精2013高考生物冲刺复习课件：22细胞工程69张.ppt

专题22 细胞工程,植物细胞工程 【典例1】(2010新课标全国卷)请回答： (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使用的生长调节剂是_(脱落酸、2，4-D)。,(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。,(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。 【审题视角】解答本题需明确以下两点： (1)熟练掌握植物组织培养的基本条件，包括培养基无菌无毒，适宜浓度的营养等； (2)准确分析曲线，并明确衡量生长状态的标准是单株鲜重。,【精讲精析】本题主要考查植物组织培养的原理、方法、培养条件的控制及有关曲线的辨析。 (1)叶肉细胞具有全能性，含有该植物的全部遗传信息，可以通过植物组织培养手段，培育成完整植株。 (2)植物组织培养过程中，必须保证操作的无菌、无毒，防止微生物污染。 (3)在微型繁殖过程中，不同阶段要使用不同激素诱导。其中，生长素可以诱导生根，与细胞分裂素混合使用，在一定浓度比例时可促进生芽，2,4-D是一类生长素类似物，具有促进愈伤组织形成的作用。,(4)处于最佳生长状态下，植株的鲜重达到最大值，由光合作用强度与单株鲜重变化曲线可知，蔗糖浓度为1%时植株的生长达最佳状态。 (5)要提高试管苗的光合作用能力，应适当降低蔗糖浓度。 答案：(1)遗传特性 快 遗传信息 (2)微生物 (3)生根 细胞分裂素 2,4-D (4)逐渐减小 先增加后下降 不能 (5)降低,【命题人揭秘】 命题规律：基因工程、细胞工程在植物方面的应用最终都离不开植物组织培养技术，命题中也往往以植物组织培养为切入点考查基因工程的应用、植物细胞工程的应用、植物体细胞杂交等，在今后的高考中，此类考查仍会成为命题热点。 备考策略：植物组织培养基本知识的熟记是解答这类题目的关键，现总结如下： (1)原理：细胞发育成个体都是植物组织细胞的全能性的体现。 (2)条件：各种条件影响植物组织培养的进程及结果。 外植体：离体条件。,培养基：无菌无毒；适宜的营养，碳源一般为蔗糖；一定浓度的激素，一般为生长素(或类似物)和细胞分裂素。 其他条件：脱分化需黑暗状态，不需光照；再分化需一定光照条件。 过程：外植体脱分化为愈伤组织再分化为胚状体试管苗。,生物技术手段的应用 【典例2】(2011江苏高考)关于现代生物技术应用的叙述，错误的是 A.蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质 B.体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体 C.植物组织培养技术可用于植物茎尖脱毒 D.动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育 【审题视角】解答本题的关键是理解各种生物技术的原理和应用，以及各种生物技术之间的内在联系。,【精讲精析】选B。具体分析如下：,【命题人揭秘】 命题规律：生物工程技术在生产中有多种应用，与生产实际的联系符合高考的命题方向。考查时，常以生物技术与具体生产实例相结合的方式，以具体的动植物培养为切入点考查。 备考策略：备考时要理解各种生物技术的原理和应用的对应关系，牢记其应用的要点，现总结如下： (1)基因工程技术： 农业生产中培育抗逆性高的植物新品种； 培育动物优良品种；,培育生物反应器； 利用生物体生产药物或疫苗等。 (2)蛋白质工程：改造或创造新的蛋白质，用于制造电子元件、药物等。 (3)植物组织培养技术： 植物繁殖新途径：微型繁殖、作物脱毒、人工种子等； 作物新品种的培育：单倍体培育、突变体的利用； 细胞产物的工厂化生产。 (4)动物细胞培养技术：生物制药；有毒物质的检测；生理、病理、药理等方面的研究。,动物细胞工程 【典例3】(2010福建高考)红细胞生成素(EPO)是体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极为有限，目前临床使用的红细胞生成素主要来自于基因工程技术生产的重组人红细胞生成素(rhEPO)。其简要生产流程如图，请据图回答：,(1)图中所指的是_技术。 (2)图中所指的物质是_，所指的物质是_ _。 (3)培养重组CHO 细胞时，为便于清除代谢产物，防止细胞产物积累对细胞自身造成危害，应定期更换_。 (4)检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO单克隆抗体。分泌单克隆抗体的_细胞，可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成。,【审题视角】解答本题的关键点如下： (1)准确掌握生产流程图示内容。图示包括了cDNA文库的构建、PCR扩增、目的基因的筛选导入、检测和表达以及目标产物rhEPO的分离。 (2)构建cDNA文库时，利用的模板是相应的mRNA。,【精讲精析】(1)获取目的基因常用的方法有从基因文库中获取、PCR技术扩增、化学合成法。由图中以核DNA为模板获得目的基因可知为PCR技术。 (2)进行反转录的模板是mRNA。由题意可知重组CHO细胞适用于生产重组人红细胞生成素(rhEPO)，所以重组CHO细胞能够表达出重组人红细胞生成素(rhEPO)。 (3)培养动物细胞是用液体培养基，即培养液，细胞从培养液中吸收营养，并同时向培养液中排放代谢废物，当代谢废物积累时会危害细胞，因此要定期更换培养液。,(4)制备单克隆抗体是让B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，然后由杂交瘤细胞来分泌抗体。 答案：(1)PCR (2)mRNA rhEPO (3)培养液 (4)杂交瘤,【阅卷人点拨】,植物组织培养与体细胞杂交 高考指数: 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 【解题指南】解答本题的关键是：熟练掌握组织培养、细胞杂交、显微注射、核移植技术在生产上的应用。,【解析】选A。草莓植株分生区细胞含病毒的量比较少甚至无病毒，可以利用植物组织培养技术培养出脱毒幼苗；细胞杂交是培育存在生殖隔离的杂种生物的技术；显微注射常用于外源基因导入动物细胞；核移植技术则用于动物的克隆培养。,2.(2012江苏高考)下列事实能体现细胞全能性的是(多选)( ) A.棉花根尖细胞经诱导形成幼苗 B.单细胞的DNA在体外大量扩增 C.动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体 D.小鼠体细胞经诱导培育成小鼠,【解析】选A、D。细胞的全能性是指高度分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。棉花根尖细胞经诱导形成幼苗和小鼠体细胞经诱导培育成小鼠都是将高度分化的细胞培育成了完整个体，因而可以体现细胞的全能性。单细胞的DNA 在体外大量扩增体现的是DNA 分子的克隆。动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体是动物细胞融合技术的应用，没有形成新个体，不符合细胞全能性的定义。,3.(2010浙江高考)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( ),【解析】选B。本题主要考查植物生命活动调节中激素产生部位和在组织培养中的应用。 (1)植物有五大类激素，其中细胞分裂素和生长素在组织培养过程中，可以调节外植体的分化和再分化。 (2)细胞分裂素和生长素分别调控着长芽和生根。 (3)题目中虽然培养基中没有植物激素，但是植物幼苗本身可以产生生长素，促进外植体生根；而细胞分裂素的产生部位在根尖，所以细胞分裂素不能产生，植物能够在一段时间后长出少量的根而没有长出新芽。,4.(2009全国卷)下列关于植物体细胞杂交或植物细胞质遗传的叙述，错误的是( ) A.利用植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制，培育远缘杂种 B.不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程 C.两个不同品种的紫茉莉杂交，正交、反交所得F1的表现型一致 D.两个不同品种的紫茉莉杂交，F1的遗传物质来自母本的多于来自父本的,【解析】选C。植物体细胞杂交可以用两种不同的植物体细胞通过细胞融合，经植物组织培养得到完整植株，从而可克服生殖隔离的限制；植物体细胞杂交的过程，实际上是不同植物体细胞的原生质体融合的过程。紫茉莉枝叶颜色性状的遗传是细胞质遗传，两个不同品种的紫茉莉杂交，正交、反交所得F1的表现型应与母本一致，F1的遗传物质来自母本的多于来自父本的，因为受精卵中的细胞质几乎全部来自母本。,动物细胞培养和体细胞克隆技术 高考指数: 5(2010浙江高考)下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是 ( ) 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无限的 D.恶性细胞系的细胞可进行传代培养,【解题指南】本题解题的关键主要有两点： (1)弄清动物细胞培养的条件、过程，特别是原代培养与传代培养的异同； (2)知道恶性增殖的癌细胞的培养属传代培养，遗传物质发生变化。,【解析】选D。本题主要考查细胞工程的有关知识。动物细胞培养可以分为原代培养和传代培养。原代培养到一定程度后要进行传代培养,因为细胞有接触抑制现象,当细胞相互接触时就会停止分裂，在细胞培养过程中进行有丝分裂,所以培养出来的多数细胞基因型相同。细胞在传代培养过程中,传代次数是有限的,一般在传至1050代左右时，增殖会逐渐缓慢，以至完全停止，少数不死亡的细胞发生了突变,遗传物质发生改变,具有不死性,所以仍属传代培养。,6.(2009浙江高考)用动植物成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.都需用液体培养基 C.都要在无菌条件下进行 D.都可体现细胞的全能性 【解析】选C。用动植物成体的体细胞进行离体培养都必须在无菌条件下进行。用植物成体的体细胞进行离体培养获得新个体体现的是细胞的全能性，而动物体细胞离体培养主要是获得细胞的代谢产物。只有动物细胞培养需在CO2培养箱中培养。,7.(2012浙江高考)请根据以下提供的实验材料，完善生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用的实验思路，并预测实验结果。 实验材料：培养液、正常体细胞、癌细胞、W、胰蛋白酶。(要求与说明：答题时不考虑加入W后的体积变化等误差。提供的细胞均具有分裂能力，只进行原代培养且培养条件适宜) 请回答： (1)实验思路： 取培养瓶若干个，分组如下：_。每组设置若干个重复样品。,各组样品在培养箱中培养一段合适的时间后，各取其中的几个样品，加入_，摇匀，在显微镜下用血细胞计数板分别计数并记录细胞数。 重复若干次。 _。 (2)预测实验结果(用坐标系和细胞数变化曲线示意图表示)： 【解题指南】解答本题的关键是： (1)注意题干中的关键词“提供的细胞具有分裂能力”。 (2)根据提供的材料“正常体细胞、癌细胞及W物质”可推知该实验需分为4组。 (3)预测实验结果时需注意关键词“促进作用”。,【解析】本题考查实验设计的有关知识，实验设计步骤时重点考查对照原则、单一变量原则。 (1)实验思路是设置对照，从实验目的及所给实验材料可知要用不同细胞，并且要区分是否加生物制剂W，所以要设置4组。 动物细胞培养一段时间后需要用胰蛋白酶将它们分散成单个细胞来计数。 多次重复后要统计并分析所得数据。 (2)根据题干信息可预测4组细胞分裂由快到慢依次为D组、C组、B组、A组。用坐标图表示为：,答案：(1)A组：培养液中加入体细胞；B组：培养液中加入体细胞，加入W；C组：培养液中加入癌细胞；D组：培养液中加入癌细胞，加入W 胰蛋白酶 统计并分析所得数据(其他合理答案均可),(2) (其他合理答案均可),细胞融合与单克隆抗体 高考指数: 8.(2009山东高考)人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，且疫苗生产和抗体制备的流程之一如图：,请回答： (1)过程代表的是_。 (2)过程构建A基因表达载体时，必须使用_和_两种工具酶。 (3)过程采用的实验技术是_，获得的X是_。 (4)对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的_所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行_比较；或用图中的_进行特异性结合检测。,【解析】(1)对于少数以RNA为遗传物质的病毒，其遗传信息的传递过程有RNA的逆转录(反转录)和RNA的复制过程，图中过程代表的是逆转录(反转录)的过程。 (2)基因工程的步骤是：目的基因的提取构建基因表达载体导入受体细胞目的基因的检测和表达，其中构建基因表达载体时需要限制性核酸内切酶(限制酶)来切割以获取目的基因，同时需要相同的限制性核酸内切酶(限制酶)切割(运)载体以获取与目的基因相同的黏性末端，再通过 DNA连接酶连接目的基因和(运)载体。,(3)过程是将小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合的过程，获得的杂交细胞叫杂交瘤细胞，其具备了小鼠骨髓瘤细胞无限增殖的特性和B淋巴细胞产生抗体的特性，从而制备单克隆抗体。 (4)本题中提示该RNA病毒表面的A蛋白为主要的抗原，故而可选用通过基因工程生产的A蛋白制备疫苗；确诊时为判断该病毒是否为题目中的RNA病毒，可以进行核酸序列的比对，也可以通过抗A蛋白的单克隆抗体与A蛋白能否特异性结合判断病毒表面是否有A蛋白的存在，进一步检测是否为目的RNA病毒。,答案：(1)逆转录(反转录) (2)限制性核酸内切酶(限制酶、限制性内切酶) DNA连接酶(两空可以互换) (3)细胞融合 杂交瘤细胞 (4)A蛋白 核酸(基因)序列 抗A蛋白的单克隆抗体,植物细胞工程 1.植物组织培养和植物体细胞杂交的比较,脱分化,再分化,发育,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技术。 b.特点,保持优良品种的遗传特性 高效快速地实现种苗的大量繁殖,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。,【名师点睛】 1.生物体内细胞没有表现出全能性的原因 基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，细胞分化为不同的组织、器官。 2.细胞全能性表达的难易 (1)植物细胞动物细胞(动物细胞中的细胞核具有全能性)。 (2)受精卵生殖细胞体细胞。,(3)体细胞中： 分化程度低的分化程度高的； 幼嫩的衰老的； 细胞分裂能力强的细胞分裂能力弱的。 3.杂种细胞形成的标志 原生质体融合后，诱导再生出细胞壁。,【状元心得】 1.植物组织培养的地位 植物组织培养是培育转基因植物、植物体细胞杂交的最后一道工序,也是单倍体育种中的重要工序。 2.植物组织培养的结果因用途而异 (1)繁殖培育成试管苗植株； (2)生产人工种子培育为胚状体； (3)生产细胞产物培育为愈伤组织。,动物细胞培养和动物体细胞核移植,剪碎、胰蛋 白酶处理,转入培 养液中,胰蛋白酶处理,分瓶、转入 培养液中,【名师点睛】 动物细胞培养中胰蛋白酶处理及作用 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。,【状元心得】 动物细胞培养的四个条件 (1)无菌、无毒的液体环境。 (2)全面的营养合成培养基，加血清、血浆等。 (3)适宜的温度、pH。 (4)气体环境含5% CO2的混合气体，维持培养液的pH。,动物细胞融合与单克隆抗体制备 1.原理：细胞膜的流动性 2.诱导融合的因素：聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等 3.意义：最重要的用途是