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2019年高考一轮复习 细胞工程教材版本全国通用课时说明2课时知识点植物细胞工程，动物细胞工程复习目标1. 植物的组织培养2. 动物细胞培养与体细胞克隆3.细胞融合与单克隆抗体复习重点1. 植物组织培养的原理和过程。2. 植物体细胞杂交的原理。3.动物细胞培养的过程及条件。4. 用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。5. 单克隆抗体的制备过程。复习难点1. 植物组织培养的实验。2. 用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。3.单克隆抗体的制备过程。一、自我诊断 知己知彼 1.有关传统植物杂交与植物体细胞杂交的比较，正确的是()A. 两者涉及的变异类型依次是基因重组、基因突变B. 两者的操作中都需要使用纤维素酶或果胶酶C. 两项技术培育出的新个体与亲代之间均不存在生殖隔离D. 与前者相比，后者可以克服不同物种之间远缘杂交不亲和的障碍2.（多选）下图是某动物细胞培养时，培养液中活细胞和死亡细胞密度统计结果。相关叙述正确的是()A. 实验中要控制胰蛋白酶溶液浓度和处理时间，以免损伤细胞B. 培养液中应适当加入青霉素、链霉素，以避免杂菌污染C. 曲线bc段产生的主要原因是培养液中营养物质不足及有害代谢产物积累等D. 培养第6天时，新产生的细胞数等于死亡细胞数3.黄曲酶毒素B1（AFB1）是一种较强的致癌物质，对人类健康极具危害。为了准确检测AFBI的浓度，科学家尝试用基因工程的方法开发抗AFE1抗体，进行了如下实验。回答下列问题：（1）用兔疫小鼠，取小鼠脾脏细胞与融合，得到杂交瘤细胞。（2）提取杂交瘤细胞的总RNA，经得到cDNA，再利用特异性引物经过扩增得到抗AFB1抗体基因。科学家选用杂交瘤细胞而非被免疫小鼠的脾脏细胞的原因:。（3）随后，用限制Nco和BamH酶切以上抗AFB1抗体基因，用酶切质粒，经DNA连接酶处理后将重组质粒导如大肠杆菌，为得到抗AFB1抗体，需对成功转化的大肠杆菌进行破碎处理，然后才能提纯得到目标抗体的原因是。4.双特异性单克隆抗体是指可同时与癌细胞和药物结合的特异性抗体。下图是科研人员通过杂交一杂交瘤细胞技术（免疫的B细胞和杂交瘤细胞杂交技术）生产能同时识别癌胚抗原和长春碱（一种抗癌药物）的双特异性单克隆抗体的部分过程。分析回答：（1）过程的目的是，制备双特异性单克隆抗体的过程中用到的技术有（至少答出两条）。（2）过程诱导融合的方法是，过程选用的骨髓瘤细胞（填“能”或“不能”）在HAT培养基上生长。（3）经过程筛选得到的细胞还需转移至多孔培养板中进行过程，原因是。（4）请根据所学知识，用箭头和文字在图中方框内补全获取单克隆杂交一杂交瘤细胞的生产过程。（5）获得的单克隆杂交一杂交瘤细胞在体外条件下培养或，均可提取出大量的双特异性单克隆抗体。5.水稻是我国重要的粮食作物，植物组织培养技术在水稻育种和繁殖中有重要作用。请回答：(1)以水稻的花药作外植体，经脱分化后可形成愈伤组织。与外植体相比，愈伤组织细胞的特点是。比较脱分化培养基和再分化培养基，二者的基本成分相同，但用于诱导细胞分化的不完全相同。(2)水稻的单倍体育种过程包括和，与杂交育种相比，单倍体育种的优点是。(3)杂种优良稻所结籽粒不宜做种子，故人们常用人工种子解决此类水稻的繁殖问题：以植物组织培养得到的为材料，外面包上人工种皮。人工种皮的成分中除有机碳、无机盐外，还可添加等物质，用以促进人工种子的生长发育、提高抵抗病菌的能力。与天然种子相比，人工种子的优点是【答案】1.D 2. ABC 3（1）AFB1 骨髓瘤细胞 （2）逆转录 PCR 杂交瘤细胞表达（或含有）抗AFB1抗体的基因，且可无限增殖方便保存 （3）限制酶Nco和BamH 大肠杆菌是原核生物，无内质网和高尔基体，无法分泌抗体4.（1）使小鼠产生能分泌识别癌胚抗原抗体的浆细胞（B淋巴细胞）动物细胞融合、动物细胞培养（2）聚乙二醇（PEG）诱导、电激等（答出一种即可） 不能（3）从小鼠体内提取的B淋巴细胞不止一种类型（筛选得到的杂交瘤细胞产生的抗体不是单克隆抗体）（4）将获得的B淋巴细胞与单克隆杂交瘤细胞融合在选择培养基上筛选出杂交杂交瘤细胞克隆化培养、抗体检测筛选出单克隆的杂交杂交瘤细胞 （5）注射到小鼠腹腔内增殖5.（1）细胞壁薄，具有分裂能力 激素的种类和比例（2）花药的离体培养 秋水仙素诱导染色体加倍 明显缩短育种时间（后代基因纯合）（3）胚状体（不定芽、顶芽和腋芽） 植物生长调节剂（植物激素）、农药 保持亲本的优良性状、不受季节限制、大量快速生产二、温故知新 夯实基础知识点1植物细胞工程1 理解植物组织培养技术(1)植物组织培养的操作流程(2)写出组织培养的条件离体、无菌。环境条件适宜：如营养物质(如水、无机盐、蔗糖、维生素等)、激素(如生长素和细胞分裂素)、适宜的温度和光照等。【提醒】幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难。对外植体要进行消毒处理，而对各种器械要彻底灭菌。植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成本高。不同细胞的全能性不同，具体表现为：受精卵生殖细胞体细胞，离体细胞的全能性表达与分化程度呈负相关，但生殖细胞特殊。脱分化形成愈伤组织的过程不需要光，再分化过程需要光，因为愈伤组织利用有机营养成分，而试管苗需要进行光合作用以自养。植物组织培养中不同培养阶段培养基含有的激素不同，因为培养的目的不同(生根或生芽)。(3)脱分化和再分化的比较比较内容脱分化再分化过程外植体愈伤组织愈伤组织幼苗形成体特点排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞有根、芽需要条件a.离体b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例适中d.不需光a.离体b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例高或低诱导生根或生芽d.光照(4)植物激素在组织培养中的作用在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素。其中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等，都会影响实验结果。按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果。使用顺序实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂也分化同时使用分化频率提高当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。生长素与细胞分裂素的用量比值植物细胞的发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、抑制根的形成比值适中促进愈伤组织的形成2.植物细胞工程及其应用(1)植物体细胞杂交技术a、过程为去除细胞壁获得具有活力的原生质体，常用方法是酶解法，所用到的酶是纤维素酶和果胶酶。b、过程是原生质体的融合，人工诱导的物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般用聚乙二醇(PEG)作诱导剂。c、过程是原生质体融合后再生出细胞壁，这是原生质体融合成功的标志。d、植物体细胞杂交的意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。(2)植物细胞工程的实际应用a、植物繁殖的新途径微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。特点作物脱毒：选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养，获得脱毒苗的技术。人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。b、作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用突变体Aa中A为突变新基因，并控制着优良性状，利用单倍体育种，方法步骤如下：优点：稳定遗传，缩短育种年限。c、细胞产物的工厂化生产：细胞产物有蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。【提醒】a、对植物体细胞杂交和有性杂交辨析不清植物体细胞杂交：若两个不同品种的植物细胞A、B进行融合，A含有2X条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，B含有2Y条染色体，2个染色体组，其基因型为ccDd，则新植株应为四倍体，其体细胞中染色体数为2X2Y，基因型为AabbccDd。从中不难看出，体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管是染色体数、基因型还是染色体组都采用直接相加的方法。植物有性杂交的结果：子代细胞中染色体数、基因型分别为“XY”、“AbcD”或“abcD”或“Abcd”或“abcd”，即先减半再相加。有性生殖过程中符合孟德尔遗传规律，而植物体细胞杂交不符合孟德尔遗传规律。b、利用植物组织培养生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。c、人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。(3)植物组织培养和植物体细胞杂交的比较名称植物组织培养植物体细胞杂交原理细胞的全能性细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性过程选材选取根尖、茎尖、形成层部位最容易诱导脱分化不同植物细胞融合后形成的杂种细胞操作脱分化、再分化等除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导细胞融合关系植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂(4)单倍体育种和突变体利用的比较项目原理优点成果单倍体育种染色体变异明显缩短育种年限单育1号烟草品种，中花8号、11号水稻和京花1号小麦品种等突变体利用基因突变产生新基因，大幅度改良某些性状抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草等知识点2动物细胞工程1聚焦动物细胞培养(1)动物细胞培养的操作流程或(2)说出动物细胞培养的条件无菌、无毒：对培养液和所用培养用具无菌处理，添加抗生素，定期更换培养液以清除代谢产物。营养：除正常的有机和无机营养外，加入血清、血浆。适宜的温度和pH：温度为36.50.5_(哺乳动物)，pH为7.27.4。气体环境：含95%的空气加5%CO2的混合气体。(3)动物细胞核移植是将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。【提醒】植物组织培养和动物细胞培养都存在细胞的培养过程，但植物细胞可以先分裂再分化，而动物细胞不分化只分裂。区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。贴壁生长到一定程度需要用胰蛋白酶处理，然后再分瓶培养，原代培养结束，开始了传代培养。经植物组织培养成的植株与提供外植体的植株完全相同，而动物细胞核移植形成的个体与供体大部分性状相同，也有部分性状与受体相同。核移植过程中供体理论上是提供细胞核，但操作过程中可以把整个体细胞注入去核的卵母细胞中去，原因是体细胞体积相对较小，取核难度较大，另外细胞膜对核融合的障碍性较小。(4)植物组织培养、动物细胞培养和核移植的比较植物组织培养动物细胞培养核移植原理植物细胞全能性细胞增殖动物细胞核的全能性过程结果与外植体完全相同的个体相同分化程度的细胞群与供体基本相同的个体关键环节细胞的脱分化、再分化、分化细胞分化、细胞癌变核融合、细胞分化应用培育新品种生产细胞产品生产生物制品基因工程检测有毒物质加速良种繁育保护濒危物种生产医用蛋白提供克隆器官、组织等2 聚焦动物细胞融合和单克隆抗体(1)完善动物细胞融合的相关问题概念：指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合方法：聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，也为制造单克隆抗体开辟了新途径。(2)单克隆抗体的制备过程【提醒】a、植物体细胞杂交与动物细胞融合需注意的问题：植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同，纤维素酶和果胶酶作用于细胞壁，而胰蛋白酶等作用于细胞间质。植物杂交细胞在激素诱导下能表达出全能性，但动物杂交细胞的全能性不能表达。b、单克隆抗体制备过程中需注意的几个问题：灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。除了受到注射的抗原的刺激，小鼠在生活过程中还可能受到其他抗原的刺激，因此从小鼠体内取出的多个B淋巴细胞可能产生多种不同抗体，所以进行第二次筛选是非常必要的。单克隆抗体制备过程中，进行了多次动物细胞培养的操作，说明动物细胞培养是动物细胞工程的基础。(3)植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性过程相关酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶融合方法物理法：离心、电激、振动；化学法：聚乙二醇等试剂诱导除物理法和化学法外，还可以用灭活的病毒诱导结果杂种植株杂交细胞意义克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能(4)单克隆抗体制备过程中的两次筛选第一次筛选：利用特定选择培养基筛选，获得杂交瘤细胞，即AB型细胞(A为浆细胞，B为骨髓瘤细胞)，不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选：利用多孔板法和抗原抗体杂交法筛选，获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。三、典例剖析 思维拓展考点一 植物细胞工程例1下图是植物体细胞杂交过程示意图。下列有关叙述正确的是()A. 过程需用纤维素酶和果胶酶溶液处理，且溶液的渗透压略大于细胞液渗透压B. 过程可用聚乙二醇诱导原生质体融合，主要依据细胞膜具有选择透过性原理C. 过程表示细胞壁的再生，需要根据生长发育进程更换不同的液体培养基D. 最终得到的植株相对于甲、乙而言，发生了染色体数目变异，因此不具有可育性【答案】A【解析】过程需用纤维素酶和果胶酶溶液处理，且溶液的渗透压略大于细胞液渗透压，A正确；过程可用聚乙二醇诱导原生质体融合，主要依据细胞膜的流动性原理，B错误；需要根据生长发育进程更换不同的固定培养基，不是液体培养基，C错误；最终得到的植株相对于甲、乙而言，发生了染色体数目变异，染色体数为(2n2m)，可育，D错误。【易错点】植物体细胞杂交【方法点拨】本题考查植物体细胞杂交过程，意在考查学生对图的分析能力和理解能力。例2DHA对脑神经发育至关重要。以A、B两种单细胞真核藻为亲本，利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻。两种藻特性如下表。亲本藻优势代谢类型生长速率（g/L.天）固体培养基上菌落直径DHA含量（）A藻自养0.06小0.7B藻异养0.14大无据表回答：（1）选育的融合藻应具有A藻与B藻的优点。（2）诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻，其目的是获得。（3）通过以下三步筛选融合藻，步骤可淘汰B藻，步骤可淘汰生长速成率较慢的藻落，再通过步骤获取生产所需的融合藻。步骤a：观察藻落的大小步骤b:用不含有机碳源（碳源生物生长的碳素来源）的培养基进行光照培养步骤c：测定DHA含量（4）以获得的融合藻为材料进行甲、乙、丙三组试验，结果如下图。甲组条件下，融合藻产生H的细胞器是；丙组条件下产生ATP的细胞器是。与甲、丙两组相比，乙组融合藻生长速率较快，原因是在该培养条件下。甲、乙两组DHA产量均较高，但实际生产中往往采用甲组的培养条件，其原因是。【答案】（1）产生DHA、自养特性快速生长（2）原生质体 （3）b a c（4）线粒体、叶绿体线粒体 融合藻既能光能自养又能异养融合藻利用光能和简单的无机物即能生长，不需要添加葡萄糖，可降低成本，也可防止杂菌生长【解析】（1）A藻自养型，产DHA，但是生长速率慢，B藻异养型，不产DHA，但是生长速率快，选育的融合藻应具有A藻的产生DHA、自养特性与B藻的快速生长的优点。（2）诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻，其目的是去除细胞壁，制备原生质体。（3）用不含有机碳源（碳源-生物生长的碳素来源）的培养进行光照培养可淘汰B藻和BB融合型藻类，观察藻落的大小，可淘汰生长速率较慢的藻落，再通过测定DHA含量的步骤获取生产所需的融合藻。（4）甲组光照添加无机物，融合藻同时进行光合作用和呼吸作用，产生H的细胞器是线粒体、叶绿体，丙组黑暗、添加葡萄糖，融合藻只能进行呼吸作用，产生ATP的细胞器是线粒体。与甲、丙两组相比，乙组融合藻生长速率较快，原因是在光照、添加葡萄糖的培养条件下融合藻既能光能自养，又能异养，甲、乙两组DHA产量均较高，但实际生产中往往采用甲组的培养条件，因为融合藻利用光能和简单的无机物即能生长，不需添加葡萄糖，可降低成本，同时也可防止杂菌生长（因为多数细菌是异养型的）。【易错点】本题考查植物体细胞杂交技术的应用知识、光合作用和呼吸作用相关知识及实验分析能力。【方法点拨】考生需要知道的是植物体细胞杂交技术的目的是希望所培育的新品种具有双亲的优良性状，结合本题表格信息可知A藻的优良性状是自养、能产生DHA，B藻的优良性状是生长速率快，由此就能明白融合藻所应该具有的优点了。考生需要知道筛选目的及生物本身的特点及光照条件下和黑暗条件下植物能进行哪些生理活动和细胞器的功能等知识是解决该题的关键。该题考查的要点给考生指明了日常学习中需要着重培养的能力：实验分析能力，对基础知识的识记能力。例3甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题：（1）以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是_。（2）甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到_。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是_（填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”）。（3）图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是_。A中的愈伤组织是叶肉细胞经_形成的。（4）若该种植物是一种杂合体的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，_（填“能”或“不能”）采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是_。【答案】（1）绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株。 （2）葡萄糖、果糖 具有完整的细胞核 （3）细胞分裂素、生长素 脱分化 （4）不能 对杂合体的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株。【解析】（1）植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。（2）蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。用细胞作为材料进行培养获得幼苗，细胞必须具有完整细胞核，才具有发育为个体的一整套完整遗传信息。（3）影响植物组织培养的两种主要激素是细胞分裂素和生长素。愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。（4）由于花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，组织培养得到花卉基因型不同于原植株，导致不能保留亲本性状。【易错点】植物组织培养【方法点拨】明确植物组织培养过程和原理是解题关键。考点二 动物细胞工程例1下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程。回答下列问题：（1）图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为_。过程表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_的方法。代表的过程是_。（2）经过多次传代后，供体细胞中_的稳定性会降低，因此，选材时必须关注传代次数。（3）若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_。（4）与克隆羊“多莉（利）”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了_。【答案】（1）XX或XY 显微操作（去核法） 胚胎移植 （2）遗传物质 （3） 卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的形状产生影响（4） 已经分化的动物体细胞核具有全能性。【解析】（1）由题意知，该动物体的性染色体组成为XX或XY，过程表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用显微操作去核法，代表的过程是胚胎移植。（2）动物细胞培养时，多次传代后，供体细胞遗传物质稳定性会降低，故选材时必须注意传代次数。取供体动物的体细胞培养，一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。超过10代继续培养，则其遗传物质（或核型）的稳定性会降低。（3）克隆动物的细胞核基因来自供体，因此大部分性状与供体相同，但细胞质基因来源于受体（或提供卵母细胞的个体），即卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的形状产生影响，这就决定了克隆动物的性状与供体不完全相同。（4）克隆动物的培育采用的是核移植技术，核移植技术的原理是：已经分化的动物体细胞核具有全能性。【易错点】核移植技术、动物细胞培养技术、胚胎移植【方法点拨】本题以“获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程图”为情境，综合考查学生对核移植技术、动物细胞培养技术、胚胎移植的熟记和理解能力。解决此类问题的关键是，熟记并理解相关的基础知识、形成知识网络，“读懂”流程图中的每个箭头的含义，据此结合每个问题情境进行图文转换、实现对知识的整合和迁移。例22019年埃博拉病在非洲蔓延，我国派出医疗队首次在境外组建医院，帮助治疗埃博拉疫情。（1）研究表明，埃博拉病毒侵入机体后，通过靶向感染、破坏吞噬细胞等，使其不能暴露病毒的，以致感染信息不能呈递给，阻止正常激活细胞免疫和体液免疫应答过程，导致机体对该病毒的免疫功能下降。因此，病毒在体内快速增殖、致病。（2）对志愿者接种埃博拉试验疫苗后，机体免疫系统能产生相应抗体，还能产生的免疫细胞有。（3）用埃博拉病毒的某种蛋白免疫小鼠，通过技术获得杂交瘤细胞，用于生产单克隆抗体治疗该病。【答案】（1）特有抗原或抗原肽MHCT细胞特异性 （2）记忆细胞、效应T细胞（3） 细胞融合或细胞杂交【解析】（1）正常情况下，抗原侵入机体后被吞噬细胞吞噬处理暴露抗原的抗原肽-MHC复合物，继而完成信号传递。而埃博拉病毒能阻止该过程，阻止吞噬细胞讲抗原的信号呈递给T细胞，进而影响机体的特异性免疫。（2）注射疫苗后，机体能产生一系列的免疫细胞，如记忆细胞、效应T细胞等。（3）制备单克隆抗体时需利用细胞融合或细胞杂交技术先获得杂交瘤细胞，再生产相关药物。【易错点】本题主要是考查机体的细胞免疫与体液免疫，涉及细胞工程中单克隆抗体的制备等相关知识点。【方法点拨】体液免疫与细胞免疫的判断方法：（1）根据免疫的结果：如果免疫引起靶细胞裂解并释放其中隐藏的抗原，则为细胞免疫；如果两种成分结合，形成沉淀或细胞集团，则为体液免疫。（2）根据抗原的种类：如果抗原只进入体液，则为体液免疫；如果抗原进入组织细胞内，则为细胞免疫。例3科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如图。（1）由过程获得的A为。（2）在核移植前，必须先去掉卵母细胞的核。目的是，受体应选用期卵母细胞。（3）进行胚胎移植时，代孕母羊对置入子宫的重组胚胎基本上不发生，这是为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。（4）采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为。【答案】II.（1）含目的基因的表达载体 （2）保证核遗传物质来自目的基因的成纤维细胞 MII中 （3）免疫排斥反应 （4）整合含有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养【解析】II（1）分析图示可知，过程表示构建基因表达载体。 （2）对卵母细胞去核的目的是保证后代的核遗传物质全部来自目的基因的成纤维细胞。受体应选用减数第二次分裂中期。 （3）胚胎移植能成功，原因是代孕母羊对置入子宫的重组胚胎基本上不发生免疫排斥反应。 （4）转基因体细胞克隆属于无性繁殖，细胞能经过传代培养不断增殖，且遗传物质一般不会发生改变。【易错点】基因工程、核移植【方法点拨】本大题分两部分，第部分主要考查基因自由组合定律的应用和基因对性状的控制等知识，重在检测学生能否运用所学知识与观点，结合题干信息，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断并得出正确结论的能力。第部分考查选修三中基因工程、核移植和胚胎工程等现代生物科技的相关知识，重在检测学生识图分析、理解记忆相关知识要点的能力。解决前一部分的问题不仅需要学生能从题干中获取有效信息，而且需要对遗传规律的原理、实质完全理解才能正确作答。对后一部分选修知识则相对容易，但需要学生有较高的语言组织表达能力。四、举一反三 成果巩固 考点一 植物细胞工程1下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经过程获得的幼苗脱毒效果更好。相关叙述错误的是()A. 过程所取茎尖中的叶原基具有较高的分裂、分化能力B. 过程的作用可能是阻碍病毒等进入茎尖分生组织C. 、过程中基因的选择性表达导致了细胞脱分化D. 培养基A、B中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同【答案】 C【解析】过程取芽进行培养是因为芽具有较高的分裂和分化能力，A正确；过程经过热水处理脱毒效果好与阻碍病毒进入有一定的关系，B正确；分化是基因的选择性表达，图中和为再分化过程，C错误；培养基A、B中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同，以控制细胞的分裂和分化。2下列有关植物体细胞杂交技术的叙述，错误的是()A. 利用植物体细胞杂交技术可以获得新物种B. 获得原生质体的过程需要纤维素酶和果胶酶C. 杂种细胞再生细胞壁的过程中，高尔基体比较活跃D. 获得的杂种植株一定能够表现亲本的优良性状【答案】D【解析】通过植物体细胞杂交可获得多倍体植株，是新物种，A正确；利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，才能获得原生质体，B正确；植物细胞内的高尔基体参与细胞壁的形成，所以杂种细胞再生细胞壁时，高尔基体比较活跃，C正确；生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但目前还未能完全表现出两个亲本的优良性状，D错误。3根据植物体细胞杂交技术流程图，回答相关问题。（1）运用传统有性杂交（即用番茄、马铃薯杂交）自然状态下不能得到杂种植株，原因是_。（2）在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是_，其中过程称为_，体现了下细胞膜的_，植物体细胞融合完成的标志是_。（3）已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄-马铃薯”属于_倍体植株。（4）已知柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产若利用此技术，将柴油树细胞培养到_阶段即可（填字母编号）。（5）若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵，然后进行组织培养，该过程相当于_（填数字编号）。（6）人工种子是由发育到_过程（填字母编号）的结构包裹上人工种皮制备的。【答案】（1）不同植物存在生殖隔离 （2）细胞全能性 原生质体融合 流动性 再生出新的细胞壁（3）六 （4）愈伤组织 （5）4和5 （6）f【解析】（1）番茄和马铃薯属于两种植物，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。（2）将杂种细胞培育成杂种植株需要采用植物组织培养技术，其原理是植物细胞具有全能性；图中过程称为原生质体融合，依赖于细胞膜的流动性，植物体细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁。（3）由于番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，因此植物体细胞杂交得到的“番茄-马铃薯”属于异源多倍体里面的异源六倍体。（4）柴油是植物细胞的代谢产物，将柴油树细胞培养进行到愈伤组织即可提取，愈伤组织为图中的e时期。（5）若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵，然后进行组织培养，包括脱分化和再分化两个阶段，即图中的45。（6）人工种子是用胚状体包上人工种皮制成的，其中图中f阶段为胚状体阶段。考点二 动物细胞工程1.在核移植时，通常将整个体细胞而不是细胞核注入去核卵母细胞中，下列说法错误的是()A. 体细胞太小因而去除细胞核较困难B. 细胞质中遗传物质少因而对遗传的影响很小C. 直接将体细胞注入卵母细胞简化了操作程序D. 体细胞的核离开了原来的细胞质将不能存活【答案】D【解析】核移植时，体细胞太小，去除细胞核较困难，所以往往将整个体细胞注入去核的卵母细胞，且操作程序简单，A、C正确；细胞质中DNA少，对遗传的影响很小，B正确；体细胞的核离开原来的细胞质，在新细胞中依然能存活，D错误。2.治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：（1）过程采用的是细胞工程中的_技术。（2）体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液（基）的_。【答案】（1）（体细胞）核移植 （2）PH（或酸碱度）【解析】过程表示将从体细胞中分离出的细胞核与去核的卵（母）细胞重组形成重组细胞的过程，因此采用的是细胞工程中的（体细胞）核移植技术。（2）在动物细胞培养时，CO2的主要作用是维持培养液（基）的PH（或酸碱度）。3.下图为某单克隆抗体制备过程示意图。请回答下列问题：（1）经过程和过程，细胞全能性的变化情况分别是_（填“变大”、“变小”或“不变”）。（2）X细胞和Y细胞融合成Z细胞依据的原理是_。过程需要在_性培养基上培养。通过过程得到的抗体的主要的优点是_。（3）在临床试验中，将抗癌细胞的单克隆抗体与_、化学药物或细胞毒素相结合制成“生物导弹”，注入体内，借助单克隆抗体的_作用将药物带到癌细胞所在位置并将其杀死。（4）图中单克隆抗体的制备和克隆羊“多莉”产生的过程中，都必须用到的动物细胞工程技术是_。在克隆技术伦理方面，我国政府的态度是_。【答案】(1). 变大、变小 (2). 细胞膜的流动性选择特异性强、灵敏度高，并可以大量制备 (3). 放射性同位素导向 (4).动物细胞培养禁止生殖性克隆人，不反对治疗性克隆【解析】据图可知相当与脱分化过程，获得诱导干细胞其全能性较大，细胞分裂能力强，过程是定向诱导分化过程形成特定的组织细胞，该过程细胞全能性减小，过程为细胞融合过程。单克隆抗体的制备过程是：对小动物注射抗原，从该动物的脾脏中获取效应B细胞，将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合，筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞，克隆化培养杂交瘤细胞（体内培养和体外培养），最后获取单克隆抗体。(1)据试题分析可知经过程和过程，细胞全能性的变化情况分别是变大、变小。(2) 过程为细胞融合过程，依据的原理是细胞膜的流动性；X细胞和Y细胞融合成后在培养基在有5中细胞，为获得杂交瘤细胞，应将过程获得的细胞放在选择培养基进行培养；通过过程获得的单克隆抗体与普通抗体相比具有特异性强、灵敏度高，并可以大量制备的优点。(3)将单克隆抗体与放射性同位素、化学药物或细胞毒素相结合，制成“生物导弹”，注入病人体内，可以在原位杀死癌细胞，该过程利用了单克隆抗体的特异识别癌细胞的作用（导向作用）。（4）图中单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程，都必须用到的动物细胞工程技术手段是动物细胞培养；我国政府对克隆技术伦理方面要求禁止生殖性克隆人，不反对治疗性克隆。五、分层训练 能力进阶 【基础达标】1.图示为人体抗胃癌单克隆抗体的制备过程。下列有关叙述错误的是()甲乙丙丁抗胃癌单克隆抗体A. 甲是能与人体抗胃癌抗体特异性结合的抗原B. 细胞融合获得乙的原理和植物原生质体融合的原理基本相同C. 用特定选择培养基对乙筛选，融合细胞均能生长，未融合细胞均不能生长D. 丙需进行克隆化培养和抗体检测，多次筛选后可获得能分泌所需抗体的丁【答案】 C【解析】甲注射小鼠，产生能分泌特异性抗体的B淋巴细胞，则甲属于抗原，A正确；细胞融合获得乙的原理和植物原生质体融合的原理基本相同，都是细胞膜的流动性，B正确；用特定的选择培养基对乙筛选，融合具有同种核的细胞和未融合细胞均不能生长，只有融合的杂种细胞能生长，C错误；杂交瘤细胞经过选择培养基的筛选并经克隆化培养和专一抗体检测后，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞即可制备单克隆抗体，D正确。2.下列有关细胞工程的叙述，正确的是（ ）A.PEG是促细胞融合剂，可直接诱导植物细胞融合B.用原生质体制备人工种子，要防止细胞破裂C.骨髓瘤细胞经免疫处理，可直接获得单克隆抗体D.核移植克隆的动物，其线粒体DNA来自供卵母体【答案】D【解析】PEG是促细胞融合剂，但是不能直接诱导植物细胞融合，植物细胞需要先去除细胞壁形成原生质体才能融合，A错误；制备人工种子，需要用完整植物细胞，借助于植物组织培养技术来实现，不需用原生质体，B错误；能产生抗体的是浆细胞，骨髓瘤细胞不能产生抗体，C错误；核移植克隆的动物，需要供核一方和供质一方（一般用处于减数第二次分裂中期的卵细胞的细胞质），其线粒体DNA来自供卵母体，D正确。3.青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中所提取的一种代谢产物，而茎及其他部位中的青蒿素含量极其微小，下列关于利用植物组织生产青蒿素的叙述中，正确的是()A. 在黄花蒿组织培养过程中一定阶段必须给予光照B. 加入大量生长素可提高青蒿素的产量C. 可通过大量培养愈伤组织以直接获得青蒿素D. 可大规模栽培组织培养苗以获取药用成分【答案】AD【解析】根据“青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中所提取的一种代谢产物，而茎及其他部位中的青蒿素含量极其微小”，因此要提取较多的青蒿素必须要从叶片中提取，需要到再分化的过程，才能形成根和芽等营养器官，而叶绿素的合成需要光照，A正确；生长素的作用具有两重性，B错误；根据题意，必需由叶才能产生大量的青蒿素，愈伤组织不能获得青蒿素，C错误；植物组织培养可以快速高效繁殖培养苗，D正确。4.科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如右图。相关叙述错误的是()A. 培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性B. 培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段C. 实验结果表明茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低D. 根据本实验，培育脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm【答案】A【解析】脱毒苗是利用茎尖等部位含病毒少，几乎无毒，利用植物组织培养技术获得的，过程中没有发生基因突变，A错误；涉及到脱分化和再分化两个阶段，B正确；根据图形可以得出茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低，C正确；实际应用中不仅要脱毒率高，还要成苗率也相对较高，综合考虑茎尖的适宜大小为0.27 mm，D正确。5.下图表示利用生物技术制备抗X的单克隆抗体的过程，请据图回答下列问题：(1) 图1所示过程所用的生物技术有_。(2) 将经免疫处理后的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，获得能分泌抗X的单克隆抗体的杂交瘤细胞的过程中至少要进行两次筛选：一次是通过_培养基，筛选出杂交瘤细胞，另一次是通过_检测，筛选出能分泌抗X的单克隆抗体的杂交瘤细胞。(3) 通过上述方法得到的单克隆抗体可快速准确地识别抗原X，其原因是该抗体具有_的特点。【答案】(1) 动物细胞融合技术和动物细胞培养技术(2) 选择抗体(抗体阳性)(3) 特异性强、灵敏高度【解析】(1) 图1是制备抗X抗原的单克隆抗体的过程，要想获得分泌抗X抗原的抗体，需要对小鼠注射相应的抗原即X抗原；融合后经筛选的细胞为杂交瘤细胞，具备双亲细胞的遗传特性，此类细胞的特点是既能无限增殖又能产生抗X的抗体；两类细胞融合需要细胞融合技术，杂交瘤细胞在体内或体外培养，需要动物细胞培养技术，所以该过程所用的生物技术有动物细胞融合技术和动物细胞培养技术。(2) 获得能分泌抗X的单克隆抗体的杂交瘤细胞的过程中至少要进行两次筛选：一次是通过选择培养基，筛选出杂交瘤细胞，另一次是通过抗体(抗体阳性)检测，筛选出能分泌抗X的单克隆抗体的杂交瘤细胞。(3) 单克隆抗体可快速准确地识别抗原X，其原因是该抗体具有特异性强、灵敏高度的特点。【能力提升】1.下列有关单克隆抗体制备的叙述，正确的是()A. 体外培养杂交瘤细胞需要在培养液中添加动物血清和抗生素B. 经过选择培养基初次筛选的杂交瘤细胞即可进行体内或体外培养C. 先利用特定的抗原蛋白饲喂小鼠，再从小鼠脾脏中分离B淋巴细胞D. 为避免病毒感染，应用聚乙二醇诱导骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合【答案】A【解析】体外培养杂交瘤细胞需要向培养液中加入动物血清，以补充合成培养基中缺乏的营养成分，加入抗生素以保持无毒无菌的环境，A正确；经选择性培养基初次筛选出来的杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和专一抗体检测，才可用于单克隆抗体的生产，B错误；抗原蛋白饲喂小鼠，会被消化酶水解失去活性，应先利用特定的抗原蛋白注射小鼠，再从小鼠脾脏中分离B淋巴细胞， C错误；诱导骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合的方法有离心、电刺激、聚乙二醇、灭活的病毒等，D错误。2.细胞工程中，选择合适的生物材料是成功的关键。下列选择合理的是()A. 选择高度分化的动物体细胞进行培养有利于获得大量细胞B. 选择去核的卵细胞作为核受体进行核移植可提高克隆动物的成功率C. 选择植物的愈伤组织进行诱变处理可获得优质的突变体D. 选择一定大小的植物茎尖进行组织培养可获得脱毒苗【答案】BCD【解析】高度分化的细胞已经失去分裂能力，因此选择高度分化的动物体细胞进行培养不利于获得大量细胞，A错误；卵细胞中含有促进全能性表达的物质，因此择去核的卵细胞作为核受体进行核移植可提高克隆动物的成功率，B正确；愈伤组织细胞处于分生状态，易受培养条件和外界压力的影响而产生突变，因此选择植物的愈伤组织进行诱变处理，再进行人工选择，可获得优质的突变体，C正确；茎尖等分生区组织几乎不含病毒，因此选择一定大小的植物茎尖进行组织培养可获得脱毒苗，D正确。3.利用植物组织培养技术从红豆杉细胞中提取抗癌药物紫杉醇，不需要进行的是()A. 选取合适的外植体并要进行快速消毒B. 培养基中加入适量的蔗糖提供营养并维持渗透压C. 控制植物激素的种类和含量诱导产生愈伤组织D. 选择适当的分化培养基培育红豆杉幼苗【答案】D【解析】植物组织培养技术需要对外植体消毒，并且要选生长旺盛的材料，A正确；植物组织培养的培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压，B正确；植物激素的生长素和细胞分裂素比例为1，有利于愈伤组织的形成，C正确；利用植物组织培养技术，从红豆杉的愈伤组织中提取抗癌药物紫杉醇，不需要选择适当的分化培养基培育红豆杉幼苗，D错误。4.下图表示核移植与克隆动物的相关图解，有关叙述中错误的是()A. 图示过程说明高度分化的动物细胞核仍具有发育的全能性B. 用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞C. 采集的卵母细胞培养到的时期表示减数第二次分裂后期D. 选用去核卵母细胞的主要原因是其细胞质可使体细胞核的全能性表达【答案】C【解析】图示克隆动物的过程说明高度分化的动物细胞核仍具有发育的全能性，A正确；用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，以维持正常的二倍体核型，B正确；采集的卵母细胞培养到的时期表示减数第二次分裂中期，C错误；选用去核卵母细胞的主要原因是其细胞质有利于体细胞核的全能性表达，D正确。5.现欲利用染色体数目相同的两种二倍体植物甲(高产)、乙(耐盐)各自的优势,培育新型高产耐盐植物。回答下列问题。(1)科研人员取甲的叶肉细胞和乙的根尖分生区细胞,在一定条件下将二者融合并形成杂种细胞。在此过程中,常用促进融合的化学诱导剂是,融合的细胞学基础是。在显微镜下观察融合的活细胞中有(填细胞器)的存在,可作为初步筛选杂种细胞的依据。(2)接着将上述杂种细胞培育成杂种植物,在此过程中,杂种细胞先脱分化形成,再转移到培养基上诱导出试管苗,再培养成杂种植株,这体现了植物细胞的。(3)上述杂种植株属于(填“二”或“多”)倍体。甲和乙有性杂交的后代一般是不育的,原因是。【答案】(1)聚乙二醇(PEG)细胞膜的流动性叶绿体(2)愈伤组织再分化全能性(3)多甲、乙有性杂交所产生的后代细胞中没有同源染色体,在减数分裂过程中染色体联会紊乱而不能完成减数分裂和产生正常的配子,故不能生育,也就是存在着生殖隔离【解析】(1)常用促进细胞融合的化学诱导剂是聚乙二醇(PEG),融合的细胞学基础是细胞膜的流动性。在显微镜下观察融合的活细胞中有叶绿体存在,可作为初步筛选杂种细胞的依据。(2)杂种细胞先脱分化形成愈伤组织,转移到再分化培养基上诱导出试管苗,再培养成杂种植株,这体现了植物细胞的全能性。(3)植物体细胞杂交得到的后代是异源多倍体。甲、乙有性杂交所产生的后代细胞中没有同源染色体,在减数分裂过程中染色体联会紊乱而不能完成减数分裂和产生正常的配子,故不能生育,也就是存在着生殖隔离,因此甲和乙有性杂交的后代一般是不育的内容总结（1）一、自我诊断 知己知彼 1.有关传统植物杂交与植物体细胞杂交的比较，正确的是()A. 两者涉及的变异类型依次是基因重组、基因突变B. 两者的操作中都需要使用纤维素酶或果胶酶C. 两项技术培育出的新个体与亲代之间均不存在生殖隔离D. 与前者相比，后者可以克服不同物种之间远缘杂交不亲和的障碍2.（多选）下图是某动物细胞培养时，培养液中活细胞和死亡细胞密度统计结果
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