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文檔簡介

第36講細胞工程[考綱明細]1.植物組織培養(yǎng)(Ⅱ)2.動物細胞培養(yǎng)與體細胞克隆(Ⅱ)3.細胞融合與單克隆抗體(Ⅱ)知識自主梳理一、細胞工程的概念1.原理和方法:應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法。2.操作水平:eq\o(□,\s\up3(01))細胞水平或eq\o(□,\s\up3(02))細胞器水平。3.目的:按照人的意愿來改變細胞內(nèi)的eq\o(□,\s\up3(03))遺傳物質(zhì)或獲得eq\o(□,\s\up3(04))細胞產(chǎn)品。4.分類:根據(jù)操作對象的不同,分為eq\o(□,\s\up3(05))植物細胞工程和eq\o(□,\s\up3(06))動物細胞工程。二、植物細胞工程1.細胞的全能性(1)含義:具有某種生物eq\o(□,\s\up3(01))全部遺傳信息的任何一個細胞,都具有eq\o(□,\s\up3(02))發(fā)育成完整生物體的潛能。(2)植物細胞全能性表達條件:具有完整的細胞結(jié)構(gòu),處于eq\o(□,\s\up3(03))離體狀態(tài),提供一定的eq\o(□,\s\up3(04))營養(yǎng)、激素和其他適宜外界條件。[深入思考]植物體未離體的組織、細胞并未表現(xiàn)出全能性,可能的原因是什么?提示在特定的時間和空間條件下,細胞中的基因會選擇性地表達出各種蛋白質(zhì),分化形成不同的細胞,從而構(gòu)成生物體的不同組織。(3)全能性大小植物細胞:受精卵>生殖細胞>體細胞。動物細胞:受精卵>生殖細胞>體細胞核(動物細胞全能性受限制,但細胞核具有全能性)。2.植物組織培養(yǎng)技術(1)原理:植物細胞具有eq\o(□,\s\up3(05))全能性。(2)過程3.植物體細胞雜交技術(1)概念:將eq\o(□,\s\up3(08))不同種的植物體細胞,在一定條件下融合成eq\o(□,\s\up3(09))雜種細胞,并把雜種細胞培育成eq\o(□,\s\up3(10))新的植物體的技術。(2)操作流程①過程a為去除eq\o(□,\s\up3(11))細胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體,用到的酶是eq\o(□,\s\up3(12))纖維素酶和果膠酶。②過程b是原生質(zhì)體的融合,其原理是eq\o(□,\s\up3(13))細胞膜具有一定流動性。人工誘導的方法有物理法,包括eq\o(□,\s\up3(14))離心、振動、電激等;化學法一般用eq\o(□,\s\up3(15))聚乙二醇(PEG)作為誘導劑。③過程c是原生質(zhì)體融合后再生出eq\o(□,\s\up3(16))細胞壁,這是原生質(zhì)體融合成功的標志。④過程d是eq\o(□,\s\up3(17))植物組織培養(yǎng),形成雜種植株,其原理是eq\o(□,\s\up3(18))植物細胞具有全能性。(3)意義:克服了eq\o(□,\s\up3(19))遠緣雜交不親和的障礙。4.植物細胞工程的應用(1)微型繁殖①概念:指用于快速繁殖優(yōu)良品種的eq\o(□,\s\up3(20))植物組織培養(yǎng)技術,又叫快速繁殖技術。②特點:保持優(yōu)良品種的eq\o(□,\s\up3(21))遺傳特性;高效快速地實現(xiàn)種苗的eq\o(□,\s\up3(22))大量繁殖。③實例:利用eq\o(□,\s\up3(23))組織培養(yǎng)技術來培育蘭花。(2)作物脫毒①材料:植物的eq\o(□,\s\up3(24))分生區(qū)(如eq\o(□,\s\up3(25))莖尖)。分生區(qū)附近的病毒極少,甚至eq\o(□,\s\up3(26))無病毒。②優(yōu)點:使農(nóng)作物eq\o(□,\s\up3(27))增產(chǎn)。(3)人工種子①概念:以植物組織培養(yǎng)得到的eq\o(□,\s\up3(28))胚狀體、eq\o(□,\s\up3(29))不定芽、頂芽和eq\o(□,\s\up3(30))腋芽等為材料,經(jīng)過人工eq\o(□,\s\up3(31))薄膜包裝得到的種子。②特點:后代無eq\o(□,\s\up3(32))性狀分離;不受eq\o(□,\s\up3(33))氣候、eq\o(□,\s\up3(34))季節(jié)和eq\o(□,\s\up3(35))地域限制。[深入思考]人工種皮是保證包裹在其中的胚狀體順利生長成小植株的關鍵部分,請?zhí)接懀喝斯しN皮中應該具有的有效成分是什么?為了促進胚狀體的生長發(fā)育,我們還可以向人工種皮中加入哪些物質(zhì)?提示針對植物種類和土壤等條件,在人工種子的包裹劑中可以加入適量的養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等。為了促進胚狀體的生長發(fā)育,還可以向人工種皮中加入一些植物生長調(diào)節(jié)劑。(4)單倍體育種①過程eq\o(□,\s\up3(36))花藥離體培養(yǎng)→eq\o(□,\s\up3(37))單倍體植株eq\o(→,\s\up17(人工誘導),\s\do17(染色體加倍))正常植株②優(yōu)點:得到純合子,能eq\o(□,\s\up3(38))穩(wěn)定遺傳;明顯eq\o(□,\s\up3(39))縮短育種年限。(5)突變體的利用①突變體:在植物組織培養(yǎng)過程中,由于培養(yǎng)細胞一直處于不斷的eq\o(□,\s\up3(40))分生狀態(tài),因此容易受到eq\o(□,\s\up3(41))培養(yǎng)條件和eq\o(□,\s\up3(42))外界壓力(如射線、化學物質(zhì)等)的影響而發(fā)生突變,由此發(fā)育而成的個體稱為突變體。②利用:從突變體中篩選出對eq\o(□,\s\up3(43))人們有利突變體,進而培育成新品種,即突變體育種。(6)細胞產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)①細胞產(chǎn)物:eq\o(□,\s\up3(44))蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、eq\o(□,\s\up3(45))藥物、香料等。②技術:eq\o(□,\s\up3(46))植物組織培養(yǎng)技術。③培養(yǎng)階段:eq\o(□,\s\up3(47))愈傷組織階段。[深入思考]進行植物組織培養(yǎng)時,根據(jù)目的不同將其培養(yǎng)到不同時期,舉例說明。提示(1)快速繁殖——獲得完整植株;(2)細胞產(chǎn)物——愈傷組織;(3)進行體細胞誘變育種——愈傷組織;(4)人工種子——胚狀體(叢根、叢芽)。三、動物細胞工程1.動物細胞工程常用的技術手段eq\o(□,\s\up3(01))動物細胞培養(yǎng)、eq\o(□,\s\up3(02))動物細胞核移植、eq\o(□,\s\up3(03))動物細胞融合、eq\o(□,\s\up3(04))生產(chǎn)單克隆抗體等,其中eq\o(□,\s\up3(05))動物細胞培養(yǎng)技術是其他動物細胞工程技術的基礎。2.動物細胞培養(yǎng)(1)原理:eq\o(□,\s\up3(06))細胞增殖。(2)過程[深入思考]用于核移植的供體細胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細胞,想一想,這是為什么?提示培養(yǎng)的動物細胞一般當傳代至10~50代左右時,部分細胞核型可能會發(fā)生變化,其細胞遺傳物質(zhì)可能會發(fā)生突變,而10代以內(nèi)的細胞一般能保持正常的二倍體核型。因此,在體細胞核移植中,為了保證供體細胞正常的遺傳基礎,通常采用傳代10代以內(nèi)的細胞。(3)條件①無菌、無毒的環(huán)境:對eq\o(□,\s\up3(10))培養(yǎng)液和eq\o(□,\s\up3(11))所有培養(yǎng)用具進行eq\o(□,\s\up3(12))無菌處理。通常在細胞培養(yǎng)液中還要添加一定量的eq\o(□,\s\up3(13))抗生素,其目的是eq\o(□,\s\up3(14))防止培養(yǎng)過程中的污染。此外,應定期更換培養(yǎng)液,目的是eq\o(□,\s\up3(15))防止細胞代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成傷害。②營養(yǎng):eq\o(□,\s\up3(16))合成培養(yǎng)基中有糖、eq\o(□,\s\up3(17))氨基酸、eq\o(□,\s\up3(18))促生長因子、無機鹽、微量元素等,需加eq\o(□,\s\up3(19))血清、eq\o(□,\s\up3(20))血漿等一些天然成分。③溫度和pH:哺乳動物體外培養(yǎng)適宜溫度為eq\o(□,\s\up3(21))36.5±0.5_℃,pH為eq\o(□,\s\up3(22))7.2~7.4。④氣體環(huán)境:eq\o(□,\s\up3(23))95%的空氣加eq\o(□,\s\up3(24))5%的CO2的混合氣體。CO2的主要作用是eq\o(□,\s\up3(25))維持培養(yǎng)液的pH。(4)應用①生產(chǎn)eq\o(□,\s\up3(26))生物制品,如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。②應用于eq\o(□,\s\up3(27))基因工程。③檢測eq\o(□,\s\up3(28))有毒物質(zhì),判斷某種物質(zhì)的毒性;用于eq\o(□,\s\up3(29))生理、病理、藥理等方面的研究。3.動物體細胞核移植技術和克隆動物(1)核移植分類:eq\o(□,\s\up3(30))胚胎細胞核移植和體細胞核移植。(2)動物體細胞核移植技術的過程[深入思考]進行核移植時,為什么要選用去核的MⅡ期的卵母細胞?提示①此類細胞體積大,易于操作;②卵黃多,可為胚胎發(fā)育提供充足的營養(yǎng);③卵母細胞的細胞質(zhì)中存在激發(fā)細胞核全能性表達的物質(zhì)。(3)原理:eq\o(□,\s\up3(35))動物體細胞核具有全能性。(4)結(jié)果:克隆動物性狀與供體基本相同原因:克隆動物的大部分性狀受eq\o(□,\s\up3(36))細胞核控制,而細胞核來自供體;克隆動物的eq\o(□,\s\up3(37))細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)來自受體卵母細胞的細胞質(zhì);生物的性狀不僅與遺傳物質(zhì)有關,還受eq\o(□,\s\up3(38))環(huán)境影響。(5)應用①加速家畜eq\o(□,\s\up3(39))遺傳改良進程,促進優(yōu)良畜群繁育。②保護eq\o(□,\s\up3(40))瀕危物種。③生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。④作為異種移植的供體。⑤用于組織器官的移植。(6)存在問題:eq\o(□,\s\up3(41))成功率低、克隆動物存在健康問題、動物食品的安全性問題等。4.動物細胞融合(1)方法:化學法:需要用聚乙二醇(PEG);生物法:eq\o(□,\s\up3(42))滅活的病毒;物理法:電激等誘導因素。(2)原理:eq\o(□,\s\up3(43))細胞膜的流動性。(3)意義:突破了eq\o(□,\s\up3(44))有性雜交方法的局限,使eq\o(□,\s\up3(45))遠緣雜交成為可能。為制備eq\o(□,\s\up3(46))單克隆抗體開辟了新途徑。[深入思考]動物細胞融合與植物體細胞雜交有哪些不同之處?提示①融合前的處理不同:植物體細胞雜交用纖維素酶和果膠酶去掉細胞壁,制備原生質(zhì)體才能融合,而動物細胞可以直接融合。②誘導方式不同:相比植物體細胞雜交,動物細胞融合特有的誘導方式是用滅活的病毒處理。③目的不同:植物體細胞雜交的目的是為了培育雜種植株;動物細胞融合只是為了獲得雜種細胞。5.單克隆抗體(1)制備原理:一種漿細胞產(chǎn)生eq\o(□,\s\up3(47))一種抗體,漿細胞在體外eq\o(□,\s\up3(48))不能無限增殖;骨髓瘤細胞能eq\o(□,\s\up3(49))無限增殖;漿細胞與骨髓瘤細胞融合得到eq\o(□,\s\up3(50))雜交瘤細胞,既能eq\o(□,\s\up3(51))無限增殖,又能eq\o(□,\s\up3(52))產(chǎn)生特異性抗體。(2)制備過程①雜交瘤細胞的特點:eq\o(□,\s\up3(58))既能大量增殖,又能產(chǎn)生某種特異性抗體。②制備單克隆抗體過程中兩次篩選的方法及目的項目第一次篩選第二次篩選篩選原因誘導融合后得到多種雜交細胞,另外還有未融合的細胞由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激,所以需經(jīng)過選擇性培養(yǎng)篩選方法用特定的選擇培養(yǎng)基篩選:未融合的細胞和同種細胞融合后形成的細胞(“BB”細胞、“瘤瘤”細胞)都會死亡,只有融合的雜交瘤細胞(“B瘤”細胞)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)生特異性抗體的細胞群篩選目的eq\o(□,\s\up3(59))得到雜交瘤細胞得到既能分泌所需抗體又能大量增殖的雜交瘤細胞③單克隆抗體的提取場所體外培養(yǎng)——eq\o(□,\s\up3(60))培養(yǎng)液中提取。體內(nèi)培養(yǎng)——小鼠eq\o(□,\s\up3(61))腹水中提取。④血清抗體與單克隆抗體名稱產(chǎn)生特點血清抗體由eq\o(□,\s\up3(62))漿細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eq\o(□,\s\up3(63))雜交瘤細胞分泌eq\o(□,\s\up3(64))特異性強、eq\o(□,\s\up3(65))靈敏度高,能大量制備⑤用途:作為診斷試劑;用于治療疾病和運載藥物??键c題型突破考點1植物組織培養(yǎng)與植物體細胞雜交題型一植物組織培養(yǎng)1.下圖是通過植物細胞工程技術獲得紫杉醇的途徑,下列敘述不正確的是()A.該途徑依據(jù)的原理是植物細胞具有全能性B.過程①需控制好培養(yǎng)基中植物激素的比例C.經(jīng)過程①后細胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化D.過程③需使用液體培養(yǎng)基,有利于細胞增殖答案A解析該過程是為了得到細胞群及細胞產(chǎn)物,沒有體現(xiàn)細胞的全能性,A錯誤;過程①為脫分化,在培養(yǎng)基中應加入適量的生長素和細胞分裂素,B正確;愈傷組織是無定形的薄壁細胞,所以經(jīng)過程①細胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化,C正確;過程③是細胞大量增殖的過程,需要液體培養(yǎng)基,D正確。2.(2019·廣州模擬)如圖表示胡蘿卜的韌皮部細胞通過無菌操作接入試管后,在一定的條件下,形成試管苗的培育過程。請據(jù)圖回答下列問題:(1)要促進細胞分裂生長,培養(yǎng)基中應有營養(yǎng)物質(zhì)和激素。營養(yǎng)物質(zhì)包括________________和小分子有機物,激素包括細胞分裂素和______________________兩類植物激素。(2)此過程依據(jù)的原理是____________。A和B階段主要進行的分裂方式是________________,B階段除了進行細胞分裂外,還進行細胞________等。(3)此過程要無菌操作,主要是指對________進行滅菌。B階段需要光照,原因是____________________________________。(4)試管苗的根細胞沒有葉綠素,而葉肉細胞具有葉綠素,這是基因__________________的結(jié)果。答案(1)無機物生長素(2)植物細胞的全能性有絲分裂分化(3)培養(yǎng)基和所用器械芽發(fā)育成葉,葉肉細胞中葉綠素的合成需要光照條件(4)選擇性表達解析(1)要促進細胞分裂生長,培養(yǎng)基中應有營養(yǎng)物質(zhì)和激素。營養(yǎng)物質(zhì)包括無機物和小分子有機物,激素包括細胞分裂素和生長素兩類植物激素。(2)植物組織培養(yǎng)過程依據(jù)的原理是植物細胞的全能性。A是脫分化過程,B是再分化過程,兩者均進行有絲分裂,B階段除了進行細胞分裂外,還進行細胞分化等。(3)植物組織培養(yǎng)過程需要無菌操作,主要是指對培養(yǎng)基和所用器械進行滅菌。再分化階段需要光照,原因是在此過程中芽發(fā)育成葉,葉肉細胞中葉綠素的合成需要光照條件。(4)試管苗的根細胞沒有葉綠素,而葉肉細胞具有葉綠素,這是基因選擇性表達的結(jié)果。題后歸納1.植物組織培養(yǎng)的關鍵(1)條件:離體,一定營養(yǎng)物質(zhì),激素(生長素、細胞分裂素)等。(2)培養(yǎng)基狀態(tài):固體培養(yǎng)基(需再分化生根培養(yǎng)基及生芽培養(yǎng)基)。(3)體內(nèi)細胞未表現(xiàn)全能性的原因:基因的表達具有選擇性。(4)光照的應用脫分化階段不需要給予光照,再分化階段需要給予光照,以利于葉綠素的形成。2.植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用生長素/細胞分裂素的比值作用效果比值高時促進根分化、抑制芽形成比值低時促進芽分化、抑制根形成比值適中促進愈傷組織形成題型二植物體細胞雜交3.(2018·九江七校聯(lián)考)根據(jù)植物體細胞雜交技術流程圖,回答相關問題:(1)過程①為去除________獲得具有活力的原生質(zhì)體,用到的酶為________________。(2)運用傳統(tǒng)有性雜交(即用番茄、馬鈴薯雜交),自然狀態(tài)下不能得到雜種植株,原因是__________________________。(3)在利用雜種細胞培育雜種植株的過程中,依據(jù)的原理是____________,其中過程②稱為__________,所用的化學誘導方法為________誘導,植物體細胞融合完成的標志是______________。(4)已知番茄、馬鈴薯分別為四倍體、二倍體,則“番茄—馬鈴薯”屬于________倍體植株。(5)已知柴油樹種子含有的柴油是植物細胞的代謝產(chǎn)物,可用植物組織培養(yǎng)來實現(xiàn)柴油的工業(yè)化生產(chǎn)。若利用此技術,將柴油樹細胞培養(yǎng)到________(填字母編號)階段即可。(6)若培育抗蟲棉,將抗蟲基因通過適當?shù)耐緩綄朊藁ㄊ芫?,然后進行組織培養(yǎng),該過程相當于________(填數(shù)字編號)過程。(7)人工種子是由發(fā)育到________(填字母編號)過程的結(jié)構(gòu)包裹上人工種皮制備的。答案(1)細胞壁纖維素酶和果膠酶(2)不同種的植物存在生殖隔離(3)細胞的全能性原生質(zhì)體融合聚乙二醇(PEG)產(chǎn)生新的細胞壁(4)六(5)e(6)④⑤(7)f解析(1)去除細胞壁的酶有纖維素酶和果膠酶。(2)番茄和馬鈴薯屬于兩個物種,存在生殖隔離,不能通過有性雜交產(chǎn)生后代。(3)在利用雜種細胞培育雜種植株的過程中,依據(jù)的原理是細胞的全能性,其中過程②稱為原生質(zhì)體融合,可以用聚乙二醇(PEG)作為誘導劑,誘導原生質(zhì)體融合。植物體細胞融合完成的標志是產(chǎn)生新的細胞壁。(4)由于番茄、馬鈴薯分別為四倍體、二倍體,因此“番茄—馬鈴薯”屬于異源六倍體。(5)柴油樹種子含有的柴油是植物細胞的代謝產(chǎn)物,將柴油樹細胞培養(yǎng)到愈傷組織階段即可提取,愈傷組織階段為圖中的e階段。(6)若培育抗蟲棉,將抗蟲基因通過適當?shù)耐緩綄朊藁ㄊ芫?,然后進行組織培養(yǎng),包括脫分化和再分化兩個階段,即圖中的④⑤。(7)人工種子是用胚狀體包上人工種皮制成的,圖中f階段為胚狀體階段。技法提升植物體細胞雜交后的遺傳物質(zhì)分析(1)遺傳特性:雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì),故雜種植株具備兩種植物的遺傳特性。(2)染色體組數(shù)①染色體組數(shù)=兩種植物體細胞內(nèi)染色體組數(shù)之和。②植物體細胞雜交形成的雜種植株,有幾個染色體組就稱為幾倍體。③若一植物細胞含有2x條染色體,2個染色體組,基因型為Aabb,另一植物細胞含有2y條染色體,2個染色體組,基因型為ccDd,則新植株應為異源四倍體,其體細胞中染色體為(2x+2y)條,4個染色體組,基因型為AabbccDd??键c2動物細胞培養(yǎng)與動物體細胞核移植題型一動物細胞培養(yǎng)1.(2019·銀川模擬)回答下列有關動物細胞培養(yǎng)的問題:(1)細胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)液為保證無菌、無毒的環(huán)境,需要加入一定的________。培養(yǎng)過程中還需要提供O2和CO2等氣體,CO2的作用主要是________。(2)在動物細胞培養(yǎng)過程中,當貼壁細胞分裂生長到細胞表面______________________時,細胞會停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細胞的______________________。此時,瓶壁上形成的細胞層數(shù)是________。要使貼壁的細胞從瓶壁上分離下來,需要用酶處理,常用的酶是____________。(3)隨著細胞傳代次數(shù)的增多,絕大部分細胞分裂停止,進而出現(xiàn)________________的現(xiàn)象;但極少數(shù)細胞可以連續(xù)增殖,其中有些細胞會因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成________細胞,這種細胞的黏著性________,細胞膜表面蛋白質(zhì)(糖蛋白)的量________。(4)用某種大分子染料對細胞進行染色時,觀察到死細胞被染色,而活細胞不染色,原因是___________________________________________________________________________________________。(5)檢查某種有毒物質(zhì)是否能改變細胞染色體的數(shù)目,最好選用分裂到________期的細胞用顯微鏡進行觀察。(6)在細胞培養(yǎng)過程中,通常在____________________條件下保存細胞。因為在這種條件下,細胞中________的活性降低,細胞新陳代謝的速率降低。(7)給患者移植經(jīng)細胞培養(yǎng)形成的皮膚后,發(fā)生了排斥現(xiàn)象,這是因為機體把移植的皮膚當作________進行攻擊。答案(1)抗生素維持培養(yǎng)液的pH(2)相互接觸接觸抑制單層(或一層)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)(3)衰老甚至死亡不死性降低減少(4)活細胞的膜具有選擇透過性,大分子染料不能進入活細胞內(nèi),故活細胞不能著色,而死細胞的膜喪失了選擇透過性,大分子染料能夠進入死細胞內(nèi)而著色(5)中(6)冷凍(或超低溫、液氮)酶(7)抗原解析(1)抗生素具有殺菌的作用,培養(yǎng)液用加入一定量的抗生素可以防止培養(yǎng)過程中的污染。細胞培養(yǎng)應在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行,CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH。(2)在動物細胞培養(yǎng)過程中,細胞會表現(xiàn)出接觸抑制現(xiàn)象,此時是單層細胞。用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理可以使貼壁的細胞從瓶壁上分離下來。(3)隨著細胞傳代培養(yǎng)代數(shù)的增多,絕大部分細胞分裂停止,進而出現(xiàn)衰老甚至死亡的現(xiàn)象,但極少數(shù)細胞可以連續(xù)增殖,有些細胞會因遺傳物質(zhì)改變而變成不死性細胞,這種細胞細胞膜表面糖蛋白減少,細胞黏著性降低。(4)由于活細胞的膜具有選擇透過性,大分子染料不能進入活細胞內(nèi),故活細胞不能著色而死細胞的細胞膜喪失了選擇透過性,大分子染料能夠進入死細胞內(nèi)而著色。(5)由于細胞分裂中期染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰,因此最好選用分裂到中期的細胞用顯微鏡觀察染色體數(shù)目。(6)由于在冷凍、超低溫或液氮條件下,細胞中酶的活性降低,細胞新陳代謝的速率降低,通常在此條件下保存細胞。(7)機體把移植的皮膚當作抗原攻擊,會發(fā)生排斥現(xiàn)象。題型二動物體細胞核移植2.(2018·全國卷Ⅲ)2018年《細胞》期刊報道,中國科學家率先成功地應用體細胞對非人靈長類動物進行克隆,獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”?;卮鹣铝袉栴}:(1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程,核移植是指_______________________________。通過核移植方法獲得的克隆猴,與核供體相比,克隆猴體細胞的染色體數(shù)目__________(填“減半”“加倍”或“不變”)。(2)哺乳動物的核移植可以分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植,胚胎細胞核移植獲得克隆動物的難度__________(填“大于”或“小于”)體細胞核移植,其原因是_____________________________。(3)在哺乳動物核移植的過程中,若分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體,通常,所得到的兩個克隆動物體細胞的常染色體數(shù)目________(填“相同”或“不相同”),性染色體組合________(填“相同”或“不相同”)。答案(1)將動物的一個細胞的細胞核,移入一個已去掉細胞核的卵母細胞中,使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎,這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體不變(2)小于胚胎細胞分化程度低,恢復其全能性相對容易(3)相同不相同解析(1)核移植是指將動物的一個細胞的細胞核,移入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中,使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎,這個胚胎最后發(fā)育成為動物個體。通過核移植方法獲得的克隆猴的細胞核來自供體,因此克隆猴體細胞的染色體數(shù)目和供體一致。(2)胚胎細胞核移植的難度小于體細胞核移植,其原因是動物胚胎細胞分化程度低,恢復其全能性相對容易。(3)哺乳動物雌性個體和雄性個體的體細胞染色體中常染色體數(shù)目相同,性染色體組成前者是XX,后者是XY,因此分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體,通常所得到的兩個克隆動物體細胞的常染色體數(shù)目相同,性染色體組合不同。3.(2016·全國卷Ⅱ)下圖表示通過核移植等技術獲得某種克隆哺乳動物(二倍體)的流程。回答下列問題:(1)圖中A表示正常細胞核,染色體數(shù)為2n,則其性染色體的組成可為______________。過程①表示去除細胞核,該過程一般要在卵母細胞培養(yǎng)至適當時期再進行,去核時常采用________的方法。②代表的過程是________。(2)經(jīng)過多次傳代后,供體細胞中________的穩(wěn)定性會降低。因此,選材時必須關注傳代次數(shù)。(3)若獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同,從遺傳物質(zhì)的角度分析其原因是______________________________________。(4)與克隆羊“多莉(利)”培育成功一樣,其他克隆動物的成功獲得也證明了______________________________________。答案(1)XX或XY顯微操作胚胎移植(2)遺傳物質(zhì)(3)卵母細胞的細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響(4)動物已分化體的細胞的細胞核具有全能性解析(1)因供體的性別不確定,故其細胞核內(nèi)的性染色體組成為XX或XY;一般將卵母細胞培養(yǎng)到MⅡ中期,用顯微操作法將其細胞核去除;②代表的過程是胚胎移植。(2)傳代培養(yǎng)10代以內(nèi)的細胞可以保持正常的二倍體核型,超過10代以后,供體細胞中遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性會降低。(3)克隆動物細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來自卵母細胞的細胞質(zhì),細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響會導致獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同。(4)克隆動物的成功可以證明動物已分化的體細胞的細胞核具有全能性。題后歸納1.核移植中供體動物、提供卵母細胞的動物、代孕動物和克隆動物之間的關系:克隆動物絕大部分性狀與供體動物相同,少數(shù)由線粒體DNA控制的性狀與提供卵母細胞的動物相同,與代孕動物的性狀無遺傳關系。2.動物細胞核全能性的表達細胞核全能性的表達,必須提供促進細胞核表達全能性的物質(zhì)和營養(yǎng)條件,還要保證細胞的完整性,這樣去核的卵細胞是最合適的受體細胞。該技術形成重組細胞發(fā)育成一個新個體,體現(xiàn)了動物細胞核的全能性而非動物細胞的全能性。考點3動物細胞融合與單克隆抗體題型一動物細胞融合1.(2018·合肥三模)下圖表示細胞工程的流程圖(a、b表示過程),請據(jù)圖回答下列問題:(1)若圖示為動物細胞融合的過程,則a特有的誘導劑是____________。以動物細胞融合為基礎發(fā)展起來的雜交瘤技術為制備單克隆抗體開辟了新途徑,通過把能產(chǎn)生抗體的________細胞與能在體外大量增殖的____________細胞進行融合,得到既能迅速大量繁殖,又能產(chǎn)生專一抗體的雜交瘤細胞。(2)若圖示為植物體細胞雜交過程,則在甲、乙融合之前,需要用__________(填工具酶)制備____________。這項工程的意義是____________________。(3)由甲乙融合得到丙細胞的基本原理是____________________________________________________________________________。答案(1)滅活的病毒B淋巴(漿)骨髓瘤(2)纖維素酶和果膠酶原生質(zhì)體克服了遠緣雜交不親和的障礙,擴大了親本組合的范圍(3)細胞膜的流動性解析(1)若a是誘導動物細胞融合,則特有的誘導劑是滅活的病毒。在單克隆抗體的制備過程中,利用已免疫的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合,形成雜交瘤細胞,該細胞既可以迅速大量增殖,又可以產(chǎn)生專一性抗體。(2)在植物體細胞雜交過程中,需要對甲乙細胞先用纖維素酶和果膠酶去壁,然后再誘導甲乙的原生質(zhì)體融合。該技術可以克服遠緣雜交不親和障礙,擴大親本組合的范圍。(3)甲乙細胞融合形成丙細胞,利用了細胞膜的流動性。題型二單克隆抗體2.下圖是單克隆抗體制備流程的簡明示意圖。下列有關敘述正確的是()A.①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應T淋巴細胞B.②中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細胞的形成C.③同時具有脾臟細胞和鼠骨髓瘤細胞的特性D.④是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細胞群答案D解析①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的漿細胞,A錯誤;胰蛋白酶常用在動物細胞培養(yǎng)過程中,其作用是使組織分散成單個細胞,圖示②中應使用促融劑如聚乙二醇(PEG),B錯誤;圖示③為雜交瘤細胞,其同時具有漿細胞產(chǎn)生抗體的特性和骨髓瘤細胞無限增殖的特性,C錯誤;圖示④是經(jīng)篩選獲得的能分泌特異性抗體的雜交瘤細胞,D正確。3.(2018·湖南六校二模)《戰(zhàn)狼2》創(chuàng)造了中國電影史的多個最高,電影中的“拉曼拉病毒”學名埃博拉病毒,冷鋒注射的疫苗是具有抗埃博拉病毒功能的血清。如圖中,甲乙是兩種方法制備單克隆抗體的流程圖。請回答下列問題:(1)甲圖中從產(chǎn)生免疫反應的小鼠體內(nèi)得到了抗__________的抗體,說明小鼠體內(nèi)已形成了相應的B淋巴細胞。設法將B淋巴細胞和小鼠骨髓瘤細胞融合,常用的誘導因素有聚乙二醇、________、電激等。(2)甲圖中經(jīng)選擇性培養(yǎng)的①________細胞,還需進行克隆化培養(yǎng)和________檢測,經(jīng)多次篩選,就可獲得足夠數(shù)量的②細胞。(3)細菌作為受體細胞進行轉(zhuǎn)化時,常用CaCl2處理,使其處于________以利于吸收外部DNA分子。將重組DNA導入煙草細胞采用最多的方法是________。(4)乙圖中將煙草細胞培養(yǎng)成轉(zhuǎn)基因煙草植株涉及的最基本技術是________,為了誘導煙草細胞生根,應設置培養(yǎng)基中生長素與細胞分裂素的比________1(填“大于”“等于”或“小于”)。答案(1)埃博拉病毒滅活的病毒(2)雜交瘤抗體(3)感受態(tài)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(4)植物組織培養(yǎng)大于解析(1)據(jù)甲圖中顯示,對小鼠注射埃博拉病毒誘導小鼠產(chǎn)生抗埃博拉病毒的抗體;細胞融合的誘導因素有化學因素,如聚乙二醇;生物因素,如滅活病毒;物理因素,如電激。(2)甲圖中經(jīng)選擇性培養(yǎng)的①雜交瘤細胞,還需進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,經(jīng)多次篩選,就可獲得足夠數(shù)量的②細胞。(3)將目的基因?qū)爰毦鷷r,常用CaCl2處理,使其處于感受態(tài)以利于吸收外部DNA分子。煙草細胞是植物細胞,可以用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將重組DNA導入煙草細胞。(4)將細胞培養(yǎng)成植株的技術是植物組織培養(yǎng),該過程中誘導細胞生根時,培養(yǎng)基中的生長素與細胞分裂素的比應該大于1。

方向真題體驗1.(2017·全國卷Ⅲ節(jié)選)現(xiàn)通過基因工程方法獲得了甲、乙、丙三種蛋白,要鑒定這三種蛋白是否具有刺激T淋巴細胞增殖的作用,某同學做了如下實驗:將一定量的含T淋巴細胞的培養(yǎng)液平均分成四組,其中三組分別加入等量的蛋白甲、乙、丙,另一組作為對照,培養(yǎng)并定期檢測T淋巴細胞濃度,結(jié)果如圖2。(1)由圖2可知:當細胞濃度達到a時,添加蛋白乙的培養(yǎng)液中T淋巴細胞濃度不再增加,此時若要使T淋巴細胞繼續(xù)增殖,可采用的方法是________。細胞培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度,CO2的作用是______________________。(2)僅根據(jù)圖1、圖2可知,上述甲、乙、丙三種蛋白中,若缺少________(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所編碼的肽段,則會降低其刺激T淋巴細胞增殖的效果。答案(1)進行細胞傳代培養(yǎng)維持培養(yǎng)液的pH(2)C解析(1)當細胞濃度達到a時,添加蛋白乙的培養(yǎng)液中T淋巴細胞濃度不再增加,可能是由于發(fā)生了接觸抑制,可用胰蛋白酶處理貼壁生長的細胞,制成細胞懸液分瓶繼續(xù)傳代培養(yǎng)。動物細胞培養(yǎng)中,CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH。(2)對照分析圖1和圖2可知,能刺激T淋巴細胞增殖的甲和乙中都含有C片段,而對T淋巴細胞增殖促進作用很弱的丙中沒有C片段,據(jù)此可知,若缺少C片段所編碼的肽段,則會降低其刺激T淋巴細胞增殖的效果。2.(2017·海南高考)甲、乙兩名同學分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料,利用植物組織培養(yǎng)技術繁殖該植物。回答下列問題:(1)以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為

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