高考生物一轮总复习第2讲　细胞工程

第2讲细胞工程考纲要求核心素养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科学探究针对人类生产或生活的需求，在细胞工程中选取恰当的技术和方法，尝试提出工程学设计构想，培养初步设计或简单应用的能力。社会责任以人类需求为目标进行产品的开发，进而推动生物学的不断进步，提高人类生活质量。植物细胞工程授课提示：对应学生用书第204页基础突破抓基础，自主学习1细胞工程的概念理解(1)原理：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)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。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。(3)植物细胞全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。(4)体内细胞不表达全能性的原因：基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，形成不同的组织、器官。3植物组织培养技术(1)概念理解培养对象：离体植物组织、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，最终形成完整植物。(2)操作流程离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽或胚状体试管苗4植物体细胞杂交技术(1)过程为去除细胞壁获得具有活力的原生质体，常用方法是酶解法，所用到的酶是纤维素酶和果胶酶。(2)过程是原生质体的融合，人工诱导的物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般用聚乙二醇作诱导剂。(3)过程是原生质体融合后再生出细胞壁，这是原生质体融合成功的标志。5植物细胞工程的应用(1)植物繁殖的新途径微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。作物脱毒：选取作物分生区附近如茎尖等无毒或病毒较少的组织进行组织培养，获得脱毒苗。人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等材料，经过人工薄膜包装得到的种子，可以解决某些植物结实率低、繁殖困难等问题。(2)作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用。(3)细胞产物的工厂化生产：即利用植物组织培养技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。重难突破攻重难，名师点拨1脱分化和再分化的比较比较内容脱分化再分化过程外植体愈伤组织愈伤组织幼苗形成体特点排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞有根、芽需要条件a.离体b适宜的营养c生长素/细胞分裂素的比例适中d不需光a.离体b适宜的营养c生长素/细胞分裂素的比例高(或低)诱导生根(或生芽)d光照特别提醒激素比例与细胞分裂分化的关系(如图)：适当提高生长素与细胞分裂素的比例容易生根；适当提高细胞分裂素与生长素的比例容易生芽；比例适中诱导产生愈伤组织。2植物有性生殖与体细胞杂交中遗传物质的变化(1)植物体细胞杂交：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，其基因型为ccDd，则新植株应为四倍体，其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：有性杂交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。题型突破练题型，夯基提能1(2018广东广州模拟)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)此过程要进行无菌操作，主要是指对_进行灭菌。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。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 2根据如图所示的植物体细胞杂交技术流程图，回答相关问题。(1)运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)自然状态下不能得到杂种植株，原因是_。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是_，其中过程称为_，植物体细胞融合完成的标志是_。(3)已知番茄、马铃薯分别为二倍体、四倍体，则“番茄马铃薯”属于_倍体植株。(4)已知柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养到_(填字母编号)阶段即可。(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花体细胞，然后进行组织培养，该过程相当于_(填数字)。(6)人工种子是由发育到_(填字母编号)过程的结构包裹上人工种皮制备的。解析：(1)番茄和马铃薯属于两个物种，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是细胞的全能性，其中过程称为原生质体融合，植物体细胞融合完成的标志是产生新的细胞壁。(3)由于番茄、马铃薯分别为二倍体、四倍体，因此“番茄马铃薯”属于异源六倍体。(4)柴油是植物细胞的代谢产物，将柴油树细胞培养到愈伤组织阶段即可提取，愈伤组织阶段为图中的e阶段。(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花体细胞，然后进行组织培养，包括脱分化和再分化两个阶段，即图中的。(6)人工种子是用胚状体包上人工种皮制成的。答案：(1)不同种的植物存在生殖隔离(2)细胞的全能性原生质体融合产生新的细胞壁(3)六(4)e(5)(6)f图表突破析图表，融会贯通亲本A为易受黑腐病菌危害而患黑腐病的花椰菜，亲本B为具有黑腐病抗性基因的野生黑芥。用生物工程技术获得抗黑腐病杂种植株，流程如图。回答下列问题：(1)去除细胞壁而不损伤细胞可用_处理。(2)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，其目的是_。促进原生质体融合常用的促融剂是_。融合的原生质体再生出_，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。(3)融合处理后的细胞可能包含_种类型，其中杂种细胞的遗传物质组成是_。(4)杂种细胞经人工诱导培养，逐渐发育成C植株。此过程应用了细胞工程的_技术。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。答案：(1)纤维素酶和果胶酶(酶解法)(2)维持原生质体的形态聚乙二醇(PEG)细胞壁(3)3A、B植物的遗传物质之和(4)植物组织培养黑腐病菌动物细胞培养和核移植技术授课提示：对应学生用书第206页基础突破抓基础，自主学习1动物细胞培养(1)培养过程(2)原理：细胞的增殖。(3)培养条件无菌无毒环境通常在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。营养除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外还通常需加入血清、血浆等天然成分。适宜温度和pH温度为36.50.5 ，pH为7.27.4。气体环境：CO2和O2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。(4)结果：获得细胞群。(5)应用：生物制品的生产、检测有毒物质、医学研究。2动物体细胞核移植技术(1)过程(2)原理：动物体细胞核具有全能性。(3)结果：获得与供体遗传物质基本相同的个体。(4)应用加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。保护濒危物种。生产医用蛋白。作为异种移植的供体。用于组织器官的移植。重难突破攻重难，名师点拨1植物组织培养和动物细胞培养的比较项目植物组织培养动物细胞培养原理植物细胞的全能性、细胞的增殖细胞的增殖取材较幼嫩的细胞、组织或器官动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织培养基成分无机盐、蔗糖、维生素、植物激素、琼脂等葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、抗生素、动物血清等结果可以获得植株，也可以获得大量细胞只能获得大量细胞，不能得到生物个体相同点都需人工条件下的无菌操作；都需适宜的温度、pH等条件2.动物细胞培养和动物体细胞核移植的理解误区(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。(3)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。(4)克隆动物是由重组的细胞经培养而来的，该重组细胞的细胞质基因来源于受体细胞，细胞核基因来源于提供细胞核的亲本，其遗传物质来自两个亲本。题型突破练题型，夯基提能1(2018山东临沂三模)科研人员为探究华蟾素注射液抗肝癌细胞的作用机理，进行了一系列细胞培养和华蟾素药理实验。回答下列问题：(1)设置对照实验需要正常的肝细胞。在正常肝细胞培养过程中，需要两次使用_酶。第一次使用的目的是将组织分散成单个细胞；由于动物细胞培养具有_现象，因此需要第二次使用该酶处理，然后分瓶培养，该培养过程称为_培养。(2)为防止肝癌细胞培养过程中发生污染，需要加入抗生素；同时还要提供适宜的温度、pH、O2和CO2等环境条件。此外，每48 h更换一次培养液，目的是_。(3)DNA拓扑异构酶(简称Topo)为真核生物所必需，在DNA复制、转录等方面发挥重要作用，Topo在肿瘤细胞中含量明显高于正常细胞。用华蟾素注射液处理肝癌细胞48 h后，采用逆转录聚合酶链式反应技术检测Topo基因的表达情况，结果如表所示：华蟾素浓度(g/mL)00.100.200.40Topo基因表达量逆转录聚合酶链式反应的主要原理是：提取肝癌细胞中的总RNA，在逆转录酶的作用下合成cDNA，再以cDNA为模板进行PCR扩增。为完成该反应需要添加_。由此可知，华蟾素在分子水平上影响肝癌细胞的作用机理是_。解析：(1)在正常肝细胞培养过程中，需要两次使用胰蛋白酶，第一次使用的目的是将组织分散成单个细胞；由于动物细胞培养具有贴壁生长、接触抑制现象，因此需要第二次使用该酶处理，然后分瓶培养，该培养过程称为传代培养。(2)定期更换培养液的目的是提供营养物质，清除代谢产物，防止代谢物积累对细胞自身造成危害。(3)逆转录聚合酶链式反应的主要原理是：提取肝癌细胞中的总RNA，在逆转录酶的作用下合成cDNA，再以cDNA为模板进行PCR扩增。PCR扩增过程需要添加引物、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)和四种脱氧核苷酸。由表可知，华蟾素浓度越高，Topo基因表达量越少。Topo在肿瘤细胞中含量明显高于正常细胞。可推知华蟾素注射液在基因水平上影响肝癌细胞的机理是抑制Topo基因的转录，最终导致Topo含量降低。答案：(1)胰蛋白贴壁生长、接触抑制传代(2)提供营养物质，清除代谢产物，防止代谢物积累对细胞自身造成危害(3)引物、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)和四种脱氧核苷酸抑制Topo基因的转录，最终导致Topo含量降低2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离，形成单个细胞，这个过程中需要利用_酶处理。(2)形成重组细胞时应选用_期的卵母细胞，并去掉其细胞核的原因是_。(3)如果重组细胞为贴附性细胞，则在进行原代培养时，会表现出_和_等特点。(4)图中牛犊并非是对体细胞核供体母牛100%的复制，其原因主要有_、_。(5)图中所示的生物技术整体被称为_，其包括的具体生物技术有_、_等。转基因奶牛的克隆成功，说明了动物_具有全能性。解析：图中所示技术为动物体细胞核移植技术，其中应用到的生物技术包括动物细胞培养、细胞核移植、胚胎移植等。转基因奶牛的克隆成功，说明了动物体细胞的细胞核具有全能性。在动物细胞培养过程中，一般用胰蛋白酶将细胞分散开，获得细胞悬液。如果重组细胞为贴附性细胞，在进行原代培养时，会表现出贴壁生长和接触抑制等特点。在细胞核移植形成重组细胞的过程中一般选用处于减数第二次分裂中期的卵母细胞，去除其细胞核是为了保证克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。克隆出的个体细胞质中的遗传物质来自卵母细胞，并且生物性状的表达还受到环境因素的影响，所以图中牛犊并非是对体细胞核供体母牛100%的复制。答案：(1)胰蛋白(或胶原蛋白)(2)M中(或减中)使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞(或避免卵细胞中的遗传物质对后代造成干扰)(3)贴壁生长(或细胞贴壁)接触抑制(4)生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制生物的性状受环境因素的影响(5)核移植(或体细胞核移植)动物细胞培养胚胎移植体细胞的细胞核动物细胞融合与单克隆抗体授课提示：对应学生用书第207页基础突破抓基础，自主学习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。重难突破攻重难，名师点拨1植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流动性、植物细胞的全能性细胞膜的流动性融合前处理用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散开诱导融合的手段物理法：离心、振动、电激等；化学法：聚乙二醇(PEG)等试剂诱导除物理法和化学法外，还可用灭活的病毒诱导结果获得杂种植株获得杂种细胞，以产生细胞产品应用扩展杂交亲本组合范围，培育新品种主要是制备单克隆抗体2.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会得到多种杂交细胞，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，所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞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)才能生长对经选择性培养的杂交瘤细胞进行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特别提醒单克隆抗体制备过程的3个问题分析(1)对动物免疫的原因：B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞，才能产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。(2)杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质，不仅具有浆细胞产生特异性抗体的能力，还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力，从而可以克服单纯B淋巴细胞不能无限增殖的缺点，以大量生产单克隆抗体。(3)进行动物细胞的诱导融合，形成的杂种细胞有三种：AA型、BB型、AB型。只有AB型才是我们所需要的杂种细胞，所以需要用选择培养基进行筛选。题型突破练题型，夯基提能1(2018四川模拟)人心肌细胞中的肌钙蛋白(cTn)在血液中含量上升是心肌损伤的特异指标。为制备抗cTn的单克隆抗体，科研人员完成了以下过程。(1)细胞体外培养一般需要在合成培养基中添加_等天然成分。细胞培养中，为防止有害代谢物的积累，可采用_的方法。细胞培养所需气体主要有_。(2)实验之初，每隔一周用cTn作为抗原注射小鼠一次，共注射三次，其目的是_。注射抗原一段时间后，取部分脾脏组织制成细胞悬液与骨髓瘤细胞诱导融合，常用的诱导因素有_。(3)图中过程表示将乙细胞接种到多孔培养板上，进行抗体阳性检测，之后稀释、培养、再检测，并多次重复上述操作，其目的是筛选获得能产生_的抗cTn抗体的杂交瘤细胞。杂交瘤细胞具有的特点是_。解析：(1)细胞体外培养一般需要在合成培养基中添加血清、血浆等天然成分。细胞培养中，为防止有害代谢物的积累，可采用定期更换培养液方法。细胞培养所需气体主要有O2和CO2。(2)每隔一周用cTn作为抗原注射小鼠一次，共注射三次，其目的是刺激小鼠产生更多的B淋巴细胞。注射抗原一段时间后，取部分脾脏组织制成细胞悬液与骨髓瘤细胞诱导融合，常用的诱导因素有灭活的病毒、PEG。(3)图中过程表示将乙细胞接种到多孔培养板上，进行抗体阳性检测，之后稀释、培养、再检测，并多次重复上述操作，其目的是筛选获得能产生特异性强、灵敏度高的抗cTn抗体的杂交瘤细胞。杂交瘤细胞具有浆细胞和骨髓瘤细胞的特点，即既能产生特定抗体，又能无限增殖。答案：(1)血清、血浆定期更换培养液O2和CO2(2)刺激小鼠产生更多的B淋巴细胞灭活的病毒、PEG(3)特异性强、灵敏度高能产生特定抗体，又能无限增殖2如图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程，据图及所学知识回答下列问题：(1)图中实验小鼠注射的甲是_，从小鼠的_(免疫器官)中获得了相应的B淋巴细胞。(2)诱导细胞融合使用的物理方法有_(至少答出两种)，不同于诱导植物原生质体融合的技术手段是利用_诱导细胞融合。(3)用_对乙筛选，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞均不能生长，只有融合的_才能生长，这种细胞的特点是_。解析：(1)实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌的抗体特异性结合的抗原，即胃癌抗原，注射抗原后应该从小鼠的脾脏中获得相应的B淋巴细胞。(2)诱导细胞融合使用的物理方法有离心、振动、电激等；诱导动物细胞融合不同于诱导植物原生质体融合的技术手段是利用灭活的病毒诱导细胞融合。(3)用特定的选择培养基对融合后的细胞进行筛选，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞均不能生长，只有融合的杂种细胞才能生长，这种细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体。答案：(1)特定的抗原(胃癌抗原)脾脏(2)离心、振动、电激灭活的病毒(3)特定的选择培养基杂种细胞(或杂交瘤细胞)既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体图表突破析图表，融会贯通白细胞介素4(IL4)是具有多种免疫学调节功能的细胞因子，临床及研究中需要大量高纯度的IL4，以及其高效检测试剂。如图是利用单克隆抗体技术制备抗IL4特异性抗体的过程。(1)在免疫系统组成中，IL4属于_物质。研究人员从外周血中提取到IL4蛋白分子的mRNA，将其反转录成_，构建特定表达载体，利用工程菌获得用于临床及研究需要的高纯度的IL4蛋白。(2)图中所示的a培养瓶中培养的是_细胞，其与M细胞融合产生双核或多核细胞，再经_进一步形成两个新的单核杂交细胞。(3)b培养瓶所示过程中，要用特定的选择性培养基进行细胞筛选，得到的_细胞能在体外培养增殖。经b获得的细胞，还需要进行_。(4)c培养瓶中培养的细胞是_的杂交瘤细胞。制备抗IL4单克隆抗体的过程中，细胞培养瓶通常置于特定培养箱中进行细胞培养，要求培养瓶松盖，主要目的是_。答案：(1)免疫活性cDNA(2)骨髓瘤有丝分裂(3)融合的杂种(杂交瘤)克隆化培养和抗体检测(或克隆化培养和专一抗体阳性检测)(4)分泌抗IL4抗体让O2进入培养瓶以供细胞代谢、使CO2进入培养瓶以维持培养液的pH随堂巩固达标检测三级训练提速提能授课提示：对应学生用书第208页练小题提速度判断下列说法是否正确1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。()2愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的。()3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。()4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。()5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。()6未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是不能无限增殖。()7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。()8生物导弹的弹头具有选择性杀伤肿瘤细胞的功能，瞄准装置由放射性同位素、化学药物等物质构成。()练真题明方向命题分析1考查特点：本专题的内容多以具体生活实例为载体，主要考查植物组织培养、单克隆抗体的制备和核移植技术的应用等，常结合基因工程、胚胎工程进行考查。如2018全国卷在新闻背景下考查核移植技术与克隆动物。2命题趋势：预计高考对本专题的考查仍将集中植物体细胞杂交技术、单克隆抗体的制备及细胞核移植技术等技术手段的应用，以流程图或文字叙述直接考查为主要命题切入点。1(2017高考海南卷)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题：(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是_。(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到_。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是_(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。(3)图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是_。A中的愈伤组织是叶肉细胞经_形成的。(4)若该种植物是一种杂合子的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，_(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是_。解析：(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。(2)蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。用细胞作为材料进行培养获得幼苗，细胞必须具有完整细胞核，才具有发育为个体的一整套遗传信息。(3)影响植物组织培养的两种主要激素是细胞分裂素和生长素。愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。(4)由于花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，组织培养得到的花卉基因型不同于原植株，导致不能保留亲本性状。答案：(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株(2)葡萄糖、果糖具有完整的细胞核(3)细胞分裂素、生长素脱分化(4)不能对杂合子的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株2(2018高考全国卷)2018年细胞期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴“中中”和“华华”。回答下列问题：(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指_。通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目_(填“减半”“加倍”或“不变”)。(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度_(填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其原因是_。(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目_(填“相同”或“不同”)，染色体组合_(填“相同”或“不同”)。解析：(1)核移植是指将供体细胞核移入除去核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。通过核移植方法获得的克隆猴的细胞核由供体提供，所以与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目不变。(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度小于体细胞核移植，因为胚胎细胞的分化程度相对较低，恢复其全能性更加容易一些。(3)哺乳动物核移植的过程中，分别以同种生物的雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，所得的两个克隆动物体细胞核中除了性染色体组成不同外，常染色体的组成是相同的。答案：(1)将供体细胞核移入除去核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体不变(2)小于胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性更容易(3)相同不同3(2014高考全国卷)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数)，结果如图所示。若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目40条)，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目60条)按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。回答下列问题：(1)制备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16 000以上，则小鼠最少需要经过_次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是_小鼠，理由是_。(2)细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有_，体系中出现多种类型细胞的原因是_。(3)杂交瘤细胞中有_个细胞核，染色体数目最多是_条。(4)未融合的B淋巴细胞经过多次传代培养后都不能存活，原因是_。解析：(1)分析题图可知，经4次免疫后，小鼠Y的血清抗体效价就可达到16 000以上。由于4次免疫后的Y小鼠的血清抗体效价最高，故最适合用于制备B淋巴细胞。(2)细胞融合实验中，由于细胞融合是随机的，而且诱导融合率不可能达到100%，所以会有未融合的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞、融合的具有同种核的细胞和杂交瘤细胞三种类型。(3)杂交瘤细胞同时具有B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的核物质，但细胞核只有一个。杂交瘤细胞的细胞核中染色体数目最多是4060100(条)。(4)B淋巴细胞已经分化，没有无限增殖的潜能。答案：(1)4YY小鼠的血清抗体效价最高(2)B淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞细胞融合是随机的，且融合率达不到100%(3)1100(4)不能无限增殖填网络串线索填充：细胞的全能性植物体细胞杂交流动性动物细胞培养课时作业知能提升单独成册单独成册：对应学生用书第318页1(2018洛阳三模)紫草为常用中药材，其主要成分紫草宁及其衍生物属于萘醌类化合物，具有抗肿瘤、消炎等作用。请回答下列问题：(1)若要通过植物组织培养获得大量的紫草宁，该技术的原理是_。为大量获得紫草宁，需要将紫草细胞培养至_阶段，原因是_。(2)营养因子对紫草的组织培养有很大影响，实验表明：葡萄糖和蔗糖可明显促进紫草宁的产生。它们的最适浓度均为6%，但葡萄糖优于蔗糖，推测原因可能是_。(3)紫草怕涝，而垂柳、紫穗槐等是最耐涝的植物。为了获得可生产紫草宁的耐涝紫草，有些科学家通过植物体细胞杂交技术培养，该技术最大的优点是_。从个体水平上，写出一个鉴定转基因耐涝紫草新品种是否培育成功的简单方案：_。解析：(1)植物组织培养的原理是植物细胞全能性；为大量获得紫草宁，需要将紫草细胞培养至愈伤组织阶段，因为此阶段的细胞是高度液泡化的薄壁细胞，具有分生能力，产生的细胞产物较多。(2)由于葡萄糖为单糖，更容易被植物吸收，因此葡萄糖比蔗糖更明显促进紫草宁的产生。(3)利用植物体细胞杂交技术培养新型植物最大的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍；要鉴定新品种是否培育成功，可将转基因后的紫草用过量的清水浇灌一段时间，若能正常生长，说明转基因耐涝紫草新品种培育成功，否则不成功。答案：(1)植物细胞全能性愈伤组织愈伤组织是高度液泡化的薄壁细胞，具有分生能力，产生的细胞产物较多(2)葡萄糖为单糖，更容易被植物吸收(3)克服远缘杂交不亲和的障碍将转基因后的紫草用过量的清水浇灌一段时间，若能正常生长，说明转基因紫草新品种培育成功，否则不成功2应用生物工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答问题：(1)在培育转人生长激素基因牛过程中，过程需要的工具酶是_，过程常用的方法是_。(2)可通过转人生长激素基因牛分泌的乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有_。过程培养到桑椹胚或囊胚阶段，可以采用_技术，培育出多头相同的转基因牛犊。(3)prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体时，最可能是_细胞，代表的细胞具有_的特点。(4)在抗虫棉培育过程中，过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞，则与采用叶肉细胞相比较，其优点是_，过程采用的技术是_。(5)要确定抗虫基因导入棉花受体细胞后是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体水平上的鉴定过程：_。(6)如果转基因植物的花粉中含有有毒蛋白或过敏蛋白，则将引起的安全性问题包括()生物安全环境安全食物安全伦理道德问题A BC D解析：(1)过程是目的基因与载体结合的过程，需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶；过程是重组质粒导入动物受体细胞的过程，常用的方法是显微注射法。(2)基因表达载体目的基因的首端必须有启动子；在桑椹胚或囊胚阶段可以进行胚胎分割和胚胎移植，这种方法可以培育出多头相同的转基因牛犊。(3)从图中看，最可能是浆细胞，是导入prG的重组细胞，具有无限增殖和产生特异性抗体的特点。(4)愈伤组织细胞与叶肉细胞相比较，其优点是全能性高。过程是由棉花细胞发育为抗虫棉的过程，该过程采用的技术是植物组织培养。(6)花粉中若含有有毒蛋白或过敏蛋白，可通过昆虫的采集，沿食物链传递，最后可能进入其他动物或人体内，引发生物安全、环境安全和食物安全等安全性问题，与伦理道德问题无关。答案：(1)限制酶、DNA连接酶显微注射法(2)(乳腺蛋白基因的)启动子胚胎分割和胚胎移植(3)浆既能无