細(xì)胞工程 專題二 1 根據(jù)對近3年各省高考試題的分析 發(fā)現(xiàn)本章內(nèi)容在高考命題中的形式多樣 如選擇 簡答 綜合分析和實(shí)驗(yàn)等 2 高考試題側(cè)重于考查不同技術(shù)的原理 過程及其之間的區(qū)別和聯(lián)系 如植物細(xì)胞培養(yǎng)和動物細(xì)胞培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交等 同時(shí)綜合必修中的細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能 細(xì)胞全能性和分化 基因突變等內(nèi)容 3 植物體細(xì)胞雜交和動物細(xì)胞融合中兩種細(xì)胞結(jié)合的原理 操作過程 植物細(xì)胞工程在植物育種和藥物的工廠化生產(chǎn)等方面的應(yīng)用較突出 很容易結(jié)合必修2的遺傳育種出題 體細(xì)胞克隆和單克隆抗體是社會熱點(diǎn)問題 整個技術(shù)的操作程序 原理及各步驟的注意事項(xiàng)都是?？键c(diǎn) 1 復(fù)習(xí)時(shí)要聯(lián)系必修1 動植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能 細(xì)胞的分化和全能性 必修2 生物變異在育種上的應(yīng)用 必修3 人體內(nèi)環(huán)境及免疫知識 等相關(guān)知識 認(rèn)真識讀各種技術(shù)的流程圖 并關(guān)注細(xì)胞工程的新成就和新發(fā)展 2 以細(xì)胞的全能性為線索將植物組織培養(yǎng)技術(shù)與植物體細(xì)胞雜交技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來 以動物細(xì)胞核的全能性為線索 將動物細(xì)胞培養(yǎng)與融合 體細(xì)胞核移植及單克隆抗體串聯(lián)起來 一 細(xì)胞工程應(yīng)用 和 的原理和方法 通過 或細(xì)胞器水平上的操作 按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的 或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù) 根據(jù)操作對象的不同 可分為 和 細(xì)胞生物學(xué) 分子生物學(xué) 細(xì)胞水平 遺傳物質(zhì) 植物細(xì)胞工程 動物細(xì)胞工程 細(xì)胞的全能性 脫分化 愈傷組織 再分化 微型繁殖 脫毒 人工種子 單倍體 細(xì)胞產(chǎn)物 融合的原生質(zhì)體 原生質(zhì)體A 原生質(zhì)體B 雜種細(xì)胞 振動 電激 聚乙二醇 PEG 遠(yuǎn)緣雜交不親和 單個細(xì)胞 培養(yǎng)基中 生長和增殖 單個細(xì)胞 原代培養(yǎng) 無菌 無毒 血清 血漿 溫度 pH 氣體 病毒疫苗 單克隆抗體 細(xì)胞核 卵母細(xì)胞 重組 動物個體 胚胎細(xì)胞核移植 體細(xì)胞核移植 重組細(xì)胞 移植 家畜遺傳改良 瀕危物種 醫(yī)用蛋白 雜交細(xì)胞 聚乙二醇 滅活的病毒 遠(yuǎn)緣雜交 單克隆抗體 大量繁殖 產(chǎn)生專一的抗體 特異性強(qiáng) 1 植物組織培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng)與動物細(xì)胞培養(yǎng)的比較 細(xì)胞全能性表達(dá)的條件 外植體必須離體 在嚴(yán)格無菌的條件下培養(yǎng) 培養(yǎng)基中含有一定的營養(yǎng)成分和植物激素 需要適宜的溫度和光照 2 植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用 1 植物繁殖的新途徑 微型繁殖 不僅可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性 還可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖 作物脫毒 無性繁殖作物感染的病毒在體內(nèi)逐年積累導(dǎo)致產(chǎn)量降低 品質(zhì)變差 利用植物分生組織 如莖尖 根尖 進(jìn)行培養(yǎng) 可以使新長成的植株脫除病毒 人工種子 植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體 不定芽 頂芽或腋芽等 包上人工種皮就可以形成人工種子 下圖是人工種子的結(jié)構(gòu)示意圖 突變體的利用 在植物組織培養(yǎng)過程中 由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷分裂的分生狀態(tài) 因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力 如射線 化學(xué)物質(zhì)等 的影響而發(fā)生突變 從這些產(chǎn)生突變的個體中可以篩選出對人們有用的突變體 進(jìn)而培育成新品種 細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) 利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)某些細(xì)胞產(chǎn)物 如蛋白質(zhì) 脂肪 糖類 藥物 香料 生物堿等 3 動物細(xì)胞培養(yǎng) 動物細(xì)胞培養(yǎng)中兩次使用胰蛋白酶的目的 第一次在原代培養(yǎng)前 用胰蛋白酶處理剪碎的組織塊 目的是使之分散成單個細(xì)胞 第二次是在原代培養(yǎng)過程中 目的是使貼壁生長的細(xì)胞從甁壁上脫離下來 原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)的分界點(diǎn) 貼滿甁壁的細(xì)胞脫離甁壁后的分瓶培養(yǎng) 分瓶前的培養(yǎng)為原代培養(yǎng) 分瓶后的培養(yǎng)為傳代培養(yǎng) 2013 重慶一中模擬 下面的簡式表示植物組織培養(yǎng)的大致過程 據(jù)此判斷不正確的是 A 若 是來自不同植物體細(xì)胞融合的雜種細(xì)胞 則 可能出現(xiàn)不同植物的遺傳特性B 若 是二倍體植株的花粉 則 是單倍體植株 經(jīng)染色體加倍后可得到穩(wěn)定遺傳的品種C 若 是人參細(xì)胞 對 進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)可提高細(xì)胞產(chǎn)物人參皂的產(chǎn)量D 若 是具有雜種優(yōu)勢的農(nóng)作物細(xì)胞 則用 進(jìn)行繁育會發(fā)生性狀分離 解析選項(xiàng)D中用 繁育屬無性繁殖 所以不會發(fā)生性狀分離 答案D 2013 泉州模擬 在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中 下列處理不恰當(dāng)?shù)氖?A 培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具要進(jìn)行滅菌處理B 提供種類齊全的營養(yǎng)物質(zhì)C 提供純氧以保證細(xì)胞的呼吸作用D 提供適宜的溫度和pH 答案 C 解析 動物細(xì)胞必須在無菌環(huán)境下培養(yǎng) 營養(yǎng)物質(zhì)包括水 無機(jī)鹽 單塘 生長因子 核苷酸 動物血清等 需提供O2 95 的空氣 和CO2 1 植物體細(xì)胞雜交 植物體細(xì)胞雜交與動物細(xì)胞融合的比較 雜種細(xì)胞的類型 有3種 AA BB AB 符合要求的只有AB 需要進(jìn)行篩選 雜種細(xì)胞AB形成的標(biāo)志 新的細(xì)胞壁的生成 雜種植株遺傳物質(zhì)的變化 細(xì)胞融合屬于染色體變異 雜種植株的染色體數(shù)通常是兩親本細(xì)胞染色體數(shù)目之和 形成異源多倍體 2 動物細(xì)胞融合 下列關(guān)于細(xì)胞工程的敘述 錯誤的是 A 某種植物甲 乙兩品種的體細(xì)胞雜交獲得的雜種植株與甲 乙兩品種雜交后代的染色體數(shù)目相同B 去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁和將動物組織分散成單個細(xì)胞均需酶處理C 聚乙二醇可誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合或動物細(xì)胞融合D 植物體細(xì)胞雜交的原理是細(xì)胞膜的流動性和細(xì)胞全能性 解析體細(xì)胞雜交獲得的雜種植株的染色體數(shù)目是兩種植株染色體數(shù)目之和 染色體組也加倍 去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁用纖維素酶和果膠酶 將動物組織分散成單個細(xì)胞用胰蛋白酶處理 聚乙二醇是一種常用的化學(xué)誘導(dǎo)劑 可誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合或動物細(xì)胞融合 植物體細(xì)胞雜交過程中的融合原理是細(xì)胞膜的流動性 融合后的重組細(xì)胞培養(yǎng)的原理是細(xì)胞的全能性 答案A 2014 廣東專家原創(chuàng)卷 雙選 如圖為動物細(xì)胞融合技術(shù)過程圖 下列相關(guān)敘述正確的是 A 圖中a表示滅活的病毒 此外還可用物理或化學(xué)方法誘導(dǎo)融合B 圖中 過程發(fā)生了細(xì)胞膜融合 體現(xiàn)了細(xì)胞膜的選擇透過性C 圖中 過程表示通過有絲分裂過程實(shí)現(xiàn)融合細(xì)胞的增殖D 動物細(xì)胞融合技術(shù)的主要用途是獲得雜種動物 答案 AC 解析 圖 過程發(fā)生了細(xì)胞膜融合 體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動性 動物細(xì)胞融合技術(shù)主要用途是獲得單克隆抗體 融合細(xì)胞的分裂方式為有絲分裂 不能準(zhǔn)確掌握單克隆抗體的制備過程 2013 重慶理綜 2 下圖是單克隆抗體制備流程的簡明示意圖 下列有關(guān)敘述 正確的是 A 是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應(yīng)T淋巴細(xì)胞B 中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細(xì)胞的形成C 同時(shí)具有脾臟細(xì)胞和鼠骨髓細(xì)胞的特征D 是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細(xì)胞群解析 是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的漿細(xì)胞 中使用聚乙二醇或滅活的病毒等 有利于雜交瘤細(xì)胞的形成 同時(shí)具有漿細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的特性 是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體細(xì)胞群 故D項(xiàng)正確 答案D 糾錯1 單克隆抗體的制備過程 2 兩次篩選的目的不同 1 第一次篩選是將未融合的B淋巴細(xì)胞 骨髓瘤細(xì)胞以及B B融合 瘤 瘤融合的細(xì)胞通過選擇培養(yǎng)基淘汰 篩選出B 瘤融合的細(xì)胞 2 第二次篩選是將產(chǎn)生特定抗體的B 瘤細(xì)胞通過細(xì)胞培養(yǎng)用相應(yīng)抗原檢測的辦法篩選出來 因?yàn)閺捏w內(nèi)取免疫過的B淋巴細(xì)胞時(shí)取出很多種 形成的雜交瘤細(xì)胞有很多種 需篩選出產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞 用小鼠制備的單克隆抗體可用于人類疾病的診斷和治療 下列關(guān)于單克隆抗體的敘述錯誤的是 A 由雜交瘤細(xì)胞分泌B 具有特異性強(qiáng) 靈敏度高的特點(diǎn)C 與抗癌藥物結(jié)合可制成 生物導(dǎo)彈 D 用于疾病治療時(shí)人體不會產(chǎn)生任何免疫排斥 答案 D 解析 由于融合了小鼠的瘤細(xì)胞 其表面抗原會與人淋巴細(xì)胞的不同 可能會產(chǎn)生免疫排斥 1 原理 動物細(xì)胞核的全能性2 操作流程 動物體細(xì)胞核移植與克隆動物 3 解讀 1 卵母細(xì)胞選擇時(shí)期及原因減 中期的卵母細(xì)胞 此時(shí)具備受精能力 細(xì)胞質(zhì)中合成的與分裂 分化有關(guān)的物質(zhì)能刺激融合后的重組細(xì)胞進(jìn)行分裂分化 形成重組胚胎 2 選取卵細(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因 大 易于操作 卵黃多 營養(yǎng)豐富 為發(fā)育提供充足的營養(yǎng) 能激發(fā)重組細(xì)胞分裂分化 3 供體細(xì)胞 取供體動物的體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng) 一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞 因?yàn)?0代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型 保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ) 4 動物體細(xì)胞不能經(jīng)培養(yǎng)直接發(fā)育成完整個體 原因是動物體細(xì)胞的全能性受到限制 用體細(xì)胞核移植技術(shù)能夠得到克隆動物 說明動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性 5 該過程用到的技術(shù)手段 動物細(xì)胞培養(yǎng) 動物細(xì)胞融合 早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植 6 核移植產(chǎn)生的克隆動物與提供細(xì)胞核的親本不完全相同的原因 克隆動物細(xì)胞質(zhì)基因來源于另一個親本 所以與植物組織培養(yǎng)不同 只采自于一個親本 克隆動物的遺傳物質(zhì)來自兩個親本 在發(fā)育過程中可能發(fā)生基因突變 染色體變異等導(dǎo)致性狀改變 外界環(huán)境條件的影響引起不可遺傳的變異 4 應(yīng)用及存在的問題 1 應(yīng)用 加速家畜遺傳改良進(jìn)程 促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育 保護(hù)瀕危物種 克隆器官用于移植等 2 存在的問題 成活率低 克隆動物的健康問題 克隆動物食品的安全性問題 2013 珠海質(zhì)監(jiān) 雙選 如圖是哺乳動物生殖過程 其中b為卵細(xì)胞 c為體細(xì)胞 下列敘述不正確的是 A 形成動物 的過程分別屬于有性生殖和無性生殖B 產(chǎn)生動物 的過程中可發(fā)生基因突變 基因重組等C 動物 的產(chǎn)生表明動物細(xì)胞具有全能性D abc細(xì)胞的形成過程 僅c細(xì)胞為有絲分裂解析動物 通過受精作用形成 屬于有性生殖 動物 通過細(xì)胞核移植技術(shù)形成 利用的原理是動物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性 形成動物 的過程屬于無性生殖 A正確 C錯誤 a b細(xì)胞分別是精原細(xì)胞和卵原細(xì)胞通過減數(shù)分裂形成的 c細(xì)胞是體細(xì)胞 通過有絲分裂形成 D正確 產(chǎn)生動物 的過程中并沒有發(fā)生基因重組 故B錯誤 答案BC 2014 臺山模擬 在下列敘述中 正確的一項(xiàng)是 A 克隆不是無性繁殖B 動物細(xì)胞培養(yǎng)與植物細(xì)胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)液成分一樣C 用滅活仙臺病毒能高效地誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合D 細(xì)胞核移植是體細(xì)胞克隆的關(guān)鍵步驟 答案 D 解析 克隆屬于無性繁殖 A項(xiàng)錯誤 動物細(xì)胞培養(yǎng)與植物細(xì)胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)液成分不一樣 與植物細(xì)胞培養(yǎng)基比較 動物細(xì)胞培養(yǎng)液的獨(dú)特之處 液體培養(yǎng)基 其成分中有動物血清 沒有植物激素 B項(xiàng)錯誤 仙臺病毒不穩(wěn)定 在保存過程中融合性會降低 并且制備過程比較繁瑣 動物細(xì)胞融合更常利用的是化學(xué)或物理誘導(dǎo)的方法 C項(xiàng)錯誤