2018版高考生物一轮复习 第十一单元 现代生物科技专题 第二讲 细胞工程学案 新人教版

第二讲细胞工程考纲展示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()授课提示：对应学生用书第255页一、细胞工程1细胞工程的概述(1)原理方法：细胞生物学和分子生物学的原理和方法。(2)操作水平：细胞水平或细胞器水平。(3)目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。2植物细胞的全能性(1)概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。(2)原理：细胞内含有本物种的全部遗传信息。(3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，需要一定的营养、激素和其他适宜外界条件。(4)细胞全能性大小与细胞分化程度成反比。(5)全能性大小：植物细胞：受精卵生殖细胞体细胞。动物细胞：受精卵生殖细胞体细胞核(动物细胞全能性受限制，但细胞核具有全能性)。二、植物组织培养技术1原理：植物细胞具有全能性。2植物组织培养技术(1)离体的器官、组织或细胞常称为外植体。(2)a过程为脱分化，b过程为再分化，A表示愈伤组织，B表示丛芽或胚状体。3植物体细胞杂交技术(1)概念：指将不同种的植物体细胞在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。(2)原理：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。(3)过程植物细胞A、B酶解法纤维素酶和果胶酶处理去掉细胞壁原生质体A、B诱导融合聚乙二醇处理/离心/振动/电激融合的原生质体再生出细胞壁(融合完成的标志)杂种细胞愈伤组织杂种植株(4)意义：克服远缘杂交不亲和的障碍，培育作物新品种。(5)变异类型：染色体变异。4植物细胞工程的实际应用(1)(2)作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用。(3)细胞产物的工厂化生产：培养到愈伤组织阶段。三、动物细胞工程1动物细胞工程的技术手段：动物细胞培养、动物体细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。2动物细胞培养(1)过程取动物组织块配制细胞悬液原代培养：具有贴壁生长和接触抑制的特点传代培养(2)培养条件无菌、无毒环境营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外通常还需加入血清、血浆等一些天然成分。适宜的温度：36.50.5 ；适宜的pH：7.27.4。气体环境3动物体细胞克隆技术(核移植技术)(1)原理：动物细胞核具有全能性。(2)核移植分类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。(3)核移植过程(以高产奶牛克隆为例)(4)选用去核卵母细胞的原因：卵母细胞比较大，易操作；卵母细胞细胞质多，营养丰富，含有促进核全能性表达的物质。(5)体细胞核移植技术存在的问题：克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。4动物细胞融合(1)动物细胞融合原理：细胞膜具有流动性。(2)动物细胞融合方法：物理法(离心、振动、电激)、化学法和灭活病毒(生物法)。(3)结果：形成杂交细胞。(4)意义：突破了远缘杂交不亲和的障碍。(5)应用：制备单克隆抗体。5单克隆抗体的制备(1)单克隆抗体制备过程(2)单克隆抗体的特点：特异性强，灵敏度高，并可大量制备。(3)应用在理论研究中具有重要意义。用于疾病的诊断、治疗、预防，如单抗诊断试剂盒，具有简单、快速、准确的优点；“生物导弹”定向消灭癌细胞，不损伤健康细胞。1植物组织培养的过程主要包括脱分化和再分化两个阶段，脱分化的结果是形成愈伤组织，再分化的结果是形成根和芽。2植物体细胞杂交需要用酶解法制备原生质体，所用的酶包括纤维素酶和果胶酶。3无论是植物体细胞杂交还是动物细胞融合，都需要诱导。4植物组织培养需要各种营养成分和植物激素，动物细胞培养也需要各种营养成分及血清。5植物体细胞杂交可用于作物育种，动物细胞融合可用于单克隆抗体的制备。6产生单克隆抗体的细胞是杂交瘤细胞，它既能产生单克隆抗体又能无限增殖。有关细胞工程的6个易混易错点(1)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。(2)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。(3)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)。(4)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。(5)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。(6)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。授课提示：对应学生用书第257页考点一植物细胞工程核心考点通关1植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系名称植物组织培养植物体细胞杂交原理植物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种的植物体细胞融合后形成杂种细胞技术操作脱分化、再分化等除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导原生质体融合应用 繁殖 培育新品种生产细胞产品克服远缘杂交的不亲和性，培育作物新品种 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特别提醒(1)进行融合的两种植物细胞，一般选择不同部位、不同颜色的细胞，如一种选择叶肉细胞(绿色)，则另一种选择根细胞(白色)。这样融合后的细胞有三种(以上图为例)：AA型、BB型、AB型，符合要求的只有AB型，可以在显微镜下通过颜色进行筛选。(2)杂种细胞的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，属于异源多倍体，变异类型属于染色体变异。(3)由于植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，所以常采用茎尖组织培养技术获得脱毒苗。(4)愈伤组织处于不断的分生状态，容易受到射线、化学物质等的影响而产生突变。2植物激素在植物组织培养中的作用生长素/细胞分裂素的比值作用效果比值高时促进根分化、抑制芽形成比值低时促进芽分化、抑制根形成比值适中促进愈伤组织形成3.植物体细胞杂交后的遗传物质分析(1)遗传特性：杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。(2)染色体组数染色体组数两种植物体细胞内染色体组数之和。植物体细胞杂交形成的杂种植株，有几个染色体组就称为几倍体。若一植物细胞含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则新植株应为异源四倍体，其体细胞中染色体为(2x2y)条，4个染色体组，基因型为AabbccDd。4植物细胞工程的实际应用(1)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。特点作物脱毒技术：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、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。(2)作物新品种的培育单倍体育种实质：花药离体培养过程就是植物组织培养过程。流程：花药单倍体幼苗纯合子。优点：后代不发生性状分离，都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短了育种年限。突变体的利用：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。(3)细胞产物的工厂化生产可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物，如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。特别提醒(1)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。(2)人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳或子叶提供。针对训练1(2017江西九江七校联考)根据下面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_，植物体细胞融合完成的标志是_。(3)已知番茄、马铃薯分别为二倍体、四倍体，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_(填字母编号)。(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。解析：(1)番茄和马铃薯属于两个物种，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是细胞的全能性，其中过程称为原生质体融合，植物体细胞融合完成的标志是产生新的细胞壁。(3)由于番茄、马铃薯分别为二倍体、四倍体，因此“番茄马铃薯”属异源六倍体。(4)柴油是植物细胞的代谢产物，将柴油树细胞培养到愈伤组织阶段即可提取，愈伤组织阶段为图中的e阶段。(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。(6)人工种子是用胚状体包上人工种皮制成的。答案：(1)不同种的植物存在生殖隔离(2)细胞的全能性原生质体融合产生新的细胞壁(3)六(4)e(5)(6)f考点二动物细胞工程核心考点通关1动物细胞培养与动物体细胞核移植动物细胞培养动物体细胞核移植原理细胞增殖动物细胞核的全能性过程结果获得细胞群获得克隆动物应用(1)生产生物制品；(2)用于基因工程；(3)检测有毒物质；(4)临床医学研究(1)加速家畜遗传改良进程，促进良种繁育；(2)保护濒危物种；(3)生产医用蛋白；(4)提供克隆器官、组织等易混易错动物细胞培养和核移植技术的理解(1)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同：第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。(2)细胞核移植技术形成重组细胞并发育成一个新个体，体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。(3)克隆属于无性繁殖，产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。(4)核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原因：克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其线粒体中的DNA来自于去核卵细胞。性状受基因与环境共同影响。在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动物没有的性状。2单克隆抗体的制备(1)血清抗体与单克隆抗体名称产生特点血清抗体由浆细胞分泌一般从血清中分离，产量低、纯度低、特异性差单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌特异性强，灵敏度高，能大量制备(2)单克隆抗体的制备(3)制备单克隆抗体过程中的两次筛选筛选的对象方法第一次筛选杂交瘤细胞利用特定的选择培养基：在该培养基中只有杂交瘤细胞存活，其他细胞(未融合的B细胞和瘤细胞、融合后的BB细胞和瘤瘤细胞)均不能成活第二次筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞利用特定抗原通过抗原抗体杂交技术确认抗体性质特别提醒(1)相比植物体细胞杂交，动物细胞融合特有的诱导方式是用灭活的病毒处理，其他物理化学诱导融合的手段与植物体细胞杂交过程中原生质体诱导融合方法相同。(2)获取单克隆抗体的场所若在培养基中进行杂交瘤细胞培养，则从培养液中提取。若在小鼠或其他动物腹腔中培养，则从腹水中提取。针对训练2(2017广东东莞月考)如图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计生产破伤风杆菌抗体的实验方案。请据图回答问题：(1)该方案能达到预期效果吗？_。原因是_。(2)图中为_过程，常用_作为诱导剂。该细胞继承了_，因此，不仅能_，还有_的本领。(3)图中进行细胞培养的目的是_。(4)在制备破伤风杆菌抗体的过程中，进行了两次筛选，其目的不同，是通过筛选获得_，是通过筛选获得_。(5)图中的培养能获得_细胞，便于大规模培养。(6)破伤风杆菌的抗体最终可从_和_中提取。(7)该方案的目的是_。解析：(1)B淋巴细胞具有以下特点：在体外不能无限增殖；只有受到抗原刺激后才能产生相应抗体；与骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞后既可无限增殖，又能产生大量所需抗体。所以单克隆抗体制备过程首先需要注射与生产单克隆抗体发生特异性免疫反应的抗原，否则小鼠体内不会发生特异性免疫反应，也不会产生合成所需抗体的B淋巴细胞。(2)因为B淋巴细胞虽能产生抗体，但不能无限增殖，数量有限，因此获得B淋巴细胞后，需要与骨髓瘤细胞融合，融合必须在诱导剂的诱导下才能发生，常用的是灭活病毒。两细胞融合是随机的，有三种类型；B淋巴细胞B淋巴细胞，骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞，B淋巴细胞骨髓瘤细胞，我们需要的是杂种细胞，它结合了双亲的遗传物质，具备无限增殖和产生特异性抗体的能力，所以需培养筛选。(3)单克隆抗体生产中，经筛选获得的杂交瘤细胞需要体外培养获得大量的克隆细胞。(4)第一次筛选是选择需要的杂交瘤细胞，第二次筛选是在杂交瘤细胞中选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。(5)图中的培养能获得足量的杂交瘤细胞。(6)获得的杂交瘤细胞需转移到体外细胞培养液中或小鼠腹腔中生产大量的单克隆抗体。(7)由图可知，该方案的目的是制备单克隆抗体。答案：(1)不能没有将抗原注入小鼠体内，无法获得产生单一抗体的B淋巴细胞(2)细胞融合和筛选灭活的病毒双亲细胞的遗传物质无限增殖产生特异性抗体(3)在体外条件下使杂交瘤细胞大量增殖(4)杂交瘤细胞产生破伤风杆菌抗体的杂交瘤细胞(5)足够量杂交瘤(6)细胞培养液小鼠腹水(7)制备单克隆抗体考点三动植物细胞工程的比较核心考点通关1动物细胞培养与植物组织培养的比较动物细胞培养植物组织培养原理细胞的增殖植物细胞的全能性细胞来源胚胎或幼龄动物的组织或器官离体植物器官、组织或细胞培养基状态液体固体成分天然培养基合成培养基组成葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、维生素、动物血清矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素、有机添加物器皿培养瓶锥形瓶过程原代培养，传代培养更换培养基，细胞增殖分化生长特点贴壁生长，细胞增殖不分化诱导形成愈伤组织，细胞增殖分化细胞进行异养需氧代谢接种前处理灭菌，用胰蛋白酶等使组织分散成单个细胞灭菌培养条件恒温、无菌、无须光照常温、无菌、光照条件培养目标生产蛋白质类生物制品；获取大量细胞；检测有毒物质快速繁育无病毒植株；生产药物、食品添加剂、香料、色素、杀虫剂等相同点都需要人工条件下的无菌操作、无菌培养；都需要适宜的温度、pH等条件2.植物体细胞杂交与动物细胞融合的不同点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针对训练3细胞融合技术有着广泛应用。下图表示细胞融合的简略过程，据图回答相关问题。(1)若a、b分别是基因型为yyRr和YYrr两个玉米品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。科学家分别将它们的花粉除去细胞壁，然后诱导其融合，再把这些融合细胞进行培养，培育出了玉米新品种。这两个品种的花粉可用化学诱导剂_诱导融合，共可产生_种基因型的融合细胞(仅考虑两两融合)，这些融合细胞经过脱分化形成_，再经培养可以得到_种不同于亲本基因型的玉米新品种。若想培育出基因型为yyRR的玉米植株，也可直接用基因型为yyRr植株的花粉培养，再经过_处理并筛选获得，这种方法叫作_。(2)若a、b表示番茄和马铃薯两种植物的体细胞，请据图回答问题。在“番茄马铃薯”杂种植株的培育过程中，运用了植物细胞工程中的_技术，植物体细胞融合完成的标志是_。a、b细胞融合之前，要用到的酶是_，酶处理后得到_。(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和已免疫的B淋巴细胞，请据图回答问题。为了能充分发挥上述两种细胞各自的特点，经特殊处理，在促细胞融合因子的作用下，两种细胞发生融合，形成图中的d细胞，d细胞的特点是_。由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有_等特点。下列各图为单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来：_。解析：(1)聚乙二醇是诱导细胞融合的常用化学物质。细胞融合过程中会产生自身融合细胞和异种融合细胞。基因型为yyRr和YYrr的玉米产生的花粉的基因型分别为yR、yr和Yr，即两两融合细胞的基因型有yyRr、YyRr、Yyrr、yyRR、yyrr、YYrr 6种。其中基因型为YyRr、Yyrr、yyRR、yyrr的愈伤组织培养成的玉米新品种的基因型不同于亲本。(2)植物体细胞杂交包括植物体细胞融合和植物组织培养。细胞融合前需要用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁。(3)d细胞具有两种亲本的遗传物质，既能无限增殖，又能产生特异性抗体。答案：(1)聚乙二醇(PEG)6愈伤组织4染色体加倍(秋水仙素处理)单倍体育种(2)植物体细胞杂交再生出细胞壁纤维素酶和果胶酶原生质体(3)既能无限增殖，又能产生特定的抗体特异性强、灵敏度高、可大量制备授课提示：对应学生用书第260页练全国高考真题知考查重点1(2016高考全国卷)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)”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了_。解析：(1)因供体的性别不确定，故其细胞核内的性染色体组成为XX或XY；一般将卵母细胞培养到M中期，用显微操作法将其细胞核去除；代表的过程是胚胎移植。(2)传代培养10代以内的细胞可以保持正常的二倍体核型，超过10代以后，供体细胞中遗传物质的稳定性会降低。(3)克隆动物细胞质中的遗传物质来自卵母细胞的细胞质，细胞质中的遗传物质对克隆动物的性状会产生影响。(4)克隆动物的成功可以证明动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性。答案：(1)XX或XY显微操作胚胎移植(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性状产生影响(4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性2(2014高考新课标全国卷)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数)，结果如下图所示。若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目40条)，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目60条)按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。回答下列问题：(1)制备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16 000以上，则小鼠最少需要经过_次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是_小鼠，理由是_。(2)细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有_，体系中出现多种类型细胞的原因是_。(3)杂交瘤细胞中有_个细胞核，染色体数目最多是_条。(4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是_。解析：(1)分析题图可知，经4次免疫后，小鼠Y的血清抗体效价就可达到16 000以上。由于4次免疫后的Y小鼠的血清抗体效价最高，故最适合用于制备B淋巴细胞。(2)细胞融合实验中，由于细胞融合是随机的，而且诱导融合率不可能达到100%，所以会有未融合的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞、融合的具有同种核的细胞和杂交瘤细胞三种类型。(3)杂交瘤细胞同时具有B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的核物质，但细胞核只有一个。由于杂交瘤细胞在分裂过程中染色体会丢失，故细胞核中染色体数目最多是4060100(条)。(4)B淋巴细胞已经分化，没有无限增殖的潜能。答案：(1)4YY小鼠的血清抗体效价最高(2)B淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞细胞融合是随机的，且融合率达不到100%(3)1100(4)不能无限增殖3(2013高考新课标全国卷)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题：(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用_酶和_酶去除细胞壁，获得具有活力的_，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成_组织，然后经过_形成完整的杂种植株。这种培育技术称为_。(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指_。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是_。(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖，经植物组织培养得到的_等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。解析：(1)植物体细胞杂交技术的第一步是用纤维素酶和果胶酶去除两种植物细胞的细胞壁，获得具有活力的原生质体。诱导融合成功后获得的杂种细胞，经脱分化培养成愈伤组织，然后经过再分化形成完整的杂种植株。(2)多倍体的概念：体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。由于甲与乙有性杂交的后代中分别含有甲植物和乙植物的一个染色体组，两个染色体组中的染色体互不同源，杂交后代细胞中无同源染色体，减数分裂过程中会发生联会异常，不能产生正常的生殖细胞，故该植株不可育。而体细胞杂交获得的杂种植物分别含有甲植物和乙植物的两个染色体组，含有同源染色体，减数分裂过程中联会正常，能产生正常的生殖细胞，故该杂种植株可育。(3)制备人工种子的材料可以是经植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等。答案：(1)纤维素果胶原生质体愈伤再分化(或分化)植物体细胞杂交技术(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体(其他合理答案也可)在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常(其他合理答案也可)(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽(答对其中个即可)练各地市模拟知命题热点4(2017山东济南调研)科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄马铃薯杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如下图所示：(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理有_。(2)过程常用的酶是_，细胞融合完成的标志是_。(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂_诱导融合，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可观察到_种不同的原生质体，当观察到_时可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。(4)过程和过程依次为_，过程中的培养基常添加的植物激素是_。(5)若番茄细胞内含m条染色体，马铃薯细胞中含n条染色体，则“番茄马铃薯”细胞在有丝分裂后期含_条染色体。若杂种细胞培育成的“番茄马铃薯”植株为六倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于_植株。解析：(1)植物体细胞杂交包括原生质体融合和培育杂种植株两大步骤，两者的原理分别是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。(2)去除细胞壁常用的酶是纤维素酶和果胶酶，细胞融合完成的标志是形成新的细胞壁。(3)化学促融剂是聚乙二醇，两两融合的原生质体有三种：番茄番茄、番茄马铃薯、马铃薯马铃薯，其中杂种细胞的细胞表面有两种颜色的荧光。(4)过程和过程分别表示脱分化和再分化，诱导细胞分化所用的植物激素主要是生长素和细胞分裂素。(5)“番茄马铃薯”体细胞有mn条染色体，有丝分裂后期染色体数目加倍，由配子发育成的个体均为单倍体。答案：(1)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性(2)纤维素酶和果胶酶形成了新的细胞壁(3)聚乙二醇(或PEG)3融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光(4)脱分化和再分化生长素和细胞分裂素(5)2(mn)单倍体5(2017天津十校联考)下图为动物细胞培养过程中细胞增殖曲线(甲)及细胞变化(乙)，请回答下列问题：(1)图甲中_点以后表示细胞的传代培养，AB段可能发生了如图乙_(填序号)所示的_现象，在进行B至C过程培养前，需要用_处理细胞。(2)动物细胞培养，一般传至_代以内细胞能保持正常的二倍体核型。(3)为制备单克隆抗体，需将_注射到小鼠体内，以此获取_，同时将该细胞与图乙_(填序号)所示的细胞融合形成杂交瘤细胞，该杂交瘤细胞的特点是_。为筛选能够产生单克隆抗体的杂交瘤细胞，可用_培养基来达到目的。解释：(1)B点之前是初次培养，称为原代培养；AB段增殖速度缓慢，是因为发生了图乙中所示的接触抑制现象，若要继续进行传代培养，需要用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理使组织细胞分散开来。(2)传代培养10代以上，细胞的二倍体核型可能会发生改变，10代以内的细胞仍然保持二倍体核型。(3)制备单克隆抗体时，需要将浆细胞和能无限增殖的细胞(如中发生癌变的瘤细胞)融合，二者融合后形成的杂交瘤细胞，既能像瘤细胞那样无限增殖，又能像浆细胞那样产生专一抗体。需要利用特定的选择性培养基将产生单一抗体的杂交瘤细胞筛选出来。答案：(1)B接触抑制胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)(2)10(3)抗原浆细胞既能无限增殖，又能产生专一抗体选择性授课提示：对应学生用书第373页1“白菜甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和耐储藏等优点。如图是“白菜甘蓝”的杂交过程示意图。请回答下列问题：(1)在上述过程中，过程常用的方法是_。(2)已知白菜细胞中含2X条染色体，甘蓝细胞中含有2Y条染色体，则杂种植株叶肉中染色体数为_，通常情况下，白菜和甘蓝杂交是不能成功的，原因是_。(3)过程常用的化学试剂是_；若用于杂交的白菜和甘蓝的基因型分别为AaBB、ccDd，在过程中可获得哪几种类型的融合细胞？_(写出基因型)。(4)该项技术的意义是_。解析：(1)获得植物细胞原生质体常用酶解法，即用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。(2)杂种细胞经细胞核融合，故染色体数为两种细胞染色体数之和即2X2Y。(3)化学诱导法常用PEG(聚乙二醇)作为诱导剂，融合后细胞可能的基因型为AAaaBBBB、ccccDDdd、AaBBccDd三种类型。(4)杂种植株来源于不同种的体细胞杂交过程，正常情况下存在生殖隔离，故其意义为克服了远缘杂交不亲和的障碍。答案：(1)酶解法(或用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁)(2)2X2Y存在生殖隔离(3)聚乙二醇(PEG)AAaaBBBBccccDDddAaBBccDd(4)克服远缘杂交不亲和的障碍2(2017海南海口模拟)下图是水稻的花药通过无菌操作，培养产生花粉植株的两种途径的示意图。请据图回答下列问题：(1)图中的花粉应选自_，花药培养成功率最高。图中的A是_，C过程指_，B指_。(2)这两种途径之间没有绝对的界限，主要取决于_。(3)配制培养基时加琼脂的目的是_。(4)组织培养要求无菌操作的原因是_。(5)要促进花粉细胞分裂和生长，培养基中应有_和_两类植物激素。解析：(1)进行花药离体培养，花粉发育时期的选择非常重要，宜选取单核期细胞核由中央移向细胞一侧的时期。(2)图示两种途径的主要区别在于所使用培养基中激素的种类及浓度配比不同。(3)培养基中加入琼脂可制成固体培养基。(4)由于微生物会在营养丰富的培养基上快速繁殖，影响植物组织的生长发育，故培养过程中应无菌操作。(5)植物组织培养过程中，生长素与细胞分裂素的应用对于外植体脱分化、再分化至关重要。答案：(1)单核期胚状体诱导生根生根(2)培养基中激素的种类及其浓度配比(3)使培养基呈固体状态，有利于外植体的生长(4)如不无菌操作，微生物会在培养基上快速繁殖，影响植物组织的生长发育(5)细胞分裂素生长素3现有甲、乙两个番茄品种(染色体数2n24)，其基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因位于非同源染色体上，且在光照强度大于500勒克斯时，都不能生长，这是由于它们中的一对隐性纯合基因(aa或bb)作用的结果。取甲乙两品种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相混，使之融合，诱导产生细胞团。然后，放到大于500勒克斯光照下培养，结果有的细胞团不能分化，有的能分化发育成植株。请回答下列问题：(1)甲、乙两番茄品种花粉经过花药离体培养技术而形成的植株是_倍体。(2)将叶肉细胞制成原生质体时，使用_破除细胞壁。(3)在细胞融合技术中，常用的化学试剂是_。融合后形成的细胞类型有_种(这里仅考虑2个原生质体的相互融合)。(4)细胞融合成功的标志是_。(5)细胞融合后诱导产生的细胞团叫_。(6)在大于500勒克斯光照下培养，能分化的细胞团的基因型是_(这里只考虑2个原生质体的相互融合)。由该细胞团分化发育成的植株，其染色体数是_。解析：(1)由配子直接发育来的植株是单倍体。(2)叶肉细胞有细胞壁，因此要制成原生质体时，先要把细胞壁分解掉，细胞壁的成分主要为纤维素和果胶，因此要用纤维素酶和果胶酶破除细胞壁。(3)人工诱导植物细胞融合的方法有物理法和化学法，常用的化学试剂是聚乙二醇(PEG)，可用的物理方法是离心、振动、电激。若只考虑两两结合的情况，会出现3种类型的融合细胞，即甲细胞自身融合形成的细胞，乙细胞自身融合形成的细胞及甲和乙细胞相融合形成的杂种细胞。(4)原生质体长出了新的细胞壁，说明细胞融合成功。(5)细胞融合后形成杂种细胞，杂种细胞经过脱分化形成愈伤组织。(6)大于500勒克斯光照下培养，隐性纯合基因(aa或bb)有致死作用，只有杂种细胞才能存活，即基因型为AaBb的细胞团存活。由杂种细胞发育成的植株，其染色体数是24条。答案：(1)单(2)纤维素酶和果胶酶(3)PEG3(4)再生出细胞壁(5)愈伤组织(6)AaBb244如图所示为动物细胞培养的基本过程示意图，回答下列问题：(1)容器A中放置的一般是幼龄动物的器官或组织，原因是其细胞_，易于培养。培养时先要剪碎，然后用_分散细胞，制成B瓶中的细胞悬液。细胞悬液转入C瓶中进行的初次培养称为_。(2)在D瓶中正常培养了一段时间后，发现细胞绝大部分死亡，只有极少数细胞存活，这是因为存活的细胞发生_，可无限增殖。目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为传代_代以内，以保持细胞正常的_核型。(3)B、C、D瓶中的培养基为保证无菌、无毒的环境，需要添加一定量的_。还需要提供O2和CO2等气体环境，CO2的作用主要是_。(4)动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。如图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。据图可知，培养_细胞一定需要添加血清。解析：(1)培养动物细胞一般选择幼龄动物的器官或组织，原因是其细胞分裂能力强，易于培养。(2)细胞正常培养了一段时间后，发现细胞绝大部分正常死亡，极少数细胞存活，这是因为存活的细胞发生了突变，可无限增殖。(3)培养液中加入一定量的抗生素可抑制杂菌繁殖。(4)分析曲线图可知，是否添加血清对于癌细胞的增殖影响不大，而对于正常细胞增殖影响很大，故培养正常细胞一定需要添加血清。答案：(1)分裂能力强胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)原代培养(2)突变10二倍体(3)抗生素维持培养液的pH(4)正常5下图为单克隆抗体制备流程示意图。(1)图中过程是_。对动物细胞来说，过程独有的方法是_。过程的目的是_。过程的目的是获得_。(2)若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体，可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的_中使其增殖。(3)单克隆抗体与传统抗体相比，其优点是_。解析：(1)过程表示诱导浆细胞与骨髓瘤细胞融合，动物细胞特有的诱导融合方法是用灭活的病毒处理。单克隆抗体制备过程中需两步筛选：是利用选择培养基筛选杂交瘤细胞，过程是利用克隆化培养和抗体检测筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。(2)杂交瘤细胞可在小鼠腹水中进行体内培养。答案：(1)向老鼠中注射特定抗原灭活的病毒处理筛选杂交瘤细胞能产生特异性抗体的杂交瘤细胞(2)腹水(3)特异性强，灵敏度高，可大量制备6下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解。请据图回答：(1)图中、所示的结构分别是_、_。(2)图中、所示的生物工程技术分别是_、_。(3)过程通常用去核卵细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作，营养物质丰富外，还因为它_。(4)过程通常采用的方法是_。(5)过程的完成需要用到的非酶基因操作工具为_。(6)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是_。解析：(1)体细胞核移植利用体细胞核和去核卵细胞。内细胞团细胞具有发育的全能性，此时导入健康胰岛B细胞基因，可以形成能正常分泌胰岛素的胰岛B细胞群。(2)将体细胞核和去核卵细胞重组为一个细胞，为体细胞核移植技术。将健康胰岛B细胞基因移植入受体细胞，为基因工程技术。(3)过程通常用去核卵细胞作为受体细胞，除了因为它体积大，易操作，营养物质丰富外还因为其含有能够激活细胞核全能性表达的物质。(4)目的基因导入动物细胞通常用显微注射法。(5)基因工程基本工具为限制酶、DNA连接酶、载体，载体为非酶基因操作工具，通常为质粒。(6)图示方法与一般的异体移植相比可避免免疫排斥。答案：(1)细胞核内细胞团(2)(体细胞)核移植技术基因工程(转基因技术或重组DNA技术)(3)含有促进(或激活)细胞核全能性表达的物质(4)显微注射法(5)载体(6)不发生免疫排斥反应7下列是生物学技术制备抗体的两个途径模式简图。(1)过程得到的Y细胞称为_。得到的单克隆抗体最主要的优点是_。(2)过程需要_酶，过程需要用_处理受体细胞。(3)若抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序相同，两者的空间结构是否相同？_。为什么？_。(4)如果想用棉花生产该种抗体，则过程的受体细胞通常选用_，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过_技术获得能产抗体的转基因棉花植株。解析：分析图形可知，图中是动物细胞融合，是动物细胞培养，是分离提取mRNA，是反转录形成目的基因，是构建重组质粒，是将目的基因导入大肠杆菌。(1)过程将经免疫的B细胞与骨髓瘤细胞融合得到Y细胞，即杂交瘤细胞，杂交瘤细胞产生的单克隆抗体最主要的优点是特异性强、灵敏度高、并可大量制备。(2)过程是反转录形成目的基因，过程是将目的基因导入大肠杆菌，需要用Ca2(或CaCl2)处理受体细胞，使其处于感受态，易于吸收外源DNA。(3)抗体2形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工，抗体1形成过程经过内质网和高尔基体的加工，所以若抗体1与抗体2的氨基酸排列顺序虽然相同，但两者的空间结构不同。(4)如果想用棉花生产该种抗体，则利用农杆菌转化法，即过程的受体细胞通常选用农杆菌，经过筛选后再侵染棉花体细胞，转化成功后通过植物组织培养技术获得能产抗体的转基因棉花植株。答案：(1)杂交瘤细胞特异性强、灵敏度高、并可大量制备(2)反转录Ca2(或CaCl2)(3)不同抗体2形成过程没有经过内质网和高尔基体的加工，抗体1形成过程经过内质网和高尔基体的加工(4)农杆菌植物组织培养8如图所示为动物细胞培养过程中，动物细胞增殖情况的变化曲线(图中B、D两点表示经筛选后继续培养)，请据图回答下面的问题：(1)OA段的培养称为_培养，AB段可能发生了_现象，需要用_酶处理，以使组织细胞分散开来。(2)动物细胞培养和植物组织培养过程中，就细胞增殖、分化来说，动植物细胞都要进行_，不同的是植物细胞还要进行_。(3)为制备单克隆抗体，需将_注射到小鼠体内，以此获取_细胞，同时可选取图中_点的细胞与该细胞融合形成杂交细胞，所选取细胞的细胞膜上的_比正常细胞显著减少。为筛选出能够产生单克隆抗体的杂交细胞，可用_培养基达到目的。解析：据图中不同阶段细胞的增殖代数可知，AB段细胞不再增殖，但此时细胞仍有增殖能力，因此此时可能发生了接触抑制，故OA段为原代培养；D点细胞增殖代数达到了60次以上，故此时细胞发生了癌变，获得了无限增殖的能力。答案：(1)原代接触抑制胰蛋白(2)增殖或分裂脱分化和再分化(3)抗原浆D糖蛋白选择- 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