第38讲细胞工程

第38讲细胞工程考点一植物细胞工程考点二动物细胞培养与体细胞克隆考点三动物细胞融合与单克隆抗体的制备构建知识网络强记答题语句探究高考明确考向练出高分目录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)。[考纲要求]解题探究知识梳理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。知识梳理细胞水平或细胞器水平遗传物质细胞产物2.植物细胞的全能性(1)概念：具有某种生物全部的任何一个细胞，都具有发育成的潜能。(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。遗传信息完整生物体全部遗传信息离体营养、激素3.植物组织培养技术(1)原理：植物细胞具有。(2)过程：全能性人工种子脱分化再分化避光4.植物体细胞杂交技术(1)概念：将的植物体细胞，在一定条件下融合成，并把杂种细胞培育成的技术。(2)操作流程不同种杂种细胞新的植物体4.植物体细胞杂交技术(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。细胞壁纤维素酶和果胶酶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。细胞膜具有一定的流动性离心、振动、电激聚乙二醇(PEG)细胞壁细胞融合成功的标志⑤过程d是技术，其原理是。(4)意义：。植物组织培养细胞的全能性克服了远缘杂交不亲和的障碍5.植物细胞工程的应用(1)微型繁殖：优点是能够。(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。保持亲本的优良性状茎尖、根尖人工种子突变体植物组织培养突变不定向；筛选培养到愈伤组织阶段思维诊断(1)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞全能性()(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)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()(6)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()(7)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志()√××题组一植物组织培养过程分析1.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()解题探究紫外线照射②棉花叶肉细胞①原生质体③愈伤组织④根、芽棉花幼苗A.①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.②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变C.③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能D.④过程需用适宜配比的生长素和细胞分裂素处理B解析植物细胞壁主要是由纤维素和果胶组成的，常选用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。紫外线照射诱变育种所依据的原理是基因突变，这种突变是不定向的。③过程是脱分化，指已经分化的植物器官、组织或细胞，当受到创伤或进行离体(也受到创伤)培养时，已停止分裂的细胞，又重新恢复分裂，细胞改变原有的分化状态，失去原有结构和功能，成为具有未分化特性的细胞。④是再分化，需用适宜配比的生长素和细胞分裂素诱导。答案B2.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？_________________________________________。植物细胞的全能性植物组织培养种皮及提供营养的胚乳或子叶(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C(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？________。使细胞恢复分裂能力基因的选择性表达不一定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，用一定的方法诱导原生质体融合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3.“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、耐热性强和易于储藏等优点。下图是“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图。以下说法正确的是()A.除去细胞壁形成原生质体，可运用的酶是纤维素酶、淀粉酶和果胶酶B.通常可诱导上述原生质体相互融合的方法是PEG和灭活的病毒诱导C.杂种细胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁D.愈伤组织形成“白菜—甘蓝”植物体必须经过脱分化和再分化两个过程C解析除去细胞壁的酶有纤维素酶和果胶酶；诱导植物原生质体融合不能用灭活的病毒；杂种细胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁；愈伤组织形成“白菜—甘蓝”植物体属于再分化过程。答案C4.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：(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？。不能。不同种的植物存在生殖隔离(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________。有丝分裂植物组织培养植物细胞的全能性原生质体融合高尔基体脱分化(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。六e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。③多细胞融合体。(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。④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。解题探究知识梳理考点二动物细胞培养与体细胞克隆知识梳理1.动物细胞培养(1)动物细胞的培养过程胰蛋白酶胰蛋白酶原代培养维持pH分瓶细胞贴壁接触抑制幼龄动物的器官组织或动物胚胎10代细胞50代细胞传代培养细胞株无限传代细胞系细胞遗传物质已改变遗传物质未改变动物胚胎或幼龄动物的组织、器官配置细胞悬液胰蛋白酶处理转入培养瓶单个细胞加培养液稀释分瓶原代培养原代培养特点：细胞贴壁、接触抑制动物细胞培养的原理是？细胞增殖(2)培养条件①无菌、无毒的环境：对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。④气体环境：含95%空气加的混合气体，其中后者的作用是。(3)应用：生物制品的生产、检测、医学研究。培养液抗生素代谢产物血清、血浆36.5±0.5℃7.2～7.45%CO2维持培养液的pH有毒物质防止污染防止代谢产物积累对细胞自身造成伤害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细胞培养重组细胞去核供体十代以内囊胚或桑椹胚(2)原理：。(3)结果：。(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。动物体细胞核具有全能性产生新个体遗传改良濒危物种供体移植思维诊断(1)连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型(2014·浙江，3A)()(2)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()(3)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()×××(4)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()(5)植物原生质体融合和动物细胞融合原理是相同的()(6)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用相同()√√×题组一动物细胞培养与细胞核移植的过程分析1.如图所示为哺乳动物生殖的过程。其中b为卵细胞，c为体细胞。下列叙述不正确的是()A.形成动物①②的过程分别属于有性生殖和无性生殖B.产生动物②的过程中可发生基因突变、基因重组等C.动物②的产生表明动物细胞的细胞核具有全能性D.a、b、c细胞的形成过程，仅c细胞为有丝分裂B解析动物①通过受精作用形成，属于有性生殖，动物②通过细胞核移植技术形成，利用的原理是动物细胞的细胞核具有全能性，形成动物②的过程属于无性生殖，A、C正确。a、b细胞分别由精原细胞和卵原细胞通过减数分裂形成，c细胞是体细胞，通过有丝分裂形成，D正确。产生动物②的过程中并没有发生基因重组，故B错误。答案B2.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____。多(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_______________。血清可以补充合成培养基中缺乏的物质维持培养液的pH(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。胰蛋白酶停止多(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________。抗生素(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。蛋白质YmRNA易错警示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动物组织块剪碎、胰蛋白酶处理细胞悬液转入培养液中动物细胞培养与动物体细胞核移植的比较过程原代培养胰蛋白酶处理细胞悬液分瓶转入培养液中传代培养结果获得细胞群获得与供体遗传物质基本相同的个体解题探究知识梳理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：突破了的局限，使成为可能，也为制造开辟了新途径。知识梳理动物细胞融合过程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：突破了的局限，使成为可能，也为制造开辟了新途径。知识梳理细胞膜的流动性灭活的病毒有性杂交方法远缘杂交单克隆抗体融合后的细胞进行有丝分裂，形成两