高考 一輪復習 人教版 細胞工程 課件（107張）

1、第2章細胞工程課標要求核心素養(yǎng)命題趨勢1.闡明植物的組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交2.概述動物細胞培養(yǎng)與動物細胞核移植技術3.闡明細胞融合與單克隆抗體的制備4.簡述干細胞在生物醫(yī)學工程中有廣泛的應用價值5.活動：利用植物組織培養(yǎng)技術培育菊花或其他植物幼苗，并進行栽培6.活動：收集單克隆抗體在臨床上實際應用的資料，并進行交流分享7.理解胚胎工程的理論基礎，以及胚胎工程的技術、應用1.生命觀念：細胞全能性的物質基礎和生物生長的細胞學基礎；胚胎發(fā)育的基本過程及胚胎工程的應用，理解生命的發(fā)生發(fā)展2.科學思維：建立動物細胞培養(yǎng)與單克隆抗體制備的基本流程模型；闡明動物細胞融合和植物體細胞雜交的異同3.科學探究：

2、探究動物細胞工程的應用；結合高產奶牛的克隆過程，掌握動物細胞核移植技術4.社會責任：理解生物工程技術在生產上的應用，認同生物技術對社會發(fā)展的影響，承擔自己應有的社會責任主要以非選擇題的形式出現，以農業(yè)生產為背景綜合考查植物的組織培養(yǎng)及其應用；以人類健康為背景考查動物細胞工程的應用考情分析思維網絡考點一 植物細胞工程的基本技術1.細胞工程的概念2.植物細胞的全能性(1)物質基礎：生物體的每一個細胞都含有本物種所特有的全套遺傳物質，都有發(fā)育成完整個體所必需的全套基因。(2)高度分化的細胞全能性表達的條件。離體狀態(tài)。營養(yǎng)物質：有機營養(yǎng)、無機營養(yǎng)。植物激素：生長素、細胞分裂素。(1)植物細胞具有全能性

3、的原因。一般生物體的每一個細胞都含有該物種所特有的全套遺傳信息，即都有發(fā)育成完整個體所必需的全部遺傳信息。(2)不同細胞的全能性比較。體細胞全能性：分化程度低的分化程度高的；細胞分裂能力強的細胞分裂能力弱的。不同細胞的全能性：受精卵生殖細胞體細胞。不同生物的細胞全能性：植物細胞動物細胞。全能性與細胞分化的關系：一般情況下，隨著細胞分化程度的不斷提高，細胞的全能性逐漸降低。3.植物組織培養(yǎng)技術(1)原理：細胞的全能性即細胞經分裂、分化后，仍然具有產生完整生物體或分化成其他各種細胞的潛能。(2)概念：將離體的植物器官、組織或細胞等，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予_條件，誘導其形成完整植株的技術。適

4、宜的培養(yǎng)(3)條件：離體的植物細胞、組織、器官(統稱外植體)；無菌和人工培養(yǎng)；培養(yǎng)在人工制備的培養(yǎng)基上；給予適宜的培養(yǎng)條件。(4)過程(如菊花的組織培養(yǎng))。生長素/細胞分裂素植物細胞的發(fā)育方向高有利于根的分化、抑制芽的形成低有利于芽的分化，抑制根的形成適中促進愈傷組織的生長簡記為“高”根，“低”芽，“中”愈傷(5)植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用。(1)由愈傷組織進行細胞分化時，一般要先誘導其生芽，然后誘導其生根，可通過控制培養(yǎng)基中生長素和細胞分裂素的比例來實現。(2)光照：在愈傷組織誘導階段，對有些植物來說，避光培養(yǎng)有利于細胞脫分化形成愈傷組織。當愈傷組織再分化出芽和葉時，一定要有光照，有利于

5、葉片內葉綠素的合成。(3)體內細胞未表現全能性的原因：基因的表達具有選擇性。(4)細胞的全能性指的是細胞的一種潛在能力，這種潛在能力只有在特定的環(huán)境中才能表現出來，而不是指細胞在任何條件下都能發(fā)育成完整的生物體。(5)植物組織培養(yǎng)中所需的碳源一般為蔗糖，少數為葡萄糖和果糖，原因是蔗糖既可提供充足的碳源，又可維持相對適中的滲透壓，而葡萄糖和果糖在與蔗糖提供相同數量碳源的前提下，其造成的滲透壓可能過高。項目過程特點脫分化外植體成為愈傷組織排列疏松、高度液泡化的薄壁細胞團再分化由愈傷組織成為幼苗或胚狀體結構有根、芽或有生根發(fā)芽的能力營養(yǎng)生長、生殖生長發(fā)育成完整的植物體由根、莖、葉、花、果實、種子組成

6、(6)植物組織培養(yǎng)的過程中脫分化與再分化的比較。不同來源雜種細胞新植物體4.植物體細胞雜交(無性生殖)技術(1)概念：將_的植物體細胞，在一定條件下融合成_，并把雜種細胞培育成_的技術。流動性全能性(2)原理：體細胞雜交利用了細胞膜的_，雜種細胞培育成雜種植株利用了植物細胞的_。(3)過程。(4)優(yōu)點和局限性。優(yōu)點：打破生殖隔離，實現遠緣雜交育種，培育植物新品種。細胞壁局限性：目前有許多理論和技術問題未解決，還不能讓雜種植株按照人們的需求表現出雙親的雜合性狀。(5)植物細胞融合完成的標志：新_的形成。5.植物細胞工程的應用(1)植物繁殖的新途徑。(2)作物新品種的培育。優(yōu)點：a.明顯縮短育種年

7、限；b.可獲得純合子，后代不發(fā)生性狀分離，能穩(wěn)定遺傳。突變體的利用。a.過程：在植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細胞一直處于不斷_，因此容易受到_和_(如射線、化學物質等)的影響而發(fā)生突變。然后篩選出對人們有用的突變體。b.原理：_。增殖狀態(tài)培養(yǎng)條件誘變因素基因突變(3)細胞產物的工廠化生產。植物細胞培養(yǎng)定義：利用_來獲得目標產物的過程就是細胞產物的工廠化生產。離體單個細胞團植物細胞培養(yǎng)：在_條件下對_植物細胞或_進行培養(yǎng)使其增殖的技術。初生代謝與次生代謝。a.初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動，因此在整個生命過程中它一直進行著。初生代謝物有糖類、脂質、蛋白質和核酸等。b.次生代謝不是生物生

8、長所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環(huán)境和時間條件下才進行。.本質：小分子有機化合物(如酚類、萜類和含氮化合物等)。.作用：在植物抗病、抗蟲等方面發(fā)揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來源。過程?？键c二 動物細胞工程動物細胞培養(yǎng)1.動物細胞培養(yǎng)：從動物體中取出相關的組織，將它分散成單個細胞，然后在適宜的培養(yǎng)條件下，讓這些細胞_的技術。生長和增殖細胞增殖2.原理：_。3.條件血清滅菌無菌定期更換(1)營養(yǎng)：使用液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中含有細胞所需要的各種營養(yǎng)物質，通常需要加入_等一些天然成分。(2)無菌、無毒的環(huán)境。需要對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進行_處理以及在_環(huán)境下進行操作。細胞代謝

9、物積累培養(yǎng)液還需要_，以便清除代謝物，防止_對細胞自身造成危害。(3)溫度、pH 和滲透壓。(36.50.5) 7.27.4哺乳動物細胞培養(yǎng)的溫度多以_為宜。多數動物細胞生存的適宜 pH 為_。滲透壓也是動物細胞培養(yǎng)過程中需要考慮的一個重要環(huán)境參數。O2 和 細胞代謝(4)氣體環(huán)境：動物細胞培養(yǎng)所需氣體主要有_。O2 是_所必需的，CO2 的主要作用是_。維持培養(yǎng)液的 pHCO24.培養(yǎng)過程(1)區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的關鍵是看用胰蛋白酶處理的對象和是否分瓶。分瓶前，第一次用胰蛋白酶對動物組織進行處理后的培養(yǎng)是原代培養(yǎng)。第二次用胰蛋白酶處理，使細胞從瓶壁上脫離下來，分瓶后的細胞培養(yǎng)為傳代培養(yǎng)。

10、(2)細胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。細胞數目不斷增多，當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖，這種現象稱為細胞的接觸抑制。5.干細胞培養(yǎng)及其應用(1)概念：干細胞是一類具有自我更新和分化潛能的細胞，與組織、器官的發(fā)育、再生和修復等密切相關。(2)來源：早期胚胎、骨髓和臍帶血等。(3)類型：胚胎干細胞、成體干細胞。(4)應用。在醫(yī)學上有廣泛應用的原因：有自我更新能力及分化潛能，與組織、器官的發(fā)育、再生和修復等密切相關。實例：將正常的造血干細胞移植到病人體內，恢復病人的造血和免疫功能；神經干細胞在治療神經組織損傷和神經系統退行性疾病方面有重

11、要的應用價值。(5)誘導多能干細胞(簡稱 iPS 細胞)?？键c三動物細胞工程動物細胞融合與單克隆抗體的制備及動物細胞核移植1.動物細胞融合技術(1)概念：使兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的技術。PEG 融合電融合一定的流動性(2)動物細胞的融合方法：_法、_法、滅活病毒誘導法(特有)等。(3)原理：細胞膜具有_。(4)結果：形成具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞，稱為雜交細胞。有性雜交(5)意義：突破了_的局限，使遠緣雜交成為可能。成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等的重要手段，為制造單克隆抗體開辟了新途徑。2.單克隆抗體及其應用骨髓瘤細胞(1)單克隆抗體制備的思路：把

12、一種 B 淋巴細胞與能在體外大量增殖的_融合，所得到的融合細胞就可能大量增殖，產生足夠數量的特定抗體。(2)制備過程。用特定抗原對小鼠進行免疫的原因：B 淋巴細胞要經過免疫過程，即接觸抗原，增殖分化為有特異性免疫功能的 B 淋巴細胞，才能產生相應的抗體，所以，與骨髓瘤細胞融合的 B 淋巴細胞實際上是漿細胞。獲取小鼠經免疫的 B 淋巴細胞的部位：脾。誘導融合的方法：動物細胞融合特有的誘導方法為用滅活的病毒處理，其他物理、化學誘導融合的方法與植物體細胞雜交過程中誘導原生質體融合的方法基本相同。雜交細胞：在誘導因素的作用下進行細胞的誘導融合，形成的雜交細胞有多種，若僅考慮兩兩融合的情況，形成的雜交細

13、胞有三種，AA 型、BB 型、AB 型。只有 AB型才是我們所需要的雜交細胞，所以需要用選擇培養(yǎng)基進行篩選。既能大量增殖，又能產生某雜交瘤細胞的特點：_。單克隆抗體的特點：能準確識別抗原的細微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結合，并且可以大量制備。種特異性抗體項目第一次篩選第二次篩選篩選原因誘導融合后得到多種雜交細胞，另外還有未融合的細胞由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激，產生分泌其他抗體的淋巴細胞篩選方法用特定的選擇培養(yǎng)基篩選：未融合的細胞和同種細胞融合后形成的細胞都會死亡，只有融合的雜交瘤細胞才能生長用 96 孔板進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(每個孔中盡量只接種一個雜交瘤細胞)，經多次篩選得到能產

14、生特異性抗體的細胞群篩選目的得到雜交瘤細胞得到既能分泌所需抗體又能大量增殖的雜交瘤細胞制備單克隆抗體過程中兩次篩選的方法及目的。雜交瘤細胞的抗體檢測和克隆化培養(yǎng)。融合后的細胞經選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)后，能存活的細胞就是雜交瘤細胞。但這些雜交瘤細胞并非都是能分泌所需抗體的細胞，通常用“有限稀釋法”來選擇。將雜交瘤細胞稀釋，用 96 孔板培養(yǎng)，使每孔細胞不超過一個，通過培養(yǎng)讓其增殖。然后檢測各孔上清液中細胞分泌的抗體(常用酶聯免疫吸附試驗法)，那些上清液可與特定抗原結合的培養(yǎng)孔為陽性孔。陽性孔中的細胞還不能保證是來自單個細胞，挑選陽性孔的細胞繼續(xù)進行有限稀釋，一般需進行 34次，直至確信每個孔中增殖的細胞

15、為單克隆細胞。該過程即為雜交瘤細胞的克隆化培養(yǎng)。3.應用(1)作為診斷試劑。(2)運載藥物。(3)治療疾病。4.動物體細胞核移植技術和克隆動物(1)動物細胞核移植技術：將動物一個細胞的細胞核移入去核的卵母細胞中，使這個重新組合的細胞發(fā)育成_，繼而發(fā)育成動物個體的技術。新胚胎(2)原理：細胞核的全能性，即動物細胞核中具有該種動物全套的遺傳信息。(3)類型：胚胎細胞核移植：動物胚胎細胞分化程度低，表現全能性相對容易。體細胞核移植：動物體細胞分化程度高，表現全能性十分困難。因此動物體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植。(4)涉及技術：動物細胞培養(yǎng)技術、動物細胞融合技術、核移植技術、胚胎移植技術等

16、。其中，核移植是核心技術。(5)過程。5.應用(1)在畜牧生產中，加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育。(2)在醫(yī)藥衛(wèi)生領域?？勺鳛樯锓磻?，生產醫(yī)用蛋白。可用于異種移植?？捎糜诩毎⒔M織、器官的移植。(3)可用于科學研究：了解胚胎發(fā)育及衰老過程；分析致病基因；為研究疾病的致病機制和開發(fā)相應的藥物提供幫助。(4)保護瀕危物種。成功率低6.存在問題：_、克隆動物存在健康問題等。考點四 胚胎工程1.胚胎工程的概念(1)操作對象：動物_。(2)技術手段：體外受精、胚胎移植和_等。胚胎分割雌性(3)特點：經過處理后獲得的胚胎，還需移植到_動物體內生產后代，以滿足人類的各種需求。生殖細胞、受精卵或早

17、期胚胎細胞2.胚胎工程的理論基礎(1)體內受精。輸卵管雌性動物的生殖道場所：雌性動物的_內。受精前的準備階段。a.準備階段 1精子獲能：剛剛排出的精子，不能立即與卵子受精，必須在_發(fā)生相應的生理變化后，才能獲得受精能力。初級卵母細胞b.準備階段 2卵子的準備：動物排出的卵子成熟度不同，有的可能是_，如馬、犬等；有的可能是_，如豬、羊等。卵子要在輸卵管內進一步成熟，到_時，才具備與精子受精的能力。次級卵母細胞M期過程主要變化精子穿越卵細胞膜外的結構獲能后的精子與卵子相遇時，首先它釋放多種酶，以溶解卵細胞膜外的一些結構，同時借助自身的運動接觸卵細胞膜精子入卵透明帶反應(防止多精入卵的第一道屏障)：

18、在精子觸及卵細胞膜的瞬間，卵細胞膜外的透明帶會迅速發(fā)生生理反應，阻止后來的精子進入透明帶，然后精子入卵。卵細胞膜反應(防止多精入卵的第二道屏障)：精子入卵后，卵細胞膜也會立即發(fā)生生理反應，拒絕其他精子再進入卵內受精階段。過程主要變化形成雄、雌原核精子入卵后尾部脫離，原有的核膜破裂形成一個新的核膜，形成雄原核；同時卵子完成減數分裂，排出第二極體后，形成雌原核受精卵形成雄、雌原核充分發(fā)育后，相向移動，彼此靠近，核膜消失，含有兩個染色體組的合子就是受精卵(續(xù)表)3.早期胚胎發(fā)育的過程4.體外受精的具體步驟(1)卵母細胞的采集和培養(yǎng)：采集的卵母細胞需培養(yǎng)到M期，成熟后才能與精子完成受精。(2)精子的采

19、集和獲能處理：采集的精子必須在專門的獲能液中處理才能受精。(3)受精：獲能的精子和成熟的卵子可以在獲能液或專用的受精溶液中完成受精；受精后形成的受精卵需經早期發(fā)育培養(yǎng)，才能完成植入或著床。5.胚胎移植(1)概念：胚胎移植是指將通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到_的雌性動物體內，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術。(2)實質：_。(3)意義。充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。大大促進我國畜牧業(yè)的發(fā)展。推動胚胎工程其他技術的研究和應用。同種的、生理狀態(tài)相同早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉移(4)過程。6.胚胎分割(無性繁殖或克隆的方法之一)(1)概念：胚胎分割是指采用機械方法將早期胚胎切割成

20、2 等份、4 等份或 8 等份等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。相同體視顯微鏡桑葚胚或囊胚(2)胚胎分割的基礎。理論基礎：細胞的全能性。物質基礎：每個細胞的細胞核內都具有_的遺傳物質。(3)主要儀器設備：_和顯微操作儀。(4)選擇胚胎的時期：應選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的_?！净A測評】1.易錯診斷(1)愈傷組織是外植體通過脫分化和再分化后形成的。()(2)相比植物體細胞雜交，動物細胞融合特有的誘導方式是用滅活的病毒處理。()(3)雜交瘤細胞進行體內培養(yǎng)，是為了獲得能產生單克隆抗體的胚胎。()(4)雜交瘤細胞的特點是既能迅速大量繁殖，又能產生專一抗體。()(5)胚胎移植技術中對供體和受體母畜都要

21、進行相同激素處理。()答案：(1)(2) (3) (4) (5)2.菊花的組織培養(yǎng)需要嚴格的無菌操作以避免雜菌污染，下列操作中哪項不是為了達到此目的的是()A.接種時應注意菊花莖段方向，不應倒插B.將培養(yǎng)基進行高壓蒸汽滅菌C.菊花莖段用軟刷輕輕刷洗，刷洗后在流水下沖洗 20分鐘左右D.接種前用體積分數為 70%的酒精將工作臺擦拭一遍答案：A3.以下為植物體細胞雜交技術流程圖，其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細胞，所含有的染色體組分別是 AA和 BB。據圖分析正確的是()A.圖中過程通常用纖維素酶和果膠酶處理，目的是獲得原生質層B.過程常使用滅活的病毒作為誘導劑C.經過和過程形成的 c 細胞的染

22、色體組不一定為AABBD.該技術流程的目的是獲得雜種細胞，優(yōu)點是打破生殖隔離，實現遠緣雜交育種答案：C4.2019 年 1 月 24 日，我國科學家宣布世界首批疾病克隆猴5 只生物節(jié)律紊亂體細胞克隆猴在中國誕生，開啟了克隆猴模型應用于生命科學研究的“春天”?？茖W家采集了一只一歲半的、睡眠紊亂最明顯的 BMAL1(生物節(jié)律基因)敲除猴 A6 的體細胞，通過體細胞核移植技術，獲得了 5 只克隆猴，這是國際上首次成功構建一批遺傳背景一致的生物節(jié)律紊亂獼猴模型。下列相關敘述不正確的是()A.體細胞核移植依據的原理是動物細胞核的全能性B.5 只克隆獼猴細胞核基因型與核供體細胞不完全一致C.供體核進入卵母

23、細胞形成的重構胚需激活才可繼續(xù)進行分裂和發(fā)育D.該研究可彌補實驗獼猴繁殖周期長、單胎數量少的不足答案：B5.下列關于高等動物受精作用的敘述，錯誤的是()A.在卵細胞膜和透明帶之間出現兩個極體表明卵子已經受精B.在精子和卵子結合的過程中，卵子完成減數分裂C.精子細胞膜與卵子細胞膜的融合體現了細胞膜的結構特點D.精子與卵子相遇后，釋放出多種酶，防止多精入卵答案：D品種 B 組織培養(yǎng)階段細胞分裂素濃度/(mol/L)生長素濃度/(mol/L)誘導形成愈傷組織m1n1誘導形成幼芽m2n2誘導生根m3n3考向 1 植物組織培養(yǎng)與植物體細胞雜交過程典例 1(2020 年天津卷節(jié)選)某植物有 A、B 兩品種

24、。科研人員在設計品種 A 組織培養(yǎng)實驗時，參照品種 B 的最佳激素配比(如表)進行預實驗。據表回答問題。(1)階段時通常選擇莖尖、幼葉等作為外植體，原因是_。(2)在、階段中發(fā)生基因選擇性表達的是_階段。(3)為確定品種 A 的階段的最適細胞分裂素濃度，參照品種 B 的激素配比(m12.0)，以 0.5 mol/L 為梯度，設計 5 個濃度水平的實驗，細胞分裂素最高濃度應設為_mol/L。解析：(1)選擇莖尖、幼葉等作為外植體是因為其富含分生組織，細胞分化程度低，誘導其脫分化形成愈傷組織更容易。(2)階段、分別涉及脫分化、再分化和再分化過程，細胞形態(tài)、結構和功能在這些階段都發(fā)生了變化，都存在基

25、因的選擇性表達。(3)因為m1 mol/L 為品種B 在階段的最佳激素配比中的細胞分裂素濃度，所以確定品種 A 在階段的最適細胞分裂素濃度時，若以0.5 mol/L 為梯度設計 5 個濃度水平，設置的濃度由低到高應依次為m11.0、m10.5、m1、m10.5、m11.0(單位均為mol/L)。答案：(1)細胞分化程度低，容易誘導產生愈傷組織(2)、(3)m11.0【考向集訓】1.(2021 年山東濟南調研)科學家用植物體細胞雜交技術，將番茄的原生質體和馬鈴薯的原生質體融合，成功地培育出了“番茄馬鈴薯”雜種植株，培育過程如下圖所示，其中表示過程，af 表示細胞、組織或植株。據圖回答下列問題。(

26、1)在植物體細胞雜交技術中，過程常用_酶處理植物細胞以除去細胞壁。(2)過程表示_，依據的生物學原理是_。(3)與過程密切相關的具有單層膜結構的細胞器是_。(4)在利用雜種細胞培育雜種植株的過程中，依據的原理是_，其中過程表示_過程，過程涉及的細胞分裂方式為_。(5)若番茄細胞內含 m 條染色體，馬鈴薯細胞內含 n 條染色體，則“番茄馬鈴薯”雜種植株的體細胞內含_條染色體；若由雜種細胞培育成的“番茄馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經離體培養(yǎng)得到的植株為幾倍體？_。(6)如果形成 c 的原生質體 a、b 來源于同一株番茄，那么更常用且有效地得到番茄植株 f 的處理方法是_。解析：(1)由

27、圖可知，過程為用纖維素酶和果膠酶處理兩種植物細胞以除去細胞壁，得到原生質體。(2)過程表示誘導原生質體融合，依據的生物學原理是細胞膜具有一定的流動性。(3)過程是雜種細胞再生出細胞壁，在此過程中高爾基體起重要作用。(4)在利用雜種細胞培育雜種植株的過程中，依據的原理是植物細胞的全能性，圖中過程表示脫分化，過程表示再分化，在過程中細胞進行有絲分裂。(5)植物體細胞雜交得到的雜種細胞中染色體數目是番茄細胞和馬鈴薯細胞中染色體數目之和；若培育成的雜種植株是四倍體，則該雜種植株的花粉經離體培養(yǎng)得到的植株是單倍體，因為其是由配子(如花粉)發(fā)育而來的。(6)利用同一株植物的體細胞融合得到的植株是同源多倍體

28、，獲得同源多倍體更常用且有效的方法是利用適宜濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的植物種子或幼苗。答案：(1)纖維素酶和果膠(2)誘導原生質體融合細胞膜具有一定的流動性(3)高爾基體(4)植物細胞的全能性脫分化有絲分裂(5)mn單倍體(6)用適宜濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的番茄種子或幼苗考向 2 動物細胞培養(yǎng)和干細胞的培養(yǎng)及應用典例 2(2021 年八省聯考遼寧卷)為了初步檢測藥物 X和 Y 的抗癌活性，在細胞培養(yǎng)板的每個孔中加入相同數量的肝癌細胞，使其貼壁生長，實驗組加入等體積相同濃度的溶于二甲基亞砜(溶劑)的藥物 X 或 Y，培養(yǎng)過程及結果如下圖所示。下列有關敘述錯誤的是()A.細胞培養(yǎng)液中通常需要加入血清

29、B.可用胰蛋白酶處理使肝癌細胞脫落下來并進行計數C.對照組中應加入等體積的無菌蒸餾水D.根據實驗結果，可以初步判斷藥物 X 的抗癌效果較好解析：培養(yǎng)動物細胞時，細胞培養(yǎng)液中通常需要加入血清，A 正確。對于已經貼壁生長的動物細胞，可用胰蛋白酶處理，使肝癌細胞脫落下來并進行計數，B 正確。實驗組加入等體積相同濃度的溶于二甲基亞砜(溶劑)的藥物X 或 Y，故對照組中應加入等體積的二甲基亞砜(溶劑)，C錯誤。分析實驗結果可知，添加藥物 X 的實驗組肝癌細胞數目最少，可以初步判斷藥物 X 的抗癌效果較好，D 正確。答案：C【考向集訓】2.根據以下資料回答問題。資料：美國科學家已經在實驗室中成功培育出膀胱

30、，并順利移植到 7 名患者體內。該培育過程：從患者的膀胱上取下普通郵票一半大小的活細胞樣本，膀胱從外到內由三層構成，即肌肉、膠原質和膀胱上皮。將活細胞樣本中膠原質剝下，將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)，約一周后將這些細胞放在一些海綿形狀的可生物降解的由膠原質制成的“支架”上繼續(xù)培養(yǎng)，再過7 周左右，原先的數萬個細胞已經繁殖到 15 億個左右，布滿“支架”，膀胱上皮在內，肌肉在外。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。培育過程如下圖所示：(1)a 過程屬于細胞工程中的_，其培養(yǎng)基與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基含有的營養(yǎng)成

31、分的主要不同點是前者含有_。(2)b 過程由數萬個細胞繁殖到 15 億個細胞是_的結果，上述過程中不但需要無菌、無毒的環(huán)境，適宜的營養(yǎng)，還需要適宜的_、_環(huán)境。(3) 新器官與老器官的“重組”_( 填“是”或“不是”)基因重組，因為新器官與老器官的_相同。(4)“新膀胱”移植后，_(填“會”或“不會”)成為抗原，因為新老器官具有_蛋白質等物質。(5)除上述方法外，還可將患者的體細胞核移入去核的_中，這是利用體細胞_技術，形成相應組織、器官。解析：(1)圖中a 過程為動物細胞培養(yǎng)過程，動物細胞培養(yǎng)基成分與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基含有的營養(yǎng)成分的主要不同點是前者含動物血清。(2)動物細胞培養(yǎng)時，不但需

32、要無菌、無毒的環(huán)境及適宜的營養(yǎng)，還需要適宜的溫度、pH 及氣體環(huán)境。(3)由于新器官與老器官的遺傳物質相同，新器官與老器官的“重組”不是基因重組。(4)因為新老器官細胞具有相同的表面抗原等物質，“新膀胱”移植后不會成為抗原。(5)利用體細胞核移植技術將患者的體細胞核移入去核的卵母細胞中，重組細胞經培養(yǎng)也可形成相應組織、器官。答案：(1)動物細胞培養(yǎng)動物血清(2)有絲分裂(細胞分裂)溫度和 pH氣體(3)不是遺傳物質(4)不會相同的(5)卵母細胞核移植考向 3 動物核移植技術和克隆動物典例 3(2021 年湖南高考)M 基因編碼的 M 蛋白在動物 A 的肝細胞中特異性表達?，F設計實驗，將外源 D

33、NA片段 F 插入 M 基因的特定位置，再通過核移植、胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術獲得 M 基因失活的轉基因克隆動物 A，流程如圖所示。回答下列問題。(1)在構建含有片段 F 的重組質粒過程中，切割質粒DNA 的工具酶是_，這類酶能將特定部位的兩個核苷酸之間的_斷開。(2)在無菌、無毒等適宜環(huán)境中進行動物 A 成纖維細胞的原代和傳代培養(yǎng)時，需要定期更換培養(yǎng)液，目的是_。(3)與胚胎細胞核移植技術相比，體細胞核移植技術的成功率更低，原因是_。從早期胚胎中分離獲得的胚胎干細胞，在形態(tài)上表現為_(答出兩點即可)，功能上具有_。(4)鑒定轉基因動物：以免疫小鼠的_淋巴細胞與骨髓瘤細胞進行融合，篩選融合雜種

34、細胞，制備 M 蛋白的單克隆抗體。簡要寫出利用此抗體確定克隆動物 A 中 M基因是否失活的實驗思路_。解析：(1)基因工程中切割 DNA 的工具酶是限制性內切核酸酶(限制酶)，故在構建含有片段 F 的重組質粒過程中，切割質粒 DNA 的工具酶是限制性內切核酸酶(限制酶)。限制性內切核酸酶是作用于其所識別序列中兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵。不同的限制酶可以獲得不同的末端，主要分為黏性末端和平末端。(2)在無菌、無毒等適宜環(huán)境中進行動物 A 成纖維細胞的原代和傳代培養(yǎng)時，需要定期更換培養(yǎng)液，目的是清除代謝產物，防止細胞代謝產物積累對細胞自身造成危害。(3)由于動物胚胎細胞分化程度低，恢復其全能性

35、相對容易，動物體細胞分化程度高，恢復其全能性十分困難，故與胚胎細胞核移植技術相比，體細胞核移植技術的成功率低。胚胎干細胞在形態(tài)上表現為細胞體積小，細胞核大，核仁明顯；在功能上具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動物體內任何一種組織細胞。另外，在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化，可進行冷凍保存，也可進行遺傳改造。(4)先給小鼠注射特定抗原使之發(fā)生免疫反應，之后從小鼠脾臟中獲取已經免疫的B 淋巴細胞；誘導 B 細胞和骨髓瘤細胞融合，利用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞，制備 M 蛋白的單克隆抗體；若要利用此抗體確定克隆動物 A 中 M 基因是否失活，如果 M基因已經失活，則克隆動物 A 中無法產生 M

36、蛋白的單克隆抗體，則可利用抗原抗體雜交技術進行檢測。故實驗思路：取動物A 和克隆動物A 的肝組織細胞，分別提取蛋白質進行抗原抗體雜交。答案：(1)限制性內切核酸酶(限制酶) 磷酸二酯鍵(2)清除代謝產物，防止細胞代謝產物積累對細胞自身造成危害，同時給細胞提供足夠的營養(yǎng)(3)動物胚胎細胞分化程度低，恢復其全能性相對容易，動物體細胞分化程度高，恢復其全能性十分困難細胞體積小，細胞核大，核仁明顯(任選兩點作答)發(fā)育的全能性(4)B 取動物 A 和克隆動物 A 的肝組織細胞，分別提取蛋白質進行抗原抗體雜交【考向集訓】3.(2019 年湖南長郡中學第二次月考)如圖表示培育轉基因克隆羊和胚胎工程的部分操作

37、流程，其中字母代表有關結構或個體，數字代表過程、方法。請據圖回答下列問題。(1)圖中過程所涉及的生物技術有_(寫兩種即可)。(2)通過、過程獲取分散的細胞時，用到的酶是_，培養(yǎng)的細胞在充滿培養(yǎng)皿底時停止分裂，這種現象稱為_。(3)動物細胞培養(yǎng)過程中應將細胞置于 5% CO2 的氣體環(huán)境中，CO2 的作用是_。此培養(yǎng)過程中為防止雜菌感染，需要添加一定量的_。(4)早期胚胎可通過_(寫明數字及名稱)技術移入代孕母體子宮內繼續(xù)發(fā)育，該技術在生產實踐中的意義在于_。(5)通常用去核的卵母細胞作為受體細胞，此時的卵母細胞應該培養(yǎng)到_(細胞分裂方式及時期)，f 細胞在形態(tài)上的特點是_。解析：(1)圖中是動

38、物細胞培養(yǎng)，是用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理，是將目的細胞注入去核卵母細胞形成重組細胞的過程，是早期胚胎培養(yǎng)，是胚胎移植，是從早期胚胎中獲取胚胎干細胞。全過程所涉及的生物技術有動物細胞培養(yǎng)、細胞核移植、胚胎移植、早期胚胎培養(yǎng)等。(2)通過、過程獲取分散的細胞時，用到的酶是胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)；培養(yǎng)的細胞在充滿培養(yǎng)皿底時停止分裂，這種現象稱為接觸抑制。(3)圖中動物細胞培養(yǎng)過程中應將細胞置于 5%CO2 的氣體環(huán)境中，CO2 的作用是維持培養(yǎng)液的 pH，培養(yǎng)過程中為防止雜菌感染，需要添加一定量的抗生素。(4)早期胚胎可通過胚胎移植技術移入代孕母體子宮內繼續(xù)發(fā)育，該技術可以提高優(yōu)良母畜的繁殖率

39、。(5)通常用去核卵母細胞作為受體細胞，此時的卵母細胞應該培養(yǎng)到減數分裂中期，f 胚胎干細胞在形態(tài)上表現為體積小、細胞核大、核仁明顯。答案：(1)動物細胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng)(2)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶) 接觸抑制(3)維持培養(yǎng)液的 pH 抗生素(4)胚胎移植提高優(yōu)良母畜的繁殖率(5)減數分裂的中期體積小、細胞核大、核仁明顯考向 4 動物細胞融合與單克隆抗體的制備典例 4(2021 年山東高考)一個抗原往往有多個不同的抗原決定簇，一個抗原決定簇只能刺激機體產生一種抗體，由同一抗原刺激產生的不同抗體統稱為多抗。將非洲豬瘟病毒衣殼蛋白 p72 注入小鼠體內，可利用該小鼠的免疫細胞制備抗 p72 的單

40、抗，也可以從該小鼠的血清中直接分離出多抗。下列說法正確的是()A.注入小鼠體內的抗原純度對單抗純度的影響比對多抗純度的影響大B.單抗制備過程中通常將分離出的漿細胞與骨髓瘤細胞融合C.利用該小鼠只能制備出一種抗 p72 的單抗D.p72 部分結構改變后會出現原單抗失效而多抗仍有效的情況解析：單抗的制作需要篩選，而多抗不需要篩選，抗原純度越高，產生的多抗純度越高，因此原純度對單抗純度的影響比對多抗純度的影響小，A 錯誤。單抗制備過程中通常將分離出的 B 淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，B 錯誤。非洲豬瘟病毒衣殼蛋白 p72 上有多種抗原決定簇，一個抗原決定簇只能刺激機體產生一種抗體，所以向小鼠體內注入

41、p72 后，可以刺激小鼠產生多種抗 p72 的單抗，C 錯誤。p72 部分結構改變只改變了部分抗原決定簇，因此由這部分抗原決定簇產生的抗體失效，但由于還存在由其他抗原決定簇刺激機體產生的抗體，所以多抗仍有效，D 正確。答案：D【考向集訓】4.(2020 年全國卷)為研制抗病毒 A 的單克隆抗體，某同學以小鼠甲為實驗材料設計了以下實驗流程。回答下列問題。(1)上述實驗前必須給小鼠甲注射病毒 A，該處理的目的是_。(2)寫出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細胞懸液的主要實驗步驟：_。(3)為了得到能產生抗病毒 A 的單克隆抗體的雜交瘤細胞，需要進行篩選。圖中篩選 1 所采用的培養(yǎng)基屬于_，使用該培養(yǎng)基進行細胞培養(yǎng)的結果是_。圖中篩選 2 含多次篩選，篩選所依據的基本原理是_。(4)若要使能產生抗病毒 A 的單克隆抗體的雜交瘤細胞大量增殖，可采用的方法有_(答出 2 點即可)。解析：(1)實驗前給小鼠甲注射病毒 A，是為了誘導小鼠甲產生能夠分泌抗病毒A 抗體的B 淋巴細胞。(2)取小鼠的脾臟，剪碎組織，用胰蛋白酶處理獲得單個細胞，加入培養(yǎng)液可以制成單細胞懸液。(3)圖中篩選 1 需要用到選擇培養(yǎng)基，只有雜交瘤細胞可以存活。篩選 2 是為了獲得能產生特定抗體的雜交瘤細胞，該過程要用到抗原抗體雜交，故篩選所依據的原理是抗原與抗體反應具有特異性。(4)獲得能產生抗病毒 A 的單克隆