加倍后筛选出需要的新品种；利用组织培养过程中出现的突变体，培育新的品种。(3)细胞产物的工厂化生产：用人工培养的愈伤组织提取细胞中的某种成分。关键一点细胞分裂素与生长素对细胞分化的影响使用顺序结果生长素/细胞分裂素比值结果先生长素，后细

9、胞分裂素有利于分裂但不分化比值高促根分化，抑芽形成先细胞分裂素，后生长素细胞既分裂也分化比值低促芽分化，抑根形成同时使用分化频率提高比值适中促进愈伤组织生长通一类1(2012广东高考)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是()A组织培养 B细胞杂交C显微注射 D核移植解析：选A植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，将植物茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗；植物体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍，获得具有两个亲本优良性状的植株；显微注射是将带有目的基因的质粒导入动物受体细胞中的技术；核移植是动物细胞工程中经常用到的生物技术。2“白菜甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新

10、品种，它具有生长周期短、耐热性强和易于储存等优点。下图是“白菜甘蓝”的杂交过程示意图，请据图回答：(1)在上述方法中，除去细胞壁的方法是_。(2)图中原生质体A和原生质体B能融合形成一个杂种细胞，所依据的生物学原理是_。(3)通常情况下，白菜和甘蓝杂交是不能成功的，原因是_。(4)通过细胞工程获得的“白菜一甘蓝”是否可育？为什么？_。解析：(1)植物体细胞杂交时先要除去细胞壁得到原生质体。细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因而用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁较为合适。(2)原生质体融合时首先是细胞膜的融合，这说明了细胞膜具有流动性。(3)自然状态下，白菜和甘蓝为不同物种，存在着生殖隔离，所以不能杂交

11、。(4)通过体细胞杂交获得的“白菜甘蓝”是可育的，因为它的细胞中存在同源染色体，可以通过减数分裂产生有性生殖细胞，再经受精作用形成种子。答案：(1)酶解法(用纤维素酶、果胶酶除去细胞壁)(2)细胞膜的流动性(3)存在生殖隔离(4)可育。经减数分裂可产生有性生殖细胞，再经受精作用可形成受精卵并发育成种子考点二动物细胞培养与核移植技术()考情解读对本考点的考查主要以简答题的形式呈现。常与一些社会热点和科技前沿知识相联系，以相关的重要成果为背景进行命题，考查应用基本原理分析解决实际问题的能力。预计在今后的高考中，与基因工程、胚胎工程相结合的试题仍会出现。做一题例2克隆羊的成功轰动世界，它不仅奠定了克

12、隆性治疗疾病的基础，又解决了器官移植中供体不足的问题，同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用，请据图回答下列问题：(1)图中所涉及的现代生物技术有_和_等。(2)下列有关胚胎移植的叙述正确的有_(多选)。A冲卵指的是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子B只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才能被接受C供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应D不同动物胚胎移植的时间不同，人的胚胎移植最好在原肠胚时期进行(3)图中两个克隆动物长大后，各方面特征与原型动物相同，这说明_具有全能性。(4)使用培养基进行胚胎干细胞培养时，通常要加入_等天然成分，除了保证被培

13、养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中，还需要保证细胞生活所需的适宜_。(5)图中从内细胞团到胚胎干细胞的培养过程中，一般用_处理内细胞团，使之分散成单个细胞。解析经核移植形成的重组细胞培育成的新个体其性状与供核方原型动物相同，表明细胞核具全能性；进行动物细胞培养时，培养基中常需添加动物血清，且需保证细胞生活所需要的适宜温度和pH。欲使动物细胞分散成单个细胞，常用胰蛋白酶处理。答案(1)核移植胚胎移植细胞培养(任意两个)(2)AB(3)动物体细胞核(4)血清温度和pH(5)胰蛋白酶链一串1动物细胞培养和动物体细胞核移植的比较项目动物细胞培养动物体细胞核移植原理细胞增殖动物细胞核的全能性过程结果

14、获得细胞群获得与供体遗传物质基本相同的个体联系动物细胞培养是体细胞克隆的基础关键一点(1)动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶，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不同的原因：克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本，所以与植物组织培养不同(只来自于一个亲本)，即克隆动物遗传物质来自两个亲本。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。外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。2动物细胞培养需要满足的条件(1)无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。

15、此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。(2)营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。(3)温度：适宜温度：哺乳动物多是36.50.5；pH：7.27.4。(4)气体环境：95%空气5%CO2，其中O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。通一类3(2013大纲卷)关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是()A动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同 B动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶C烟草叶片离体培养能产生新个体，小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖D动物细胞培养可用于检测有毒物质，

16、茎尖培养可用于植物脱除病毒解析：选B动物细胞培养用液体培养基，而植物组织培养用固体培养基；动物细胞培养过程中要加入胰蛋白酶，而植物组织培养过程中则不用；植物细胞具有全能性，所以烟草叶片离体培养能形成新个体，而动物细胞离体培养只能增殖；植物组织培养中常用根尖、茎尖等培养无病毒植物个体，而动物细胞培养的一个重要应用是检测有毒物质。4右图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据图回答：(1)容器A中放置的是动物器官或组织，它一般取自_。(2)容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是_，然后用_酶处理，这是为了使细胞分散开来，这样做的目的是_。(3)培养首先在B瓶中进行，瓶中的培养基成分有_等。在此瓶中

17、培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，这时培养到第_代，到这时的培养称为_。(4)为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用_处理，然后配制成_，再分装。(5)在C瓶中正常培养了一段时间后，发现细胞全部死亡，原因是_。解析：进行动物细胞培养时所取材料一般为胚胎或幼龄动物的胚胎或组织，培养过程中需用胰蛋白酶处理，促使细胞分散开来；用于动物细胞培养的培养基成分可包括葡萄糖、氨基酸等有机营养、无机盐、动物血清等。正常细胞在分裂10次左右时往往停止分裂并最终死亡，发生癌变的细胞才能保持永久分裂能力。答案：(1)胚胎或幼龄动物的器官或组织(2)剪碎胰蛋白使细胞与培养液充分接触(3)葡萄糖、氨基酸、无机盐和动物血清

18、10原代培养(4)胰蛋白酶细胞悬浮液(5)细胞没有发生癌变考点三动物细胞融合与单克隆抗体的制备()考情解读单克隆抗体的制备在近几年新课标高考中考查较多，一般起点较高，而落点较低。预计今后的高考命题角度主要注重于细胞融合及单克隆抗体在医学实践中的应用。做一题例3人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答下列问题：(1)制备单克隆抗体过程中要用到_和_技术。(2)制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于_，使小鼠产生能分泌相应_的淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的_免疫。(

19、3)在细胞内DNA合成一般有两条途径，主要途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基嘌呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经酶催化作用合成DNA，而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。利用DNA合成途径不同的特点配制的HAT培养基含有多种成分，其中添加的_成分具有筛选杂交瘤细胞的作用。最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是_。(4)此过程生产的单克隆抗体可以与_特异性结合，从而诊断早孕。解析制备单克隆抗体要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术。给小鼠注射的HCG相当于抗原，小鼠经过体液免疫从而产生分泌相应抗体的B淋巴细胞。在培养基中加入氨基嘌呤可阻

20、断细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸进而合成DNA的过程，从而抑制DNA通过此途径进行复制，因此用此种培养基进行筛选时，培养基中的骨髓瘤细胞的DNA复制过程被阻断，不能生长，而受抗原刺激后的淋巴细胞也不能增殖，则筛选出来的就都是杂交瘤细胞。答案(1)动物细胞培养动物细胞融合(2)抗原抗体体液(3)氨基嘌呤能无限增殖并分泌特异性抗体(必须答全)(4)人绒毛膜促性腺激素(或HCG)链一串1植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较植物体细胞杂交动物细胞融合细胞融合原理细胞膜的流动性、植物细胞的全能性细胞膜的流动性细胞融合方法用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散后，诱导细

21、胞融合诱导手段离心、电刺激、振动、显微操作、聚乙二醇等诱导与植物体细胞杂交相比，还可用灭活的病毒诱导结果获得杂种植株获得杂种细胞，以生产细胞产品用途克服远缘杂交不亲和的障碍，扩展杂交亲本范围，培育新品种制备单克隆抗体、病毒疫苗、干扰素等相同点两者在融合过程中都会发生多种融合方式，如AA，BB，AB，因此要进行筛选两者都要用到细胞融合和细胞培养两种技术手段2细胞融合两次筛选的目的及方法(1)在特定的选择性培养基上，未融合的亲本细胞(B淋巴细胞和骨髓瘤细胞)和融合的具有同种核的细胞(BB融合细胞、瘤瘤融合细胞)都会死亡，只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞)才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖

22、，又能产生单一的特异性抗体。(2)经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞(很多种杂交瘤细胞)，需经克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。关键一点抗体是由B淋巴细胞分泌的，每一种B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体，要想得到大量的单一抗体，必须将同一种B淋巴细胞大量克隆，但在体外培养的条件下，一个B淋巴细胞不能无限增殖，而骨髓瘤细胞可以在体外无限增殖，因此，通过细胞融合可得到既能分泌特异性抗体、又能无限增殖的杂交瘤细胞。通一类5(2013重庆高考)下图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。下列有关叙述正确的是()A是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞

23、B中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成C同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性D是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群解析：选D图示是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应B细胞(浆细胞)；胰蛋白酶常用在动物细胞培养过程中，其作用是使组织分散成单个细胞，图示中应使用促融剂如聚乙二醇(PEG)；图示为杂交瘤细胞，其同时具有浆细胞产生抗体的特性和骨髓瘤细胞无限增殖的特性；图示是经筛选获得的能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞。6根据单克隆抗体制备流程示意图判断以下选项中正确的是()A单克隆抗体技术的原理包括细胞增殖、细胞膜的流动性、细胞的全能性等B根据培养基的物理性质分类，图中HAT培养基属于选择培养基C在制备

24、单克隆抗体的过程中有两次筛选，第一次是筛选杂交瘤细胞，第二次是筛选能够产生高特异性抗体的杂交瘤细胞D小鼠骨髓瘤细胞染色体数是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解析：选CA项不能体现细胞的全能性；B项中选择培养基是按用途划分的；D项中融合的细胞的细胞质中也含有DNA分子。一、选择题1下列有关植物细胞工程的叙述，正确的是()A脱分化过程中植物细胞会失去其特有的结构和功能B再分化过程中只需要细胞分裂素作用即可C白菜与甘蓝均为二倍体，经体细胞杂交可得二倍体“白菜甘蓝”新品种D植物体细胞杂交与动物细胞融合的方法完全一致解析：选A再分化过程中需生长素与细胞分裂素共同

25、作用，只是细胞分裂素的效应高于生长素；因杂交细胞含有两个物种的四个染色体组，所以两种二倍体经体细胞杂交所得生物为异源四倍体；动物细胞融合可用灭活的病毒处理，而植物体细胞杂交不能。2(2013重庆高考)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材消毒愈伤组织培养出芽生根移栽”。下列有关叙述，错误的是()A消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害B在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞C出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控D生根时，培养基通常应含萘乙酸等生长素类调节剂解析：选B植物组织培养中消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少

26、消毒剂对培养材料的伤害；植物体细胞的杂交需先除去细胞壁得到原生质体，再在细胞融合诱导剂作用下获得染色体加倍的细胞；细胞分化的实质是基因的选择性表达；植物组织培养过程中，生根阶段的培养基中通常应含有生长素类调节剂。3细胞工程中，选择合适的生物材料是成功的关键。下列选择不合理的是()A选择高度分化的动物体细胞进行培养有利于获得大量细胞B选择胚胎细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物的成功率C选择一定大小的植物茎尖进行组织培养可获得脱毒苗D选择植物的愈伤组织进行诱变处理可获得优质的突变体解析：选A培养动物细胞时，应该选择增殖能力强、分化程度低的组织或器官，如幼龄动物的组织。胚胎细胞的分化程度低，进行

27、核移植能够提高克隆动物的成功率。植物茎尖由于没有病毒，通过植物组织培养可以获得脱毒苗。愈伤组织的分裂能力强，对其进行诱变处理后可获得优质的突变体。4下列关于动物细胞培养的叙述中，正确的是()A动物细胞培养的目的就是为获得细胞分泌蛋白B动物细胞培养前要用胰蛋白酶处理使细胞分散开C动物细胞培养通常不会出现接触抑制现象D可以通过细胞培养技术获得完整的动物个体解析：选B动物细胞的培养是为了获得更多的动物细胞，不同于植物组织培养，它无法获得完整动物个体。在培养之前对材料要用胰蛋白酶处理使细胞分散开，在培养过程中动物细胞会出现接触抑制现象。5下列与细胞工程技术相关的表述中，不正确的是()A植物体细胞杂交技

28、术可以克服常规的远缘杂交不亲和障碍B动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分相同C动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同D植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性解析：选B植物体细胞杂交可以把来自不同植物细胞融合在一起，克服了自然状态下植物间远缘杂交不亲和障碍，融合后的细胞能培育成一个植物个体，体现了植物细胞全能性，细胞融合原理是膜的流动性，但植物细胞培养基除基本成分外还需要植物激素，动物细胞培养液还需要动物血清。6某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性，准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列说法正确的是()A在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，也可用胃蛋白酶处理B细胞培养过程中加入的O2和CO2作用相同C甲、乙细胞在持续的原代培养过程中，乙会出现停止增殖的现象D仅用该培养液也能用来培养乙肝病毒解析：选C胃蛋白酶最适pH值接近于2，在酸性条件下作用强，而细胞培养液的pH值接近于