藝考生高考生物復(fù)習(xí)專題八細(xì)胞工程和基因工程第1講細(xì)胞工程課件

藝考生生物專題八細(xì)胞工程和基因工程

專題突破第1講細(xì)胞工程【思維導(dǎo)圖】【考點(diǎn)梳理】考點(diǎn)1植物細(xì)胞工程1.理論基礎(chǔ)——植物細(xì)胞具有全能性

細(xì)胞的全能性:細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后,仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能。2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)(1)概念植物組織培養(yǎng):將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等,培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上,給予適宜的培養(yǎng)條件,誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。(2)過程外植體愈傷組織根、芽等→試管苗完整植株

主要包括脫分化和再分化。

脫分化:已經(jīng)分化的細(xì)胞失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能,轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞,進(jìn)而形成不定形的薄壁組織團(tuán)塊(愈傷組織)。

再分化:愈傷組織能重新分化成根、芽等器官的過程。

生長素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素,二者的濃度、比例等都會(huì)影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)(1)概念:將不同來源的植物體細(xì)胞,在一定條件下融合成雜種細(xì)胞,并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)。(2)過程

意義:克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,獲得雜種植株。4.植物細(xì)胞工程的應(yīng)用(1)植物繁殖的新途徑

快速繁殖:快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù),也叫微型繁殖。高效、快速、保持優(yōu)良品種的遺傳特性。

作物脫毒:莖尖等病毒極少,甚至無病毒。莖尖組織培養(yǎng)獲得脫毒苗。

考點(diǎn)2動(dòng)物細(xì)胞工程1.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)——?jiǎng)游锛?xì)胞工程的基礎(chǔ)(1)條件

充足營養(yǎng):需加血清。

無菌、無毒環(huán)境。

適宜溫度、pH和滲透壓。

適宜的氣體環(huán)境:主要有O2和CO2。O2是細(xì)胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。(2)過程取動(dòng)物組織剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理→制成細(xì)胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行原代培養(yǎng)→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理→分瓶進(jìn)行傳代培養(yǎng)→收集。

細(xì)胞貼壁:細(xì)胞貼附在瓶壁上生長增殖的現(xiàn)象。

接觸抑制:當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時(shí),細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖的現(xiàn)象。(3)干細(xì)胞培養(yǎng)

干細(xì)胞包括胚胎干細(xì)胞(簡稱ES細(xì)胞)和成體干細(xì)胞。

胚胎干細(xì)胞:來源于早期胚胎。具有分化為成年動(dòng)物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織和器官甚至個(gè)體的潛能。

成體干細(xì)胞:只能分化成特定的細(xì)胞或組織,不具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力。

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(簡稱iPS細(xì)胞):通過體外誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞,獲得類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞。iPS細(xì)胞可分化成各種細(xì)胞、組織等,可解決器官移植中器官來源和免疫排斥兩大難題。2.動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體(1)動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)的概念:使兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的技術(shù)。

融合后形成的雜交細(xì)胞具有原來兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息。

意義:主要用來制備單克隆抗體。(2)誘導(dǎo)融合方法:PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導(dǎo)法等。(3)單克隆抗體的制備——雜交瘤技術(shù)

雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn):既能大量繁殖,又能產(chǎn)生抗體。

單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn):特異性強(qiáng)、靈敏度高,并能大量制備。(4)單克隆抗體的應(yīng)用①作為診斷試劑——單克隆抗體最廣泛的用途

準(zhǔn)確識(shí)別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異,與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合作為診斷試劑。如早早孕試劑盒,用同位素或熒光標(biāo)記的單克隆抗體可定位診斷腫瘤、心腦血管疾病等。②用于治療疾病和運(yùn)載藥物

抗體-藥物偶聯(lián)物(ADC):通常由抗體、接頭和藥物三部分組成。如將細(xì)胞毒素與能特異性識(shí)別腫瘤抗原的單克隆抗體結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了對腫瘤細(xì)胞選擇性殺傷。單克隆抗體:起靶向運(yùn)載藥物的作用。

單克隆抗體藥物用于治療疾病。3.核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物(1)動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù):將動(dòng)物一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核移入去核的卵母細(xì)胞中,使這個(gè)重新組合的細(xì)胞發(fā)育成新胚胎,繼而發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體的技術(shù)。(2)克隆動(dòng)物:用核移植的方法得到的動(dòng)物。(3)原理:動(dòng)物細(xì)胞核的全能性。(4)種類:胚胎細(xì)胞核移植(比較容易)和體細(xì)胞核移植(比較難)。(5)過程(6)應(yīng)用

畜牧業(yè):加速家畜遺傳改良進(jìn)程,促進(jìn)良畜群繁育等。

醫(yī)藥衛(wèi)生:轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)醫(yī)用蛋白等。

其他領(lǐng)域:了解胚胎發(fā)育及衰老過程、保護(hù)瀕危物種等?？键c(diǎn)3胚胎工程1.理論基礎(chǔ)(1)受精①包括準(zhǔn)備階段(精子獲能、卵子準(zhǔn)備)和受精階段。

精子必須在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后,才能獲得受精的能力。

剛排出的卵子需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟,到減數(shù)第二次分裂(MⅡ)中期才具備與精子受精的能力。②受精階段:精子穿越卵細(xì)胞膜外的結(jié)構(gòu)(透明帶)→精子接觸卵細(xì)胞膜→精子進(jìn)入卵細(xì)胞→雌、雄原核形成→雌、雄原核融合(實(shí)質(zhì)階段)→受精卵。

精子接觸卵細(xì)胞膜瞬間,透明帶迅速發(fā)生生理反應(yīng),會(huì)阻止后來的精子繼續(xù)穿過透明帶。

精子進(jìn)入卵細(xì)胞后,卵細(xì)胞膜立即發(fā)生生理反應(yīng),防止其他精子進(jìn)入卵內(nèi)。

完成受精的標(biāo)志:卵細(xì)胞膜和透明帶之間出現(xiàn)2個(gè)極體。(2)胚胎早期發(fā)育受精卵→2細(xì)胞→4細(xì)胞→8細(xì)胞→桑椹胚→囊胚

受精卵早期分裂在透明帶內(nèi)進(jìn)行,細(xì)胞數(shù)量增加,但胚胎總體積不增加,這稱為卵裂。

囊胚出現(xiàn)了內(nèi)細(xì)胞團(tuán)、滋養(yǎng)層和囊胚腔。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育成胎兒各種組織;滋養(yǎng)層將來發(fā)育成胎膜和胎盤。

孵化:囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大,導(dǎo)致透明帶破裂,胚胎從其中伸展出來。2.胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用(1)體外受精

主要包括卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)、精子的采集和獲能、受精等步驟。(2)胚胎移植①概念:將通過體外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi),使之發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。供體:提供胚胎的個(gè)體。受體:接受胚胎的個(gè)體。②過程

供體和受體的生理環(huán)境條件要保持一致。③實(shí)質(zhì):早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。(3)胚胎分割①概念:指采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。

選擇發(fā)育良好的,形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚進(jìn)行分割。分割囊胚要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。②特點(diǎn):后代具有相同的遺傳物質(zhì)。典型示范一細(xì)胞融合技術(shù)有著廣泛應(yīng)用。下圖為細(xì)胞融合的簡略過程,據(jù)圖回答相關(guān)問題:

(1)若a、b分別是基因型為yyRr和YYrr兩個(gè)玉米品種的花粉,且這兩對基因分別位于兩對同源染色體上?？茖W(xué)家分別將它們的花粉除去細(xì)胞壁,然后誘導(dǎo)其融合,再把這些融合細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),培育出了玉米新品種。①這兩個(gè)品種的花粉可用化學(xué)誘導(dǎo)劑

誘導(dǎo)融合,這些融合細(xì)胞經(jīng)過脫分化形成

。

②若想培育出基因型為yyRR的玉米植株,也可直接用yyRr植株的花粉培養(yǎng),再經(jīng)過

處理并篩選獲得,這種育種方法叫作

。

【答案】(1)①聚乙二醇(PEG)愈傷組織②秋水仙素單倍體育種【詳解】(1)①原生質(zhì)體可以用聚乙二醇誘導(dǎo)融合,這些融合細(xì)胞經(jīng)過脫分化形成愈傷組織。②直接用yyRr植株的花粉(yR、yr)經(jīng)過秋水仙素處理得到y(tǒng)yRR、yyrr,篩選獲得yyRR,這種育種方法叫作單倍體育種。細(xì)胞融合技術(shù)有著廣泛應(yīng)用。下圖為細(xì)胞融合的簡略過程,據(jù)圖回答相關(guān)問題:

(2)若a、b表示番茄和馬鈴薯兩種植物的體細(xì)胞,請據(jù)圖回答:在“番茄—馬鈴薯”的培育過程中,運(yùn)用了植物細(xì)胞工程中的

技術(shù),植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志為

。a、b細(xì)胞融合之前,要用到的酶是

?！敬鸢浮?2)植物體細(xì)胞雜交雜種細(xì)胞再生出新的細(xì)胞壁纖維素酶和果膠酶【詳解】(2)在“番茄—馬鈴薯”的培育過程中,運(yùn)用了植物細(xì)胞工程中的植物體細(xì)胞雜交技術(shù);植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志為雜種細(xì)胞再生出新的細(xì)胞壁;a、b細(xì)胞融合之前,要用到的酶是纖維素酶和果膠酶,用于去除細(xì)胞壁。【重點(diǎn)歸納】植物組織培養(yǎng)技術(shù):將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等,培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上,給予適宜的營養(yǎng)條件,誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。植物體細(xì)胞雜交過程:先用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁,獲得原生質(zhì)體,借助物理或化學(xué)方法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合,得到的雜種細(xì)胞再經(jīng)過誘導(dǎo)形成愈傷組織,并進(jìn)一步發(fā)育成完整植株。變式訓(xùn)練一某研究所在“神舟四號(hào)”飛船進(jìn)入太空后為一對“新人”——黃花煙草(二倍體)的原生質(zhì)體和革新一號(hào)煙草(二倍體)的原生質(zhì)體舉辦了特殊的“婚禮”。將兩個(gè)“新人”放入融合器中,當(dāng)充滿液體的融合器加上直流電場,兩個(gè)原本相互游離的細(xì)胞一下子貼到一起,開始了“竊竊私語”。緊接著,在瞬間高壓脈沖的作用下,兩股細(xì)胞質(zhì)展開了“心靈溝通”。漸漸地,細(xì)胞核也扭擺著“親熱”起來,20min后,一個(gè)新生命就這樣誕生了。地面實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:這種“太空煙草”比普通煙草個(gè)子矮、株稈粗、煙葉多,是我國太空育種試驗(yàn)的一項(xiàng)重大成果。據(jù)此回答下列問題:(1)由于細(xì)胞的密度不同,因此在地面上進(jìn)行細(xì)胞融合非常困難。從理論上講,在太空中細(xì)胞更容易融合,可能的原因是

。在顯微鏡下觀察,兩個(gè)“新人”的細(xì)胞膜融合在一起,使細(xì)胞呈圓球狀,這是因?yàn)槟ぞ哂?/p>

。

【答案】

(1)太空中重力作用很弱一定的流動(dòng)性【詳解】(1)由于細(xì)胞的密度不同,在地面上受重力影響,因此在地面上進(jìn)行細(xì)胞融合非常困難。從理論上講,在太空中細(xì)胞更容易融合,可能的原因是與地面相比,太空中重力作用很弱,細(xì)胞融合率大大提高。兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜能融合一起,是因?yàn)閮烧呒?xì)胞膜的組分和結(jié)構(gòu)相似,均具有一定的流動(dòng)性。(2)兩種煙草原生質(zhì)體融合時(shí)(只考慮兩個(gè)細(xì)胞融合),可能出現(xiàn)

種融合結(jié)果,其中

類型是我們需要的,融合完成的標(biāo)志是

。此細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)后得到的植株屬

倍體。

【答案】

(2)3黃花煙草與革新一號(hào)煙草原生質(zhì)體融合融合細(xì)胞再生細(xì)胞壁四(異源四倍體)【詳解】(2)植物原生質(zhì)體融合過程常利用化學(xué)試劑聚乙二醇(或PEG),若只考慮兩個(gè)細(xì)胞融合,則融合后有3種不同類型的原生質(zhì)體,即黃花煙草—革新一號(hào)煙草原生質(zhì)體融合、黃花煙草—黃花煙草原生質(zhì)體融合、革新一號(hào)煙草—革新一號(hào)煙草原生質(zhì)體融合,其中雜種原生質(zhì)體黃花煙草—革新一號(hào)煙草原生質(zhì)體融合是我們所需的。融合細(xì)胞再生細(xì)胞壁是原生質(zhì)體融合完成的標(biāo)志,該雜種細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)之后得到的植株同時(shí)含有黃花煙草和革新一號(hào)煙草的染色體,即異源四倍體。(3)這種“太空煙草”的培育過程是植物細(xì)胞工程的

技術(shù),該技術(shù)與傳統(tǒng)的有性雜交相比,其突出的優(yōu)點(diǎn)是:

?！敬鸢浮?/p>

(3)植物體細(xì)胞雜交在打破生殖隔離,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種,培育植物新品種等方面有優(yōu)勢【詳解】(3)“太空煙草”的培育是利用相關(guān)技術(shù)將黃花煙草和革新一號(hào)煙草這兩個(gè)物種的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)個(gè)體,采用的是植物細(xì)胞工程的植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。與傳統(tǒng)的有性雜交相比,能進(jìn)行有性生殖的生物之間不存在生殖隔離,而黃花煙草和革新一號(hào)煙草屬于兩個(gè)物種,可見植物體細(xì)胞雜交能在打破生殖隔離,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種,培育植物新品種等方面有優(yōu)勢。(4)“太空煙草”不一定能穩(wěn)定遺傳,原因是:

?！敬鸢浮?/p>

(4)如果“太空煙草”為純合子,無性繁殖和有性繁殖都能穩(wěn)定遺傳;如果為雜合子,無性繁殖能穩(wěn)定遺傳,有性繁殖會(huì)出現(xiàn)性狀分離;培養(yǎng)過程中也可能會(huì)發(fā)生基因突變,則“太空煙草”不能穩(wěn)定遺傳【詳解】(4)通過無性繁殖技術(shù)能使性狀穩(wěn)定遺傳,而能通過有性生殖穩(wěn)定遺傳的品種一般都是純合子?！疤諢煵荨辈灰欢芊€(wěn)定遺傳,如果“太空煙草”為純合子,無性繁殖和有性繁殖都能穩(wěn)定遺傳;如果為雜合子,無性繁殖能穩(wěn)定遺傳,有性繁殖會(huì)出現(xiàn)性狀分離;培養(yǎng)過程中也可能會(huì)發(fā)生基因突變,則“太空煙草”不能穩(wěn)定遺傳。典型示范二下圖為細(xì)胞融合的簡略過程,請據(jù)圖回答:

(1)植物細(xì)胞工程常用的基礎(chǔ)技術(shù)是

;動(dòng)物細(xì)胞工程各技術(shù)手段的基礎(chǔ)是

。

【答案】(1)植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)【詳解】(1)植物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有植物組織培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交,其中植物組織培養(yǎng)是基礎(chǔ)技術(shù),動(dòng)物細(xì)胞工程包含的技術(shù)手段有動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞融合等,其中動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是動(dòng)物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)。下圖為細(xì)胞融合的簡略過程,請據(jù)圖回答:

(2)若圖中甲、乙是植物細(xì)胞,在細(xì)胞融合之前應(yīng)用

處理,除去

;甲細(xì)胞、乙細(xì)胞到丙細(xì)胞的過程中,常用的化學(xué)試劑是

;融合成功的標(biāo)志是

。

【答案】(2)纖維素酶和果膠酶細(xì)胞壁聚乙二醇(或PEG)再生出新的細(xì)胞壁【詳解】(2)植物體細(xì)胞雜交前,先采用酶解法去除細(xì)胞壁,因此,若圖中甲、乙是植物細(xì)胞,在細(xì)胞融合之前先采用纖維素酶、果膠酶處理除去細(xì)胞壁,獲得原生質(zhì)體;誘導(dǎo)甲細(xì)胞、乙細(xì)胞融合常用的化學(xué)方法是PEG誘導(dǎo),此外還可通過物理的方法進(jìn)行誘導(dǎo);再生出細(xì)胞壁是原生質(zhì)體融合完成的標(biāo)志。下圖為細(xì)胞融合的簡略過程,請據(jù)圖回答:

(3)與植物細(xì)胞相比,動(dòng)物細(xì)胞融合特有的方法是

?！敬鸢浮?3)滅活病毒誘導(dǎo)法【詳解】(3)誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合的方法有:物理方法(電融合法、離心法等);化學(xué)方法(聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法等)。誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法有PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導(dǎo)法等。顯然滅活病毒誘導(dǎo)法是動(dòng)物細(xì)胞融合特有的方法。因此,與植物細(xì)胞相比,動(dòng)物細(xì)胞融合特有的誘導(dǎo)融合的方法是滅活病毒誘導(dǎo)法。下圖為細(xì)胞融合的簡略過程,請據(jù)圖回答:

(4)若利用動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)來生產(chǎn)單克隆抗體,應(yīng)將

和

進(jìn)行融合,融合后需經(jīng)多次篩選,以得到能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞,第一次篩選一般利用

進(jìn)行,第二次篩選需對細(xì)胞進(jìn)行反復(fù)的克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,以篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。

【答案】(4)B淋巴細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞選擇培養(yǎng)基【詳解】(4)若利用動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)來生產(chǎn)單克隆抗體,應(yīng)將經(jīng)免疫的B細(xì)胞(效應(yīng)B細(xì)胞)和骨髓瘤細(xì)胞融合,融合后需經(jīng)多次篩選,以得到能產(chǎn)特異抗體的雜交瘤細(xì)胞,第一次篩選一般利用選擇培養(yǎng)基(HAT培養(yǎng)基)進(jìn)行,第二次篩選需對細(xì)胞進(jìn)行反復(fù)的克隆化培養(yǎng)和抗體陽性檢測,以篩選出能產(chǎn)特定抗體的雜交瘤細(xì)胞,然后在體外條件下大量制備單克隆抗體?！局攸c(diǎn)歸納】植物體細(xì)胞雜交實(shí)驗(yàn)的原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性,操作流程為去除細(xì)胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合,誘導(dǎo)細(xì)胞融合的方法有離心、電融合、聚乙二醇融合等,該方法的優(yōu)點(diǎn)是克服遠(yuǎn)緣雜交不親和,從而獲得雜交植株。

單克隆抗體制備流程:先給小鼠注射特定抗原使之發(fā)生免疫反應(yīng),之后從小鼠脾臟中獲取已經(jīng)免疫的B淋巴細(xì)胞;誘導(dǎo)B細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合,利用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞;進(jìn)行抗體檢測,篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞;進(jìn)行克隆化培養(yǎng),即用培養(yǎng)基培養(yǎng)和注入小鼠腹腔中培養(yǎng);最后從培養(yǎng)液或小鼠腹水中獲取單克隆抗體。變式訓(xùn)練二2006年中國首例帶有抗瘋牛病轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞的克隆牛順利降生。作為克隆牛,其培育過程如下圖所示:

(1)細(xì)胞A是

,細(xì)胞B是

。

【答案】(1)高度分化的體細(xì)胞卵母細(xì)胞【詳解】(1)細(xì)胞A是甲牛體內(nèi)已高度分化的體細(xì)胞,細(xì)胞B是乙牛體內(nèi)的卵母細(xì)胞。去核的卵母細(xì)胞可作為受體細(xì)胞。2006年中國首例帶有抗瘋牛病轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞的克隆牛順利降生。作為克隆牛,其培育過程如下圖所示:

(2)一個(gè)重組細(xì)胞D發(fā)育成丁牛生出,涉及的細(xì)胞增殖方式是

。

【答案】(2)有絲分裂【詳解】(2)一個(gè)重組細(xì)胞D發(fā)育成丁牛生出,屬于個(gè)體發(fā)育,其涉及的細(xì)胞增殖方式只有有絲分裂。2006年中國首例帶有抗瘋牛病轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞的克隆牛順利降生。作為克隆牛,其培育過程如下圖所示:

(3)丁牛的性別和

牛的性別相同,原因是

。

【答案】(3)甲牛的性別由細(xì)胞內(nèi)的性染色體決定,丁牛的性染色體與甲牛相同【詳解】(3)由于牛的性別由細(xì)胞內(nèi)的性染色體決定,而丁牛的性染色體與甲相同,所以丁牛的性別和甲牛的性別相同。2006年中國首例帶有抗瘋牛病轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞的克隆牛順利降生。作為克隆牛,其培育過程如下圖所示:

(4)培育抗瘋牛病克隆牛所使用的技術(shù)手段是

。【答案】(4)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植和胚胎移植、轉(zhuǎn)基因技術(shù)【詳解】(4)據(jù)圖可知,培育抗瘋牛病克隆牛所使用的技術(shù)手段是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植和胚胎移植、轉(zhuǎn)基因技術(shù)。2006年中國首例帶有抗瘋牛病轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞的克隆牛順利降生。作為克隆牛,其培育過程如下圖所示:

(5)上述方法培育出克隆動(dòng)物,與植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育出完整的植株相比,獲得的后代在遺傳物質(zhì)方面有什么不同?

?！敬鸢浮?5)在遺傳物質(zhì)上(不考慮發(fā)育過程中的變異),植物組織培養(yǎng)形成的植株與提供體細(xì)胞的植株完全相同,克隆動(dòng)物體內(nèi)有卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)的基因,所以克隆動(dòng)物的遺傳物質(zhì)與提供體細(xì)胞核的動(dòng)物不完全相同【詳解】(5)上述方法培育出克隆動(dòng)物,與植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育出完整的植株相比,獲得的后代在遺傳物質(zhì)上有區(qū)別。植物組織培養(yǎng)形成的植株與提供體細(xì)胞的植株完全相同,克隆動(dòng)物體內(nèi)有卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)的基因,所以克隆動(dòng)物的遺傳物質(zhì),與提供體細(xì)胞核的動(dòng)物不完全相同。典型示范三“試管嬰兒”技術(shù)是指用人工的技術(shù),將不孕夫婦的精子和卵細(xì)胞取出在試管中完成受精,并在試管中培養(yǎng)發(fā)育到一定時(shí)期,再將胚胎移入女性子宮內(nèi)發(fā)育成胎兒。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了不孕夫婦當(dāng)爸爸媽媽的愿望。目前,我國每年試管嬰兒數(shù)量逾20萬例次。試管嬰兒的培育過程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。(1)“試管嬰兒”技術(shù)中體外受精主要包括卵母細(xì)胞的采集、精子的獲取和受精等步驟。首先給不孕妻子注射

,使其超數(shù)排卵,并將沖出的卵子培養(yǎng)到

期,然后與獲能的精子完成體外受精。

【答案】(1)促性腺激素減數(shù)第二次分裂中【詳解】(1)促性腺激素能促進(jìn)母體超數(shù)排卵。卵細(xì)胞則要培養(yǎng)到減數(shù)分裂第二次分裂中期(或MII中)才能與精子結(jié)合。(2)受精卵早期發(fā)育有一段時(shí)間是在透明帶內(nèi)進(jìn)行,這一時(shí)期稱為

。當(dāng)早期胚胎發(fā)育到桑椹胚期時(shí),移植到妻子的

中繼續(xù)完成胚胎發(fā)育。在植入前,通常取

階段的滋養(yǎng)層進(jìn)行基因檢測等測試。

【答案】(2)卵裂子宮囊胚【詳解】(2)胚胎發(fā)育的早期有一段時(shí)間是在透明帶內(nèi)進(jìn)行的,這一時(shí)期稱為卵裂期,其特點(diǎn)是細(xì)胞分裂方式為有絲分裂,細(xì)胞數(shù)量不斷增加,但胚胎的總體積并不增加,甚至略有縮小。

當(dāng)早期胚胎發(fā)育到桑椹胚期時(shí),移植到妻子的子宮中繼續(xù)完成胚胎發(fā)育。目前,對胚胎的性別進(jìn)行鑒定的最有效最準(zhǔn)確的方法是SRY-PCR法,即從被測的囊胚中取出幾個(gè)滋養(yǎng)層細(xì)胞,提取DNA進(jìn)行檢測。(3)胚胎在植入前還要進(jìn)行染色體檢查,該項(xiàng)技術(shù)對人口優(yōu)生的益處與對性別比例的潛在影響:①對優(yōu)生的益處是及時(shí)發(fā)現(xiàn)染色體異常遺傳病,有效規(guī)避該類遺傳病;②對性別比例的潛在影響是

。

【答案】(3)非法進(jìn)行胎兒性別鑒定,容易導(dǎo)致人口性別比例失衡【詳解】(3)胚胎在植入母體前可以進(jìn)行染色體檢查,該項(xiàng)操作對人口優(yōu)生的益處是規(guī)避染色體遺傳病;對性別比例的潛在影響是可能用于選擇胎兒性別,非法進(jìn)行胎兒性別鑒定,容易導(dǎo)致人口性別比例失衡。(4)要得到“同卵雙胞胎”,采用的技術(shù)是

,同卵雙胞胎性別

(填“相同”或“不相同”)

【答案】(4)胚胎分割相同【詳解】(4)來自同一個(gè)胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì),因此采用胚胎分割移植技術(shù)可獲得“同卵雙胞胎”。用這種方式誕生的雙胞胎,其性別相同。【重點(diǎn)歸納】試管動(dòng)物技術(shù)是指通過人工操作使卵子和精子在體外條件下成熟和受精,并通過培養(yǎng)發(fā)育為早期胚胎后,再經(jīng)移植后產(chǎn)生后代的技術(shù)。胚胎分割時(shí),一般采用發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。對囊胚期的胚胎進(jìn)行分割時(shí),要特別注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,否則會(huì)影響分割后的胚胎恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。來自同一胚胎分割產(chǎn)生的后代具有相同的遺傳物質(zhì),因此,胚胎分割可以看作動(dòng)物無性繁殖(或克隆)的方法之一。

【答案】

(1)促性腺同期發(fā)情生理狀態(tài)【詳解】(1)圖中①過程常用促性腺激素促進(jìn)布朗瑞士奶牛超數(shù)排卵。在胚胎移植過程中為了使供、受體具有相同的生理狀態(tài),需要用激素對供、受體進(jìn)行同期發(fā)情處理。

【答案】

(2)囊胚滋養(yǎng)層【詳解】(2)早期胚胎發(fā)育到囊胚期時(shí)出現(xiàn)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層細(xì)胞的分化,內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育為胎兒的各種組織,滋養(yǎng)層的細(xì)胞將來發(fā)育為胎膜和胎盤,因此在圖中④胚胎移植前可以取囊胚期的滋養(yǎng)層的細(xì)胞進(jìn)行性別鑒定,這樣不影響胚胎的繼續(xù)發(fā)育。

【答案】

(3)桑椹胚囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)二【詳解】(3)進(jìn)行胚胎分割時(shí),應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚,選擇囊胚對其進(jìn)行分割時(shí)要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,否則會(huì)影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。到目前為止,仍然以二分胚胎的分割和移植效率最高。真題回顧1.(2020·天津卷)某植物有A、B兩品種?？蒲腥藛T在設(shè)計(jì)品種A組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí),參照品種B的最佳激素配比(見下表)進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。

據(jù)表回答:(1)Ⅰ階段時(shí)通常選擇莖尖、幼葉等作為外植體,原因是

。品種B組織培養(yǎng)階段細(xì)胞分裂素濃度(μmol/L)生長素濃度(μmol/L)Ⅰ誘導(dǎo)形成愈傷組織m1n1Ⅱ誘導(dǎo)形成幼芽m2n2Ⅲ誘導(dǎo)生根m3n3【答案】

(1)細(xì)胞分化程度低,容易誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織【詳解】(1)在誘導(dǎo)愈傷組織形成時(shí),通常采用莖尖、幼葉做外植體,因?yàn)檫@些部位的細(xì)胞分裂能力強(qiáng)、分化程度低,全能性容易表達(dá),容易誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織。1.(2020·天津卷)某植物有A、B兩品種?？蒲腥藛T在設(shè)計(jì)品種A組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí),參照品種B的最佳激素配比(見下表)進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。

據(jù)表回答:(2)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段中發(fā)生基因選擇性表達(dá)的是

階段。

品種B組織培養(yǎng)階段細(xì)胞分裂素濃度(μmol/L)生長素濃度(μmol/L)Ⅰ誘導(dǎo)形成愈傷組織m1n1Ⅱ誘導(dǎo)形成幼芽m2n2Ⅲ誘導(dǎo)生根m3n3【答案】

(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ【詳解】(2)Ⅰ過程愈傷組織形成是離體的植物細(xì)胞脫分化的結(jié)果,脫分化過程中細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生的明顯改變,成為未分化狀態(tài);Ⅱ、Ⅲ過程形成幼芽、根的過程存在細(xì)胞的分化,分化和脫分化都存在基因的選擇性表達(dá),故Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段都存在基因的選擇性表達(dá)。1.(2020·天津卷)某植物有A、B兩品種。科研人員在設(shè)計(jì)品種A組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí),參照品種B的最佳激素配比(見下表)進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。

據(jù)表回答:(3)為確定品種A的Ⅰ階段的最適細(xì)胞分裂素濃度,參照品種B的激素配比(m1>2.0),以0.5μmol/L為梯度,設(shè)計(jì)5個(gè)濃度水平的實(shí)驗(yàn),細(xì)胞分裂素最高濃度應(yīng)設(shè)為

μmol/L。

品種B組織培養(yǎng)階段細(xì)胞分裂素濃度(μmol/L)生長素濃度(μmol/L)Ⅰ誘導(dǎo)形成愈傷組織m1n1Ⅱ誘導(dǎo)形成幼芽m2n2Ⅲ誘導(dǎo)生根m3n3【答案】

(3)m1+1.0【詳解】(3)根據(jù)題意,表中數(shù)據(jù)為品種B的最佳激素配比,若要確定品種A的Ⅰ階段最佳細(xì)胞分裂素濃度,以0.5μmol/L為梯度,可參考m1為中間值,故實(shí)驗(yàn)中細(xì)胞分裂素最高濃度可設(shè)為m1+1.0μmol/L。1.(2020·天津卷)某植物有A、B兩品種?？蒲腥藛T在設(shè)計(jì)品種A組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí),參照品種B的最佳激素配比(見下表)進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。

據(jù)表回答:

(4)Ⅲ階段時(shí),科研人員分別選用濃度低于或高于n3μmol/L的生長素處理品種A幼芽都能達(dá)到最佳生根效果,原因是處理幼芽時(shí),選用低濃度生長素時(shí)的處理方法為

,選用高濃度生長素時(shí)的處理方法為

。品種B組織培養(yǎng)階段細(xì)胞分裂素濃度(μmol/L)生長素濃度(μmol/L)Ⅰ誘導(dǎo)形成愈傷組織m1n1Ⅱ誘導(dǎo)形成幼芽m2n2Ⅲ誘導(dǎo)生根m3n3【答案】

(4)浸泡法(長時(shí)間處理)沾蘸法(短時(shí)間處理)【詳解】(4)實(shí)驗(yàn)中用生長素處理插條的方法可選用浸泡法或沾蘸法,浸泡法時(shí)間長、所需濃度低,而沾蘸法處理時(shí)間短、所需濃度高;因此Ⅲ過程中分別選用濃度低于或高于n3μmol/L的生長素處理品種A的幼苗芽,選用低濃度生長素時(shí)的處理方法為浸泡法,時(shí)間長,而選用高濃度生長素時(shí)處理方法為沾蘸法,時(shí)間短,都能達(dá)到比較適宜的濃度,達(dá)到最佳生根效果。1.(2020·天津卷)某植物有A、B兩品種?？蒲腥藛T在設(shè)計(jì)品種A組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí),參照品種B的最佳激素配比(見下表)進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。

據(jù)表回答:

(5)在

階段用秋水仙素對材料進(jìn)行處理,最易獲得由單個(gè)細(xì)胞形成的多倍體。

品種B組織培養(yǎng)階段細(xì)胞分裂素濃度(μmol/L)生長素濃度(μmol/L)Ⅰ誘導(dǎo)形成愈傷組織m1n1Ⅱ誘導(dǎo)形成幼芽m2n2Ⅲ誘導(dǎo)生根m3n3【答案】

(5)Ⅰ【詳解】(5)秋水仙素可抑制紡錘體形成,導(dǎo)致染色體加倍形成多倍體,愈傷組織分裂旺盛,故在Ⅰ階段用秋水仙素處理,最易獲得由單個(gè)細(xì)胞形成的多倍體。2.(2020·全國Ⅰ卷)為研制抗病毒A的單克隆抗體,某同學(xué)以小鼠甲為實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)流程。

回答下列問題:(1)上述實(shí)驗(yàn)前必須給小鼠甲注射病毒A,該處理的目的是

?！敬鸢浮?1)誘導(dǎo)小鼠甲產(chǎn)生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細(xì)胞【詳解】(1)實(shí)驗(yàn)前給小鼠甲注射病毒A,是為了誘導(dǎo)小鼠甲產(chǎn)生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細(xì)胞。2.(2020·全國Ⅰ卷)為研制抗病毒A的單克隆抗體,某同學(xué)以小鼠甲為實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)流程。

回答下列問題:

(2)寫出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細(xì)胞懸液的主要實(shí)驗(yàn)步驟:

。

【答案】

(2)取小鼠甲脾臟剪碎,用胰蛋白酶處理使其分散成單個(gè)細(xì)胞,加入培養(yǎng)液制成單細(xì)胞懸液【詳解】(2)取小鼠的脾臟,剪碎組織,用胰蛋白酶處理獲得單個(gè)細(xì)胞,加入培養(yǎng)液可以制成單細(xì)胞懸液。2.(2020·全國Ⅰ卷)為研制抗病毒A的單克隆抗體,某同學(xué)以小鼠甲為實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)流程。

回答下列問題:(3)為了得到能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞,需要進(jìn)行篩選。圖中篩選1所采用的培養(yǎng)基屬于

,使用該培養(yǎng)基進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的結(jié)果是

。圖中篩選2含多次篩選,篩選所依據(jù)的基本原理是

?！敬鸢浮?/p>

(3)選擇培養(yǎng)基只有雜交瘤細(xì)胞能夠生存抗原與抗體的反應(yīng)具有特異性【詳解】(3)圖中篩選1需要用到選擇培養(yǎng)基,只有雜交瘤細(xì)胞可以存活。篩選2是為了獲得能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞,該過程要用到抗原抗體雜交,故篩選所依據(jù)的原理是抗原—抗體反應(yīng)具有特異性。2.(2020·全國Ⅰ卷)為研制抗病毒A的單克隆抗體,某同學(xué)以小鼠甲為實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)流程。

回答下列問題:(4)若要使能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞大量增殖,可采用的方法有

。(答出2點(diǎn)即可)?！敬鸢浮?/p>

(4)將雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖;將雜交瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)【詳解】(4)獲得能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞后,可以在體外培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng),或在小鼠的腹腔中進(jìn)行培養(yǎng),使雜交瘤細(xì)胞大量增殖。3.(2020·全國Ⅲ卷)W是一種具有特定功能的人體蛋白質(zhì)。某研究小組擬仿照制備乳腺生物反應(yīng)器的研究思路,制備一種膀胱生物反應(yīng)器來獲得W,基本過程如圖所示。

(1)步驟①中需要使用的工具酶有

。步驟②和③所代表的操作分別是

和

。步驟④稱為

。

【答案】

(1)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶顯微注射早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植【詳解】(1)由分析可知,步驟①為構(gòu)建基因表達(dá)載體,需使用同種限制酶切割目的基因和運(yùn)載體,再由DNA連接酶連接黏性末端,形成重組表達(dá)載體;步驟②為顯微注射;步驟③為早期胚胎培養(yǎng);步驟④為胚胎移植。3.(2020·全國Ⅲ卷)W是一種具有特定功能的人體蛋白質(zhì)。某研究小組擬仿照制備乳腺生物反應(yīng)器的研究思路,制備一種膀胱生物反應(yīng)器來獲得W,基本過程如圖所示。

(2)與乳腺生物反應(yīng)器相比,用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)W的優(yōu)勢在于不受轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的

(答出2點(diǎn)即可)的限制?！敬鸢浮?/p>

(2)性別、年齡【詳解】(2)與乳腺生物反應(yīng)器相比,用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)W,可從動(dòng)物一出生就收集產(chǎn)物,不受動(dòng)物的性別和年齡的限制。3.(2020·全國Ⅲ卷)W是一種具有特定功能的人體蛋白質(zhì)。某研究小組擬仿照制備乳腺生物反應(yīng)器的研究思路,制備一種膀胱生物反應(yīng)器來獲得W,基本過程如圖所示。

(3)一般來說,在同一動(dòng)物個(gè)體中,乳腺上皮細(xì)胞與膀胱上皮細(xì)胞的細(xì)胞核中染色體DNA所含的遺傳信息

(填相同或不同),原因是

。

【答案】

(3)相同兩種上皮細(xì)胞都是體細(xì)胞,且來源于同一個(gè)受精卵【詳解】(3)在同