新高考2021高考生物一輪復(fù)習(xí)選擇性必修部分模塊3生物技術(shù)與工程第2單元現(xiàn)代生物科技第2講細(xì)胞工程學(xué)案新人教版

1、第2講細(xì)胞工程考綱研讀備考定位考綱要求核心素養(yǎng)1.簡述植物的組織培養(yǎng)。2.簡述動物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆。3.舉例說出細(xì)胞融合與單克隆抗體。4.活動：利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育菊花或其他植物幼苗，并進行栽培。5.活動：收集單克隆抗體在臨床上實際應(yīng)用的資料，并進行交流分享。1.生命觀念細(xì)胞全能性的物質(zhì)基礎(chǔ)和生物生長的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。2.理性思維建立模型：動、植物細(xì)胞工程的基本操作流程。3.科學(xué)探究解決問題：動、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用。4.社會責(zé)任克隆動物及其對人類社會的可能影響?？键c一植物細(xì)胞工程1細(xì)胞工程的概念理解(1)原理和方法細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)。(2)操作水平細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平。(3)工程目的

2、按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品。(4)根據(jù)操作對象的不同分類植物細(xì)胞工程和動物細(xì)胞工程。2植物細(xì)胞工程(1)理論基礎(chǔ)細(xì)胞的全能性概念：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。物質(zhì)基礎(chǔ)：細(xì)胞中具有本物種全部遺傳信息。表達條件：具有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，處于離體狀態(tài)，提供一定的營養(yǎng)、激素和其他適宜外界條件。(2)植物組織培養(yǎng)技術(shù)概念理解a培養(yǎng)對象：離體的植物器官、組織、細(xì)胞。b培養(yǎng)條件：無菌、人工配制的培養(yǎng)基、相關(guān)激素等人工控制條件。c培養(yǎng)結(jié)果：產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。操作流程外植體愈傷組織根、芽或胚狀體試管苗(3)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)概念：

3、將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。操作流程流程分析a過程a為去除細(xì)胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體，用到的酶是纖維素酶和果膠酶。b過程b是原生質(zhì)體的融合，其原理是細(xì)胞膜具有一定的流動性。c誘導(dǎo)b融合的兩種方法物理法包括離心、振動、電激等；化學(xué)法一般用聚乙二醇(peg)作為誘導(dǎo)劑。d過程c是原生質(zhì)體融合后再生出細(xì)胞壁。e過程d是植物組織培養(yǎng)技術(shù)，其原理是細(xì)胞的全能性。意義：克服了遠緣雜交不親和的障礙。3植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用(1)微型繁殖：優(yōu)點是能夠保持親本的優(yōu)良性狀。(2)作物脫毒：利用莖尖、根尖等無毒組織進行微型繁殖。(3)培育人工種子：可以解決

4、某些植物結(jié)實率低、繁殖困難的問題。(4)作物新品種的培育(5)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：即利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料和生物堿等。易錯整合，判斷正誤。(1)愈傷組織是外植體通過脫分化和再分化后形成的()(2)經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體用人工薄膜包裝后可得到人工種子()(3)利用物理法或化學(xué)法可以直接將兩個植物細(xì)胞進行誘導(dǎo)融合()(4)用纖維素酶和果膠酶水解法獲得的植物原生質(zhì)體失去了全能性()(5)再生出細(xì)胞壁是原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志()據(jù)圖分析植物體的細(xì)胞雜交過程(1)植物體細(xì)胞雜交依據(jù)的生物學(xué)原理是什么？(2)如何根據(jù)細(xì)胞膜表面熒光判斷該原生質(zhì)體是由番茄和馬鈴薯融合而成

5、的？(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“番茄馬鈴薯”細(xì)胞在有絲分裂后期含有多少條染色體？(4)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)離體培育得到的植株屬于幾倍體植株？提示(1)細(xì)胞膜的流動性、植物細(xì)胞的全能性。(2)融合的細(xì)胞表面既有紅色熒光又有綠色熒光。(3)2(mn)條。(4)單倍體植株。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)脫分化不同的植物細(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

6、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.脫分化和再分化的比較內(nèi)容脫分化再分化過程外植體愈傷組織愈傷組織胚狀體形成體特點排列疏松、無規(guī)則、高度液泡化的薄壁細(xì)胞有根、芽條件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.不需要光照a.離體b.適宜的營養(yǎng)c.生長素和細(xì)胞分裂素d.光照3.激素比例與分化的關(guān)系適當(dāng)提高生長素與細(xì)胞分裂素的比例容易生根，適當(dāng)提高細(xì)胞分裂素與生長素的比例容易生芽，比例適中誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織。(如圖所示)：4植物體細(xì)胞雜交過程中雜種細(xì)胞類型及檢測方法(1)誘導(dǎo)產(chǎn)物(假設(shè)用于雜交的兩種植物細(xì)胞分別為a、b)：未融合

7、的細(xì)胞：a和b。兩兩融合的細(xì)胞：aa、bb和ab。多細(xì)胞融合體。(2)檢測方法：對誘導(dǎo)產(chǎn)物中的細(xì)胞進行植物組織培養(yǎng)，然后根據(jù)得到的植物性狀進行判斷。若只表現(xiàn)出一種植物的性狀，說明是未融合細(xì)胞。若得到的是具有兩種親本性狀的植物，說明是雜種植株。若得到的是具有兩種親本性狀的植物，且一種植物的性狀得到加強，則是多細(xì)胞融合體。若只表現(xiàn)出一種植物的性狀且效果得到加強，則是同種細(xì)胞融合的結(jié)果。5單倍體育種和突變體的利用的不同點項目原理優(yōu)點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的利用基因突變產(chǎn)生新基因，大幅度改良某些性狀抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽

8、堿的野生煙草等有關(guān)細(xì)胞全能性及細(xì)胞培養(yǎng)的四個注意點(1)具有全能性體現(xiàn)(實現(xiàn))全能性具有全能性：理論上，活細(xì)胞都具有全能性。體現(xiàn)全能性：只有發(fā)育成完整個體，才能說明實現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。(2)細(xì)胞全能性的大小比較植物細(xì)胞動物細(xì)胞。受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞。分化程度低的細(xì)胞分化程度高的細(xì)胞；幼嫩細(xì)胞衰老細(xì)胞；分裂能力強的細(xì)胞分裂能力低的細(xì)胞。例1 (2019陜西西安長安一中第一次檢測)下圖是植物體細(xì)胞雜交過程示意圖，請據(jù)圖回答(1)植物體細(xì)胞雜交的第步是去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體。目前此步驟最常用的方法是酶解法，也就是在溫和的條件下用纖維素酶、果膠酶等分解植物的細(xì)胞壁。(2)過程的發(fā)生，必須進

9、行人工誘導(dǎo)。人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合常用的化學(xué)方法是用聚乙二醇試劑作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)融合。動物細(xì)胞融合還常用到滅活的病毒作為誘導(dǎo)劑。(3)與過程密切相關(guān)的具有單層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器為高爾基體。(4)過程稱為脫分化，過程稱為再分化。若利用此技術(shù)生產(chǎn)治療癌癥的藥物紫杉醇，培養(yǎng)將進行到e(填字母編號)即可。(5)植物體細(xì)胞雜交在育種工作中具有廣泛的應(yīng)用價值，其突出的優(yōu)點是可以克服遠緣雜交不親和的障礙。對應(yīng)訓(xùn)練1(2018武漢調(diào)研)應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，不僅可實現(xiàn)種苗的快速繁殖、培育無病毒植株，也可加快作物及苗木育種。下面是培育柑橘耐鹽植株的實驗流程回答下列問題：(1)愈傷組織是由離體的莖段經(jīng)脫分化過程形成的，此

10、時愈傷組織細(xì)胞具有(填“具有”或“不具有”)細(xì)胞的全能性。(2)對愈傷組織進行了兩次處理，處理1中射線照射的目的是誘發(fā)基因突變，用射線不直接處理莖段而是處理愈傷組織，原因是愈傷組織細(xì)胞分裂能力強，易誘發(fā)基因突變；處理2中添加的物質(zhì)x為nacl(或鹽)。(3)植物組織培養(yǎng)技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于其他作物的育種中。在培育白菜甘藍、三倍體無子西瓜、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得的抗蟲棉中，必須用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是白菜甘藍、抗蟲棉?？键c二動物細(xì)胞培養(yǎng)與核移植技術(shù)1動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)(1)原理：細(xì)胞增殖。(2)培養(yǎng)條件無菌、無毒的環(huán)境：對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進行無菌處理，添加抗生素，定期更換培養(yǎng)液以清除

11、代謝產(chǎn)物。營養(yǎng)：除正常的有機和無機營養(yǎng)外，加入血清、血漿等一些天然成分。適宜的溫度和ph：溫度為36.50.5_(哺乳動物)，ph為7.27.4。氣體環(huán)境：含95%空氣加5%co2的混合氣體，其中后者的作用是維持培養(yǎng)液的ph。(3)動物細(xì)胞的培養(yǎng)過程(4)應(yīng)用生物制品的生產(chǎn)、檢測有毒物質(zhì)、醫(yī)學(xué)研究。2動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物(1)原理：動物體細(xì)胞核具有全能性。(2)動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的過程(3)結(jié)果：產(chǎn)生新個體。(4)應(yīng)用加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育。保護瀕危物種。生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。作為異種移植的供體。用于組織器官的移植。易錯整合，判斷正誤。(1)培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁

12、上可形成多層細(xì)胞()(2)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()(3)二倍體細(xì)胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的()(4)動物細(xì)胞核移植的受體細(xì)胞必須是卵細(xì)胞()(5)克隆動物的性狀與供體動物完全相同()如圖為動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)胞增殖情況的變化曲線，圖中b、e兩點表示經(jīng)篩選、分裝后繼續(xù)培養(yǎng)。據(jù)圖分析：(1)原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的分界點是哪個？(2)ab和de段繁殖速度緩慢的原因是什么？(3)e點后的細(xì)胞大多數(shù)具有異倍體核型，這樣的細(xì)胞有什么特點？提示(1)b點之前的培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)，之后的培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng)。(2)發(fā)生了接觸抑制。(3)e點后的細(xì)胞屬于細(xì)胞系，能無限增殖。1植物組織培養(yǎng)與動

13、物細(xì)胞培養(yǎng)的比較技術(shù)內(nèi)容項目植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)原理細(xì)胞的全能性細(xì)胞的增殖培養(yǎng)基成分礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素和有機添加劑(如甘氨酸、瓊脂等)，屬于固體培養(yǎng)基葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、動物血清(血漿)等，屬于液體培養(yǎng)基取材較幼嫩的細(xì)胞、組織、器官動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織培養(yǎng)過程培養(yǎng)結(jié)果可以獲得植株，也可以獲得大量細(xì)胞只能獲得大量細(xì)胞，不能得到生物個體應(yīng)用植物快速繁殖與脫毒植物培養(yǎng)生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)品制造人工種子用于轉(zhuǎn)基因植物的培育生產(chǎn)蛋白質(zhì)生物制品培養(yǎng)皮膚移植的材料檢測有毒物質(zhì)用于生理、病理、藥理等的研究相同點都需人工條件的無菌操作都是合成培養(yǎng)基都需適宜的溫度、ph等條

14、件2.動物細(xì)胞培養(yǎng)與動物體細(xì)胞核移植的比較項目動物細(xì)胞培養(yǎng)動物體細(xì)胞核移植原理細(xì)胞增殖動物細(xì)胞核的全能性過程結(jié)果獲得細(xì)胞群獲得與供體遺傳物質(zhì)基本相同的個體3.核移植時應(yīng)注意的幾個問題(1)核移植時應(yīng)選m中期卵母細(xì)胞的原因此類細(xì)胞體積大，易于操作；卵黃多，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，可為發(fā)育提供充足的營養(yǎng)；卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中存在激發(fā)細(xì)胞核全能性表達的物質(zhì)。(2)克隆動物是由重組的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)而來的，該重組細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基因來源于受體細(xì)胞，細(xì)胞核基因來源于提供細(xì)胞核的親本，其遺傳物質(zhì)來自2個親本。(3)核移植中供體動物、提供卵母細(xì)胞的動物、代孕動物和克隆動物之間的關(guān)系：克隆動物絕大部分性狀與供體動物相同，少數(shù)性狀與

15、提供卵母細(xì)胞的動物相同，與代孕動物的性狀無遺傳關(guān)系。(4)動物體細(xì)胞核移植技術(shù)(克隆)從生殖方式的角度看屬無性生殖，重組細(xì)胞相當(dāng)于受精卵，需要動物細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎工程技術(shù)的支持。(1)原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)原代培養(yǎng)：可有兩種表述：a.細(xì)胞懸液第一次在瓶中培養(yǎng)，沒有分瓶培養(yǎng)之前的細(xì)胞培養(yǎng)；b.第1代細(xì)胞的培養(yǎng)與傳10代以內(nèi)的細(xì)胞培養(yǎng)統(tǒng)稱為原代培養(yǎng)。兩種表述沒有本質(zhì)區(qū)別。傳代培養(yǎng)：同樣有兩種表述：a.細(xì)胞懸液培養(yǎng)一段時間后，分瓶再進行的細(xì)胞培養(yǎng)；b.傳10代以后的細(xì)胞培養(yǎng)，統(tǒng)稱為傳代培養(yǎng)。(2)細(xì)胞株和細(xì)胞系細(xì)胞株：原代培養(yǎng)的細(xì)胞一般傳至10代左右會出現(xiàn)生長停滯，衰老死亡，少數(shù)度過“危機”的細(xì)胞能傳50

16、代左右，形成細(xì)胞株。細(xì)胞株的遺傳物質(zhì)并沒有發(fā)生改變。細(xì)胞系：細(xì)胞株傳至50代以后，會出現(xiàn)第二次危機，少數(shù)度過第二次危機的細(xì)胞能夠無限傳代下去，形成細(xì)胞系。 細(xì)胞系的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，帶有癌變細(xì)胞的特點。例2 (2018全國卷，38)2018年細(xì)胞期刊報道，中國科學(xué)家率先成功地應(yīng)用體細(xì)胞對非人靈長類動物進行克隆，獲得兩只克隆猴“中中”和“華華”?；卮鹣铝袉栴}：(1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程，核移植是指將動物的一個細(xì)胞核，移入一個已去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中。通過核移植方法獲得的克隆猴，與核供體相比，克隆猴體細(xì)胞的染色體數(shù)目不變(填“減半”“加倍”或“不變”)。(2)哺乳動物的核移植可

17、以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植，胚胎細(xì)胞核移植獲得克隆動物的難度小于(填“大于”或“小于”)體細(xì)胞核移植，其原因是胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)全能性相對容易。(3)在哺乳動物核移植的過程中，若分別以雌性個體和雄性個體的體細(xì)胞作為核供體，通常，所得到的兩個克隆動物體細(xì)胞的常染色體數(shù)目相同(填“相同”或“不同”)，性染色體組合不同(填“相同”或“不同”)。解析(1)核移植是指將動物的一個細(xì)胞核，移入一個已去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，形成重組細(xì)胞。重組細(xì)胞形成的早期胚胎可移植到受體子宮內(nèi)進一步發(fā)育，最終分娩得到克隆動物。因為染色體在細(xì)胞核中，所以克隆動物體細(xì)胞的染色體數(shù)目與提供細(xì)胞核的個體的體細(xì)胞相同。

18、(2)由于動物的胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)全能性相對容易，而動物的體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)全能性十分困難，因此，動物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。(3)哺乳動物雌雄個體的體細(xì)胞中，細(xì)胞核內(nèi)常染色體的數(shù)目是相同的，性染色體組合是不同的。若分別以雌性個體和雄性個體的體細(xì)胞作為核供體，則得到的克隆動物的體細(xì)胞中常染色體的數(shù)目相同，性染色體組合不同。對應(yīng)訓(xùn)練2(2019武漢調(diào)研)如圖為動物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程示意圖。請回答下列問題：(1)容器a中放置的一般是幼齡動物的器官或組織，原因是其細(xì)胞分裂能力強，易于培養(yǎng)。培養(yǎng)時先要剪碎，然后用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)分散細(xì)胞，制成b瓶中的細(xì)胞懸液。將細(xì)胞

19、懸液轉(zhuǎn)入c瓶中進行的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。(2)細(xì)胞正常培養(yǎng)了一段時間后，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞絕大部分死亡，只有極少數(shù)細(xì)胞存活，這是因為存活的細(xì)胞發(fā)生了基因突變，可無限增殖。目前使用的或冷凍保存的正常細(xì)胞通常為10代以內(nèi)的細(xì)胞，以保持細(xì)胞正常的二倍體核型。(3)c、d瓶中的培養(yǎng)液為保證無菌、無毒的環(huán)境，需要添加一定量的抗生素。培養(yǎng)過程中還需要提供o2和co2等氣體環(huán)境，co2的作用主要是維持培養(yǎng)液的ph。(4)動物細(xì)胞體外培養(yǎng)時，通常要在培養(yǎng)基中補充一定濃度的某些物質(zhì)。如圖是血清對正常細(xì)胞和癌細(xì)胞培養(yǎng)影響的實驗結(jié)果。據(jù)圖可知，培養(yǎng)正常細(xì)胞一定要添加血清。解析(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程：取動物組織塊(或動物胚

20、胎或幼齡動物的器官)剪碎用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞制成細(xì)胞懸液轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進行原代培養(yǎng)貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。(4)據(jù)圖可知，培養(yǎng)癌細(xì)胞時有無血清影響不大，而培養(yǎng)正常細(xì)胞時，有血清時的細(xì)胞數(shù)遠大于無血清時的細(xì)胞數(shù)，故培養(yǎng)正常細(xì)胞必須要添加血清。考點三動物細(xì)胞融合與單克隆抗體的制備1動物細(xì)胞融合(1)原理：細(xì)胞膜的流動性。(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，使遠緣雜交成為可能，也為制造單克隆抗體開辟了新途徑。2單克隆抗體(1)制備過程(2)優(yōu)點：特異性強、靈敏度高，可大量制備。

21、(3)用途：作為診斷試劑；用于治療疾病和運載藥物。易錯整合，判斷正誤。(1)植物原生質(zhì)體融合與動物細(xì)胞融合原理是相同的()(2)體細(xì)胞雜交技術(shù)可用于克隆動物和制備單克隆抗體()(3)小鼠骨髓瘤細(xì)胞的染色體數(shù)為40，b淋巴細(xì)胞的染色體數(shù)為46，融合后形成的雜交瘤細(xì)胞dna分子數(shù)為86()(4)雜交瘤細(xì)胞進行體內(nèi)培養(yǎng)，是為了獲得能產(chǎn)生單克隆抗體的胚胎()(5)b淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞融合后有三種細(xì)胞類型(若僅考慮兩兩融合的情況)()如圖為制備單克隆抗體和多克隆抗體的示意圖。請據(jù)圖思考：(1)單克隆抗體相比多克隆抗體，其優(yōu)點有哪些？(2)圖中第一次篩選和第二次篩選的目的有何不同？(3)注射抗原的

22、目的是什么？(4)雜交瘤細(xì)胞有什么特點？提示(1)單克隆抗體的優(yōu)點是：特異性強、靈敏度高，可大量制備。(2)第一次篩選的目的是篩選出雜交瘤細(xì)胞，第二次篩選的目的是篩選出能產(chǎn)生所需單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞。(3)刺激機體發(fā)生免疫反應(yīng)，從而產(chǎn)生漿細(xì)胞。(4)既能無限增殖，又能產(chǎn)生所需抗體。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(單克隆抗體制備)理論基礎(chǔ)(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、細(xì)胞增殖融合前處理酶解法(纖維素酶、果膠酶)去除細(xì)胞壁注射特定抗原使正常小鼠產(chǎn)生免疫反應(yīng)促融方法物理法：離心、振動、電刺激等；化學(xué)法：聚乙二醇(peg)物化法：與植物細(xì)胞融合相

23、同；生物法：滅活的病毒過程第一步原生質(zhì)體的制備(酶解法)正常小鼠免疫處理第二步原生質(zhì)體融合(物化法)動物細(xì)胞融合第三步雜種細(xì)胞的篩選與培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞的篩選與培養(yǎng)第四步雜種植株誘導(dǎo)與鑒定單克隆抗體的提純圖解2.單克隆抗體制備過程的幾個問題分析(1)對動物免疫的原因：b淋巴細(xì)胞要經(jīng)過免疫過程，即接觸抗原，增殖分化為有特異性免疫功能的b淋巴細(xì)胞，才能產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，所以，與骨髓瘤細(xì)胞融合的b淋巴細(xì)胞實際上是漿細(xì)胞。(2)在單克隆抗體制備過程中，一般認(rèn)為有兩次篩選過程，第一次是篩選出雜交瘤細(xì)胞(用選擇培養(yǎng)基)，第二次是進一步篩選出能產(chǎn)生人們所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。(3)雜交瘤細(xì)胞具備雙親的遺傳物質(zhì)，不僅

24、具有漿細(xì)胞產(chǎn)生特異性抗體的能力，還具有骨髓瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件下大量增殖的能力，從而可以克服單純b淋巴細(xì)胞不能無限增殖的缺點，而大量生產(chǎn)單克隆抗體。例3 (2018湖北省五校高三期末)型糖尿病病因復(fù)雜，多數(shù)是胰島素拮抗引起機體對胰島素的敏感性降低。胰島素單克隆抗體可用于快速檢測血清胰島素的含量。請回答下列有關(guān)胰島素單克隆抗體制備的問題：(1)首先需要將人胰島素注射到健康成熟小鼠體內(nèi)，其目的是獲取能分泌抗人胰島素抗體的b細(xì)胞；再將該細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞相融合，以制取雜交瘤細(xì)胞。(2)細(xì)胞融合實驗完成后，融合體系中除含有未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞外，可能還有b細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞相互融

25、合形成的細(xì)胞等兩兩融合的細(xì)胞。細(xì)胞融合過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有流動性的特性。(3)為檢驗得到的雜交瘤細(xì)胞能否分泌胰島素抗體，可用人胰島素與從雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng)液中提取的抗體雜交。在體外條件下，當(dāng)培養(yǎng)的小鼠雜交瘤細(xì)胞達到一定密度時，需進行傳代培養(yǎng)以得到更多數(shù)量的細(xì)胞。(4)細(xì)胞融合技術(shù)的優(yōu)點是突破了有性雜交的局限，使遠緣雜交成為可能。對應(yīng)訓(xùn)練4(不定項選擇題)用動物細(xì)胞工程技術(shù)獲取單克隆抗體，下列步驟中正確的是( abd )a將抗原注入小鼠體內(nèi)，以便獲得特定的b淋巴細(xì)胞b用聚乙二醇作誘導(dǎo)劑，促使b淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合cb淋巴細(xì)胞和小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合后，無需篩選雜交細(xì)胞d將能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞培

26、養(yǎng)后提取單克隆抗體解析制備單克隆抗體首先需要獲得已免疫的b淋巴細(xì)胞，因此需將抗原注入小鼠體內(nèi)，獲得能產(chǎn)生抗體的b淋巴細(xì)胞，a正確；動物細(xì)胞融合過程中，可以利用滅活的仙臺病毒或聚乙二醇作誘導(dǎo)劑，b正確；篩選雜交瘤細(xì)胞，并從中選出能產(chǎn)生所需抗體的細(xì)胞，培養(yǎng)后提取單克隆抗體，c錯誤，d正確。5(2019山東濟寧一模)下面兩幅圖是制備單克隆抗體的示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖1和圖2所示過程中，都必須用到的動物細(xì)胞工程技術(shù)是動物細(xì)胞培養(yǎng)。用pcr技術(shù)擴增無限增殖基因除需要原料、能量、模板外還需要引物和熱穩(wěn)定dna聚合酶(或taq酶)。(2)圖1中過程與植物原生質(zhì)體融合的不同之處是用滅活的病毒誘導(dǎo)

27、，圖2中b所示的細(xì)胞特點是既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。(3)培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞時應(yīng)保證被培養(yǎng)的細(xì)胞處于無菌、無毒的環(huán)境?？贵w在抵抗外來病原體入侵方面具有十分重要的作用，這體現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。解析(1)圖1通過動物細(xì)胞融合技術(shù)生產(chǎn)單克隆抗體，圖2通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)單克隆抗體，二者都必須用到動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。用pcr技術(shù)擴增無限增殖基因除需要原料、能量、模板外還需要引物和熱穩(wěn)定dna聚合酶或taq酶。(2)圖1中過程為動物細(xì)胞融合，與植物原生質(zhì)體融合的不同之處是用滅活的病毒誘導(dǎo)，圖2中b所示的細(xì)胞應(yīng)是含有無限增殖基因的漿細(xì)胞，特點是既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。(3)培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞時應(yīng)

28、保證被培養(yǎng)的細(xì)胞處于無菌、無毒的環(huán)境。抗體抵抗外來病原體入侵，體現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。課末總結(jié)1思維導(dǎo)圖2簡答題常考長句分析1具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個體的潛能，即細(xì)胞的全能性。2植物組織培養(yǎng)的過程主要包括脫分化和再分化兩個階段，脫分化的結(jié)果是形成愈傷組織，再分化的結(jié)果是形成根和芽。3植物體細(xì)胞雜交需要用酶解法制備原生質(zhì)體，所用的酶包括纖維素酶和果膠酶。4無論是植物體細(xì)胞雜交還是動物細(xì)胞融合，都需要誘導(dǎo)。5植物組織培養(yǎng)需要各種營養(yǎng)成分和植物激素，動物細(xì)胞培養(yǎng)也需要各種營養(yǎng)成分及血清。6植物體細(xì)胞雜交可用于作物育種，動物細(xì)胞融合可用于單克隆抗體的制備。7產(chǎn)生單克隆

29、抗體的細(xì)胞是雜交瘤細(xì)胞，它既能產(chǎn)生單克隆抗體又能無限增殖。3探究高考明確考向1(2019北京卷，4)甲、乙是嚴(yán)重危害某二倍體觀賞植物的病害。研究者先分別獲得抗甲、乙的轉(zhuǎn)基因植株，再將二者雜交后得到f1，結(jié)合單倍體育種技術(shù)，培育出同時抗甲、乙的植物新品種。以下對相關(guān)操作及結(jié)果的敘述，錯誤的是(d)a將含有目的基因和標(biāo)記基因的載體導(dǎo)入受體細(xì)胞b通過接種病原體對轉(zhuǎn)基因的植株進行抗病性鑒定c調(diào)整培養(yǎng)基中植物激素比例獲得f1花粉再生植株d經(jīng)花粉離體培養(yǎng)獲得的若干再生植株均為二倍體解析基因工程中需在體外先將目的基因與帶有標(biāo)記基因的載體結(jié)合，再將其導(dǎo)入受體細(xì)胞，a項正確。在個體生物學(xué)水平上，可通過接種病原體

30、對轉(zhuǎn)基因的植株進行抗病性鑒定，b項正確。在花粉離體培養(yǎng)過程中，合理調(diào)整培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素的比例，可使愈傷組織再分化，獲得f1花粉再生植株，c項正確。經(jīng)花粉離體培養(yǎng)獲得的若干再生植株一般為單倍體，d項錯誤。2(2019江蘇卷，23)下圖為雜交瘤細(xì)胞制備示意圖。骨髓瘤細(xì)胞由于缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(hgprt)，在hat篩選培養(yǎng)液中不能正常合成dna，無法生長。下列敘述正確的是(多選)(acd)a可用滅活的仙臺病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合b兩兩融合的細(xì)胞都能在hat培養(yǎng)液中生長c雜交瘤細(xì)胞需進一步篩選才能用于生產(chǎn)d細(xì)胞膜的流動性是細(xì)胞融合的基礎(chǔ)解析誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的因素有滅活的仙臺病毒、聚乙二醇、

31、電激等，a項正確。兩兩融合的細(xì)胞包括：免疫b細(xì)胞與免疫b細(xì)胞的融合、骨髓瘤細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞的融合、免疫b細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞的融合。其中骨髓瘤細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞的融合細(xì)胞缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶，不能在hat培養(yǎng)液中生長，b項錯誤。雜交瘤細(xì)胞還需要進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)過多次篩選才能用于生產(chǎn)，c項正確。細(xì)胞融合的基礎(chǔ)是細(xì)胞膜的流動性，d項正確。3(2019全國卷，38)培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。(1)利用胡蘿卜根段進行組織培養(yǎng)可以形成試管苗。用分化的植物細(xì)胞可以培養(yǎng)成完整的植株，這是因為植物細(xì)胞具有全能性(或答：形成完整植株所需的全部基因)。(2)

32、步驟切取的組織塊中要帶有形成層，原因是形成層容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。(3)從步驟到步驟需要更換新的培養(yǎng)基，其原因是誘導(dǎo)愈傷組織形成和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗所需的生長素和細(xì)胞分裂素的比例不同。在新的培養(yǎng)基上愈傷組織通過細(xì)胞的分化(或答：再分化)過程，最終可形成試管苗。(4)步驟要進行照光培養(yǎng)，其作用是誘導(dǎo)葉綠素的形成，使試管苗能夠進行光合作用。(5)經(jīng)組織培養(yǎng)得到的植株，一般可保持原品種的遺傳特性，這種繁殖方式屬于無性繁殖。解析(1)植物細(xì)胞具有全能性，故用分化的植物細(xì)胞可以培養(yǎng)成完整的植株。(2)形成層細(xì)胞分化程度低、全能性高，易培養(yǎng)成功，所以要選取含有形成層的組織進行組織培養(yǎng)。(3)培養(yǎng)愈

33、傷組織過程中，需要一定的營養(yǎng)和激素誘導(dǎo)等條件，步驟和步驟在培養(yǎng)過程中需要的生長素和細(xì)胞分裂素的比例不同，所以，從步驟到步驟需要更換新的培養(yǎng)基。在培養(yǎng)基上愈傷組織通過細(xì)胞的分化(再分化)過程，最終可形成試管苗。(4)試管苗需要照光培養(yǎng)，以便誘導(dǎo)葉綠素的形成，使試管苗能夠進行光合作用，培養(yǎng)成正常的植株。(5)組培植株是在離體植物器官、組織、細(xì)胞等的基礎(chǔ)上獲得的，其理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞具有全能性，一般可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性。植物組織培養(yǎng)技術(shù)沒有經(jīng)過兩性生殖細(xì)胞的融合，屬于無性繁殖。4(2019全國卷，38)植物組織培養(yǎng)技術(shù)在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中得到了廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}。(1)植物微型繁殖是植

34、物繁殖的一種途徑。與常規(guī)的種子繁殖方法相比，這種微型繁殖技術(shù)的特點有能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快(答出2點即可)。(2)通過組織培養(yǎng)技術(shù)，可把植物組織細(xì)胞培養(yǎng)成胚狀體，再通過人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工種子(如圖所示)，這種人工種子在適宜條件下可萌發(fā)生長。人工種皮具備透氣性的作用是有利于胚狀體進行呼吸作用。人工胚乳能夠為胚狀體生長提供所需的物質(zhì)，因此應(yīng)含有植物激素、礦質(zhì)元素和糖等幾類物質(zhì)。(3)用脫毒苗進行繁殖，可以減少作物感染病毒。為了獲得脫毒苗，可以選取植物的莖尖進行組織培養(yǎng)。(4)植物組織培養(yǎng)技術(shù)可與基因工程技術(shù)相結(jié)合獲得轉(zhuǎn)基因植株。將含有目的基因的細(xì)胞培養(yǎng)成一個完整植株的基本程序是含目的基因的細(xì)胞愈傷組織小植株(用流程圖表示)。解析(1)植物微型繁殖屬于植物組織培養(yǎng)技術(shù)，其優(yōu)點是能保持植物原有的遺傳特性、繁殖速度快等。(2)人工種