高考生物大一轮复习学案： 第十单元 现代生物科技专题 第34讲 细胞工程学案

第34讲细胞工程考纲要求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()。考点一植物细胞工程1细胞工程的概念2细胞的全能性(1)含义：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)物质基础：细胞内含有本物种全部的遗传信息。(3)植物细胞全能性表达的条件：具有完整的细胞结构；处于离体状态；提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。3植物组织培养技术(1)原理：植物细胞具有全能性。(2)过程4植物体细胞杂交技术(1)概念：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)操作流程过程a为去除细胞壁获得具有活力的原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。过程b是原生质体的融合，其原理是细胞膜具有一定的流动性。人工诱导的方法有物理法，包括离心、振动、电激等；化学法一般用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂来诱导细胞融合。过程c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。过程d是植物组织培养，其原理是植物细胞的全能性。(3)意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。深化拓展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，其体细胞中染色体数为(2x2y)条，4个染色体组，基因型为AabbccDd。5植物细胞工程的应用(1)微型繁殖：优点是能够保持亲本的优良性状。(2)作物脱毒：利用茎尖、根尖等无毒组织进行微型繁殖。(3)培育人工种子：可以解决某些植物结实率低、繁殖困难的问题。(4)作物新品种的培育(5)细胞产物的工厂化生产：即利用植物组织培养技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。1有关细胞全能性与组织培养的判断(1)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞的全能性()(2)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性()(3)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化()(4)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的()(5)经植物组织培养得到的胚状体用人工薄膜包装后可得到人工种子()2有关植物体细胞杂交技术的判断(1)利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞进行诱导融合()(2)用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性()(3)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志()(4)培养草莓脱毒苗所采用的主要技术是细胞杂交()据图分析植物体细胞杂交过程(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理是什么？提示细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。(2)如何根据细胞膜表面荧光判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的？提示融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光。(3)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n条染色体，则“番茄马铃薯”细胞在有丝分裂后期含有多少条染色体？提示2(mn)条。(4)若杂种细胞培育成的“番茄马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于几倍体植株？提示单倍体植株。命题点一植物组织培养过程的分析1某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材消毒愈伤组织培养出芽生根移栽”。下列有关叙述错误的是()A消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害B在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞C出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控D生根时，培养基通常应含萘乙酸等生长素类调节剂答案B解析植物组织培养中消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对培养材料的伤害，A项正确；植物体细胞的杂交需先除去细胞壁得到原生质体，再在细胞融合诱导剂作用下获得染色体加倍的细胞，B项错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，C项正确；植物组织培养过程中，生根阶段的培养基中通常应含有生长素类调节剂，D项正确。2(2018济南调研)如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述正确的是()A该途径依据的原理是植物细胞具有全能性B过程需控制好培养基中植物激素的比例C经过程细胞的形态和结构未发生变化D过程需使用固体培养基，有利于细胞增殖答案B解析细胞全能性以细胞发育成个体为标志，而图中并没有形成完整植物体，A项错误；过程是脱分化，而决定植物脱分化和再分化的关键因素是培养基中植物激素的种类和比例，因此该过程需控制好培养基中植物激素的比例，B项正确；过程是脱分化，经该过程细胞的形态和结构发生了变化，成为高度液泡化的薄壁细胞，C项错误；过程需使用液体培养基，有利于细胞增殖，D项错误。植物组织培养中生长素和细胞分裂素的比值与效果生长素/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命题点二植物细胞工程的综合应用3为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题：(1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为_。(2)在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如下图所示。细胞干重在12 d后下降的原因有_；培养液中蔗糖的作用是_、_。(3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经_处理，会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常用纤维素酶和_酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞(2N)经诱导处理后，观察到染色体数为8N的细胞，合理的解释是_、_。答案(1)脱分化(2)蔗糖浓度下降，pH降低提供能源调节渗透压(3)秋水仙素(低温)果胶经加倍到4N的细胞处于有丝分裂后期经加倍到8N的细胞处于有丝分裂中期解析(1)外植体经诱导形成愈伤组织的过程称为脱分化。(2)观察图示可知，12 d后蔗糖浓度和pH都下降到较低水平，影响能量的供应和酶的活性，导致细胞干重下降。另外，培养液中的蔗糖还具有调节渗透压的作用。(3)在细胞分裂过程中，用低温或秋水仙素处理，都可抑制纺锤体的形成，使染色体不能移向两极，从而使细胞中染色体数目加倍。愈伤组织的细胞之间含有纤维素和果胶，欲将其分散成单个细胞，压片前需用纤维素酶和果胶酶处理。愈伤组织细胞经诱导处理后，有的细胞染色体数目加倍(4N)，有的细胞染色体数目未加倍(2N)，也可能有的细胞在连续分裂中每次都因低温或秋水仙素抑制了纺锤体的形成，导致细胞中染色体数目连续加倍，出现染色体数目为8N的细胞。所以染色体数目加倍到4N的细胞处于有丝分裂后期时染色体数目为8N，染色体数目加倍到8N的细胞处于有丝分裂中期时染色体数目也为8N。4利用相关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥花椰菜植株，已知野生黑芥具有黑腐病的抗性基因，而花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，技术人员用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力，再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，流程如下图。据图回答下列问题：(1)该过程用到的工程技术有_和_。(2)过程所需的酶是_，过程PEG的作用是_，经过操作后，需筛选出融合的杂种细胞，显微镜下观察融合的活细胞中有供体的叶绿体存在可作为初步筛选杂种细胞的标志。(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是_。原生质体经过细胞壁再生，进而分裂和脱分化形成_。(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和双亲植株的根尖，制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的_；将杂种植株栽培在含有_的环境中，可筛选出具有高抗性的杂种植株。答案(1)植物体细胞杂交植物组织培养(2)纤维素酶和果胶酶促进原生质体的融合(3)保持原生质体完整性愈伤组织(4)形态和数目黑腐病菌解析(1)据图可知，该流程图表示先去掉两种植物细胞的细胞壁，然后诱导融合获得杂种细胞，通过植物组织培养获得杂种植株，该过程是植物体细胞杂交。(2)植物细胞细胞壁的成分是纤维素和果胶，因此采用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁；聚乙二醇(PEG)的作用是促进原生质体的融合。(3)去掉细胞壁后获得的原生质体需要放在适宜浓度的甘露醇溶液中，保持原生质体完整性，避免失水或吸水；在植物组织培养中，经过脱分化后形成愈伤组织。(4)由于染色体在显微镜下能看见，因此可以制作临时装片，观察染色体的形态和数目，以确定是否发生染色体变异；对杂种植物进行鉴定最简单的方法是从个体水平上进行检测，即接种黑腐病菌，观察植物的性状。植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法(1)诱导产生的细胞(假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B)未融合的细胞：A和B。两两融合的细胞：AA、BB和AB。多细胞融合体。(2)检测方法：对诱导产生的细胞进行植物组织培养，然后根据得到的植物性状进行判断。若得到的是一种植物的性状，说明是未融合细胞。若得到的是具有两种亲本性状的植物，说明是杂种植株。若得到的是具有两种亲本性状的植物，且一种植物的性状得到加强，则是多细胞融合体。若得到的是一种植物的性状且效果得到加强，则是同种细胞融合的结果。考点二动物细胞培养与核移植技术1动物细胞培养(1)原理：细胞增殖。(2)培养条件无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理，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，通常需加入血清、血浆等一些天然成分。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%空气加5%CO2的混合气体。(3)动物细胞的培养过程(4)应用：生物制品的生产、检测有毒物质、医学研究。小贴士关于动物细胞培养的两组概念辨析(1)细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为接触抑制。(2)原代培养与传代培养原代培养：细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培养。原代培养的细胞核型正常。传代培养：进行分瓶后的扩大培养，即传代培养。一般情况下，细胞传至1050代后，增殖会明显减缓，甚至完全停止，部分细胞出现核型异常。2动物体细胞核移植技术和克隆动物(1)原理：动物体细胞核具有全能性。(2)过程(3)结果：产生新个体。(4)应用：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；保护濒危物种；生产医用蛋白；作为异种移植的供体；用于组织器官的移植。深化拓展植物组织培养与动物细胞培养的比较比较项目植物组织培养动物细胞培养理论基础植物细胞的全能性细胞增殖前处理无菌、离体无菌；用胰蛋白酶处理，使组织细胞相互分散开取材植物较幼嫩的部位或花药等动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织培养基性质固体液体培养基成分水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素、琼脂等糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素、动物血清等结果最终产生新个体，体现了细胞的全能性细胞培养产生大量细胞，不形成新个体，不能体现细胞的全能性相同点都需人工条件下的无菌操作；都需要适宜的温度、pH等条件；都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂1有关动物细胞培养的判断(1)制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理()(2)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸()(3)在25 的实验条件下可顺利完成大鼠神经细胞的培养()(4)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞()(5)克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变()(6)二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的()2有关动物细胞核移植的判断(1)动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞()(2)克隆动物的性状与供体动物完全相同()(3)与“多利”羊等克隆哺乳动物相关的技术有胚胎移植、细胞培养和核移植()(4)用于核移植的供体细胞一般都选用10代以内的培养细胞()如图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线，图中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。据图分析：(1)原代培养和传代培养的分界点是哪个？提示B点之前的培养称为原代培养，之后的培养称为传代培养。(2)AB段和DE段繁殖速度缓慢的原因是什么？提示AB段发生了接触抑制；DE段细胞大部分衰老失去分裂能力。(3)E点后的细胞大多数具有异倍体核型，这样的细胞有什么特点？提示E点后的细胞属于细胞系，能无限增殖。命题点一动物细胞培养过程的分析1下列有关动物细胞培养的叙述，正确的是()A动物细胞培养过程中，可用胃蛋白酶处理使细胞分散开B通过动物细胞培养获得大量细胞，可证明动物细胞具有全能性C动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础D动物细胞培养选用的培养材料大多是动物的受精卵答案C解析动物细胞培养过程中，应用胰蛋白酶处理使细胞分散开，A项错误；通过动物细胞培养获得大量细胞，没有获得完整个体，不能证明动物细胞具有全能性，B项错误；动物细胞培养选用的培养材料大多是幼龄动物的组织或细胞，D项错误。2(2018六安一中质检)回答下列有关动物细胞培养的问题：(1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面_时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的_。此时，瓶壁上形成的细胞是_层。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，用到的酶是_。(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现_现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而获得_，该种细胞的黏着性_，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量_。(3)现用某种大分子染料对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不被染色，原因是_。(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用分裂_期的细胞在显微镜下进行观察。(5)在细胞培养过程中，通常在_条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中_的活性降低，细胞_速率降低。答案(1)相互接触接触抑制单(或一)胰蛋白酶 (2)衰老甚至死亡不死性降低减少(3)活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内(或死细胞的细胞膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色)(4)中(5)冷冻(或超低温、液氮)酶新陈代谢解析(1)细胞接触抑制是指细胞表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。基于上述特性，瓶壁上形成的细胞是单层排列的。需要用胰蛋白酶将贴壁的细胞从瓶壁上分离下来。(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡现象，但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成不死性细胞。该种细胞由于细胞表面糖蛋白减少，其黏着性降低。(3)活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料不能通过，所以活细胞不被染色；死细胞的细胞膜失去了选择透过性，大分子染料可以通过，所以死细胞能被大分子染料染色。(4)有丝分裂中期时染色体的着丝点排列在赤道板上，染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体数目的最佳时期。(5)在细胞培养过程中，通常在冷冻(或超低温、液氮)条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低。动物细胞培养的2个易错点(1)动物细胞培养时选用幼龄动物组织或胚胎进行细胞培养，因为其分化程度低，增殖能力强，更易于培养。(2)动物细胞培养时加入CO2的主要作用是维持培养液的pH；O2 的作用是促进细胞有氧呼吸。命题点二动物体细胞核移植过程的分析3如图是某克隆羊培育过程模式图，试分析获得该克隆羊的生殖方式、该克隆羊的基因型以及该克隆羊发育成熟时所分泌的性激素依次是()A无性生殖、Aa、雌性激素B无性生殖、aa、雄性激素C有性生殖、aa、雄性激素D有性生殖、AA、雌性激素答案B解析克隆羊是利用了细胞核移植技术，其生殖方式为无性生殖；该克隆羊继承了B羊的全部的细胞核基因和A羊的细胞质基因，因此其基因型为aa；由于B羊为雄性，因此该克隆羊亦为雄性，故该克隆羊发育成熟时分泌的性激素是雄性激素，故B项正确。4克隆羊的成功轰动世界，它不仅奠定了疾病克隆性治疗的基础，又解决了器官移植中供体不足的问题，同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用，请据图回答：(1)图中所涉及的现代生物技术有_和_等。若让动物1能够产生出人体胰岛素，还需要的技术是_。(2)图中两个克隆动物长大后，各方面特征与雄性动物相同，这说明_具有全能性。(3)使用培养基进行胚胎干细胞培养时，培养基中除了加入一些必要的营养成分外，通常要加入_等天然成分，除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中，还需要保证细胞生活所需的_。(4)图中“从内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，一般用_处理内细胞团，使之分散成单个细胞。答案(1)动物细胞核移植胚胎移植(或胚胎分割)基因工程(或DNA重组技术)(2)体细胞核(3)血清、血浆温度和pH(4)胰蛋白酶解析(1)将细胞核与去核的卵母细胞构建成重组细胞，采用了动物细胞核移植技术；将重组细胞培养成早期胚胎，采用了早期胚胎培养技术；将早期胚胎移植到代孕母体，采用了胚胎移植技术；从早期胚胎中分离出内细胞团，进而培育成胚胎干细胞，离不开动物细胞培养技术和胚胎干细胞培养技术的支持；早期胚胎分为胚胎1和2，运用了胚胎分割技术。若让动物1能够产生出人体胰岛素，需要借助基因工程技术将人的胰岛素基因导入相应的受体细胞，进而培育成转基因动物1。(2)克隆动物的培育成功，说明动物体细胞核具有全能性。(3)使用培养基进行胚胎干细胞培养时，由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，所以培养基中除了加入一些必要的营养成分外，通常要加入血清、血浆等一些天然成分。除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中，还需要保证细胞生活所需的温度和pH。(4)从“内细胞团到胚胎干细胞”的培养过程中，会出现细胞的“接触抑制”现象，因此常用胰蛋白酶处理内细胞团，使之分散成单个细胞。动物细胞核移植技术中的3个易错点(1)动物细胞核移植技术，体现了动物细胞核的全能性而非细胞的全能性。(2)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。(3)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：克隆动物线粒体中的DNA来自去核卵(母)细胞；性状受环境的影响；在个体发育过程中有可能发生基因突变。考点三动物细胞融合与单克隆抗体的制备1动物细胞融合(1)概念：两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，也称细胞杂交。(2)条件：需要用聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒或电激等诱导因素。(3)原理：细胞膜的流动性。(4)结果：形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。(5)意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段，为制造单克隆抗体开辟了新途径。深化拓展植物体细胞杂交与动物细胞融合比较植物体细胞杂交动物细胞融合培养条件营养物质(水、无机盐、蔗糖、氨基酸和有机酸等)、激素(细胞分裂素、生长素等)及其他条件(无菌、适宜的温度和pH等)葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、血清或血浆等天然成分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、细胞增殖细胞融合方法用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散成单个细胞后，诱导细胞融合诱导手段物理法：离心、振动、电激等化学法：聚乙二醇(PEG)物理、化学法：与植物体细胞杂交的相同生物法：灭活的病毒结果获得杂种植株获得杂种细胞，以生产细胞产品用途克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍制备单克隆抗体、病毒疫苗、干扰素等2.单克隆抗体(1)制备过程(2)优点：特异性强、灵敏度高，可大量制备。(3)用途：作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物。(1)植物原生质体融合与动物细胞融合原理是相同的()(2)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体()(3)小鼠骨髓瘤细胞的染色体数为40，B淋巴细胞的染色体数为46，融合后形成的杂交瘤细胞DNA分子数为86()(4)杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎()(5)B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型(若仅考虑两两融合的情况)()下图为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图，据图分析：(1)与多克隆抗体相比，单克隆抗体的优点有哪些？提示单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高，可大量制备。(2)图中第一次筛选和第二次筛选的目的有何不同？提示第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是筛选出能产生所需单克隆抗体的杂交瘤细胞。命题点一细胞融合的原理及过程分析1一系列实验证明细胞膜具有流动性，荧光抗体免疫标记实验就是其中的一个典型例子。下图表示了人、鼠细胞融合的过程，研究中分别将带有绿色荧光、能与人体细胞膜上HLA抗原特异性结合的抗体和带有红色荧光、能与小鼠细胞膜上H2抗原特异性结合的抗体放入细胞培养液中，对人、鼠细胞进行标记。下列有关该实验的叙述不正确的是()A要使实验现象明显，可以适当提高细胞培养液的温度B选取不同生物细胞进行融合是因为不同生物细胞表面抗原差异较大C实验表明不同种生物细胞可以杂交，而同种生物细胞不能进行融合D实验结果可以直接证明细胞膜上的蛋白质分子可以运动答案C2(2017合肥三模)下图表示细胞工程的流程图(a、b表示过程)，请据图回答下列问题：(1)若图示为动物细胞融合的过程，则a特有的诱导剂是_。以动物细胞融合为基础发展起来的杂交瘤技术为制造单克隆抗体开辟了新途径，通过把能产生抗体的_细胞与能在体外大量增殖的_细胞进行融合，得到既能迅速大量繁殖，又能产生专一抗体的杂交瘤细胞。(2)若图示为植物体细胞杂交过程，则在甲、乙融合之前，需要用_(填酶)制备_。这项工程的意义是_。(3)由甲、乙融合得到丙细胞的基本原理是_。答案(1)灭活的病毒B淋巴(浆)骨髓瘤(2)纤维素酶和果胶酶原生质体克服远缘杂交不亲和的障碍，扩大亲本组合的范围(3)细胞膜的流动性解析(1)若a是诱导动物细胞融合，则特有的诱导剂是灭活的病毒。在单克隆抗体的制备过程中，利用已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞，该细胞既可以迅速大量增殖，又可以产生专一的抗体。(2)在植物体细胞杂交过程中，需要对甲、乙细胞先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，然后再诱导甲、乙的原生质体融合。该技术可以克服远缘杂交不亲和的障碍，扩大亲本组合的范围。(3)甲、乙细胞融合形成丙细胞，利用了细胞膜的流动性。命题点二单克隆抗体制备过程的分析3关于下面制备单克隆抗体过程示意图的叙述，不正确的是()A表示已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均是从小鼠的脾脏中提取的B促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇作介导C中的筛选是通过抗原抗体反应进行的D可以无限增殖答案A解析已免疫的B淋巴细胞可以从小鼠的脾脏中提取，也可以从血浆中提取，骨髓瘤细胞是从小鼠的骨髓中提取的。单克隆抗体是利用已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞得到的，融合方法可以用化学方法聚乙二醇，生物方法灭活的病毒等。如果要筛选能产生特定抗体的细胞群，可以通过检测抗原抗体反应，如果有反应说明产生了抗体。融合细胞具有双亲的特点，既能无限增殖又能产生单一抗体。4(2017平罗中学第一次月考)类风湿性关节炎(RA)是一种自身免疫病，致残性强。研究表明，该病的致病机理与肿瘤坏死因子(TNF)密切相关，而一种人鼠嵌合的抗TNF单克隆抗体能有效治疗RA。如图为该单克隆抗体制备过程示意图，请据图回答下列问题：(1)单克隆抗体的制备涉及细胞工程中的_、_技术。(2)图中抗原A是_，HAT培养基的作用是_。将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞具有的特点是_。(3)医疗上，把单克隆抗体与化学药物或细胞毒素相结合制成“_”，借助抗体的定向作用将药物带到病变细胞并将其杀死。(4)克隆动物是指用_方法得到的动物。(5)单克隆抗体的特点是_、_、_。答案(1)动物细胞融合(或杂交瘤)动物细胞培养(2)肿瘤坏死因子(或TNF)筛选出杂交瘤细胞既能大量增殖，又能产生特异性抗体(3)生物导弹(4)(动物体细胞)核移植(5)特异性强灵敏度高并可大量制备解析(1)单克隆抗体的制备涉及动物细胞培养和动物细胞融合技术。(2)图中刺激免疫动物产生抗TNF单克隆抗体的抗原是肿瘤坏死因子(或TNF)。HAT培养基的作用是筛选出杂交瘤细胞。杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体。(3)医疗上，把单克隆抗体与化学药物或细胞毒素相结合制成“生物导弹”，借助抗体的定向作用将药物带到病变细胞并将其杀死。(4)克隆动物是指用核移植方法得到的动物。(5)单克隆抗体的特点是：特异性强、灵敏度高，并可大量制备。矫正易错强记长句1具有全能性体现(实现)全能性具有全能性：理论上，具有细胞核的活细胞都具有全能性；体现(实现)全能性：只有发育成完整个体，才能说明体现(实现)了细胞的全能性。2有关植物体细胞杂交的3个易错点(1)误认为植物体细胞杂交的结果只是形成杂种细胞。植物体细胞杂交的结果最终要经过组织培养形成杂种植株。(2)误认为植物体细胞杂交属于有性生殖。植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。(3)误认为杂种植株的变异类型属于基因重组。杂种植株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，所以变异类型为染色体变异。3B淋巴细胞要经过免疫过程，才能产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。4在单克隆抗体制备过程中，有两次筛选：第一次是筛选出杂交瘤细胞(用选择培养基)；第二次是进一步筛选出能产生人们所需要抗体的杂交瘤细胞(用抗原抗体结合法)。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。重温高考演练模拟1.如图为细胞融合示意图(只考虑细胞两两融合)，若A、B分别是基因型为Hhrr、hhRr两个烟草品种的花粉，两对基因独立遗传，由于一对隐性纯合基因(rr或hh)的作用，在光照强度大于800 lx时，都不能生长。下列叙述正确的是()诱导细胞融合的方法是用灭活病毒处理，原理是细胞膜的流动性实验开始时必须用纤维素酶和果胶酶除去不利于原生质体融合的结构在大于800 lx光照下培养，可淘汰5种融合细胞，筛选出基因型为HhRr的杂种细胞利用植物组织培养技术可将融合细胞培养成杂种烟草植株，原理是细胞具有全能性A BC D答案D解析诱导植物原生质体融合的方法没有灭活的病毒，灭活的病毒只能诱导动物细胞的融合，错误；实验开始时必须用纤维素酶和果胶酶除去不利于原生质体融合的结构细胞壁，正确；根据基因的自由组合规律可以看出，A的花粉即配子的基因型为Hr、hr，B的花粉基因型为hR、hr，诱导融合产生的杂种细胞(只考虑两个原生质体的融合)共有6种基因型，即HHrr、hhrr、hhRR、HhRr、Hhrr、hhRr，在大于800 lx光照下培养，其中HHrr、hhrr、hhRR、Hhrr、hhRr的个体不能生长，只有同时具备了H和R基因才能够生长，可淘汰5种融合细胞，筛选出基因型为HhRr的杂种细胞，正确；利用植物组织培养技术可将融合细胞培养成杂种烟草植株，原理是细胞具有全能性，正确。2(2017武汉调研)应用植物组织培养技术，不仅可实现种苗的快速繁殖、培育无病毒植株，也可加快作物及苗木育种。下面是培育柑橘耐盐植株的实验流程：回答下列问题：(1)愈伤组织是由离体的茎段经_过程形成的，此时愈伤组织细胞_(填“具有”或“不具有”)细胞的全能性。(2)对愈伤组织进行了两次处理，处理1中射线照射的目的是_，用射线不直接处理茎段而是处理愈伤组织，原因是 _；处理2中添加的物质X为_。(3)植物组织培养技术也被广泛应用于其他作物的育种中。在培育白菜甘蓝、三倍体无子西瓜、农杆菌转化法获得的抗虫棉中，必须用到植物组织培养技术的是_。答案(1)脱分化具有(2)诱发基因突变愈伤组织细胞分裂能力强，易诱发基因突变NaCl(或盐)(3)白菜甘蓝、抗虫棉解析(1)离体的茎段经过脱分化过程可形成愈伤组织，此时愈伤组织具有未分化的特点，细胞依然具有较高的全能性。(2)图中对愈伤组织进行了两次处理，第一次处理是用射线照射诱发愈伤组织细胞发生基因突变。愈伤组织细胞分裂能力强，易受到培养条件和外界压力的影响而发生基因突变；第二次处理是抗盐接种实验，即在培养基中加入NaCl，适应一定浓度盐的愈伤组织才可以生长，不适应的愈伤组织死亡。(3)作物育种研究中常用农杆菌转化法将含抗虫基因的Ti质粒导入到植物体细胞中，再利用植物组织培养技术获得抗虫的农作物。运用细胞工程培育白菜甘蓝杂种植株，需要采用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株。3(2013新课标，40)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。答案(1)纤维素果胶原生质体愈伤再分化(分化)植物体细胞杂交技术(2)由受精卵发育来的体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽解析(1)该新型药用植物是通过植物体细胞杂交技术获得的。要获得有活力的原生质体才能进行体细胞杂交，因此首先用纤维素酶和果胶酶去掉植物的细胞壁，然后用PEG化学诱导剂(物理方法：离心、振动等)诱导二者的原生质体融合。然后采用植物组织培养技术获得杂种植株，植物组织培养的主要过程是：先脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成植物体，利用了植物细胞的全能性。(2)如果植物甲、乙是两个物种，二者不能通过有性杂交产生可育后代，原因是甲、乙有性杂交所产生的后代在减数分裂过程中同源染色体联会异常，也就是存在着生殖隔离。但植物甲、乙通过植物体细胞杂交技术产生的后代却是可育的，因为在减数分裂过程中同源染色体能完成正常的联会，产生正常的配子。(3)将植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。4(2016全国，40)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性状产生影响(4)动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性解析(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。5(2014新课标，40)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(染色体数目为40条)，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目为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廇细胞外，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_。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)不能无限增殖解析(1)据图分析可知，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗体效价几乎都达到16 000以上，小鼠Y的血清抗体的效价最高，最适合用于制备单克隆抗体。(2)融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞之外，还有骨髓瘤细胞的自身融合细胞和B淋巴细胞的自身融合细胞。细胞的融合是随机的，并且不可能所有的细胞都融合，故体系中会出现多种类型的细胞。(3)动物细胞融合后形成的是具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞。杂交瘤细胞的细胞核中的染色体数目最多为4060100(条)。(4)正常细胞的分裂次数是有限的，且经过免疫的B淋巴细胞高度分化，不能无限增殖，经多次传代培养后逐渐衰老死亡。1(2018六安一中月考)下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程，据图分析错误的是()A过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理B过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变C过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能D过程需用适宜配比的生长素和细胞分裂素处理答案B解析紫外线照射可诱导原生质体发生突变，但突变是不定向的。2下列有关细胞工程的叙述，正确的是()APEG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，但植物细胞不能直接融合，需先去壁形成原生质体才能融合，A错误；制备人工种子应用完整的植物细胞，不需制备原生质体，B错误；骨髓瘤细胞不能产生抗体，C错误；核移植克隆的动物，其线粒体来自卵细胞即线粒体DNA来自供卵母体，D正确。3下面的简式表示植物组织培养的大致过程，据此判断错误的是()A若是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞，则可能出现不同植物的遗传特性B若是花粉，则是单倍体植株，经染色体加倍后可得到稳定遗传的品种C若是人参细胞，对进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量D若是具有杂种优势的农作物细胞，则用进行微型繁殖会发生性状分离答案D解析若是具有杂种优势的农作物细胞，则用进行微型繁殖进行的是有丝分裂，不会发生性状分离。4生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一头野驴刚死亡，以下提供的“复生”野驴个体的方法中能够成功的是()A将野驴的体细胞取出，利用细胞培养技术，可培育成新个体B将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体C取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵母细胞中，经孕育培养成新个体D将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体答案C解析野驴的体细胞的全能性已经受到限制，不能经过培养形成新个体；将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成的是带有野驴基因的家驴；野驴的体细胞核中具有发育成野驴的全部基因，因此通过核移植技术，可使野驴“复生”。5用动物细胞工程技术制备单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是()A将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞B用氯化钙作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合C筛选杂交瘤细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体D该杂交瘤细胞株的增殖方式和产物分别是有丝分裂和单克隆抗体答案B解析B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合需要灭活的病毒、聚乙二醇或物理因素来诱导；氯化钙不能作为诱导剂，氯化钙的作用是在基因工程中用于提高细胞壁的通透性，便于重组质粒进入微生物细胞内。6蓝莓中富含的花青素能有效地改善视力，下面为科学家利用植物组织培养的方法，大量培养蓝莓具体流程的文字图解。请回答下列问题：(1)用于离体培养的蓝莓组织叫做_，该技术的原理是_。(2)配制MS培养基时，应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机物等营养物质，蔗糖除作为碳源外，还具有_的功能。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基，这三种培养基的主要差异是 _。(3)图中蓝莓组织要经过消毒处理后才能进行培养。其过程中，细胞的分化程度会_(填“升高”“降低”或“不变”)。(4)愈伤组织经过过程重新分化成根或丛芽的过程叫_。(5)蓝莓花青素在60 以下的热稳定性较好，将含花青素的粗品经真空干燥(可使水的沸点降低40 )制成成品。采用该方法的主要原因是_。答案(1)外植体(植物)细胞的全能性(2)提供能量和维持渗透压生长素和细胞分裂素的用量及比例不同 (3)降低(4)再分化(5)避免(干燥时温度过高导致)花青素分解解析(1)植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，用于离体培养的组织叫做外植体。(2)配制MS培养基时，应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机物等营养物质，蔗糖除作为碳源外，还具有提供能量和维持渗透压的功能。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基，这三种培养基的主要差异是生长素和细胞分裂素的用量及比例不同。(3)图中过程是脱分化形成愈伤组织的过程，高度分化的细胞恢复分裂能力，则分化程度降低。(4)图中过程是愈伤组织经过再分化形成丛芽或根的过程。(5)含花青素的粗品经真空干燥(可使水的沸点降至40 )制成成品，采用该方法的主要原因是避免(干燥时温度过高导致)花青素分解。7(2017芜湖质检)下图为A、B两种二倍体植物体细胞杂交过程示意图，请据图回答下列问题：(1)步骤的方法是_。步骤常用的化学试剂是_，之后_(填“是”或“否”)需要筛选。(2)在利用杂种细胞培育成为杂种植物的过程中，运用的技术手段是_，其中步骤是_