2019年高考生物 專題2 細(xì)胞工程教學(xué)案 新人教版選修3.doc

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2019年高考生物 專題2 細(xì)胞工程教學(xué)案 新人教版選修3 xx備考最新考綱 1．植物的組織培養(yǎng)(Ⅱ)?！?.動物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆(Ⅰ)?！?.細(xì)胞融合與單克隆抗體(Ⅱ)?！?.生物技術(shù)中的倫理問題(Ⅰ)。 考點1　植物細(xì)胞工程(5年8考)　 (xx課標(biāo)Ⅰ卷、天津卷、江蘇卷、重慶卷、課標(biāo)卷……) 1．細(xì)胞工程 (1)操作水平：細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平。 (2)目的：按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品。 2．植物細(xì)胞的全能性 (1)概念：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。 (2)原因：細(xì)胞內(nèi)含有本物種的全部遺傳信息。 (3)全能性表達(dá)條件：具有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，處于離體狀態(tài)，提供一定的營養(yǎng)、激素和其他適宜外界條件。 3．植物組織培養(yǎng)技術(shù) (1)原理：植物細(xì)胞具有全能性。 (2)過程： 4．植物體細(xì)胞雜交技術(shù) 觀察植物體細(xì)胞雜交技術(shù)圖示，完善相關(guān)問題 (1)過程①為去除細(xì)胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體，常用方法是酶解法，所用到的酶是纖維素酶和果膠酶。 (2)過程②是原生質(zhì)體的融合，人工誘導(dǎo)的物理法包括離心、振動、電激等；化學(xué)法一般用聚乙二醇(PEG)作誘導(dǎo)劑。 (3)過程③是原生質(zhì)體融合后再生出細(xì)胞壁，這是原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志。 (4)植物體細(xì)胞雜交的意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。 5．植物細(xì)胞工程的應(yīng)用 (2)作物新品種的培育：單倍體育種、突變體的利用。 (3)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：培養(yǎng)到愈傷組織階段。 思維激活 判斷正誤 (1)植物的每個細(xì)胞在植物體內(nèi)和體外都能表現(xiàn)出細(xì)胞的全能性(　　)。 (2)愈傷組織是外植體脫分化和再分化后形成的(　　)。 (3)幼嫩的組織脫分化較為容易，如莖尖、根尖、形成層細(xì)胞易脫分化，而植物的莖、葉和成熟的組織則較難(　　)。 (4)對外植體和接種用的每種器械都要徹底滅菌(　　)。 (5)脫分化形成愈傷組織的過程不需要光，再分化過程需要光，因為愈傷組織利用有機營養(yǎng)成分，而試管苗需要進行光合作用以自養(yǎng)(　　)。 (6)植物組織培養(yǎng)中不同培養(yǎng)階段培養(yǎng)基含有的激素不同，因為培養(yǎng)的目的不同(生根或生芽)(　　)。 答案　(1)　(2)　(3)√　(4)　(5)√　(6)√ 思考感悟 植物組織培養(yǎng)的整個操作過程中，如何實現(xiàn)無菌環(huán)境？ 提示　通過培養(yǎng)基的滅菌(高壓蒸汽滅菌)、外植體的消毒(酒精、氯化汞)、接種的無菌操作(酒精、酒精燈灼燒)、無菌箱中的培養(yǎng)、移栽到消過毒的環(huán)境中生存一段時間等操作實現(xiàn)無菌環(huán)境。 　植物組織培養(yǎng)技術(shù) 1．(xx重慶理綜，5)某興趣小組擬用組織培養(yǎng)繁殖一種名貴花卉，其技術(shù)路線為“取材→消毒→愈傷組織培養(yǎng)→出芽→生根→移栽”。下列有關(guān)敘述，錯誤的是(　　)。 A．消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又減少消毒劑對細(xì)胞的傷害 B．在愈傷組織培養(yǎng)中加入細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑，可獲得染色體加倍的細(xì)胞 C．出芽是細(xì)胞再分化的結(jié)果，受基因選擇性表達(dá)的調(diào)控 D．生根時，培養(yǎng)基通常應(yīng)含α－萘乙酸等生長素類調(diào)節(jié)劑 解析　本題主要考查植物組織培養(yǎng)的相關(guān)知識。在愈傷組織中，因植物細(xì)胞含有細(xì)胞壁，阻礙了細(xì)胞融合，所以此時加入細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑，不能獲得染色體加倍的細(xì)胞；消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又減少消毒劑對細(xì)胞的傷害；愈傷組織出芽是細(xì)胞分化的結(jié)果，而細(xì)胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)；生長素和細(xì)胞分裂素是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素，生根時，培養(yǎng)基通常含有α－萘乙酸等生長素調(diào)節(jié)劑。 答案　B 題后歸納 植物激素在組織培養(yǎng)中的作用 在配制好的MS培養(yǎng)基中，常常需要添加植物激素其中生長素和細(xì)胞分裂素是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。植物激素的濃度、使用的先后順序以及用量的比例等，都會影響實驗結(jié)果。 (1)按照不同的順序使用這兩類激素，會得到不同的實驗結(jié)果。 使用順序 實驗結(jié)果 先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素 有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化 先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素 細(xì)胞既分裂也分化 同時使用 分化頻率提高 (2)當(dāng)同時使用這兩類激素時，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。 生長素與細(xì)胞分裂素的用量比值 植物細(xì)胞的發(fā)育方向 比值高 有利于根的分化、抑制芽的形成 比值低 有利于芽的分化、抑制根的形成 比值適中 促進愈傷組織的形成 　植物體細(xì)胞雜交技術(shù) 2．(xx天津卷，9)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質(zhì)體可使其染色體片段化，并喪失再生能力。再利用此原生質(zhì)體作為部分遺傳物質(zhì)的供體與完整的花椰菜原生質(zhì)體融合，以獲得抗黑腐病雜種植株。流程如下圖。 據(jù)圖回答下列問題： (1)過程①所需的酶是____________________________________________。 (2)過程②后，在顯微鏡下觀察融合的活細(xì)胞中有供體的________存在，這一特征可作為初步篩選雜種細(xì)胞的標(biāo)志。 (3)原生質(zhì)體培養(yǎng)液中需要加入適宜濃度的甘露醇以保持一定的滲透壓，其作用是________________。原生質(zhì)體經(jīng)過________再生，進而分裂和脫分化形成愈傷組織。 (4)若分析再生植株的染色體變異類型，應(yīng)剪取再生植株和________植株的根尖，通過________、________、染色和制片等過程制成裝片，然后在顯微鏡下觀察比較染色體的形態(tài)和數(shù)目。 (5)采用特異性引物對花椰菜和黑芥基因組DNA進行PCR擴增，得到兩親本的差異性條帶，可用于雜種植株的鑒定。下圖是用該引物對雙親及再生植株1～4進行PCR擴增的結(jié)果。據(jù)圖判斷，再生植株1～4中一定是雜種植株的有________。 (6)對雜種植株進行________接種實驗，可篩選出具有高抗性的雜種植株。 解析　(1)過程①是利用纖維素酶和果膠酶去除幼葉細(xì)胞和根細(xì)胞的細(xì)胞壁，制備相應(yīng)原生質(zhì)體；(2)過程②在PEG的作用下兩個原生質(zhì)體融合在一起，形成雜種細(xì)胞，來自幼葉的原生質(zhì)體中有葉綠體存在，可以作為顯微鏡下初步篩選雜種細(xì)胞的標(biāo)志；(3)原生質(zhì)體及剛形成的雜種細(xì)胞因為沒有了細(xì)胞壁的束縛作用，必須浸泡在適宜濃度且無毒害作用的等滲溶液中，以保持原生質(zhì)體的完整性，原生質(zhì)體經(jīng)過細(xì)胞壁的再生后，才能進而分裂和脫分化形成愈傷組織。(4)若分析再生植株的染色體變異類型，應(yīng)剪取再生植株和雙親植株的分生組織(如根尖)，通過解離、漂洗、染色和制片等過程制成裝片，再在顯微鏡下觀察比較染色體的形態(tài)和數(shù)目。(5)識圖可判斷再生植株1～4中一定是雜種植株的有1、2、4；(6)對雜種植株進行黑腐病菌接種實驗，可篩選出具有高抗性的雜種植株。 答案　(1)纖維素酶和果膠酶　(2)葉綠體　(3)保持原生質(zhì)體完整性　細(xì)胞壁　(4)雙親(或花椰菜和黑芥)　解離　漂洗　(5)1、2、4　(6)黑腐病菌 題后歸納 植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交的比較 名稱 植物組織培養(yǎng) 植物體細(xì)胞雜交 原理 細(xì)胞的全能性 細(xì)胞膜具有一定的流動性和細(xì)胞的全能性 過程 選材 選取根尖、莖尖、形成層部位最容易誘導(dǎo)脫分化 不同的植物細(xì)胞 技術(shù)操作 脫分化、再分化等 除脫分化、再分化外，還要用酶解法去除細(xì)胞壁，用一定的方法誘導(dǎo)細(xì)胞融合 關(guān)系 植物組織培養(yǎng)是植物體細(xì)胞雜交的基礎(chǔ)，植物體細(xì)胞雜交所用的技術(shù)更復(fù)雜 考點2　動物細(xì)胞工程(5年9考)　 (xx安徽卷、浙江卷、重慶卷、海南卷……) 1．動物細(xì)胞培養(yǎng) 過程： 2．動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件 (1)無菌、無毒：對培養(yǎng)液和所用培養(yǎng)用具無菌處理，添加抗生素；定期更換培養(yǎng)液以清除代謝產(chǎn)物。 (2)營養(yǎng)：除糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素之外通常還需加入血清血漿等天然成分。 (3)適宜的溫度和pH：溫度為36.50.5__℃(哺乳動物)，pH為7.2～7.4。 (4)氣體環(huán)境——95%空氣＋5%CO2(維持培養(yǎng)液的pH) 3．動物體細(xì)胞核移植及克隆技術(shù)引發(fā)的倫理問題 (1)原理：動物細(xì)胞核具有全能性 (2)核移植過程(以高產(chǎn)奶?？寺槔? (3)克隆人的類型及其倫理問題 　　　類型 治療性克隆 生殖性克隆 區(qū)別 目的 治療人類疾病 用于生育，產(chǎn)生新個體 水平 細(xì)胞水平 個體水平 聯(lián)系 都屬無性繁殖；產(chǎn)生新個體、新組織，遺傳信息相同 中國 政府 的態(tài)度 中國政府的觀點：不贊成，不允許，不支持，不接受任何生殖性克隆人的實驗，不反對治療性克隆 4.單克隆抗體制備 (1)誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的原理：細(xì)胞膜具有一定的流動性。 (2)誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法：物理法——離心、振動、電激等；化學(xué)法——聚乙二醇；生物法——滅活病毒。 (3)單克隆抗體制備過程 (4)單克隆抗體的優(yōu)點：特異性強、靈敏度高，可大量制備。 (5)單克隆抗體的應(yīng)用：作為診斷試劑；用于治療疾病和運載藥物。 5．比較動物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植與動物細(xì)胞融合 比較 動物細(xì)胞培養(yǎng) 核移植 動物細(xì)胞融合 原理 細(xì)胞增殖 動物細(xì)胞核的全能性 細(xì)胞膜的流動性 過程 結(jié)果 相同分化程度的細(xì)胞群 與供體基本相同的個體 雜交細(xì)胞 關(guān)鍵環(huán)節(jié) 細(xì)胞增殖(分裂)、細(xì)胞癌變 核融合、細(xì)胞分化 人工誘導(dǎo)細(xì)胞膜融合 應(yīng)用 ①生產(chǎn)生物制品②基因工程③檢測有毒物質(zhì) ①加速良種繁育②保護瀕危物種③生產(chǎn)醫(yī)用蛋白④提供克隆器官、組織等 獲得雜種細(xì)胞，制備細(xì)胞產(chǎn)物如單克隆抗體 思維激活 判斷正誤 (1)植物組織培養(yǎng)常用液體培養(yǎng)基，動物細(xì)胞培養(yǎng)常用固體培養(yǎng)基(　　)。 (2)具有包含物種完整基因組的細(xì)胞核的活細(xì)胞是生物克隆的重要條件之一(　　)。 (3)一般血清中的抗體是一群識別不同抗原部位的抗體混合物，單抗則識別抗原分子的特殊部位，具專一性(　　)。 (4)細(xì)胞克隆的基本要求是：必須保證分離出來的細(xì)胞是一個而不是多個(　　)。 (5)在培養(yǎng)瓶中要定期用胰蛋白酶處理使細(xì)胞從瓶壁上脫離，制成懸浮液(　　)。 (6)二倍體細(xì)胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的(　　)。 (7)核移植過程中供體理論上是提供細(xì)胞核，但操作過程中可以把整個體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞中去(　　)。 答案　(1)　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√　(6)　(7)√ 思考與填空 仔細(xì)閱讀圖示及相關(guān)內(nèi)容辨析并填充其含義 從A、B到C的過程可以表示不同的含義(如圖所示)： ①若A、B為動物細(xì)胞，則該過程表示細(xì)胞融合； ②若B為精子，A為卵細(xì)胞，則該過程表示受精； ③若A為除去細(xì)胞核的卵母細(xì)胞，B為細(xì)胞核，則該過程表示核移植。 　動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 1．(xx浙江理綜，6)實驗小鼠皮膚細(xì)胞培養(yǎng)(非克隆培養(yǎng))的基本過程如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)。 A．甲過程需要對實驗小鼠進行消毒 B．乙過程對皮膚組織可用胰蛋白酶消化 C．丙過程得到的細(xì)胞大多具有異倍體核型 D．丁過程得到的細(xì)胞具有異質(zhì)性 解析　取小鼠皮膚組織進行培養(yǎng)時需對實驗小鼠進行消毒；通過胰蛋白酶消化皮膚組織可獲得皮膚細(xì)胞；丙過程為最初的傳代培養(yǎng)，得到的細(xì)胞大多具有正常二倍體核型；來源于多個細(xì)胞的非克隆培養(yǎng)所得到的細(xì)胞系具有異質(zhì)性，該實驗小鼠皮膚細(xì)胞屬于非克隆培養(yǎng)，丁過程得到的細(xì)胞具有異質(zhì)性。 答案　C 題后歸納 (1)動物細(xì)胞培養(yǎng)時選用幼齡動物組織或胚胎進行細(xì)胞培養(yǎng)的原因：幼齡動物組織或胚胎的細(xì)胞分化程度低，增殖能力很強，更易于培養(yǎng)。 (2)在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中兩次用到胰蛋白酶：第一次是將剪碎的組織分散成單個細(xì)胞；第二次是將貼壁細(xì)胞從瓶壁上分離下來，目的是避免動物細(xì)胞的接觸抑制現(xiàn)象。 (3)細(xì)胞貼壁和接觸抑制 懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。 (4)原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng) ①原代培養(yǎng)：細(xì)胞懸液第一次在瓶中培養(yǎng)，沒有分瓶培養(yǎng)之前的細(xì)胞培養(yǎng)。 ②傳代培養(yǎng)：原代培養(yǎng)的細(xì)胞生長、繁殖一定時間后，由于空間不足或細(xì)胞密度過大導(dǎo)致營養(yǎng)枯竭，影響細(xì)胞的生長，因此需要重新用胰蛋白酶等處理，進行分瓶擴大培養(yǎng)，即傳代培養(yǎng)。 　單克隆抗體的制備過程及選擇培養(yǎng)基的制備 2．下圖為反射弧中神經(jīng)—肌肉接頭的結(jié)構(gòu)及其生理變化示意圖。 (1)發(fā)生反射時，神經(jīng)中樞產(chǎn)生的興奮沿________神經(jīng)傳到突觸前膜，導(dǎo)致突觸小泡與前膜________，釋放神經(jīng)遞質(zhì)(Ach)；Ach與Ach受體結(jié)合后，肌膜發(fā)生________，引起肌肉收縮。 (2)重癥肌無力是自身免疫病，其病因是患者免疫系統(tǒng)把Ach受體當(dāng)作抗原，使________被激活而增殖、分化，產(chǎn)生Ach受體抗體。Ach受體抗體與Ach受體特異性結(jié)合，造成Ach不能與Ach受體正常結(jié)合，導(dǎo)致________信號轉(zhuǎn)換過程受阻。 (3)臨床上治療重癥肌無力的重度患者，可采用胸腺切除法，目的是抑制________發(fā)育成T細(xì)胞，不能產(chǎn)生淋巴因子，從而抑制________免疫的應(yīng)答。 解析　(1)分析題中的示意圖，神經(jīng)中樞產(chǎn)生的興奮應(yīng)沿傳出神經(jīng)傳到突觸前膜，使突觸小泡與前膜融合并釋放神經(jīng)遞質(zhì)，電信號→化學(xué)信號；Ach與Ach受體結(jié)合后，化學(xué)信號→電信號，肌膜產(chǎn)生電位變化，進而引起肌肉收縮。(2)重癥肌無力患者的B細(xì)胞，在Ach受體(抗原)的刺激下增殖、分化，產(chǎn)生Ach受體的抗體，其與肌膜上的Ach受體結(jié)合，導(dǎo)致化學(xué)信號→電信號的過程受阻。(3)切除胸腺可抑制造血干細(xì)胞發(fā)育成T細(xì)胞，造成淋巴因子缺乏，進而影響B(tài)細(xì)胞的增殖、分化過程，從而抑制了體液免疫的應(yīng)答。 答案　(1)傳出　融合　電位變化　(2)B細(xì)胞　化學(xué)信號向電　(3)造血干細(xì)胞　體液 題后歸納 (1)血清抗體與單克隆抗體 名稱 產(chǎn)生 特點 血清抗體 由漿細(xì)胞分泌 一般從血清中分離，產(chǎn)量低、純度低、特異性差 單克隆抗體 由雜交瘤細(xì)胞分泌 特異性強，靈敏度高，能大量制備 (2)比較制備單克隆抗體過程中的幾種細(xì)胞 細(xì)胞 特點 漿細(xì)胞 能產(chǎn)生單一抗體，但不能無限增殖 骨髓瘤細(xì)胞 能無限增殖，但不能產(chǎn)生抗體 雜交瘤細(xì)胞 即能產(chǎn)生單一抗體，又能在體外培養(yǎng)條件下無限增殖 (3)單克隆抗體制備過程中兩次篩選的比較 項目 第一次篩選 第二次篩選 篩選原因 誘導(dǎo)融合后得到多種雜交細(xì)胞，另外還有未融合的細(xì)胞 由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激，所以經(jīng)選擇性培養(yǎng)獲得的雜交瘤細(xì)胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細(xì)胞 篩選方法 用特定的選擇培養(yǎng)基篩選：未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞(“BB”細(xì)胞、“瘤瘤”細(xì)胞)都會死亡，只有融合的雜交瘤細(xì)胞(“B瘤”細(xì)胞)才能生長 用多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng)，在每個孔只有一個雜交瘤細(xì)胞的情況下開始克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群 篩選目的 得到雜交瘤細(xì)胞 得到能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞 (4)選擇培養(yǎng)基的制備 依據(jù)篩選目標(biāo)，制備選擇培養(yǎng)基時應(yīng)“只讓雜交瘤細(xì)胞”存活，其余細(xì)胞(包括未融合的B細(xì)胞，未融合的骨髓瘤細(xì)胞及融合的B－B細(xì)胞，瘤－瘤細(xì)胞)均不能存活。 　生物技術(shù)倫理問題 3．(xx南通中學(xué)調(diào)研)有關(guān)“治療性克隆”的說法錯誤的是(　　)。 A．可解決臨床上供體器官不足和器官移植后免疫排斥問題 B．其核心技術(shù)是胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) C．胚胎干細(xì)胞可以克隆出不同組織細(xì)胞的根本原因是基因的選擇性表達(dá) D．中國政府既反對生殖性克隆人，也反對治療性克隆 解析　用患者自身的胚胎干細(xì)胞克隆器官，可以克服供體器官不足，器官移植后又不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)；治療性克隆的核心是胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)；胚胎干細(xì)胞克隆出不同組織細(xì)胞屬于細(xì)胞分化，細(xì)胞分化是基因的選擇性表達(dá)；中國政府禁止生殖性克隆人，但不反對治療性克隆。 答案　D 題后反思 (1)克隆技術(shù)形成重組細(xì)胞發(fā)育成一個新個體，體現(xiàn)了細(xì)胞核的全能性而非動物細(xì)胞的全能性。 (2)克隆屬于無性繁殖，產(chǎn)生新個體的性別、絕大多數(shù)性狀與供核親本一致。 (3)核移植技術(shù)獲得的動物與供核動物性狀不完全相同： ①克隆動物絕大部分DNA來自于供體細(xì)胞核，但其核外線粒體中的DNA主要來自于受體卵細(xì)胞。 ②性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果。供核動物生活的環(huán)境與克隆動物所生活的環(huán)境不會完全相同，其性狀也不可能和供核動物完全相同。 ③在個體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變，產(chǎn)生供核動物沒有的性狀。 1．(xx重慶理綜，2)下圖是單克隆抗體制備流程的簡明示意圖。下列有關(guān)敘述，正確的是 (　　)。 A．①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應(yīng)T淋巴細(xì)胞 B．②中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細(xì)胞的形成 C．③同時具有脾臟細(xì)胞和鼠骨髓瘤細(xì)胞的特性 D．④是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細(xì)胞群 解析　本題主要考查單克隆抗體制備的相關(guān)知識。①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的漿細(xì)胞；②中使用聚乙二醇或滅活的病毒等，有利于雜交瘤細(xì)胞的形成；③同時具有漿細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的特性；④是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細(xì)胞群。故D項正確。 答案　D 2．(xx全國課標(biāo)卷Ⅱ，40)甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時含有A和B的新型藥用植物。 回答下列問題： (1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先用________酶和________酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的________，再用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)二者融合。形成的融合細(xì)胞進一步培養(yǎng)形成________組織，然后經(jīng)過________形成完整的雜種植株。這種培育技術(shù)稱為______________。 (2)上述雜種植株屬于多倍體，多倍體是指______________________________。假設(shè)甲與乙有性雜交的后代是不育的，而上述雜種植株是可育的，造成這種差異的原因是_____________________________________________________。 (3)這種雜種植株可通過制作人工種子的方法來大量繁殖。經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的______________________________等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。 解析　(1)該新型藥用植物是通過植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得的。要獲得有活力的原生質(zhì)體才能進行體細(xì)胞雜交，因此首先用纖維素酶和果膠酶去掉植物的細(xì)胞壁，然后用PEG化學(xué)誘導(dǎo)劑(物理方法：離心、振動等)誘導(dǎo)二者的原生質(zhì)體融合。然后采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得雜種植株，植物組織培養(yǎng)的主要過程是：先脫分化形成愈傷組織，然后再分化形成植物體，利用了植物細(xì)胞的全能性。(2)如果植物甲、乙是兩個物種，二者不能通過有性雜交產(chǎn)生可育后代，原因是甲、乙有性雜交所產(chǎn)生的后代在減數(shù)分裂過程中同源染色體聯(lián)會異常，也就是存在著生殖隔離。但植物甲、乙通過植物體細(xì)胞雜交技術(shù)產(chǎn)生的后代卻是可育的，因為在減數(shù)分裂過程中同源染色體能完成正常的聯(lián)會，產(chǎn)生正常的配子。由于甲、乙都是二倍體，因此，植物體細(xì)胞雜交得到的后代是異源多倍體(四倍體)。(3)人工種子生產(chǎn)不受氣候、季節(jié)和地域等因素限制，而且可以避免后代發(fā)生性狀分離等優(yōu)點，因此，植物細(xì)胞工程重要的應(yīng)用之一是制備人工種子，用到的核心技術(shù)是植物組織培養(yǎng)技術(shù)。將植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。 答案　(1)纖維素　果膠　原生質(zhì)體　愈傷　再分化(分化)　植物體細(xì)胞雜交技術(shù)　(2)體細(xì)胞中含有三個或三個以上染色體組的個體　在減數(shù)分裂過程中，前者同源染色體聯(lián)會異常，而后者同源染色體聯(lián)會正?！?3)胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽 3．(xx安徽理綜，29)近年來，有關(guān)腫瘤細(xì)胞特定分子的靶向治療研究進展迅速。研究發(fā)現(xiàn)，蛋白X是細(xì)胞膜上的一種受體，由原癌基因X編碼。在一些腫瘤細(xì)胞中，原癌基因X過量表達(dá)會持續(xù)激活細(xì)胞內(nèi)的信號傳導(dǎo)，啟動細(xì)胞DNA的復(fù)制，導(dǎo)致細(xì)胞異常增殖，利用動物細(xì)胞融合技術(shù)制備的單克隆抗體，可用于診斷和治療原癌基因X過量表達(dá)的腫瘤。請回答下列問題。 (1)同一個體各種體細(xì)胞來源于受精卵的分裂與分化。正常情況下，體細(xì)胞核遺傳信息相同的原因是______________________________________________ _________________________________________________________________。 (2)通過檢測原癌基因X的________和________可判斷其是否轉(zhuǎn)錄和翻譯。檢測成人多種正常組織后，發(fā)現(xiàn)原癌基因X只在乳腺、呼吸道等上皮細(xì)胞中有微弱表達(dá)，這說明__________________________________________________。 (3)根據(jù)以上信息，可推測原癌基因的主要功能是________________________。 (4)制備該單克隆抗體時，免疫動物的抗原可以是________。B淋巴細(xì)胞識別抗原并與之結(jié)合，之后在適當(dāng)?shù)男盘栕饔孟略鲋撤只癁開_______和________。 (5)用該單克隆抗體處理原癌基因X過量表達(dá)的某腫瘤細(xì)胞株，發(fā)現(xiàn)其增殖能力明顯下降。這是因為_______________________________________________ _________________________________________________________________。 解析　本題考查細(xì)胞癌變與單克隆抗體的制備與應(yīng)用。(1)體細(xì)胞通過有絲分裂進行增殖，保持了核基因組的完整性。(2)轉(zhuǎn)錄是合成信使RNA的過程，而翻譯是合成蛋白質(zhì)的過程；雖然各種體細(xì)胞中都有原癌基因，但只有某些細(xì)胞才表達(dá)，這說明原癌基因X的表達(dá)具有(組織)特異性。(3)通過題目信息可知，原癌基因是通過控制受體蛋白的合成來控制細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)，從而啟動DNA的復(fù)制，導(dǎo)致細(xì)胞異常增殖，即原癌基因X能維持細(xì)胞周期，控制細(xì)胞生長和分裂的進程。(4)B淋巴細(xì)胞受到抗原(蛋白X)刺激后能分化產(chǎn)生記憶細(xì)胞和漿細(xì)胞。(5)由于抗體能與抗原(蛋白X)結(jié)合，而蛋白X為細(xì)胞膜上的受體，從而阻斷了信號傳導(dǎo)。 答案　(1)親代細(xì)胞通過有絲分裂將復(fù)制后的核DNA平均分配到兩個子細(xì)胞中　(2)mRNA　蛋白質(zhì)　原癌基因X的表達(dá)具有(組織)特異性　(3)維持細(xì)胞周期，控制細(xì)胞生長和分裂的進程　(4)蛋白X　漿細(xì)胞　記憶細(xì)胞　(5)該單克隆抗體與腫瘤細(xì)胞表面的蛋白X特異性結(jié)合，從而阻斷蛋白X介導(dǎo)的信號 傳導(dǎo) (時間：30分鐘) 一、選擇題 1．(xx臺州模擬)進行生物工程設(shè)計時，下表各組所選擇的常用實驗材料與實驗?zāi)康呐渲缅e誤的是 (　　)。 選項 實驗?zāi)康? 實驗材料 材料特點 A 獲得克隆動物 卵(母)細(xì)胞 細(xì)胞大，細(xì)胞質(zhì)能有效調(diào)控核發(fā)育 B 植物的體細(xì)胞誘變育種 愈傷組織細(xì)胞 分裂能力強，突變率高 C 獲得表達(dá)生長激素的轉(zhuǎn)基因動物 乳腺細(xì)胞 分泌乳汁產(chǎn)生生長激素 D 燒傷患者移植皮膚 自體干細(xì)胞 分裂能力強，且不會引起免疫排斥 解析　獲得表達(dá)目的基因的轉(zhuǎn)基因動物需將外源基因轉(zhuǎn)入到受精卵中，再經(jīng)胚胎早期培養(yǎng)及胚胎移植方可達(dá)到目的。 答案　C 2．下列關(guān)于植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的敘述，不正確的是 (　　)。 A．植物體細(xì)胞雜交必須先制備原生質(zhì)體 B．科學(xué)家利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育出了“白菜—甘藍(lán)”雜種植株 C．誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合可用聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑 D．用于培養(yǎng)的植物器官或組織先要進行滅菌處理 解析　組織培養(yǎng)過程要先將植物組織或者細(xì)胞進行表面消毒處理，這樣不會破壞細(xì)胞的活性，滅菌是在高溫高壓下進行的，植物細(xì)胞會被殺死，D項錯誤。 答案　D 3．(xx重慶一中二診)下面的簡式表示植物組織培養(yǎng)的大致過程，據(jù)此判斷不正確的是 (　　)。 ①②③―→④ A．若①是來自不同植物體細(xì)胞融合的雜種細(xì)胞，則④可能出現(xiàn)不同植物的遺 傳特性 B．若①是二倍體植株的花粉，則④是單倍體植株，經(jīng)染色體加倍后可得到穩(wěn) 定遺傳的品種 C．若①是人參細(xì)胞，對②進行擴大培養(yǎng)可提高細(xì)胞產(chǎn)物人參皂甙的產(chǎn)量 D．若①是具有雜種優(yōu)勢的農(nóng)作物細(xì)胞，則用③進行繁育會發(fā)生性狀分離 解析　選項D中用③繁育屬無性繁殖，所以不會發(fā)生性狀分離。 答案　D 4．以下為植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖，其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細(xì)胞，所含有的染色體組分別是AA和BB。據(jù)圖分析不正確的是 (　　)。 A．圖中①過程發(fā)生的化學(xué)變化是纖維素和果膠水解 B．經(jīng)過②和③過程形成的c細(xì)胞只有AABB這一種類型 C．過程②一般使用聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑 D．過程④和⑤分別是脫分化和再分化 解析　將若干a和b等量混合后轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)基上培養(yǎng)，經(jīng)過細(xì)胞融合，c的細(xì)胞類型包括沒有融合的細(xì)胞、相同細(xì)胞的融合和不同細(xì)胞的融合，即AA、BB、AAAA、BBBB、AABB。 答案　B 5．在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，下列處理不恰當(dāng)?shù)氖? (　　)。 A．培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具要進行無菌處理 B．提供種類齊全的營養(yǎng)物質(zhì) C．提供純氧以保證細(xì)胞的呼吸作用 D．保證適宜的溫度和pH 解析　動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件是無毒、無菌的環(huán)境，營養(yǎng)充足，溫度和pH以及氣體環(huán)境適宜。所需的主要氣體除氧氣外，還有二氧化碳，二氧化碳的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。 答案　C 6．某實驗室做了如圖所示的實驗研究，下列與實驗相關(guān)的敘述正確的是 (　　)。 A．過程①誘導(dǎo)基因使成纖維母細(xì)胞發(fā)生基因突變 B．過程②屬于動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中的原代培養(yǎng) C．丙細(xì)胞既能持續(xù)分裂又能分泌單一的抗體 D．過程③、④所用的培養(yǎng)基都含有聚乙二醇 解析?、偈菍⒏叨确只某衫w維母細(xì)胞誘導(dǎo)形成干細(xì)胞，屬于基因重組，A項錯誤；②過程的實質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，屬于細(xì)胞分化，B項錯誤；丙細(xì)胞是由漿細(xì)胞和瘤細(xì)胞融合后形成的，它同時具備了漿細(xì)胞和瘤細(xì)胞的特點，既能無限增殖，又能分泌特異性抗體，C項正確；③是動物細(xì)胞融合，需使用聚乙二醇作誘導(dǎo)劑，④是動物細(xì)胞培養(yǎng)制備單克隆抗體的過程，不需要聚乙二醇，D項錯誤。 答案　C 7．(xx江蘇南通調(diào)研)下列有關(guān)單克隆抗體制備的敘述，正確的是 (　　)。 A．先利用特定的抗原蛋白飼喂小鼠，再從小鼠脾臟中分離B淋巴細(xì)胞 B．為避免病毒感染，應(yīng)用聚乙二醇誘導(dǎo)骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞融合 C．體外培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞需要在培養(yǎng)液中添加動物血清和抗生素 D．經(jīng)過選擇培養(yǎng)基初次篩選的雜交瘤細(xì)胞即可進行體內(nèi)或體外培養(yǎng) 解析　應(yīng)用特定的抗原蛋白注射小鼠，不能飼喂，否則抗原會被分解，A項錯誤；可選用滅活的病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合，B項錯誤；初次篩選后還需經(jīng)第二次篩選獲得能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞后，再進行體內(nèi)或體外培養(yǎng)，D項錯誤。 答案　C 8．(xx珠海質(zhì)檢)如圖示哺乳動物生殖過程。其中b為卵細(xì)胞，c為體細(xì)胞。下列敘述不正確的是 (　　)。 A．形成動物①②的過程分別屬于有性生殖和無性生 殖 B．產(chǎn)生動物②的過程中可發(fā)生基因突變、基因重組 等 C．動物②的產(chǎn)生表明動物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性 D．a(chǎn)bc細(xì)胞的形成過程，僅c細(xì)胞為有絲分裂 解析　動物①通過受精作用形成，屬于有性生殖，動物②通過細(xì)胞核移植技術(shù)形成，利用的原理是動物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性，形成動物②的過程屬于無性生殖，A、C正確。a、b細(xì)胞分別是精原細(xì)胞和卵原細(xì)胞通過減數(shù)分裂形成的，c細(xì)胞是體細(xì)胞，通過有絲分裂形成，D正確。產(chǎn)生動物②的過程中并沒有發(fā)生基因重組，故B錯誤。 答案　B 二、非選擇題 9．(xx長春四模)紅豆杉，又名紫杉，可從其樹皮中分離出高抗癌活性的紫杉醇。下面是某同學(xué)設(shè)計的有關(guān)紫杉醇抗腫瘤實驗的研究流程，請分析并回答： (1)酶X是________酶，其主要作用是__________________________________。 (2)物質(zhì)Y是________，乙組的作用是__________________________________。 (3)為清除代謝產(chǎn)物，防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害，應(yīng)采取的措施是_________________________________________________________。 (4)實驗結(jié)果：若甲組________________，說明紫杉醇有抗腫瘤作用。 (5)為了解決紫杉醇的藥源問題，理論上可用________技術(shù)把離體的紅豆杉細(xì)胞經(jīng)過________培養(yǎng)成愈傷組織，從中提取紫杉醇，進行加工生產(chǎn)。 解析　(1)據(jù)圖可知，酶X是指胰蛋白酶或膠原蛋白酶，其主要作用是使腫瘤細(xì)胞分散開。(2)Y是生理鹽水，乙組為對照組。(3)定期更換培養(yǎng)液的目的是清除代謝產(chǎn)物，防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害。(4)高抗癌活性的紫杉醇能抑制腫瘤細(xì)胞的繁殖，所以甲組腫瘤細(xì)胞的數(shù)目應(yīng)少于乙組。(5)為了解決紫杉醇的藥源問題，理論上可用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將離體的紅豆杉細(xì)胞經(jīng)過脫分化培養(yǎng)為愈傷組織，從中提取紫杉醇進行加工生產(chǎn)。 答案　(1)胰蛋白(膠原蛋白)　使腫瘤細(xì)胞分散開 (2)生理鹽水　作為對照組(與紫杉醇形成對照) (3)(定期)更換培養(yǎng)液 (4)腫瘤細(xì)胞的數(shù)目少于乙組 (5)植物組織培養(yǎng)　 脫分化 10．(xx臨沂二模)紅細(xì)胞生成素(EPO)是人體內(nèi)促進紅細(xì)胞生成的一種糖蛋白，可用于治療腎衰性貧血等疾病。目前臨床使用的是重組人紅細(xì)胞生成素(rhEPO)，其簡易生產(chǎn)流程如圖。請回答： (1)圖中①所指的物質(zhì)是________，②所指的物質(zhì)是________。 (2)基因表達(dá)載體導(dǎo)入中國倉鼠卵巢細(xì)胞系(CHO)最常采用的方法是________，它的啟動子是________的識別和結(jié)合部位。 (3)CHO是倉鼠的卵巢細(xì)胞經(jīng)過細(xì)胞培養(yǎng)過程中的________培養(yǎng)獲得的無限增殖細(xì)胞。重組CHO細(xì)胞培養(yǎng)需要________的環(huán)境，及營養(yǎng)、溫度、pH和氣體環(huán)境適宜的條件。 (4)檢測rhEPO的體外活性需用抗rhEPO的單克隆抗體。單克隆抗體的優(yōu)點是________，并可大量制備，它是由小鼠的骨髓瘤細(xì)胞與其特定B淋巴細(xì)胞通過________技術(shù)獲得的雜交瘤細(xì)胞分泌的。 答案　(1)mRNA　rhEPO　(2)顯微注射技術(shù)　RNA聚合酶　(3)原代培養(yǎng)和傳代　無菌、無毒　(4)特異性強、靈敏度高　動物細(xì)胞融合 11．(xx日照模擬)如圖是克隆羊的培育流程圖，根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題。 (1)培育克隆羊時用到的卵母細(xì)胞可以從屠宰場收集，并在體外培養(yǎng)到________________________________________________________________。 (2)從供體羊中取上皮細(xì)胞，用________處理，然后進行分散培養(yǎng)。培養(yǎng)過程一般在________(填儀器)中進行，整個過程必須保證細(xì)胞處于________的環(huán)境中，所需營養(yǎng)物質(zhì)要與體內(nèi)基本相同。 (3)通過顯微操作吸出卵母細(xì)胞中的細(xì)胞核，此過程中除了可以吸出細(xì)胞核，往往還可以將________一并吸出。 (4)去核的卵母細(xì)胞與供體細(xì)胞通過電刺激后融合，________進入受體卵母細(xì)胞，構(gòu)建成重組胚胎。融合后的重組細(xì)胞，需要用物理或化學(xué)的方法進行激活，使其完成減數(shù)分裂和發(fā)育進程。 (5)將重組胚胎發(fā)育到一定階段，移植到同種的、________相同的其他雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育，最后形成克隆羊。移入的胚胎能夠存活，是因為受體并不會對其發(fā)生________，同時能夠在子宮內(nèi)建立正常的生理和組織聯(lián)系。 答案　(1)減數(shù)第二次分裂中期　(2)胰蛋白酶　二氧化碳培養(yǎng)箱　無菌、無毒　(3)第一極體　(4)供體核　(5)生理狀態(tài)　免疫排斥反應(yīng) 12．(xx合肥質(zhì)檢)據(jù)圖回答下列問題。 (1)淋巴細(xì)胞能與骨髓瘤細(xì)胞融合成一個細(xì)胞，兩種細(xì)胞膜也能“融合”在一起，說明細(xì)胞膜________。此過程，常用________作為誘導(dǎo)劑，該細(xì)胞的特點是_____________________________________________________________。 (2)已知細(xì)胞合成DNA有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基嘌呤阻斷。人淋巴細(xì)胞中有這兩種DNA的合成途徑，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤細(xì)胞中盡管沒有S途徑，但能不斷分裂增殖，將這兩種細(xì)胞在試管中混合，加聚乙二醇促融，獲得雜種細(xì)胞。請設(shè)計一種方法(不考慮機械方法)，從培養(yǎng)液中分離出雜交瘤細(xì)胞。 方法： _________________________________________________________。 (3)雜交瘤細(xì)胞繁殖進行的是________分裂，其遺傳性狀________。 (4)雜交瘤細(xì)胞的體外培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基相比有何主要不同？_______________________________________________________________。 (5)單克隆抗體注入體內(nèi)后可以自動追蹤抗原(病原體或癌變細(xì)胞等)并與之結(jié)合，而絕不攻擊任何正常細(xì)胞，故稱為“生物導(dǎo)彈”，這是利用了________。 (6)在單克隆抗體制備過程中，還應(yīng)用了細(xì)胞工程中的________和________兩大技術(shù)。 解析　細(xì)胞融合的過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動性，在動物細(xì)胞融合時，常用聚乙二醇或滅活的病毒作為誘導(dǎo)劑，雜交瘤細(xì)胞具有兩種細(xì)胞的特點：既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。雜交瘤細(xì)胞中的DNA合成存在兩條途徑，即D途徑和S途徑，這樣，將氨基嘌呤加入培養(yǎng)基中，可阻斷僅存在D途徑的骨髓瘤細(xì)胞的增殖，而淋巴細(xì)胞不能增殖，這樣，能增殖的細(xì)胞就只有雜交瘤細(xì)胞了。雜交瘤細(xì)胞是兩種體細(xì)胞融合而來的，細(xì)胞增殖進行的是有絲分裂，其遺傳物質(zhì)沒有改變。動物細(xì)胞培養(yǎng)用的是液體培養(yǎng)基，而植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基一般是固體培養(yǎng)基，在動物細(xì)胞培養(yǎng)時需加入動物血清?！吧飳?dǎo)彈”利用了抗原(癌細(xì)胞或病原體)與抗體特異性結(jié)合的原理，來治療疾病。在單克隆抗體制備過程中用到了細(xì)胞工程中的細(xì)胞融合(雜交瘤細(xì)胞的形成)與細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。 答案　(1)具有流動性　聚乙二醇或滅活的病毒　具有無限增殖能力，能產(chǎn)生特異性抗體 (2)培養(yǎng)液中加入氨基嘌呤，收集增殖的細(xì)胞 (3)有絲　保持不變(穩(wěn)定) (4)動物細(xì)胞培養(yǎng)用的是液體培養(yǎng)基，且其中含有動物血清 (5)抗原與抗體之間結(jié)合的高度特異性 (6)動物細(xì)胞融合　動物細(xì)胞培養(yǎng) 13．(xx德州二模) 最近我國部分地區(qū)出現(xiàn)了H7N9禽流感疫情，H7N9為一種RNA病毒，請據(jù)圖回答有關(guān)問題： (1)要獲得單個受體細(xì)胞，需用________處理動物組織。在受體細(xì)胞的培養(yǎng)過程中，為了防止污染，通常還要在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加一定量的________。 (2)圖中①過程的核心步驟是________，要檢測導(dǎo)入的基因在受體細(xì)胞中是否成功表達(dá)，可采用________方法。 (3)圖中X細(xì)胞表示________，②表示________過程。 (4)若要獲得更耐儲存的抗體，可以利用________工程技術(shù)對其進行改造，此技術(shù)是在________的基礎(chǔ)上延伸出來的。 答案　(1)胰蛋白酶　抗生素　(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建　抗原—抗體雜交 (3)骨髓瘤細(xì)胞　動物細(xì)胞融合　(4)蛋白質(zhì)　基因工程