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解密18細(xì)胞工程考點(diǎn)熱度★★★☆☆內(nèi)容索引第一部分植物細(xì)胞工程核心考點(diǎn)1植物組織培養(yǎng)核心考點(diǎn)2植物體細(xì)胞雜交核心考點(diǎn)3植物細(xì)胞工程的應(yīng)用第二部分動(dòng)物細(xì)胞工程核心考點(diǎn)1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程 干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用核心考點(diǎn)2動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體 動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù) 單克隆抗體及其應(yīng)用 附頁:HAT培養(yǎng)基核心考點(diǎn)3動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物第三部分胚胎工程核心考點(diǎn)1哺乳動(dòng)物的受精過程核心考點(diǎn)2胚胎工程的理論基礎(chǔ)核心考點(diǎn)3胚胎早期發(fā)育核心考點(diǎn)4胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用2022年高考題2021年高考題考點(diǎn)由高考知核心知識(shí)點(diǎn)預(yù)測(cè)細(xì)胞工程(2022浙江卷)23.植物組織培養(yǎng)(2022全國甲卷)12.胚胎工程(2022山東卷)15.單克隆抗體(2022江蘇卷)4.胚胎工程(2022遼寧卷)14.植物組織培養(yǎng)(2022遼寧卷)24.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、生產(chǎn)單克隆抗體此部分的命題概率較低,動(dòng)物細(xì)胞工程與胚胎工程是重點(diǎn),也可能出細(xì)胞工程結(jié)合基因工程的題型(2021浙江卷)11.細(xì)胞核移植(2021遼寧卷)3.細(xì)胞工程、基因工程(2021浙江卷)20.胚胎工程(2021遼寧卷)13.胚胎工程(2021山東卷)15.單克隆抗體(2021浙江卷)29.細(xì)胞工程、基因工程(2021湖南卷)22.基因工程、細(xì)胞工程細(xì)胞工程細(xì)胞工程:細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法,通過細(xì)胞器、細(xì)胞或組織水平上的操作,有目的地獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體或其產(chǎn)品的一門綜合性的生物工程。植物細(xì)胞工程:植物組織培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交細(xì)胞工程定義:細(xì)胞工程技術(shù)手段:動(dòng)物細(xì)胞工程:動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞融合、動(dòng)物細(xì)胞核移植第一部分植物細(xì)胞工程核心考點(diǎn)1植物組織培養(yǎng)原理原理1、細(xì)胞的全能性:①定義: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,即細(xì)胞具有全能性。②在植物體內(nèi),細(xì)胞只能表現(xiàn)出分化現(xiàn)象,不能表現(xiàn)出全能性。③細(xì)胞分化的根本原因:在特定的時(shí)間和空間條件下,細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性地表達(dá)。④細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的根本原因:細(xì)胞中含有一種生物的全部遺傳物質(zhì)。2、植物激素的調(diào)節(jié)植物激素中生長(zhǎng)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)鍵激素,它們的濃度、比例等都會(huì)影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。將愈傷組織接種到含有特定激素的培養(yǎng)基上,就可以誘導(dǎo)其再分化成胚狀體,長(zhǎng)出芽和根,進(jìn)而發(fā)育成完整的植株。
過程過程離體的植物器官、組織、細(xì)胞愈傷組織試管苗植株__________脫分化(失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能、轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞的過程)(無定形的薄壁組織團(tuán)塊)_______再分化先誘導(dǎo)_________再誘導(dǎo)_________生芽生根__________移栽植物組織培養(yǎng)的一般的過程菊花的組織培養(yǎng)過程菊花的幼莖段(外植體)愈傷組織試管苗植株__________脫分化(脫分化培養(yǎng)基;18~22℃;避光)封瓶口:__________再分化先誘導(dǎo)_________再誘導(dǎo)_________生芽生根__________先移植到消過毒的蛭石或珍珠巖中壯苗,然后再移栽入土。①流水沖洗②酒精消毒(30s)③無菌水沖洗④次氯酸鈉溶液(30min)⑤無菌水沖洗消毒切段接種:不要倒插(形態(tài)學(xué)上端在上)每日適當(dāng)時(shí)間和強(qiáng)度的光照
核心考點(diǎn)2植物體細(xì)胞雜交過程:過程:植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B纖維素酶和果膠酶纖維素酶和果膠酶原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B誘導(dǎo)融合①物理法:正在融合的原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁雜種細(xì)胞脫分化愈傷組織再分化雜種植株選擇、移栽目的植株電融合法離心法②化學(xué)法:聚乙二醇(PEG)融合法高Ca2+高pH融合法意義:打破生殖隔離,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種
核心考點(diǎn)3植物細(xì)胞工程的應(yīng)用例如:用AABB例如:用AABB(高干抗?。┖蚢abb(矮桿不抗?。┑闹仓昱嘤芊€(wěn)定遺傳的矮桿抗?。ˋAbb)植株。(一)植物繁殖的新途徑(二)作物新品種的培育1、快速繁殖又叫微型繁殖技術(shù)。①高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖,②保持優(yōu)良品種的遺傳特性1、單倍體育種優(yōu)點(diǎn):P:AABB(高干抗?。羇abb(矮桿不抗?。〢aBb(高干抗?。〢BAbaBab(花粉)減數(shù)分裂花藥離體培養(yǎng)(植物組織培養(yǎng))ABAbaBab(單倍體)F1:配子:?jiǎn)伪扼w植株:用秋水仙素處理,使染色體數(shù)加倍AABBAAbbaaBBaabb純種植株:(純合子)第1年第2年2、作物脫毒原理:植物頂端分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少,甚至無病毒①極大地縮短了育種的年限②由于大多數(shù)單倍體植株的細(xì)胞中只含有一套染色體,染色體加倍后得到的植株的隱性性狀容易顯現(xiàn),因此它也是進(jìn)行體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。
(三)(三)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)2、突變體的利用原理:對(duì)組織培養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行誘變處理,從產(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)而培育成新品種初生代謝:次生代謝:初生代謝是生物生長(zhǎng)和生存所必需的代謝活動(dòng),因此在整個(gè)生命過程中它一直進(jìn)行著。初生代謝物有糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等。次生代謝不是生物生長(zhǎng)所必需的,一般在特定的組織或器官中,并在一定的環(huán)境和時(shí)間條件下才進(jìn)行。次生代謝物是一類小分子有機(jī)化合物(如酚類、萜類和含氮化合物等),在植物抗病、抗蟲等方面發(fā)揮作用,也是很多藥物、香料和色素等的重要來源。例如:紫杉醇是存在于紅豆杉屬植物體內(nèi)的一種次生代謝物,具有高抗癌活性,現(xiàn)在已被廣泛用于乳腺癌等癌癥的治療。
第二部分動(dòng)物細(xì)胞工程核心考點(diǎn)1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是指從動(dòng)物體中取出相關(guān)的動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是指從動(dòng)物體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個(gè)細(xì)胞,然后在適宜的培養(yǎng)條件下,讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的技術(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件營(yíng)養(yǎng):營(yíng)養(yǎng):動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有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。(置于含有95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng))細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí),培養(yǎng)基中應(yīng)含有細(xì)胞所需要的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。將細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)按種類和所需量嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基,稱為合成培養(yǎng)基。由于人們對(duì)細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)尚未全部研究清楚,因此在使用合成培養(yǎng)基時(shí),通常需要加入血清等一些天然成分。培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞一般使用液體培養(yǎng)基,也稱為培養(yǎng)液。無菌、無毒的環(huán)境:無菌:對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行滅菌處理以及在無菌環(huán)境下進(jìn)行操作。無毒:還需要定期更換培養(yǎng)液,以便清除代謝物,防止細(xì)胞代謝物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。溫度、pH和滲透壓:哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng):36.5±0.5℃為宜。多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞生存的適宜pH為7.2~7.4。滲透壓也是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中需要考慮的一個(gè)重要環(huán)境參數(shù)。氣體環(huán)境:
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程動(dòng)物組織動(dòng)物組織細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)用機(jī)械方法,或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液,放入CO2培養(yǎng)箱,初次培養(yǎng)細(xì)胞貼壁多數(shù)細(xì)胞需要貼附于某些基質(zhì)表面才能生長(zhǎng)增殖,因此,貼附在培養(yǎng)瓶的瓶壁上(另一類細(xì)胞能夠懸浮在培養(yǎng)液中生長(zhǎng)增殖)接觸抑制貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí),細(xì)胞通常會(huì)停止分裂增殖用胰蛋白酶處理后,分瓶培養(yǎng)傳代培養(yǎng)細(xì)胞貼壁、接觸抑制注意:①多數(shù)細(xì)胞有細(xì)胞貼壁現(xiàn)象,少數(shù)能懸浮在培養(yǎng)液中生長(zhǎng)②正常細(xì)胞都會(huì)停止分裂懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞會(huì)因細(xì)胞密度過大、有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏等因素而分裂受阻貼壁細(xì)胞在生長(zhǎng)增殖時(shí),除受上述因素的影響外,還會(huì)發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象③細(xì)胞的收集:懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞直接用離心法收集;貼壁細(xì)胞需要重新用胰蛋白酶等處理,使之分散成單個(gè)細(xì)胞,然后再用離心法收集。將收集的細(xì)胞制成細(xì)胞懸液,分瓶培養(yǎng)
干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用干細(xì)胞干細(xì)胞胚胎干細(xì)胞:成體干細(xì)胞骨髓中的造血干細(xì)胞神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)干細(xì)胞睪丸中的精原干細(xì)胞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(簡(jiǎn)稱iPS細(xì)胞)存在于早期胚胎①胚胎干細(xì)胞(簡(jiǎn)稱ES細(xì)胞):1、干細(xì)胞:在一定條件下,干細(xì)胞可以分化成其他類型的細(xì)胞。有自我更新能力及分化潛能。存在于早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中,與組織、器官的發(fā)育、再生和修復(fù)等密切相關(guān)。存在于早期胚胎中,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(圖213)。自1981年科學(xué)家首次分離得到小鼠的ES細(xì)胞后,目前科學(xué)家已經(jīng)分離了兔、牛、猴和人等的ES細(xì)胞,并證明了ES細(xì)胞可以在體外分化成心肌細(xì)胞、神經(jīng)元和造血干細(xì)胞等細(xì)胞。②成體干細(xì)胞:成體干細(xì)胞是成體組織或器官內(nèi)的干細(xì)胞,包括骨髓中的造血干細(xì)胞、神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)干細(xì)胞和睪丸中的精原干細(xì)胞等。一般認(rèn)為,成體干細(xì)胞具有組織特異性,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。造血干細(xì)胞是發(fā)現(xiàn)最早、研究最多、應(yīng)用也最為成熟的一類成體干細(xì)胞,主要存在于成體的骨髓、外周血和臍帶血中。2、干細(xì)胞的應(yīng)用:①例如,將正常的造血干細(xì)胞移植到病人體內(nèi),恢復(fù)病人的造血和免疫功能,已成為治療白血病及一些惡性腫瘤放療或化療后引起的造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙等疾病的一種重要手段;②神經(jīng)干細(xì)胞在治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾?。ㄈ缗两鹕?、阿爾茨海默病等)方面有重要的應(yīng)用價(jià)值。③誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(inducedpluripotentstemcell,簡(jiǎn)稱iPS細(xì)胞)優(yōu)點(diǎn):a、無須破壞胚胎,不涉及倫理問題;b、iPS細(xì)胞可以來源于病人自身的體細(xì)胞,將它移植回病人體內(nèi)后,理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)
核心考點(diǎn)2動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)11、定義:動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)(cellfusiontechnique)就是使兩個(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)胞的遺傳信息。2、原理與方法:原理:細(xì)胞膜的流動(dòng)性(與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同)方法:PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導(dǎo)法等。滅活:是指用物理或化學(xué)手段使病毒或細(xì)菌失去感染能力,但并不破壞它們的抗原結(jié)構(gòu)。滅活病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的原理是:病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細(xì)胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用,使細(xì)胞互相凝聚,細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布,細(xì)胞膜打開,細(xì)胞發(fā)生融合。3、意義:細(xì)胞融合技術(shù)突破了有性雜交的局限,使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。的雜交瘤技術(shù),為制造單克隆抗體開辟了新途徑。單克隆抗體及其應(yīng)用病原體病原體(抗原)相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞(漿細(xì)胞)感染哺乳動(dòng)物分泌相應(yīng)的特異性抗體但每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。因此,要想獲得大量的單一抗體,必須克隆單一的B淋巴細(xì)胞,形成細(xì)胞群。遺憾的是,在體外培養(yǎng)條件下,一個(gè)B淋巴細(xì)胞是不可能無限增殖的,①每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體②骨髓瘤細(xì)胞能在體外大量增殖(1)原理:1、血清抗體:早期人們?yōu)榱双@得抗體,就向動(dòng)物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原,使動(dòng)物產(chǎn)生抗體,然后從動(dòng)物血清中分離所需抗體。用這種方法制備的抗體不僅產(chǎn)量低、純度低,而且特異性差。2、單克隆抗體
免疫小鼠(免疫小鼠(注射特定的抗原)培養(yǎng)骨髓瘤細(xì)胞多種B淋巴細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞誘導(dǎo)融合多種雜交細(xì)胞用特定的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選(在該培養(yǎng)基上,未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會(huì)死亡,只有融合的雜交瘤細(xì)胞才能生長(zhǎng)。)雜交瘤細(xì)胞克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè),經(jīng)多次篩選(既能迅速大量增殖,又能產(chǎn)生抗體)足夠數(shù)量的既能大量增殖又能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞體外培養(yǎng)注射到小鼠腹腔內(nèi)單克隆抗體從培養(yǎng)液中提取從小鼠的腹水中提取(3)特點(diǎn):特異性強(qiáng)、靈敏度高、能大量制備(4)應(yīng)用:診斷試劑;檢測(cè)試劑:(2)過程:
附頁:HAT培養(yǎng)基HH:次黃嘌呤A:氨基喋呤T:胸腺嘧啶核苷DNA的堿基合成途徑:(1)內(nèi)源性途徑(起始合成途徑/全合成途徑):氨基酸及其他小分子→核苷酸→DNA葉酸是重要的輔酶,能被氨基喋呤(A)阻斷(2)外源性途徑(中間合成途徑/補(bǔ)救成途徑):H:次黃嘌呤T:胸腺嘧啶核苷鳥嘌呤磷酸核苷酸轉(zhuǎn)移酶胸腺嘧啶激酶核苷酸核苷酸DNA正常細(xì)胞(免疫過的B淋巴細(xì)胞/漿細(xì)胞):有途徑(1)和(2)骨髓瘤細(xì)胞:只有途徑(1)B淋巴細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞未融合的B淋巴細(xì)胞B淋巴細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合的細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞未融合的骨髓瘤細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的細(xì)胞未被阻斷(有途徑(2)),但增殖代數(shù)有限未被阻斷(有途徑(2)),但增殖代數(shù)有限未被阻斷(有途徑(2)),有可能無限增殖被阻斷(只有途徑(1)),不能增殖被阻斷(只有途徑(1)),不能增殖
核心考點(diǎn)3動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物核移植核移植概念:定義:
動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)是將動(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)。類型:
哺乳動(dòng)物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植(更容易)和體細(xì)胞核移植。核移植過程(以克隆高產(chǎn)奶牛為例):卵母細(xì)胞的采集MII期的卵母細(xì)胞培養(yǎng)去核去核的卵母細(xì)胞供體細(xì)胞的采集和培養(yǎng)(取體細(xì)胞)①顯微操作去核②梯度離心③紫外線短時(shí)間照射④化學(xué)物質(zhì)處理在沒有穿透卵母細(xì)胞透明帶的情況下去核或使其中的DNA變性。①將供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞②通過電融合法使兩細(xì)胞融合,供體核進(jìn)入卵母細(xì)胞,形成重構(gòu)胚。核移植重構(gòu)胚用物理或化學(xué)方法(如電刺激、Ca2+載體、乙醇和蛋白酶合成抑制劑等)激活重構(gòu)胚,使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程重構(gòu)胚胚胎移植代孕母體與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛用核移植或胚胎分割等無性繁殖的方法繁育的動(dòng)物叫做克隆動(dòng)物。
第三部分胚胎工程胚胎工程是指對(duì)胚胎工程是指對(duì)生殖細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞進(jìn)行多種顯微操作和處理,然后將獲得的胚胎移植到雌性動(dòng)物體內(nèi)生產(chǎn)后代,以滿足人類的各種需求。體外受精、胚胎移植、胚胎分割定義:技術(shù)手段:大量繁殖優(yōu)良家畜品種應(yīng)用:胚胎工程:核心考點(diǎn)1哺乳動(dòng)物的受精過程哺乳動(dòng)物的受精過程哺乳動(dòng)物的受精過程(在輸卵管內(nèi)):準(zhǔn)備階段1——精子獲能準(zhǔn)備階段2——卵子的準(zhǔn)備受精階段受精前的準(zhǔn)備階段:精子穿越卵細(xì)胞膜外的結(jié)構(gòu)(如透明帶)精子接觸細(xì)胞膜精子入卵后形成雄原核;同時(shí)卵子完成減數(shù)分裂II,釋放第二極體后,形成雌原核雌、雄原核靠近核膜消失,第一次卵裂即將開始①用雌性動(dòng)物的生殖道;②在胚胎工程中用人工配制的獲能液成分:肝素、Ca2+載體等。在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟,到MⅡ期時(shí)防止多精入卵的兩道屏障:透明帶反應(yīng)卵細(xì)胞膜反應(yīng)受精的標(biāo)志:觀察到兩個(gè)極體或者雌、雄原核
核心考點(diǎn)2胚胎工程的理論基礎(chǔ)剛剛排出的精子不能立即與卵子受精,必須剛剛排出的精子不能立即與卵子受精,必須在雌性動(dòng)物的生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后,才能獲得受精能力,這一生理現(xiàn)象稱為“精子獲能”精子獲能卵子的準(zhǔn)備①動(dòng)物排出的卵子成熟程度不同:初級(jí)卵母細(xì)胞,如馬、犬等;次級(jí)卵母細(xì)胞,如豬、羊等②排出的卵子要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟,到MⅡ期時(shí),才具備與精子受精的能力。(排卵后2~3h)受精前的準(zhǔn)備階段受精是精子與卵子結(jié)合形成合子(即受精卵)的過程。包括受精前的準(zhǔn)備階段和受精階段。在自然條件下,哺乳動(dòng)物的受精在輸卵管內(nèi)完成。1、受精的概念:2、受精的過程:使精子獲能的方法有直接利用雌性動(dòng)物的生殖道使精子獲能;將精子培養(yǎng)在人工配制的獲能液中使其獲能等。獲能液的成分因動(dòng)物種類不同而有所差異,常見的有效成分有肝素、Ca2+載體等。
受精階段受精階段①獲能后的精子與卵子相遇時(shí),首先它釋放出多種酶,以溶解卵細(xì)胞膜外的一些結(jié)構(gòu),同時(shí)借助自身的運(yùn)動(dòng)接觸卵細(xì)胞膜。⑤雄、雌原核充分發(fā)育后,相向移動(dòng),彼此靠近,核膜消失。這個(gè)含有兩個(gè)染色體組的合子就是受精卵。(頂體反應(yīng)):(透明帶反應(yīng)):②在精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間,卵細(xì)胞膜外的透明帶會(huì)迅速發(fā)生生理反應(yīng),阻止后來的精子進(jìn)入透明帶。(卵細(xì)胞膜反應(yīng)反應(yīng)):③然后,精子入卵。精子入卵后,卵細(xì)胞膜也會(huì)立即發(fā)生生理反應(yīng),拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)。雌、雄原核的形成:④精子入卵后,尾部脫離,原有的核膜破裂并形成一個(gè)新的核膜,最后形成一個(gè)比原來精子的核還大的核,叫作雄原核。與此同時(shí),精子人卵后被激活的卵子完成減數(shù)分裂Ⅱ,排出第二極體后,形成雌原核。雌、雄原核的融合:
核心考點(diǎn)3胚胎早期發(fā)育受精卵桑葚胚囊胚受精卵桑葚胚囊胚原腸胚致密的細(xì)胞團(tuán),形似桑葚卵裂①受精卵形成后即在輸卵管內(nèi)進(jìn)行有絲分裂,這種受精卵的早期分裂稱為卵裂②在透明帶內(nèi)進(jìn)行分裂③特點(diǎn):細(xì)胞的數(shù)量不斷增加,但胚胎的總體積并不增加外胚層:原腸胚表面的細(xì)胞層內(nèi)胚層:由向內(nèi)遷移的細(xì)胞形成中胚層:內(nèi)、外兩個(gè)胚層之間形成內(nèi)細(xì)胞團(tuán):滋養(yǎng)層細(xì)胞:聚集在胚胎一端的細(xì)胞將來發(fā)育成胎兒的各種組織囊胚腔:胚胎的內(nèi)部的含有液體的腔沿透明帶內(nèi)壁擴(kuò)展和排列的細(xì)胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤孵化囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大,會(huì)導(dǎo)致透明帶破裂,胚胎從其中伸展出來,這一過程叫作孵化。孵化非常重要,如果不能正常孵化,胚胎就無法繼續(xù)發(fā)育。
核心考點(diǎn)4胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用體外受精體外受精卵母細(xì)胞的采集(培養(yǎng)到MII期)精子的獲取(獲能處理)受精(將獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵子適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液中共同培養(yǎng)一段時(shí)間)過程:意義:(由體外受精的到的動(dòng)物叫試管動(dòng)物)是提高動(dòng)物繁殖能力的有效措施,還可以為胚胎移植提供可用的胚胎胚胎移植胚胎移植是指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)相同的雌性動(dòng)物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。優(yōu)良的供體母牛受體母牛(遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強(qiáng))(有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力)(進(jìn)行同期發(fā)情處理)超數(shù)排卵處理(用促性腺激素處理)受體發(fā)情優(yōu)良的公牛發(fā)情或人工授精收集胚胎并檢查正常繁殖或兩三個(gè)月后進(jìn)行另一次移植移植胚胎對(duì)受體進(jìn)行妊娠檢查具有優(yōu)良性狀的后代充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力;大大縮短了供體本身的繁殖周期。定義:過程:意義:胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同的生理環(huán)境條件下的空間位置的轉(zhuǎn)移。胚胎移植的實(shí)質(zhì):
胚胎移植胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ):動(dòng)物發(fā)情排卵后,同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。早期胚胎在一定時(shí)間內(nèi)處于游離狀態(tài)。這就為胚胎的收集提供了可能。受體對(duì)移入子宮的外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。這為胚胎在受體的存活提供了可能。供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系,但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。胚胎分割是指采用機(jī)械方法將早期胚胎切割2等份、4等份等,經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì),屬于無性繁殖或克隆。材料:發(fā)育良好,形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。(桑葚胚至囊胚的發(fā)育過程中,細(xì)胞開始分化,但其全能性仍很高,也可用于胚胎分割。)對(duì)囊胚階段的胚胎分割時(shí),要將內(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。性別鑒定、DNA分析:取滋養(yǎng)層細(xì)胞
2022年高考題(2022浙江卷)23.下列關(guān)于菊花組織培養(yǎng)的敘述,正確的是()A.用自然生長(zhǎng)的莖進(jìn)行組培須用適宜濃度的乙醇和次氯酸鈉的混合液消毒B.培養(yǎng)瓶用專用封口膜封口可防止外界雜菌侵入并阻止瓶?jī)?nèi)外的氣體交換C.組培苗鍛煉時(shí)采用蛭石作為栽培基質(zhì)的原因是蛭石帶菌量低且營(yíng)養(yǎng)豐富D.不帶葉片的菊花幼莖切段可以通過器官發(fā)生的途徑形成完整的菊花植株【答案】D【解析】【分析】植物組織培養(yǎng)技術(shù):1、過程:離體的植物組織,器官或細(xì)胞(外植體)→愈傷組織→胚狀體→植株(新植體).2、原理:植物細(xì)胞的全能性.3、條件:①細(xì)胞離體和適宜的外界條件(如適宜溫度、適時(shí)的光照、pH和無菌環(huán)境等);②一定的營(yíng)養(yǎng)(無機(jī)、有機(jī)成分)和植物激素(生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素)?!驹斀狻緼、自然生長(zhǎng)莖段的消毒屬于外植體消毒,先用70%酒精,再用無菌水清洗,再用5%次氯酸鈉消毒處理,最后再用無菌水清洗,A錯(cuò)誤;B、培養(yǎng)瓶用專用封口膜封口的目的是防止雜菌污染,并不影響氣體交換,B錯(cuò)誤;C、組培苗鍛煉時(shí)采用蛭石作為栽培基質(zhì)的原因是蛭石比較松軟,持水性也較好,有利于幼苗的生根和葉片的生長(zhǎng),C錯(cuò)誤;D、不帶葉片的菊花莖的切段可通過植物組織培養(yǎng)分化出芽和根這種器官發(fā)生的途徑形成完整的菊花植株,D正確。故選D。(2022全國甲卷)12.某牧場(chǎng)引進(jìn)一只產(chǎn)肉性能優(yōu)異的良種公羊,為了在短時(shí)間內(nèi)獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的大量后代,該牧場(chǎng)利用胚胎工程技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)操作?;卮鹣铝袉栴},(1)為了實(shí)現(xiàn)體外受精需要采集良種公羊的精液,精液保存的方法是____________。在體外受精前要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理,其原因是____________;精子體外獲能可采用化學(xué)誘導(dǎo)法,誘導(dǎo)精子獲能的藥物是___________(答出1點(diǎn)即可)。利用該公羊的精子進(jìn)行體外受精需要發(fā)育到一定時(shí)期的卵母細(xì)胞,因?yàn)槁涯讣?xì)胞達(dá)到___________時(shí)才具備與精子受精的能力。(2)體外受精獲得的受精卵發(fā)育成囊胚需要在特定的培養(yǎng)液中進(jìn)行,該培養(yǎng)液的成分除無機(jī)鹽、激素、血清外,還含的營(yíng)養(yǎng)成分有___________(答出3點(diǎn)即可)等。將培養(yǎng)好的良種囊胚保存?zhèn)溆?。?)請(qǐng)以保存的囊胚和相應(yīng)數(shù)量的非繁殖期受體母羊?yàn)椴牧线M(jìn)行操作,以獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的后代。主要的操作步驟是___________?!敬鸢浮浚?)①.冷凍保存②.剛排出的精子必須在雌性生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后才能獲得受精能力③.肝素或鈣離子載體A23187④.MⅡ中期(2)維生素、氨基酸、核苷酸(3)對(duì)受體母羊進(jìn)行發(fā)情處理,合適的時(shí)間,將保存的囊胚移植入受體母羊的子宮【解析】【分析】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)?!拘?詳解】精液可以冷凍保存,使用前再將精液解凍離心分離。剛排出的精子必須在雌性生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后才能獲得受精能力,故在體外受精前要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理。通常采用的體外獲能方法有培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法,化學(xué)誘導(dǎo)法是將精子放在一定濃度的肝素或鈣離子載體A23187溶液中,用化學(xué)藥物誘導(dǎo)精子獲能。卵母細(xì)胞需要培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期(MⅡ中期)才能具備與精子受精的能力?!拘?詳解】進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng)的培養(yǎng)液中,除了無機(jī)鹽、激素、血清外,還含有維生素、氨基酸、核苷酸等。【小問3詳解】要利用保存的囊胚和相應(yīng)數(shù)量的非繁殖期受體母羊?yàn)椴牧?,獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的后代,主要是利用胚胎移植技術(shù),即對(duì)受體母羊進(jìn)行發(fā)情處理,將保存的囊胚進(jìn)行胚胎移植,對(duì)受體母羊進(jìn)行是否妊娠的檢查,一段時(shí)間后受體母羊產(chǎn)下具有該公羊優(yōu)良性狀的后代。(2022山東卷)15.如圖所示,將由2種不同的抗原分別制備的單克隆抗體分子,在體外解偶聯(lián)后重新偶聯(lián)可制備雙特異性抗體,簡(jiǎn)稱雙抗。下列說法錯(cuò)誤的是()A.雙抗可同時(shí)與2種抗原結(jié)合B.利用雙抗可以將蛋白類藥物運(yùn)送至靶細(xì)胞C.篩選雙抗時(shí)需使用制備單克隆抗體時(shí)所使用的2種抗原D.同時(shí)注射2種抗原可刺激B細(xì)胞分化為產(chǎn)雙抗?jié){細(xì)胞【答案】D【解析】【分析】單克隆抗體的制備過程: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(cè),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?!驹斀狻緼、根據(jù)抗原和抗體發(fā)生特異性結(jié)合的原理推測(cè),雙抗可同時(shí)與2種抗原結(jié)合,A正確;B、根據(jù)抗原與抗體能夠發(fā)生特異性結(jié)合的特性,利用雙抗可以將蛋白類藥物運(yùn)送至靶細(xì)胞,從而使藥物發(fā)揮相應(yīng)的作用,B正確;C、在兩種不同的抗原刺激下,B細(xì)胞增殖、分化產(chǎn)生不同的漿細(xì)胞分泌形成兩種抗體,因此,篩選雙抗時(shí)需使用制備單克隆抗體時(shí)所使用的2種抗原來進(jìn)行抗原抗體檢測(cè),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)雙抗的篩選,C正確;D、同時(shí)注射2種抗原可刺激B細(xì)胞分化形成不同的漿細(xì)胞,而不是分化成產(chǎn)雙抗的漿細(xì)胞,D錯(cuò)誤。故選D。(2022江蘇卷)4.下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞工程和胚胎工程的敘述正確的是()A.通常采用培養(yǎng)法或化學(xué)誘導(dǎo)法使精子獲得能量后進(jìn)行體外受精B.哺乳動(dòng)物體外受精后的早期胚胎培養(yǎng)不需要額外提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)C.克隆牛技術(shù)涉及體細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植等過程D.將小鼠桑葚胚分割成2等份獲得同卵雙胎的過程屬于有性生殖【答案】C【解析】【分析】哺乳動(dòng)物的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幾個(gè)主要步驟。胚胎分割是指采用機(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)。來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì),因此,胚胎分割可以看做動(dòng)物無性繁殖或克隆的方法之一。【詳解】A、精子獲能是獲得受精的能力,不是獲得能量,A錯(cuò)誤;B、哺乳動(dòng)物體外受精后的早期胚胎培養(yǎng)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與體內(nèi)基本相同,例如需要有糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無機(jī)鹽、微量元素等,還需加入血清、血漿等天然成分,B錯(cuò)誤;C、克隆牛技術(shù)涉及體細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植等過程,C正確;D、胚胎分割可以看做動(dòng)物無性繁殖或克隆的方法,D錯(cuò)誤。故選C。(2022遼寧卷)14.藍(lán)莓細(xì)胞富含花青素等多酚類化合物。在藍(lán)莓組織培養(yǎng)過程中,外植體切口處細(xì)胞被破壞,多酚類化合物被氧化成褐色醌類化合物,這一過程稱為褐變。褐變會(huì)引起細(xì)胞生長(zhǎng)停滯甚至死亡,導(dǎo)致藍(lán)莓組織培養(yǎng)失敗。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.花青素通常存在于藍(lán)莓細(xì)胞的液泡中B.適當(dāng)增加培養(yǎng)物轉(zhuǎn)移至新鮮培養(yǎng)基的頻率以減少褐變C.在培養(yǎng)基中添加合適的抗氧化劑以減少褐變D.宜選用藍(lán)莓成熟葉片為材料制備外植體【答案】D【解析】【分析】根據(jù)題干信息:在藍(lán)莓組織培養(yǎng)過程中,外植體切口處細(xì)胞被破壞,多酚類化合物被氧化成褐色醌類化合物,這一過程稱為褐變。減少褐變的措施有:減少氧化劑的濃度,如勤換培養(yǎng)基,或添加抗氧化劑。在植物組織培養(yǎng)的過程中,一般選用代謝旺盛、再生能力強(qiáng)的器官或組織為材料制備外植體。【詳解】A、液泡中含有糖類、無機(jī)鹽、色素和蛋白質(zhì)等,其中的色素是指水溶性色素,如花青素,A正確;B、適當(dāng)增加培養(yǎng)物轉(zhuǎn)移至新鮮培養(yǎng)基的頻率可減少氧化劑的濃度,從而減少褐變,B正確;C、根據(jù)題干信息:在藍(lán)莓組織培養(yǎng)過程中,外植體切口處細(xì)胞被破壞,多酚類化合物被氧化成褐色醌類化合物,這一過程稱為褐變,可知在培養(yǎng)基中添加合適的抗氧化劑以減少褐變,C正確;D、一般選用代謝旺盛、再生能力強(qiáng)的器官或組織為材料制備外植體,D錯(cuò)誤。故選D。(2022遼寧卷)24.某抗膜蛋白治療性抗體藥物研發(fā)過程中,需要表達(dá)N蛋白胞外段,制備相應(yīng)的單克隆抗體,增加其對(duì)N蛋白胞外段特異性結(jié)合的能力。Ⅰ.N蛋白胞外段抗原制備,流程如圖1(1)構(gòu)建重組慢病毒質(zhì)粒時(shí),選用氨芐青霉素抗性基因作為標(biāo)記基因,目的是___________。用脂質(zhì)體將重組慢病毒質(zhì)粒與輔助質(zhì)粒導(dǎo)入病毒包裝細(xì)胞,質(zhì)粒被包在脂質(zhì)體___________(填“雙分子層中”或“兩層磷脂分子之間”)。(2)質(zhì)粒在包裝細(xì)胞內(nèi)組裝出由___________組成的慢病毒,用慢病毒感染海拉細(xì)胞進(jìn)而表達(dá)并分離、純化N蛋白胞外段。Ⅱ.N蛋白胞外段單克隆抗體制備,流程如圖2(3)用N蛋白胞外段作為抗原對(duì)小鼠進(jìn)行免疫后,取小鼠脾組織用___________酶處理,制成細(xì)胞懸液,置于含有混合氣體的___________中培養(yǎng),離心收集小鼠的B淋巴細(xì)胞,與骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合。(4)用選擇性培養(yǎng)基對(duì)融合后的細(xì)胞進(jìn)行篩選,獲得雜交瘤細(xì)胞,將其接種到96孔板,進(jìn)行___________培養(yǎng)。用___________技術(shù)檢測(cè)每孔中的抗體,篩選既能產(chǎn)生N蛋白胞外段抗體,又能大量增殖的單克隆雜交瘤細(xì)胞株,經(jīng)體外擴(kuò)大培養(yǎng),收集___________,提取單克隆抗體。(5)利用N蛋白胞外段抗體與藥物結(jié)合,形成___________,實(shí)現(xiàn)特異性治療?!敬鸢浮浚?)①.檢測(cè)目的基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞②.雙分子層中(2)蛋白質(zhì)外殼和含N蛋白胞外段基因的核酸(3)①.胰蛋白酶或膠原蛋白②.CO2培養(yǎng)箱(4)①.克隆化②.抗原抗體雜交③.細(xì)胞培養(yǎng)液(5)抗體藥物偶聯(lián)物##ADC【解析】【分析】1、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(cè),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。2、兩次篩選:①篩選得到雜交瘤細(xì)胞(去掉未雜交的細(xì)胞以及自身融合的細(xì)胞);②篩選出能夠產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群。3、雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn):既能大量增殖,又能產(chǎn)生特異性抗體?!拘?詳解】構(gòu)建重組慢病毒質(zhì)粒時(shí),為檢測(cè)目的基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞,常選用氨芐青霉素抗性基因作為標(biāo)記基因。重組慢病毒質(zhì)粒與輔助質(zhì)粒導(dǎo)入病毒包裝細(xì)胞需要依賴膜融合,故質(zhì)粒被包在脂質(zhì)體雙分子層中(即磷脂雙分子層)。【小問2詳解】由于目的基因?yàn)镹蛋白胞外段基因,在包裝細(xì)胞內(nèi)組裝出由蛋白質(zhì)外殼和含有N蛋白胞外段基因的核酸組成的慢病毒,用慢病毒感染海拉細(xì)胞進(jìn)而表達(dá)并分離、純化N蛋白胞外段。【小問3詳解】進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),需要取小鼠脾組織用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理,制成細(xì)胞懸液,置于含有95%空氣和5%的CO2混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)?!拘?詳解】用選擇性培養(yǎng)基對(duì)融合后的細(xì)胞進(jìn)行篩選,獲得雜交瘤細(xì)胞,將其接種到96孔板,進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)。用抗原抗體雜交技術(shù)檢測(cè)每孔中的抗體,篩選既能產(chǎn)生N蛋白胞外段抗體,又能大量增殖的單克隆雜交瘤細(xì)胞株,經(jīng)體外擴(kuò)大培養(yǎng),收集細(xì)胞培養(yǎng)液,提取單克隆抗體?!拘?詳解】利用N蛋白胞外段抗體與藥物結(jié)合,形成抗體藥物偶聯(lián)物ADC,實(shí)現(xiàn)特異性治療
2021年高考題(2021浙江卷)11.將蝌蚪腸細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核的蛙卵中,形成重建的“合子”。有些“合子”發(fā)育成正常的蝌蚪,而單獨(dú)培養(yǎng)腸細(xì)胞卻不能發(fā)育成蝌蚪。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.腸細(xì)胞不能表達(dá)全能性是受某些物質(zhì)的限制B.“合子”第一次分裂后形成的細(xì)胞已失去全能性C.“合子”發(fā)育成正常蝌蚪的過程中伴隨著細(xì)胞分化D.細(xì)胞核具有全能性是由于其含有該物種的全套基因【答案】B【解析】【分析】細(xì)胞的全能性是指細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后,仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能和特性,植物的體細(xì)胞具有全能性,動(dòng)物的體細(xì)胞不表現(xiàn)出全能性,但細(xì)胞核具有全能性?!驹斀狻緼、動(dòng)物細(xì)胞經(jīng)過多次分裂后,細(xì)胞質(zhì)的成分已經(jīng)發(fā)生改變,原本能激發(fā)細(xì)胞全能性的物質(zhì)已經(jīng)消失,故腸細(xì)胞不能表達(dá)全能性是受到了細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的限制,A正確;B、“合子”第一次分裂、第二次分裂后形成的細(xì)胞仍具有全能性,B錯(cuò)誤;C、“合子”發(fā)育成正常蝌蚪個(gè)體的過程中,需要通過細(xì)胞分裂增加細(xì)胞的數(shù)量,通過細(xì)胞分化增加細(xì)胞的種類,C正確;D、雖然細(xì)胞經(jīng)過多次分裂失去了激發(fā)全能性的物質(zhì),但細(xì)胞核仍含有該物種的全套基因,故動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性,D正確。故選B?!军c(diǎn)睛】(2021遼寧卷)3.下列有關(guān)病毒在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的敘述,錯(cuò)誤的是()A.滅活的病毒可用于誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合B.用特定的病毒免疫小鼠可制備單克隆抗體C.基因工程中常用噬菌體轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞D.經(jīng)滅活或減毒處理的病毒可用于免疫預(yù)防【答案】C【解析】【分析】1、病毒是非細(xì)胞生物,只能寄生在活細(xì)胞中進(jìn)行生命活動(dòng)。病毒依據(jù)宿主細(xì)胞的種類可分為植物病毒、動(dòng)物病毒和噬菌體;根據(jù)遺傳物質(zhì)來分,分為DNA病毒和RNA病毒;病毒由核酸和蛋白質(zhì)組成。2、疫苗是將病原微生物(如細(xì)菌、立克次氏體、病毒等)及其代謝產(chǎn)物,經(jīng)過人工減毒、滅活或利用轉(zhuǎn)基因等方法制成的用于預(yù)防傳染病的自動(dòng)免疫制劑。應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)的疫苗,主要成分是病毒的表面抗原蛋白,接種后能刺激機(jī)體免疫細(xì)胞產(chǎn)生抵抗病毒的抗體?!驹斀狻緼、促進(jìn)動(dòng)物細(xì)胞的融合除了物理方法和化學(xué)方法外,還可以采用滅活的病毒,A正確;B、病毒作為抗原可刺激機(jī)體發(fā)生特異性免疫,產(chǎn)生抗體,用特定的病毒免疫小鼠可制備單克隆抗體,B正確;C、基因工程中常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞,農(nóng)桿菌的特點(diǎn)是其細(xì)胞內(nèi)的Ti質(zhì)粒上的TDNA片段能夠轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞,并整合到受體細(xì)胞的染色體上,C錯(cuò)誤;D、經(jīng)過滅活或減毒處理的病毒可以作為免疫學(xué)中的疫苗,用于免疫預(yù)防,D正確。故選C?!军c(diǎn)睛】(2021浙江卷)20.采用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可將增強(qiáng)型綠色熒光蛋白(EGFP)基因定點(diǎn)插入到受精卵的Y染色體上,獲得轉(zhuǎn)基因雄性小鼠。該轉(zhuǎn)基因小鼠與野生型雌性小鼠交配,通過觀察熒光可確定早期胚胎的性別。下列操作錯(cuò)誤的是()A.基因編輯處理的受精卵在體外培養(yǎng)時(shí),不同發(fā)育階段的胚胎需用不同成分的培養(yǎng)液B.基因編輯處理的受精卵經(jīng)體外培養(yǎng)至2細(xì)胞期,須將其植入同期發(fā)情小鼠的子官,才可獲得表達(dá)EGFP的小鼠C.分離能表達(dá)EGFP的胚胎干細(xì)胞,通過核移植等技術(shù)可獲得大量的轉(zhuǎn)基因小鼠D.通過觀察早期胚胎的熒光,能表達(dá)EGFP的即為雄性小鼠胚胎【答案】B【解析】【分析】分析題意可知,通過基因編輯技術(shù)將EGFP基因定點(diǎn)插入到受精卵的Y染色體上,使含有該Y染色體的小鼠能夠發(fā)出綠色熒光,轉(zhuǎn)基因鼠將Y染色體傳遞給子代的雄性個(gè)體,通過觀察熒光可確定早期胚胎的性別?!驹斀狻緼、依據(jù)胚胎在不同發(fā)育階段對(duì)培養(yǎng)條件的特定需要,受精卵在體外培養(yǎng)時(shí),不同發(fā)育階段的胚胎需用不同成分的培養(yǎng)液,A正確;B、基因編輯處理的受精卵一般經(jīng)體外培養(yǎng)至桑椹胚或囊胚階段,進(jìn)行胚胎移植,可獲得表達(dá)EGFP的小鼠,B錯(cuò)誤;C、分離能表達(dá)EGFP的胚胎干細(xì)胞,通過核移植、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù),可獲得大量的轉(zhuǎn)基因小鼠,C正確;D、由分析可知,通過基因編輯技術(shù)將Y染色體用綠色熒光蛋白基因標(biāo)記,通過觀察早期胚胎的熒光,能表達(dá)EGFP的個(gè)體含有Y染色體,即為雄性小鼠胚胎,D正確。故選B。(2021遼寧卷)13.下圖是利用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆優(yōu)質(zhì)奶牛的簡(jiǎn)易流程圖,有關(guān)敘述正確的是()
A.后代丁的遺傳性狀由甲和丙的遺傳物質(zhì)共同決定B.過程①需要提供95%空氣和5%CO2的混合氣體C.過程②常使用顯微操作去核法對(duì)受精卵進(jìn)行處理D.過程③將激活后的重組細(xì)胞培養(yǎng)至原腸胚后移植【答案】B【解析】【分析】分析圖解:圖示過程為體細(xì)胞克隆過程,取乙牛體細(xì)胞,對(duì)處于減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞去核,然后進(jìn)行細(xì)胞核移植;融合后的細(xì)胞激活后培養(yǎng)到早期胚胎,再進(jìn)行胚胎移植,最終得到克隆牛?!驹斀狻緼、后代丁的細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)來自甲,細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)來自于乙牛,則丁的遺傳性狀由甲和乙的遺傳物質(zhì)共同決定,A錯(cuò)誤;B、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中需要提供95%空氣(保證細(xì)胞的有氧呼吸)和5%CO2(維持培養(yǎng)液的pH)的混合氣體,B正確;C、過程②常使用顯微操作去核法對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行處理,C錯(cuò)誤;D、過程③將激活后的重組細(xì)胞培養(yǎng)至囊胚或桑椹胚后移植,D錯(cuò)誤。故選B?!军c(diǎn)睛】(2021遼寧卷)14.蛋白質(zhì)工程(2021遼寧卷)14.腈水合酶(N0)廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)和醫(yī)藥原料生產(chǎn)等領(lǐng)域,但不耐高溫。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽,可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶(N1)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一B.加入連接肽需要通過改造基因?qū)崿F(xiàn)C.獲得N1的過程需要進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯D.檢測(cè)N1的活性時(shí)先將N1與底物充分混合,再置于高溫環(huán)境【答案】D【解析】【分析】1、蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過基因修飾或基因合成,對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。(基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì))。2、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由:基因工程只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。3、蛋白質(zhì)工程的基本原理:它可以根據(jù)人的需求來設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),又稱為第二代的基因工程?;就緩剑簭念A(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā),設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列,找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)?!驹斀狻緼、在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽,可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶(N1),則N1與N0氨基酸序列有所不同,這可能是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一,A正確;B、蛋白質(zhì)工程的作用對(duì)象是基因,即加入連接肽需要通過改造基因?qū)崿F(xiàn),B正確;C、N1為蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)的合成需要經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程,C正確;D、酶具有高效性,檢測(cè)N1的活性需先將其置于高溫環(huán)境,再與底物充分混合,D錯(cuò)誤。故選D。【點(diǎn)睛】(2021山東卷)15.一個(gè)抗原往往有多個(gè)不同的抗原決定簇,一個(gè)抗原決定簇只能刺激機(jī)體產(chǎn)生一種抗體,由同一抗原刺激產(chǎn)生的不同抗體統(tǒng)稱為多抗。將非洲豬瘟病毒衣殼蛋白p72注入小鼠體內(nèi),可利用該小鼠的免疫細(xì)胞制備抗p72的單抗,也可以從該小鼠的血清中直接分離出多抗。下列說法正確的是()A.注入小鼠體內(nèi)的抗原純度對(duì)單抗純度的影響比對(duì)多抗純度的影響大B.單抗制備過程中通常將分離出的漿細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合C.利用該小鼠只能制備出一種抗p72的單抗D.p72部分結(jié)構(gòu)改變后會(huì)出現(xiàn)原單抗失效而多抗仍有效的情況【答案】D【解析】【分析】根據(jù)題干信息“一個(gè)抗原往往有多個(gè)不同的抗原決定簇,一個(gè)抗決定簇只能刺激機(jī)體產(chǎn)生一種抗體”,非洲豬瘟病毒衣殼蛋白p72上有多個(gè)抗原決定簇,所以可以刺激機(jī)體產(chǎn)生多種抗體。每個(gè)抗原決定簇刺激產(chǎn)生的抗體是單抗。【詳解】A、單抗的制作需要篩選,而多抗不需要篩選,抗原純度越高,產(chǎn)生的多抗純度越高,因此原純度對(duì)單抗純度的影響比對(duì)多抗純度的影響小,A錯(cuò)誤;B、單抗制備過程中通常將分離出的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合,B錯(cuò)誤;C、非洲豬瘟病毒衣殼蛋白p72上有多種抗原決定簇,一個(gè)抗決定簇只能刺激機(jī)體產(chǎn)生一種抗體,所以向小鼠體內(nèi)注入p72后,可以刺激小鼠產(chǎn)生多種抗p72的單抗,C錯(cuò)誤;D、p72部分結(jié)構(gòu)改變只改變了部分抗原決定簇,因此由這部分抗原決定簇產(chǎn)生的抗體失效,但由于還存在由其他抗原決定簇刺激機(jī)體產(chǎn)生的抗體,所以多抗仍有效,D正確。故選D。(2021浙江卷)29.(二)斑馬魚是一種模式動(dòng)物,體外受精發(fā)育,胚胎透明、便于觀察,可用于水質(zhì)監(jiān)測(cè),基因功能分析以及藥物毒性與安全性評(píng)價(jià)等。(1)由于人類活動(dòng)產(chǎn)生的生活污水日益增多,大量未經(jīng)處理的污水直接排入河流、湖泊會(huì)引起水體__________,導(dǎo)致藻類大量繁殖形成水華。取水樣喂養(yǎng)斑馬魚,可用斑馬魚每周的體重和死亡率等指標(biāo)監(jiān)測(cè)水體污染程度。(2)為了研究某基因在斑馬魚血管發(fā)育過程中的分子調(diào)控機(jī)制,用DNA連接酶將該基因連接到質(zhì)粒載體形成_______,導(dǎo)入到大腸桿菌菌株DH5α中。為了能夠連接上該目的基因、并有利于獲得含該目的基因的DH5α陽性細(xì)胞克隆,質(zhì)粒載體應(yīng)含有__________(答出2點(diǎn)即可)。提取質(zhì)粒后,采用____法,將該基因?qū)氲桨唏R魚受精卵細(xì)胞中,培養(yǎng)并觀察轉(zhuǎn)基因斑馬魚胚胎血管的發(fā)育情況。(3)為了獲取大量斑馬魚胚胎細(xì)胞用于藥物篩選,可用__________分散斑馬魚囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán),取分散細(xì)胞作為初始材料進(jìn)行__________培養(yǎng)。培養(yǎng)瓶中添加成纖維細(xì)胞作為__________,以提高斑馬魚胚胎細(xì)胞克隆的形成率。答案:(1)富營(yíng)養(yǎng)化(2)重組DNA分子;限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別序列、抗生素抗性基因;顯微注射(3)胰蛋白酶;原代;飼養(yǎng)層細(xì)胞解析(二)(1)生活污水富含N、P,未經(jīng)處理就大量排放,會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化,導(dǎo)致藻類大量繁殖形成水華或赤潮。(2)具有相同粘性末端的目的基因和載體DNA(如質(zhì)粒),經(jīng)DNA連接酶處理后,會(huì)形成重組DNA分子。與目的基因相同的限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別序列,可以確保限制性內(nèi)切酶處理后與目的基因形成相同的粘性末端,以便于和目的基因的連接。標(biāo)記基因(抗生素抗性基因)的存在,便于篩選含有目的基因的受體細(xì)胞。動(dòng)物基因工程,通常采用顯微注射法將重組DNA分子導(dǎo)入動(dòng)物受精卵中。(3)使用胰蛋白酶處理囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán),借助酶的專一性,可分解細(xì)胞間質(zhì)的蛋白質(zhì),讓細(xì)胞分散,便于培養(yǎng)。將分散的細(xì)胞初次在卡氏瓶中培養(yǎng),稱之為原代培養(yǎng)。提高細(xì)胞克隆形成率的措施有:選擇適宜的培養(yǎng)基、添加血清(胎牛血清最好)、飼養(yǎng)層細(xì)胞(滋養(yǎng)細(xì)胞如經(jīng)射線照射本身失去增殖力的小鼠成纖維細(xì)胞)支持生長(zhǎng)、激素(胰島素等)刺激、使用CO2培養(yǎng)箱、調(diào)節(jié)pH等?!军c(diǎn)睛】1、熟練掌握微生物的篩選、分離和保存,以及微生物固定化方法是解題的關(guān)鍵;2、熟練掌握基因工程的基本操作步驟,并了解每一步的目的是解題的關(guān)鍵。(2021湖南卷)22.M基因編碼的M蛋白在動(dòng)物A的肝細(xì)胞中特異性
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