全国通用版2019高考生物二轮复习专题九现代生物科技专题考点2细胞工程学案.doc

考点2细胞工程1明确细胞工程技术的原理(1)植物组织培养：细胞的全能性。(2)植物体细胞杂交：细胞的全能性、细胞膜的流动性。(3)动物细胞培养：细胞的增殖。(4)体细胞核移植：动物细胞核的全能性。(5)单克隆抗体的制备：细胞膜的流动性、细胞的增殖。(6)动物细胞融合：细胞膜的流动性。2理清植物组织培养的流程提醒(1)条件：无菌、离体。(2)培养基组成：无机营养、有机营养、激素、琼脂。(3)植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。(4)植物组织培养的目的不同，培养阶段也就不同：若生产人工种子，则培养到胚状体阶段；若提取细胞产品，则一般培养到愈伤组织阶段；若培育新个体，则应培养到试管苗阶段。3理清植物体细胞杂交技术(1)酶解方法：用纤维素酶和果胶酶处理。(2)促融方法：物理法：离心、振动、电激等；化学法：聚乙二醇(PEG)。(3)植物体细胞杂交即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过程，不管是染色体数、基因型还是染色体组数都采用直接相加的方法。4理清动物细胞培养流程提醒(1)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同：第一次：处理剪碎的组织，使其分散成单个细胞；第二次：使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来。(2)传代细胞的特点传代培养到10代以内的细胞核型稳定，1050代时部分细胞核型发生变化，50代以后遗传物质可能发生变化。(3)原代培养与传代培养的区别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，让细胞继续增殖，这样的培养过程通常称为传代培养。(4)动物细胞培养的条件无菌、无毒的环境；特殊营养：血清、血浆；适宜的温度和pH；气体环境：含95%空气加5%CO2的混合气体。5理清动物体细胞核移植提醒(1)选择受体细胞为去核卵母细胞的原因营养丰富；体积大，易操作；含有激发细胞核全能性表达的物质。(2)核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状可能不同的三个原因：克隆动物遗传物质来自两个亲本；发育过程中可能发生基因突变或染色体变异；外界环境可能引起不遗传的变异。6关注制备单克隆抗体常考点(1)3种细胞特点不同免疫后的B淋巴细胞：能分泌抗体，不能大量增殖。骨髓瘤细胞：能大量增殖，不能分泌抗体。杂交瘤细胞：既能分泌抗体，又能大量增殖。(2)2次筛选目的不同第一次筛选：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B淋巴细胞，B为骨髓瘤细胞)，该细胞既能分泌抗体又能大量增殖，筛选掉A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选：利用多孔培养皿和抗原抗体杂交法筛选，获得产生特异性抗体的杂交瘤细胞。1(2018全国，38)2018年细胞期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴“中中”和“华华”。回答下列问题：(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指_。通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目_(填“减半”“加倍”或“不变”)。(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度_(填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其原因是_。(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目_(填“相同”或“不同”)，性染色体组合_(填“相同”或“不同”)。答案(1)将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中不变(2)小于胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易(3)相同不同解析(1)核移植是指将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中，形成重组细胞。重组细胞形成的早期胚胎可移植到受体子宫内进一步发育，最终分娩得到克隆动物。因为染色体在细胞核中，所以克隆动物体细胞的染色体数目与提供细胞核的个体的体细胞相同。(2)由于动物的胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易，而动物的体细胞分化程度高，恢复全能性十分困难，因此，动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。(3)哺乳动物雌雄个体的体细胞中，细胞核内常染色体的数目是相同的，性染色体组合是不同的。若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，则得到的克隆动物的体细胞中常染色体的数目相同，性染色体组合不同。方法技巧(1)核移植属于无性繁殖；(2)核移植可以选择子代克隆动物性别看提供核的亲本是还是；(3)核移植过程需要动物细胞培养和胚胎移植技术；(4)该技术体现的是动物细胞核的全能性。2(2013全国，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)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。由于甲、乙都是二倍体，因此，植物体细胞杂交得到的后代是异源多倍体(四倍体)。(3)人工种子生产不受气候、季节和地域等因素限制，而且可以避免后代发生性状分离等优点，因此，植物细胞工程重要的应用之一是制备人工种子，用到的核心技术是植物组织培养技术。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。方法技巧植物体细胞杂交植物杂交：若甲、乙两亲本都含2个染色体组，染色体数分别为20和30，基因型分别为AAbb和CCDD，则经植物体细胞杂交后子代杂种植株含有4个染色体组，50条染色体，基因组成为AAbbCCDD，是可育的；若经植物杂交(即有性杂交)，则子代个体内含2个染色体组，染色体数为101525(条)，基因组成为AbCD，后代不可育。3(2018德州高三模拟)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杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴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。分析回答下列问题：(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，用箭头和文字补全图中方框内获取单克隆杂交杂交瘤细胞的生产过程。(5)获得的单克隆杂交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。答案(1)使小鼠产生能分泌识别癌胚抗原抗体的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杂交杂交瘤细胞(5)注射到小鼠腹腔内增殖解析(1)过程表示给小鼠注射抗原，目的是刺激小鼠产生能分泌识别癌胚抗原抗体的B淋巴细胞；根据单克隆抗体制备流程可知，该过程涉及到的技术有动物细胞融合技术、动物细胞培养技术。(2)过程诱导细胞融合的方法有聚乙二醇、灭活病毒、电激等；HAT选择培养基的作用是筛选出杂交瘤细胞，而骨髓瘤细胞不能生长。(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)，因此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。(4)单克隆抗体制备过程为：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)获得的单克隆杂交杂交瘤细胞在体外条件下培养或注射到小鼠腹腔内增殖，均可提取出大量的双特异性单克隆抗体。4科学家培育转乳糖分解酶基因奶牛的过程如图所示。请回答下列问题：(1)图中细胞培养的培养液成分与植物组织培养基成分最主要的区别在于前者含有_。在进行细胞原代培养时会出现_和细胞接触抑制现象。为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的_。(2)图中将乳糖分解酶基因导入胚胎成纤维细胞中，最常用的方法是_。(3)图中的核移植操作需要将经过细胞培养获得的供体细胞的细胞核注入去核的卵母细胞中，去掉卵母细胞细胞核的目的是保证克隆动物的核遗传物质全部来自_，而所用的供体细胞一般都选用传代培养10代以内的细胞，原因是传代培养10代以内的细胞能保持正常的_。(4)重组细胞2在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛体内会生出与图中的黑白花奶牛性状并不完全相同的犊牛，原因可能有_(至少答出两点)。(5)单克隆抗体的制备也需要构建重组细胞，该重组细胞是将_融合而成的。答案(1)血清细胞贴壁生长 抗生素(2)显微注射法(3)供体细胞的细胞核二倍体核型(4)生物的性状受细胞核和细胞质中遗传物质共同控制，还受环境因素的影响、胚胎成纤维细胞的遗传物质有近一半来自配种的公牛等(5)骨髓瘤细胞和免疫过的B淋巴细胞解析(1)在动物细胞培养的合成培养基中，通常需加入动物血清等天然成分。在进行细胞原代培养时会出现细胞贴壁生长和细胞接触抑制现象。向培养液中加入适量的抗生素，可以防止细胞培养过程中细菌的污染。(2)将目的基因导入动物细胞常用显微注射法。(3)核移植过程中，去掉卵母细胞细胞核的目的是保证克隆动物的核遗传物质全部来自供体细胞的细胞核。原代培养10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型，因此所用的供体细胞一般都选用原代培养10代以内的细胞。(4)由于生物的性状受细胞核和细胞质中遗传物质共同控制，生物的性状还受环境因素的影响，胚胎成纤维细胞的遗传物质有近一半来自配种的公牛等，因此重组细胞2在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛体内会生出与图中的黑白花奶牛性状并不完全相同的犊牛。(5)单克隆抗体的制备过程中，将骨髓瘤细胞和免疫过的B淋巴细胞融合构建重组细胞(杂交瘤细胞)。5(2018福州高三下学期质检) 莴苣易受软腐病菌的感染，野生甘蓝具有软腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理窝苣原生质体可使其染色体片段化，并丧失增殖能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的野生甘蓝原生质体融合，以获得抗软腐病杂种植株。流程如下图所示：据图回答下列问题： (1)过程所需的酶是_。(2)过程后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的_存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。进一步对杂种植株进行_接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。(3)为研究甘蓝的A基因与抗性是否有关，科研人员提取野生甘蓝的DNA，将氨苄青霉素的抗性基因(N基因)插入A基因中，替换A基因的中间片段，如图所示。为达到上述目的，用限制酶处理后，在A1片段与N基因、N基因与A3片段间要有_。要使改造后的A基因能表达出N基因所编码的蛋白质，插入的N基因前端应包含_。PCR扩增改造后的A基因，转入野生甘蓝细胞中，并用加入_的培养基筛选，获得的甘蓝细胞，其愈伤组织培育后发现也非常容易感染软腐病，表明A基因是_。答案(1)纤维素酶和果胶酶(2)叶绿体软腐病菌(3)互补的黏性末端启动子氨苄青霉素抗性基因解析(1)过程表示原生质体的制备，要用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁。(2)用于融合的两个细胞，一个是莴苣的叶肉细胞，一个是抗性甘蓝的根部细胞，其中供体细胞特有的结构是叶绿体，可通过观察叶绿体的有无作为初步筛选杂种细胞的标志。进一步对杂种植株进行软腐病菌接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。(3)将氨苄青霉素的抗性基因(N基因)插入A基因中，需要用限制酶分别处理获得氨苄青霉素的抗性基因和A1、A3片段，且A1片段与N基因、N基因与A3片段间要有互补的黏性末端，才能达到目的。要使改造后的A基因能表达出N基因所编码的蛋白质，插入的N基因前端应包含启动子。PCR扩增改造后的A基因，转入野生甘蓝细胞中，并用加入氨苄青霉素的培养基筛选，获得的甘蓝细胞，其愈伤组织培育后发现也非常容易感染软腐病，表明A基因是抗性基因。