2024高考生物一輪復(fù)習(xí)第十一單元現(xiàn)代生物科技專題第37講細(xì)胞工程學(xué)案新人教版

PAGE23-第37講細(xì)胞工程最新考綱高頻考點核心素養(yǎng)1.植物的組織培育(Ⅱ)2．動物細(xì)胞培育與體細(xì)胞克隆(Ⅱ)3．動物細(xì)胞融合與單克隆抗體(Ⅱ)1.植物組織培育2．植物體細(xì)胞雜交的過程及應(yīng)用1.科學(xué)思維——建立模型：植物、動物細(xì)胞工程的基本操作流程2．科學(xué)探究——解決問題：植物、動物細(xì)胞工程的應(yīng)用3．生命觀念——細(xì)胞全能性的物質(zhì)基礎(chǔ)，生物生長的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，克隆動物的原理考點1植物的組織培育與植物體細(xì)胞雜交1．細(xì)胞工程的概念2．細(xì)胞的全能性(1)含義：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)物質(zhì)基礎(chǔ)：細(xì)胞內(nèi)含有本物種全部的遺傳信息。(3)植物細(xì)胞全能性表達(dá)條件：具有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，處于離體狀態(tài)，供應(yīng)肯定的養(yǎng)分、激素和其他相宜外界條件。(4)體內(nèi)細(xì)胞不表達(dá)全能性的緣由：基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達(dá)，形成不同的組織、器官。3．植物組織培育技術(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)(1)概念：將不同種的植物體細(xì)胞，在肯定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。(2)操作流程①過程a為去除細(xì)胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體，用到的酶是纖維素酶和果膠酶。②過程b是原生質(zhì)體的融合，其原理是細(xì)胞膜具有肯定的流淌性。人工誘導(dǎo)的方法有物理法，包括離心、振動、電激等；化學(xué)法一般用聚乙二醇(PEG)作為誘導(dǎo)劑來誘導(dǎo)細(xì)胞融合。③過程c是原生質(zhì)體融合后再生出細(xì)胞壁，這是原生質(zhì)體融合勝利的標(biāo)記。④過程d是植物組織培育，其原理是植物細(xì)胞的全能性。(3)意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。5．植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用(1)eq\o(\s\up17(植物繁殖),\s\do5(的新途徑))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(微型繁殖：保持優(yōu)良品種的遺傳特性，高效,快速地實現(xiàn)大量繁殖,作物脫毒：利用分生區(qū)旁邊如莖尖組織,培育獲得脫毒苗,人工種子：胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等,包上人工種皮制成))(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)：培育到愈傷組織階段。推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．在誘導(dǎo)離體菊花莖段形成幼苗的過程中，不會發(fā)生細(xì)胞的增殖和分化。(×)2．在愈傷組織培育中加入細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑，可獲得染色體加倍的細(xì)胞。(×)3．棉花根尖細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)形成幼苗能體現(xiàn)細(xì)胞全能性。(√)4．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。(×)5．可以用鹽酸處理植物細(xì)胞獲得植物原生質(zhì)體。(×)6．經(jīng)植物組織培育得到的胚狀體可干脆作為人工種子。(×)7．微型繁殖肯定能保持親本的優(yōu)良性狀。(×)8．愈傷組織是外植體通過脫分化和再分化后形成的。(×)9．利用物理法或化學(xué)法可以干脆將兩個植物細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)融合。(×)10．再生出細(xì)胞壁是原生質(zhì)體融合勝利的標(biāo)記。(√)(選修3P36“小學(xué)問”改編)固體培育基中的無機(jī)養(yǎng)分成分包括水分、無機(jī)鹽；有機(jī)養(yǎng)分成分包括小分子糖類、氨基酸等物質(zhì)。下圖是植物體細(xì)胞雜交過程示意圖，假如A、B植物均為二倍體，據(jù)圖分析回答下列問題：(1)圖中②過程依據(jù)的原理是細(xì)胞膜具有流淌性。(2)植物體細(xì)胞融合勝利的標(biāo)記是形成新的細(xì)胞壁，其產(chǎn)生與細(xì)胞內(nèi)高爾基體(細(xì)胞器)有關(guān)。(3)③和④過程分別是脫分化和再分化的過程。該雜種植物有四個染色體組。(4)該雜種植株理論上可育(填“可育”或“不行育”)?！窨枷蛲黄?植物組織培育的過程1．(2024·武漢一調(diào))為探究某種植物愈傷組織的培育條件，某探討小組配制了含有兩種濃度2,4-D的培育基，然后接種初始重量相同的幼苗子葉切塊并分別培育在光照及黑暗條件下，一段時間后，測量愈傷組織的生長量，結(jié)果如圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)在該試驗中，自變量是光照的有無、2,4-D的濃度。進(jìn)行植物組織培育的試驗，要嚴(yán)格限制雜菌污染的緣由是雜菌可以在培育基上生長爭奪養(yǎng)分，雜菌產(chǎn)生的物質(zhì)影響植物組織的生長。(2)由圖中試驗數(shù)據(jù)分析，在培育基中添加2,4-D的作用是促進(jìn)愈傷組織的生長。(3)幼苗子葉切塊轉(zhuǎn)變成愈傷組織的過程稱脫分化。為大量獲得該植物的愈傷組織，相宜實行黑暗(填“黑暗”或“光照”)培育。(4)光照在培育過程中不作為愈傷組織的能量來源，緣由是在脫分化形成愈傷組織及愈傷組織的增殖階段，細(xì)胞中均不含葉綠體，無法利用光能進(jìn)行光合作用。解析：(1)試驗中的自變量有光照的有無(黑暗或光照)、2,4-D的濃度。培育基中的雜菌會與植物組織競爭養(yǎng)分物質(zhì)，另外雜菌產(chǎn)生的有些物質(zhì)對植物組織的生長有毒害作用或抑制作用，因此，植物組織培育時須要進(jìn)行無菌操作，嚴(yán)格限制雜菌污染。(2)依據(jù)圖中試驗數(shù)據(jù)，可知2,4-D能夠促進(jìn)愈傷組織的生長。(3)由外植體形成愈傷組織的過程稱為脫分化。圖中顯示，在黑暗條件下，愈傷組織生長量大于光照條件下，說明該植物的愈傷組織更適合黑暗培育。(4)在脫分化形成愈傷組織及愈傷組織增殖的過程中，細(xì)胞中不含有葉綠體，因而細(xì)胞不能利用光能。2．(2024·江西上高二中調(diào)研)藍(lán)莓中富含的花青素能有效地改善視力，下面為科學(xué)家利用植物組織培育的方法，大量培育藍(lán)莓詳細(xì)流程的文字圖解。請回答下列問題：藍(lán)莓組織eq\o(→,\s\up17(①))愈傷組織eq\o(→,\s\up17(②))長出叢芽eq\o(→,\s\up17(③))生根eq\o(→,\s\up17(④))移栽成活(1)用于離體培育的藍(lán)莓組織叫做外植體，該技術(shù)的原理是植物細(xì)胞具全能性。(2)配制MS培育基時，應(yīng)加入肯定量的瓊脂、蔗糖、無機(jī)鹽、維生素、有機(jī)物等養(yǎng)分物質(zhì)，蔗糖除作為碳源外，還具有供應(yīng)能量和維持滲透壓的功能。常用的培育基有脫分化培育基、生根培育基和生芽培育基，這三種培育基的主要差異是生長素和細(xì)胞分裂素的用量及比例不同。(3)圖中藍(lán)莓組織要經(jīng)過消毒處理后才能進(jìn)行培育。其①過程中，細(xì)胞的分化程度會降低(填“上升”“降低”或“不變”)。(4)愈傷組織經(jīng)過②③過程重新分化成根或叢芽的過程叫再分化。(5)藍(lán)莓花青素在60℃以下的熱穩(wěn)定性較好，將含花青素的粗品經(jīng)真空干燥(可使水的沸點降低40℃)制成成品。采納該方法的主要緣由是避開(干燥時溫度過高導(dǎo)致)花青素分解。解析：(1)植物組織培育的原理是植物細(xì)胞具有全能性，用于離體培育的組織叫做外植體。(2)配制MS培育基時，應(yīng)加入肯定量的瓊脂、蔗糖、無機(jī)鹽、維生素、有機(jī)物等養(yǎng)分物質(zhì)，蔗糖除作為碳源外，還具有供應(yīng)能量和維持滲透壓的功能。常用的培育基有脫分化培育基、生根培育基和生芽培育基，這三種培育基的主要差異是生長素和細(xì)胞分裂素的用量及比例不同。(3)圖中①過程是脫分化形成愈傷組織的過程，高度分化的細(xì)胞復(fù)原分裂實力，則分化程度降低。(4)圖中②③過程是愈傷組織經(jīng)過再分化形成叢芽或根的過程。(5)含花青素的粗品經(jīng)真空干燥(可使水的沸點降低40℃)制成成品，采納該方法的主要緣由是避開(干燥時溫度過高導(dǎo)致)花青素分解。整合提升1.植物組織培育的關(guān)鍵(1)條件：離體，肯定養(yǎng)分物質(zhì)，激素(生長素、細(xì)胞分裂素)等。(2)培育基狀態(tài)：固體培育基(需再分化生根培育基及生芽培育基)(3)體內(nèi)細(xì)胞未表現(xiàn)全能性的緣由：基因的表達(dá)具有選擇性。(4)光照的應(yīng)用脫分化階段不須要賜予光照，再分化階段須要賜予光照，以利于葉綠素的形成。2．植物激素在植物組織培育中的作用生長素/細(xì)胞分裂素的比值作用效果比值高時促進(jìn)根分化、抑制芽形成比值低時促進(jìn)芽分化、抑制根形成比值適中促進(jìn)愈傷組織形成●考向突破2植物體細(xì)胞雜交過程3．(2024·江蘇泰州中學(xué)月考)為培育出含β-胡蘿卜素的“黃金大米”，科研人員提出以下兩套培育方案。請分析回答下列問題：甲方案：eq\x(\a\al(玉米體,細(xì)胞))eq\o(→,\s\up17(①))eq\x(\a\al(β-胡蘿卜,素基因))eq\o(→,\s\up17(②))eq\x(\a\al(水稻體,細(xì)胞))eq\o(→,\s\up17(③))eq\x(“黃金大米”)乙方案：(1)甲方案中，β-胡蘿卜素基因能在玉米和水稻體內(nèi)出現(xiàn)相同表達(dá)結(jié)果的緣由是全部生物共用一套遺傳密碼(密碼子)。若探討人員已知β-胡蘿卜素基因序列，可采納人工合成方法獲得β-胡蘿卜素基因。②過程中可用DNA分子雜交技術(shù)檢測水稻體細(xì)胞DNA上是否插入了β-胡蘿卜素基因。(2)乙方案中，在體細(xì)胞雜交前須要用酶除去細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體，誘導(dǎo)體細(xì)胞融合的化學(xué)試劑常用聚乙二醇。通過⑤獲得“黃金大米”幼苗須要經(jīng)過脫分化和再分化兩個過程，依據(jù)的原理是(植物)細(xì)胞的全能性。在培育過程中，在培育基中除了添加養(yǎng)分物質(zhì)外，還須要添加(植物)激素(生長素和細(xì)胞分裂素)。(3)與傳統(tǒng)育種方法相比，甲、乙兩套方案共同的優(yōu)點是克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙(打破生殖隔離)。解析：(1)自然界中全部生物共用一套遺傳密碼子，因此一種生物的基因能在另一種生物體內(nèi)表達(dá)；在目的基因序列已知的狀況下，可采納人工合成的方法獲得目的基因。檢測目的基因是否插入受體細(xì)胞可用DNA分子雜交技術(shù)。(2)誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合常用的化學(xué)試劑是聚乙二醇。植物組織培育過程中將雜交細(xì)胞培育成雜交植株須要采納植物激素，該技術(shù)包括脫分化和再分化兩個過程，原理是植物細(xì)胞的全能性；在此過程中，除了培育基中添加養(yǎng)分物質(zhì)外，還須要添加植物激素(生長素和細(xì)胞分裂素)。(3)與傳統(tǒng)育種方法相比，基因工程育種和植物細(xì)胞工程育種都能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。整合提升植物體細(xì)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(xì)胞內(nèi)染色體組數(shù)之和。②植物體細(xì)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(xì)胞含有2x條染色體，2個染色體組，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個染色體組，基因型為AabbccDd?！窨枷蛲黄?植物細(xì)胞工程的應(yīng)用4．(2024·江蘇海門中學(xué)高三質(zhì)檢)為了獲得植物次生代謝產(chǎn)物，先用植物外植體獲得愈傷組織，然后在液體培育基中懸浮培育。請回答下列問題：(1)外植體經(jīng)誘導(dǎo)后形成愈傷組織的過程稱為脫分化。(2)在愈傷組織懸浮培育時，細(xì)胞干重、蔗糖濃度和pH的變更如下圖所示。細(xì)胞干重在12d后下降的緣由有蔗糖濃度下降，pH降低；培育液中蔗糖的作用是供應(yīng)能源、調(diào)整滲透壓。(3)多倍體愈傷組織細(xì)胞產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細(xì)胞經(jīng)秋水仙素(低溫)處理，會產(chǎn)生染色體加倍的細(xì)胞。為檢測愈傷組織細(xì)胞染色體數(shù)目，壓片前常用纖維素酶和果膠酶解離愈傷組織。若愈傷組織細(xì)胞(2N)經(jīng)誘導(dǎo)處理后，視察到染色體數(shù)為8N的細(xì)胞，合理的說明是經(jīng)加倍到4N的細(xì)胞處于有絲分裂后期、經(jīng)加倍到8N的細(xì)胞處于有絲分裂中期。解析：(1)外植體經(jīng)誘導(dǎo)形成愈傷組織的過程稱為脫分化。(2)視察圖示可知，12d后蔗糖濃度和pH都下降到較低水平，影響能量的供應(yīng)和酶的活性，導(dǎo)致細(xì)胞干重下降。另外，培育液中的蔗糖還具有調(diào)整滲透壓的作用。(3)在細(xì)胞分裂過程中，用低溫或秋水仙素處理，都可抑制紡錘體的形成，使染色體不能移向兩極，從而使細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍。愈傷組織的細(xì)胞之間含有纖維素和果膠，欲將其分散成單個細(xì)胞，壓片前需用纖維素酶和果膠酶處理。愈傷組織細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)處理后，有的細(xì)胞染色體數(shù)目加倍(4N)，有的細(xì)胞染色體數(shù)目未加倍(2N)，也可能有的細(xì)胞在連續(xù)分裂中每次都因低溫或秋水仙素抑制了紡錘體的形成，導(dǎo)致細(xì)胞中染色體數(shù)目連續(xù)加倍，出現(xiàn)染色體數(shù)目為8N的細(xì)胞。所以染色體數(shù)目加倍到4N的細(xì)胞處于有絲分裂后期時染色體數(shù)目為8N，染色體數(shù)目加倍到8N的細(xì)胞處于有絲分裂中期時染色體數(shù)目也為8N?？键c2動物細(xì)胞培育和核移植技術(shù)1．動物細(xì)胞培育(1)地位：動物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有動物細(xì)胞培育、動物細(xì)胞核移植、動物細(xì)胞融合等。其中動物細(xì)胞培育是其他動物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。(2)培育過程(3)培育條件①無菌、無毒環(huán)境eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(培育液和培育用具進(jìn)行無菌處理,培育過程加抗生素,定期更換培育液，清除代謝產(chǎn)物))②養(yǎng)分：除糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素之外通常還需加入血清、血漿等一些自然成分。③相宜的溫度：36.5℃±0.5℃④氣體環(huán)境eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(95%的空氣：其中O2為細(xì)胞代謝必需,5%的CO2：維持培育液的pH))2．動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物(1)原理：動物體細(xì)胞核具有全能性。(2)動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的過程(3)應(yīng)用①加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。②愛護(hù)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。(4)存在問題：勝利率低、克隆動物存在健康問題、動物食品的平安性問題等。推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．組織培育過程中培育的細(xì)胞由于處于不斷的分生狀態(tài)而簡單發(fā)生突變。(√)2．細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)應(yīng)從組織培育得到的新個體中提取細(xì)胞產(chǎn)物。(×)3．肝細(xì)胞培育過程中通常在培育液中通入5%的CO2刺激細(xì)胞呼吸。(×)4．與“多利”羊等克隆哺乳動物相關(guān)的技術(shù)有胚胎移植、細(xì)胞培育和核移植技術(shù)。(√)5．制備肝細(xì)胞懸液時先用剪刀剪碎肝組織，再用胃蛋白酶處理。(×)6．動物細(xì)胞培育中兩次運(yùn)用胰蛋白酶的作用相同。(×)(選修3P44“尋根問底”改編)胰蛋白酶處理動物組織，對細(xì)胞的消化有兩種狀況：(1)短時間內(nèi)細(xì)胞不會(填“會”或“不會”)被消化，緣由是細(xì)胞表面具有糖蛋白，對細(xì)胞具有肯定的愛護(hù)作用。(2)長時間后細(xì)胞會(填“會”或“不會”)被消化，緣由是細(xì)胞表面糖蛋白的愛護(hù)作用是有限的；細(xì)胞膜的主要成分包括磷脂和蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)可被胰蛋白酶水解?！窨枷蛲黄?動物細(xì)胞培育過程的分析1．(2024·寧夏長慶高級中學(xué)高三月考)回答下列有關(guān)動物細(xì)胞培育的問題：(1)在動物細(xì)胞培育過程中，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到細(xì)胞表面相互接觸時，細(xì)胞會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。此時，瓶壁上形成的細(xì)胞是單(或一)層。要使貼壁的細(xì)胞從瓶壁上分別下來，須要用酶處理，可用的酶是胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)。(2)隨著細(xì)胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細(xì)胞分裂停止，進(jìn)而出現(xiàn)蒼老甚至死亡現(xiàn)象；但極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖，其中有些細(xì)胞會因遺傳物質(zhì)發(fā)生變更而變成不死性細(xì)胞，該種細(xì)胞的黏著性降低，細(xì)胞膜表面蛋白質(zhì)(糖蛋白)的量削減。(3)現(xiàn)用某種大分子染料對細(xì)胞進(jìn)行染色時，視察到死細(xì)胞被染色，而活細(xì)胞不被染色，緣由是活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性，大分子染料不能進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi)(或死細(xì)胞的細(xì)胞膜丟失了選擇透過性，大分子染料能夠進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi)而著色)。(4)檢查某種有毒物質(zhì)是否能變更細(xì)胞染色體的數(shù)目，最好選用分裂中期的細(xì)胞在顯微鏡下進(jìn)行視察。(5)在細(xì)胞培育過程中，通常在冷凍(或超低溫、液氮)條件下保存細(xì)胞。因為在這種條件下，細(xì)胞中酶的活性降低，細(xì)胞新陳代謝速率降低。(6)給患者移植經(jīng)細(xì)胞培育形成的皮膚后，發(fā)生了排斥現(xiàn)象，這是因為機(jī)體把移植的皮膚當(dāng)作抗原進(jìn)行攻擊。解析：(1)細(xì)胞接觸抑制是指細(xì)胞表面相互接觸時，細(xì)胞就會停止分裂增殖?；谏鲜鎏匦?，瓶壁上形成的細(xì)胞是單層排列的。須要時可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶將貼壁的細(xì)胞從瓶壁上分別下來。(2)隨著細(xì)胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細(xì)胞停止分裂，出現(xiàn)蒼老甚至死亡現(xiàn)象，極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖，其中有些細(xì)胞會因遺傳物質(zhì)發(fā)生變更而變成不死性細(xì)胞。該種細(xì)胞由于細(xì)胞膜表面糖蛋白削減，其黏著性降低。(3)活細(xì)胞膜具有選擇透過性，大分子不能通過，故死細(xì)胞被染色，而活細(xì)胞不被染色。(4)有絲分裂中期時染色體的著絲點排列在赤道板上，染色體形態(tài)固定、數(shù)目清楚，是視察染色體數(shù)目的最佳時期。(5)在細(xì)胞培育過程中，通常在冷凍(或超低溫、液氮)條件下保存細(xì)胞。因為在這種條件下，細(xì)胞中酶的活性降低，細(xì)胞新陳代謝的速率降低。(6)機(jī)體把移植的皮膚當(dāng)作抗原攻擊，會發(fā)生排斥現(xiàn)象。整合提升動物細(xì)胞培育中兩組概念的辨析1．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)胞進(jìn)行有絲分裂，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。2．原代培育與傳代培育(1)原代培育：細(xì)胞懸液第一次在瓶中培育，沒有分瓶培育之前的細(xì)胞培育。原代培育的細(xì)胞核型正常。(2)傳代培育：原代培育的細(xì)胞生長、增殖肯定時間后，由于空間不足或細(xì)胞密度過大導(dǎo)致養(yǎng)分枯竭，影響細(xì)胞的生長，因此須要重新用胰蛋白酶等處理，進(jìn)行分瓶擴(kuò)大培育，即傳代培育。一般狀況下，細(xì)胞傳至10～50代后，出現(xiàn)核型異樣，細(xì)胞增殖會明顯減緩，甚至完全死亡?！窨枷蛲黄?動物體細(xì)胞核移植過程的分析2．(2024·廣東佛山檢測)我國科學(xué)家解決了體細(xì)胞克隆猴的世界難題，勝利培育出世界上首個體細(xì)胞克隆猴——“中中”和“華華”。這標(biāo)記著我國將領(lǐng)先開啟以獼猴作為試驗動物模型的時代。下圖為克隆猴的流程示意圖。請回答下列問題：(1)我國克隆猴利用的是猴胎兒成纖維細(xì)胞，該細(xì)胞是一已分化的體細(xì)胞，從理論上分析，它具有細(xì)胞的全能性，這是因為成纖維細(xì)胞的細(xì)胞核中含有猴的全部核基因。(2)克隆猴時須要進(jìn)行“去核”操作，即去掉卵母細(xì)胞的細(xì)胞核。先在體外培育卵母細(xì)胞讓其分裂，一般選擇減數(shù)其次次分裂中期(或MⅡ期)的細(xì)胞進(jìn)行去核操作；然后進(jìn)行“核移植”，即將體細(xì)胞的細(xì)胞核移到去核卵母細(xì)胞中形成重組細(xì)胞，此時采納的技術(shù)是顯微注射技術(shù)；得到的重組細(xì)胞再進(jìn)行人工激活使其分裂形成胚胎。(3)科學(xué)家將79枚克隆胚胎移植入21只代孕母猴體中，最終只有兩只母猴正常懷孕產(chǎn)下“中中”和“華華”，他倆的性別是否一樣？是；緣由是“中中”“華華”的細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)一樣，是經(jīng)過有絲分裂形成的。(4)克隆動物有許多優(yōu)點：①可以加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育；②可以增加瀕危物種的存活數(shù)量(或可以建立試驗動物模型探討人類疾病)。(5)靈長類生物克隆勝利是克隆技術(shù)的重大突破，在該技術(shù)應(yīng)用方面，應(yīng)留意哪些潛在的風(fēng)險？避開進(jìn)一步擴(kuò)大到對靈長類或者人的體細(xì)胞克隆，引發(fā)倫理問題。解析：(1)由于成纖維細(xì)胞的細(xì)胞核中含有猴的全部核基因，因此成纖維細(xì)胞具有全能性。(2)去核操作一般選擇減數(shù)其次次分裂中期的卵母細(xì)胞。將體細(xì)胞的細(xì)胞核移到去核卵母細(xì)胞中形成重組細(xì)胞的方法是顯微注射技術(shù)。(3)79枚克隆胚胎為有絲分裂而來，其細(xì)胞核遺傳物質(zhì)一樣，即“中中”“華華”的細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)一樣，因此“中中”和“華華”的性別一樣。(4)克隆動物的優(yōu)點：①可以加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。②可以增加瀕危物種的存活數(shù)量(或可以建立試驗動物模型探討人類疾病)。(5)克隆技術(shù)潛在的風(fēng)險：避開進(jìn)一步擴(kuò)大到對靈長類或者人的體細(xì)胞克隆，引發(fā)倫理問題。整合提升1.核移植中供體動物、供應(yīng)卵母細(xì)胞的動物、代孕動物和克隆動物之間的關(guān)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限制的性狀與供應(yīng)卵母細(xì)胞的動物相同，與代孕動物的性狀無遺傳關(guān)系。2．動物細(xì)胞核全能性的表達(dá)細(xì)胞核全能性的表達(dá)，必需供應(yīng)促進(jìn)細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)和養(yǎng)分條件，還要保證細(xì)胞的完整性，這樣去核的卵細(xì)胞是最合適的受體細(xì)胞。該技術(shù)形成重組細(xì)胞發(fā)育成一個新個體，體現(xiàn)了動物細(xì)胞核的全能性而非動物細(xì)胞的全能性?？键c3動物細(xì)胞融合和單克隆抗體1．動物細(xì)胞融合(1)概念：兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程，也稱細(xì)胞雜交。(2)條件：須要用聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒或電激等誘導(dǎo)因素。(3)原理：細(xì)胞膜的流淌性。(4)結(jié)果：形成具有原來兩個或多個細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞。(5)意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。成為探討細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等的重要手段，為制備單克隆抗體開拓了新途徑。2．單克隆抗體(1)制備原理：一種漿細(xì)胞產(chǎn)生一種抗體，漿細(xì)胞在體外不能(填“能”或“不能”)無限增殖；骨髓瘤細(xì)胞能無限增殖；漿細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合得到雜交瘤細(xì)胞，既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。(2)制備過程(3)制備單克隆抗體過程中的兩次篩選項目第一次篩選其次次篩選篩選緣由誘導(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)選擇性培育獲得的雜交瘤細(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育基篩選：未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞(“B－B”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)才能生長用多孔培育皿培育，在每個孔只有一個雜交瘤細(xì)胞的狀況下起先克隆化培育和抗體檢測，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)優(yōu)點：特異性強(qiáng)、靈敏度高，可大量制備。(5)用途：作為診斷試劑；用于治療疾病和運(yùn)載藥物。推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．植物原生質(zhì)體融合和動物細(xì)胞融合原理是相同的。(√)2．小鼠骨髓瘤細(xì)胞的染色體數(shù)為40，B淋巴細(xì)胞的染色體數(shù)為46，融合后形成的雜交瘤細(xì)胞DNA分子數(shù)為86。(×)3．雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行體內(nèi)培育，是為了獲得能產(chǎn)生單克隆抗體的胚胎。(×)4．B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞融合后有三種細(xì)胞類型(若僅考慮兩兩融合的狀況)。(√)(選修3P49探討2)用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，想一想，這是為什么？提示：動物細(xì)胞傳代培育至10～50代左右時，部分細(xì)胞核型可能會發(fā)生變更，其細(xì)胞遺傳物質(zhì)可能會發(fā)生突變，而10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型。因此，在體細(xì)胞核移植中，為了保證供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)，通常采納傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞。下圖為單克隆抗體制備流程(依次已被打亂)，請據(jù)圖分析回答問題：(1)圖中B注射特定抗原的目的是什么？(2)在獲得C細(xì)胞的過程中，篩選淘汰了哪些細(xì)胞？(3)請用箭頭把代表各圖解的字母按單克隆抗體制備過程的依次連接起來。提示：(1)目的是刺激機(jī)體發(fā)生免疫應(yīng)答，從而產(chǎn)生效應(yīng)B細(xì)胞(漿細(xì)胞)。(2)未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞(“B－B”細(xì)胞、“瘤－瘤”細(xì)胞)都會被淘汰，只有雜交瘤細(xì)胞(“B－瘤”細(xì)胞)才能生長。(3)●考向突破1考查動物細(xì)胞融合1．(2024·濮陽一模)如圖是制備乙肝病毒表面抗體的流程圖。請回答下列問題：(1)圖中細(xì)胞Ⅰ的名稱為B淋巴細(xì)胞(或漿細(xì)胞)，其與骨髓瘤細(xì)胞融合所依據(jù)的基本原理是細(xì)胞膜(具有肯定)的流淌性。(2)在圖示流程中至少須要進(jìn)行兩次篩選，其中第一次篩選的目的是獲得雜交瘤細(xì)胞；其次次篩選的目的是獲得能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。(3)制備得到的單克隆抗體可用于乙肝的免疫治療，其所利用的免疫學(xué)原理是抗原和抗體的特異性結(jié)合(或單克隆抗體與抗原結(jié)合的特異性強(qiáng))。(4)干擾素屬于淋巴因子，由效應(yīng)T細(xì)胞產(chǎn)生，并以胞吐的方式釋放到細(xì)胞外。某同學(xué)聯(lián)想到單克隆抗體的制備過程，提出用效應(yīng)T細(xì)胞代替細(xì)胞Ⅰ，從而獲得單克隆干擾素的設(shè)想，你認(rèn)為該方法是否可行？并說明理由。可行，效應(yīng)T細(xì)胞是T細(xì)胞接受抗原刺激后，經(jīng)過增殖、分化形成的細(xì)胞，具有釋放淋巴因子的功能。解析：(1)用抗原刺激小鼠使之產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)，從小鼠體內(nèi)提取B淋巴細(xì)胞，B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合成雜交瘤細(xì)胞。細(xì)胞融合的原理是細(xì)胞膜具有肯定的流淌性。(2)兩次篩選中第一次篩選是獲得雜交瘤細(xì)胞，其次次篩選是從雜交瘤細(xì)胞中獲得能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。(3)單克隆抗體具有與抗原結(jié)合的特異性強(qiáng)、靈敏度高的特點，可用于乙肝的免疫治療。(4)干擾素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，效應(yīng)T細(xì)胞以胞吐的方式將之分泌到細(xì)胞外；效應(yīng)T細(xì)胞是T細(xì)胞接受抗原刺激后，經(jīng)過增殖、分化形成的細(xì)胞，具有釋放淋巴因子的功能，因此可依據(jù)單克隆抗體的制備過程，用效應(yīng)T細(xì)胞代替細(xì)胞Ⅰ，從而獲得單克隆干擾素。歸納總結(jié)動物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的比較①融合前的處理不同：植物體細(xì)胞雜交用纖維素酶和果膠酶去掉細(xì)胞壁，制備原生質(zhì)體才能融合，而動物細(xì)胞可以干脆融合。②誘導(dǎo)方式不同：相比植物體細(xì)胞雜交，動物細(xì)胞融合特有的誘導(dǎo)方式是用滅活的病毒處理。③目的不同：植物體細(xì)胞雜交的目的是為了培育雜種植株；動物細(xì)胞融合只是為了獲得雜種細(xì)胞。●考向突破2考查單克隆抗體2．(2024·山西山大附中模擬)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)是一種自身免疫病，致殘性強(qiáng)。探討表明，該病的病理與腫瘤壞死因子-α(TNF-α)親密相關(guān)，而一種人鼠嵌合的抗TNF-α單克隆抗體能有效治療RA。如圖為該單克隆抗體制備過程示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：(1)單克隆抗體的制備涉及細(xì)胞工程中的動物細(xì)胞融合、動物細(xì)胞培育技術(shù)。(2)圖中的抗原A是腫瘤壞死因子-α(或TNF-α)，HAT培育基的作用是篩選出雜交瘤細(xì)胞。B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合后的雜種細(xì)胞具有的特點是既能大量增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。(3)醫(yī)療上，把單克隆抗體與化學(xué)藥物或細(xì)胞毒素相結(jié)合制成“生物導(dǎo)彈”，借助抗體的定向作用將藥物帶到病變細(xì)胞并將其殺死。(4)克隆動物是指用(動物體細(xì)胞)核移植方法得到的動物。(5)單克隆抗體的特點是特異性強(qiáng)、靈敏度高、可大量制備。解析：(1)單克隆抗體制備涉及動物細(xì)胞培育和動物細(xì)胞融合技術(shù)。(2)圖中刺激免疫動物產(chǎn)生抗TNF-α單克隆抗體的抗原是腫瘤壞死因子-α(TNF-α)。HAT培育基的作用是篩選出雜交瘤細(xì)胞。雜交瘤細(xì)胞既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。(3)醫(yī)療上，把單克隆抗體與化學(xué)藥物或細(xì)胞毒素相結(jié)合制成“生物導(dǎo)彈”，借助抗體的定向作用將藥物帶到病變細(xì)胞并將其殺死。(4)克隆動物是指用核移植方法得到的動物。(5)單克隆抗體的特點是：特異性強(qiáng)、靈敏度高，可大量制備。整合提升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其次次篩選篩選緣由誘導(dǎo)融合后得到多種雜交細(xì)胞，另外還有未融合的細(xì)胞，所以需經(jīng)過選擇性培育由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激，所以需進(jìn)行克隆化培育和抗體檢測篩選方法用特定的選擇培育基篩選：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)才能生長用多孔培育皿培育，在每個孔只有一個雜交瘤細(xì)胞的狀況下起先克隆化培育和抗體檢測，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1．植物組織培育的過程主要包括脫分化和再分化兩個階段，脫分化的結(jié)果是形成愈傷組織，再分化的結(jié)果是形成根和芽。2．植物體細(xì)胞雜交須要用酶解法制備原生質(zhì)體，所用的酶包括纖維素酶和果膠酶。3．無論是植物體細(xì)胞雜交還是動物細(xì)胞融合，都須要誘導(dǎo)。4．植物組織培育須要各種養(yǎng)分成分和植物激素，動物細(xì)胞培育也須要各種養(yǎng)分成分及血清。5．植物體細(xì)胞雜交可用于作物育種，動物細(xì)胞融合可用于單克隆抗體的制備。6．產(chǎn)生單克隆抗體的細(xì)胞是雜交瘤細(xì)胞，它既能產(chǎn)生單克隆抗體又能無限增殖。具有全能性≠體現(xiàn)(實現(xiàn))全能性具有全能性：理論上，具有細(xì)胞核的活細(xì)胞都具有全能性；體現(xiàn)(實現(xiàn))全能性：只有發(fā)育成完整個體，才能說明體現(xiàn)(實現(xiàn))了細(xì)胞的全能性。有關(guān)植物體細(xì)胞雜交的3個易錯點(1)誤認(rèn)為植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果只是形成雜種細(xì)胞。植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果最終要經(jīng)過組織培育形成雜種植株。(2)誤認(rèn)為植物體細(xì)胞雜交屬于有性生殖。植物體細(xì)胞雜交過程中沒有有性生殖細(xì)胞的結(jié)合，因此不屬于有性生殖，應(yīng)為無性生殖。(3)誤認(rèn)為雜種植株的變異類型屬于基因重組。雜種植株的染色體數(shù)通常是兩親本細(xì)胞染色體數(shù)目之和，屬于異源多倍體，所以變異類型為染色體變異。B淋巴細(xì)胞要經(jīng)過免疫過程，才能產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，所以，與骨髓瘤細(xì)胞融合的B淋巴細(xì)胞事實上是漿細(xì)胞。在單克隆抗體制備過程中，有兩次篩選：第一次是篩選出雜交瘤細(xì)胞(用選擇培育基)；其次次是進(jìn)一步篩選出能產(chǎn)生人們所須要抗體的雜交瘤細(xì)胞(用抗原—抗體結(jié)合法)。1．(2024·全國卷Ⅱ)植物組織培育技術(shù)在科學(xué)探討和生產(chǎn)實踐中得到了廣泛的應(yīng)用。回答下列問題。(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一種途徑。與常規(guī)的種子繁殖方法相比，這種微型繁殖技術(shù)的特點有能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快(答出2點即可)。(2)通過組織培育技術(shù)，可把植物組織細(xì)胞培育成胚狀體，再通過人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工種子(如圖所示)，這種人工種子在相宜條件下可萌發(fā)生長。人工種皮具備透氣性的作用是有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用。人工胚乳能夠為胚狀體生長供應(yīng)所需的物質(zhì)，因此應(yīng)含有植物激素、礦質(zhì)元素和糖等幾類物質(zhì)。(3)用脫毒苗進(jìn)行繁殖，可以削減作物感染病毒。為了獲得脫毒苗，可以選取植物的莖尖進(jìn)行組織培育。(4)植物組織培育技術(shù)可與基因工程技術(shù)相結(jié)合獲得轉(zhuǎn)基因植株。將含有目的基因的細(xì)胞培育成一個完整植株的基本程序是含目的基因的細(xì)胞eq\o(→,\s\up17(培育))愈傷組織eq\o(→,\s\up17(誘導(dǎo)分化))小植株(用流程圖表示)。解析：(1)植物微型繁殖是指用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培育技術(shù)，與常規(guī)的種子繁殖方法相比，這種微型繁殖技術(shù)的特點有：保持優(yōu)良品種的遺傳特性；高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖。(2)人工種子的胚狀體在進(jìn)行細(xì)胞呼吸時，須要從外界環(huán)境汲取O2，并將產(chǎn)生的CO2釋放到外界環(huán)境中，因此人工種皮具備透氣性的作用是：有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用，以保持胚狀體的活力。人工胚乳的作用是為胚狀體的發(fā)育供應(yīng)養(yǎng)分，因此應(yīng)含有植物激素、礦質(zhì)元素、糖等物質(zhì)。(3)植物分生區(qū)旁邊(如莖尖)的病毒極少，甚至無病毒，因此為了獲得脫毒苗，可以選取植物的莖尖進(jìn)行組織培育。(4)將含有目的基因的植物細(xì)胞培育為一個完整的轉(zhuǎn)基因植物，需借助植物組織培育技術(shù)才能實現(xiàn)，其基本程序是：含目的基因的細(xì)胞eq\o(→,\s\up17(培育))愈傷組織eq\o(→,\s\up17(誘導(dǎo)分化))小植株。2．(2024·全國卷Ⅲ)2024年《細(xì)胞》期刊報道，中國科學(xué)家領(lǐng)先勝利地應(yīng)用體細(xì)胞對非人靈長類動物進(jìn)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，核移植是指將動物的一個細(xì)胞核，移入一個已去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞。通過核移植方法獲得的克隆猴，與核供體相比，克隆猴體細(xì)胞的染色體數(shù)目不變(填“減半”“加倍”或“不變”)。(2)哺乳動物的核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植，胚胎細(xì)胞核移植獲得克隆動物的難度小于(填“大于”或“小于”)體細(xì)胞核移植，其緣由是胚胎細(xì)胞分化程度低，復(fù)原全能性相對簡單。(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(xì)胞作為核供體，通常，所得到的兩個克隆動物體細(xì)胞的常染色體數(shù)目相同(填“相同”或“不同”)，性染色體組合不同(填“相同”或“不同”)。解析：(1)核移植是指將動物的一個細(xì)胞核，移入一個已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，并最終發(fā)育為動物個體?？寺『矬w細(xì)胞的染色體數(shù)等于重組細(xì)胞中的染色體數(shù)，等于供核細(xì)胞中的染色體數(shù)。(2)哺乳動物胚胎細(xì)胞分化程度低，復(fù)原全能性相對簡單，而哺乳動物體細(xì)胞分化程度高，復(fù)原全能性非常困難，因此，動物體細(xì)胞核移植獲得克隆猴的難度也就明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。(3)哺乳動物雌性個體和雄性個體的體細(xì)胞中常染色體數(shù)目相同，雌性性染色體組合為XX，雄性性染色體組合為XY，因此題中所得的兩個克隆動物體細(xì)胞常染色體數(shù)目相同，性染色體組合不同。3．(2024·海南卷)甲、乙兩同學(xué)分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料，利用植物組織培育技術(shù)繁殖該植物?；卮鹣铝袉栴}：(1)以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在肯定條件下進(jìn)行組織培育，均能獲得試管苗，其原理是綠色葉片和白色花瓣的細(xì)胞具有全能性，在肯定條件下能發(fā)育成完整植株。(2)甲、乙同學(xué)在誘導(dǎo)愈傷組織所用的培育基中，均加入了肯定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。若要用細(xì)胞作為材料進(jìn)行培育獲得幼苗，該細(xì)胞應(yīng)具備的條件是具有完整的細(xì)胞核(填“具有完整的細(xì)胞核”“具有葉綠體”或“已轉(zhuǎn)入抗性基因”)。(3)圖中A、B、C所示的是不同的培育結(jié)果，該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由于培育基中兩種激素用量的不同造成的，這兩種激素是細(xì)胞分裂素、生長素。A中的愈傷組織是葉肉細(xì)胞經(jīng)脫分化形成的。(4)若該種植物是一種雜合體的珍貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉，可用組織培育方法來繁殖，在培育時，不能(填“能”或“不能”)采納經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉作為外植體，緣由是對雜合體的植株來說，其體細(xì)胞的基因型相同，而花粉粒的基因型與體細(xì)胞的基因型不同。用花粉粒進(jìn)行組織培育得到的花卉基因型不同于原植株。解析：(1)植物組織培育的原理是植物細(xì)胞具有全能性。(2)蔗糖是一種二糖，可水解成葡萄糖、果糖。細(xì)胞具有完整的細(xì)胞核即可作為材料進(jìn)行組織培育獲得幼苗。(3)植物組織培育過程中，生長素用量與細(xì)胞分裂素用量比值高時，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低時，有利于芽的分化、抑制根的形成；比例適中時，促進(jìn)愈傷組織的生長。(4)要用組織培育方法獲得與原植株