高考生物复习《细胞工程》专题训练.doc

专题一 细胞工程考点一植物细胞工程重要程度：一、细胞工程的概念理解1原理和方法：细胞生物学和分子生物学。2操作水平：细胞水平或细胞器水平。3工程目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。4根据操作对象的不同分类：植物细胞工程和动物细胞工程。二、植物细胞工程1理论基础细胞的全能性。(1)概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。(2)物质基础：细胞中具有本物种全部遗传信息。2植物组织培养技术(1)概念理解培养对象：离体的植物组织、器官或细胞。培养条件：无菌、人工配制的培养基、相关激素等人工控制条件。培养结果：产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。来源:Z+xx+k.Com(2)操作流程外植体根、芽或胚状体试管苗3植物体细胞杂交技术(1)概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。(2)操作流程(3)流程分析过程a为去除细胞壁获得具有活力的原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。过程b是原生质体的融合，其原理是细胞膜具有一定的流动性。诱导b融合的两种方法：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。过程c是原生质体融合后再生出细胞壁。过程d是植物组织培养技术，其原理是细胞的全能性。(4)意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。三、植物细胞工程的实际应用1.植物繁殖的新途径2作物新品种的培育3细胞产物的工厂化生产：如人参皂甙干粉的生产。要点探究1植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系名称植物组织培养植物体细胞杂交原理细胞的全能性细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性过程选材选取根尖、茎尖、形成层部位最容易诱导脱分化不同种的植物体细胞融合后形成杂种细胞技术操作脱分化、再分化等除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导原生质体融合关系植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂2.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易错警示植物细胞工程的6个易错点(1)幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难。(2)植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成本高。(3)脱分化形成愈伤组织的过程不需要光，再分化过程需要光，因为愈伤组织利用有机营养成分，而试管苗需要进行光合作用以自养。来源:Zxxk.Com(4)利用植物组织培养技术生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。(5)人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。(6)人工种皮中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等，以利于胚状体生长发育成幼苗。练习1某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗。下列技术中不能选用的是()A利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗 B采用花粉粒组织培养获得单倍体苗C采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上 D采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养2 “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。下图是“白菜甘蓝”的杂交过程示意图。以下说法正确的是（双选） ()A除去细胞壁形成原生质体，可运用的酶是纤维素酶和果胶酶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考点二动物细胞培养与体细胞克隆重要程度：一、动物细胞培养动物细胞工程技术的基础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，加入血清、血浆等一些天然成分。(3)适宜的温度和pH：温度为36.50.5_(哺乳动物)，pH为7.27.4。(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。二、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。要点探究探究动物细胞培养与动物体细胞核移植的不同点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获得细胞群获得克隆动物应用生产生物制品用于基因工程检测有毒物质加速家畜遗传改良进程，促进良种繁育保护濒危物种生产医用蛋白提供克隆器官、组织等易错警示细胞工程的2个总结(1)植物组织培养和动物细胞培养过程都存在细胞的培养过程，但植物细胞可以先分裂再分化，而动物细胞不分化只分裂。(2)克隆动物的起点是经过核移植后形成的重组细胞，其遗传物质主要来自供体，因此形成的个体性状主要同供体，但也有部分性状同受体。练习1实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是 ()A甲过程需要对实验小鼠进行消毒B乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化C丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型D丁过程得到的细胞具有异质性2 下列哪一项属于克隆()A将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中B将抗药基因引入草履虫的细胞内C将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞D将某种瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系3 科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示)。请结合图示回答下列问题：(1)在进行细胞培养时，要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分散处理，形成单个细胞，这个过程中需要利用_酶处理。(2)用于核移植的供体细胞，一般都选用传代10代以内的细胞，原因是_。(3)在进行原代培养时，细胞增殖的方式是_，此外，细胞增殖还表现出_和接触抑制等特点。(4)将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中，去除卵母细胞细胞核的目的是_。(5)将重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛后，该母牛就会生出与供体奶牛遗传物质相同的犊牛，但也不是100%的复制，原因最可能是_。(6)上述动物细胞工程中涉及的技术有_。转基因奶牛的克隆成功，说明了动物_具有全能性。考点三动物细胞融合与单克隆抗体的制备重要程度：1动物细胞融合(1)原理：细胞膜的流动性。(2)融合方法：聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。(3)意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，也为制造单克隆抗体开辟了新途径。2单克隆抗体(1)制备过程(2)优点：特异性强、灵敏度高，可大量制备。(3)用途：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原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性过程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；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中的两次筛选第一次筛选：利用特定选择培养基筛选，获得杂交瘤细胞，即AB型细胞(A为B淋巴细胞，B为骨髓瘤细胞)，不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选：利用多孔板法和抗原抗体杂交法筛选，获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。易错警示植物体细胞杂交与动物细胞融合的3个易错点(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，而胰蛋白酶等作用于细胞间的蛋白质。(2)灭活的病毒保持了其抗原性，但毒性消失。(3)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。练习1下列关于单克隆抗体制备过程的叙述，正确的是()A制备过程中不需要动物细胞培养技术B杂交瘤细胞具有B淋巴细胞与癌细胞的所有特点C经选择培养基筛选出来的杂交瘤细胞可用于单克隆抗体的生产D单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂2如图为制备单克隆抗体的流程图，据图回答下列问题：(1)制备单克隆抗体的原理是，克隆_细胞形成的细胞群，并产生_的抗体。(2)已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断，一般情况下，细胞中有D或S途径即能分裂繁殖。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，但能不断分裂增殖。将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇促融，获得杂种细胞。请设计一方法(不考虑机械方法)，从培养液中分离出杂种细胞，并说明原理。方法：_。原理：_。(3)杂交瘤细胞具备_的特点。(4)在单克隆抗体制备过程中，还应用了细胞工程中的_和_两大技术。提能训练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2如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3花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图：据图回答下列问题：(1)过程所需的酶是_。(2)过程后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的_存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是_。原生质体经过_再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和_植株的根尖，通过_、_、染色和制片等过程制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。(5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。下图是用该引物对双亲及再生植株14进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株14中一定是杂种植株的有_。(6)对杂种植株进行_接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。4动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图，请回答下列问题：(1)肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞_。(2)气室中充入5%CO2气体的主要作用是_。(3)培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长，但要注意选择抗生素的 _，以保证抗生素对肝脏无害。(4)有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用上图所示装置和提供的下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。材料用具：肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素(刺激淋巴细胞分裂)；显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨染液(使染色体着色)，有机物X溶液等。实验过程：在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份，备用。利用甲、乙、丙、丁4组上图所示装置，按下表步骤操作(“”表示已完成的步骤)。甲乙丙丁步骤一：加入肝脏培养液步骤二：加入有机物X溶液步骤三：放置肝脏小块上表中还需进行的操作是_。培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察_，并对比分析。若丙组淋巴细胞出现异常，而甲组的淋巴细胞正常，则说明 _。练习1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2下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是（双选）()A培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞B克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变C二倍体细胞的传代培养次数通常是有限的D恶性细胞系的细胞可进行传代培养3利用细胞工程方法，以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。下列相关叙述，正确的是 ()A用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆抗体B体外培养单个B淋巴细胞可以获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体C将等量B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，经PEG诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞D利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合4请回答下列问题：(1)植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的_，繁殖种苗的速度_。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部_。(2)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免_的污染。(3)微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗_，而与_配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长，促使愈伤组织产生和生长，需要使用的生长调节剂是_(脱落酸、2,4D)。(4)将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋势是_，单株鲜重的变化趋势是_。据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量_(能、不能)满足自身最佳生长的需要。来源:Zxxk.Com(5)据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应_(降低，增加)培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。5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。6单纯疱疹病毒型(HSV1)可引起水泡性口唇炎。利用杂交瘤技术制备出抗HSV1的单克隆抗体可快速检测HSV1。回答下列问题：(1)在制备抗HSV1的单克隆抗体的过程中，先给小鼠注射一种纯化的HSV1蛋白，一段时间后，若小鼠血清中抗_的抗体检测呈阳性，说明小鼠体内产生了_反应，再从小鼠的_中获取B淋巴细胞。将该B淋巴细胞与小鼠的_细胞融合，再经过筛选、检测，最终可获得所需的杂交瘤细胞，该细胞具有的特点是_。(2)若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体，可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的_中使其增殖，再从_中提取、纯化获得。(3)通过上述方法得到的单克隆抗体可准确地识别这种HSV1蛋白，其原因是该抗体具有_和_等特性。7我国目前临床使用的乙肝疫苗大多为基因工程疫苗，其有效成分是一种叫做乙肝表面抗原的蛋白质(S蛋白，对应的基因为S基因)，请回答下列问题。(1)在这项技术中，S基因属于_。(2)用_处理S基因和载体，并用_使之结合，这里的DNA片段两两结合的产物有_种，除了S基因，构建好的表达载体还应具有_等结构。(3)将表达载体导入哺乳动物细胞，筛选得到工程细胞。使用合成培养基培养工程细胞时，通常需要加入_等天然成分。工程细胞在生长过程中有_现象，需要定期使用_酶处理，以便于分瓶继续培养，在培养过程中，定期收集培养液，分离纯化即可得到所需产品。(4)由于哺乳动物细胞娇嫩挑剔，培养较难，成本较高，近些年科学家们又发明了“乳腺生物发生器”，从饲养的转基因动物分泌的乳汁中提取所需产品。在这种技术中，构建表达载体时需要将S基因与_等调控组件重组在一起，并将表达载体通过_的方式，导入哺乳动物的_(填细胞名称)。(5)人的肠道具有独立的黏膜免疫系统，这使得口服疫苗成为可能，但有效的口服疫苗必须要在到达肠道的过程中躲避胃酸和蛋白酶的降解，否则就会失效。如果要生产口服的乙肝疫苗，理想的受体是植物细胞，理由是_。可食的转基因的植物疫苗的优点有(至少答出两点)：_。8 矮牵牛是观赏花卉，生产上常用组织培养繁殖，下表是在不同条件下矮牵牛不同部位组织培养的结果。请结合实验结果和有关知识回答下列问题。外植体浓度/mgL1一周后1月后40天后6BANAA丛芽不定根叶20.2愈伤组织大量无大量无根试管苗0.50.2愈伤组织少量少量少量试管苗00.2愈伤组织无大量大量不定根00愈伤组织无无死亡茎尖20.2愈伤组织大量无大量无根试管苗茎段20.2外植体膨大愈