2019屆新課標(biāo)高考生物大一輪復(fù)習(xí)第十一單元現(xiàn)代生物科技專題11.2細(xì)胞工程講義

考點(diǎn)研析課堂歸納

隨堂演練

課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練第2講細(xì)胞工程考綱要求全國(guó)課標(biāo)卷五年考頻統(tǒng)計(jì)2018高考預(yù)期1.植物的組織培養(yǎng)Ⅱ2.動(dòng)物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克?、?.細(xì)胞融合與單克隆抗體Ⅱ2013全國(guó)Ⅱ，T40(1)(3)2014全國(guó)Ⅰ，T402016全國(guó)甲，T40(1)植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的不同、植物體細(xì)胞雜交與動(dòng)物細(xì)胞融合的不同(2)圖解法理解單克隆抗體的制備過(guò)程考點(diǎn)1植物細(xì)胞工程1．細(xì)胞工程的概念與理論基礎(chǔ)(1)細(xì)胞工程①操作水平：________________。②目的：按照人的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的____________或獲得____________。答案：1.(1)①細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平②遺傳物質(zhì)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____________的任何一個(gè)細(xì)胞，都具有發(fā)育成____________的潛能。②原理：細(xì)胞內(nèi)含有本物種的______________。③全能性表達(dá)條件：具有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，處于________狀態(tài)，提供一定的____________和其他適宜外界條件。答案：(2)①遺傳信息完整生物體②全套遺傳信息③離體營(yíng)養(yǎng)、激素④細(xì)胞全能性大小與細(xì)胞分化程度成反比。⑤全能性大小：植物細(xì)胞：受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞：受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞核(動(dòng)物細(xì)胞全能性受限制，但細(xì)胞核具有全能性)2．植物組織培養(yǎng)(1)理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的________。(2)操作流程：①離體的器官、組織或細(xì)胞常稱為_(kāi)_______。②a過(guò)程為_(kāi)_______，b過(guò)程為_(kāi)_______，A表示________，B表示________________。答案：2．(1)全能性(2)①外植體②脫分化再分化愈傷組織叢芽或胚狀體3．植物體細(xì)胞雜交(1)概念：將不同種的植物體細(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____________的技術(shù)。(2)原理：體細(xì)胞雜交利用了細(xì)胞膜的________，雜種細(xì)胞培育成雜種植株利用了植物細(xì)胞的________。答案：3．(1)新的植物體(2)流動(dòng)性全能性(3)過(guò)程答案：(3)纖維素酶和果膠原生質(zhì)體物理PEG細(xì)胞壁(4)意義：克服不同種生物遠(yuǎn)緣雜交的________性。(5)雜種植株遺傳物質(zhì)的變化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)a．染色體組數(shù)＝兩種植物體細(xì)胞內(nèi)染色體組數(shù)之和。b．植物體細(xì)胞雜交形成的雜種植株，有幾個(gè)染色體組就稱為幾倍體。答案：(4)不親和c．若一植物細(xì)胞含有2x條染色體，2個(gè)染色體組，基因型為Aabb，另一植物細(xì)胞含有2y條染色體，2個(gè)染色體組，基因型為ccDd，則新植株應(yīng)為異源四倍體，其體細(xì)胞中染色體為(2x＋2y)條，4個(gè)染色體組，基因型為AabbccDd。4．植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用(1)植物繁殖的新途徑①微型繁殖：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。②作物脫毒技術(shù)：選取作物無(wú)毒組織(如莖尖)進(jìn)行組織培養(yǎng)，獲得脫毒苗的技術(shù)。③人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過(guò)人工薄膜包裝得到的種子。②突變體的利用：在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力(如射線、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而發(fā)生突變。從這些產(chǎn)生突變的個(gè)體中可以篩選出對(duì)人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新品種。(3)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)①細(xì)胞產(chǎn)物：蛋白質(zhì)、脂肪、糖類(lèi)、藥物、香料、生物堿等。②培養(yǎng)階段：愈傷組織階段。③技術(shù)基礎(chǔ)：植物組織培養(yǎng)技術(shù)。[題組精練]1．人參是一種名貴中藥材，其有效成分主要是人參皂甙。利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)人參皂甙的大致流程如圖，請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題。(1)人參根切塊誘導(dǎo)形成愈傷組織的過(guò)程叫做________。分析操作流程可知，生產(chǎn)人參皂甙的全過(guò)程________(填“是”或“否”)體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性。(2)用于離體培養(yǎng)的根切塊，叫作________。培養(yǎng)幾天后發(fā)現(xiàn)少數(shù)培養(yǎng)基被污染，若是出現(xiàn)有顏色的絨毛狀菌落，屬于________污染。(3)一次性投放足量的營(yíng)養(yǎng)液后，在保持通氣的條件下培養(yǎng)人參細(xì)胞，每隔4小時(shí)取樣測(cè)定活細(xì)胞密度，并將結(jié)果描繪成曲線，下列圖像比較接近實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是________(填寫(xiě)圖中對(duì)應(yīng)編號(hào))。解析：(1)人參根切塊誘導(dǎo)形成愈傷組織的過(guò)程叫做脫分化。生產(chǎn)人參皂甙的全過(guò)程并沒(méi)有形成完整植株，因此不能體現(xiàn)植物細(xì)胞的全能性。(2)離體培養(yǎng)的組織、器官和細(xì)胞稱為外植體。真菌污染后會(huì)形成有顏色的絨毛狀菌落。(3)一次性投放足量的營(yíng)養(yǎng)液后，在保持通氣的條件下培養(yǎng)人參細(xì)胞，使得細(xì)胞數(shù)量呈現(xiàn)S型增長(zhǎng)，但由于資源和空間數(shù)量有限，另外代謝廢物的增加，細(xì)胞數(shù)量減少，則圖像比較接近實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是丙。答案：(1)脫分化否(2)外植體真菌(3)丙2．(2017·江西九江七校第一次聯(lián)考)根據(jù)下面植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖，回答相關(guān)問(wèn)題。(1)運(yùn)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________________。(2)在利用雜種細(xì)胞培育雜種植株的過(guò)程中，依據(jù)的原理是____________，其中過(guò)程②稱為_(kāi)_______，植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是________。(3)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。(4)已知柴油樹(shù)種子含有的柴油是植物細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，可用植物組織培養(yǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)柴油的工業(yè)化生產(chǎn)。若利用此技術(shù)，將柴油樹(shù)細(xì)胞培養(yǎng)到________階段即可(填字母編號(hào))。(5)若培育抗蟲(chóng)棉，將抗蟲(chóng)基因通過(guò)適當(dāng)?shù)耐緩綄?dǎo)入棉花受精卵，然后進(jìn)行組織培養(yǎng)，該過(guò)程相當(dāng)于________(填字母編號(hào))。(6)人工種子是由發(fā)育到________過(guò)程(填字母編號(hào))的結(jié)構(gòu)包裹上人工種皮制備的。解析：(1)番茄和馬鈴薯屬于兩個(gè)物種，存在生殖隔離，不能通過(guò)有性雜交產(chǎn)生后代。(2)在利用雜種細(xì)胞培育雜種植株的過(guò)程中，依據(jù)的原理是細(xì)胞的全能性，其中過(guò)程②稱為原生質(zhì)體融合，植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是產(chǎn)生新的細(xì)胞壁。(3)由于番茄、馬鈴薯分別為四倍體、二倍體，因此“番茄—馬鈴薯”屬異源六倍體。(4)柴油是植物細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，將柴油樹(shù)細(xì)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。(5)若培育抗蟲(chóng)棉，將抗蟲(chóng)基因通過(guò)適當(dāng)?shù)耐緩綄?dǎo)入棉花受精卵，然后進(jìn)行組織培養(yǎng)，包括脫分化和再分化兩個(gè)階段，即圖中的④⑤。(6)人工種子是用胚狀體、不定芽、腋芽等材料包上人工種皮制成的。答案：(1)不同種的植物存在生殖隔離(2)細(xì)胞的全能性原生質(zhì)體融合產(chǎn)生新的細(xì)胞壁(3)六(4)e(5)④⑤

(6)f考點(diǎn)2動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)(1)地位：動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞核移植、____________等。其中____________是其他動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。答案：1.(1)動(dòng)物細(xì)胞融合動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)(2)過(guò)程答案：(2)剪碎胰蛋白酶貼壁接觸抑制胰蛋白酶10～50核型(3)培養(yǎng)條件答案：(3)①抗生素培養(yǎng)液②血清、血漿答案：④細(xì)胞代謝pH2．動(dòng)物體細(xì)胞克隆技術(shù)(核移植技術(shù))(1)原理：________________。(2)核移植分類(lèi)：____________移植和體細(xì)胞核移植。答案：2．(1)動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性(2)胚胎細(xì)胞核(3)核移植過(guò)程(以克隆高產(chǎn)奶牛為例)答案：去核(不同方法促進(jìn))細(xì)胞整合胚胎移植(4)選用去核卵(母)細(xì)胞的原因：________________________。(5)體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問(wèn)題：_____________________。答案：(4)卵(母)細(xì)胞比較大，容易操作；卵(母)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)多，營(yíng)養(yǎng)豐富，含有促進(jìn)核全能性表達(dá)的物質(zhì)(5)克隆動(dòng)物存在著健康問(wèn)題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等3．動(dòng)物細(xì)胞融合及單克隆抗體制備(1)動(dòng)物細(xì)胞融合①原理：細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性。②方法：物理法(離心、振動(dòng)、電激)、化學(xué)法和生物法(滅活病毒處理)。③結(jié)果：形成雜交細(xì)胞。④意義：突破了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。⑤應(yīng)用：制備單克隆抗體。(2)單克隆抗體制備①血清抗體與單克隆抗體名稱產(chǎn)生特點(diǎn)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(qiáng)，靈敏度高，能大量制備②過(guò)程③制備單克隆抗體過(guò)程中的兩次篩選

篩選的對(duì)象方法第一次篩選雜交瘤細(xì)胞利用特定的選擇培養(yǎng)基：在該培養(yǎng)基中只有雜交瘤細(xì)胞存活，其他細(xì)胞(未融合的B細(xì)胞和瘤細(xì)胞、融合后的B—B細(xì)胞和瘤—瘤細(xì)胞)均不能存活第二次篩選能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞利用特定抗原通過(guò)抗原—抗體雜交技術(shù)確認(rèn)抗體性質(zhì)④單克隆抗體的應(yīng)用a．作為診斷試劑：準(zhǔn)確識(shí)別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異，并與一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，具有準(zhǔn)確、高效、簡(jiǎn)易、快速的優(yōu)點(diǎn)。b．用于治療疾病和運(yùn)載藥物：主要用于癌癥治療，可制成“生物導(dǎo)彈”，也有少量用于治療其他疾病。注意：(1)雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)：既能迅速大量繁殖，又能產(chǎn)生專一抗體。(2)進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞的誘導(dǎo)融合，形成的雜交細(xì)胞有三種：AA型、BB型、AB型。只有AB型才是我們所需要的雜交細(xì)胞，所以需要用選擇性培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。(3)獲取單克隆抗體的場(chǎng)所①若在培養(yǎng)基中進(jìn)行雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng)，則從培養(yǎng)液中提取。②若在小鼠或其他動(dòng)物腹腔中培養(yǎng)，則從腹水中提取。[題組精練]1．下圖是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿病(基因缺陷導(dǎo)致胰島B細(xì)胞不能正常合成胰島素)的過(guò)程設(shè)計(jì)圖解。請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)圖中①、②所示的結(jié)構(gòu)分別是________、________。(2)圖中③、④所示的生物工程技術(shù)分別是____________、____________。(3)過(guò)程③通常用去核卵細(xì)胞作受體細(xì)胞的原因除了它體積大、易操作，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富外，還因?yàn)樗黖_______________________________。(4)過(guò)程④通常采用的方法是________。(5)過(guò)程④的完成需要用到的非酶基因操作工具為_(kāi)______。(6)圖示方法與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點(diǎn)是_________。解析：(1)體細(xì)胞核移植利用體細(xì)胞核和去核卵細(xì)胞。內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，此時(shí)導(dǎo)入健康胰島B細(xì)胞基因?？梢孕纬赡苷７置谝葝u素的胰島B細(xì)胞群。(2)③將體細(xì)胞核和去核卵細(xì)胞重組為一個(gè)細(xì)胞，為體細(xì)胞核移植技術(shù)。④將健康胰島B細(xì)胞基因移植入受體細(xì)胞，為基因工程技術(shù)。(3)過(guò)程③通常用去核卵細(xì)胞作為受體細(xì)胞，除了因?yàn)樗w積大，易操作，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富外還因?yàn)槠浜心軌蚣せ罴?xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。(4)目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞通常用顯微注射法。(5)基因工程基本工具為限制酶、DNA連接酶、載體，載體為非酶基因操作工具，通常為質(zhì)粒。(6)圖示方法與一般的異體移植相比可避免免疫排斥。答案：(1)細(xì)胞核內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(2)(體細(xì)胞)核移植技術(shù)基因工程(轉(zhuǎn)基因技術(shù)或重組DNA技術(shù))(3)含有促進(jìn)(或激活)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)(4)顯微注射法(5)載體(6)不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)2．如圖為單克隆抗體制備流程示意圖。(1)圖中①過(guò)程是____________。對(duì)動(dòng)物細(xì)胞來(lái)說(shuō)，②過(guò)程獨(dú)有的方法是________。③過(guò)程的目的是___________。④過(guò)程的目的是獲得__________。(2)在培養(yǎng)過(guò)程中為防止雜菌感染，應(yīng)向培養(yǎng)液中添加________；其體外培養(yǎng)需用CO2培養(yǎng)箱，其中CO2的主要作用是______________。(3)若要大量制備抗該蛋白的單克隆抗體，可將該雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠的_______