w-2013届 高考生物 选修3 第2章 细胞工程 一轮复习学案2 打印.doc

知识改变命运，学习成就未来 执笔人：王国礼沭阳县潼阳中学 2013届 高考生物 一轮复习学案2选修3 第二章 细胞工程【复习准备】 苏教版 生物选修3 课本P39P61 早读材料 P3-5第1讲 植物细胞工程【重难点突破】一、植物组织培养1、组织培养：在无菌和人工控制条件下，将 的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。2、原理： 。指植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，从而具备发育成完整植株的遗传能力。在适宜条件下，任何一个细胞都可以发育成一个新个体。3、 过程：例题1、(2008江苏)下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是 A培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压B培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化C离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织D同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同例题2、(2008江苏 多选)某组织培养实验室的愈伤组织被真菌严重污染，为查找污染原因设计了4个实验，实验条件除图示外其他均相同。下列各图表示实验结果，据图可得出的初步结论是A污染主要不是培养基灭菌时间短造成的 B污染主要来源于组织培养所用的离体组织C调节培养基pH不能解决污染问题 D调节培养温度不能解决污染问题例题3、（2010南通二模）在植物组织培养过程中，愈伤组织的成功诱导是至关重要的步骤。科学家以食用稗的成熟胚作为外植体，在基本培养基上研究植物生长调节剂对食用稗愈伤组织诱导的影响。实验结果如下表。请回答相关问题：注：愈伤组织诱导率（%）产生愈伤组织的外植体数/接种外植体总数100%（1）从上表可以知道，在基本培养基中添加较高浓度的 有利于食用稗胚形成愈伤组织，而添加 则不利于食用稗胚愈伤组织的形成。（3）影响愈伤组织成功诱导的因素除植物生长调节剂外，培养的环境条件也是重要的因素。现给你提供200个已经消毒过的食用稗的成熟胚，在上述研究的基础上，探究光照对愈伤组织形成的影响。实验步骤：将200个已经消毒过的食用稗的成熟胚平均分为甲、乙两组，分别接种到 培养基上； ； 。预期实验结果和结论： 。二、植物组织培养有哪些应用1、植物繁殖的新途径（1）微型繁殖技术（快速繁殖技术）用于快速繁植优良品种的植物组织培养技术。其优点是 保持优良品种的遗传特性； 高效快速地实现优良品种的大量繁殖； 不受自然生长季节的限制（因为在具有一定人工设施的室内生产）。 （2）作物脱毒 作物脱毒的原因:长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差，而植物的分生区一般不会感染病毒，用分生区的细胞进行组织培养，就能得到大量的脱毒苗。 材料:分生区（如茎尖根尖）的细胞。(3）人工种子 将植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽，包上人工种皮就形成人工种子。 针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中还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。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。 人工种子的优点: 人工种子则可以完全保持优良品种的遗传特性，生产上也不受季节的限制。人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地贮藏和运输。2、作物新品种的培育（1）单倍体育种 方法:花药的离体培养，再秋水仙素加倍。 优点: 后代稳定遗传,都是纯合体； 明显缩短育种年限。 所以可通过植物组织培养培育单倍体植株。（2）突变体的利用 产生:植物组织培养。培养的细胞一直处于不断的分生状态，容易受到培养条件和外界压力的影响而发生突变。 利用:筛选对人们有利突变体,进而培育新品种（3）细胞产物的工厂化生产：利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物。3、植物体细胞杂交（1）原理：酶的专一性、细胞膜的流动性、染色体变异和细胞的全能性。（2）植物体细胞杂交流程 原生质体的制备：利用 和 除去细胞壁。 原生质体的融合：利用人工诱导的方法包括 法、 法（PEG）诱导原生质体融合。 杂种细胞形成的标志是 形成。 杂种细胞要经历 和 过程。 植物体细胞杂交的终点是杂种植株，其特征是具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的 。（3）优点：克服了 。例题5、某优良品种水稻的基因型为AaBb，其花药通过组织培养形成了试管苗。下列叙述错误的是 A. 花粉形成试管苗需要经过脱分化和再分化的过程 B. 试管苗有四种基因型，其体细胞含有一个染色体组 C. 通过该过程培养出的试管苗还不能直接用于生产 D. 这些试管苗自交，后代性状不发生分离 例题6、胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的（ ）A愈伤组织 B再分化C形成完整植株 D取离体组织例题7、（2010南通二模）下列有关植物体细胞杂交技术的描述，不正确的是A利用植物体细胞杂交可以获得某种多倍体植株B获得原生质体的过程中需要纤维素酶和果胶酶C通常用聚乙二醇或灭活病毒诱导原生质体融合D可根据细胞中染色体数目和形态的差异来鉴定杂种细胞例题8、基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，问：（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得_等营养物质。（2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_和_两类激素。（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是_能利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。（4）试管苗的细胞核中含_条脱氧核糖核苷酸链。（5）培育成的试管苗可能出现的基因型有_。【总结提升】1、植物组织培养利用细胞的全能性，先脱分化形成愈伤组织，再分化形成胚状体，以后发育成个体。依此增加植物繁殖新途径和作物新品种的培育。2、植物体细胞杂交，先用果胶酶和纤维素酶除去细胞壁，再诱导融合成杂种细胞，长出新的细胞壁诱导成功；经过脱分化和再分化发育成杂种植株。第2讲 动物细胞工程【重难点突破】一、动物细胞培养1、动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个的细胞，然后，在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。2、操作过程（1）细胞来源是 的组织、器官，其细胞的分化程度低，增殖能力强，有丝分裂旺盛，容易培养。（2）将组织分散成单个细胞：物理方法剪碎；化学方法是用 处理。（3）将分散的细胞和培养液组成 ，细胞生长时有 和 现象。（4）培养条件： 无菌无毒环境：无菌器具无菌处理，培养液加抗生素；无毒定期更换培养液。 营养：使用合成培养基时要加入 等天然成分（含有促生长因子） 温度和pH值：与被培养动物的体温相似，哺乳动物多数以36.50.5C，多数pH为7.27.4。 气体环境：95% 和5% 。 主要调节培养液的pH。（5）原理： （6）胰蛋白酶的作用除把组织分散成单个细胞外，还有将贴壁细胞从瓶壁上分离下来。（7）培养结果：细胞株或者细胞系。 的遗传物质发生改变。（8）应用：生产细胞产品如干扰素、疫苗和单克隆抗体；检测并判定某种物质的毒性的大小。例题1、（2010浙江卷）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上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例题2、（2009浙江卷）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例题3、（2010苏北四市三模）下列关于细胞工程的叙述中，错误的是 A植物细胞融合必须先制备原生质体 B试管婴儿技术包括人工受精和胚胎移植两方面 C动物细胞培养过程中要保持一定浓度的C02，其目的是促进动物细胞呼吸 D用于培养的植物器官或组织属于外植体例题4、（2010泰州高三期末）下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是 A培养中的人效应T细胞能产生单克隆抗体 B培养中的人B细胞能够无限地增殖 C人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株 D用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞二、动物细胞核移植技术与克隆动物体细胞克隆是通过核移植实现的。一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新胚胎最终发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。（1）供体：提供 。一般选择传代10代以内的细胞，能够保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞的正常遗传基础。（2）受体细胞：去掉细胞核的 细胞。选择减数中期的卵母细胞，此时具备受精能力，并且细胞质中含有与细胞分裂分化的物质能够刺激重组细胞进行分裂分化形成重组胚胎。（选择卵母细胞作为受体的原因：细胞大，易于操作；营养丰富，为细胞发育提供充足的营养；能够通过发育直接表现出性状。）（3）原理： 。绝对不能说成动物细胞的全能性。（4）技术手段：动物细胞 、动物细胞 、早期 和 移植。（5）应用：加速家畜遗传改良、促进优良畜群的繁殖、保护濒危动物、克隆器官移植等。（6）缺点：成活率低；克隆动物存在严重的健康问题；引起食品安全性问题。例题5、下列有关体细胞核移植技术的说法，不正确的是（ ） A.获得组织器官异体移植的供体 B.体细胞核移植技术在多种动物中获得了成功，成功率非常高 C.克隆技术的各环节有待于进一步改进 D.克隆动物食品的安全性问题仍然存在争议例题6、下列哪项不属于体细胞核移植技术的应用 （ ） A.加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育 B.保护濒危动物 C.大量生产人参皂苷 D.获得组织器官供器官移植使用例题7、（2010上海松江）把成年三倍体鲫鱼的肾脏细胞核移植到二倍体鲫鱼的去核卵细胞中培养，并获得了克隆鱼，该鱼（ ）A性状与三倍体鲫鱼完全相同 B是二倍体 C是有性生殖的产物 D高度不育例题8、下列关于细胞工程的有关叙述，不正确的是()A利用花药离体培养得到单倍体植株，从紫草的愈伤组织中提取紫草素，利用细胞工程培育“蕃茄马铃薯”杂种植株，都利用了植物组织培养技术。B在进行组织培养时，由根尖细胞形成愈伤组织的过程中，可能会发生细胞脱分化，染色体变异或基因突变，而不可能发生细胞分化和基因重组。C动物细胞融合与植物体细胞杂交相比，诱导融合的方法，所用的技术手段，所依据的原理均相同，都能形成杂种细胞和杂种个体。D“试管婴儿”实质上就是“体外受精”和“胚胎移植”的“产物”，不能使不能产生精子或卵细胞的夫妇得到自己的孩子。三、细胞融合与单克隆抗体1、细胞融合：也称细胞杂交。是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。（1）常用的诱导因素： 、 、 等。特有的方法是 诱导融合。（2）原理： 和 。（3）细胞融合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：（1）融合的细胞来源：能 细胞和能 细胞（2）筛选：在特定的培养基上选出 细胞；选择出能够大量分泌单克隆抗体的的杂交瘤细胞。 （3）体内培养和体外培养 （4）单克隆抗体的优点： （5）应用：诊断试剂和生物导弹。例题9、下列有关动物细胞工程的有关说法中，正确的是 A灭活病毒通过表面的糖蛋白和一些酶与动物细胞膜上的糖蛋白作用，进而诱导融合 B在细胞培养液中添加干扰素，以防止培养过程中的污染C动物细胞培养所需的气体主要是CO2，使培养基的pH值维持在7274D胰蛋白酶将动物细胞膜表面的糖蛋白去掉，细胞黏着性降低，使细胞散开例题10、(多选)将小鼠骨髓瘤细胞与一种B淋巴细胞融合，可使融合的细胞经培养产生单克隆抗体，其依据是 AB淋巴细胞可以产生抗体，但不能无限增殖BB淋巴细胞只有与骨髓细胞融合后才能产生抗体C骨髓瘤细胞可以无限增殖，但不能产生抗体D骨髓瘤细胞可以产生抗体，但不能无限增殖例题11、（2010上海长宁）单克隆抗体产生于 A促融剂作用下形成的杂交瘤细胞 B单个杂交瘤细胞增殖形成的细胞群 CB淋巴细胞分化形成的浆细胞 D胚胎干细胞定向诱导形成的淋巴细胞例题12、单克隆抗体(简称单抗)实质上是单个浆细胞通过克隆形成的细胞群产生的化学性质单一、特异性强的免疫球蛋白。下列有关叙述中，错误的是()A单抗作为生物导弹能定向到达癌细胞所在部位B单抗制备的过程要用到动物细胞培养和细胞融合技术C单抗制备的过程中必须经过至少两次细胞筛选D只有用物理或化学方法的诱导，才能促使B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞例题13、（2010盐城二模）甲型H1N1流感病毒表面的X蛋白为主要抗原。下图为制备该病毒的疫苗及抗体的流程图。请据图回答问题：（1）过程需使用的酶分别是 、 。（2）图中需进行动物细胞培养的过程是 （填写图中序号）。（3）细胞M的特点是 。（4）对甲型H1N1流感疑似患者确诊时，可用图中获得的单克隆抗体进行 ，也可利用 手段进行快速有效地检测。【总结提升】1、动物细胞培养抓住四种物质（胰蛋白酶、抗生素、血清、二氧化碳）一个现象（贴壁生长和接触抑制）。2、核移植搞清两个细胞一个全能。去核的减数中期的卵母细胞和供核细胞，体现了动物细胞核的全能性。3、动物细胞融合和单克隆抗体理解灭活病毒诱导细胞融合是特有，选择杂交瘤细胞是关键，体内体外两种方法培育杂交瘤细胞获得单克隆抗体。单克隆抗体八字特征（特异性强，灵敏度高）要记牢。【答案】（1）2，4D 6BA（2）L3 甲组置于光照条件下培养，乙组置于黑暗条件下培养，其它条件相同且适宜；培养一段时间后，分别计数甲、乙两组中形成愈伤组织的个数并计算愈伤组织诱导率。预期实验结果和结论：如甲组的愈伤组织诱导率大于乙组的愈伤组织诱导率，则光照有利于愈伤组织的形成；如甲组的愈伤组织诱导率小于乙组的愈伤组织诱导率，则黑暗有利于愈伤组织的形成；如甲组的愈伤组织诱导率和乙组的愈伤组织诱导率相当，则光照、黑暗对愈伤组织的形成没有影响解析：本题考查植物的组织培养。A项在植物的组织培养中，蔗糖是常用的碳源与能源物质，同时还可以维持细胞渗透压，从而维持细胞正常的形态和功能；B项愈伤组织的分化常受生长素和细胞分裂素的比例调节，当细胞分裂素比生长素比例高时，可诱导芽的形成，反之则有促进生根的趋势；C项脱分化是组织培养的第一个关键环节，离体的器官或组织的细胞只有经脱分化才能形成愈伤组织；D项对于同一株开花植物来说，花粉是经过减数分裂而形成的，培养后形成的植物与培养的体细胞基因型不完全相同。【解析】正确掌握植物组织培养技术和培养材料是关键。花药是减数分裂产生的它的基因型有AB、Ab、aB、ab四种，组织培养产生的个体都是单倍体，单倍体高度不育。【解析】掌握植物组织培养技术的过程是关键。胚状体是经过再分化后产生的，将来能够发育成完整个体的。【解析】掌握植物体细胞杂交的原理和操作过程是关键。植物细胞由于具有细胞壁阻止了细胞膜的融合，要用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁制备原生质体；用物理法和化学法诱导原生质体融合，不用灭活的病毒诱导融合；由于杂种细胞中含有两个亲本的遗传物质，所以可以形成四倍体，也可以用染色体的形态和数目观察。答案（1）水、无机盐、维生素和小分子有机物 （2）细胞分裂素 植物生长素 （3）叶绿体 （4）24 （5）AB、aB、Ab、ab 解析考查对植物组织培养过程的掌握。要准确解答此题需要从以下几个方面入手：愈伤组织的形成过程中，不断地从培养基中吸取营养。供生物细胞生活的营养物质主要有无机物（水、无机盐）、有机物（糖类、脂类、蛋白质、维生素）等物质。植物激素的种类很多，要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有细胞分裂素和植物生长素两大类。试管苗是花药离体培养后得到的单倍体植株。其有叶绿体，可以进行光合作用。单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，由水稻的基因型为AaBb可知此水稻为二倍体。已知水稻的体细胞中含有24条染色体，则单倍体细胞中含有12条染色体，12个DNA分子。每个DNA分子由两条平行的脱氧核糖核苷酸链盘旋而成，所以试管苗的细胞核中含有24条脱氧核苷酸链。基因型为AaBb的水稻产生配子时，依据基因的自由组合定律，结果、配子各有四种，即AB、aB、Ab、ab。【解析】考查了细胞工程的有关知识，动物细胞培养可以分为原代培养，原代培养到一定程度后要进行传代,因为细胞有接触抑制现象,当细胞接触时就会停止分裂(在细胞培养过程中进行的为有丝分裂,所以培养出来的多数细胞基因型相同),但是细胞在培养过程中,传代次数也是有限的,一般为50次就会死亡,留下来的细胞就是发生了癌变的细胞,遗传物质发生改变,具有不死性,但是仍保留接触抑制现象,所以还是要传代培养,这个也就是人体中癌细胞会转移的原因。由于接触抑制，动物细胞培养时只能形成单层细胞，A项错误；克隆培养法在培养时，由于所有子代细胞来自于一个亲代细胞，所以基因型一般都相同，B项错误；二倍体细胞的传代培养次数通常是有限的，只有少数细胞遗传物质发生改变，才能无限增殖，C项错误；恶性细胞系的细胞具有癌变的特点，可进行传代培养。【解析】动、植物成体的体细胞进行离体培养都要在无菌条件下进行，动物成体的体细胞离体培养用液体培养基，不能体现细胞的全能性，植物成体的体细胞离体培养不一定用液体培养基，能体现细胞的全能性。【解析】掌握掌握细胞工程的基本方法和原理是关键。动物细胞培养的过程中药通过95%的氧气和5%的二氧化碳气