2018届高考生物总复习第十单元现代生物科技专题10_36细胞工程课件20180518349.ppt

第36讲 细胞工程 考纲导航 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 1细胞工程的概念理解,2.植物细胞的全能性 (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_。 (2)物质基础：细胞内含有本物种全部的_。 (3)体内细胞全能性不表达的原因：在特定的时间和空间条件下细胞内的基因_出各种蛋白质，从而形成不同的组织和器官。,发育成完整生物体的潜能,遗传信息,选择性表达,3植物组织培养与植物体细胞杂交的比较,细胞的全能性,细胞的全能性,细胞壁,细胞融合,植物组织培养,植物体细胞杂交,4.脱分化和再分化的比较,【判断与思考】 1判断下列说法的正误。 (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)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化。() (4)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的。(),(5)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。() (6)用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性。() (7)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。() 2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？ 【提示】 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？ 【提示】 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。 (4)植物体细胞杂交技术用于作物育种有何优点？ 【提示】 可以克服远缘杂交不亲和的障碍。,考法1 植物组织培养过程 1(2018天津市新华中学高三上学期月考)下图所示为基因型为AaBb的水稻的花粉离体培养过程，接入试管后，在一定条件下形成试管苗，以下表述正确的是( ),A由于是植物细胞的组织培养，故培养基中无需加入碳源 B过程分别为去分化、去分化和再分化的过程 C试管苗的基因型可能为AABB、AAbB、aaBB、aabb D过程培养基中的细胞分裂素与生长素的浓度比值分别为等于1、大于1和小于1,【解析】 在形成试管苗之前，培养过程中植物细胞不具有叶绿体，不能进行光合作用，因此必须在培养基中加入碳源，A错误；过程分别为去分化、再分化和继续分化的过程，B错误；由于基因型为AaBb，故产生的花粉的基因型为：AB、Ab、aB、ab，因此获得试管苗的基因型就是这四种，C错误；当细胞分裂素与生长素的浓度比值大于1时，可以促进芽的分化，当该比值小于1时，可以促进根的分化，因此在植物组织培养过程中，需不断调整该比值，D正确。 【答案】 D,2(2018广州模拟)如图表示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接入试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程。请据图回答下列问题：,(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括_和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和_两类植物激素。 (2)此过程依据的原理是_。A和B阶段主要进行的分裂方式是_，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞_等。,(3)此过程要无菌操作，主要是指对_进行灭菌消毒。B阶段需要光照，原因是_ _。 (4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿素，这是基因_的结果。,【解析】 (1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括无机物和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和生长素两类植物激素。 (2)植物组织培养过程依据的原理是植物细胞的全能性。A是脱分化过程，B是再分化过程，两者均进行有丝分裂，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞分化等。,(3)植物组织培养过程需要无菌操作，主要是指对培养基进行灭菌消毒。再分化阶段需要光照，原因是在此过程中芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件。 (4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿素，这是基因选择性表达的结果。 【答案】 (1)无机物 生长素 (2)植物细胞的全能性 有丝分裂 分化 (3)培养基 芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件 (4)选择性表达,【总结归纳】 1.植物组织培养中生长素和细胞分裂素的比值与效果,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。 3细胞全能性的比较 (1)细胞的分化程度越高，其分裂能力越弱，其全能性越不容易表现出来。 (2)受精卵生殖细胞体细胞。 (3)体细胞中：植物细胞动物细胞(只有细胞核才有全能性，分化程度低的分化程度高的；细胞分裂能力强的细胞分裂能力弱的；幼嫩的细胞衰老的细胞)。,考法2 植物体细胞杂交过程 3(2018天津市耀华中学高三上学期月考)以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。据图分析不正确的是( ),A图中过程发生的化学变化是纤维素和果胶水解 B经过和过程形成的c细胞只有AABB这一种类型 C过程一般使用聚乙二醇作为诱导剂 D过程产生的细胞是具有分生能力的薄壁细胞,【解析】 过程是植物去除细胞壁获得原生质体的过程，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，则可利用纤维素酶和果胶酶催化，使纤维素和果胶水解，A正确；过程和，细胞融合时有同种细胞融合和异种细胞融合，则融合细胞有3种类型：AAAA、BBBB、AABB，另又有些细胞没有融合，类型为AA、BB，所以c细胞共有5种类型，B错误；过程诱导原生质体融合，常使用聚乙二醇作为诱导剂，C正确；过程是脱分化，产生的细胞是愈伤组织，是一种具有分生能力的薄壁细胞，D正确。 【答案】 B,4(2018北京市西城区北师大实验高三阶段测试)下图所示为科学家利用番茄叶细胞和马铃薯叶细胞杂交培育“番茄马铃薯”植株的过程，请回答下列问题：,(1)过程使用了_酶，以使植物原生质体相互分离；此处使用的溶液浓度较大，以保证植物到细胞会发生_，以保持原生质体不被破坏；在动物细胞培养技术中，使细胞分离开来的酶是_。 (2)过程在化学药剂_的作用下会发生植物原生质体的融合；动物细胞融合的方法与植物细胞不相同的是_ _ _。,(3)过程_属于脱分化，过程_属于再分化，细胞分生分化的根本原因是_。(前两空用图中的数字作答) (4)过程的细胞工程技术是_，其培养时选用的材料通常是分生组织，原因是_。 (5)植物体细胞杂交的研究在_方面取得了巨大突破，其育种的原理是_。,【解析】 利用植物体细胞杂交技术培育杂种植物细胞，具体过程包括诱导植物细胞融合成杂种细胞和植物组织培养技术培育成杂种植株两过程。过程是通过酶解法去除细胞壁获得原生质体，过程通过物理或化学方法(如聚乙二醇试剂)诱导原生质体融合，过程是再生细胞壁形成杂种细胞，过程是脱分化过程形成愈伤组织，过程是再分化生成完整植株。过程和是植物组织培养技术培育完整植株。,(1)为去壁过程，该过程需要采用酶解法，即使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁；此处使用的溶液浓度较大，以保证植物到细胞会发生质壁分离，以保持原生质体不被破坏。在动物细胞培养技术中，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使组织细胞分离开来。 (2)是诱导原生质体融合的过程，该过程可采用化学方法(聚乙二醇)，动物细胞融合的方法与植物细胞不相同的是用灭活的病毒做诱导剂。 (3)图中为脱分化过程，为再分化过程；细胞发生分化的根本原因是基因的选择性表达。,(4)形成杂种细胞后还需要采用植物组织培养技术将其培育成杂种植株，因此图中过程为植物组织培养过程，其原理是植物细胞具有全能性；植物组织培养时选用的材料通常是分生组织，原因是分生组织的全能性高，易培养形成愈伤组织。 (5)植物体细胞杂交的研究克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍方面，取得了巨大突破，其育种的原理是染色体变异。,【答案】 (1)纤维素酶和果胶 质壁分离 胰蛋白酶 (2)聚乙二醇 可以使用灭活的病毒 (3) 基因的选择性表达 (4)植物组织培养 全能性高，易培养形成愈伤组织 (5)克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍 染色体变异,【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 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2X2Y，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。,考点二 植物细胞工程的实际应用 1植物繁殖的新途径 (1)微型繁殖 概念：用于快速繁殖优良品种的_。 微型繁殖有两个优点： a_。 b高效快速地实现种苗的_。,植物组织培养技术,保持优良品种的遗传特性,大量繁殖,(2)作物脱毒 解决的问题：_繁殖的作物，感染的病毒在体内逐年积累，产量降低，品质变差。 解决方法：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。 理论基础：植物分生区附近病毒极少，甚至无病毒。,无性,成果：采用茎尖组织培养技术，已获得脱毒的马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉等。 (3)人工种子 获取方法：以植物组织培养得到的_、顶芽和_等为材料，用人工薄膜包装。 解决的问题： a一些植物繁殖周期长，数年后才能结出种子；,胚状体、不定芽,腋芽,b有些作物优良杂种的后代因发生_而丧失其优良特性； c常规种子的生产受_和地域的限制，并且占用大量的土地。,性状分离,季节、气候,2作物新品种的培育 (1)单倍体育种,3细胞产物的工厂化生产 (1)细胞产物的种类：_、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 (2)成功的实例：_、紫草和银杏的细胞产物都已实现了工厂化生产。,蛋白质,人参、三七,【判断与思考】 判断下列说法的正误。 (1)可以通过培养叶肉细胞获得草莓脱毒苗。() (2)经植物组织培养得到的胚状体可直接作为人工种子。( ) (3)微型繁殖一定能保持亲本的优良性状。( ) (4)单倍体育种过程中常采用秋水仙素处理单倍体的种子。(),(5)组织培养过程中培养的细胞由于处于不断的分生状态而容易发生突变。( ) 考法 植物细胞工程的实际应用的分析 1(2018云南师大附中高考适应性月考卷)1971年，美国化学家从红豆杉树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇，从此，国家重点保护珍稀植物红豆杉遭受了掠夺式的砍伐。为拯救红豆杉，同时获得紫杉醇，科研小组设计了如下图所示的实验流程：,请回答下列问题： (1)选用茎尖分生组织进行组织培养的目的是_，诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫_。利用愈伤组织诱导形成的胚状体经人工薄膜包装后就可得到_。 (2)茎尖分生组织细胞具有全能性的原因是_。在生物生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，原因是_。,(3)现有植物甲中提取的物质X，能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小组欲获得既能产生紫杉醇又能产生物质X的植株，可利用_技术获得杂种植株。该方法首先要利用_除去细胞壁获得具有活力的原生质体，再经_(试剂)诱导融合形成杂种细胞。,【解析】 据图分析，红豆杉茎尖分生组织通过脱分化过程形成愈伤组织，一方面愈伤组织通过再分化形成胚状体，进而培养成红豆杉植株；另一方面，愈伤组织培养增值产生更多的愈伤组织细胞，从愈伤组织细胞中提取紫杉醇。 (1)茎尖分生组织含有的病菌较少，进行组织培养可以获得脱毒苗；分生组织经过脱分化过程可以形成愈伤组织；利用愈伤组织诱导形成的胚状体经人工薄膜包装后可得到人工种子。,(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息，因此具有发育的全能性。在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官，所以在生物生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性。 (3)植物甲可以产生物质X，红豆杉可以产生紫杉醇，则利用植物体细胞杂交技术将两种植物细胞融合，获得的杂种植株的细胞既能产生紫杉醇又能产生物质X。植物体细胞杂交过程中，首先要利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得具有活力的原生质体，再经聚乙二醇诱导融合形成杂种细胞。,【答案】 (1)获得脱毒苗 脱分化 人工种子 (2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息 在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官 (3)植物体细胞杂交 纤维素酶和果胶酶 聚乙二醇,2(2018江西省南昌第二中学高三第四次考试)请回答： (1)植物细胞工程可用于培育脱毒苗，这一方法利用的原理是_，所以再生的植株可能不带病毒。 (2)人工种子是以植物的组织培养技术得到的_等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。 (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_(填“脱落酸”或“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_(填“能”或“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_(填“降低”或“增加”)培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。,【解析】 因为病毒转运速度慢，再加上茎尖分生组织没有维管束，病毒只能通过胞间连丝传递，赶不上细胞分裂和生长的速度，所以生长点的病毒数量极少，几乎检测不出。图示表示单株鲜重和光合作用强度随蔗糖浓度的变化。随着蔗糖浓度的升高，光合作用强度逐渐减小，而单株鲜重是先增加后下降。若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应降低培养基中蔗糖浓度。,(1)培育脱毒苗的原理是感染病毒的植物在其分生区附近(如茎尖)极少甚至没有病毒，所以再生的植株可能不带病毒。 (2)人工种子是以植物的组织培养技术得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。 (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生根，而与细胞分裂素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2，4D(生长素类似物)。,(4)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逐渐减小，单株鲜重的变化趋势是先增加后下降。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不能满足自身最佳生长的需要。 (5)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逐渐减小，所以要在试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应适当降低培养基中蔗糖浓度，以提高试管苗的自养能力。,【答案】 (1)感染病毒的植物在其分生区附近(如茎尖)极少甚至没有病毒 (2)胚状体、不定芽、顶芽和腋芽 (3)生根 细胞分裂素 2，4D (4)逐渐减小 先增加后下降 不能 (5)降低,考点三 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。,细胞增殖,培养液,抗生素,代谢产物,血清、,血浆,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。 (3)动物细胞的培养过程,36.50.5 ,7.27.4,5%CO2,(4)应用：生物制品的生产、检测_、医学研究。 【特别提醒】 1.动物细胞培养过程所用的培养基一般是液体培养基。 2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。,有毒物质,3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。 4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,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_。 【特别提醒】 1.核移植时选M期卵母细胞的原因有：(1)此类细胞体积大，易于操作；(2)卵黄多，可为发育提供充足的营养；(3)卵母细胞的细胞质中存在激发细胞核全能性表达的物质。,产生新个体,遗传改良,濒危物种,供体,移植,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。,【判断与思考】 1判断下列说法的正误。 (1)连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型。() (2)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。() (3)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。(),(4)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。() (5)植物原生质体融合和动物细胞融合原理是相同的。() 2根据题图，回答问题。 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：,(1)原代培养和传代培养的分界点是哪个？ 【提示】 B点之前的培养称为原代培养，之后的培养称为传代培养。 (2)AB段和DE段繁殖速度缓慢的原因是什么？ 【提示】 发生了接触抑制。 (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？ 【提示】 E点后的细胞属于细胞系，能无限增殖。,考法1 动物细胞培养过程 1(2018天津市新华中学高三上学期月考)下列关于动物细胞培养的叙述，不正确的是( ) A通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养 B在原代培养过程中，细胞在培养液中悬浮生长和增殖 C用胰蛋白酶处理剪碎的组织可以离散细胞 D动物细胞培养时用CO2培养箱维持适宜的pH,【解析】 人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养，A正确；在原代培养过程中，动物细胞具有贴壁生长的特点，B错误；用胰蛋白酶处理剪碎的组织分散成单个细胞，可以获得细胞悬浮液，C正确；动物细胞培养时用含95%空气加5%CO2的混合气体培养箱进行培养，CO2维持适宜的pH，D正确。 【答案】 B,2(2018廊坊模拟)某研究小组进行药物实验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题： (1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量_。,(2)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是_ _。 (3)在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长_。药物实验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞可以传代的次数更_。,(4)已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为A、B两组，A组细胞培养液中加入_，B组细胞培养液中加入等量无菌生理盐水，经培养后，从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的_或_合成水平的差异，确定Y的药效。,【解析】 (1)肝肿瘤细胞比正常肝细胞的分裂能力强，细胞周期短，因此在其他条件相同时，相同时间内肝肿瘤细胞产生的细胞数量多。(2)血清可以补充合成培养基中缺乏的一些营养物质。(3)甲细胞为肝肿瘤细胞，已经失去接触抑制，而乙细胞为正常肝细胞，存在接触抑制，因此在这两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长停止。甲细胞能无限增殖，因此其传代的次数比乙多。,(4)该实验的目的是试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响，因此自变量为是否加入抗肿瘤药物Y，B组细胞培养液中加入等量无菌生理盐水，则A组细胞培养液中应加入适量抗肿瘤药物Y。已知癌基因X表达与肝肿瘤的发生密切相关，而基因X的表达包括转录和翻译两个步骤，抗肿瘤药物Y的作用可能是抑制基因X的转录过程，也可能是抑制其翻译过程，因此通过分别检测基因X在A、B两组细胞中的mRNA或相关蛋白质合成水平的差异，以确定Y的药效。,【答案】 (1)多 (2)血清可以补充合成培养基中缺乏的营养物质 (3)停止 多 (4)适量抗肿瘤药物Y mRNA 相关蛋白质 【易错警示】 关于动物细胞培养的两组概念辨析 (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。,考法2 动物体细胞核移植的过程 3(2016课标全国卷)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_。 (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。,(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_ _。 (4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了_ _。,【解析】 (1)因供体的性别不确定，故其细胞核内的性染色体组成为XX或XY；一般将卵母细胞培养到M中期，用显微操作法将其细胞核去除；代表的过程是胚胎移植。(2)传代培养10代以内的细胞可以保持正常的二倍体核型，超过10代以后，供体细胞中遗传物质的稳定性会降低。,(3)克隆动物细胞质中的遗传物质来自卵母细胞的细胞质，细胞质中的遗传物质对克隆动物的性状会产生影响。(4)克隆动物的成功可以证明动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性。 【答案】 (1)XX或XY 显微操作 胚胎移植 (2)遗传物质 (3)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 (4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性,4(2015安徽卷)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_。 (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。,(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。 (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_ _ _。,【解析】 (1)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。(2)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。(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。,(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，这是因为整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养。 【答案】 (1)含目的基因的表达载体 (2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞 M中 (3)免疫排斥反应 (4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养,【总结归纳】 1.动物细胞培养和核移植技术的理解误区 (1)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同：第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次用胰蛋白酶处理使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。 (2)克隆动物性状的影响因素： 克隆动物遗传物质来自两个亲本，即提供核的个体和提供卵细胞的个体，所以，性状受两个个体影响，但主要与提供核的个体相似。,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动物细胞核移植的疑难解析 (1)卵母细胞选择时期及原因：M中期的卵母细胞，此时具备受精能力，细胞质中合成与分裂、分化有关的物质能刺激融合后重组细胞进行分裂分化，形成重组胚胎。,(2)选卵细胞作为受体细胞的原因： 卵细胞大，易于操作。 卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养。 能激发重组细胞分裂分化。 (3)供体细胞：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。,(4)动物体细胞不能经培养直接发育成完整个体的原因：动物体细胞的全能性受到限制。 (5)该过程用到的技术手段：动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植。 3动物细胞培养与动物体细胞核移植的比较,考点四 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,【特别提醒】 动物细胞融合与植物体细胞杂交的三点不同 (1)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。 (2)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。 (3)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单克隆抗体 (1)制备过程,(2)优点：特异性强、_，可大量制备。 (3)用途：作为_；用于治疗疾病和_。 【判断与思考】 1判断下列说法的正误。 (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。(),灵敏度高,诊断试剂,运载药物,(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)。(),2根据题图，回答问题。 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？ 【提示】 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)。 (2)在获取C细胞的过程中，筛选淘汰了哪些细胞？ 【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。 (3)C细胞有什么特点？ 【提示】 既能无限增殖，又能产生特定的抗体。,考法1 动物细胞融合过程 1如图为动物细胞融合示意图，请据图回答：,(1)图中仙台病毒的作用是_。 (2)若仅考虑两两融合，则A细胞和B细胞融合后共有_三种类型。 (3)由杂种细胞形成无性系1、2、3的方法，可以称为_ _。 (4)此项技术最重要的应用是_。,【解析】 (1)诱导细胞融合需要有促融剂，比如聚乙二醇、仙台病毒等。 (2)若仅考虑两两融合，则A细胞和B细胞融合后共有AA、AB、BB三种类型。 (3)无性繁殖可以称之为克隆。 (4)细胞融合技术最重要的应用是制备单克隆抗体。 【答案】 (1)促进细胞融合(作为促融剂) (2)AA、AB、BB (3)克隆 (4)制备单克隆抗体,【总结归纳】 植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较：,考法2 单克隆抗体的制备过程 2(20172018江苏省如皋市高三第一学期教学质量调研)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。相关叙述正确的是( ),A过程所用的促融方法与植物体细胞杂交完全相同 B过程以抗HCG单克隆抗体为抗原进行检测 C应给小鼠多次注射HCG，以获得较多的记忆细胞 D过程需要添加抗生素等物质，以防止病毒污染,【解析】 过程为诱导动物细胞融合，所用的促融方法不同于植物体细胞杂交的是：用灭活的病毒作为诱导剂，A错误；过程的目的是筛选出能产生抗HCG抗体的杂交瘤细胞，需以抗HCG单克隆抗体为抗原进行检测，B正确；给小鼠注射HCG的目的是获得免疫的B淋巴细胞，C错误；过程为采用动物细胞培养技术在体外生产抗HCG单克隆抗体，需要添加抗生素等物质，以防止杂菌污染，D错误。 【答案】 B,3(2018北京市西城区北师大实验高三阶段测试)2013年4月16日国家卫生和计划生育委员会公布，全国共报告人感染H7N9禽流感确诊病例77例，其中16人已死亡，禽流感再度备受关注。医学界正在致力于研究预防H7N9禽流感病毒的疫苗和单克隆抗体。科学家决定采用基因敲除术将小鼠的Ig基因敲除，代之以人的Ig基因，然后用H7N9病毒去免疫小鼠，再经杂交瘤技术即可产生大量完全人源化抗体。如图是某科研机构的实验方案。请回答：,(1)此处基因敲除技术的受体细胞不是小鼠的受精卵，而是小鼠的_细胞，经技术处理后的该细胞再重新植入小鼠脾脏中增殖。 (2)小鼠B淋巴细胞用B表示，小鼠骨髓瘤细胞用A表示，在培养液中，用灭活的动物病毒作促融剂，培养液中共有_种类型的融合细胞(只考虑两两融合)。,(3)第一次筛选是选出_型的细胞(用字母组合表示)，筛选具体方法是在培养基中加入某种物质，抑制骨髓瘤细胞DNA的复制，而B细胞DNA复制虽不受影响，但增殖能力很有限，只有杂交瘤细胞可以借助B细胞DNA复制的途径，继续增殖。此种培养基称为_培养基。,(4)将能产生抗H7N9病毒的杂交瘤细胞在动物培养液中进行培养，其培养液与植物组织培养的MS培养基相比，特有成分是_。 (5)利用上述技术生产的单克隆抗体可制作成诊断盒，用于准确、快速诊断H7N9禽流感病毒的感染者，这种诊断运用了_杂交技术。,(6)有人设想，能否利用经H7N9病毒免疫后小鼠效应T细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞，大量生产单克隆干扰素，用于H7N9禽流感患者的有效治疗。你觉得该方法_(填“可行”或“不可行”)，因为_ _。,【解析】 本题考查单克隆抗体的制备过程和动物细胞培养等相关知识，分析单克隆抗体的制备过程和原理，再结合题意作答。 (1)此处基因敲除技术的受体细胞不是小鼠的受精卵，而是小鼠的B淋巴细胞，因为B淋巴细胞可以产生抗体。 (2)在诱导细胞融合时，若考虑两两融合，则有AA、BB和AB三类细胞，而在制备单克隆抗体的制备过程中需要异种细胞核融合的细胞，所以需要选择培养基的筛选才能获得所需要的杂交瘤细胞，该细胞既能无限增殖又能产生专一抗体。,(3)第一次筛选是选出AB 型的细胞(用字母组合表示)，筛选具体方法是在培养基中加入某种物质，抑制骨髓瘤细胞DNA的复制，而B细胞DNA复制虽不受影响，但增殖能力很有限，只有杂交瘤细胞可以借助B细胞DNA复制的途径，继续增殖。此种培养基称为选择培养基。 (4)将能产生抗H7N9病毒的杂交瘤细胞在动物培养液中进行培养，其培养液与植物组织培养的MS培养基相比，特有成分是动物血清或血浆。,(5)利用上述技术生产的单克隆抗体可制作成诊断盒，用于准确、快速诊断H7N9禽流感病毒的感染者，这种诊断运用了抗体抗原杂交技术。 (6)由于骨髓瘤细胞是效应T细胞要攻击杀死的靶细胞，两者不可能融合成杂交瘤细胞，所以不能利用经H7N9病毒免疫后小鼠效应T细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞。,【答案】 (1)B淋巴 (2)3 (3)AB 选择 (4)动物血清或血浆 (5)抗原抗体 (6)不可行 骨髓瘤细胞是效应T细胞要攻击杀死的靶细胞，两者不可能融合成杂交瘤细胞,4(2018北京市西城区北师大实验中学高三阶段测试)前列腺癌是发生在前列腺上皮的恶性肿瘤，可分为雄性激素依赖性和雄性激素非依赖性两种类型。请回答下列问题。 (1)研究发现，前列腺癌发生的根本原因是外界致癌因子引起了_，可能还与饮食习惯等因素有关。,(2)为了探究奥曲肽对两种前列腺癌的治疗效果，研究者对体外培养的人前列腺癌DU145和LNCaP细胞采用不同剂量奥曲肽(0、0.1、1、10、100和1 000 nmol/L)处理，分别于24 h、48 h、72 h测定并计算细胞增殖抑制率，结果如下图甲、乙所示。,注：DU154是雄性激素非依赖性前列腺癌细胞；LNCaP是雄性激素依赖性前列腺癌细胞。 在培养过程中，动物细胞具有_生长的特点，当培养的细胞增殖到一定程度时，会出现_现象，因此要对其进行传代培养，通常需要用_酶处理，使细胞分散开以备新的细胞悬液。 由图甲、乙所示结果可知，奥曲肽对于_性前列腺癌的治疗效果可能更好。,(3)为进一步探明奥曲肽的作用机制，研究人员在相同条件下，用1 000 nmol/L的该多肽处理DU145细胞，分别于24 h、48 h、72 h提取各组细胞总RNA，再以mRNA为模板_出cDNA，然后用PCR技术扩增相应片段，并对扩增结果进行凝胶电泳来测定细胞中VEGF和Caspase-3的转录水平，结果如下图丙、丁所示。,(注：VEGF是促进血管生成的基因，可刺激肿瘤细胞的生成和增殖；Caspase-3是细胞凋亡过程中最主要的蛋白酶基因。) -actin是检测基因表达水平常用的参照基因(如图丙、丁所示)，表达量不受细胞形态变化或生活条件的影响，转录水平相对稳定，在实验中可作为校准和消除由于检测方法等无关变量对实验结果的影响。-actin的表达产物最可能是_(填字母)。,A血红蛋白 B细胞骨架蛋白 C胰岛素 由实验结果可知，奥曲肽抑制了DU145细胞中_基因的转录水平。据此研究人员推测，奥曲肽治疗前列腺癌的机制可能是_。,【解析】 (1)癌症发生的原因是致癌因子引起了基因突变(原癌和抑癌基因发生突变)，可能与饮食习惯等因素有关。(2)动物在培养过程中，细胞具有贴壁生长的特点，癌细胞失去接触抑制，因此传代培养时，通常用胰蛋白酶处理，使细胞分散。在培养过程中，动物细胞具有贴壁生长的特点，当培养的细胞增殖到一定程度时，会出现接触抑制现象，因此传代培养时，通常用胰蛋白酶处理，使细胞分散。,由图甲、乙所示结果可知，奥曲肽(1 000 nmol/L，处理24 h)对于雄性激素非依赖性前列腺癌细胞DU145抑制率较高，故奥曲肽对于雄性激素非依赖性前列腺癌的治疗效果更好。(3)为进一步探明奥曲肽的作用机制，研究人员在相同条件下，用1 000 nmol/L的该多肽处理DU145细胞，分别于24 h、48 h、72 h提取各组细胞总RNA，再以mRNA为模板逆转录出cDNA，然后用PCR技术扩增相应片段，-actin基因检测基因表达水平常用的参照基因表达量不受细胞形态变化或生活条件的影响，转录水平相对稳定，在实验中可作为校准和消除由于检测方法等无关变量对实验结果的影响。,而血红蛋白基因和胰岛素基因并非在所有细胞中都有表达，表达量受细胞形态变化(细胞分化)的影响，转录水平不稳定，故-actin的表达产物最可能是B细胞骨架蛋白(该基因在所有细胞中都表达)。 由图丙、丁所示可知：奥曲肽处理DU145细胞时间越长VEGF基因的表达量越少，Caspase-3基因的表达越高，由实验结果可知，奥曲肽抑制了DU145细胞中VEGF基因的表达，减少肿瘤细胞增殖和肿瘤血管的生成，从而抑制肿瘤生长，促进Caspase-3基因的表达，加速肿瘤凋亡。,【答案】 (1)基因突变(原癌基因和抑癌基因发生突变) (2)贴壁 接触抑制 胰蛋白 雄性激素非依赖 (3)逆转录 B VEGF 通过抑制VEGF基因的表达，减少肿瘤细胞增殖和肿瘤血管的生成，从而抑制肿瘤生长，促进Caspase-3基因的表达，加速肿瘤凋亡,【总结归纳】 制备单克隆抗体过程中两次筛选的方法及目的,1(2017江苏卷)牛雄性胚胎中存在特异性H-Y抗原，可在牛早期胚胎培养液中添加H-Y单克隆抗体，筛选胚胎进行移植，以利用乳腺生物反应器进行生物制药。下列相关叙述正确的是( ) AH-Y单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌 B应选用原肠胚做雌雄鉴别 C鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植 D用H-Y抗原免疫母牛可获得相应抗体,【解析】 H-Y单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌，A错误；做雌雄性别鉴别应选择囊胚期的滋养层细胞，B错误；由于是利用乳腺生物反应器进行生物制药，则鉴别后的雌性胚胎可直接做胚胎移植，雄性胚胎没有意义，C错误；用H-Y抗原免疫母牛，使其体内产生体液免疫，产生相应的浆细胞，获得相应抗体，D正确。 【答案】 D,2(2018北京海淀区海淀实验中学高三月考)下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，正确的是( ) A培养原理都是细胞的全能性 B都通过有丝分裂增加细胞数目 C培养材料都必须取自分生组织 D都经过脱分化恢复细胞全能性,【解析】 动物细胞培养的原理是细胞增殖，A错误；都通过有丝分裂增加细胞数目，B正确；培养材料不一定取自分生组织，植物组织培养技术可