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2019年高考生物 專題2 細胞工程教學案 新人教版選修3 xx備考最新考綱 1．植物的組織培養(yǎng)(Ⅱ)。　2.動物的細胞培養(yǎng)與體細胞克隆(Ⅰ)?！?.細胞融合與單克隆抗體(Ⅱ)?！?.生物技術中的倫理問題(Ⅰ)。 考點1　植物細胞工程(5年8考)　 (xx課標Ⅰ卷、天津卷、江蘇卷、重慶卷、課標卷……) 1．細胞工程 (1)操作水平：細胞水平或細胞器水平。 (2)目的：按照人的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品。 2．植物細胞的全能性 (1)概念：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。 (2)原因：細胞內(nèi)含有本物種的全部遺傳信息。 (3)全能性表達條件：具有完整的細胞結(jié)構(gòu)，處于離體狀態(tài)，提供一定的營養(yǎng)、激素和其他適宜外界條件。 3．植物組織培養(yǎng)技術 (1)原理：植物細胞具有全能性。 (2)過程： 4．植物體細胞雜交技術 觀察植物體細胞雜交技術圖示，完善相關問題 (1)過程①為去除細胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體，常用方法是酶解法，所用到的酶是纖維素酶和果膠酶。 (2)過程②是原生質(zhì)體的融合，人工誘導的物理法包括離心、振動、電激等；化學法一般用聚乙二醇(PEG)作誘導劑。 (3)過程③是原生質(zhì)體融合后再生出細胞壁，這是原生質(zhì)體融合成功的標志。 (4)植物體細胞雜交的意義：克服了遠緣雜交不親和的障礙。 5．植物細胞工程的應用 (2)作物新品種的培育：單倍體育種、突變體的利用。 (3)細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：培養(yǎng)到愈傷組織階段。 思維激活 判斷正誤 (1)植物的每個細胞在植物體內(nèi)和體外都能表現(xiàn)出細胞的全能性(　　)。 (2)愈傷組織是外植體脫分化和再分化后形成的(　　)。 (3)幼嫩的組織脫分化較為容易，如莖尖、根尖、形成層細胞易脫分化，而植物的莖、葉和成熟的組織則較難(　　)。 (4)對外植體和接種用的每種器械都要徹底滅菌(　　)。 (5)脫分化形成愈傷組織的過程不需要光，再分化過程需要光，因為愈傷組織利用有機營養(yǎng)成分，而試管苗需要進行光合作用以自養(yǎng)(　　)。 (6)植物組織培養(yǎng)中不同培養(yǎng)階段培養(yǎng)基含有的激素不同，因為培養(yǎng)的目的不同(生根或生芽)(　　)。 答案　(1)　(2)　(3)√　(4)　(5)√　(6)√ 思考感悟 植物組織培養(yǎng)的整個操作過程中，如何實現(xiàn)無菌環(huán)境？ 提示　通過培養(yǎng)基的滅菌(高壓蒸汽滅菌)、外植體的消毒(酒精、氯化汞)、接種的無菌操作(酒精、酒精燈灼燒)、無菌箱中的培養(yǎng)、移栽到消過毒的環(huán)境中生存一段時間等操作實現(xiàn)無菌環(huán)境。 　植物組織培養(yǎng)技術 1．(xx重慶理綜，5)某興趣小組擬用組織培養(yǎng)繁殖一種名貴花卉，其技術路線為“取材→消毒→愈傷組織培養(yǎng)→出芽→生根→移栽”。下列有關敘述，錯誤的是(　　)。 A．消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又減少消毒劑對細胞的傷害 B．在愈傷組織培養(yǎng)中加入細胞融合的誘導劑，可獲得染色體加倍的細胞 C．出芽是細胞再分化的結(jié)果，受基因選擇性表達的調(diào)控 D．生根時，培養(yǎng)基通常應含α－萘乙酸等生長素類調(diào)節(jié)劑 解析　本題主要考查植物組織培養(yǎng)的相關知識。在愈傷組織中，因植物細胞含有細胞壁，阻礙了細胞融合，所以此時加入細胞融合的誘導劑，不能獲得染色體加倍的細胞；消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又減少消毒劑對細胞的傷害；愈傷組織出芽是細胞分化的結(jié)果，而細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達；生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵性激素，生根時，培養(yǎng)基通常含有α－萘乙酸等生長素調(diào)節(jié)劑。 答案　B 題后歸納 植物激素在組織培養(yǎng)中的作用 在配制好的MS培養(yǎng)基中，常常需要添加植物激素其中生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵性激素。植物激素的濃度、使用的先后順序以及用量的比例等，都會影響實驗結(jié)果。 (1)按照不同的順序使用這兩類激素，會得到不同的實驗結(jié)果。 使用順序 實驗結(jié)果 先使用生長素，后使用細胞分裂素 有利于細胞分裂，但細胞不分化 先使用細胞分裂素，后使用生長素 細胞既分裂也分化 同時使用 分化頻率提高 (2)當同時使用這兩類激素時，兩者用量的比例影響植物細胞的發(fā)育方向。 生長素與細胞分裂素的用量比值 植物細胞的發(fā)育方向 比值高 有利于根的分化、抑制芽的形成 比值低 有利于芽的分化、抑制根的形成 比值適中 促進愈傷組織的形成 　植物體細胞雜交技術 2．(xx天津卷，9)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質(zhì)體可使其染色體片段化，并喪失再生能力。再利用此原生質(zhì)體作為部分遺傳物質(zhì)的供體與完整的花椰菜原生質(zhì)體融合，以獲得抗黑腐病雜種植株。流程如下圖。 據(jù)圖回答下列問題： (1)過程①所需的酶是____________________________________________。 (2)過程②后，在顯微鏡下觀察融合的活細胞中有供體的________存在，這一特征可作為初步篩選雜種細胞的標志。 (3)原生質(zhì)體培養(yǎng)液中需要加入適宜濃度的甘露醇以保持一定的滲透壓，其作用是________________。原生質(zhì)體經(jīng)過________再生，進而分裂和脫分化形成愈傷組織。 (4)若分析再生植株的染色體變異類型，應剪取再生植株和________植株的根尖，通過________、________、染色和制片等過程制成裝片，然后在顯微鏡下觀察比較染色體的形態(tài)和數(shù)目。 (5)采用特異性引物對花椰菜和黑芥基因組DNA進行PCR擴增，得到兩親本的差異性條帶，可用于雜種植株的鑒定。下圖是用該引物對雙親及再生植株1～4進行PCR擴增的結(jié)果。據(jù)圖判斷，再生植株1～4中一定是雜種植株的有________。 (6)對雜種植株進行________接種實驗，可篩選出具有高抗性的雜種植株。 解析　(1)過程①是利用纖維素酶和果膠酶去除幼葉細胞和根細胞的細胞壁，制備相應原生質(zhì)體；(2)過程②在PEG的作用下兩個原生質(zhì)體融合在一起，形成雜種細胞，來自幼葉的原生質(zhì)體中有葉綠體存在，可以作為顯微鏡下初步篩選雜種細胞的標志；(3)原生質(zhì)體及剛形成的雜種細胞因為沒有了細胞壁的束縛作用，必須浸泡在適宜濃度且無毒害作用的等滲溶液中，以保持原生質(zhì)體的完整性，原生質(zhì)體經(jīng)過細胞壁的再生后，才能進而分裂和脫分化形成愈傷組織。(4)若分析再生植株的染色體變異類型，應剪取再生植株和雙親植株的分生組織(如根尖)，通過解離、漂洗、染色和制片等過程制成裝片，再在顯微鏡下觀察比較染色體的形態(tài)和數(shù)目。(5)識圖可判斷再生植株1～4中一定是雜種植株的有1、2、4；(6)對雜種植株進行黑腐病菌接種實驗，可篩選出具有高抗性的雜種植株。 答案　(1)纖維素酶和果膠酶　(2)葉綠體　(3)保持原生質(zhì)體完整性　細胞壁　(4)雙親(或花椰菜和黑芥)　解離　漂洗　(5)1、2、4　(6)黑腐病菌 題后歸納 植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交的比較 名稱 植物組織培養(yǎng) 植物體細胞雜交 原理 細胞的全能性 細胞膜具有一定的流動性和細胞的全能性 過程 選材 選取根尖、莖尖、形成層部位最容易誘導脫分化 不同的植物細胞 技術操作 脫分化、再分化等 除脫分化、再分化外，還要用酶解法去除細胞壁，用一定的方法誘導細胞融合 關系 植物組織培養(yǎng)是植物體細胞雜交的基礎，植物體細胞雜交所用的技術更復雜 考點2　動物細胞工程(5年9考)　 (xx安徽卷、浙江卷、重慶卷、海南卷……) 1．動物細胞培養(yǎng) 過程： 2．動物細胞培養(yǎng)的條件 (1)無菌、無毒：對培養(yǎng)液和所用培養(yǎng)用具無菌處理，添加抗生素；定期更換培養(yǎng)液以清除代謝產(chǎn)物。 (2)營養(yǎng)：除糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素之外通常還需加入血清血漿等天然成分。 (3)適宜的溫度和pH：溫度為36.50.5__℃(哺乳動物)，pH為7.2～7.4。 (4)氣體環(huán)境——95%空氣＋5%CO2(維持培養(yǎng)液的pH) 3．動物體細胞核移植及克隆技術引發(fā)的倫理問題 (1)原理：動物細胞核具有全能性 (2)核移植過程(以高產(chǎn)奶?？寺槔? (3)克隆人的類型及其倫理問題 　　　類型 治療性克隆 生殖性克隆 區(qū)別 目的 治療人類疾病 用于生育，產(chǎn)生新個體 水平 細胞水平 個體水平 聯(lián)系 都屬無性繁殖；產(chǎn)生新個體、新組織，遺傳信息相同 中國 政府 的態(tài)度 中國政府的觀點：不贊成，不允許，不支持，不接受任何生殖性克隆人的實驗，不反對治療性克隆 4.單克隆抗體制備 (1)誘導動物細胞融合的原理：細胞膜具有一定的流動性。 (2)誘導動物細胞融合的方法：物理法——離心、振動、電激等；化學法——聚乙二醇；生物法——滅活病毒。 (3)單克隆抗體制備過程 (4)單克隆抗體的優(yōu)點：特異性強、靈敏度高，可大量制備。 (5)單克隆抗體的應用：作為診斷試劑；用于治療疾病和運載藥物。 5．比較動物細胞培養(yǎng)、核移植與動物細胞融合 比較 動物細胞培養(yǎng) 核移植 動物細胞融合 原理 細胞增殖 動物細胞核的全能性 細胞膜的流動性 過程 結(jié)果 相同分化程度的細胞群 與供體基本相同的個體 雜交細胞 關鍵環(huán)節(jié) 細胞增殖(分裂)、細胞癌變 核融合、細胞分化 人工誘導細胞膜融合 應用 ①生產(chǎn)生物制品②基因工程③檢測有毒物質(zhì) ①加速良種繁育②保護瀕危物種③生產(chǎn)醫(yī)用蛋白④提供克隆器官、組織等 獲得雜種細胞，制備細胞產(chǎn)物如單克隆抗體 思維激活 判斷正誤 (1)植物組織培養(yǎng)常用液體培養(yǎng)基，動物細胞培養(yǎng)常用固體培養(yǎng)基(　　)。 (2)具有包含物種完整基因組的細胞核的活細胞是生物克隆的重要條件之一(　　)。 (3)一般血清中的抗體是一群識別不同抗原部位的抗體混合物，單抗則識別抗原分子的特殊部位，具專一性(　　)。 (4)細胞克隆的基本要求是：必須保證分離出來的細胞是一個而不是多個(　　)。 (5)在培養(yǎng)瓶中要定期用胰蛋白酶處理使細胞從瓶壁上脫離，制成懸浮液(　　)。 (6)二倍體細胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的(　　)。 (7)核移植過程中供體理論上是提供細胞核，但操作過程中可以把整個體細胞注入去核的卵母細胞中去(　　)。 答案　(1)　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√　(6)　(7)√ 思考與填空 仔細閱讀圖示及相關內(nèi)容辨析并填充其含義 從A、B到C的過程可以表示不同的含義(如圖所示)： ①若A、B為動物細胞，則該過程表示細胞融合； ②若B為精子，A為卵細胞，則該過程表示受精； ③若A為除去細胞核的卵母細胞，B為細胞核，則該過程表示核移植。 　動物細胞培養(yǎng)技術 1．(xx浙江理綜，6)實驗小鼠皮膚細胞培養(yǎng)(非克隆培養(yǎng))的基本過程如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)。 A．甲過程需要對實驗小鼠進行消毒 B．乙過程對皮膚組織可用胰蛋白酶消化 C．丙過程得到的細胞大多具有異倍體核型 D．丁過程得到的細胞具有異質(zhì)性 解析　取小鼠皮膚組織進行培養(yǎng)時需對實驗小鼠進行消毒；通過胰蛋白酶消化皮膚組織可獲得皮膚細胞；丙過程為最初的傳代培養(yǎng)，得到的細胞大多具有正常二倍體核型；來源于多個細胞的非克隆培養(yǎng)所得到的細胞系具有異質(zhì)性，該實驗小鼠皮膚細胞屬于非克隆培養(yǎng)，丁過程得到的細胞具有異質(zhì)性。 答案　C 題后歸納 (1)動物細胞培養(yǎng)時選用幼齡動物組織或胚胎進行細胞培養(yǎng)的原因：幼齡動物組織或胚胎的細胞分化程度低，增殖能力很強，更易于培養(yǎng)。 (2)在動物細胞培養(yǎng)過程中兩次用到胰蛋白酶：第一次是將剪碎的組織分散成單個細胞；第二次是將貼壁細胞從瓶壁上分離下來，目的是避免動物細胞的接觸抑制現(xiàn)象。 (3)細胞貼壁和接觸抑制 懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。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，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。 (4)原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng) 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)。 ②傳代培養(yǎng)：原代培養(yǎng)的細胞生長、繁殖一定時間后，由于空間不足或細胞密度過大導致營養(yǎng)枯竭，影響細胞的生長，因此需要重新用胰蛋白酶等處理，進行分瓶擴大培養(yǎng)，即傳代培養(yǎng)。 　單克隆抗體的制備過程及選擇培養(yǎng)基的制備 2．下圖為反射弧中神經(jīng)—肌肉接頭的結(jié)構(gòu)及其生理變化示意圖。 (1)發(fā)生反射時，神經(jīng)中樞產(chǎn)生的興奮沿________神經(jīng)傳到突觸前膜，導致突觸小泡與前膜________，釋放神經(jīng)遞質(zhì)(Ach)；Ach與Ach受體結(jié)合后，肌膜發(fā)生________，引起肌肉收縮。 (2)重癥肌無力是自身免疫病，其病因是患者免疫系統(tǒng)把Ach受體當作抗原，使________被激活而增殖、分化，產(chǎn)生Ach受體抗體。Ach受體抗體與Ach受體特異性結(jié)合，造成Ach不能與Ach受體正常結(jié)合，導致________信號轉(zhuǎn)換過程受阻。 (3)臨床上治療重癥肌無力的重度患者，可采用胸腺切除法，目的是抑制________發(fā)育成T細胞，不能產(chǎn)生淋巴因子，從而抑制________免疫的應答。 解析　(1)分析題中的示意圖，神經(jīng)中樞產(chǎn)生的興奮應沿傳出神經(jīng)傳到突觸前膜，使突觸小泡與前膜融合并釋放神經(jīng)遞質(zhì)，電信號→化學信號；Ach與Ach受體結(jié)合后，化學信號→電信號，肌膜產(chǎn)生電位變化，進而引起肌肉收縮。(2)重癥肌無力患者的B細胞，在Ach受體(抗原)的刺激下增殖、分化，產(chǎn)生Ach受體的抗體，其與肌膜上的Ach受體結(jié)合，導致化學信號→電信號的過程受阻。(3)切除胸腺可抑制造血干細胞發(fā)育成T細胞，造成淋巴因子缺乏，進而影響B(tài)細胞的增殖、分化過程，從而抑制了體液免疫的應答。 答案　(1)傳出　融合　電位變化　(2)B細胞　化學信號向電　(3)造血干細胞　體液 題后歸納 (1)血清抗體與單克隆抗體 名稱 產(chǎn)生 特點 血清抗體 由漿細胞分泌 一般從血清中分離，產(chǎn)量低、純度低、特異性差 單克隆抗體 由雜交瘤細胞分泌 特異性強，靈敏度高，能大量制備 (2)比較制備單克隆抗體過程中的幾種細胞 細胞 特點 漿細胞 能產(chǎn)生單一抗體，但不能無限增殖 骨髓瘤細胞 能無限增殖，但不能產(chǎn)生抗體 雜交瘤細胞 即能產(chǎn)生單一抗體，又能在體外培養(yǎng)條件下無限增殖 (3)單克隆抗體制備過程中兩次篩選的比較 項目 第一次篩選 第二次篩選 篩選原因 誘導融合后得到多種雜交細胞，另外還有未融合的細胞 由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激，所以經(jīng)選擇性培養(yǎng)獲得的雜交瘤細胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細胞 篩選方法 用特定的選擇培養(yǎng)基篩選：未融合的細胞和同種細胞融合后形成的細胞(“BB”細胞、“瘤瘤”細胞)都會死亡，只有融合的雜交瘤細胞(“B瘤”細胞)才能生長 用多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng)，在每個孔只有一個雜交瘤細胞的情況下開始克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生特異性抗體的細胞群 篩選目的 得到雜交瘤細胞 得到能分泌所需抗體的雜交瘤細胞 (4)選擇培養(yǎng)基的制備 依據(jù)篩選目標，制備選擇培養(yǎng)基時應“只讓雜交瘤細胞”存活，其余細胞(包括未融合的B細胞，未融合的骨髓瘤細胞及融合的B－B細胞，瘤－瘤細胞)均不能存活。 　生物技術倫理問題 3．(xx南通中學調(diào)研)有關“治療性克隆”的說法錯誤的是(　　)。 A．可解決臨床上供體器官不足和器官移植后免疫排斥問題 B．其核心技術是胚胎干細胞培養(yǎng)技術 C．胚胎干細胞可以克隆出不同組織細胞的根本原因是基因的選擇性表達 D．中國政府既反對生殖性克隆人，也反對治療性克隆 解析　用患者自身的胚胎干細胞克隆器官，可以克服供體器官不足，器官移植后又不會發(fā)生免疫排斥反應；治療性克隆的核心是胚胎干細胞的培養(yǎng)；胚胎干細胞克隆出不同組織細胞屬于細胞分化，細胞分化是基因的選擇性表達；中國政府禁止生殖性克隆人，但不反對治療性克隆。 答案　D 題后反思 (1)克隆技術形成重組細胞發(fā)育成一個新個體，體現(xiàn)了細胞核的全能性而非動物細胞的全能性。 (2)克隆屬于無性繁殖，產(chǎn)生新個體的性別、絕大多數(shù)性狀與供核親本一致。 (3)核移植技術獲得的動物與供核動物性狀不完全相同： ①克隆動物絕大部分DNA來自于供體細胞核，但其核外線粒體中的DNA主要來自于受體卵細胞。 ②性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果。供核動物生活的環(huán)境與克隆動物所生活的環(huán)境不會完全相同，其性狀也不可能和供核動物完全相同。 ③在個體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變，產(chǎn)生供核動物沒有的性狀。 1．(xx重慶理綜，2)下圖是單克隆抗體制備流程的簡明示意圖。下列有關敘述，正確的是 (　　)。 A．①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應T淋巴細胞 B．②中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細胞的形成 C．③同時具有脾臟細胞和鼠骨髓瘤細胞的特性 D．④是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細胞群 解析　本題主要考查單克隆抗體制備的相關知識。①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的漿細胞；②中使用聚乙二醇或滅活的病毒等，有利于雜交瘤細胞的形成；③同時具有漿細胞和骨髓瘤細胞的特性；④是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細胞群。故D項正確。 答案　D 2．(xx全國課標卷Ⅱ，40)甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時含有A和B的新型藥用植物。 回答下列問題： (1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先用________酶和________酶去除細胞壁，獲得具有活力的________，再用化學誘導劑誘導二者融合。形成的融合細胞進一步培養(yǎng)形成________組織，然后經(jīng)過________形成完整的雜種植株。這種培育技術稱為______________。 (2)上述雜種植株屬于多倍體，多倍體是指______________________________。假設甲與乙有性雜交的后代是不育的，而上述雜種植株是可育的，造成這種差異的原因是_____________________________________________________。 (3)這種雜種植株可通過制作人工種子的方法來大量繁殖。經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的______________________________等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。 解析　(1)該新型藥用植物是通過植物體細胞雜交技術獲得的。要獲得有活力的原生質(zhì)體才能進行體細胞雜交，因此首先用纖維素酶和果膠酶去掉植物的細胞壁，然后用PEG化學誘導劑(物理方法：離心、振動等)誘導二者的原生質(zhì)體融合。然后采用植物組織培養(yǎng)技術獲得雜種植株，植物組織培養(yǎng)的主要過程是：先脫分化形成愈傷組織，然后再分化形成植物體，利用了植物細胞的全能性。(2)如果植物甲、乙是兩個物種，二者不能通過有性雜交產(chǎn)生可育后代，原因是甲、乙有性雜交所產(chǎn)生的后代在減數(shù)分裂過程中同源染色體聯(lián)會異常，也就是存在著生殖隔離。但植物甲、乙通過植物體細胞雜交技術產(chǎn)生的后代卻是可育的，因為在減數(shù)分裂過程中同源染色體能完成正常的聯(lián)會，產(chǎn)生正常的配子。由于甲、乙都是二倍體，因此，植物體細胞雜交得到的后代是異源多倍體(四倍體)。(3)人工種子生產(chǎn)不受氣候、季節(jié)和地域等因素限制，而且可以避免后代發(fā)生性狀分離等優(yōu)點，因此，植物細胞工程重要的應用之一是制備人工種子，用到的核心技術是植物組織培養(yǎng)技術。將植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。 答案　(1)纖維素　果膠　原生質(zhì)體　愈傷　再分化(分化)　植物體細胞雜交技術　(2)體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體　在減數(shù)分裂過程中，前者同源染色體聯(lián)會異常，而后者同源染色體聯(lián)會正常　(3)胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽 3．(xx安徽理綜，29)近年來，有關腫瘤細胞特定分子的靶向治療研究進展迅速。研究發(fā)現(xiàn)，蛋白X是細胞膜上的一種受體，由原癌基因X編碼。在一些腫瘤細胞中，原癌基因X過量表達會持續(xù)激活細胞內(nèi)的信號傳導，啟動細胞DNA的復制，導致細胞異常增殖，利用動物細胞融合技術制備的單克隆抗體，可用于診斷和治療原癌基因X過量表達的腫瘤。請回答下列問題。 (1)同一個體各種體細胞來源于受精卵的分裂與分化。正常情況下，體細胞核遺傳信息相同的原因是______________________________________________ _________________________________________________________________。 (2)通過檢測原癌基因X的________和________可判斷其是否轉(zhuǎn)錄和翻譯。檢測成人多種正常組織后，發(fā)現(xiàn)原癌基因X只在乳腺、呼吸道等上皮細胞中有微弱表達，這說明__________________________________________________。 (3)根據(jù)以上信息，可推測原癌基因的主要功能是________________________。 (4)制備該單克隆抗體時，免疫動物的抗原可以是________。B淋巴細胞識別抗原并與之結(jié)合，之后在適當?shù)男盘栕饔孟略鲋撤只癁開_______和________。 (5)用該單克隆抗體處理原癌基因X過量表達的某腫瘤細胞株，發(fā)現(xiàn)其增殖能力明顯下降。這是因為_______________________________________________ _________________________________________________________________。 解析　本題考查細胞癌變與單克隆抗體的制備與應用。(1)體細胞通過有絲分裂進行增殖，保持了核基因組的完整性。(2)轉(zhuǎn)錄是合成信使RNA的過程，而翻譯是合成蛋白質(zhì)的過程；雖然各種體細胞中都有原癌基因，但只有某些細胞才表達，這說明原癌基因X的表達具有(組織)特異性。(3)通過題目信息可知，原癌基因是通過控制受體蛋白的合成來控制細胞內(nèi)信號傳導，從而啟動DNA的復制，導致細胞異常增殖，即原癌基因X能維持細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程。(4)B淋巴細胞受到抗原(蛋白X)刺激后能分化產(chǎn)生記憶細胞和漿細胞。(5)由于抗體能與抗原(蛋白X)結(jié)合，而蛋白X為細胞膜上的受體，從而阻斷了信號傳導。 答案　(1)親代細胞通過有絲分裂將復制后的核DNA平均分配到兩個子細胞中　(2)mRNA　蛋白質(zhì)　原癌基因X的表達具有(組織)特異性　(3)維持細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程　(4)蛋白X　漿細胞　記憶細胞　(5)該單克隆抗體與腫瘤細胞表面的蛋白X特異性結(jié)合，從而阻斷蛋白X介導的信號 傳導 (時間：30分鐘) 一、選擇題 1．(xx臺州模擬)進行生物工程設計時，下表各組所選擇的常用實驗材料與實驗目的配置錯誤的是 (　　)。 選項 實驗目的 實驗材料 材料特點 A 獲得克隆動物 卵(母)細胞 細胞大，細胞質(zhì)能有效調(diào)控核發(fā)育 B 植物的體細胞誘變育種 愈傷組織細胞 分裂能力強，突變率高 C 獲得表達生長激素的轉(zhuǎn)基因動物 乳腺細胞 分泌乳汁產(chǎn)生生長激素 D 燒傷患者移植皮膚 自體干細胞 分裂能力強，且不會引起免疫排斥 解析　獲得表達目的基因的轉(zhuǎn)基因動物需將外源基因轉(zhuǎn)入到受精卵中，再經(jīng)胚胎早期培養(yǎng)及胚胎移植方可達到目的。 答案　C 2．下列關于植物體細胞雜交技術的敘述，不正確的是 (　　)。 A．植物體細胞雜交必須先制備原生質(zhì)體 B．科學家利用植物體細胞雜交技術培育出了“白菜—甘藍”雜種植株 C．誘導植物原生質(zhì)體融合可用聚乙二醇作為誘導劑 D．用于培養(yǎng)的植物器官或組織先要進行滅菌處理 解析　組織培養(yǎng)過程要先將植物組織或者細胞進行表面消毒處理，這樣不會破壞細胞的活性，滅菌是在高溫高壓下進行的，植物細胞會被殺死，D項錯誤。 答案　D 3．(xx重慶一中二診)下面的簡式表示植物組織培養(yǎng)的大致過程，據(jù)此判斷不正確的是 (　　)。 ①②③―→④ A．若①是來自不同植物體細胞融合的雜種細胞，則④可能出現(xiàn)不同植物的遺 傳特性 B．若①是二倍體植株的花粉，則④是單倍體植株，經(jīng)染色體加倍后可得到穩(wěn) 定遺傳的品種 C．若①是人參細胞，對②進行擴大培養(yǎng)可提高細胞產(chǎn)物人參皂甙的產(chǎn)量 D．若①是具有雜種優(yōu)勢的農(nóng)作物細胞，則用③進行繁育會發(fā)生性狀分離 解析　選項D中用③繁育屬無性繁殖，所以不會發(fā)生性狀分離。 答案　D 4．以下為植物體細胞雜交技術流程圖，其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細胞，所含有的染色體組分別是AA和BB。據(jù)圖分析不正確的是 (　　)。 A．圖中①過程發(fā)生的化學變化是纖維素和果膠水解 B．經(jīng)過②和③過程形成的c細胞只有AABB這一種類型 C．過程②一般使用聚乙二醇作為誘導劑 D．過程④和⑤分別是脫分化和再分化 解析　將若干a和b等量混合后轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)基上培養(yǎng)，經(jīng)過細胞融合，c的細胞類型包括沒有融合的細胞、相同細胞的融合和不同細胞的融合，即AA、BB、AAAA、BBBB、AABB。 答案　B 5．在動物細胞培養(yǎng)過程中，下列處理不恰當?shù)氖? (　　)。 A．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(zhì) C．提供純氧以保證細胞的呼吸作用 D．保證適宜的溫度和pH 解析　動物細胞培養(yǎng)的條件是無毒、無菌的環(huán)境，營養(yǎng)充足，溫度和pH以及氣體環(huán)境適宜。所需的主要氣體除氧氣外，還有二氧化碳，二氧化碳的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。 答案　C 6．某實驗室做了如圖所示的實驗研究，下列與實驗相關的敘述正確的是 (　　)。 A．過程①誘導基因使成纖維母細胞發(fā)生基因突變 B．過程②屬于動物細胞培養(yǎng)過程中的原代培養(yǎng) C．丙細胞既能持續(xù)分裂又能分泌單一的抗體 D．過程③、④所用的培養(yǎng)基都含有聚乙二醇 解析　①是將高度分化的成纖維母細胞誘導形成干細胞，屬于基因重組，A項錯誤；②過程的實質(zhì)是基因的選擇性表達，屬于細胞分化，B項錯誤；丙細胞是由漿細胞和瘤細胞融合后形成的，它同時具備了漿細胞和瘤細胞的特點，既能無限增殖，又能分泌特異性抗體，C項正確；③是動物細胞融合，需使用聚乙二醇作誘導劑，④是動物細胞培養(yǎng)制備單克隆抗體的過程，不需要聚乙二醇，D項錯誤。 答案　C 7．(xx江蘇南通調(diào)研)下列有關單克隆抗體制備的敘述，正確的是 (　　)。 A．先利用特定的抗原蛋白飼喂小鼠，再從小鼠脾臟中分離B淋巴細胞 B．為避免病毒感染，應用聚乙二醇誘導骨髓瘤細胞和B淋巴細胞融合 C．體外培養(yǎng)雜交瘤細胞需要在培養(yǎng)液中添加動物血清和抗生素 D．經(jīng)過選擇培養(yǎng)基初次篩選的雜交瘤細胞即可進行體內(nèi)或體外培養(yǎng) 解析　應用特定的抗原蛋白注射小鼠，不能飼喂，否則抗原會被分解，A項錯誤；可選用滅活的病毒誘導細胞融合，B項錯誤；初次篩選后還需經(jīng)第二次篩選獲得能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞后，再進行體內(nèi)或體外培養(yǎng)，D項錯誤。 答案　C 8．(xx珠海質(zhì)檢)如圖示哺乳動物生殖過程。其中b為卵細胞，c為體細胞。下列敘述不正確的是 (　　)。 A．形成動物①②的過程分別屬于有性生殖和無性生 殖 B．產(chǎn)生動物②的過程中可發(fā)生基因突變、基因重組 等 C．動物②的產(chǎn)生表明動物細胞的細胞核具有全能性 D．a(chǎn)bc細胞的形成過程，僅c細胞為有絲分裂 解析　動物①通過受精作用形成，屬于有性生殖，動物②通過細胞核移植技術形成，利用的原理是動物細胞的細胞核具有全能性，形成動物②的過程屬于無性生殖，A、C正確。a、b細胞分別是精原細胞和卵原細胞通過減數(shù)分裂形成的，c細胞是體細胞，通過有絲分裂形成，D正確。產(chǎn)生動物②的過程中并沒有發(fā)生基因重組，故B錯誤。 答案　B 二、非選擇題 9．(xx長春四模)紅豆杉，又名紫杉，可從其樹皮中分離出高抗癌活性的紫杉醇。下面是某同學設計的有關紫杉醇抗腫瘤實驗的研究流程，請分析并回答： (1)酶X是________酶，其主要作用是__________________________________。 (2)物質(zhì)Y是________，乙組的作用是__________________________________。 (3)為清除代謝產(chǎn)物，防止細胞代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害，應采取的措施是_________________________________________________________。 (4)實驗結(jié)果：若甲組________________，說明紫杉醇有抗腫瘤作用。 (5)為了解決紫杉醇的藥源問題，理論上可用________技術把離體的紅豆杉細胞經(jīng)過________培養(yǎng)成愈傷組織，從中提取紫杉醇，進行加工生產(chǎn)。 解析　(1)據(jù)圖可知，酶X是指胰蛋白酶或膠原蛋白酶，其主要作用是使腫瘤細胞分散開。(2)Y是生理鹽水，乙組為對照組。(3)定期更換培養(yǎng)液的目的是清除代謝產(chǎn)物，防止細胞代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害。(4)高抗癌活性的紫杉醇能抑制腫瘤細胞的繁殖，所以甲組腫瘤細胞的數(shù)目應少于乙組。(5)為了解決紫杉醇的藥源問題，理論上可用植物組織培養(yǎng)技術將離體的紅豆杉細胞經(jīng)過脫分化培養(yǎng)為愈傷組織，從中提取紫杉醇進行加工生產(chǎn)。 答案　(1)胰蛋白(膠原蛋白)　使腫瘤細胞分散開 (2)生理鹽水　作為對照組(與紫杉醇形成對照) (3)(定期)更換培養(yǎng)液 (4)腫瘤細胞的數(shù)目少于乙組 (5)植物組織培養(yǎng)　 脫分化 10．(xx臨沂二模)紅細胞生成素(EPO)是人體內(nèi)促進紅細胞生成的一種糖蛋白，可用于治療腎衰性貧血等疾病。目前臨床使用的是重組人紅細胞生成素(rhEPO)，其簡易生產(chǎn)流程如圖。請回答： (1)圖中①所指的物質(zhì)是________，②所指的物質(zhì)是________。 (2)基因表達載體導入中國倉鼠卵巢細胞系(CHO)最常采用的方法是________，它的啟動子是________的識別和結(jié)合部位。 (3)CHO是倉鼠的卵巢細胞經(jīng)過細胞培養(yǎng)過程中的________培養(yǎng)獲得的無限增殖細胞。重組CHO細胞培養(yǎng)需要________的環(huán)境，及營養(yǎng)、溫度、pH和氣體環(huán)境適宜的條件。 (4)檢測rhEPO的體外活性需用抗rhEPO的單克隆抗體。單克隆抗體的優(yōu)點是________，并可大量制備，它是由小鼠的骨髓瘤細胞與其特定B淋巴細胞通過________技術獲得的雜交瘤細胞分泌的。 答案　(1)mRNA　rhEPO　(2)顯微注射技術　RNA聚合酶　(3)原代培養(yǎng)和傳代　無菌、無毒　(4)特異性強、靈敏度高　動物細胞融合 11．(xx日照模擬)如圖是克隆羊的培育流程圖，根據(jù)所學知識回答下列問題。 (1)培育克隆羊時用到的卵母細胞可以從屠宰場收集，并在體外培養(yǎng)到________________________________________________________________。 (2)從供體羊中取上皮細胞，用________處理，然后進行分散培養(yǎng)。培養(yǎng)過程一般在________(填儀器)中進行，整個過程必須保證細胞處于________的環(huán)境中，所需營養(yǎng)物質(zhì)要與體內(nèi)基本相同。 (3)通過顯微操作吸出卵母細胞中的細胞核，此過程中除了可以吸出細胞核，往往還可以將________一并吸出。 (4)去核的卵母細胞與供體細胞通過電刺激后融合，________進入受體卵母細胞，構(gòu)建成重組胚胎。融合后的重組細胞，需要用物理或化學的方法進行激活，使其完成減數(shù)分裂和發(fā)育進程。 (5)將重組胚胎發(fā)育到一定階段，移植到同種的、________相同的其他雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育，最后形成克隆羊。移入的胚胎能夠存活，是因為受體并不會對其發(fā)生________，同時能夠在子宮內(nèi)建立正常的生理和組織聯(lián)系。 答案　(1)減數(shù)第二次分裂中期　(2)胰蛋白酶　二氧化碳培養(yǎng)箱　無菌、無毒　(3)第一極體　(4)供體核　(5)生理狀態(tài)　免疫排斥反應 12．(xx合肥質(zhì)檢)據(jù)圖回答下列問題。 (1)淋巴細胞能與骨髓瘤細胞融合成一個細胞，兩種細胞膜也能“融合”在一起，說明細胞膜________。此過程，常用________作為誘導劑，該細胞的特點是_____________________________________________________________。 (2)已知細胞合成DNA有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基嘌呤阻斷。人淋巴細胞中有這兩種DNA的合成途徑，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤細胞中盡管沒有S途徑，但能不斷分裂增殖，將這兩種細胞在試管中混合，加聚乙二醇促融，獲得雜種細胞。請設計一種方法(不考慮機械方法)，從培養(yǎng)液中分離出雜交瘤細胞。 方法： _________________________________________________________。 (3)雜交瘤細胞繁殖進行的是________分裂，其遺傳性狀________。 (4)雜交瘤細胞的體外培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基相比有何主要不同？_______________________________________________________________。 (5)單克隆抗體注入體內(nèi)后可以自動追蹤抗原(病原體或癌變細胞等)并與之結(jié)合，而絕不攻擊任何正常細胞，故稱為“生物導彈”，這是利用了________。 (6)在單克隆抗體制備過程中，還應用了細胞工程中的________和________兩大技術。 解析　細胞融合的過程體現(xiàn)了細胞膜的流動性，在動物細胞融合時，常用聚乙二醇或滅活的病毒作為誘導劑，雜交瘤細胞具有兩種細胞的特點：既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。雜交瘤細胞中的DNA合成存在兩條途徑，即D途徑和S途徑，這樣，將氨基嘌呤加入培養(yǎng)基中，可阻斷僅存在D途徑的骨髓瘤細胞的增殖，而淋巴細胞不能增殖，這樣，能增殖的細胞就只有雜交瘤細胞了。雜交瘤細胞是兩種體細胞融合而來的，細胞增殖進行的是有絲分裂，其遺傳物質(zhì)沒有改變。動物細胞培養(yǎng)用的是液體培養(yǎng)基，而植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基一般是固體培養(yǎng)基，在動物細胞培養(yǎng)時需加入動物血清?！吧飳棥崩昧丝乖?癌細胞或病原體)與抗體特異性結(jié)合的原理，來治療疾病。在單克隆抗體制備過程中用到了細胞工程中的細胞融合(雜交瘤細胞的形成)與細胞培養(yǎng)技術。 答案　(1)具有流動性　聚乙二醇或滅活的病毒　具有無限增殖能力，能產(chǎn)生特異性抗體 (2)培養(yǎng)液中加入氨基嘌呤，收集增殖的細胞 (3)有絲　保持不變(穩(wěn)定) (4)動物細胞培養(yǎng)用的是液體培養(yǎng)基，且其中含有動物血清 (5)抗原與抗體之間結(jié)合的高度特異性 (6)動物細胞融合　動物細胞培養(yǎng) 13．(xx德州二模) 最近我國部分地區(qū)出現(xiàn)了H7N9禽流感疫情，H7N9為一種RNA病毒，請據(jù)圖回答有關問題： (1)要獲得單個受體細胞，需用________處理動物組織。在受體細胞的培養(yǎng)過程中，為了防止污染，通常還要在細胞培養(yǎng)液中添加一定量的________。 (2)圖中①過程的核心步驟是________，要檢測導入的基因在受體細胞中是否成功表達，可采用________方法。 (3)圖中X細胞表示________，②表示________過程。 (4)若要獲得更耐儲存的抗體，可以利用________工程技術對其進行改造，此技術是在________的基礎上延伸出來的。 答案　(1)胰蛋白酶　抗生素　(2)基因表達載體的構(gòu)建　抗原—抗體雜交 (3)骨髓瘤細胞　動物細胞融合　(4)蛋白質(zhì)　基因工程