高三生物二轮复习课件专题八-细胞工程

专题八生物技术与工程壹贰发酵工程细胞工程目录/DIRECTORY叁基因工程的操作工具和步骤肆PCR技术和基因编辑技术及其应用贰细胞工程核心考点考试频次考题统计植物细胞工程3年27次（2025浙江卷）植物组织培养（2025浙江卷）植物体细胞杂交技术（2024广西卷）植物组织培养技术综合（2024江苏卷）植物细胞工程应用（2024北京卷）植物体细胞杂交技术（2024甘肃卷）植物组织培养技术综合（2024安徽卷）植物细胞工程应用动物细胞工程3年23次（2024福建卷）单克隆抗体的制备（2024海南卷）动物细胞融合（2024江苏卷）动物细胞培养（2024江苏卷）干细胞工程（2024重庆卷）克隆技术胚胎工程3年11次（2024北京卷）胚胎发育（2024甘肃卷）胚胎移植技术（2024湖北卷）精子和卵子的发生（2024湖北卷）胚胎移植近几年的高考中多是对单克隆抗体的制备过程进行考察，并逐渐拓展到多抗和双抗的制备等。细胞工程延伸植物细胞工程原理①_________________植物细胞培养脱分化、再分化常用技术植物组织培养植物体细胞杂交快速繁殖作物培育脱毒苗培育作物新品种常用方法应用化学法、物理法培育杂种植株植物细胞的全能性生产次生代谢物，如紫草宁、紫杉醇等应用关键步骤植物细胞A植物细胞B原生质体A原生质体B原生质体融合再生出细胞壁杂种细胞愈伤组织杂种植株去细胞壁纤维素酶果胶酶物理方法化学方法：离心振动电刺激聚乙二醇(PEG)、高Ca2+-高pH融合法脱分化植物组织培养植物细胞融合酶解法人工诱导方法再分化标志着原生质体融合的成功（杂种细胞形成）可通过质壁分离与复原的方法检测细胞壁的形成细胞工程动物细胞工程动物细胞培养条件过程干细胞培养及其应用种类应用②__________成体干细胞诱导多能干细胞动物细胞融合技术常用方法原理应用③________________动物体细胞核移植技术原理常用于动物细胞核的全能性培育克隆动物步骤胚胎干细胞单克隆抗体的制备细胞工程胚胎工程理论基础受精早期胚胎发育体外受精胚胎移植胚胎分割常用技术生理学基础实质同期发情处理后，供体和受体生殖器官的生理变化相同受体不会对供体胚胎发生免疫排斥反应受体孕育的后代遗传特性与供体基本一致早期胚胎空间位置的转移意义发挥雌性优良个体繁殖潜力胚胎工程的最终技术环节地位深化点(一)植物细胞工程1.厘清植物细胞工程两大技术深化点(一)植物细胞工程1.厘清植物细胞工程两大技术(1)植物组织培养中添加蔗糖的目的是

。植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖溶液且浓度略

原生质体内的浓度,以便于去除细胞壁。提供营养和调节渗透压大于(2)脱分化阶段

光,再分化阶段

光。不需要需要(3)生长素与细胞分裂素的比值

时,促进根的分化、抑制芽的形成;比值

时,促进芽的分化、抑制根的形成。高低(4)原生质体融合成功的标志是

。植物体细胞杂交完成的标志是

。再生出细胞壁培育出杂种植株深化点(一)植物细胞工程2.辨明两类目标(试管苗、细胞产物)的培养流程植物细胞培养技术是工厂化生产相关代谢产物的一条有效途径,其原理是细胞增殖。在生产中通常要将植物细胞培养到愈伤组织阶段,因为此时细胞分裂能力旺盛,代谢快,有利于产物生成。[例1]

(2024·安徽高考)植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素,设计了以下实验流程和培养装置(如图),请同学们进行评议。下列评议不合理的是(

)A.实验流程中应该用果胶酶等处理愈伤组织,制备悬浮细胞B.装置中的充气管应置于液面上方,该管可同时作为排气管C.装置充气口需要增设无菌滤器,用于防止杂菌污染培养液D.细胞培养需要适宜的温度,装置需增设温度监测和控制设备C装置中的充气管应置于液面下方,以利于增加培养液中的溶氧量,该管不能同时作为排气管1.(2024·成都期末)植物细胞质中的叶绿体有相对独立的遗传体系,控制着许多优良性状。胞质杂交是植物体细胞杂交应用的一个重要方面,下图是利用胞质杂交培育抗病植株的实验流程,下列叙述正确的是()A.过程①需用纤维素酶和蛋白酶处理细胞壁B.利用聚乙二醇可诱导②和③过程的发生C.在③④⑤过程中都会形成新的细胞壁D.④和⑤过程通常在同一种培养基中进行C果胶酶④⑤过程存在有丝分裂2.(2024·大理开学考试)在蓝莓组织培养过程中,由于外植体切口处细胞被破坏,表面颜色由绿色逐渐变为褐色,该现象称为褐变。褐变过程能产生丰富的酚类化合物,这些物质具有抗氧化、抑制病原微生物生长等作用,有利于植物抵御逆境的侵害。但褐变的发生会使植物表面颜色发生变化,降低了植物的光合作用效率。下列叙述正确的是()A.褐变过程产生的酚类化合物属于次生代谢物,是植物生命活动所必需的B.褐变是植物受到干旱、病虫害或遭受机械损伤等外界压力的一种适应性反应C.外植体褐变持续时间过长,不会对蓝莓组织培养产生影响D.宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体,并适当降低继代培养的频率以减少褐变B分裂比较旺盛,容易表达细胞的全能性深化点(二)动物细胞工程1.动物细胞培养(1)原理:细胞增殖。(2)过程动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同的：第一次是处理剪碎的组织,使其分散成单个细胞;第二次是使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来,分散成单个细胞。深化点(二)动物细胞工程2.单克隆抗体的制备(1)原理:细胞膜的流动性、细胞增殖。(2)过程深化点(二)动物细胞工程3.动物体细胞核移植技术(1)原理:动物细胞核的全能性。(2)过程情境1：双特异性抗体双特异性抗体是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合，目前最常利用双杂交瘤细胞法来制备。长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉，其所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。下图是能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体作用图。1.双特异性抗体可同时与癌细胞和免疫细胞特异性结合，它一端与癌细胞结合，一端与T细胞结合，将T细胞拉近癌细胞，大大提高了杀灭癌细胞的效率。CD19是癌细胞表面的抗原蛋白，CD3蛋白受体位于T细胞表面，与抗体结合后，其免疫功能得到激活。下图是研究人员通过杂交瘤细胞技术生产双特异性单克隆抗体的部分过程。回答下列问题。(1)给小鼠注射CD19蛋白，是为了从小鼠的脾中分离得到__________________；注射的抗原A是指____________。(2)过程②和④所用诱导方法与诱导植物细胞融合所用方法的不同之处是______________。

免疫的B淋巴细胞CD3蛋白可用灭活的病毒诱导1.双特异性抗体可同时与癌细胞和免疫细胞特异性结合，它一端与癌细胞结合，一端与T细胞结合，将T细胞拉近癌细胞，大大提高了杀灭癌细胞的效率。CD19是癌细胞表面的抗原蛋白，CD3蛋白受体位于T细胞表面，与抗体结合后，其免疫功能得到激活。下图是研究人员通过杂交瘤细胞技术生产双特异性单克隆抗体的部分过程。回答下列问题。过程③培养杂交瘤细胞时需提供的气体条件是95%空气和5%CO的混合气体，其中CO2的主要作用是

。过程⑤筛选获得的细胞具有的特点是___________________。(3)与从血清中提取的CD19抗体、抗A抗原的抗体相比，通过双杂交瘤细胞得到双特异性单克隆抗体的优点是______________________________________。双特异性单克隆抗体治疗癌症的效果往往优于抗体CD19和A抗体的联合使用，原因是_____________________________________________。维持培养液的pH既能无限增殖，又能产生特异性抗体双特异性单克隆抗体可以识别两种抗原既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量[例2](2024·黑吉辽高考)从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养,在传代后的不同时间点检测细胞数目,结果如图。下列叙述正确的是()A.传代培养时,培养皿需密封防止污染B.选取①的细胞进行传代培养比②更合理C.直接用离心法收集细胞进行传代培养D.细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关D95%空气和5%CO2的混合气体环境①的细胞处于指数增长初期胰蛋白酶处理后再用离心法收集3.(2024·张掖模拟)猪繁殖与呼吸综合征(又称“猪蓝耳病”)是造成养猪业重大损失的主要疾病之一,CD163基因表达的蛋白质是猪繁殖与呼吸综合征病毒感染的关键受体,某团队通过基因工程和细胞核移植技术成功培育了CD163基因敲除大白猪。下列有关说法错误的是()A.基因敲除应选择猪胚胎成纤维细胞的连续细胞系作为重组DNA的受体细胞B.对经筛选的阳性转化细胞进行克隆化培养后作为供体细胞进行细胞核移植C.采用电融合方法可促进核供体和受体细胞的融合及重组细胞的分裂发育D.可从克隆猪仔耳组织提取DNA进行相关检测确定CD163基因是否成功敲除A传代10代以内的细胞（有限细胞系）4.(2024·周口模拟)米酵菌酸(BA)是由椰毒假单胞菌产生的一种可以引起食物中毒的毒素,中毒者死亡率高达50%。为了应对中毒后的快速治疗处理,科研人员进行了下列实验:①细胞融合及筛选按小鼠脾脏细胞∶骨髓瘤细胞=10∶1的比例混合后缓慢滴加1mLPEG(边加边轻轻搅拌),静置1min,离心后弃去上清液,用HAT培养基进行选择培养,选出杂交瘤细胞,后用96孔细胞培养板进行培养,培养后利用BA进行检测。②抗BA的单克隆抗体腹水的制备选取10只6周龄小鼠,腹腔注射1×106个杂交瘤细胞,2周后收集小鼠腹水。③抗BA的单克隆抗体特异性检测选取BA及5种BA结构类似物(毒黄素、T-2毒素、呕吐毒素、河豚毒素、黄曲霉毒素B1)进行特异性检测,结果如表(IC50为半数抑制浓度)。交叉物BA毒黄素T-2毒素呕吐毒素河豚毒素黄曲霉毒素B1IC50/(ng/mL)10>10000>10000>10000>10000>10000回答下列问题:(1)实验所用小鼠应在实验前利用_____________进行免疫。已免疫小鼠脾脏剪碎后,用________酶处理使其分散成单个细胞。

(2)实验中滴加PEG时边加边轻轻搅拌的目的是________________________________________________________________。诱导动物细胞融合的方法除实验中所用方法外,还可以采用_______法和_____________法。

BA(米酵菌酸)胰蛋白促进PEG与小鼠脾脏细胞、骨髓瘤细胞混合,提高诱导融合效率电融合灭活病毒诱导交叉物BA毒黄素T-2毒素呕吐毒素河豚毒素黄曲霉毒素B1IC50/(ng/mL)10>10000>10000>10000>10000>10000(3)用HAT培养基能选择培养出杂交瘤细胞的原因是__________________________________________________________________________。用96孔细胞培养板进行培养时需先将细胞悬浮液稀释到7~10个细胞/mL,再在每个培养孔中滴加0.1mL稀释后的细胞悬浮液,其目的是______________________________________________________。

(4)表格数据表明抗BA的单克隆抗体与这5种BA结构类似物_____

(填“有”或“没有”)交叉反应,说明_____________________。

在该培养基上,未融合的细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有杂交瘤细胞能生长使每个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞,达到单克隆培养的目的没有抗BA的单克隆抗体的特异性良好深化点(三)胚胎工程1.熟知胚胎工程的操作流程深化点(三)胚胎工程2.归纳胚胎工程中的3个“两”(1)受精的标志是观察到两个极体或者雌、雄原核。