【生物】2019届一轮复习人教版第35讲细胞工程学案

【生物】2019届一轮复习人教版第35讲细胞工程学案

第35讲　细胞工程 ‎[考纲明细]　1.植物的组织培养(Ⅱ)　2.动物细胞培养与体细胞克隆(Ⅱ)　3.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)‎ 考点1　植物组织培养与植物体细胞杂交 ‎1．细胞工程的概念与理论基础 ‎(1)细胞工程 ‎①操作水平：细胞水平或细胞器水平。‎ ‎②目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。‎ ‎(2)植物细胞的全能性 ‎①概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。‎ ‎②原理：细胞内含有本物种的全套遗传信息。‎ ‎③全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。‎ ‎④细胞全能性大小与细胞分化程度成反比。‎ ‎⑤全能性大小：‎ 植物细胞：受精卵＞生殖细胞＞体细胞 动物细胞：受精卵＞生殖细胞＞体细胞核(动物细胞全能性受限制，但细胞核具有全能性)‎ ‎2．植物组织培养 ‎(1)理论基础：植物细胞的全能性。‎ ‎(2)操作流程 ‎①离体的器官、组织或细胞常称为外植体。‎ ‎②a过程为脱分化，b过程为再分化，A表示愈伤组织，B表示丛芽或胚状体。‎ ‎3．植物体细胞杂交 ‎(1)概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。‎ ‎(2)原理：体细胞杂交利用了细胞膜的流动性，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。‎ ‎(3)过程 ‎4．植物细胞工程的实际应用 ‎(1)植物繁殖的新途径 ‎①微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。‎ 特点 ‎②作物脱毒技术：是选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养，获得脱毒苗的技术。‎ ‎③人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。‎ ‎(2)作物新品种的培育 ‎①单倍体育种 ‎②突变体的利用：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变性状，进而培育成新品种。‎ ‎(3)细胞产物的工厂化生产 ‎①细胞产物：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。‎ ‎②培养阶段：愈伤组织阶段。‎ ‎③技术基础：植物组织培养技术。‎ ‎1．深挖教材 人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分，请探讨：人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？‎ 提示　针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长 调节剂。‎ ‎2．判断正误 ‎(1)同一株绿色开花植物不同部位的细胞经组织培养获得的植株基因都是相同的(×)‎ ‎(2)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞的全能性(√)‎ ‎(3)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性(×)‎ ‎(4)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的(×)‎ ‎(5)利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞进行诱导融合(×)‎ ‎(6)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志(√)‎ 题组一　植物组织培养过程的分析 ‎1.(2017·江苏南通全真模拟)金丝楸是珍贵的古老树种，在多个方面具有重要的应用价值。金丝楸在自然状态下很难通过种子繁殖。为尽快推广种植，可以通过相关技术获得优质苗种，下列技术应用不合理的是(　　)‎ A．采用根段诱导其生根发芽快速育苗 B．采集幼芽嫁接到其他适宜的植物体上 C．采用幼叶或茎尖部位的组织生产人工种子 D．采用花朵中的花粉粒经组织培养获得试管苗 答案　D 解析　对于自然状态下难以通过种子进行有性繁殖的生物，可通过无性繁殖来保持母本的优良性状，如扦插、嫁接、选择适宜的外植体进行植物组织培养等，但一般不选择花费力气进行花药离体培养，那样获得的单倍体不一定能很好的保持亲本的优良性状，A、B、C正确，D错误。‎ ‎2．如图示植物组织培养过程。据图分析下列叙述正确的是(　　)‎ A．⑤植株根尖细胞的全能性比①植株根尖细胞的强 B．②试管的培养基中含有植物生长调节剂，不含有有机物 C．③试管中的细胞能进行减数分裂 D．调节④培养基中植物生长调节剂的比例可诱导产生不同的植物器官 答案　D 解析　⑤植株根尖细胞的全能性与①植株根尖细胞相同，A错误；②试管的培养基中含有植物生长调节剂和有机物等，B错误；③试管中的细胞进行的分裂方式为有丝分裂，C错误；调节④培养基中植物生长调节剂的比例，可诱导产生根或芽，D正确。‎ ‎ ‎ 技法提升 ‎1．植物组织培养的关键 ‎(1)条件：离体，一定营养物质，激素(生长素、细胞分裂素)等。‎ ‎(2)培养基状态：固体培养基(需再分化生根培养基及生芽培养基)‎ ‎(3)体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。‎ ‎(4)光照的应用 脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成。‎ ‎2．植物激素在植物组织培养中的作用 题组二　植物体细胞杂交过程考查 ‎3.如图所示为白菜—甘蓝的培育流程，下列叙述错误的是(　　)‎ A．过程①用到的酶是纤维素酶和果胶酶 B．过程②常用的化学试剂是聚乙二醇 C．过程④细胞的全能性提高 D．过程⑤细胞的全能性降低，最终失去全能性 答案　D 解析　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以去除细胞壁应用纤维素酶和果胶酶，A正确；杂种细胞是已经分化的细胞，而愈伤组织是未分化的细胞，所以愈伤组织的全能性要高于杂种细胞，C正确；无论是分化的还是未分化的植物细胞都具有全能性，D错误。‎ ‎4．如图为植物细胞融合后再生出新植株的部分过程示意图，请据图分析，以下叙述中不正确的是(　　)‎ A．使植物细胞形成原生质体阶段的关键技术是使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 B．植物细胞融合一般要用聚乙二醇(PEG)等诱导剂进行诱导 C．原生质体融合成为一个新的杂种细胞的标志是出现新的细胞核 D．亲本植物A的细胞与亲本植物B的细胞两两融合后的细胞类型有3种 答案　C 解析　植物体细胞杂交前首先要用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁以得到原生质体，A正确；诱导植物原生质体融合时，常用聚乙二醇作诱导剂，B正确；原生质体融合成一个新的杂种细胞的标志是出现新的细胞壁，C错误；A细胞和B细胞融合后形成AA、BB和AB三种类型的融合细胞，D正确。‎ 技法提升 杂种植物遗传物质的变化 ‎(1)遗传特性：杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。‎ ‎(2)染色体组数 ‎①染色体组数＝两种植物体细胞内染色体组数之和。‎ ‎②植物体细胞杂交形成的杂种植株，有几个染色体组就称为几倍体。‎ ‎③若一植物细胞含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则新植株应为异源四倍体，其体细胞中染色体为(2x＋2y)条，4个染色体组，基因型为AabbccDd。‎ 考点2　动物细胞培养与动物体细胞核移植 ‎1．动物细胞培养 ‎(1)动物细胞工程常用的技术手段：动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术是其他工程技术的基础。‎ ‎(2)动物细胞培养 ‎①原理：细胞增殖。‎ ‎②过程 ‎③条件 a．无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理。通常在细胞培养液中还要添加一定量的抗生素，其目的是防止培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，目的是防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成伤害。‎ b．营养：合成培养基中有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，需加血清、血浆等一些天然成分。‎ c．温度和pH：哺乳动物适宜温度为36.5±0.5_℃，pH为7.2～7.4。‎ d．气体环境：95%的空气加5%的CO2的混合气体。CO2的主要作用是维持培养液的pH。‎ ‎④应用 a．生产生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。‎ b．应用于基因工程。‎ c．检测有毒物质，判断某种物质的毒性；用于生理、病理、药 理等方面的研究。‎ ‎2．动物体细胞核移植技术和克隆动物 ‎(1)原理：动物体细胞核具有全能性。‎ ‎(2)过程 ‎(3)结果：产生新个体。‎ ‎(4)应用 ‎①加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；‎ ‎②保护濒危物种；‎ ‎③生产医用蛋白；‎ ‎④作为异种移植的供体；‎ ‎⑤用于组织器官的移植。‎ ‎1．深挖教材 ‎(1)进行核移植时，为什么要选用去核的MⅡ期的卵母细胞？‎ 提示　核移植时选MⅡ期卵母细胞的原因有：①此类细胞体积大，易于操作；②卵黄多，可为胚胎发育提供充足的营养；③卵母细胞的细胞质中存在激发细胞核全能性表达的物质。‎ ‎(2)用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，想一想，这是为什么？‎ 提示　培养的动物细胞一般当传代至10～50代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，‎ 为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采用传代10代以内的细胞。‎ ‎2．判断正误 ‎(1)动物细胞培养与植物组织培养依据的原理都是细胞的全能性(×)‎ ‎(2)在动物细胞培养及植物组织培养中，都需要对培养基灭菌，还都要用到CO2培养箱(×)‎ ‎(3)可以用灭活的病毒促进动物细胞融合，而不能促进植物细胞融合(√)‎ ‎(4)与“多利”羊等克隆哺乳动物相关的技术有胚胎移植、细胞培养和核移植技术(√)‎ ‎(5)植物原生质体融合和动物细胞融合原理是相同的(√)‎ ‎(6)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用相同(×)‎ 题组一　动物细胞培养过程考查 ‎1.某研究小组为测定某种药物对体外培养细胞的毒性，准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列叙述正确的是(　　)‎ A．制备肝细胞悬液时，可用胃蛋白酶处理肝组织块 B．恒温培养箱中的CO2浓度维持在5%左右，以促进细胞呼吸 C．为了保证细胞培养所需的无毒环境，需大量添加各种抗生素 D．本实验应设置对照实验，以检测药物对甲、乙细胞的毒性大小 答案　D 解析　在利用肝组织块制备肝细胞悬液时，常用胰蛋白酶，不能使用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶需要在强酸环境下才能起作用，但这样的环境不适于细胞生存，A错误；细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是维持培养液的pH，B错误；抗生素是用来杀菌的，大量添加对细胞有害，C错误；本实验应设置对照实验，‎ 用添加药物的培养液分别培养甲、乙细胞，根据死亡细胞占培养细胞的比例，以检测药物对甲、乙的毒性大小，D正确。‎ ‎2．下列有关动物细胞培养的叙述，错误的是(　　)‎ A．恶性肿瘤细胞系具有不死性和失去接触抑制等特性 B．利用液体培养基和CO2培养箱，模拟动物体的内环境 C．因细胞具有相互依存关系，细胞克隆需滋养细胞支持生长 D．细胞株没有差异性，在连续传代过程中遗传性状始终保持稳定 答案　D 解析　恶性肿瘤细胞系能无限繁殖，细胞表面糖蛋白减少，细胞之间的黏着性降低，即具有不死性和失去接触抑制等特性，A正确；动物细胞培养时模拟动物体的内环境，需要液体培养基(糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质)和CO2培养箱(95%空气和5%的CO2)，B正确；滋养细胞为动物细胞培养提供分化抑制因子，维持分裂状态，C正确；细胞株传到50左右不能再继续传代，部分细胞遗传物质改变，具有癌变细胞的特点，可以在培养条件下无限制的传代下去，D错误。‎ 题组二　动物体细胞核移植的考查 ‎3.下列关于动物体细胞核移植技术和克隆动物的叙述，正确的是(　　)‎ ‎ A．目前在实验中，科学家可以用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体 B．体细胞的细胞核移植到受体细胞之前，要先去掉受体卵母细胞的核 C．用于核移植的供体细胞一般都选用传代50代以内的细胞 D．用体细胞核移植方法生产的克隆动物是对体细胞供体动物进行100%的复制 答案　B 解析　目前在实验中，科学家还不可以直接把动物细胞培养成完 整的动物个体，A错误；用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，因为10代内的细胞能保持正常的二倍体核型，C错误；用体细胞核移植方法生产的克隆动物， 并没有对体细胞供体动物进行100%的复制，因为还有部分遗传物质来自受体卵母细胞的细胞质，D错误。‎ ‎4．(2018·福建漳州月考)下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解。请据图回答：‎ ‎(1)图中①、②所示的结构分别是________、__________。‎ ‎(2)图中③、④所示的生物工程技术分别是__________________、____________________。‎ ‎(3)过程③通常用去核卵母细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作，含有营养物质丰富外，还因为它______________。‎ ‎(4)过程④通常采用的方法是____________。‎ ‎(5)过程④的完成需要用到的非酶基因操作工具为________。‎ ‎(6)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是________________________。‎ 答案　(1)细胞核　内细胞团 ‎(2)(体细胞)核移植技术　基因工程(转基因技术或重组DNA技术)‎ ‎(3)含有促进(或激活)细胞核全能性表达的物质 ‎(4)显微注射技术 ‎(5)载体 ‎(6)不发生免疫排斥反应 解析　(1)体细胞核移植利用体细胞的细胞核和去核卵母细胞。内细胞团细胞具有发育的全能性，其中导入健康胰岛B细胞基因，可以形成能正常分泌胰岛素的胰岛B细胞群。‎ ‎(2)图中③是将体细胞的细胞核和去核卵母细胞重组为一个细胞，为体细胞核移植技术。图中④是将健康胰岛B细胞基因导入受体细胞，为基因工程技术。‎ ‎(3)过程③通常用去核卵母细胞作为受体细胞，除了因为它体积大，易操作，含有营养物质丰富外，还因为其含有能够激活细胞核全能性表达的物质。‎ ‎(4)将目的基因导入动物细胞通常用显微注射法。‎ ‎(5)基因工程的基本工具为限制酶、DNA连接酶、载体，载体为非酶基因操作工具，通常为质粒。‎ ‎(6)图示方法与一般的异体移植相比可避免免疫排斥。‎ 技法提升 细胞核移植中的遗传物质及工程技术 ‎(1)克隆动物是由重组细胞经培养而来的，该重组细胞的细胞质基因来源于受体细胞，细胞核基因来源于供体细胞的细胞核，所以克隆动物绝大部分性状与供体动物相同，少数性状与提供卵母细胞的动物相同，与代孕动物的性状无遗传关系。‎ ‎(2)动物体细胞核移植技术(克隆)从生殖方式的角度看属于无性生殖，需要动物细胞培养和胚胎工程技术的支持。‎ 考点3　动物细胞融合与单克隆抗体的制备 ‎ ‎ ‎1．动物细胞融合 ‎(1)原理：细胞膜具有一定的流动性。‎ ‎(2)方法：物理法(离心、振动、电激)、化学法和生物法(灭活病毒处理)。‎ ‎(3)结果：形成杂交细胞。‎ ‎(4)意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。‎ ‎(5)应用：制备单克隆抗体。‎ ‎2．单克隆抗体制备 ‎(1)血清抗体与单克隆抗体 ‎(2)过程 ‎(3)单克隆抗体的应用 ‎①作为诊断试剂：能准确识别各种抗原物质的细微差异，并与一 定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。‎ ‎②用于治疗疾病和运载药物：主要用于癌症治疗，可制成“生物导弹”，也有少量用于治疗其他疾病。‎ ‎1．深挖教材 动物细胞融合与植物体细胞杂交有哪些不同之处？‎ 提示　①融合前的处理不同：植物体细胞杂交用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁，制备原生质体才能融合，而动物细胞可以直接融合。‎ ‎②诱导方式不同：相比植物体细胞杂交，动物细胞融合特有的诱导方式是用灭活的病毒处理。‎ ‎③目的不同：植物体细胞杂交的目的是为了培育杂种植株；动物细胞融合只是为了获得杂种细胞。‎ ‎2．判断正误 ‎(1)将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行诱导融合，培养液中融合后的细胞即为杂交瘤细胞(×)‎ ‎(2)单克隆抗体的制备过程中，第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞(√)‎ ‎(3)小鼠骨髓瘤细胞的染色体数为40，B淋巴细胞的染色体数为46，融合后形成的杂交瘤细胞DNA分子数为86(×)‎ ‎(4)杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎(×)‎ ‎(5)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体(×)‎ ‎(6)B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型(若仅考虑两两融合的情况)(√)‎ 题组一　动物细胞融合过程分析 ‎1.关于动物细胞融合的说法，不正确的是(　　)‎ A．动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程 B．动物细胞融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的单核细胞称为杂交细胞 C．常用的诱导动物细胞融合的因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电激、紫外线照射等 D．细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能 答案　C 解析　A项为动物细胞融合的含义；B项是融合后细胞的特点；C项中紫外线照射常用于人工诱变，可诱发基因突变，而不是诱导细胞融合的因素，常用的诱导动物细胞融合的物理因素是离心、振动和电激；D项为动物细胞融合的意义。‎ 题组二　单克隆抗体制备过程的考查 ‎2.对于下面制备单克隆抗体过程示意图，不正确的叙述是(　　)‎ A．①表示B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，均是从小鼠的脾脏中提取的 B．④中的筛选是通过抗原—抗体反应进行的 C．②促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇作介导 D．⑤可以无限增殖 答案　A 解析　单克隆抗体是利用B淋巴细胞(浆细胞)和小鼠骨髓瘤细 胞融合得到，融合方法可以是化学方法如聚乙二醇，也可以是生物方法如灭活病毒，C正确；如果要筛选产特异性抗体的杂交细胞可以通过抗原—抗体反应，如果有反应说明表达了抗体，B正确；融合细胞具有双亲特点，既能无限增殖又能产生特异性抗体，D正确；骨髓瘤细胞从骨髓中提取，A错误。‎ ‎3．某小鼠生活过程中被多种病原体感染过，科学家以该小鼠为实验材料，利用单克隆抗体技术，获得了抗某种病原体的高纯度单克隆抗体。下列叙述不正确的是(　　)‎ A．被多种病原体感染过的小鼠体内会产生多种效应B细胞 B．经细胞融合后形成的单个杂交瘤细胞可分泌多种特异性抗体 C．用“抗原—抗体检测法”可筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞 D．单克隆抗体的制备过程中使用了细胞培养和细胞融合技术 答案　B 解析　经细胞融合后形成的单个杂交瘤细胞既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体，B错误。‎ 技法提升 制备单克隆抗体过程中两次筛选的方法及目的 高考热点突破 ‎1．(2016·江苏高考)下列有关细胞工程的叙述，正确的是(　　)‎ A．PEG是促细胞融合剂，可直接诱导植物细胞融合 B．用原生质体制备人工种子，要防止细胞破裂 C．骨髓瘤细胞经免疫处理，可直接获得单克隆抗体 D．核移植克隆的动物，其线粒体DNA来自供卵母体 答案　D 解析　PEG(聚乙二醇)可诱导植物原生质体融合，不能直接诱导植物细胞融合，A错误；制备人工种子是用人工薄膜包裹组织培养形成的胚状体、腋芽等，B错误；单克隆抗体是杂交瘤细胞产生的，不是由骨髓瘤细胞经免疫处理后产生，C错误；细胞核移植技术培育的克隆动物中，细胞核DNA来自提供体细胞核的个体，细胞质中线粒体DNA来自提供卵母细胞的个体，D正确。‎ ‎2．(2016·天津高考)将携带抗M基因、不带抗N基因的鼠细胞去除细胞核后，与携带抗N基因、不带抗M基因的鼠细胞融合，获得的胞质杂种细胞具有M、N两种抗性。该实验证明了(　　)‎ A．该胞质杂种细胞具有全能性 B．该胞质杂种细胞具有无限增殖能力 C．抗M基因位于细胞质中 D．抗N基因位于细胞核中 答案　C 解析　只有将该胞质杂种细胞培育成小鼠，才可证明该胞质杂种细胞具有全能性，A错误；该实验没有证据表明该胞质杂种细胞能无限增殖，B错误；携带抗M基因、不带抗N基因的鼠细胞去除细胞核后，与不带抗M基因、携带抗N基因的细胞融合，杂种细胞具有M、N两种抗性，说明细胞质中含有抗M基因，但不能确定抗N基因的位置，C正确，D错误。‎ ‎3．(2015·江苏高考)如图为制备人工种子部分流程示意图，下列叙述正确的是(　　)‎ A．胚状体是外植体在培养基上脱分化形成的一团愈伤组织 B．该过程以海藻酸钠作为营养成分，以CaCl2溶液作为凝固剂 C．可在海藻酸钠溶液中添加蔗糖，为胚状体提供碳源 D．包埋胚状体的凝胶珠能够隔绝空气，有利于人工种子的储藏 答案　C 解析　胚状体可由愈伤组织经再分化形成，具有生根发芽的能力，A错误；海藻酸钠是包埋的载体，不提供营养成分，CaCl2能使海藻酸钠形成凝胶珠，B错误；植物组织培养中常用蔗糖作为碳源，C正确；人工种子储藏过程中胚状体细胞需要进行有氧呼吸，不能完全隔绝空气，D错误。‎ ‎4．(2016·全国卷Ⅱ)下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为________。过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用________的方法。②代表的过程是________。‎ ‎(2)经过多次传代后，供体细胞中________的稳定性会降低。因此，选材时必须关注传代次数。‎ ‎(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_____________________________________。‎ ‎(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了______________________________________。‎ 答案　(1)XX或XY　显微操作　胚胎移植 ‎(2)遗传物质 ‎(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响 ‎(4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性 解析　(1)因供体的性别不确定，故其细胞核内的性染色体组成为XX或XY；一般将卵母细胞培养到MⅡ中期，用显微操作法将其细胞核去除；②代表的过程是胚胎移植。‎ ‎(2)传代培养10代以内的细胞可以保持正常的二倍体核型，超过10代以后，供体细胞中遗传物质的稳定性会降低。‎ ‎(3)克隆动物细胞质中的遗传物质来自卵母细胞的细胞质，细胞质中的遗传物质对克隆动物的性状会产生影响。‎ ‎(4)克隆动物的成功可以证明动物已分化的体细胞的细胞核具有 全能性。‎ ‎5．(2015·安徽高考)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如图。‎ ‎(1)由过程①获得的A为______________________。‎ ‎(2)在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核，目的是_____________________________________________________。‎ 受体应选用________期卵母细胞。‎ ‎(3)进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生________________，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。‎ ‎(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为___________________________。‎ 答案　(1)含目的基因的表达载体 ‎(2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞　MⅡ中 ‎(3)免疫排斥反应 ‎(4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养 解析　(1)在基因工程中，构建基因表达载体后才能将目的基因导入受体细胞。‎ ‎(2)核移植技术选用的成熟卵母细胞处于减数第二次分裂中期(MⅡ中期)，需去掉细胞核以保证得到的克隆动物的核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞。‎ ‎(3)胚胎移植时受体动物对移入的胚胎基本不发生免疫排斥反应，这为胚胎的存活提供了可能。‎ ‎(4)由于整合有目的基因的胎儿成纤维细胞具有增殖能力，可进 行传代培养，所以理论上可利用动物细胞培养技术和核移植技术，获得无限个转基因绵羊。‎ ‎6．(2015·福建高考)GDNF是一种神经营养因子，对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。研究人员构建了含GDNF基因的表达载体(如图1所示)，并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究。请回答：‎ ‎(1)在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中，使用胰蛋白酶的目的是________。‎ ‎(2)构建含GDNF基因的表达载体时，需选择图1中的________限制酶进行酶切。‎ ‎(3)经酶切后的载体和GDNF基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有3种：单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接(如图1所示)。为鉴定这3种连接方式，选择HpaⅠ酶和BamHⅠ酶对筛选得到的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析，结果如图2所示。图中第________泳道显示所鉴定的载体是正向连接的。‎ ‎(4)将正向连接的表达载体导入神经干细胞后，为了检测GDNF基因是否成功表达，可用相应的________与提取的蛋白质杂交。当培养的神经干细胞达到一定密度时，需进行________培养以得到更多数 量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。‎ 答案　(1)使细胞分散开　(2)XhoⅠ　(3)②‎ ‎(4)抗体　传代 解析　(1)在动物(大鼠)细胞培养过程中，使用胰蛋白酶的目的是使组织分散成单个细胞。‎ ‎(2)据图可知，GDNF基因的两端都是XhoⅠ限制酶的酶切位点，而其中间是BamHⅠ限制酶的酶切位点，因此不能用BamHⅠ限制酶，只能用XhoⅠ限制酶对该基因进行酶切。‎ ‎(3)据图可知，载体和GDNF基因的长度分别是6000 bp和700 ‎ bp，当载体自连时有XhoⅠ限制酶和HpaⅠ限制酶酶切位点，当选择HpaⅠ限制酶和BamHⅠ限制酶进行双酶切时，只能得到一段长度为6000 bp的条带，对应第①泳道；当正向连接时限制酶的酶切位点依次为HpaⅠ－XhoⅠ－BamHⅠ－XhoⅠ，它们之间的距离分别为100 bp、600 bp、100 bp，当选择HpaⅠ限制酶和BamHⅠ限制酶进行双酶切时，会产生一段长度为100 bp＋600 bp(即700 bp)的条带，对应②泳道；当反向连接时限制酶的酶切位点依次为HpaⅠ－XhoⅠ－BamHⅠ－XhoⅠ，它们之间的距离分别为100 bp、100 bp、600 bp，当选择HpaⅠ限制酶和BamHⅠ限制酶进行双酶切时，会产生一段长度为100 bp＋100 bp(即200 bp)的条带，对应第③泳道。‎ ‎(4)为了检测目的基因(GDNF基因)是否成功表达，可采取抗原—抗体杂交技术。动物细胞具有贴壁生长和接触抑制的特点，所以当培养的细胞达到一定密度时，应采取传代培养以获得更多数量的细胞。‎ 限时规范特训 ‎ 1．(2018·广东深圳高中模拟)利用相关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥—花椰菜植株，已知野生黑芥具有黑腐病的抗性基因，而花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，技术人员用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力，再利用 此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，流程如下图。‎ 据图回答下列问题：‎ ‎(1)该过程用到的工程技术有________________和________________。‎ ‎(2)过程①所需的酶是________________，过程②PEG的作用是________________，经过②操作后，需筛选出融合的杂种细胞，显微镜下观察融合的活细胞中有供体的叶绿体存在可作为初步筛选杂种细胞的标志。‎ ‎(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是________________。原生质体经过细胞壁再生，进而分裂和脱分化形成________。‎ ‎(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和双亲植株的根尖，制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的________；将杂种植株栽培在含有________的环境中，可筛选出具有高抗性的杂种植株。‎ 答案　(1)植物体细胞杂交　植物组织培养 ‎(2)纤维素酶和果胶酶　促进原生质体的融合 ‎(3)保持原生质体完整性　愈伤组织 ‎(4)形态和数目　黑腐病菌 解析　(1)图中先去掉两种植物细胞的细胞壁，然后诱导融合获得杂种细胞，再通过植物组织培养获得杂种植株，该过程是植物体细胞杂交。‎ ‎(2)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原 理，可采用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁；聚乙二醇(PEG)的作用是促进原生质体融合。‎ ‎(3)去掉细胞壁后获得的原生质体需要放在适宜浓度的甘露醇溶液中，保持原生质体完整性，避免失水或吸水造成细胞损伤；在植物组织培养中，经过脱分化后形成愈伤组织。‎ ‎(4)由于染色体在显微镜下能看见，因此可以制作临时装片，观察染色体的形态和数目，以确定是否发生染色体变异；对杂种植物进行鉴定最简单的方法是从个体水平上进行检测，即接种黑腐病菌，观察植物的性状。‎ ‎2．(2017·江西上高二中周练)蓝莓中富含的花青素能有效地改善视力，下面为科学家利用植物组织培养的方法，大量培养蓝莓具体流程的文字图解。请回答下列问题：‎ 蓝莓组织愈伤组织长出丛芽生根移栽成活 ‎(1)用于离体培养的蓝莓组织叫做________，该技术的原理是________。‎ ‎(2)配制MS培养基时，应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机物等营养物质，蔗糖除作为碳源外，还具有__________________的功能。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基，这三种培养基的主要差异是_________________________________________________。‎ ‎(3)图中蓝莓组织要经过消毒处理后才能进行培养。其①过程中，细胞的分化程度为________(选填“升高”“降低”或“不变”)。‎ ‎(4)愈伤组织经过②③过程重新分化成根或丛芽的过程叫________。‎ ‎(5)蓝莓花青素在‎60 ℃‎以下的热稳定性较好，将含花青素的粗品经真空干燥(可使水的沸点降低‎40 ℃‎)制成成品。采用该方法的主要 原因是_________________________________________。‎ 答案　(1)外植体　植物细胞具有全能性 ‎(2)提供能量和维持渗透压　生长素和细胞分裂素的用量及比例不同 ‎(3)降低　(4)再分化 ‎(5)避免(干燥时温度过高导致)花青素分解 解析　(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，用于离体培养的组织叫做外植体。‎ ‎(2)配制MS培养基时，应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机物等营养物质，蔗糖除作为碳源外，还具有提供能量和维持渗透压的功能。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基，这三种培养基的主要差异是生长素和细胞分裂素的用量及比例不同。‎ ‎(3)图中①过程是脱分化形成愈伤组织的过程，高度分化的细胞恢复分裂能力，则分化程度降低。‎ ‎(4)图中②③过程是愈伤组织经过再分化形成丛芽或根的过程。‎ ‎(5)含花青素的粗品经真空干燥(可使水的沸点降至‎40 ℃‎)制成成品，采用该方法的主要原因是避免(干燥时温度过高导致)花青素分解。‎ ‎3．(2017·黑龙江大庆一中高三段考)如图表示高等动、植物细胞融合的部分过程，请据图回答：‎ ‎(1)若图表示植物体细胞杂交的部分过程，欲将丁细胞培育成植株，可选用________技术，这一技术的两个关键步骤是________和________。‎ ‎(2)若图表示制备单克隆抗体的部分过程，甲细胞为小鼠的骨髓瘤细胞，则乙细胞为________________‎ ‎。在分离乙细胞之前，应对小鼠进行的处理是____________________。过程①区别于植物细胞常用的诱导剂是______________，筛选得到的丁细胞还需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。该制备过程涉及到的生物技术有_______________。‎ 答案　(1)植物组织培养　脱分化　再分化 ‎(2)B淋巴细胞(浆细胞)　将抗原注射入小鼠体内　灭活的病毒　动物细胞融合技术、动物细胞培养技术 解析　(1)要将杂种细胞培育成杂种植株，需采用植物组织培养技术，该技术包括脱分化和再分化两个关键步骤。‎ ‎(2)若图表示制备单克隆抗体的部分过程，甲细胞为小鼠的骨髓瘤细胞，则乙细胞为相应的B淋巴细胞。在分离B淋巴细胞之前，需将抗原注射入小鼠体内。过程①为诱导细胞融合的过程，对于植物细胞可采用物理法(离心、振动、电激)和化学法(聚乙二醇)，对于动物细胞还可以采用生物法(灭活的病毒)。筛选得到的杂交瘤细胞还需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。该制备过程涉及到动物细胞融合技术、动物细胞培养技术。‎ ‎4．(2017·江西上饶玉山一中高三月考)回答下列问题：如图所示为动物细胞培养过程中，动物细胞增殖情况的变化曲线(图中B、D两点表示经筛选后继续培养)，请据图回答下面的问题：‎ ‎(1)OA段的培养称为________培养，AB段可能发生了________现象，需要用________酶处理，以使组织细胞分散开来。‎ ‎(2)为制备单克隆抗体，需将________注射到小鼠体内，以此获取________细胞，同时可选取图中________点的细胞与该细胞融合形成杂交细胞，所选取细胞的细胞膜上的________比正常细胞显著减少。‎ ‎(3)为筛选出能够产生单克隆抗体的杂交瘤细胞，可用________培养基达到目的。杂交瘤细胞具有__________________________的特点。‎ 答案　(1)原代　接触抑制　胰蛋白 ‎(2)抗原　相应的B淋巴　D　糖蛋白 ‎(3)选择　既能无限增殖，又能分泌特异性抗体 解析　(1)人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养，分瓶后的培养称为传代培养；当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，即会发生接触抑制现象，用胰蛋白酶可使组织细胞分散开来。‎ ‎(2)为制备单克隆抗体，需将特定抗原注射到小鼠体内，以此获取分泌特定抗体的B淋巴细胞，同时可选取图中D点的细胞与该细胞融合形成杂交细胞，因为该点部分细胞已癌变，形成的杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体，其细胞膜上的糖蛋白比正常细胞显著减少。‎ ‎(3)为筛选出能够产生单克隆抗体的杂交瘤细胞，可用选择培养基达到目的。杂交瘤细胞具有既能无限增殖，又能分泌特异性抗体的特点。‎ ‎5．(2018·江西赣州崇义中学月考)早早孕试纸是人们设计出来的一种方便女性检测自己是否怀孕的产品。人绒毛膜促性腺激素(HCG)是由受孕妇女体内胎盘产生的一种糖蛋白类激素，在孕妇的尿液中大量存在，而非妊娠孕妇尿液中几乎不含有该激素。胶体金法早早孕检测试纸采用双抗体夹心法原理，以胶体金为指示标记制作而成。其测定和判断方法如图：‎ 注：MAX线处含有鼠源性HCG单抗和胶体金，T线处含羊抗HCG的抗体，C线处含有羊抗鼠多克隆抗体。‎ ‎(1)HCG在胎盘细胞的________合成，然后在________上进一步合成加工，最后经________进一步的修饰加工然后分泌到细胞外。‎ ‎(2)MAX线处包埋的鼠源性HCG单克隆抗体是由________细胞产生的，由于单克隆抗体具有________、________的特点，所以能准确地识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合。‎ ‎(3)制备鼠源性HCG单克隆抗体的过程中，可能运用到了________和动物细胞培养等技术，其中后者需要置于95%空气加5%的CO2的混合气体的培养箱中进行培养，CO2的作用是________。‎ 答案　(1)核糖体　内质网　高尔基体 ‎(2)杂交瘤　纯度高　特异性强(灵敏度高)‎ ‎(3)动物细胞融合技术　维持培养液的pH值 解析　(1)人绒毛膜促性腺激素(HCG)是由受孕妇女体内胎盘产生的一种糖蛋白类激素，是在胎盘细胞的核糖体合成，然后在内质网上进一步合成加工，最后经高尔基体进一步的修饰加工然后分泌到细胞外。‎ ‎(2)MAX线处包埋的鼠源性HCG单克隆抗体是由杂交瘤细胞产生的，由于单克隆抗体具有纯度高、特异性强(灵敏度高)的特点，所以能准确地识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合。‎ ‎(3)制备鼠源性HCG单克隆抗体的过程中，可能运用到了动物细胞融合技术和动物细胞培养等技术，其中后者需要置于95%空气加5%的CO2的混合气体的培养箱中进行培养，CO2的作用是维持培养液的pH值。‎ ‎6．(2017·山东泰安一模)克隆良种猪成功率较低，该现象与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl2基因是细胞凋亡抑制基因，用PCR技术可检测出该基因的转录水平，进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图，图中a、b、c、d分别代表流程中某过程，请回答：‎ ‎(1)图中重组细胞的细胞核来自________细胞。a过程采用的技术手段称做________技术。‎ ‎(2)b过程所用的培养液与植物组织的培养基从成分上主要区别是前者必须含有________；c过程表示________。‎ ‎(3)d过程需要________酶的催化，从基因组数据库中查询Bcl2 mRNA的核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成2种________用于PCR扩增，除此以外在PCR反应体系中还应包含的主要成分有扩增缓冲液、水、4种脱氧核苷酸、模板DNA以及__________________，PCR扩增过程第一轮循环的模板是________________。‎ ‎(4)若cDNA经PCR技术n次扩增后检测出其中Bcl2 cDNA的分子数为m，则总mRNA中的Bcl2 mRNA的分子数比例为________，从而说明不同胚胎时期Bcl2基因的转录水平及其与细胞凋亡的关系。‎ 答案　(1)良种猪的体　体细胞核移植 ‎(2)动物(猪)血清　胚胎移植 ‎(3)逆转录　引物　Taq酶(热稳定DNA聚合酶)　Bcl2 cDNA　‎ ‎(4) 解析　(1)图中a过程采用的技术手段是体细胞核移植技术，即把良种猪的体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，构建一个新的重组细胞。‎ ‎(2)动物细胞培养的培养液不同于植物组织培养的培养基，主要区别是动物细胞培养液中需要加入动物血清等天然成分，c表示胚胎移植过程。‎ ‎(3)由以上分析可知d表示逆转录过程。PCR技术需要2种引物，此时PCR扩增技术是在高温条件下进行的，还需要热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。扩增第一轮循环的模板是Bcl2 cDNA。‎ ‎(4)cDNA是由mRNA逆转录形成的，1个cDNA经PCR技术n次扩增后可形成2n个子代DNA分子，转录是以DNA分子的一条链为模板合成RNA的过程，因此总的mRNA的数目也为2n，若检测出其中Bcl2 cDNA的分子数为m，则Bcl2 mRNA的分子数也为m，总 mRNA中的Bcl2 mRNA的分子数比例为，从而说明不同胚胎时期Bcl2基因的转录水平及其与细胞凋亡的关系。‎ ‎7．(2017·山东德州二模)已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，制备抗A蛋白抗体的部分流程如下图。‎ 请回答：‎ ‎(1)①代表的是________过程。为获得A基因表达载体，需用________酶对A基因和载体进行切割。将A基因表达载体导入动物 细胞常用的方法是________。‎ ‎(2)利用PCR技术扩增A基因时，设计引物序列的主要依据是__________________________，加入引物的作用是______________________________________________。‎ ‎(3)与体内DNA复制相比较，PCR反应要在一定的缓冲溶液中才能进行，并且要严格控制________等条件。‎ ‎(4)过程③采用的技术是________，获得的X叫______细胞。‎ 答案　(1)逆转录　限制　显微注射法 ‎(2)A基因两端的部分核苷酸序列　与A基因单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶作用下进行延伸 ‎(3)温度　(4)动物细胞融合　杂交瘤 解析　(1)由以上分析可知①是逆转录过程。构建基因表达载体时，首先需要用同种限制酶切割含有目的基因的外源DNA和运载体，其次需要用DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA。将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法。‎ ‎(2)利用PCR技术扩增A基因时，根据A基因两端的部分核苷酸序列设计引物序列，加入引物的作用是与A基因单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶作用下进行延伸。‎ ‎(3)PCR扩增目的基因的过程：①高温变性：DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开)；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。因此，与体内DNA复制相比较，PCR反应要在一定的缓冲溶液中才能进行，并且要严格控制温度等条件。‎ ‎(4)③过程需要采用动物细胞融合技术，根据图中信息可知X为杂交瘤细胞。‎ ‎8．(2017·陕西西安一模)白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和易于储藏等优点。如图是“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图，回答以下问题：‎ ‎(1)为了得到原生质体需先用________和________来处理白菜细胞和甘蓝细胞。‎ ‎(2)诱导原生质体融合的方法有多种，常用的物理方法是______________________，融合完成的标志是_____________。由杂种细胞得到白菜—甘蓝还需要经过组织培养技术，其中需要避光培养的步骤是________。‎ ‎(3)如图通过植物体细胞杂交技术获得的“白菜—甘蓝”体细胞染色体数为________；通常情况下，白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的，原因是__________________，若对白菜和甘蓝采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含________条染色体。‎ ‎(4)植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比的优点是 ‎_______________________________________________。‎ 答案　(1)纤维素酶　果胶酶 ‎(2)离心、振动、电激　再生出新的细胞壁　脱分化 ‎(3)38　存在生殖隔离　19‎ ‎(4)克服远缘杂交不亲和的障碍，培育作物新品种 解析　(1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原理，可采用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。‎ ‎(2)诱导原生质体融合的方法包括：物理方法(离心、振动、电激)和化学方法(聚乙二醇)；融合完成的标志是再生出新的细胞壁；将杂种细胞培育成杂种植株还需要采用植物组织培养技术，包括脱分化和再分化两个阶段，其中脱分化过程要避光，再分化过程需光。‎ ‎(3)如图通过植物体细胞杂交技术获得的“白菜—甘蓝”体细胞染色体数为20＋18＝38；通常情况下，由于白菜和甘蓝之间存在生 殖隔离，因此白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的；若对白菜和甘蓝采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含＋＝19条染色体。‎ ‎(4)植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍，培育作物新品种。‎