高三生物二輪復(fù)習(xí)課件專題八-細(xì)胞工程

專題八生物技術(shù)與工程壹貳發(fā)酵工程細(xì)胞工程目錄/DIRECTORY叁基因工程的操作工具和步驟肆PCR技術(shù)和基因編輯技術(shù)及其應(yīng)用貳細(xì)胞工程核心考點(diǎn)考試頻次考題統(tǒng)計植物細(xì)胞工程3年27次（2025浙江卷）植物組織培養(yǎng)（2025浙江卷）植物體細(xì)胞雜交技術(shù)（2024廣西卷）植物組織培養(yǎng)技術(shù)綜合（2024江蘇卷）植物細(xì)胞工程應(yīng)用（2024北京卷）植物體細(xì)胞雜交技術(shù)（2024甘肅卷）植物組織培養(yǎng)技術(shù)綜合（2024安徽卷）植物細(xì)胞工程應(yīng)用動物細(xì)胞工程3年23次（2024福建卷）單克隆抗體的制備（2024海南卷）動物細(xì)胞融合（2024江蘇卷）動物細(xì)胞培養(yǎng)（2024江蘇卷）干細(xì)胞工程（2024重慶卷）克隆技術(shù)胚胎工程3年11次（2024北京卷）胚胎發(fā)育（2024甘肅卷）胚胎移植技術(shù)（2024湖北卷）精子和卵子的發(fā)生（2024湖北卷）胚胎移植近幾年的高考中多是對單克隆抗體的制備過程進(jìn)行考察，并逐漸拓展到多抗和雙抗的制備等。細(xì)胞工程延伸植物細(xì)胞工程原理①_________________植物細(xì)胞培養(yǎng)脫分化、再分化常用技術(shù)植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交快速繁殖作物培育脫毒苗培育作物新品種常用方法應(yīng)用化學(xué)法、物理法培育雜種植株植物細(xì)胞的全能性生產(chǎn)次生代謝物，如紫草寧、紫杉醇等應(yīng)用關(guān)鍵步驟植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體融合再生出細(xì)胞壁雜種細(xì)胞愈傷組織雜種植株去細(xì)胞壁纖維素酶果膠酶物理方法化學(xué)方法：離心振動電刺激聚乙二醇(PEG)、高Ca2+-高pH融合法脫分化植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞融合酶解法人工誘導(dǎo)方法再分化標(biāo)志著原生質(zhì)體融合的成功（雜種細(xì)胞形成）可通過質(zhì)壁分離與復(fù)原的方法檢測細(xì)胞壁的形成細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程動物細(xì)胞培養(yǎng)條件過程干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用種類應(yīng)用②__________成體干細(xì)胞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞動物細(xì)胞融合技術(shù)常用方法原理應(yīng)用③________________動物體細(xì)胞核移植技術(shù)原理常用于動物細(xì)胞核的全能性培育克隆動物步驟胚胎干細(xì)胞單克隆抗體的制備細(xì)胞工程胚胎工程理論基礎(chǔ)受精早期胚胎發(fā)育體外受精胚胎移植胚胎分割常用技術(shù)生理學(xué)基礎(chǔ)實質(zhì)同期發(fā)情處理后，供體和受體生殖器官的生理變化相同受體不會對供體胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)受體孕育的后代遺傳特性與供體基本一致早期胚胎空間位置的轉(zhuǎn)移意義發(fā)揮雌性優(yōu)良個體繁殖潛力胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)地位深化點(diǎn)(一)植物細(xì)胞工程1.厘清植物細(xì)胞工程兩大技術(shù)深化點(diǎn)(一)植物細(xì)胞工程1.厘清植物細(xì)胞工程兩大技術(shù)(1)植物組織培養(yǎng)中添加蔗糖的目的是

。植物體細(xì)胞雜交的培養(yǎng)基中要添加蔗糖溶液且濃度略

原生質(zhì)體內(nèi)的濃度,以便于去除細(xì)胞壁。提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓大于(2)脫分化階段

光,再分化階段

光。不需要需要(3)生長素與細(xì)胞分裂素的比值

時,促進(jìn)根的分化、抑制芽的形成;比值

時,促進(jìn)芽的分化、抑制根的形成。高低(4)原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志是

。植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志是

。再生出細(xì)胞壁培育出雜種植株深化點(diǎn)(一)植物細(xì)胞工程2.辨明兩類目標(biāo)(試管苗、細(xì)胞產(chǎn)物)的培養(yǎng)流程植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是工廠化生產(chǎn)相關(guān)代謝產(chǎn)物的一條有效途徑,其原理是細(xì)胞增殖。在生產(chǎn)中通常要將植物細(xì)胞培養(yǎng)到愈傷組織階段,因為此時細(xì)胞分裂能力旺盛,代謝快,有利于產(chǎn)物生成。[例1]

(2024·安徽高考)植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)技術(shù)在生產(chǎn)中已得到應(yīng)用。某興趣小組嘗試?yán)迷摷夹g(shù)培養(yǎng)胡蘿卜細(xì)胞并獲取番茄紅素,設(shè)計了以下實驗流程和培養(yǎng)裝置(如圖),請同學(xué)們進(jìn)行評議。下列評議不合理的是(

)A.實驗流程中應(yīng)該用果膠酶等處理愈傷組織,制備懸浮細(xì)胞B.裝置中的充氣管應(yīng)置于液面上方,該管可同時作為排氣管C.裝置充氣口需要增設(shè)無菌濾器,用于防止雜菌污染培養(yǎng)液D.細(xì)胞培養(yǎng)需要適宜的溫度,裝置需增設(shè)溫度監(jiān)測和控制設(shè)備C裝置中的充氣管應(yīng)置于液面下方,以利于增加培養(yǎng)液中的溶氧量,該管不能同時作為排氣管1.(2024·成都期末)植物細(xì)胞質(zhì)中的葉綠體有相對獨(dú)立的遺傳體系,控制著許多優(yōu)良性狀。胞質(zhì)雜交是植物體細(xì)胞雜交應(yīng)用的一個重要方面,下圖是利用胞質(zhì)雜交培育抗病植株的實驗流程,下列敘述正確的是()A.過程①需用纖維素酶和蛋白酶處理細(xì)胞壁B.利用聚乙二醇可誘導(dǎo)②和③過程的發(fā)生C.在③④⑤過程中都會形成新的細(xì)胞壁D.④和⑤過程通常在同一種培養(yǎng)基中進(jìn)行C果膠酶④⑤過程存在有絲分裂2.(2024·大理開學(xué)考試)在藍(lán)莓組織培養(yǎng)過程中,由于外植體切口處細(xì)胞被破壞,表面顏色由綠色逐漸變?yōu)楹稚?該現(xiàn)象稱為褐變。褐變過程能產(chǎn)生豐富的酚類化合物,這些物質(zhì)具有抗氧化、抑制病原微生物生長等作用,有利于植物抵御逆境的侵害。但褐變的發(fā)生會使植物表面顏色發(fā)生變化,降低了植物的光合作用效率。下列敘述正確的是()A.褐變過程產(chǎn)生的酚類化合物屬于次生代謝物,是植物生命活動所必需的B.褐變是植物受到干旱、病蟲害或遭受機(jī)械損傷等外界壓力的一種適應(yīng)性反應(yīng)C.外植體褐變持續(xù)時間過長,不會對藍(lán)莓組織培養(yǎng)產(chǎn)生影響D.宜選用藍(lán)莓成熟葉片為材料制備外植體,并適當(dāng)降低繼代培養(yǎng)的頻率以減少褐變B分裂比較旺盛,容易表達(dá)細(xì)胞的全能性深化點(diǎn)(二)動物細(xì)胞工程1.動物細(xì)胞培養(yǎng)(1)原理:細(xì)胞增殖。(2)過程動物細(xì)胞培養(yǎng)中兩次使用胰蛋白酶的作用不同的：第一次是處理剪碎的組織,使其分散成單個細(xì)胞;第二次是使貼壁細(xì)胞從瓶壁上脫落下來,分散成單個細(xì)胞。深化點(diǎn)(二)動物細(xì)胞工程2.單克隆抗體的制備(1)原理:細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞增殖。(2)過程深化點(diǎn)(二)動物細(xì)胞工程3.動物體細(xì)胞核移植技術(shù)(1)原理:動物細(xì)胞核的全能性。(2)過程情境1：雙特異性抗體雙特異性抗體是指一個抗體分子可以與兩個不同抗原或同一抗原的兩個不同抗原表位相結(jié)合，目前最常利用雙雜交瘤細(xì)胞法來制備。長春花是原產(chǎn)于非洲東海岸的野生花卉，其所含的長春堿具有良好的抗腫瘤作用。下圖是能同時識別癌胚抗原和長春堿的雙特異性單克隆抗體作用圖。1.雙特異性抗體可同時與癌細(xì)胞和免疫細(xì)胞特異性結(jié)合，它一端與癌細(xì)胞結(jié)合，一端與T細(xì)胞結(jié)合，將T細(xì)胞拉近癌細(xì)胞，大大提高了殺滅癌細(xì)胞的效率。CD19是癌細(xì)胞表面的抗原蛋白，CD3蛋白受體位于T細(xì)胞表面，與抗體結(jié)合后，其免疫功能得到激活。下圖是研究人員通過雜交瘤細(xì)胞技術(shù)生產(chǎn)雙特異性單克隆抗體的部分過程?；卮鹣铝袉栴}。(1)給小鼠注射CD19蛋白，是為了從小鼠的脾中分離得到__________________；注射的抗原A是指____________。(2)過程②和④所用誘導(dǎo)方法與誘導(dǎo)植物細(xì)胞融合所用方法的不同之處是______________。

免疫的B淋巴細(xì)胞CD3蛋白可用滅活的病毒誘導(dǎo)1.雙特異性抗體可同時與癌細(xì)胞和免疫細(xì)胞特異性結(jié)合，它一端與癌細(xì)胞結(jié)合，一端與T細(xì)胞結(jié)合，將T細(xì)胞拉近癌細(xì)胞，大大提高了殺滅癌細(xì)胞的效率。CD19是癌細(xì)胞表面的抗原蛋白，CD3蛋白受體位于T細(xì)胞表面，與抗體結(jié)合后，其免疫功能得到激活。下圖是研究人員通過雜交瘤細(xì)胞技術(shù)生產(chǎn)雙特異性單克隆抗體的部分過程?；卮鹣铝袉栴}。過程③培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞時需提供的氣體條件是95%空氣和5%CO的混合氣體，其中CO2的主要作用是

。過程⑤篩選獲得的細(xì)胞具有的特點(diǎn)是___________________。(3)與從血清中提取的CD19抗體、抗A抗原的抗體相比，通過雙雜交瘤細(xì)胞得到雙特異性單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)是______________________________________。雙特異性單克隆抗體治療癌癥的效果往往優(yōu)于抗體CD19和A抗體的聯(lián)合使用，原因是_____________________________________________。維持培養(yǎng)液的pH既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體雙特異性單克隆抗體可以識別兩種抗原既不損傷正常細(xì)胞，又減少了用藥劑量[例2](2024·黑吉遼高考)從小鼠胚胎中分離獲取胚胎成纖維細(xì)胞進(jìn)行貼壁培養(yǎng),在傳代后的不同時間點(diǎn)檢測細(xì)胞數(shù)目,結(jié)果如圖。下列敘述正確的是()A.傳代培養(yǎng)時,培養(yǎng)皿需密封防止污染B.選?、俚募?xì)胞進(jìn)行傳代培養(yǎng)比②更合理C.直接用離心法收集細(xì)胞進(jìn)行傳代培養(yǎng)D.細(xì)胞增長進(jìn)入平臺期可能與細(xì)胞密度過大有關(guān)D95%空氣和5%CO2的混合氣體環(huán)境①的細(xì)胞處于指數(shù)增長初期胰蛋白酶處理后再用離心法收集3.(2024·張掖模擬)豬繁殖與呼吸綜合征(又稱“豬藍(lán)耳病”)是造成養(yǎng)豬業(yè)重大損失的主要疾病之一,CD163基因表達(dá)的蛋白質(zhì)是豬繁殖與呼吸綜合征病毒感染的關(guān)鍵受體,某團(tuán)隊通過基因工程和細(xì)胞核移植技術(shù)成功培育了CD163基因敲除大白豬。下列有關(guān)說法錯誤的是()A.基因敲除應(yīng)選擇豬胚胎成纖維細(xì)胞的連續(xù)細(xì)胞系作為重組DNA的受體細(xì)胞B.對經(jīng)篩選的陽性轉(zhuǎn)化細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)后作為供體細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞核移植C.采用電融合方法可促進(jìn)核供體和受體細(xì)胞的融合及重組細(xì)胞的分裂發(fā)育D.可從克隆豬仔耳組織提取DNA進(jìn)行相關(guān)檢測確定CD163基因是否成功敲除A傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞（有限細(xì)胞系）4.(2024·周口模擬)米酵菌酸(BA)是由椰毒假單胞菌產(chǎn)生的一種可以引起食物中毒的毒素,中毒者死亡率高達(dá)50%。為了應(yīng)對中毒后的快速治療處理,科研人員進(jìn)行了下列實驗:①細(xì)胞融合及篩選按小鼠脾臟細(xì)胞∶骨髓瘤細(xì)胞=10∶1的比例混合后緩慢滴加1mLPEG(邊加邊輕輕攪拌),靜置1min,離心后棄去上清液,用HAT培養(yǎng)基進(jìn)行選擇培養(yǎng),選出雜交瘤細(xì)胞,后用96孔細(xì)胞培養(yǎng)板進(jìn)行培養(yǎng),培養(yǎng)后利用BA進(jìn)行檢測。②抗BA的單克隆抗體腹水的制備選取10只6周齡小鼠,腹腔注射1×106個雜交瘤細(xì)胞,2周后收集小鼠腹水。③抗BA的單克隆抗體特異性檢測選取BA及5種BA結(jié)構(gòu)類似物(毒黃素、T-2毒素、嘔吐毒素、河豚毒素、黃曲霉毒素B1)進(jìn)行特異性檢測,結(jié)果如表(IC50為半數(shù)抑制濃度)。交叉物BA毒黃素T-2毒素嘔吐毒素河豚毒素黃曲霉毒素B1IC50/(ng/mL)10>10000>10000>10000>10000>10000回答下列問題:(1)實驗所用小鼠應(yīng)在實驗前利用_____________進(jìn)行免疫。已免疫小鼠脾臟剪碎后,用________酶處理使其分散成單個細(xì)胞。

(2)實驗中滴加PEG時邊加邊輕輕攪拌的目的是________________________________________________________________。誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法除實驗中所用方法外,還可以采用_______法和_____________法。

BA(米酵菌酸)胰蛋白促進(jìn)PEG與小鼠脾臟細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞混合,提高誘導(dǎo)融合效率電融合滅活病毒誘導(dǎo)交叉物BA毒黃素T-2毒素嘔吐毒素河豚毒素黃曲霉毒素B1IC50/(ng/mL)10>10000>10000>10000>10000>10000(3)用HAT培養(yǎng)基能選擇培養(yǎng)出雜交瘤細(xì)胞的原因是__________________________________________________________________________。用96孔細(xì)胞培養(yǎng)板進(jìn)行培養(yǎng)時需先將細(xì)胞懸浮液稀釋到7~10個細(xì)胞/mL,再在每個培養(yǎng)孔中滴加0.1mL稀釋后的細(xì)胞懸浮液,其目的是______________________________________________________。

(4)表格數(shù)據(jù)表明抗BA的單克隆抗體與這5種BA結(jié)構(gòu)類似物_____

(填“有”或“沒有”)交叉反應(yīng),說明_____________________。

在該培養(yǎng)基上,未融合的細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會死亡,只有雜交瘤細(xì)胞能生長使每個孔中盡量只接種一個雜交瘤細(xì)胞,達(dá)到單克隆培養(yǎng)的目的沒有抗BA的單克隆抗體的特異性良好深化點(diǎn)(三)胚胎工程1.熟知胚胎工程的操作流程深化點(diǎn)(三)胚胎工程2.歸納胚胎工程中的3個“兩”(1)受精的標(biāo)志是觀察到兩個極體或者雌、雄原核。