2018-2019學(xué)年高中生物 專題2 細胞工程總結(jié)提升學(xué)案 新人教版選修3.doc

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專題2 細胞工程總結(jié)提升知識建網(wǎng)要語必背1植物組織培養(yǎng)技術(shù)、植物體細胞雜交技術(shù)的理論基礎(chǔ)都有細胞的全能性，后者還有細胞膜的流動性；動物細胞核移植技術(shù)的原理是動物細胞核的全能性。2人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有物理法(離心、振動、電激)和化學(xué)法(聚乙二醇處理)，而動物細胞融合還可以用滅活的病毒誘導(dǎo)。3植物分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少，甚至無病毒，因此用分生區(qū)組織進行組織培養(yǎng)，再生的植株就不會或極少感染病毒。4動物細胞培養(yǎng)一般選用胚胎或幼齡動物的組織，細胞在培養(yǎng)過程中會出現(xiàn)細胞貼壁(生長)和接觸抑制的現(xiàn)象。培養(yǎng)的條件包括：無菌、無毒的環(huán)境，適宜的營養(yǎng)、溫度和pH及氣體環(huán)境。5雜交瘤細胞是由經(jīng)免疫的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合而成的，具有既能無限增殖又能產(chǎn)生專一抗體的能力。6制備單克隆抗體過程中第一次篩選是為了獲得雜交瘤細胞，第二次篩選是為了獲得能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞。7單克隆抗體最主要的優(yōu)點是特異性強、靈敏度高，并可大量制備。主要用途有：作為診斷試劑、用于治療疾病和運載藥物。一、植物組織培養(yǎng)和花藥離體培養(yǎng)技術(shù)的比較及植物激素在組織培養(yǎng)中的作用1植物組織培養(yǎng)技術(shù)和花藥離體培養(yǎng)技術(shù)的比較比較項目植物組織培養(yǎng)技術(shù)花藥離體培養(yǎng)技術(shù)選材體細胞生殖細胞(精子)生殖方式無性生殖有性生殖相同點植物細胞全能性；外植體愈傷組織叢芽生根移栽；無菌技術(shù)；接種等2.植物激素在組織培養(yǎng)過程中的重要作用生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素，其作用及特點如下表：激素使用實驗結(jié)果使用順序先使用生長素，后使用細胞分裂素有利于細胞分裂，但細胞不分化先使用細胞分裂素，后使用生長素細胞既分裂也分化生長素與細胞分裂素同時使用分化頻率提高生長素用量與細胞分裂素用量的比例該比值高時有利于根的分化，抑制芽的形成該比值低時有利于芽的分化，抑制根的形成該比值適中時促進愈傷組織的形成例1請回答下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的問題：(1)用于植物組織培養(yǎng)的植物材料稱為_。(2)組織培養(yǎng)中的細胞，從分化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只癄顟B(tài)的過程稱為_。(3)在再分化階段所用的培養(yǎng)基中，含有植物激素X和植物激素Y。逐漸改變培養(yǎng)基中這兩種植物激素的濃度比，未分化細胞群的變化情況如圖所示。據(jù)圖指出兩種激素的不同濃度比與形成芽、根、愈傷組織的關(guān)系。當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比等于1時，_。當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比大于1時，_。當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比小于1時，_。(4)生產(chǎn)上用試管苗保存植物的優(yōu)良性狀，其原因是_。答案(1)外植體(2)脫分化(或去分化)(3)未分化細胞群經(jīng)分裂形成愈傷組織未分化細胞群分化形成芽未分化細胞群分化形成根(4)組織培養(yǎng)形成試管苗的過程屬于無性繁殖，后代不發(fā)生性狀分離解析(1)植物組織培養(yǎng)的材料叫外植體。(2)植物組織培養(yǎng)的核心過程是脫分化與再分化，脫分化指由分化狀態(tài)變?yōu)槲捶只癄顟B(tài)，再分化指由未分化狀態(tài)變?yōu)榉只癄顟B(tài)。(3)仔細分析所給示意圖，可知植物激素X與植物激素Y濃度比為1時，利于愈傷組織的形成；大于1時利于細胞群分化出芽；小于1時利于細胞群分化出根。(4)植物組織培養(yǎng)是一種無性繁殖技術(shù)，有利于保持親本的優(yōu)良性狀。二、單克隆抗體制備的關(guān)鍵思路及篩選原因1關(guān)鍵思路及操作依據(jù)(1)關(guān)鍵思路克隆單一的B淋巴細胞，形成細胞群。將B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，獲得雜交瘤細胞。(2)用B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合的原因每一個B淋巴細胞只能分泌一種特異性抗體；不同種類的B淋巴細胞分泌的抗體不同。B淋巴細胞在體外培養(yǎng)時不能無限增殖；骨髓瘤細胞能夠無限增殖。2單克隆抗體制備過程中的篩選及原因(1)第一次篩選是在B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合之后，因為有三種融合情況(只考慮細胞兩兩融合)：B淋巴細胞與B淋巴細胞融合、骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞融合、B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，而只有B淋巴細胞與骨髓瘤細胞的融合細胞才是需要的雜種細胞。(2)第二次篩選需先在多孔培養(yǎng)皿上培養(yǎng)，在每個孔只有一個雜交瘤細胞的情況下開始培養(yǎng)，然后再篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的細胞群。由于該細胞群是由單個雜交瘤細胞克隆來的，所以產(chǎn)生的抗體一定是化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強的單克隆抗體。特別提醒上述B淋巴細胞為經(jīng)過免疫的B淋巴細胞。例21975年科學(xué)家首次利用B淋巴細胞雜交瘤技術(shù)制備出單克隆抗體。請據(jù)圖回答下列問題：(1)病原體注入小鼠體內(nèi)后，要經(jīng)過_細胞處理后，才能被免疫細胞識別。(2)制備單克隆抗體所用的B淋巴細胞一般從脾中采集，然后以_作誘導(dǎo)劑，使B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合。通過篩選和克隆培養(yǎng)，獲得的雜交瘤細胞具有_的特點。(3)單克隆抗體的特點是_。根據(jù)圖示寫出應(yīng)用雜交瘤技術(shù)獲得單克隆抗體的兩種主要方法_。答案(1)吞噬(2)滅活的病毒或聚乙二醇既能產(chǎn)生特異性抗體，又能無限增殖(3)特異性強，純度高、并可大量制備(或?qū)Ｒ恍詮?、靈敏度高)體外培養(yǎng)法和動物體內(nèi)培養(yǎng)法解析滅活的病毒和聚乙二醇均可誘導(dǎo)動物細胞融合；雜交瘤細胞同時具有兩個親代細胞的遺傳特性；可以在體外培養(yǎng)也可以在體內(nèi)培養(yǎng)雜交瘤細胞獲得單克隆抗體。1關(guān)于影響植物組織培養(yǎng)的因素，下列說法正確的是()A不同植物組織培養(yǎng)的難易程度不同，同一種植物材料培養(yǎng)的難易程度相同B在植物組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)基中必須添加植物激素C植物激素中生長素和細胞分裂素的作用是相互獨立的DpH、溫度、光照條件等對植物組織培養(yǎng)特別重要答案D解析不同植物組織培養(yǎng)的難易程度不同，同一種植物材料也會因年齡、保存時間的長短等導(dǎo)致培養(yǎng)的難易程度不同；在植物組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)基中常常要添加植物激素，但不是都必須添加植物激素，如菊花莖段組織培養(yǎng)比較容易，不必添加植物激素；各種植物激素的作用是相互聯(lián)系的，而不是相互獨立的。2為了培育菊花新品種，科學(xué)家利用二倍體野生夏菊和六倍體栽培秋菊進行雜交，培育過程如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()Ad植株含有夏菊和秋菊的遺傳物質(zhì)B與過程有關(guān)的細胞器只有高爾基體比較活躍C過程常選擇酶解法去壁，一般在低滲溶液中進行D野生夏菊和栽培秋菊自然雜交后是四倍體，屬于同一物種答案A解析d植株含有野生夏菊和栽培秋菊的遺傳物質(zhì)，A正確；過程是雜種細胞形成細胞壁，有關(guān)的細胞器有高爾基體、線粒體等，B錯誤；過程為去除細胞壁的過程，植物體細胞雜交的實質(zhì)是植物原生質(zhì)體的融合，所以在融合前需要使用酶解法(纖維素酶和果膠酶)去除植物細胞的細胞壁，獲得植物的原生質(zhì)體，此操作一般在等滲溶液中進行，如在低滲溶液中進行，則去掉細胞壁的原生質(zhì)體會因吸水而漲破，C錯誤；野生夏菊和栽培秋菊自然條件下不能雜交，存在生殖隔離，屬于不同物種，D錯誤。3下列生物技術(shù)不屬于細胞工程領(lǐng)域的是()A植物組織培養(yǎng)技術(shù) B轉(zhuǎn)基因技術(shù)C克隆技術(shù) D植物體細胞雜交技術(shù)答案B解析細胞工程是在細胞水平或細胞器水平上進行的操作。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的操作對象為基因，即DNA分子水平上的操作技術(shù)，屬于基因工程。4用甘薯的莖尖分生組織離體培養(yǎng)，可快速繁殖脫毒的種苗。下列說法不正確的是()A該過程依據(jù)的主要原理是植物細胞的全能性B形成脫毒的種苗只經(jīng)過細胞分裂，沒有細胞分化的發(fā)生C顯微鏡下觀察處于細胞周期中的細胞，在多數(shù)細胞中看不到染色體D甘薯的莖尖細胞中含有甘薯的全套遺傳物質(zhì)答案B解析植物組織培養(yǎng)的原理是植物細胞的全能性，A正確；該過程中細胞都通過有絲分裂方式增殖，由莖尖分生組織到脫毒苗經(jīng)過植物組織培養(yǎng)，要發(fā)生細胞分化過程，B錯誤；細胞周期包括分裂間期和分裂期，其中分裂間期所占的時間長，因此顯微鏡下觀察細胞周期中的細胞，絕大多數(shù)細胞處于分裂間期，看不到染色體，C正確；甘薯的莖尖細胞是由受精卵有絲分裂形成的，含有甘薯的全套遺傳物質(zhì)，D正確。5實驗小鼠皮膚細胞培養(yǎng)(非克隆培養(yǎng))的基本過程如圖所示。下列敘述錯誤的是()A甲過程需要對實驗小鼠進行消毒B乙過程對皮膚組織可用胰蛋白酶處理C丙過程得到的細胞大多具有異倍體核型D丁過程得到的細胞具有異質(zhì)性答案C解析動物細胞培養(yǎng)需要無菌無毒的環(huán)境，甲過程是指從實驗小鼠身上取下皮膚組織，該過程需要對小鼠進行消毒處理，A項正確；乙過程表示將得到的皮膚組織分散成單個細胞制備成細胞懸液，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶進行處理，B項正確；丙過程表示原代培養(yǎng)，此時的細胞仍能保持正常的二倍體核型，C項錯誤；丁過程表示傳代培養(yǎng)，少部分細胞會克服細胞壽命的自然極限，獲得不死性，這些細胞已經(jīng)發(fā)生突變，正在朝著等同于癌細胞的方向發(fā)展，D項正確。6美國得克薩斯州科學(xué)家培育出世界上第一只克隆貓，這只小貓毛色花白，看上去完全不像生養(yǎng)它的花斑貓媽媽，也不完全像為它提供細胞核的基因貓媽媽。對該克隆貓毛色的解釋合理的選項是()基因重組所造成的結(jié)果提供卵細胞的雌貓細胞質(zhì)基因表達的結(jié)果表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境共同作用的結(jié)果生養(yǎng)它的花斑貓媽媽的基因表達的結(jié)果A BC D答案B解析細胞核移植沒有發(fā)生基因重組，因而不是基因重組所造成的結(jié)果，錯誤；由于動物細胞的細胞質(zhì)中的線粒體內(nèi)含有少量的遺傳物質(zhì)DNA，所以提供卵細胞的雌貓細胞質(zhì)基因能表達出性狀，正確；基因的表達受環(huán)境因素的影響，所以表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境共同作用的結(jié)果，正確；生養(yǎng)它的花斑貓媽媽與小貓之間只有營養(yǎng)物質(zhì)的交換，沒有基因的交流，錯誤。因此對該克隆貓毛色的解釋合理的是，選B。7獲得大量單克隆抗體必須用單個的B淋巴細胞進行無性繁殖，形成細胞群。其原因是()A在體外培養(yǎng)條件下B淋巴細胞可以無限增殖B每一個B淋巴細胞都參與特異性免疫反應(yīng)C單個的B淋巴細胞產(chǎn)生抗體的能力強D在動物體內(nèi)B淋巴細胞可產(chǎn)生多達百萬種以上的抗體，而每一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體答案D解析在動物發(fā)生免疫反應(yīng)的過程中，體內(nèi)的B淋巴細胞可以產(chǎn)生多達百萬種以上的特異性抗體，但是每一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體。因此，要想獲得大量的單一抗體，必須用單個的B淋巴細胞進行無性繁殖，也就是通過克隆形成細胞群，這樣的細胞群就有可能產(chǎn)生出化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強的抗體單克隆抗體。8核苷酸合成有兩個途徑，物質(zhì)A可以阻斷其中的全合成途徑(如下圖)。正常細胞內(nèi)含有補救合成途徑所必需的轉(zhuǎn)化酶和激酶，制備單克隆抗體時選用的骨髓瘤細胞中缺乏轉(zhuǎn)化酶?，F(xiàn)用加入H、A、T三種物質(zhì)的“HAT培養(yǎng)基”來篩選特定的雜交瘤細胞。關(guān)于篩選原理的敘述，正確的是()A免疫的B淋巴細胞及其互相融合細胞因全合成途徑被A阻斷而在HAT培養(yǎng)基上不能增殖B骨髓瘤細胞及其互相融合細胞因無法進行上述兩個途徑而在HAT培養(yǎng)基上不能增殖C雜交瘤細胞因為可以進行上述兩個途徑所以能在HAT培養(yǎng)基上大量增殖DHAT培養(yǎng)基上篩選出的所有雜交瘤細胞既能大量增殖又能產(chǎn)生高純度的目標(biāo)抗體答案B解析免疫的B淋巴細胞及其互相融合細胞均屬于成熟細胞，不能增殖，A錯誤；骨髓瘤細胞及其互相融合細胞缺乏轉(zhuǎn)化酶，又因HAT培養(yǎng)基中的物質(zhì)A阻斷了全合成途徑，所以在HAT培養(yǎng)基上不能增殖，B正確；雜交瘤細胞因為可以進行補救合成途徑，故能夠在HAT培養(yǎng)基上大量增殖，C錯誤；HAT培養(yǎng)基上篩選出的雜交瘤細胞能大量增殖，也能產(chǎn)生抗體，但不一定產(chǎn)生特異性抗體，D錯誤。9(2014廣東，29節(jié)選)鐵皮石斛是我國名貴中藥，生物堿是其有效成分之一。應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)鐵皮石斛擬原球莖(簡稱PLBs，類似愈傷組織)生產(chǎn)生物堿的實驗流程如下：在固體培養(yǎng)基上，PLBs的重量、生物堿含量隨增殖培養(yǎng)時間的變化如圖所示，請回答下列問題：(1)選用新生營養(yǎng)芽為外植體的原因是_，誘導(dǎo)外植體形成PLBs的過程稱_。(2)與黑暗條件下相比，PLBs在光照條件下生長的優(yōu)勢體現(xiàn)在_，_，_。答案(1)營養(yǎng)芽細胞分裂能力強，幾乎不含病毒脫分化(2)開始增重的時間早增重持續(xù)的時間長PLBs增重的量更多解析(1)選用新生營養(yǎng)芽為外植體是因為其分裂能力旺盛且?guī)缀醪粩y帶病毒。誘導(dǎo)外植體形成類似愈傷組織的PLBs的過程稱為脫分化。(2)分析曲線圖可知，在光照條件下PLBs開始增重的時間早，增重持續(xù)的時間長，增重的量更多。10美國科學(xué)家已經(jīng)在實驗室中成功培育出膀胱，并順利移植到7名患者體內(nèi)。這種技術(shù)為那些急需器官移植的患者帶來福音?；卮鹣铝袉栴}：(1)科學(xué)家從患者的膀胱上取下一小塊活細胞樣本，將其中的肌肉細胞和膀胱上皮細胞分別置于不同的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)。在培養(yǎng)之前，需用_處理以分散細胞，細胞在培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)過程屬于_代培養(yǎng)。與植物組織培養(yǎng)相比，動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基的主要不同點是含有_。(2)約1周后將培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的細胞放在由膠原質(zhì)制成的支架上繼續(xù)培養(yǎng)，再過7周左右，原先的數(shù)萬個細胞已經(jīng)繁殖到15億個左右，布滿支架，膀胱上皮在內(nèi)，肌肉在外，形成新膀胱。細胞數(shù)目大量增加，其增殖方式是_，這些細胞形成肌肉和膀胱上皮的過程中要經(jīng)過_。(3)醫(yī)生將新膀胱移植到患者膀胱的上面，這樣新器官會繼續(xù)生長并與老器官重組取代老器官中喪失功能的部分。新器官與老器官的重組_(填“是”或“不是”)基因重組；新膀胱移植后，_(填“會”或“不會”)引起免疫排斥反應(yīng)。(4)除上述方法外，還可將患者的體細胞核移入去核的_中，利用體細胞_技術(shù)，形成相應(yīng)組織、器官用于疾病的治療。答案(1)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)原動物血清、血漿(2)有絲分裂細胞分化(3)不是不會(4)卵母細胞細胞核移植解析(1)動物細胞培養(yǎng)之前要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基，含有的營養(yǎng)成分的主要不同點是前者含有動物血清。(2)動物細胞培養(yǎng)涉及的是細胞的有絲分裂。這些細胞形成肌肉和膀胱上皮的過程中要經(jīng)過細胞分化。(3)新器官與老器官的遺傳物質(zhì)相同，因此新器官與老器官的重組不屬于基因重組。新老器官具有相同的蛋白質(zhì)等物質(zhì)，因此新膀胱移植后，不會成為抗原。(4)除上述方法外，還可采用體細胞核移植的方法形成相應(yīng)的組織、器官，即將患者的體細胞核移入去核的卵母細胞中形成重組細胞，進一步培育形成相應(yīng)的組織、器官。