大一轮细胞工程

1第38讲细胞工程[考纲要求]1.植物的组织培养(Ⅱ)。2.动物的细胞培养与体细胞克隆(Ⅰ)。3.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。考点一植物细胞工程1．细胞工程(1)操作水平：。(2)目的：按照人的意愿来改变细胞内的或获得。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。(3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于状态，提供一定的、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。(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(3)流程分析①过程a为去除获得具有活力的原生质体，用到的酶是。②过程b是原生质体的融合，其原理是。③诱导b融合的两种方法：物理法包括等；化学法一般用作为诱导剂。④过程c是原生质体融合后再生出。⑤过程d是技术，其原理是。(4)意义：。5．植物细胞工程的应用(1)微型繁殖：优点是能够保持。2(2)作物脱毒：利用等无毒组织进行微型繁殖。(3)培育：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：单倍体育种和的利用。(5)细胞产物的工厂化生产：即利用技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。题组一植物组织培养过程分析1．人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体，它能像种子一样萌发生长，长成植物。人工种子的核心部件是一个被外层物包埋的具有类似于胚功能的胚状体。将胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中，便成了所谓的“人工种子”。(1)人工种子依据的原理是________________________，培育胚状体利用了________________________技术。(2)包埋胚状体的胶质可看作自然种子的哪部分结构？__________________________。(3)如果外植体是植物的茎尖，通过①的处理可使细胞彼此分离，①过程中可加入()A．蛋白酶B．淀粉酶C．果胶酶D．胰蛋白酶(4)②过程表示脱分化过程，其实质是______________；③表示再分化过程，其实质是________________。(5)由人工种子萌发成的植株是否可育？________。归纳提升——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选材根尖、茎尖、形成层部位容易诱导脱分化不同的植物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，用一定的方法诱导细胞融合过程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题组二植物体细胞杂交过程分析2．下面为“番茄－马铃薯”的培育过程示意图，请据图回答下列问题：3(1)若运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)能否得到可育的杂种植株？为什么？。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用的技术手段是______________，依据的原理是______________，其中过程②称为____________技术，与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为__________，过程④相当于________，过程⑤涉及的细胞分裂方式为________。(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)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，将柴油树细胞培养进行到________(填字母编号)阶段即可。技法提炼——植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法(1)诱导产物(假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B)：①未融合的细胞：A和B。②两两融合的细胞：AA、BB和AB。(2)检测方法：对诱导产物中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。①若只表现出一种植物的性状，说明是未融合细胞。②若得到的是具有两种亲本性状的植物，说明是杂种植株。③若得到的是一种植物的性状，但是效果得到加强，则是同种细胞融合的结果。考点二动物细胞培养与体细胞克隆1．动物细胞培养(1)动物细胞的培养过程(2)培养条件①的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理，添加，定期更换培养液以清除。②营养：除正常的有机和无机营养外，需加入等一些天然成分。③适宜的温度和pH：温度为℃(哺乳动物)，pH为。4④气体环境：含95%空气加2的混合气体，其中后者的作用是。(3)应用：生物制品的生产、检测有毒物质、医学研究。2．动物体细胞核移植技术和克隆动物(1)动物体细胞核移植技术的过程(2)原理：。(3)结果：产生新个体。(4)应用：①加速家畜进程，促进优良畜群繁育。②保护。③生产医用蛋白。④作为异种移植的。⑤用于组织器官的。题组一动物细胞培养与细胞核移植的过程分析1.．某研究小组进行药物试验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题：(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量________。(2)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是_____________________。细胞培养应在含5%的CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是_________________。(3)在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长_______。药物试验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞可以传代的次数更_________。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需用___________处理。(4)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________。(5)已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为A、B两组，A组细胞培养液中加入____，B组细胞培养液中加入等量的无菌生理盐水，经培养后，从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的_____或______合成水平的差异，确定Y的药效。易错警示——动物细胞培养与动物体细胞核移植的比较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与供体遗传物质基本相同的个体5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)原理：。(2)融合方法：聚乙二醇(PEG)、、电激等。(3)意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，也为制造开辟了新途径。2．单克隆抗体(1)制备过程(2)优点：。(3)用途：作为；用于治疗疾病和。归纳提升——单克隆抗体制备过程的几个问题分析(1)对动物免疫的原因：B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞，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。(2)在单克隆抗体制备过程中，一般认为有两次筛选过程，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。(3)杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质，不仅具有浆细胞产生特异性抗体的能力，还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力，从而可以克服单纯B淋巴细胞不能无限增殖的缺点，而大量生产单克隆抗体。网络构建探究高考明确考向练出高分1．科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示)。请结合图示回答下列问题：(1)在进行细胞培养时，要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分散处理，形成单个细胞，这个过程中需要利用____________酶处理。6(2)用于核移植的供体细胞，一般都选用传代10代以内的细胞，原因是_____________________________。(3)在进行原代培养时，细胞增殖的方式是__________，此外，细胞增殖还表现出____________和接触抑制等特点。(4)将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中，去除卵母细胞细胞核的目的是___________________。(5)将重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛后，该母牛就会生出与供体奶牛遗传物质相同的犊牛，但也不是100%的复制，原因最可能是_________________________。(6)上述动物细胞工程中涉及的技术有_______________________________。转基因奶牛的克隆成功，说明了动物________________具有全能性。2．科学家用植物体细胞杂交方法，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株(如图所示)，其中①～⑤表示过程，英文字母表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题：(1)在实现过程②的技术之前使用______________________________酶处理细胞以除去细胞壁。(2)在将杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，依据的原理是____________，其中过程④相当于____________过程，过程⑤涉及的分裂方式为____________。(3)若番茄细胞含m条染色体，马铃薯细胞含n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞含_____条染色体；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养得到的植株属于_____倍体植株。3．如图为制备单克隆抗体的流程图，据图回答下列问题：(1)制备单克隆抗体的原理是，克隆________________细胞形成的细胞群，并产生________________的抗体。(2)已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断，一般情况下，细胞中有D或S途径即能分裂繁殖。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，但能不断分裂增殖。将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇促融，获得杂种细胞。请设计一种方法(不考虑机械方法)，从培养液中分离出杂种细胞，并说明原理。方法：________________________________________________________________________原理：________________________________________________________________________(3)杂交瘤细胞具备______________________的特点。(4)在单克隆抗体制备过程中，还应用了细胞工程中的________________和________________两大技术。