细胞工程集体备课

细胞工程集体备课内容五莲中学高三生物组马启明2018.1.19一、考纲要求：1.植物组织培养（Ⅱ）2.细胞融合与单克隆抗体（Ⅱ）3.动物细胞培养与体细胞克隆（Ⅱ）二、近三年高考题研究•6.（2015·江苏卷.3）下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述,正确的是（）•A.乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养•B.细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行•C.采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的•D.培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质【考点定位】动物细胞培养、核移植、早期胚胎培养和胚胎分割本题综合考查了动物细胞工程和胚胎工程的相关知识，意在检测学生对相关知识的理解和记忆能力。由于现代生物科技专题的知识都是学生在中学期间无法直接观察到和直接操作实验的知识，所以学生学习只能依靠自己想象的理解和识记相关的考点知识才能完成相应试题。c•9.（2015·天津卷.6）2015年2月3日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。•据图分析，下列叙述错误的是（）•A、该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代•B、捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿•C、三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核•D、三亲婴儿的培育还需要早期环胎培养和胚胎移植等技术C【考点定位】本题考查核移植技术、动物细胞培养、体外受精和早期胚胎培养、胚胎移植及细胞质遗传和核基因遗传等知识。•考生需要了解细胞质基因的遗传与细胞核基因的遗传的不同点，然后再结合图示做出具体判断。图示信息告诉同学们这三亲分别是母亲、捐献者、父亲，母亲提供细胞核，捐献者提供去核卵母细胞，父亲提供精子。考生还需要知道染色体存在于细胞核中，因此结合图示即可做出正确的推断：三亲婴儿的染色体来自于母亲和父亲。由此可知本题很好的考查了考生的识记能力、分析能力。•10.（2015·北京卷.5）在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的常规实验步骤中，不需要的是（）•A.用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞•B.用选择培养基筛法导入目的基因的细胞•C.用聚乙二醇诱导转基因细胞的原生物质融合•D.用适当比例的生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织生芽【考点定位】基因工程操作程序和植物细胞工程解决本题必须明确土壤农杆菌转化法培育转基因植株的程序有：获取目的基因→目的基因与Ti质粒结合形成重组质粒→将重组质粒导入土壤农杆菌→用土壤农杆菌感染植物细胞→检测是否导入目的基因并鉴定是否成功表达→通过植物组织培养技术培养→获得转基因植株。C•4.（2016江苏卷.9）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D【考点定位】细胞融合，人工种子，单克隆抗体，核移植此题是对细胞工程的考查，解答本题的关键在于理解动植物细胞融合的区别，表现在诱导因素和融合过程的区别；同时理解制备人工种子的过程，理解原生质体的应用范畴；对于单克隆抗体的制备过程要重视；弄清楚核移植的过程是正确D项的关键。•27.(2015·四川卷.9)（11分）将苏云金杆菌Bt蛋白的基因导入棉花细胞中，可获得抗棉铃虫的转基因棉，其过程如下图所示（注：农杆菌中Ti质拉上只有T－DNA片段能转移到植物细胞中）。•（1）过程①需用同种＿＿＿＿酶对含Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切。为将过程②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来，应使用＿＿＿＿培养基。•（2）过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让＿＿进入棉花细胞；除尽农杆菌后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，目的是＿＿＿＿＿＿＿＿。•（3）若过程④仅获得大量的根，则应在培养基中增加＿＿＿＿以获得芽；部分接种在无激素培养基上的芽也能长根，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。•（4）检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是＿＿＿＿。种植转基因抗虫棉能减少＿＿＿的使用，以减轻环境污染。•【答案】（1）限制性核酸内切选择•（2）T－DNA筛选获得T－DNA片段的植物细胞•（3）细胞分裂素浓度顶芽端合成的生长素向基部运输，促进根的分化•（4）投放棉铃虫农药【考点定位】查基因工程与细胞工程的原理与相关操作，涉及培养基的功能及使用等知识点。基因工程操作要点提示：（1）基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步即，也是基因工程的核心。（2）对于植物来说，受体细胞可以是受精卵或体细胞，但常用体细胞。（3）对于动物来说，受体细胞一般是受精卵。受精卵作为受体细胞具有体积大、易操作、经培养可直接表达性状的优点。而动物体细胞的全能性受限。选择培养基的运用主要依据的是质粒上的标记基因。20.（2016新课标2卷.40)[生物——选修3：现代生物科技专题]（15分）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①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。②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】（15分）（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【考点定位】核移植技术、动物细胞培养技术、胚胎移植本题以“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。12．（2017•海南卷.31）[选修3：现代生物科技专题]（15分）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____________。【学科网考点定位】植物组织培养明确植物组织培养过程和原理是解题关键。【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。15．（2017•新课标Ⅲ卷.38）[生物——选修3：现代生物科技专题]（15分）编码蛋白甲的DNA序列（序列甲）由A、B、C、D、E五个片段组成，编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成，如图1所示。回答下列问题：（1）现要通过基因工程的方法获得蛋白乙，若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列（TTCGCTTCT……CAGGAAGGA），则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙，原因是_____________________________________。（2）某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中，在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等，还加入了序列甲作为______________，加入了___________作为合成DNA的原料。（3）现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白，要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用，某同学做了如下实验：将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组，其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一组作为对照，培养并定期检测T淋巴细胞浓度，结果如图2。①由图2可知，当细胞浓度达到a时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，此时若要使T淋巴细胞继续增殖，可采用的方法是__________________。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的CO2浓度，CO2的作用是__________________。②仅根据图、图2可知，上述甲、乙、丙三种蛋白中，若缺少______________（填“A”“B”“C”“D”或“E”）片段所编码的肽段，则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。【答案】（1）编码乙的DNA序列起始端无ATG，转录出的mRNA无起始密码子（2）模板dNTP（3）①进行细胞传代培养维持培养液是的pH②C【考点定位】基因工程、细胞工程•三、课本内容分析专题二、细胞工程1、概念:应用的原理和方法研究的水平研究的目的细胞生物学和分子生物学细胞整体水平或细胞器水平按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品2、分类植物细胞工程动物细胞工程基因工程：操作水平分子水平胚胎工程只是指对动物的早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术。所采用技术的理论基础植物细胞工程通常采用的技术手段植物组织培养植物体细胞杂交植物细胞的全能性一、植物细胞工程(离体的植物器官、组织或细胞)脱分化避光再分化光照愈伤组织根、芽（胚状体）植物体培养条件：离体、含有全部营养成分的培养基、激素、一定的温度、空气、无菌环境、适合的PH、适合的光照等外植体举例：花药离体培养；基因工程培育的抗棉铃虫的棉花植株；细胞工程中培育的“番茄-马铃薯”杂种植株等。1、植物组织培养去壁去壁纤维素酶果胶酶原生质体植物细胞融合的原生质体离心、振动、电刺激聚乙二醇再生细胞壁杂种细胞脱分化愈伤组织杂种植株激素筛选激素再分化2、植物体细胞杂交过程示意图植物体细胞杂交原理：细胞膜流动性植物组织培养原理：植物细胞全能性AB意义：克服远缘杂交不亲和的障碍、培育新品种6.下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：⑴步骤①是去掉，最常用的方法是用酶去除，使植物细胞成为。⑵步骤②一般常用的化学试剂是，目的是。⑶在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是，其中步骤④相当于，步骤⑤相当于。细胞壁纤维素酶和果胶酶原生质体聚乙二醇诱导原生质体融合植物组织培养脱分化再分化⑷植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是。⑸从理论上讲，杂种植株的育性为。若运用传统有性杂交方法能否实现？因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于。⑹利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？杂种细胞具有两个亲本的遗传物质可育不能克服远缘杂交不亲和的障碍不遵循，植物体细胞杂交属于无性生殖。(1)③过程是，实际融合的过程中原生质体可能会形成种细胞团(只考虑两个细胞融合的情况)。与④过程密切相关的细胞器是。3高尔基体和线粒体课堂练习原生质体融合(2)若番茄细胞内含A条染色体，马铃薯细胞内含B条染色体，若将番茄和马铃薯采用有性杂交的育种方法培育(假设能成功)，得到的后代