2019-2020年高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第十單元 第38講 細(xì)胞工程教案.doc

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2019-2020年高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第十單元 第38講 細(xì)胞工程教案 [考綱要求]　1.植物的組織培養(yǎng)(Ⅱ)。2.動物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆(Ⅰ)。3.細(xì)胞融合與單克隆抗體(Ⅱ)。 考點(diǎn)一　理解植物組織培養(yǎng)技術(shù) 1． 判斷正誤 (1)理論上，每個正常活細(xì)胞都具有全能性 (　√　) (2)植物的每個細(xì)胞在植物體內(nèi)和體外都能表現(xiàn)出細(xì)胞的全能性 (　　) (3)愈傷組織是外植體脫分化和再分化后形成的 (　　) 2． 用流程圖形式寫出植物組織培養(yǎng)的操作流程 答案　 3． 寫出組織培養(yǎng)的條件 (1)離體、無菌。 (2)環(huán)境條件適宜：如營養(yǎng)物質(zhì)(如水、無機(jī)鹽、蔗糖、維生素等)、激素(如生長素和細(xì)胞分裂素)、適宜的溫度和光照等。 易錯警示　植物組織培養(yǎng)的6個易錯點(diǎn) (1)幼嫩的組織脫分化較為容易，如莖尖、根尖、形成層細(xì)胞易脫分化，而植物的莖、葉和成熟的組織則較難。 (2)對外植體要進(jìn)行消毒處理，而對各種器械要徹底滅菌。 (3)植物組織培養(yǎng)中用到的有機(jī)碳源一般為蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成本高。 (4)不同細(xì)胞的全能性不同，具體表現(xiàn)為：受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞，離體細(xì)胞的全能性表達(dá)與分化程度呈負(fù)相關(guān)，但生殖細(xì)胞特殊。 (5)脫分化形成愈傷組織的過程不需要光，再分化過程需要光，因?yàn)橛鷤M織利用有機(jī)營養(yǎng)成分，而試管苗需要進(jìn)行光合作用以自養(yǎng)。 (6)植物組織培養(yǎng)中不同培養(yǎng)階段培養(yǎng)基含有的激素不同，因?yàn)榕囵B(yǎng)的目的不同(生根或生芽)。 1． 下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述中，錯誤的是 (　　) A．培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓 B．培養(yǎng)基中的生長素和細(xì)胞分裂素影響愈傷組織的生長和分化 C．離體器官或組織的細(xì)胞都必須通過脫分化才能形成愈傷組織 D．同一株綠色開花植物不同部位的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因組成相同 答案　D 解析　錯答本題的原因是忽視了采用綠色開花植物的生殖器官如花藥進(jìn)行培養(yǎng)獲得的愈傷組織的基因組成和正常體細(xì)胞的不同，利用花藥細(xì)胞培養(yǎng)得到的是單倍體植株，利用一般體細(xì)胞培養(yǎng)獲得的是二倍體植株，兩者的基因組成不同。 2． 下圖表示胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞通過無菌操作接入試管后，在一定的條件下，形成試管苗的培育過程，請據(jù)圖回答下列問題： (1)要促進(jìn)細(xì)胞分裂生長，培養(yǎng)基中應(yīng)有營養(yǎng)物質(zhì)和激素。營養(yǎng)物質(zhì)包括________和小分子有機(jī)物，激素包括細(xì)胞分裂素和________兩類植物激素。 (2)此過程依據(jù)的原理是__________________。A和B階段主要進(jìn)行的分裂方式是__________________，B階段除了細(xì)胞分裂外，還進(jìn)行細(xì)胞________等。 (3)此過程需要無菌操作，主要是指對________進(jìn)行滅菌消毒。B階段需要光照，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)試管苗的根細(xì)胞沒有葉綠素，而葉的葉肉細(xì)胞具有葉綠素，這是基因__________________的結(jié)果。 答案　(1)無機(jī)物　生長素 (2)植物細(xì)胞的全能性　有絲分裂　分化 (3)培養(yǎng)基　芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照條件 (4)選擇性表達(dá) 解析　植物組織培養(yǎng)是用離體的植物組織、器官或細(xì)胞接種到經(jīng)消毒滅菌的培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基含有供組織細(xì)胞生長發(fā)育所需要的無機(jī)物和小分子有機(jī)物，還有供調(diào)節(jié)細(xì)胞分化和再分化的細(xì)胞分裂素和生長素。由外植體發(fā)育成試管苗，脫分化階段細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，再分化階段愈傷組織經(jīng)細(xì)胞有絲分裂和分化形成試管苗，此階段需要光照，原因是葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照條件。 1． 脫分化和再分化的比較 比較內(nèi)容 脫分化 再分化 過程 外植體→愈傷組織 愈傷組織→幼苗 形成體特點(diǎn) 排列疏松、高度液泡化的薄壁細(xì)胞 有根、芽 需要條件 a.離體 b.適宜的營養(yǎng) c.生長素/細(xì)胞分裂素的比例適中 d.不需光 a.離體 b.適宜的營養(yǎng) c.生長素/細(xì)胞分裂素的比例高或低誘導(dǎo)生根或生芽 d.光照 2． 植物激素在組織培養(yǎng)中的作用 在配制好的MS培養(yǎng)基中，常常需要添加植物激素。其中生長素和細(xì)胞分裂素是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。植物激素的濃度、使用的先后順序以及用量的比例等，都會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 (1)按照不同的順序使用這兩類激素，會得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 使用順序 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素 有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化 先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素 細(xì)胞既分裂也分化 同時使用 分化頻率提高 (2)當(dāng)同時使用這兩類激素時，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。 生長素與細(xì)胞分裂素的用量比值 植物細(xì)胞的發(fā)育方向 比值高 有利于根的分化、抑制芽的形成 比值低 有利于芽的分化、抑制根的形成 比值適中 促進(jìn)愈傷組織的形成 考點(diǎn)二　植物細(xì)胞工程及其應(yīng)用 1． 觀察植物體細(xì)胞雜交技術(shù)圖示，完善相關(guān)問題 (1)過程①為去除細(xì)胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體，常用方法是酶解法，所用到的酶是纖維素酶和果膠酶。 (2)過程②是原生質(zhì)體的融合，人工誘導(dǎo)的物理法包括離心、振動、電激等；化學(xué)法一般用聚乙二醇(PEG)作誘導(dǎo)劑。 (3)過程③是原生質(zhì)體融合后再生出細(xì)胞壁，這是原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志。 (4)植物體細(xì)胞雜交的意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。 2． 說出植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用 (1)植物繁殖的新途徑 ①微型繁殖：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 特點(diǎn) ②作物脫毒：選取作物無毒組織(如莖尖)進(jìn)行組織培養(yǎng)，獲得脫毒苗的技術(shù)。 ③人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。 (2)作物新品種的培育：單倍體育種和突變體的利用 突變體Aa中A為突變新基因，并控制著優(yōu)良性狀，利用單倍體育種，方法步驟如下： 優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定遺傳，縮短育種年限。 (3)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：細(xì)胞產(chǎn)物有蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。 易錯警示　植物細(xì)胞工程的3個易錯點(diǎn) (1)對植物體細(xì)胞雜交和有性雜交辨析不清 ①植物體細(xì)胞雜交：若兩個不同品種的植物細(xì)胞A、B進(jìn)行融合，A含有2X條染色體，2個染色體組，基因型為Aabb，B含有2Y條染色體，2個染色體組，其基因型為ccDd，則新植株應(yīng)為四倍體，其體細(xì)胞中染色體數(shù)為2X＋2Y，基因型為AabbccDd。從中不難看出，體細(xì)胞雜交即兩個細(xì)胞融合成一個細(xì)胞，不管是染色體數(shù)、基因型還是染色體組都采用直接相加的方法。②植物有性雜交的結(jié)果：子代細(xì)胞中染色體數(shù)、基因型分別為“X＋Y”、“AbcD”或“abcD”或“Abcd”或“abcd”，即先減半再相加。③有性生殖過程中符合孟德爾遺傳規(guī)律，而植物體細(xì)胞雜交不符合孟德爾遺傳規(guī)律。(2)利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物時，有時只需將外植體培養(yǎng)到愈傷組織，從愈傷組織中獲取產(chǎn)物。(3)人工種子發(fā)育初期需要的營養(yǎng)物質(zhì)由人工胚乳提供。 3． 以下為植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖，其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細(xì)胞，所含有的染色體組分別是AA和BB。據(jù)圖分析不正確的是 (　　) A．圖中①過程發(fā)生的化學(xué)變化是纖維素和果膠水解 B．經(jīng)過②和③過程形成的c細(xì)胞只有AABB這一種類型 C．過程②一般使用聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑 D．過程④和⑤分別是脫分化和再分化 答案　B 解析　將若干a和b等量混合后轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)基上培養(yǎng)，經(jīng)過細(xì)胞融合，c的細(xì)胞類型包括沒有融合的細(xì)胞、相同細(xì)胞的融合和不同細(xì)胞的融合，即AA、BB、AAAA、BBBB、AABB。 4． 如圖是利用基因型為AaBb的某二倍體植物作為實(shí)驗(yàn)材料所做的一些實(shí)驗(yàn)示意圖，請分析回答： (1)途徑1、2、3中①②過程所采用的生物技術(shù)是__________。 (2)由途徑1形成的植株B的基因型有____________，植株B成熟時不可育的原因是________________________________________________________________________。 使植株B可育的方法是___________________________________________________。 (3)從植株A到植株C的培育過程，需要發(fā)揮調(diào)控作用的植物激素至少有____________和____________。 (4)一般情況下，相同發(fā)育程度的植株C與植株D的性狀____________(“相同”“不相同”或“不一定相同”)。 (5)在相同條件和相同發(fā)育程度的情況下，植株D的表現(xiàn)型與植株A相同的可能性為____________。 答案　(1)植物組織培養(yǎng)　(2)AB、Ab、aB、ab　減數(shù)分裂時染色體聯(lián)會紊亂，不能形成正常的生殖細(xì)胞　幼苗期用秋水仙素處理，使染色體數(shù)目加倍　(3)細(xì)胞分裂素　生長素　(4)相同　(5)100% 解析　(1)實(shí)驗(yàn)中選用花藥或植物體細(xì)胞離體培養(yǎng)后獲得新植株，該項(xiàng)技術(shù)稱為植物組織培養(yǎng)。(2)植株A的基因型為AaBb，經(jīng)減數(shù)分裂形成的花粉粒有AB、Ab、aB、ab四種，花粉粒經(jīng)植物組織培養(yǎng)形成的植株B也有AB、Ab、aB、ab四種基因型，均為單倍體植株，由于不能形成正常的生殖細(xì)胞而不可育，若使植株B可育常采取用秋水仙素處理使染色體數(shù)目加倍的方法。(3)植物組織培養(yǎng)中生長素和細(xì)胞分裂素是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。(4)植株C、D具有相同的基因組成，相同條件和相同發(fā)育程度的情況下，它們的性狀表現(xiàn)相同。(5)植株D由植株A的花藥壁(屬于體細(xì)胞)經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育而成，屬于無性生殖，不發(fā)生基因重組，故二者表現(xiàn)型應(yīng)完全相同。 1． 植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交的比較 名稱 植物組織培養(yǎng) 植物體細(xì)胞雜交 原理 細(xì)胞的全能性 細(xì)胞膜具有一定的流動性和細(xì)胞的全能性 過程 選材 選取根尖、莖尖、形成層部位最容易誘導(dǎo)脫分化 不同植物細(xì)胞融合后形成的雜種細(xì)胞 技術(shù) 操作 脫分化、再分化等 除脫分化、再分化外，還要用酶解法去除細(xì)胞壁，用一定的方法誘導(dǎo)細(xì)胞融合 關(guān)系 植物組織培養(yǎng)是植物體細(xì)胞雜交的基礎(chǔ)，植物體細(xì)胞雜交所用的技術(shù)更復(fù)雜 2． 單倍體育種和突變體利用的比較 項(xiàng)　目 原　理 優(yōu)　點(diǎn) 成　果 單倍體育種 染色體變異 明顯縮短育種年限 單育1號煙草品種，中花8號、11號水稻和京花1號小麥品種等 突變體利用 基因突變 產(chǎn)生新基因，大幅度改良某些性狀 抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的野生煙草等 考點(diǎn)三　聚焦動物細(xì)胞培養(yǎng) 1． 用流程圖形式寫出動物細(xì)胞培養(yǎng)的操作流程 答案 或 2． 說出動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件 (1)無菌、無毒：對培養(yǎng)液和所用培養(yǎng)用具無菌處理，添加抗生素，定期更換培養(yǎng)液以清除代謝產(chǎn)物。 (2)營養(yǎng)：除正常的有機(jī)和無機(jī)營養(yǎng)外，加入血清、血漿。 (3)適宜的溫度和pH：溫度為36.50.5_℃(哺乳動物)，pH為7.2～7.4。 (4)氣體環(huán)境：含95%的空氣加5%CO2的混合氣體。 3． 動物細(xì)胞核移植是將動物的一個細(xì)胞的細(xì)胞核移入一個已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中， 使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體。 易錯警示　動植物細(xì)胞培養(yǎng)及動物體細(xì)胞核移植的易錯點(diǎn) (1)植物組織培養(yǎng)和動物細(xì)胞培養(yǎng)都存在細(xì)胞的培養(yǎng)過程，但植物細(xì)胞可以先分裂再分化，而動物細(xì)胞不分化只分裂。 (2)區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的關(guān)鍵是是否分瓶培養(yǎng)。貼壁生長到一定程度需要用胰蛋白酶處理，然后再分瓶培養(yǎng)，原代培養(yǎng)結(jié)束，開始了傳代培養(yǎng)。 (3)經(jīng)植物組織培養(yǎng)成的植株與提供外植體的植株完全相同，而動物細(xì)胞核移植形成的個體與供體大部分性狀相同，也有部分性狀與受體相同。 (4)核移植過程中供體理論上是提供細(xì)胞核，但操作過程中可以把整個體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞中去，原因是體細(xì)胞體積相對較小，取核難度較大，另外細(xì)胞膜對核融合的障礙性較小。 5． 關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)，下列敘述錯誤的是 (　　) A．用于培養(yǎng)的細(xì)胞大都取自胚胎或幼齡動物的器官或組織 B．將所取的組織先用胰蛋白酶等進(jìn)行處理使其分散成單個細(xì)胞 C．在培養(yǎng)瓶中要定期用胰蛋白酶處理使細(xì)胞從瓶壁上脫離，制成懸浮液 D．動物細(xì)胞培養(yǎng)只能傳至50代左右，所培育的細(xì)胞會衰老死亡 答案　D 解析　進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)時，選取胚胎或幼齡動物的器官或組織是因?yàn)樗鼈兊姆至涯芰^強(qiáng)。動物組織細(xì)胞間含有一定量的彈性纖維等蛋白質(zhì)，易被胰蛋白酶催化分解，從而使細(xì)胞分散開來。當(dāng)貼壁生長的細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時就會停止分裂增殖，需定期用胰蛋白酶處理使細(xì)胞從瓶壁上脫離下來，制成細(xì)胞懸浮液。動物細(xì)胞培養(yǎng)傳至50代左右，部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)可能會發(fā)生改變，并且?guī)в邪┳兊奶攸c(diǎn)，能在培養(yǎng)條件下無限制地分裂下去。 6． 科學(xué)家通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了含有人生長激素基因的奶牛，如果要加速轉(zhuǎn)基因奶牛的繁育，可以對此轉(zhuǎn)基因奶牛進(jìn)行克隆(如下圖所示)，請結(jié)合圖示回答下列問題： (1)在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時，要對取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織細(xì)胞進(jìn)行分散處理，形成單個細(xì)胞，這個過程中需要利用____________酶處理。 (2)用于核移植的供體細(xì)胞，一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)在進(jìn)行原代培養(yǎng)時，細(xì)胞增殖的方式是______________，此外，細(xì)胞增殖還表現(xiàn)出__________________________和接觸抑制等特點(diǎn)。 (4)將進(jìn)行培養(yǎng)的供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞中，去除卵母細(xì)胞細(xì)胞核的目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)將重組細(xì)胞在培養(yǎng)液中培養(yǎng)成的重組胚胎移入受體母牛后，該母牛就會生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)相同的犢牛，但也不是100%的復(fù)制，原因最可能是____________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________。 (6)上述動物細(xì)胞工程中涉及的技術(shù)有__________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________。 轉(zhuǎn)基因奶牛的克隆成功，說明了動物____________________________________________ ____________________________具有全能性。 答案　(1)胰蛋白 (2)該種細(xì)胞代謝旺盛、分裂能力強(qiáng)，且遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變 (3)有絲分裂　貼壁生長 (4)使克隆出的動物個體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細(xì)胞 (5)①生物的性狀受細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同控制；②生物的性狀還受環(huán)境因素的影響 (6)核移植、細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植技術(shù)　體細(xì)胞的細(xì)胞核 解析　(1)實(shí)踐中常用胰蛋白酶處理動物組織細(xì)胞使其分離開來。(2)傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞代謝旺盛、分裂能力強(qiáng)，遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變，適于作核移植的供體細(xì)胞。(3)在進(jìn)行原代培養(yǎng)時，細(xì)胞以有絲分裂的方式進(jìn)行增殖，同時表現(xiàn)出貼壁生長和接觸抑制的現(xiàn)象。(4)去除卵母細(xì)胞細(xì)胞核的目的是使克隆出的動物個體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細(xì)胞。(5)生物的性狀是細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同作用的結(jié)果，同時，生物的性狀還受環(huán)境的影響，因此，克隆動物不可能是供體奶牛100%的復(fù)制品。(6)該克隆動物的培育過程中涉及核移植、細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)，說明了高度分化的動物體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。 植物組織培養(yǎng)、動物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植的比較 植物組織培養(yǎng) 動物細(xì)胞培養(yǎng) 核移植 原理 植物細(xì)胞全能性 細(xì)胞增殖 動物細(xì)胞核的全能性 過程 結(jié)果 與外植體完全相同的個體 相同分化程度的細(xì)胞群 與供體基本相同的個體 關(guān)鍵環(huán)節(jié) 細(xì)胞的脫分化、再分化、分化 細(xì)胞分化、細(xì)胞癌變 核融合、細(xì)胞分化 應(yīng)用 ②培育新品種 ③生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)品 ①生產(chǎn)生物制品 ②基因工程 ③檢測有毒物質(zhì) ①加速良種繁育 ②保護(hù)瀕危物種 ③生產(chǎn)醫(yī)用蛋白 ④提供克隆器官、組織等 考點(diǎn)四　聚焦動物細(xì)胞融合和單克隆抗體 1． 完善動物細(xì)胞融合的相關(guān)問題 (1)概念：指兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程。 (2)融合方法：聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒、電激等。 (3)意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能，也為制造單克隆抗體開辟了新途徑。 2． 用流程圖形式寫出單克隆抗體的制備過程 答案　 易錯警示　(1)植物體細(xì)胞雜交與動物細(xì)胞融合需注意的問題：①植物體細(xì)胞雜交與動物細(xì)胞融合中酶的作用對象不同，纖維素酶和果膠酶作用于細(xì)胞壁，而胰蛋白酶等作用于細(xì)胞間質(zhì)。②植物雜交細(xì)胞在激素誘導(dǎo)下能表達(dá)出全能性，但動物雜交細(xì)胞的全能性不能表達(dá)。(2)單克隆抗體制備過程中需注意的幾個問題：①滅活是指用物理或化學(xué)手段使病毒或細(xì)菌失去感染能力，但是并不破壞這些病原體的抗原結(jié)構(gòu)。②除了受到注射的抗原的刺激，小鼠在生活過程中還可能受到其他抗原的刺激，因此從小鼠體內(nèi)取出的多個B淋巴細(xì)胞可能產(chǎn)生多種不同抗體，所以進(jìn)行第二次篩選是非常必要的。③單克隆抗體制備過程中，進(jìn)行了多次動物細(xì)胞培養(yǎng)的操作，說明動物細(xì)胞培養(yǎng)是動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)。 7． 與植物體細(xì)胞雜交相比，動物細(xì)胞融合的原理及其特有的誘導(dǎo)因子分別是 (　　) A．細(xì)胞膜的流動性、離心 B．細(xì)胞膜的流動性、滅活的病毒 C．細(xì)胞的全能性、電激 D．細(xì)胞的全能性、滅活的病毒 答案　B 解析　植物體細(xì)胞雜交的原理是細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞的全能性，動物細(xì)胞融合的原理是細(xì)胞膜的流動性；動物細(xì)胞融合的常用誘導(dǎo)因子有聚乙二醇、滅活的病毒、電激等，其中滅活的病毒是其特有的誘導(dǎo)因子。 8． 如圖表示單克隆抗體的制備過程，據(jù)圖回答下列問題： (1)制備單克隆抗體的步驟： a．將________注入小鼠體內(nèi)，從小鼠脾臟中獲得B淋巴細(xì)胞，若要生產(chǎn)預(yù)防SARS的疫苗，則應(yīng)用____________感染小鼠。 b．通過圖中②過程獲得的細(xì)胞為____________，它除了具有無限增殖的特點(diǎn)外，還有哪些特征？______________________________________________________________。 c．將誘導(dǎo)融合后的細(xì)胞，放在________培養(yǎng)基的多孔培養(yǎng)板上培養(yǎng)、篩選，篩選得到的細(xì)胞中的染色體數(shù)正好是小鼠體細(xì)胞中的二倍嗎？________，原因是________________________________________________________________________。 (2)單克隆抗體與一般的血清抗體相比，優(yōu)點(diǎn)是__________________________；將該抗體制成生物導(dǎo)彈，則生物導(dǎo)彈的組成是____________________；為了便于了解生物導(dǎo)彈的作用部位，常要對生物導(dǎo)彈中的成分進(jìn)行__________________________________。 (3)單克隆抗體的制備過程中需要兩次篩選，請寫出圖中的編號和篩選目的。第一次篩選：[　]________________________________________________________________； 第二次篩選：[　]_______________________________________________________。 答案　(1) a．抗原　SARS病毒　b．骨髓瘤細(xì)胞　形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化、細(xì)胞膜上糖蛋白等物質(zhì)減少　c．選擇　是　B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞都來自同一種小鼠　(2)靈敏度高、特異性強(qiáng)(純度高)　單克隆抗體＋藥物　同位素標(biāo)記　(3)④　篩選出雜交瘤細(xì)胞?、蕖『Y選出能產(chǎn)生特定抗體并能大量增殖的細(xì)胞群 解析　(1)在制備單克隆抗體時，要先用抗原對小鼠進(jìn)行免疫，再從小鼠體內(nèi)獲得相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞。如果要生產(chǎn)預(yù)防SARS的疫苗，則應(yīng)用SARS病毒感染小鼠。圖中②過程培養(yǎng)的是小鼠骨髓瘤細(xì)胞，其具有無限增殖等癌細(xì)胞的特征。小鼠的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合后，經(jīng)篩選出的雜交瘤細(xì)胞中的染色體數(shù)是小鼠體細(xì)胞中的二倍。(2)單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)有靈敏度高、特異性強(qiáng)等。生物導(dǎo)彈注入體內(nèi)后，借助于單克隆抗體的導(dǎo)向作用，可將藥物定向帶到癌細(xì)胞的所在位置，在原位置殺死癌細(xì)胞，因此，生物導(dǎo)彈由單克隆抗體和藥物組成；若要了解生物導(dǎo)彈的作用部位，可用同位素對其進(jìn)行標(biāo)記。(3)單克隆抗體制備過程中需進(jìn)行兩次篩選。第一次是誘導(dǎo)細(xì)胞融合后，從中篩選出雜交瘤細(xì)胞；第二次是用選擇培養(yǎng)基，篩選出能產(chǎn)生特定抗體，并能大量增殖的細(xì)胞群。 1． 植物體細(xì)胞雜交與動物細(xì)胞融合的比較 植物體細(xì)胞雜交 動物細(xì)胞融合 原理 細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞的全能性 細(xì)胞膜的流動性 過程 相關(guān)酶 纖維素酶和果膠酶 胰蛋白酶或膠原蛋白酶 融合方法 物理法：離心、電激、振動；化學(xué)法：聚乙二醇等試劑誘導(dǎo) 除物理法和化學(xué)法外，還可以用滅活的病毒誘導(dǎo) 結(jié)果 雜種植株 雜交細(xì)胞 意義 克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性，獲得雜種植株 突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能 2． 單克隆抗體制備過程中的兩次篩選 第一次篩選：利用特定選擇培養(yǎng)基篩選，獲得雜交瘤細(xì)胞，即AB型細(xì)胞(A為漿細(xì)胞，B為骨髓瘤細(xì)胞)，不需要A、B、AA、BB型細(xì)胞。 第二次篩選：利用多孔板法和抗原—抗體雜交法篩選，獲得產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。 1． (xx上海卷，22)下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的表述，錯誤的是 (　　) A．外植體可以來自于植物的任何細(xì)胞 B．培養(yǎng)應(yīng)在無菌條件下進(jìn)行 C．以花粉作為外植體可得到單倍體植株 D．不同階段的培養(yǎng)基中細(xì)胞分裂素和生長素的比例不同 答案　A 2． (xx浙江卷，4)下列關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，正確的是 (　　) A．培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細(xì)胞 B．克隆培養(yǎng)法培養(yǎng)過程中多數(shù)細(xì)胞的基因型會發(fā)生改變 C．二倍體細(xì)胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的 D．惡性細(xì)胞系的細(xì)胞可進(jìn)行傳代培養(yǎng) 答案　D 解析　保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上只能形成單層細(xì)胞；克隆培養(yǎng)法在培養(yǎng)細(xì)胞時由于所有子代細(xì)胞來自于一個親代細(xì)胞，所以基因型一般都相同；二倍體細(xì)胞的傳代培養(yǎng)一般傳至10代后就不易傳下去了；惡性細(xì)胞系的細(xì)胞具有不死性，可以進(jìn)行傳代培養(yǎng)。 3． (xx天津卷，8)絮凝性細(xì)菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物，能與石油污水中的懸浮顆粒和有機(jī)物等形成絮狀沉淀，起到凈化污水的作用。為進(jìn)一步提高對石油污水的凈化效果，將絮凝性細(xì)菌和石油降解菌融合，構(gòu)建目的菌株。其流程圖如下。 據(jù)圖回答： (1)溶菌酶的作用是_______________________________________________________。 (2)PEG的作用是________________________________________________________。 (3)經(jīng)處理后，在再生培養(yǎng)基上，未融合的A、B難以生長。圖中AB融合菌能生長和繁殖的原因是_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)目的菌株的篩選：篩選既能分泌具有絮凝活性的化合物，又能在含有________的培養(yǎng)基上生長的AB融合菌，選擇效果最好的作為目的菌株。 (5)為探究目的菌株不同發(fā)酵時間發(fā)酵液的絮凝效果，將目的菌株進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，定時取發(fā)酵液，加入石油污水中；同時設(shè)置________________________為對照組。經(jīng)攪拌、靜置各3分鐘后，分別測定上層水樣的石油濃度和COD值(COD值越高表示有機(jī)物污染程度越高)，計算石油去除率和COD去除率，結(jié)果如圖。 (6)目的菌的種群增長曲線呈________型。在40～44小時，發(fā)酵液對石油污水的凈化效果最好，其原因是__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)分解細(xì)胞壁　(2)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合 (3)兩親本失活部位不同，融合后活性部位互補(bǔ) (4)石油　(5)不加發(fā)酵液的石油污水 (6)S　此期間，目的菌及其產(chǎn)生的絮凝活性高分子化合物的含量高 解析　(1)細(xì)胞融合是兩個細(xì)胞原生質(zhì)體的融合，細(xì)菌細(xì)胞膜外具有細(xì)胞壁，需要用溶菌酶除去細(xì)胞壁后才能進(jìn)行融合。 (2)PEG為聚乙二醇，其作用是誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合。 (3)未融合的A、B失活部位不同，即活性部位不同，不能在培養(yǎng)基上生存，而融合后細(xì)菌的活性部位可互補(bǔ)，因而能夠存活。 (4)由題意可知，目的菌株是將絮凝性細(xì)菌和石油降解菌融合后建立的，因此該菌株既能分泌具有絮凝活性的化合物，又能在含有石油的培養(yǎng)基上生存。 (5)該實(shí)驗(yàn)的目的是探究目的菌株不同發(fā)酵時間發(fā)酵液的絮凝效果，故需要設(shè)置不加發(fā)酵液的石油污水作為對照，從而確定目的菌株的絮凝效果。(6)非理想條件下種群數(shù)量增長曲線大多數(shù)呈“S”型。由圖可知，COD去除率及石油去除率隨目的菌相對數(shù)量的增加而增加，而去污效果取決于絮凝活性物質(zhì)，故可判定40～44小時，發(fā)酵液凈化效果最好的原因是目的菌及其產(chǎn)生的絮凝活性高分子化合物的含量高。 4． (xx福建卷，32)紅細(xì)胞生成素(EPO)是體內(nèi)促進(jìn)紅細(xì)胞生成的一種糖蛋白，可用于治療腎衰性貧血等疾病。由于天然EPO來源極為有限，目前臨床上使用的紅細(xì)胞生成素主要來自于基因工程技術(shù)生產(chǎn)的重組人紅細(xì)胞生成素(rhEPO)，其簡要生產(chǎn)流程如圖。 請回答： (1)圖中①所指的是________技術(shù)。 (2)圖中②所指的物質(zhì)是________，③所指的物質(zhì)是________。 (3)培養(yǎng)重組CHO細(xì)胞時，為便于清除代謝產(chǎn)物，防止細(xì)胞產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害，應(yīng)定期更換________。 (4)檢測rhEPO的體外活性需用抗rhEPO的單克隆抗體。分泌該單克隆抗體的________細(xì)胞，可由rhEPO免疫過的小鼠B淋巴細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合而成。 答案　(1)PCR　(2)mRNA　rhEPO　(3)培養(yǎng)液　(4)雜交瘤 解析　基因工程中獲得大量目的基因的技術(shù)為PCR技術(shù)。cDNA是以mRNA為模板通過反轉(zhuǎn)錄獲得的。本基因工程目的基因的表達(dá)產(chǎn)物為紅細(xì)胞生成素，即EPO。由于天然EPO來源極為有限，一般情況下，基因工程產(chǎn)生的是重組人紅細(xì)胞生成素(rhEPO)。培養(yǎng)重組CHO細(xì)胞時，為了提供適宜的培養(yǎng)條件，需要不斷更換培養(yǎng)液，以防止有害代謝產(chǎn)物的積累對細(xì)胞自身造成的危害。單克隆抗體是通過培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞獲得的。 1． 下列有關(guān)高等植物原生質(zhì)體制備和培養(yǎng)的敘述，正確的是 (　　) A．纖維素酶和果膠酶混合液可用于制備懸浮培養(yǎng)細(xì)胞的原生質(zhì)體 B．原生質(zhì)體由細(xì)胞膜、液泡膜及兩膜之間的細(xì)胞質(zhì)組成 C．從不同植物組織分離得到的原生質(zhì)體大小、形狀相同 D．原生質(zhì)體經(jīng)植物組織培養(yǎng)不能得到再生植株 答案　A 解析　制備高等植物原生質(zhì)體時要去除細(xì)胞壁，可使用纖維素酶和果膠酶混合液；成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞膜、液胞膜及兩膜之間的細(xì)胞質(zhì)合稱為原生質(zhì)層；從不同植物組織分離得到的原生質(zhì)體的大小、形狀通常不同；原生質(zhì)體經(jīng)培養(yǎng)可再生出細(xì)胞壁，進(jìn)一步培養(yǎng)可得到再生植株。 2． 下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的敘述，正確的是 (　　) A．愈傷組織是一團(tuán)有特定結(jié)構(gòu)和功能的薄壁細(xì)胞 B．二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株 C．用人工薄膜將胚狀體、愈傷組織等分別包裝可制成人工種子 D．植物耐鹽突變體可通過添加適量NaCl的培養(yǎng)基培養(yǎng)篩選而獲得 答案　D 解析　愈傷組織細(xì)胞是一團(tuán)排列疏松而無規(guī)則、高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的、具分生能力的薄壁細(xì)胞，不具有特定的結(jié)構(gòu)和功能。二倍體植株的花粉中只含一個染色體組，培養(yǎng)得到的個體為單倍體，高度不育，幼苗用秋水仙素處理后得到的植株才能穩(wěn)定遺傳。人工種子中包裹的不能是愈傷組織。用特定的選擇培養(yǎng)基可篩選出所需要的突變體類型。 3． 某實(shí)驗(yàn)室做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)研究，下列與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的敘述正確的是 (　　) A．過程①導(dǎo)入的誘導(dǎo)基因使成纖維母細(xì)胞發(fā)生基因突變 B．過程②屬于動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中的原代培養(yǎng) C．丙細(xì)胞既能持續(xù)分裂，又能分泌單一的抗體 D．過程③④所用的培養(yǎng)基中都含有聚乙二醇 答案　C 解析　過程①是將高度分化的成纖維母細(xì)胞誘導(dǎo)形成干細(xì)胞，屬于基因重組；過程②的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，屬于細(xì)胞分化；丙細(xì)胞是由B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合后形成的，它同時具備了B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的特點(diǎn)：既能無限增殖，又能分泌特異性抗體；過程③是動物細(xì)胞融合，可使用聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑，過程④是動物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生單克隆抗體，不需要聚乙二醇。 4． 將胚狀體包埋在一個能提供營養(yǎng)的膠質(zhì)中，便成了所謂的人工種子。其培育過程如圖所示，請回答： (1)人工種子依據(jù)的原理是____________，是經(jīng)過____________________技術(shù)培育而成的。 (2)包埋胚狀體的膠質(zhì)可以看作種子的哪部分結(jié)構(gòu)？_____________________________ ________________________________________________________________________。 (3)如果外植體為植物的莖尖，通過①的處理使細(xì)胞彼此分離，可加入________。 A．蛋白酶 B．淀粉酶 C．纖維素酶和果膠酶 D．胰蛋白酶 (4)②表示脫分化過程，其實(shí)質(zhì)是__________________；③表示再分化過程，其實(shí)質(zhì)是__________________。 (5)從上面所述胚狀體的類型分析，人工種子萌發(fā)長成的植株是否都可育？________________________________________________________________________。 答案　(1)細(xì)胞的全能性　植物組織培養(yǎng)　(2)種皮及提供營養(yǎng)的胚乳或子葉　(3)C　(4)使細(xì)胞恢復(fù)分裂能力　基因的選擇性表達(dá)　(5)若是由花粉(或三倍體植物的營養(yǎng)器官)發(fā)育而來的則不可育，若是由莖尖、根尖等營養(yǎng)器官發(fā)育而來的則可育 解析　(1)人工種子能發(fā)育成完整的植株，說明其細(xì)胞內(nèi)含有個體發(fā)育的全部遺傳信息，因此依據(jù)的原理是細(xì)胞的全能性，其基因的表達(dá)需經(jīng)過植物組織培養(yǎng)才能得以實(shí)現(xiàn)。(2)包埋胚狀體的膠質(zhì)有保護(hù)胚狀體的作用，同時又可以為胚狀體提供營養(yǎng)物質(zhì)，所以可以看作種皮及胚乳或子葉。(3)使植物細(xì)胞彼此分離可以使用纖維素酶和果膠酶，因?yàn)橹参锛?xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠。(4)脫分化實(shí)質(zhì)上是使細(xì)胞恢復(fù)分裂能力，而再分化就是分化，其實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。(5)人工種子的胚狀體可來自莖尖、芽尖、子房、花粉等，如果來自花粉，得到的個體是單倍體，單倍體一般高度不育。 5． 科學(xué)家用植物體細(xì)胞雜交方法，將番茄的原生質(zhì)體和馬鈴薯的原生質(zhì)體融合，成功地培育出了“番茄—馬鈴薯”雜種植株(如圖所示)，其中①～⑤表示過程，英文字母表示細(xì)胞、組織或植株。據(jù)圖回答下列問題： (1)在實(shí)現(xiàn)過程②的技術(shù)之前使用______________________酶處理細(xì)胞以除去細(xì)胞壁。 (2)在將雜種細(xì)胞培育成為雜種植株的過程中，依據(jù)的原理是____________，其中過程④相當(dāng)于____________過程，過程⑤涉及的分裂方式為____________。 (3)若番茄細(xì)胞含m條染色體，馬鈴薯細(xì)胞含n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細(xì)胞含________條染色體；若雜種細(xì)胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到的植株屬于____________倍體植株。 答案　(1)纖維素酶和果膠　(2)細(xì)胞的全能性　脫分化　有絲分裂　(3)m＋n　單 解析　(1)植物體細(xì)胞雜交過程中應(yīng)該用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁。(2)雜種細(xì)胞培育成為雜種植株依據(jù)的原理是細(xì)胞的全能性，雜種細(xì)胞的組織培養(yǎng)過程要經(jīng)過脫分化和再分化過程，在植物組織培養(yǎng)過程中只涉及有絲分裂。(3)若番茄細(xì)胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)有n條染色體，則產(chǎn)生的“番茄—馬鈴薯”細(xì)胞所含的染色體為m＋n條，屬于異源四倍體。該雜種植株的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到的植株無論含幾個染色體組，均為單倍體。 6． 回答下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的問題： (1)在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到細(xì)胞表面____________時，細(xì)胞會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的____________。此時，瓶壁上形成的細(xì)胞是__________層。要使貼壁的細(xì)胞從瓶壁上分離下來，需要用酶處理，可用的酶是____________。 (2)隨著細(xì)胞傳代次數(shù)的增多，大部分細(xì)胞分裂停止，進(jìn)而出現(xiàn)____________現(xiàn)象；但極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖，其中有些細(xì)胞會因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成____________細(xì)胞，該種細(xì)胞的黏著性____________，細(xì)胞膜表面蛋白質(zhì)(糖蛋白)的量____________。 (3)現(xiàn)用某種大分子染料對細(xì)胞進(jìn)行染色時，觀察到死細(xì)胞被染色，而活細(xì)胞不被染色，原因是___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)檢查某種毒物是否能改變細(xì)胞染色體的數(shù)目，最好選用分裂____________期的細(xì)胞在顯微鏡下進(jìn)行觀察。 (5)在細(xì)胞培養(yǎng)過程中，通常在____________條件下保存細(xì)胞。因?yàn)樵谶@種條件下，細(xì)胞中____________的活性降低，細(xì)胞____________速率降低。 答案　(1)相互接觸　接觸抑制　單(或一)　胰蛋白酶　(2)衰老甚至死亡　不死性　降低　減少　(3)活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性，大分子染料不能進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi)(或死細(xì)胞的細(xì)胞膜喪失了選擇透過性，大分子染料能夠進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi)而著色)　(4)中　(5)冷凍(或超低溫、液氮)　酶　新陳代謝 解析　(1)理解接觸抑制現(xiàn)象。胰蛋白酶能切斷細(xì)胞間蛋白質(zhì)的聯(lián)系使細(xì)胞分散開來。(2)這種不死性細(xì)胞即癌細(xì)胞，一般發(fā)生在50代以后。(3)細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出的作用，細(xì)胞死亡后，細(xì)胞膜將失去這種作用。(4)分裂中期細(xì)胞的染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰，最適合統(tǒng)計觀察。(5)低溫只是暫時降低酶的活性，當(dāng)溫度恢復(fù)至適宜時，酶的活性還能恢復(fù)。 7． 人絨毛膜促性腺激素(HCG)是女性懷孕后胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞分泌的一種糖蛋白，制備的抗HCG單克隆抗體可用于早孕的診斷。如圖是抗HCG單克隆抗體制備流程示意圖，請分析回答下列問題。 (1)制備單克隆抗體過程中要用到____________和____________技術(shù)。 (2)制備單克隆抗體過程中，給小鼠注射的HCG相當(dāng)于____________，使小鼠產(chǎn)生能分泌相應(yīng)____________的淋巴細(xì)胞，此過程屬于特異性免疫中的____________免疫。 (3)在細(xì)胞內(nèi)DNA合成一般有兩條途徑。主要途徑是在細(xì)胞內(nèi)由糖和氨基酸合成核苷酸，進(jìn)而合成DNA，而氨基喋呤可以阻斷此途徑。另一輔助途徑是在次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情況下，經(jīng)酶催化合成DNA，而骨髓瘤細(xì)胞的DNA合成沒有此輔助途徑。 ①利用兩條DNA合成途徑的不同特點(diǎn)配制的HAT培養(yǎng)基含有多種成分，其中添加的____________成分具有篩選雜交瘤細(xì)胞的作用。 ②最終篩選獲得的雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)是_____________________________________。 (4)此過程生產(chǎn)的單克隆抗體可以與__________________________________特異性結(jié)合，從而診斷早孕。 答案　(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)　動物細(xì)胞融合　(2)抗原　抗體　體液　(3)①氨基喋呤　②能無限增殖并分泌特異性抗體 (4)人絨毛膜促性腺激素(或HCG) 解析　制備單克隆抗體要用到動物細(xì)胞培養(yǎng)和動物細(xì)胞融合技術(shù)。給小鼠注射的HCG相當(dāng)于抗原，小鼠進(jìn)行體液免疫，可產(chǎn)生能分泌相應(yīng)抗體的B淋巴細(xì)胞。在培養(yǎng)基中加入氨基喋呤，可阻斷細(xì)胞內(nèi)由糖和氨基酸合成核苷酸，進(jìn)而合成DNA的過程，從而抑制DNA通過此途徑進(jìn)行復(fù)制，因此用此種培養(yǎng)基進(jìn)行篩選時，培養(yǎng)基中的骨髓瘤細(xì)胞的DNA復(fù)制過程被阻斷，骨髓瘤細(xì)胞不能生長，而受抗原刺激后的B淋巴細(xì)胞也不能增殖，則篩選出來的就都是雜交瘤細(xì)胞。