生物高考專題復習細胞工程和培養(yǎng)

1、生物高考專題復習細胞工程和培養(yǎng)考綱內容能力要求2013 年高考風向標1.植物的組織培養(yǎng)2動物的細胞培養(yǎng)與體細胞克隆3細胞融合與單克隆抗體1.以農業(yè)生產為背景綜合考查植物的組織培養(yǎng)及其應用2以人類健康為背景考查動物細胞工程的應用一、植物細胞工程無菌和人工控制離體愈傷組織1植物組織培養(yǎng)(1)概念：在_的條件下，將_的植物器官、組織、細胞培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導其產生_、叢芽，最終形成完整的植株。(2)理論基礎：_。細胞的全能性(3) 過 程 ： 離體的植物器官 、 組織 、 細胞_根、芽植物體。愈傷組織2植物體細胞雜交雜種細胞雜種細胞離心(1)概念：將不同種的植物體細胞，

2、在一定條件下融合成_，并把_培育成新的植物體的技術。(2)誘導融合的方法：物理法包括_、振動、電激等；化學法一般是用_作為誘導劑。(3)過程纖維素酶果膠酶1)用_和_去細胞壁形成原生質體。2) 原生質體融合_雜種細胞_植物體。融合后的原生質體愈傷組織(4)意義：克服遠緣雜交不親和的障礙。聚乙二醇(PEG)3植物細胞工程的實際應用(1)植物繁殖的新途徑：微型繁殖(快速繁殖)、作物脫毒、_。人工種子(2)作物新品種的培育：單倍體育種、突變體的利用、細胞產物的工廠化生產。細胞全能性表達的條件中的兩個主要因素分別是_、_。離體一定的營養(yǎng)物質(水、無機鹽、蔗糖、維生素等)二、動物細胞工程單個細胞1動物細

3、胞培養(yǎng)(1)概念：從動物機體中取出相關的組織，將它分散成 _，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞生長和增殖。(2)過程動物組織分散成單個細胞細胞懸液原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)。無菌、無毒氣體環(huán)境(3)條件：_的環(huán)境、營養(yǎng)、適宜的溫度和pH、 _。(4)應用：生物制品的生產、轉基因動物的培養(yǎng)、檢測有毒物質、醫(yī)學研究等。2動物體細胞核移植克隆卵母細胞(1)概念：將動物的一個細胞的細胞核，移入一個已經去核的_中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個胚胎最終發(fā)育為動物個體。(2)過程3動物細胞融合兩個滅活的病毒(1)概念：又叫細胞雜交，指_或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程。(2)融合方法：物理方法和化學方法與植物

4、體細胞雜交相似，特有的方法是常用_誘導。(3)過程不同來源的兩個細胞_細胞雜交(4)意義：克服了_雜交的不親和性。遠緣4單克隆抗體(1)制備過程B雜交瘤細胞生物導彈1)抗原處理，并獲得_淋巴細胞。2)B 淋巴細胞和骨髓瘤細胞在滅活病毒作用下融合。3)篩選出_。4)克隆化培養(yǎng)并篩選出產生特異性抗體的雜交瘤細胞。5)體外或體內培養(yǎng)，提取抗體。(2)優(yōu)點：特異性強、靈敏度高、產量大。_，用于治療疾病(3)應用：作為診斷試劑；制成和運載藥物等。1.植物體細胞雜交的理論基礎是細胞膜的流動性、植物細胞全能性；動物細胞融合的理論基礎是細胞膜的流動性、細胞增殖。()2動植物體細胞雜交誘導手段中最大的區(qū)別是動物

5、細胞融合可用滅活病毒(滅活仙臺病毒)誘導，而植物不能。()考點胡蘿卜的組織培養(yǎng)技術及植物細胞工程的實際應用1細胞的全能性(1)細胞全能性的基礎：生物體的每一個細胞都含有本物種的全套遺傳物質，都有發(fā)育成完整個體的全套基因。(2)細胞全能性實現(xiàn)的條件：離體、提供營養(yǎng)物質、激素及其他適宜條件。(3)細胞全能性高低的比較：受精卵卵細胞體細胞；植物體細胞動物體細胞；胚胎干細胞其他干細胞體細胞。2胡蘿卜的組織培養(yǎng)技術(1)實驗原理：離體的植物組織、器官、細胞表現(xiàn)出植物細胞的全能性，發(fā)育成新個體。(2)實驗流程：制備外植體接種脫分化培養(yǎng)再分化培養(yǎng)移栽培養(yǎng)成正常植株。(3)注意事項選材：根尖、莖尖、形成層等最

6、容易誘導脫分化。無菌：培養(yǎng)基一旦污染，迅速生長的各種雜菌不僅會與培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且還會產生大量對培養(yǎng)物有害的物質。光照：脫分化過程不需要光照，再分化過程一定要有光照。激素的使用a生長素類細胞分裂素類：誘導植物組織脫分化和根原基形成。b生長素類細胞分裂素類：誘導愈傷組織再分化和芽原基形成。c赤霉素類：促進分化的叢芽和小植株快速生長。3植物細胞工程的實際應用(1)植物繁殖的新途徑微型繁殖：通過植物組織培養(yǎng)技術快速繁殖優(yōu)良品種。特點是保持優(yōu)良品種的遺傳特性；高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖。作物脫毒：選取作物無毒組織(如莖尖)進行組織培養(yǎng)，獲得脫毒苗。人工種子：植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體等用人工薄膜包裝

7、得到的種子。(2)作物新品種的培育：單倍體育種和突變體的利用?！镜淅?】下圖為將胡蘿卜的離體組織在一定條件下培育形成試管苗的過程示意圖。有關敘述正確的是()A過程中都會發(fā)生細胞的增殖和分化B在利用多倍體育種法培育無子西瓜的過程中，不經過愈傷組織階段C此過程依據的生物學原理是細胞膜具有流動性D利用此過程獲得的試管苗一定為純合子解題思路、過程分別為脫分化和再分化，中不會發(fā)生細胞的分化；此過程依據的生物學原理是細胞全能性；此過程為無性生殖，獲得的試管苗基因與母本相同，不一定為純合子。答案B考點對應練1(2011 年江蘇)下列有關植物組織培養(yǎng)的敘述，正確的是()A愈傷組織是一團有特定結構和功能的薄壁細

8、胞B二倍體植株的花粉經脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株C用人工薄膜將胚狀體、愈傷組織等分別包裝可制成人工種子D植物耐鹽突變體可通過添加適量 NaCl 的培養(yǎng)基培養(yǎng)篩選而獲得解析：愈傷組織是一團無定形的薄壁細胞；二倍體植株的花粉離體培養(yǎng)后形成的單倍體(只含一個染色體組)，不是穩(wěn)定遺傳的植株；愈傷組織需培養(yǎng)為胚狀體、不定芽或頂芽等材料后才能用來制成人工種子。答案：D考點植物體細胞雜交技術(1)誘導融合的方法：物理法包括離心、振動、電激等；化學法一般是用聚乙二醇(PEG)作為誘導劑。(2)細胞融合完成的標志：新的細胞壁的生成。(3)植物體細胞雜交的終點是培育成雜種植株，而不是形成雜種細胞就結束。雜

9、種植株特征：具備兩種植物的遺傳特征。原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質。(4)體細胞雜交即兩個細胞融合成一個細胞，不管染色體、基因組還是染色體組都采用直接相加的方法。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，則新植株應為四倍體，其體細胞中染色體數(shù)為 2X 2Y ，基因型為AabbccDd。(5)該培育新品種的過程中，遺傳物質的傳遞不遵循孟德爾的遺傳定律，只有有性生殖進行減數(shù)分裂過程中才符合遺傳定律，而體細胞雜交未有此過程。(6)植物體細胞雜交克服遠緣雜交不親和的障礙，大大擴展了可用于雜交的親本

10、組合范圍?！镜淅?】(2011 年承德聯(lián)考)下列關于細胞工程的敘述，錯誤的是()A某種植物甲、乙兩品種的體細胞雜交獲得的雜種植株與甲、乙兩品種雜交后代的染色體數(shù)目相同B去除植物細胞的細胞壁和將動物組織分散成單個細胞均需酶處理C聚乙二醇可誘導植物原生質體融合或動物細胞融合D植物體細胞雜交的原理是細胞膜流動性和細胞全能性解題思路體細胞雜交獲得的雜種植株染色體數(shù)目是兩種植株染色體數(shù)目之和，染色體組也加倍；去除植物細胞的細胞壁用纖維素酶和果膠酶，將動物組織分散成單個細胞用胰蛋白酶處理；聚乙二醇是一種常用的化學誘導劑，可誘導植物原生質體融合或動物細胞融合；植物體細胞雜交過程中的融合原理是細胞膜流動性，融

11、合后的重組細胞培養(yǎng)過程的原理是細胞全能性。答案A考點對應練2我國科學工作者曾成功地將分別屬于兩個科的植物煙草和菠菜雜交成功，從而獲得一種新型的煙草品種。在此過程中，下列操作不是必需的是()BA雜交前要除去兩種細胞的細胞壁B原生質體融合前要先脫分化C原生質體融合后，要選出煙草菠菜融合細胞加以培養(yǎng)D要誘導愈傷組織進行再分化解析：植物細胞雜交過程是先去壁、融合、培養(yǎng)(包括脫分化和再分化)，原生質體融合前不需脫分化?？键c動物細胞培養(yǎng)和動物細胞克隆1動物細胞培養(yǎng)(1)流程幼齡動物組織或胚胎細胞貼壁生長單個細胞細胞懸液細胞懸液細胞株或細胞系選用幼齡動物組織或胚胎的原因：它們的細胞分化程度低，增殖能力很強，

12、更易于培養(yǎng)。進行動物細胞傳代培養(yǎng)時用胰蛋白酶分散細胞，不用胃蛋白酶的原因：胃蛋白酶作用的適宜pH 約為 2，當 pH 大于 6時，胃蛋白酶就會失去活性。而胰蛋白酶作用的適宜pH 為，多數(shù)動物細胞培養(yǎng)的適宜 pH 為，因此胰蛋白酶適用于細胞培養(yǎng)時細胞間質(主要為蛋白質)的分解。(2)細胞貼壁和接觸抑制細胞貼壁：懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上。接觸抑制：細胞數(shù)目不斷增多，當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖的現(xiàn)象。(3)動物細胞培養(yǎng)需要滿足以下條件充足的營養(yǎng)供給：微量元素、無機鹽、糖類、氨基酸、促生長因子、血清等。適宜的溫度：36.5 0.5 。適宜的 pH：。氣體環(huán)境O2

13、：有氧呼吸、細胞代謝(95%的空氣)CO2：維持 pH(5%)無菌、無毒環(huán)境：培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具殺菌消毒，培養(yǎng)過程加抗生素殺菌，定期更換培養(yǎng)液，清除代謝產物。(4)動物細胞培養(yǎng)技術的應用生產生物制品：疫苗、干擾素、抗體等。作為基因工程中的受體細胞。檢測有毒物質及毒性?？蒲蟹矫妫汉Y選抗癌藥物、治療和預防疾病等。2動物核移植技術和克隆動物(1)動物核移植技術可以分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植，前者比較容易。(2)如上圖所示，注入去核卵母細胞中的不是供體細胞核，而是整個細胞。伴隨著兩細胞融合，體現(xiàn)細胞膜的結構特點具有一定的流動性。(3)該技術形成的重組細胞發(fā)育成一個新個體，體現(xiàn)了細胞核的全能性而非動

14、物細胞的全能性。(4)用卵母細胞作受體細胞的原因a卵母細胞質內存在激發(fā)細胞核全能性表達的物質。b卵母細胞體積大，便于操作。c卵黃多，營養(yǎng)物質豐富等。(5)克隆屬于無性繁殖，產生的新個體的性別、絕大多數(shù)性狀與供核親本一致。(6)體細胞核移植技術的應用加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育；保護瀕危物種，增大存活數(shù)量；生產珍貴的醫(yī)用蛋白；作為異種移植的供體；用于組織器官的移植等。1區(qū)分原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)的方法(1)原代培養(yǎng)：細胞懸液第一次在瓶中培養(yǎng)，沒有分瓶培養(yǎng)之前的細胞培養(yǎng)；或第1 代細胞的培養(yǎng)與傳10 代以內的細胞培養(yǎng)統(tǒng)稱為原代培養(yǎng)。(2)傳代培養(yǎng)：細胞懸液培養(yǎng)一段時間后，分瓶再進行的細胞培養(yǎng)

15、；或傳10 代以后的細胞培養(yǎng)，統(tǒng)稱為傳代培養(yǎng)。植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)原理細胞的全能性細胞的增殖培養(yǎng)基的物理性質固體液體(合成培養(yǎng)基)培養(yǎng)基的成分水、無機鹽、維生素、蔗糖、氨基酸、瓊脂等葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、動物血清等結果產生新的植株或組織產生新的細胞系或細胞株應用植株快速繁殖脫毒植株的培育人工種子生產藥物、殺蟲劑等轉基因植物的培育蛋白質生物制品的生產皮膚移植材料的培育檢測有毒物質生理、病理、藥理學研究取材植物幼嫩的部位或花藥等動物胚胎或出生不久的幼齡動物器官或組織其他條件均為無菌操作，需要適宜的溫度、pH、O2 等條件2植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的比較【典例3】下列有關動物細胞培養(yǎng)

16、的敘述中，不正確的是()A培養(yǎng)液通常含有葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清B原代培養(yǎng)的細胞一般傳至 10 代左右便會出現(xiàn)生長停止C動物細胞培養(yǎng)一般都能夠傳到 4050 代，但其遺傳物質發(fā)生了改變D動物細胞培養(yǎng)可用于檢測有毒物質和獲得大量自身的健康細胞解題思路一般來說，細胞在傳至1050 代左右時，增殖會逐漸緩慢，以至于完全停止，這時部分細胞的細胞核型可能會發(fā)生變化。當繼續(xù)傳代培養(yǎng)時，少部分細胞會朝著等同于癌細胞的方向發(fā)展。答案C考點對應練3(2011 年南通二模)在動物細胞培養(yǎng)過程中，下列處理不恰當?shù)氖?)CA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C提供純氧以保證細胞的呼

17、吸作用D保證提供適宜的溫度和 pH解析：動物細胞培養(yǎng)過程必須在無菌環(huán)境下培養(yǎng)；營養(yǎng)物質包括水、無機鹽、單糖、生長因子、核苷酸、動物血清等；需提供O2(95%的空氣)和CO2?？键c細胞融合與單克隆抗體1原理：細胞膜的流動性。2誘導融合的因素：聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒(動物細胞融合特有的方式)、電激等。3意義：制備單克隆抗體(最重要的用途)。4單克隆抗體的制備(1)細胞融合完成的標志：細胞核融合成一個核。(2)制備單克隆抗體時選用一種抗原處理的 B 淋巴細胞與骨髓瘤細胞進行細胞融合，篩選出雜交瘤細胞，它會兼有兩個親本細胞的特性在體外培養(yǎng)條件下能不斷增殖，同時能產生具某種特異性的抗體。(3)制

18、備單克隆抗體過程中有兩次篩選第一次篩選：將未融合的 B 淋巴細胞、骨髓瘤細胞以及BB 融合、瘤瘤融合等的細胞通過選擇培養(yǎng)基淘汰，篩選出 B瘤融合的細胞。細胞工程植物體細胞雜交動物細胞融合實質內容改變遺傳物質、產生新的性狀，獲得細胞產品(使后代具有雙親的特性)理論基礎細胞膜的流動性、植物細胞全能性細胞膜的流動性、細胞增殖第二次篩選：將產生特定抗體的 B 瘤細胞通過細胞培養(yǎng)用相應抗原檢測的辦法篩選出來。(4)獲取單克隆抗體的場所若在培養(yǎng)基中進行雜交瘤細胞培養(yǎng)，則從培養(yǎng)液中提取。若在小鼠或其他動物腹腔中培養(yǎng)，則從腹水中提取。植物體細胞雜交與動物細胞融合比較細胞工程植物體細胞雜交動物細胞融合誘導手段物

19、理法：離心、振動、電激化學法：聚乙二醇(PEG)物理法：離心、振動、電激化學法：聚乙二醇生物法：滅活病毒(滅活仙臺病毒)過程去細胞壁(纖維素酶、果膠酶)原生質體融合(獲得雜種原生質體)植物細胞的篩選和培養(yǎng)(獲得植株)獲得分離的單個動物細胞(胰蛋白酶處理)誘導融合形成雜交細胞動物細胞培養(yǎng)(細胞產品)應用白菜甘藍等雜種植物單克隆抗體的制備(雜交瘤細胞)意義和用途克服遠緣雜交不親和的障礙，大大擴展雜交親本的組合范圍；克服有性雜交的母系遺傳的局限性，獲得細胞質基因的雜合子，研究細胞質遺傳制備單克隆抗體；診斷、治療、預防疾病，如單抗診斷盒、“生物導彈”治療癌癥續(xù)表【典例4】下列是應用動物細胞工程技術獲取

20、單克隆抗 X抗體的具體操作步驟，選項中對單克隆抗體制備的相關敘述不正確的是()將 X 抗原注入小鼠體內，獲得能產生抗 X 抗體的 B 淋巴細胞從患骨髓瘤的小鼠體內獲取骨髓瘤細胞利用促細胞融合因子使兩種細胞發(fā)生融合將雜交瘤細胞注入小鼠腹腔培養(yǎng)篩選出能產生抗 X 抗體的雜交瘤細胞從腹水中提取抗體A實驗順序應當是B過程中產生的多個雜交瘤細胞也稱為克隆C過程獲得的細胞均可無限增殖D到的過程中通常要經過兩次篩選解題思路克隆是一種無性生殖，過程中，雜交瘤細胞在小鼠腹腔培養(yǎng)產生的多個雜交瘤細胞是細胞的增殖，屬于克?。贿^程是融合過程，會得到多種整合細胞，要經過篩選才能獲得無限增殖以及能產生抗體的雜交瘤細胞；過

21、程后要篩選出 B 瘤融合的細胞，過程要篩選出產生特定抗體的雜交瘤細胞。答案C考點對應練4下列關于利用細胞工程技術制備單克隆抗體的敘述中，不正確的是()DA給小鼠注射抗原，是為了獲得能產生相應抗體的 B 淋巴細胞BB 淋巴細胞與骨髓瘤細胞混合培養(yǎng)，是為了獲得融合細胞C雜交瘤細胞進行體外培養(yǎng)，是為了獲得單克隆抗體D雜交瘤細胞進行體內培養(yǎng)，是為了獲得能產生單克隆抗體的胚胎解析：雜交瘤細胞可進行體內、體外培養(yǎng)，目的是培養(yǎng)產生單克隆抗體。1(2012 年茂名一模)下列有關生物技術實踐的敘述，不正確的是()DA.制果酒時瓶口先通氣后密封，而制果醋時需要通入氧氣B.使用加酶洗衣粉時用溫水洗滌效果比用冷水洗滌效果好C.凝膠色譜法是根據相對分子質量的大小分離蛋白質的方法D.制備單克隆抗體所涉及的生物技術包括動物細胞融合、動物細胞培養(yǎng)和胚胎移植解析：制備單克隆抗體不涉及胚胎移植。2(2011 年廣東聯(lián)考)在進行植物體細胞雜交之前，必須先用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，以制成原生質體來進行融合。如果將原生質體長時間置于蒸餾水中，它將會()BA皺縮B漲破C呈球形D保持原狀解析：原生質體無細胞壁，在蒸餾水中吸水漲破。3(2011 年江門一模)植物體細胞雜交與動物細胞工程中所用技術或方法與原理不相符的是()AA植物組織培養(yǎng)和單克隆抗體細胞的全能性B纖維素酶、果膠酶處理植物細胞壁酶的專一性C原生質體融