高考生物一轮复习第10单元现代生物科技专题第37讲细胞工程课件

第37讲 细胞工程 第十单元 现代生物科技专题 考纲要求 1.植物的组织培养()。 2.动物细胞培养与体细胞克隆()。 3.细胞融合与单克隆抗体()。 考点一 植物细胞工程 考点二 动物细胞培养与体细胞克隆 内容索引 考点三 动物细胞融合与单克隆抗体的制备 重温高考 演练模拟 知识网络 答题语句 课时作业 考点一 植物细胞工程 1.细胞工程 (1)操作水平： 。 (2)目的：按照人的意愿来改变细胞内的 或获得 。 2.植物细胞的全能性 (1)概念：具有某种生物全部 的任何一个细胞，都具有发育成 _的潜能。 (2)表达条件：具有完整的细胞结构，处于 状态，提供一定的 _和其他适宜外界条件。 梳理知识要点 细胞水平或细胞器水平 遗传物质细胞产物 遗传信息 完整生物体 离体 营养、激素 3.植物组织培养技术 (1)原理：植物细胞具有 。 (2)过程 离体的植物 器官、组织 或细胞 愈伤组织 脱分化 营养物质、激素 胚状体 人造胚乳和种皮 人工种子 发 育 植物体根、芽 再分化 激素、光 全能性 4.植物体细胞杂交技术 (1)概念：将 的植物体细胞，在一定条件下融合成 ，并 把杂种细胞培育成 的技术。 (2)过程 植物细胞A、B 纤维素酶和果胶酶 处理去掉细胞壁 原生质体A、B 聚乙二醇处理(或离心、振动、电击等) 不同种杂种细胞 新的植物体 融合的原生质体 再生出 细胞壁 (融合完成的标志) 杂种 细胞 脱分化 愈伤 组织 再分化 胚状体 和丛芽 发育杂种 植物 (3)意义：克服了 的障碍。 远缘杂交不亲和 易错提醒 有关植物体细胞杂交的三个易错点 (1)错认为融合的原生质体只有AB融合的。还有可能有AA融合的和BB 融合的，需要经过筛选，选出AB融合的原生质体。 (2)错认为植物体细胞杂交属于有性生殖。植物体细胞杂交过程中没有 有性生殖细胞的结合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。 (3)错认为杂种植株的变异类型属于基因重组。杂种植株的变异类型属 于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之 和，杂种植株属于异源多倍体。 优点：后代是纯合子，能稳定遗传 5.植物细胞工程的应用 (1)微型繁殖：优点是能够 。 (2)作物脱毒：利用 等无毒组织进行微型繁殖。 (3)培育 ：可以解决某些植物结实率低、繁殖困难的问题。 (4)作物新品种的培育 单倍体育种 过程：花药离体培养_植株 人工诱导 染色体加倍 纯合子植株 保持亲本的优良性状 茎尖、根尖 人工种子 单倍体 (5)细胞产物的工厂化生产：即利用 技术生产蛋白质、脂 肪、糖类、药物、香料和生物碱等。 突变体的利用 原理：_ 基因突变 过程：外植体 脱分化 愈伤组织 诱变处理 突变体 筛选 培育 新品种 诱导分化 优点：提高愈伤组织的_率，加快了育种进程 突变 植物组织培养 1.判断常考语句，澄清易混易错 (1)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞的全能性( ) (2)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性( ) (3)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的( ) (4)利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞进行诱导融合( ) (5)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志( ) 诊断与思考 2.分析命题热图，明确答题要点 如图表示的是植物体细胞杂交流程示意图。请据图思考下列问题： (1)a表示什么过程？该过程为什么使用纤维素酶和果胶酶？提示 a表示去除细胞壁获得具有活力的原生质体，由于细胞壁的主要成分 是纤维素和果胶，所以需要使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。 (2)b表示什么过程？该过程的原理是什么？ b表示原生质体的融合，其原理是细胞膜具有一定的流动性。 (3)诱导b融合的方法有哪些？ 物理法和化学法。物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般用聚乙 二醇(PEG)作为诱导剂。 提示 提示 命题点一 植物组织培养过程分析 1.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 探究命题方向 答案解析 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。 命题点一 植物组织培养过程分析 2.下图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述不正确的是 A.该途径依据的原理是植物细胞具有全能性 B.过程需控制好培养基中植物激素的比例 C.经过程后细胞的形态和结构发生了变化 D.过程需使用液体培养基，有利于细胞增殖 答案解析 该过程是为了得到细胞群及细胞产物，依据的原理是植物组织培养，没 有体现细胞的全能性，A错误； 过程为脱分化，在培养基中应加入适量的生长素和细胞分裂素，B正确 ； 愈伤组织是无定形的薄壁细胞，所以经过程细胞的形态和结构发生了 明显变化，C正确； 过程是细胞大量增殖的过程，需要液体培养基，D正确。 归纳整合 1.植物组织培养中生长素和细胞分裂素的比值与效果 生长素/细胞分裂素的比值作用效果 比值高时促进根分化、抑制芽形成 比值低时促进芽分化、抑制根形成 比值适中促进愈伤组织形成 2.植物组织培养中光照的使用 脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素 的形成。 命题点二 植物体细胞杂交过程分析 3.“白菜甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长 期短、耐热性强和易于储藏等优点。如图是“白菜甘蓝”的杂交过程示意 图。以下说法正确的是 答案解析 A.除去细胞壁形成原生质体，可运用的酶是纤维素酶、淀粉酶和果胶酶 B.通常可诱导上述原生质体相互融合的方法是PEG和灭活的病毒诱导 C.杂种细胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁 D.愈伤组织形成“白菜甘蓝”植物体必须经过脱分化和再分化两个过程 除去细胞壁的酶有纤维素酶和果胶酶；诱导植物原生质体融合不能用 灭活的病毒；杂种细胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁；愈伤组 织形成“白菜甘蓝”植物体属于再分化过程。 (1)植物体细胞杂交依据的生 物学原理有 _ _。 命题点二 植物体细胞杂交过程分析 4.科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄马铃薯杂种植株，为 了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记 番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如图所示，请据图回 答下列问题： 细胞膜的流动性、植 物细胞的全能性 植物体细胞杂交包括原生质体融合和培育杂种植株两大步骤，两者的原理 分别是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 答案解析 (2)过程常用的酶是_，细胞融合完成的标志是 _。 去除细胞壁常用的酶是纤维素酶和果胶酶，细胞融合完成的标志是再生 出新的细胞壁。 答案解析 纤维素酶和果胶酶 再生出新的细胞壁 (3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂_诱导融合， 在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可观 察到_种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况)，当观察到 _时可判断该原生质体是由番茄 和马铃薯融合而成的。 化学促融剂是聚乙二醇，两两融合的原生质体有三种：番茄番茄、马 铃薯番茄、马铃薯马铃薯，其中杂种细胞的细胞表面有两种颜色的 荧光。 答案解析 聚乙二醇(或PEG) 3 融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光 (4)过程和过程依次为_，过程中的培养基常添加的 植物激素是_。 过程和过程分别表示脱分化和再分化，诱导细胞分化所用的植物激 素主要是生长素和细胞分裂素。 脱分化和再分化 生长素和细胞分裂素答案解析 (5)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n条染色体，则“番茄 马铃薯”细胞在有丝分裂后期含_条染色体。若杂种细胞培育成的 “番茄马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的 植株属于_植株。 “番茄马铃薯”体细胞有mn条染色体，有丝分裂后期染色体数目加 倍；由配子发育成的个体均为单倍体。 2(mn) 单倍体答案解析 若两个不同品种的植物细胞A、B进行融合，A含有2X条染色体，2个染色 体组，基因型为Aabb；B含有2Y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd ，则： (1)植物体细胞杂交获得的新植株应为四倍体，体细胞中染色体数为2X 2Y，基因型为AabbccDd，从中不难看出，体细胞杂交即两个细胞融合成 一个细胞，不管是染色体数、基因型还是染色体组都采用直接相加的方法 。 (2)植物有性杂交获得的子代细胞中染色体数为XY、基因为AbcD或 abcD或Abcd或abcd，即先减半再相加。 重难辨析 植物有性生殖与体细胞杂交中遗传物质变化的区别 考点二 动物细胞培养与体细胞克隆 1.动物细胞培养 (1)原理： 。 (2)培养条件 无菌、无毒的环境：对 和所有培养用具进行无菌处理，添加 _，定期更换培养液以清除 。 营养：除正常的有机和无机营养外，通常需加入 等一些天然 成分。 适宜的温度和pH：温度为 (哺乳动物)，pH为 。 气体环境：含95%空气加 的混合气体。 梳理知识要点 细胞增殖 培养液 抗生素代谢产物 血清、血浆 36.50.5 7.27.4 5%CO2 (3)动物细胞的培养过程 胰蛋白酶 原代培养 胰蛋白酶 (4)应用：生物制品的生 产、检测 、医 学研究。 有毒物质 特别提醒 动物细胞培养过程所用的培养基一般是液体培养基。 动物细胞培养时选用幼龄动物组织或胚胎进行细胞培养，因为其分化 程度低，增殖能力强，更易于培养。 动物细胞培养过程中两次用到胰蛋白酶，第一次的作用是将剪碎的组 织分散成单个细胞；第二次是将贴壁细胞从瓶壁上分离下来，目的是避 免动物细胞的接触抑制现象。 动物细胞培养时加入CO2的主要作用是维持培养液的pH；O2 的作用是 促进细胞有氧呼吸。 _ 2.动物体细胞核移植技术和克隆动物 (1)原理：动物具有全能性。 (2)过程 供体 体细胞 细胞培养_供体细胞 注 入 无核卵 母细胞 细胞 融合 重组细胞 卵巢卵 母细胞 M期 去核 _ 发育 胚胎 胚胎移植 代孕母体 生出与_遗传物 质基本相同的个体 供体 体细胞核 (3)结果： 。 (4)应用：加速家畜 进程，促进优良畜群繁育；保护_ _；生产医用蛋白；作为异种移植的 ；用于组织器官的 _。 产生新个体 遗传改良濒危 物种供体 移植 特别提醒 (1)核移植时选M期卵母细胞的原因有：此类细胞体积大 ，易于操作；卵黄多，可为发育提供充足的营养；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，细胞核基因来源于供体细胞的细胞核，所以克隆动物绝大 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。 (3)动物体细胞核移植技术(克隆)从生殖方式的角度看属于无性生殖，需 要动物细胞培养和胚胎工程技术的支持。 1.判断常考语句，澄清易混易错 (1)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( ) (2)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( ) (3)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 移植技术( ) (4)植物原生质体融合和动物细胞融合原理是相同的( ) (5)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用相同( ) 诊断与思考 2.分析命题热图，明确答题要点 如图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线，图中B、E两点表 示经筛选、分装后继续培养。据图分析： B点之前的培养称为原代培养，之后的培养称为传代培养。 (1)原代培养和传代培养的分界点是哪个？ 提示 (2)AB段和DE段繁殖速度缓慢的原因是什么？ 发生了接触抑制。 提示 (3)E点后的细胞大多数具有异倍体核型，这样的细胞有什么特点？ E点后的细胞属于细胞系，能无限增殖。 提示 探究命题方向 命题点一 动物细胞培养过程的考查 1.某研究小组为测定某种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。下列叙述正确的是 A.制备肝细胞悬液时，可用胃蛋白酶处理肝组织块 B.恒温培养箱中的CO2浓度维持在5%左右，以促进细胞呼吸 C.为了保证细胞培养所需的无毒环境，需大量添加各种抗生素 D.本实验应设置对照实验，以检测药物对甲、乙细胞的毒性大小 答案解析 在利用肝组织块制备肝细胞悬液时，常用胰蛋白酶，不能使用胃蛋白酶， 因为胃蛋白酶需要在强酸环境下才能起作用，但这样的环境不适于细胞生 存，A错误； 细胞培养应在含5% CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是维持培养液的 pH，B错误； 抗生素是用来杀菌的，不是杀病毒的，C错误； 本实验应设置对照实验，用添加药物的培养液分别培养甲、乙细胞，根据 变异细胞占培养细胞的比例，以检测药物对甲、乙的毒性大小，D正确。 命题点一 动物细胞培养过程的考查 2.用动、植物体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是 A.都需用CO2培养箱 B.都必须用液体培养基 C.都要在无菌条件下进行 D.都可体现细胞的全能性 答案解析 动物细胞培养需要用CO2培养箱，但植物细胞培养不需要用CO2培养箱， A错误； 动物细胞培养必须用液体培养基，而植物组织培养需要用固体培养基，B 错误； 动、植物细胞培养都要在严格的无菌条件下进行，C正确； 植物细胞培养能体现细胞的全能性，而动物细胞培养的原理是细胞增殖， 不能体现全能性，D错误。 易混易错 (1)细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细 胞贴壁。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖 ，这种现象称为细胞的接触抑制。 (2)原代培养与传代培养 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 。原代培养的细胞核型正常。 传代培养：原代培养的细胞由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭 ，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。一般情况下，细胞传至1050代后，出现核型异常，细胞 增殖会明显减缓，甚至完全死亡。 关于动物细胞培养的两组概念辨析 命题点二 动物体细胞核移植的过程分析 3.如图所示为哺乳动物生殖的过程，其中b为卵细 胞，c为体细胞。下列叙述中不正确的是答案解析 A.形成动物的过程分别属于有性生殖和无性生殖 B.产生动物的过程中可发生基因突变、基因重组等 C.动物的产生表明动物细胞的细胞核具有全能性 D.a、b、c细胞的形成过程，仅c细胞为有丝分裂 动物通过受精作用形成，属于有性生殖，动物通过细胞核移植技术 形成，利用的原理是动物细胞的细胞核具有全能性，形成动物的过程 属于无性生殖，A、C正确； a、b细胞分别由精原细胞和卵原细胞通过减数分裂形成，c细胞是体细胞 ，通过有丝分裂形成，D正确； 产生动物的过程中并没有发生基因重组，故B错误。 根据题意可知，要将人凝血因子IX基因导入绵羊胎儿成纤维细胞，必须 构建基因表达载体，所以由过程获得的A为基因表达载体。 命题点二 动物体细胞核移植的过程分析 4.(2015安徽，31)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，其技术路线如图所 示： (1)由过程获得的A为_。 答案 解析含目的基因的表达载体 在核移植之前，保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞，必须先 去掉受体卵母细胞的核。受体应选用减数第二次分裂中(M中)期卵母 细胞。 (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。 答案解析 质来自含目的基因的成纤维细胞 保证核遗传物 M 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免疫排 斥反应，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。 (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。 答案解析 免疫排斥反应 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，这是因为整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养。 (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_。 答案解析 整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养 归纳提升 动物细胞培养与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 过程 结果获得细胞群获得与供体遗传物质基本相同的个体 考点三 动物细胞融合与单克隆抗体的制备 1.动物细胞融合 (1)原理： 。 (2)融合方法：聚乙二醇(PEG)、 、电激等。 (3)意义：突破了 的局限，使 成为可能，也为制造 _开辟了新途径。 细胞膜的流动性 灭活的病毒 有性杂交方法远缘杂交 单克隆抗体 梳理知识要点 特别提醒 动物细胞融合与植物体细胞杂交的三点不同 融合前的处理不同：植物体细胞杂交用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁， 制备原生质体才能融合，而动物细胞可以直接融合。 诱导方式不同：相比植物体细胞杂交，动物细胞融合特有的诱导方式是 用灭活的病毒处理。 目的不同：植物体细胞杂交的目的是为了培育杂种植株；动物细胞融合 只是为了获得杂种细胞。 (2)优点：特异性强、 ，可大量制备。 (3)用途：作为 ；用于治疗疾病和 。 2.单克隆抗体 (1)制备过程 杂交瘤细胞 能产生所需抗体 灵敏度高 诊断试剂运载药物 1.判断常考语句，澄清易混易错 (1)可以用灭活的病毒促进动物细胞融合，而不能促进植物细胞融合( ) (2)小鼠骨髓瘤细胞的染色体数为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( ) (3)杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎( ) (4)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体( ) (5)B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型(若仅考虑两两融 合的情况)( ) 诊断与思考 2.分析命题热图，明确答题要点 下图为单克隆抗体制备流程(顺序已被打乱)，请据图分析： (1)图中B注射的物质是什么？其目的是什么？ 注射特定抗原；目的是刺激机体发生免疫应答，从而产生效应B细胞(浆 细胞)。 提示 (2)在获取C细胞的过程中，筛选淘汰了哪些细胞？ (3)C细胞有什么特点？ 既能无限增殖，又能产生特定的抗体。 提示 未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(“BB”细胞、“瘤瘤”细 胞)都会被淘汰，只有融合的杂交瘤细胞(“B瘤”细胞)才能生长。 提示 (4)请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来。 提示 探究命题方向 命题点 单克隆抗体的制备过程分析 1.关于下面制备单克隆抗体过程示意图的叙述，不正确的是答案解析 A.表示已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均是从小鼠的脾脏中提取的 B.促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇作介导 C.中的筛选是通过抗原抗体反应进行的 D.可以无限增殖 已免疫的B淋巴细胞可以从小鼠的脾脏中提取，也可以从血浆中提取， 骨髓瘤细胞是从小鼠的骨髓中提取的。单克隆抗体是利用已免疫的B淋 巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞得到的，融合方法可以用化 学方法聚乙二醇，生物方法灭活的病毒等。如果要筛选能产生 特定抗体的细胞群，可以通过检测抗原抗体反应，如果有反应说明产 生了抗体。融合细胞具有双亲的特点，既能无限增殖又能产生单一抗体 。 命题点 单克隆抗体的制备过程分析 2.(2016潍坊期末)鼠源单克隆抗体用于疾病的治疗时，易发生不良反应， 科学家通过对鼠和人控制抗体产生的基因进行拼接。实现了对鼠源单克 隆抗体的改造，生产出对人体不良反应小、效果更好的单克隆抗体。请 回答： (1)鼠源单克隆抗体是将经过免疫的小鼠_细胞与骨髓瘤细胞融合， 然后筛选出_的杂交瘤细胞，并通过体 内或体外培养生产的抗体。答案解析 B淋巴 既能无限增殖，又能产生所需抗体 单克隆抗体是将经过免疫的小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，然后筛 选出既能无限增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞予以培养，使其大量 产生抗体。 动物细胞融合常用灭活的病毒作诱导剂，细胞融合体现了细胞膜的流动 性特点；动物细胞培养时，常需加入血清、血浆等天然成分，培养时需 通入5%CO2及95%空气，其中加CO2的目的是调节培养液的pH。 (2)动物细胞融合常用_诱导，细胞融合体现了细胞 膜的_。在体外培养杂交瘤细胞时，培养液中通常加入_ 等天然成分，将其置于95%空气加5%CO2的气体环境中，CO2的作用是 _。 灭活的病毒(聚乙二醇) 流动性血清(血浆) 维持培养液的pH答案解析 基因拼接需限制性核酸内切酶及DNA连接酶。 (3)基因拼接用到的工具有_和_。 答案解析 限制性核酸内切酶(限制酶)DNA连接酶 单克隆抗体的特点是特异性更强，灵敏度更高 。 (4)单克隆抗体的优点是_。 特异性强，灵敏度高 答案解析 归纳整合 制备单克隆抗体过程中两次筛选的方法及目的 项目第一次筛选第二次筛选 筛选 原因 诱导融合后得到多种杂交细胞， 另外还有未融合的细胞 由于小鼠在生活中还受到其他抗原 的刺激，所以需经过选择性培养 筛选 方法 用特定的选择培养基筛选：未融 合的细胞和同种细胞融合后形成 的细胞(“BB”细胞、“瘤瘤”细 胞)都会死亡，只有融合的杂交瘤 细胞(“B瘤”细胞)才能生长 用多孔培养皿培养，在每个孔只有 一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆 化培养和抗体检测，经多次筛选得 到能产生特异性抗体的细胞群 筛选 目的 得到杂交瘤细胞得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 知识网络 答题语句 构建知识网络 1.植物组织培养的过程主要包括脱分化和再分化两个阶段，脱分化的结果是 形成愈伤组织，再分化的结果是形成根和芽。 2.植物体细胞杂交需要用酶解法制备原生质体，所用的酶包括纤维素酶和果 胶酶。 3.无论是植物体细胞杂交还是动物细胞融合，都需要诱导。 4.植物组织培养需要各种营养成分和植物激素，动物细胞培养也需要各种营 养成分及血清。 5.植物体细胞杂交可用于作物育种，动物细胞融合可用于单克隆抗体的制备 。 6.产生单克隆抗体的细胞是杂交瘤细胞，它既能产生单克隆抗体又能无限增 殖。 必背答题语句 重温高考 演练模拟 1.下列有关细胞工程的叙述，正确的是 A.PEG是促细胞融合剂，可直接诱导植物细胞融合 B.用原生质体制备人工种子，要防止细胞破裂 C.骨髓瘤细胞经免疫处理，可直接获得单克隆抗体 D.核移植克隆的动物，其线粒体DNA来自供卵母体 答案解析 1234 PEG是促细胞融合剂，但植物细胞不能直接融合，需先去壁形成原生质体 才能融合，A错误； 制备人工种子应用完整的植物细胞，不需制备原生质体，B错误； 骨髓瘤细胞不能产生抗体，C错误； 核移植克隆的动物，其线粒体来自卵细胞即线粒体DNA来自供卵母体，D 正确。 1234 2.如图为制备人工种子部分流程示意图，下列叙述正确的是 A.胚状体是外植体在培养基上脱分化形成的一团愈伤组织 B.该过程以海藻酸钠作为营养成分，以CaCl2溶液作为凝固剂 C.可在海藻酸钠溶液中添加蔗糖，为胚状体提供碳源 D.包埋胚状体的凝胶珠能够隔绝空气，有利于人工种子的储藏 答案解析 1234 A项错，胚状体是愈伤组织再分化得到的； B项错，海藻酸钠作为包埋的材料，不提供营养成分； C项对，在海藻酸钠溶液中添加蔗糖，不仅为胚状体提供能量，而且是 培养物渗透压的主要调节物； D项错，凝胶珠具有空间网状结构，不隔绝空气。 1234 3.(2016全国甲，40)下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。代表的过程是 _。 XX或XY 显微操作(去核法) 胚胎移植答案解析 1234 提供体细胞的供体可能为雌性，也可能为雄性，因此图中A(正常细胞核) 的性染色体组成为XX或XY。常采用显微操作去核法来去除卵母细胞的 细胞核。过程表示将早期胚胎移入受体，其过程为胚胎移植。 1234 取供体动物的体细胞培养，一般选用传代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。超过10代继续培养，则其遗传物质(或核型)的稳定性会降低。 (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。答案解析 遗传物质 1234 克隆动物的细胞核基因来自供体细胞，因此大部分性状与供体相同，但 细胞质基因来源于受体(或提供卵母细胞的个体)，即卵母细胞的细胞质 中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响，这就决定了克隆动物的性 状与供体不完全相同。 (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_ 。 答案解析 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 1234 克隆动物的培育采用的是核移植技术，核移植技术的原理是：已经分化 的动物体细胞的细胞核具有全能性。 (4)与克隆羊“多利”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了 _。 已经分化的动物体细胞的细胞核具有全能性答案解析 1234 4.(2014广东，29节选)铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之 一。应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs，类似愈伤组织 )生产生物碱的实验流程如下： 在固体培养基上，PLBs的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如图 所示，请回答下列问题： (1)选用新生营养芽为外植体的原因 是_ _，诱导外植体形成PLBs的过程 称_。 答案 解析 营养芽细胞分裂能力强，几乎不含 病毒 脱分化 1234 选用新生营养芽为外植体是因为其分裂能力旺盛且几乎不携带病毒。诱 导外植体形成类似愈伤组织的PLBs的过程称为脱分化。 1234 分析曲线图可知，在光照条件下PLBs开始增重的时间早，增重持续的时 间长，增重的量更多。 (2)与黑暗条件下相比，PLBs在光照条件下生长的优势体现在_ _，_，_。 开始增重的 时间早增重持续的时间长PLBs增重的量更多答案解析 1234 课时作业 1.关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，不正确的是 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，茎尖培养可用于植物脱除病毒 答案解析 12345678910 动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同，动物细胞培养采用的 是液体培养基、植物组织培养采用的是固体培养基，A正确； 动物细胞培养需要用胰蛋白酶处理，但植物组织培养过程不需要胰蛋 白酶处理，B错误； 植物细胞具有全能性，因此烟草叶片离体培养能产生新个体；小鼠杂 交瘤细胞可以在体外培养条件下无限增殖，因此小鼠杂交瘤细胞可离 体培养增殖，C正确； 动物细胞培养可以用于检测有毒物质，茎尖(几乎不含病毒)培养可用于 植物脱除病毒，D正确。 12345678910 2.如图为细胞融合示意图(只考虑细胞两两融合)，若A、 B分别是基因型为Hhrr、hhRr两个烟草品种的花粉，两 对基因独立遗传，由于一对隐性纯合基因(rr或hh)的作 用，在光照强度大于800 lx时，都不能生长。下列叙述 正确的是 答案解析 诱导细胞融合的方法是用灭活病毒处理，原理是细胞膜的流动性 实 验开始时必须用纤维素酶(或果胶酶)除去不利于原生质体融合的结构 在 大于800 lx光照下培养，可淘汰5种融合细胞，筛选出基因型为HhRr的杂种 细胞 利用植物组织培养技术可将融合细胞培养成杂种烟草植株，原理 是细胞具有全能性 A. B. C. D. 12345678910 诱导植物原生质体融合的方法没有灭活的病毒，灭活的病毒只能诱导动物细 胞的融合，错误； 实验开始时必须用纤维素酶(或果胶酶)除去不利于原生质体融合的结构 细胞壁，正确； 根据基因的自由组合规律可以看出，A的花粉即配子的基因型为Hr、hr，B的 花粉基因型为hR、hr，诱导融合产生的杂种细胞(只考虑两个原生质体的融合 )共有6种基因型，即HHrr、hhrr、hhRR、HhRr、Hhrr、hhRr，在大于800 lx 光照下培养，其中HHrr、hhrr、hhRR、Hhrr、hhRr的个体不能生长，只有同 时具备了H和R基因才能够生长，可淘汰5种融合细胞，筛选出基因型为HhRr 的杂种细胞，正确； 利用植物组织培养技术可将融合细胞培养成杂种烟草植株，原理是细胞具有 全能性，正确。 12345678910 3.下列有关动物细胞培养的叙述，正确的是 A.动物细胞培养过程中，可用胃蛋白酶处理使细胞分散开 B.通过动物细胞培养获得大量细胞，可证明动物细胞具有全能性 C.动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础 D.动物细胞培养选用的培养材料大多是动物的受精卵 答案解析 应用胰蛋白酶处理使细胞分散开；通过动物细胞培养不能获得完整个体 ，不能证明动物细胞具有全能性；动物细胞培养选用的培养材料大多是 幼龄动物的组织或细胞。 12345678910 4.下列过程需要采用植物组织培养技术的是 利用花药离体培养得到单倍体植株 利用秋水仙素处理单倍体试管 苗，获得正常纯合植株 利用基因工程培育抗棉铃虫的植株 利用 细胞工程培育“白菜甘蓝”杂种植株 马铃薯的脱毒 A. B. C. D. 答案解析 凡是将植物细胞培养成植株的过程都需要采用植物组织培养技术，而利 用秋水仙素处理单倍体试管苗，处理的是个体，不需要采用植物组织培 养技术。 12345678910 5.下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程，据图分 析错误的是 答案解析 A.过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理 B.过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变 C.过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能 D.过程需用适宜配比的生长素和细胞分裂素处理 紫外线照射可诱导原生质体发生突变，但突变是不定向的。 12345678910 (1)图中涉及的生物工程技术有_。过程PEG的作用是 _，此时培养液需要保持一定渗透压的目的是 _。 6.野生黑芥(染色体数为2A)具有黑腐病的抗性基因，而花椰菜(染色体数 为2B)易感染黑腐病菌而患病，用生物工程技术获得抗黑腐病杂种黑芥 花椰菜植株，操作流程如图。请据图回答下列问题： 答案解析 植物体细胞杂交 诱导原生质体融合 维持原生质体的形态 12345678910 图中涉及的生物工程技术有植物体细胞杂交(原生质体融合与植物组织培 养)，过程PEG的作用是诱导原生质体融合。此时培养液需要保持一定 渗透压的目的是维持原生质体的形态。 12345678910 经过操作后，筛选出融合的杂种细胞，进而脱分化形成愈伤组织，经 过再分化形成杂种植株。 (2)经过操作后，筛选出融合的杂种细胞，进而脱分化形成_， 经过_形成杂种植株。 愈伤组织 再分化 答案解析 12345678910 观察染色体的形态最好是观察分生组织细胞有丝分裂中期的临时装片， 此时期染色体的形态和数目最清晰。 (3)若要分析杂种植株的染色体变异类型，应剪取该植株根尖和双亲植株 的根尖，制成临时装片，然后在显微镜下观察比较有丝分裂中期染色体 的_。 形态和数目 答案解析 12345678910 用上述方法培养的该杂种植株含有的染色体数目是2A2B，用黑腐病菌 感染杂种植株，筛选出具有抗黑腐病的杂种植株。 (4)用上述方法培养的该杂种植株含有的染色体数目是_；用黑腐病 菌感染杂种植株，筛选出具有_的杂种植株。答案解析 2A2B 抗黑腐病 12345678910 7.(2017邯郸月考)回答下列有关动物细胞培养的问题： (1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面_时 ，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的_。此时，瓶壁上 形成的细胞是_层。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用 酶处理，用到的酶是_。 (2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现 _现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗 传物质发生改变而变成_细胞，该种细胞的黏着性_，细胞膜表 面蛋白质(糖蛋白)的量_。答案 相互接触 接触抑制 单(或一) 胰蛋白酶 衰老甚至死亡 不死性降低 减少 12345678910 (3)现用某种大分子染料对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活 细胞不被染色，原因是_ _ _。 (4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用分裂_期的细 胞在显微镜下进行观察。 (5)在细胞培养过程中，通常在_条件下保存细胞。 因为在这种条件下，细胞中_的活性降低，细胞_速率降低。答案 活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料不 能进入活细胞内(或死细胞的细胞膜丧失了选择透过性，大分子染料能够 进入死细胞内而着色) 中 冷冻(或超低温、液氮) 酶新陈代谢 12345678910 (1)右图过程涉及的现代生物技术 中，属于细胞工程的有_ _。 8.(2016烟台模拟)人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大，通常从血 液中提取。但由于艾滋病病毒等的威胁与日俱增，使人们对血液制品的 使用顾虑重重。如果应用现代生物科学技术，将人的血清白蛋白基因导 入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满 足人类需求。右图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，请据图 回答下列问题： 答案解析 核移植技 术、动物细胞培养 图中形成的过程为核移植，由重组细胞发育成的过程需经动物细胞培 养。 12345678910 (2)在基因工程中，我们称为目的基因，请举出获取目的基因的主要方 法：_。(至少答 两种)。在进入之前要构建基因表达载体，这是基因工程的核心，除 目的基因外，基因表达载体还必须含有_，将 导入的常用方法是_。 基因文库中提取、PCR技术扩增、人工化学合成(两种即可) 启动子、终止子、标记基因 显微注射法 获取目的基因的方法主要有PCR 扩增技术、人工合成法和从基因 文库中提取法，获取的目的基因 导入动物细胞常用显微注射法。 答案解析 12345678910 动物组织分散成单个细胞常用胰蛋白酶处理，对卵母细胞的去核处理一 般选择在M时期。 (3)图中一般经过_处理可以得到，从到的 过程中一般利用未受精的卵母细胞去核后作为受体细胞，对卵母细胞的 去核处理一般选择在_期进行。 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 M答案解析 12345678910 动物细胞培养时，培养基中需加入动物血清、血浆等天然成分。 (4)培养细胞与植物细胞培养所用的培养基有何不同？ _。 此培养基中加入了动物血清、血浆等 答案解析 12345678910 9.红豆杉又名紫杉，可从其树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇。下面是某 同学设计的有关紫杉醇抗肿瘤实验的研究流程，请分析并回答下列问题 。 (1)酶X是_酶，其主要作用是_。物 质Y是质量分数为0.9%的NaCl溶液(生理盐水)，乙组所起的作用是 _。 胰蛋白使肿瘤组织细胞分散成单个细胞 作为对照答案解析