【生物】2021届一轮复习人教版细胞工程教案 20页

第34讲　细胞工程 ‎[目标要求]　1.简述植物的组织培养。2.简述动物细胞培养与体细胞克隆。3.举例说出细胞融合与单克隆抗体。4.活动：利用植物组织培养技术培育菊花或其他植物幼苗，并进行栽培。‎ ‎1．细胞工程的概念 ‎2．细胞的全能性 ‎(1)含义：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)物质基础：细胞内含有本物种全部的遗传信息。‎ ‎(3)植物细胞全能性表达的条件：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。‎ ‎3．植物组织培养技术 ‎(1)原理：植物细胞具有全能性。‎ ‎(2)概念理解 ‎①培养对象：离体的植物器官、组织或细胞。‎ ‎②培养条件：无菌、人工配制的培养基、相关激素等。‎ ‎③培养结果：产生愈伤组织、丛芽(或胚状体等)，最终形成完整的植株。‎ ‎(3)过程 ‎(4)植物组织培养中生长素和细胞分裂素的比值与效果 生长素/细胞分裂素的比值 作用效果 比值高时 有利于根的分化、抑制芽的形成 比值低时 有利于芽的分化、抑制根的形成 比值适中 促进愈伤组织的形成 ‎(5)菊花的组织培养过程 制备MS固体培养基：配制好的培养基进行高压蒸汽灭菌 ‎　↓‎ 外植体消毒：→→→ ‎　↓‎ 接种：始终在酒精灯火焰旁进行，对接种工具要用火焰灼烧灭菌，将菊花茎段插入培养基中时注意不要倒插 ‎　↓‎ 培养与移栽：在18～22 ℃的无菌箱中培养，得到试管苗后进行移栽 ‎4．植物体细胞杂交技术 ‎(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)操作流程 ‎(4)意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。‎ ‎5．植物细胞工程的应用 ‎(1) 植物繁殖的新途径 ‎(2)作物新品种的培育 ‎(3)细胞产物的工厂化生产：即利用植物组织培养技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。‎ ‎1．判断关于细胞全能性与组织培养说法的正误 ‎(1)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞的全能性(　√　)‎ ‎(2)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(　×　)‎ ‎(3)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化(　×　)‎ ‎(4)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的(　×　)‎ ‎(5)经植物组织培养得到的胚状体用人工薄膜包装后可得到人工种子(　√　)‎ ‎2．判断关于植物体细胞杂交技术说法的正误 ‎(1)用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性(　×　)‎ ‎(2)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志(　√　)‎ ‎(3)植物体细胞杂交所获得的杂种植株的变异类型属于染色体变异(　√　)‎ ‎(4)培养草莓脱毒苗所采用的主要技术是细胞杂交(　×　)‎ ‎(5)植物体细胞杂交属于有性生殖，结果只是形成杂种细胞(　×　)‎ 易错警示　(1)具有全能性≠体现(实现)全能性 具有全能性：理论上，具有细胞核的活细胞都具有全能性；体现(实现)全能性：只有发育成完整个体，才能说明体现(实现)了细胞的全能性。‎ ‎(2)有关植物体细胞杂交的3个易错点 ‎①误认为植物体细胞杂交的结果只是形成杂种细胞。植物体细胞杂交的结果最终要经过组织培养形成杂种植株。‎ ‎②误认为植物体细胞杂交属于有性生殖。植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。‎ ‎③误认为杂种植株的变异类型属于基因重组。杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，属于异源多倍体，所以变异类型为染色体变异。‎ 考向一　植物组织培养过程的分析 ‎1．如图所示为培育农作物新品种的一种方式。下列说法不正确的是(多选)(　　)‎ A．②③过程分别称为细胞分裂和细胞分化 B．该育种与传统杂交育种相比，最大的优点是繁殖速度快 C．该育种过程说明已分化细胞中不表达的基因仍具有表达的潜能 D．该育种方式涉及到转基因技术、胚胎移植技术 答案　ABD 解析　图中①表示基因工程技术，②③表示植物组织培养技术，其中②表示脱分化，③表示再分化，④表示在胚状体外面加人工胚乳和人工种皮制备人工种子的过程，A错误；该育种方法为基因工程育种，其最大的优点是目的性强，B错误；该技术依据的主要原理是植物细胞的全能性，已分化的细胞仍然能发育成完整的个体，说明其中一部分不表达的基因又开始表达，C正确；该育种过程不涉及胚胎移植技术，D错误。‎ ‎2．如图是植物组织培养的简略示意图，请据图回答下列问题：‎ AB―→D ‎(1)A表示离体的植物器官、组织或细胞，它能被培养成D的根本原因是 。‎ ‎(2)在A脱分化形成B的过程中，除需要提供营养外，还需要 的诱导。B表示 组织，构成B的是具有分生(分裂)能力的薄壁细胞。‎ ‎(3)要制造人工种子，应该选用 (填编号)作材料。‎ ‎(4)从A到D的整个过程，细胞进行分裂的方式是 。‎ 答案　(1)植物细胞具有全能性　(2)激素　愈伤　(3)C ‎(4)有丝分裂 解析　(1)外植体经植物组织培养形成完整的植株，其根本原因是植物细胞具有全能性。‎ ‎(2)外植体通过脱分化形成愈伤组织过程中，除需要提供营养外，还需要激素的诱导。(3)人工种子是指以通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，通过人工薄膜包装得到的种子。(4)植物组织培养属于无性生殖范畴，因此从A到D的整个过程，细胞是通过有丝分裂的方式进行增殖的。‎ 考向二　植物体细胞杂交 据图分析植物体细胞杂交过程 ‎(1)如何根据细胞膜表面荧光判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的？‎ 提示　融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光。‎ ‎(2)图中③④都需要光照吗？‎ 提示　③脱分化阶段不需要给予光照，④再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成。‎ ‎(3)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞在有丝分裂后期含有多少条染色体？‎ 提示　2(m＋n)条。‎ ‎(4)若杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株属于几倍体植株？‎ 提示　单倍体植株。‎ ‎3．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　诱导原生质体的融合　(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)据题图可知，该流程图表示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，通过植物组织培养获得杂种植株。(2)植物细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此采用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁；PEG(聚乙二醇)的作用是诱导原生质体的融合。(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；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；对杂种植株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，观察植株的性状。‎ ‎4．通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐，细胞中含M条染色体；乙高产，细胞中含有N条染色体)，培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答问题：‎ ‎(1)B是 ，D是具有 性状的幼苗。‎ ‎(2)由C形成植株的过程利用了 技术。愈伤组织形成D需要经过 过程，需要将愈伤组织转接到 培养基。整个培养过程要在 和人工控制条件下进行。‎ ‎(3)植物体细胞融合完成(成功)的标志是 。‎ ‎(4)从理论上讲，目的植株的染色体数目为 。这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 。‎ ‎(5)利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中，遗传物质的传递 (填“遵循”或“不遵循”)孟德尔的遗传规律。‎ 答案　(1)融合的原生质体　耐盐 ‎(2)植物组织培养　再分化　分化　无菌 ‎(3)再生出新的细胞壁 ‎(4)M＋N　可以克服远缘杂交不亲和的障碍(或可以克服生殖隔离)‎ ‎(5)不遵循 解析　(1)A是去除细胞壁获取原生质体的过程，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，去除细胞壁所用的是纤维素酶和果胶酶，B是融合的原生质体，D是用含钠盐的培养基筛选出的耐盐性状的幼苗。‎ ‎(2)由C形成植株的过程利用了植物组织培养技术。愈伤组织形成D需要经过再分化过程，需要将愈伤组织转接到分化培养基。整个培养过程要在无菌和人工控制的条件下进行。‎ ‎(3)植物体细胞融合完成(成功)的标志是再生出新的细胞壁。‎ ‎(4)甲种植物细胞内含M条染色体，乙种植物细胞内含N条染色体，通过体细胞杂交，得到的杂种植株细胞中应含M＋N条染色体。这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于可以克服远缘杂交不亲和的障碍(或可以克服生殖隔离)。‎ ‎(5)生物在进行有性生殖的过程中才遵循孟德尔的遗传规律，而植物体细胞杂交过程不属于有性生殖，因此不遵循孟德尔遗传规律。‎ ‎1．动物细胞培养 ‎(1)原理：细胞增殖。‎ ‎(2)培养条件 ‎①无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理；添加抗生素；定期更换培养液以便清除代谢产物。‎ ‎②营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素外，还需加入血清、血浆等一些天然成分。‎ ‎③温度和pH：适宜温度为36.5±0.5 ℃(哺乳动物)，pH为7.2～7.4(多数细胞)。‎ ‎④气体环境 ‎(3)动物细胞培养的过程 ‎(4)应用：生物制品的生产、检测有毒物质、医学研究等。‎ 特殊提醒　细胞贴壁与接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。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，这种现象称为接触抑制。‎ ‎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。‎ ‎3．动物细胞融合 ‎(1)概念：两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，也称细胞杂交。‎ ‎(2)条件：常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒或电激等。‎ ‎(3)原理：细胞膜的流动性。‎ ‎(4)结果：形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。‎ ‎(5)意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段，为制造单克隆抗体开辟了新途径。‎ ‎4．单克隆抗体的制备 ‎(1)血清抗体与单克隆抗体 名称 产生 特点 血清抗体 由浆细胞分泌 一般从血清中分离，产量低、纯度低、特异性差 单克隆抗体 由杂交瘤细胞分泌 特异性强、灵敏度高，能大量制备 ‎(2)制备过程 ‎(3)应用 ‎①作为诊断试剂：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，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”，也有少量用于其他疾病的治疗。‎ ‎1．判断关于动物细胞培养说法的正误 ‎(1)制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理(　×　)‎ ‎(2)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞(　×　)‎ ‎(3)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸(　×　)‎ ‎(4)二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的(　×　)‎ ‎2．判断关于动物细胞核移植说法的正误 ‎(1)动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞(　×　)‎ ‎(2)克隆动物的性状与供体动物完全相同(　×　)‎ ‎(3)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(　√　)‎ ‎(4)用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞(　√　)‎ ‎3．判断关于动物细胞融合及单克隆抗体制备说法的正误 ‎(1)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(　√　)‎ ‎(2)B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型(仅考虑细胞两两融合的情况)‎ ‎(　√　)‎ ‎(3)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(　×　)‎ ‎(4)杂交瘤细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生专一抗体(　√　)‎ 易错警示　(1)动物细胞培养时选用幼龄动物组织或胚胎进行细胞培养，因为其分化程度低，增殖能力强，更易于培养。‎ ‎(2)动物细胞培养时加入CO2的主要作用是维持培养液的pH；O2的作用是促进细胞的有氧呼吸。‎ ‎(3)动物细胞核移植技术，体现了动物细胞核的全能性而非细胞的全能性。‎ ‎(4)克隆属于无性繁殖，产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。‎ ‎(5)核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原因：①克隆动物线粒体中的DNA来自去核卵母细胞；②性状受环境的影响；③在个体发育过程中有可能发生基因突变。‎ ‎(6)B淋巴细胞要经过免疫过程，才能产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。‎ ‎(7)在单克隆抗体制备过程中，有两次筛选：第一次是筛选出杂交瘤细胞(用选择培养基)；第二次是进一步筛选出能产生人们所需要抗体的杂交瘤细胞(用抗原—抗体结合法)。‎ 考向一　动物细胞培养过程的分析 如图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线，图中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。据图分析：‎ ‎(1)原代培养和传代培养的分界点是图中哪个点？‎ 提示　B点之前的培养称为原代培养，之后的培养称为传代培养。‎ ‎(2)AB段和DE段繁殖速度缓慢的原因是什么？‎ 提示　AB段发生了接触抑制；DE段细胞大部分衰老失去分裂能力。‎ ‎(3)E点后的细胞大多数具有异倍体核型，这样的细胞有什么特点？‎ 提示　E点后的细胞属于细胞系，能无限增殖。‎ ‎5．角膜缘干细胞能更新角膜上皮细胞，角膜上皮细胞对维持角膜的透明性至关重要。回答下列问题：‎ ‎(1)将角膜缘组织剪碎，加入 处理，可获得大量游离分散的细胞。‎ ‎(2)通常角膜缘干细胞的培养控制在10代以内，原因是 。‎ ‎(3)离体培养角膜缘干细胞时，一般需要在合成培养基中加入 等天然成分，培养时所需的气体主要有 。‎ ‎(4)研究发现，细胞因子能够调控角膜缘干细胞分化。放线菌素D能通过阻碍RNA聚合酶的功能进而抑制细胞因子的调控，由此推断该抑制过程发生在 (填“复制”“转录”或“翻译”)水平。‎ 答案　(1)胰蛋白酶或胶原蛋白酶　(2)保持细胞正常的二倍体核型　(3)血清(或血浆)　O2和CO2　(4)转录 解析　(1)将动物组织剪碎后，加入胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，可获得大量游离分散的细胞。(2)一般来说，10代以内的细胞能保持细胞正常的二倍体核型，故通常角膜缘干细胞的培养控制在10代以内。(3)离体培养动物细胞时，一般需要在合成培养基中加入血清(或血浆)等天然成分，培养时所需的气体主要有O2和CO2。(4)放线菌素D能通过阻碍RNA聚合酶的功能进而抑制细胞因子的调控，RNA聚合酶是催化DNA转录形成RNA的酶，故被抑制的过程发生在转录水平。‎ ‎6．(2019·六安一中质检)回答下列有关动物细胞培养的问题：‎ ‎(1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面 时，‎ 细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的 。此时，瓶壁上形成的细胞是 层。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用到的酶是 。‎ ‎(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现 现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而获得 ，该种细胞的黏着性 ，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量 。‎ ‎(3)现用某种大分子染料对细胞进行染色时，观察到死细胞能被染色，而活细胞不能被染色，原因是 。‎ ‎(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用有丝分裂 期的细胞在显微镜下进行观察。‎ ‎(5)在细胞培养过程中，通常在 条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中 的活性降低，细胞 的速率降低。‎ 答案　(1)相互接触　接触抑制　单(或一)　胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)　(2)衰老甚至死亡　不死性　降低　减少　(3)活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内(或死细胞的细胞膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色)　(4)中 ‎(5)冷冻(或超低温、液氮)　酶　新陈代谢 解析　(1)细胞接触抑制是指细胞表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。基于上述特性，瓶壁上形成的细胞是单层排列的。需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将贴壁的细胞从瓶壁上分离下来。(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡现象，但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成不死性细胞。该种细胞由于细胞表面糖蛋白减少，其黏着性降低。(3)活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料不能通过，所以活细胞不能被染色；死细胞的细胞膜失去了选择透过性，大分子染料可以通过，所以死细胞能被大分子染料染色。(4)有丝分裂中期时染色体的着丝点排列在赤道板上，染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体数目的最佳时期。(5)在细胞培养过程中，通常在冷冻(或超低温、液氮)条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低。‎ 考向二　动物体细胞核移植过程的分析 思考“核移植”问题：‎ ‎(1)进行核移植时，为何选用去核的“卵母细胞”？‎ 提示　选用去核卵母细胞的原因：卵母细胞比较大，容易操作；卵母细胞细胞质多，营养丰富，含有促进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，为了保证供体细胞遗传物质正常，通常采用传代10代以内的细胞。‎ ‎7．我国科学家突破了体细胞克隆猴的世界难题，成功培育出世界上首个体细胞克隆猴——“中中”和“华华”。这标志着我国将率先开启以猕猴作为实验动物模型的时代。下图为克隆猴的流程示意图。请回答下列问题：‎ ‎(1)我国克隆猴利用的是猴胎儿成纤维细胞，该细胞是一种已分化的体细胞，从理论上分析，它具有细胞的全能性，这是因为 。‎ ‎(2)克隆猴时需要进行“去核”操作，即去掉卵母细胞的细胞核。先在体外培养卵母细胞让其分裂，一般选择 的细胞进行去核操作；然后进行“核移植”，即将体细胞的细胞核移到去核卵母细胞中形成重组细胞；此时采用的技术是 ；得到的重组细胞再进行人工激活使其分裂形成胚胎。‎ ‎(3)科学家将79枚克隆胚胎移植入到21只代孕母猴中，最终只有两只母猴正常怀孕产下“中中”和“华华”，它俩的性别是否一致？ ；原因是 ‎ ‎ 。‎ ‎(4)克隆动物有很多优点：①可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；② ‎ ‎ 。‎ 答案　(1)成纤维细胞的细胞核中含有猴的全部核基因 ‎(2)减数第二次分裂中期(或MⅡ中期)　显微注射技术 ‎(3)是　“中中”“华华”的细胞核中遗传物质一样，是经过有丝分裂形成的 ‎(4)可以增加濒危物种的存活数量(或可以建立实验动物模型研究人类疾病)‎ ‎8．(2019·湖南长郡中学第二次月考)如图表示培育转基因克隆羊和胚胎工程的部分操作流程，其中字母代表有关结构或个体，数字代表过程、方法。请据图回答下列问题：‎ ‎(1)图中过程①～⑦所涉及的全部生物技术有 (两种即可)。‎ ‎(2)通过①、⑤过程获取分散的细胞时，用到的酶是 ，培养的细胞在充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为 。‎ ‎(3)动物细胞培养过程中应将细胞置于5% CO2和95%空气的气体环境中，CO2的作用是 。此培养过程中为防止杂菌感染，需要添加一定量的 。‎ ‎(4)早期胚胎可通过 (写明数字及名称)技术移入代孕母体子宫内继续发育，该技术在生产实践中的意义在于 。‎ ‎(5)通常用去核的卵母细胞作为受体细胞，此时的卵母细胞应该培养到 (细胞分裂方式及时期)，f细胞在形态上的特点是 。‎ 答案　(1)动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植、细胞核移植　(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)　接触抑制 ‎(3)维持培养液的pH　抗生素　(4)⑥胚胎移植　提高优良母畜的繁殖率　(5)减数第二次分裂的中期　体积小、细胞核大、核仁明显 解析　(1)图中①是动物细胞培养，②是用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理，③④是将目的细胞注入去核卵母细胞形成重组细胞的过程，⑤是早期胚胎培养，⑥是胚胎移植，⑦是从早期胚胎中获取胚胎干细胞。全过程所涉及的生物技术有动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植、细胞核移植等。(2)通过①、⑤过程获取分散的细胞时，用到的酶是胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)；培养的细胞在充满培养皿底时停止分裂，这种现象称为接触抑制。(3)图中动物细胞培养过程中应将细胞置于5%CO2和95%空气的气体环境中，CO2的作用是维持培养液的pH，此培养过程中为防止杂菌感染，需要添加一定量的抗生素。(4)早期胚胎可通过胚胎移植技术即⑥移入代孕母体子宫内继续发育，该技术可以提高优良母畜的繁殖率。(5)通常用去核卵母细胞作为受体细胞，此时的卵母细胞应该培养到减数第二次分裂中期，胚胎干细胞在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显。‎ 考向三　细胞融合与单克隆抗体制备过程的分析 下图为制备单克隆抗体的示意图，据图分析：‎ ‎(1)单克隆抗体的优点有哪些？‎ 提示　单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高，可大量制备。‎ ‎(2)图中第一次筛选和第二次筛选的目的有何不同？‎ 提示　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筛选出能产生所需单克隆抗体的杂交瘤细胞。‎ ‎9．如图是制备乙肝病毒表面抗体的流程图。请回答下列问题：‎ ‎(1)图中细胞Ⅰ的名称为 ，其与骨髓瘤细胞融合所依据的基本原理是 。‎ ‎(2)制备得到的单克隆抗体可用于乙肝的免疫治疗，其所利用的免疫学原理是 ‎ ‎ 。‎ ‎(3)干扰素属于淋巴因子，由效应T细胞产生，并以 的方式释放到细胞外。某同学联想到单克隆抗体的制备过程，提出用效应T细胞代替细胞Ⅰ，从而获得单克隆干扰素的设想，你认为该方法是否可行？并说明理由。 ‎ ‎ 。‎ 答案　(1)B淋巴细胞　细胞膜(具有一定)的流动性　(2)抗原和抗体的特异性结合(或单克隆抗体与抗原结合的特异性强)　(3)胞吐　可行，效应T细胞是T细胞接受抗原刺激后，经过增殖、分化形成的细胞，具有释放淋巴因子的功能 解析　(1)用抗原刺激小鼠使之产生特异性免疫反应，从小鼠体内提取B淋巴细胞，B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞。细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性。(2)单克隆抗体具有与抗原结合的特异性强、灵敏度高的特点，可用于乙肝的免疫治疗。(3)‎ 干扰素的化学本质是蛋白质，效应T细胞以胞吐的方式将之分泌到细胞外，效应T细胞是T细胞接受抗原刺激后，经过增殖、分化形成的细胞，具有释放淋巴因子的功能，因此可依据单克隆抗体的制备过程，用效应T细胞代替细胞Ⅰ，从而获得单克隆干扰素。‎ ‎10．双特异性单克隆抗体是指可同时与癌细胞和药物结合的特异性抗体。下图是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱(一种抗癌药物)的双特异性单克隆抗体的部分过程。分析回答下列问题：‎ ‎(1)过程①的目的是 ，制备双特异性单克隆抗体的过程中用到的技术有 (至少答出两条)。‎ ‎(2)过程②诱导融合的方法是 ，过程②选用的骨髓瘤细胞 (填“能”或“不能”)在HAT培养基上生长。‎ ‎(3)经过程③筛选得到的细胞还需转移至多孔培养板中进行过程④，原因是 。‎ ‎(4)请根据所学知识，用箭头和文字补全图中方框内获取单克隆杂交—杂交瘤细胞的生产过程。‎ ‎(5)获得的单克隆杂交—杂交瘤细胞在体外条件下培养或 ，均可提取出大量的双特异性单克隆抗体。‎ 答案　(1)使小鼠产生能分泌识别癌胚抗原抗体的B淋巴细胞　动物细胞融合、动物细胞培养　(2)聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等　不能　(3)从小鼠体内提取的B淋巴细胞不止一种类型(筛选得到的杂交瘤细胞产生的抗体不是单克隆抗体)　(4)将获得的B淋巴细胞与单克隆杂交瘤细胞融合→在选择培养基上筛选出杂交—杂交瘤细胞→克隆化培养、抗体检测筛选出单克隆杂交—杂交瘤细胞　(5)注射到小鼠腹腔内增殖 解析　(1)过程①表示给小鼠注射抗原，目的是刺激小鼠产生能分泌识别癌胚抗原抗体的B淋巴细胞；根据单克隆抗体制备流程可知，该过程涉及的技术有动物细胞融合技术、动物细胞培养技术。‎ ‎(2)过程②诱导细胞融合的方法有聚乙二醇、灭活的病毒、电激等；HAT选择培养基的作用是筛选出杂交瘤细胞，而骨髓瘤细胞不能生长。‎ ‎(3)从小鼠体内提取的B淋巴细胞不止一种类型(筛选得到的杂交瘤细胞产生的抗体不是单克隆抗体)，因此经过程③筛选得到的细胞还需转移至多孔培养板中进行过程④。‎ ‎(4)单克隆抗体制备过程为：将获得的B淋巴细胞与单克隆杂交瘤细胞融合→在选择培养基上筛选出杂交—杂交瘤细胞→克隆化培养、抗体检测筛选出单克隆的杂交—杂交瘤细胞。‎ ‎(5)获得的单克隆杂交—杂交瘤细胞在体外条件下培养或注射到小鼠腹腔内增殖，均可提取出大量的双特异性单克隆抗体。‎ ‎1．植物组织培养的过程主要包括脱分化和再分化两个阶段，脱分化的结果是形成愈伤组织，再分化的结果是形成根和芽。‎ ‎2．植物体细胞杂交需要用酶解法制备原生质体，所用的酶包括纤维素酶和果胶酶。‎ ‎3．无论是植物体细胞杂交还是动物细胞融合，都需要诱导。‎ ‎4．植物组织培养需要各种营养成分和植物激素，动物细胞培养也需要各种营养成分及血清、血浆等一些天然成分。‎ ‎5．植物体细胞杂交可用于作物育种，动物细胞融合可用于单克隆抗体的制备。‎ ‎6．产生单克隆抗体的细胞是杂交瘤细胞，它既能产生单克隆抗体又能无限增殖。‎ ‎1．(2018·全国Ⅲ，38)2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题：‎ ‎(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指 。通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目 (填“减半”“加倍”或“不变”)。‎ ‎(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度 (填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其原因是 。‎ ‎(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目 (填“相同”或“不同”)，性染色体组合 (填“相同”或“不同”)。‎ 答案　(1)将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中　不变　(2)小于　‎ 胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易　(3)相同　不同 解析　(1)核移植是指将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中，形成重组细胞。重组细胞形成的早期胚胎可移植到受体子宫内进一步发育，最终分娩得到克隆动物。因为染色体在细胞核中，所以克隆动物体细胞的染色体数目与提供细胞核的个体的体细胞相同。‎ ‎(2)由于动物的胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易，而动物的体细胞分化程度高，恢复全能性十分困难，因此，动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。‎ ‎(3)哺乳动物雌雄个体的体细胞中，细胞核内常染色体的数目是相同的，性染色体组合是不同的。若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，则得到的克隆动物的体细胞中常染色体的数目相同，性染色体组合不同。‎ ‎2．(2017·海南，31)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题：‎ ‎(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是 。‎ ‎(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到 。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是 (填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。‎ ‎(3)图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是 。A中的愈伤组织是叶肉细胞经 形成的。‎ ‎(4)若该种植物是一种杂合子的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时， (填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是 。‎ 答案　(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株　‎ ‎(2)葡萄糖、果糖　具有完整的细胞核　(3)细胞分裂素、生长素　脱分化 ‎(4)不能　对杂合子的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株 解析　(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。‎ ‎(2)蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。用细胞作为材料进行培养获得幼苗，细胞必须具有完整细胞核，才具有发育为个体的一整套完整遗传信息。‎ ‎(3)影响植物组织培养的两种主要激素是细胞分裂素和生长素。愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。‎ ‎(4)由于花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，组织培养得到的花卉基因型不同于原植株，导致不能保留亲本的遗传性状。‎ ‎3．(2016·全国Ⅱ，40)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“多利”培养成功一样，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)已经分化的动物体细胞的细胞核具有全能性 解析　(1)提供体细胞的供体可能为雌性，也可能为雄性，因此图中A(正常细胞核)的性染色体组成为XX或XY。常采用显微操作去除卵母细胞的细胞核。②过程表示将早期胚胎移入受体，其过程为胚胎移植。(2)取供体动物的体细胞培养，一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞遗传物质正常。超过10代继续培养，则其遗传物质(或核型)的稳定性会降低。(3)克隆动物的细胞核基因来自供体细胞，因此大部分性状与供体相同，但细胞质基因来源于受体(或提供卵母细胞的个体)，即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，这就决定了克隆动物的性状与供体不完全相同。(4)克隆动物的培育采用的是核移植技术，核移植技术的原理是已经分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。‎ ‎4．(2019·全国Ⅱ，38)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题：‎ ‎(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有 (答出2点即可)。‎ ‎(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是 。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，‎ 因此应含有植物激素、 和 等几类物质。‎ ‎(3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的 进行组织培养。‎ ‎(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是 (用流程图表示)。‎ 答案　(1)能保持植物原有的遗传特性；繁殖速度快　(2)有利于胚状体进行呼吸作用　矿质元素　糖 ‎(3)茎尖　(4)含目的基因的细胞愈伤组织小植株 解析　(1)与常规的种子繁殖方法相比，植物微型繁殖技术具有能保持植物原有的遗传特性、繁殖速度快等特点。(2)人工种皮具有透气性，有利于胚状体进行呼吸作用；人工胚乳能够为胚状体生长提供植物激素、矿质元素和糖等物质。(3)植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。为获得脱毒苗，可以选取植物的茎尖进行组织培养。(4)将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是：含目的基因的细胞愈伤组织小植株。‎ ‎5．(2019·天津南开区模拟)研究表明，HER2/neu是一种原癌基因，它表达的H蛋白在多种癌细胞特别是乳腺癌细胞中过量表达。抗H蛋白单克隆抗体能抑制过量表达H蛋白的乳腺癌细胞的生长，目前已成为治疗乳腺癌有效的生物制剂。‎ ‎(1)H蛋白在成年个体的正常组织中表达量 (填“低”或“高”)。H蛋白是一种跨膜蛋白，结构如图所示。制备免疫小鼠所需H蛋白(抗原)时，应构建 区基因，转入受体细胞表达并提纯。‎ ‎(2)为扩增出大量目的基因需用到PCR技术。常规PCR技术一般包括变性、复性、延伸等步骤，复性(55～60 ℃)时 碱基互补配对。设计引物是PCR技术的关键之一，某同学设计的两对引物如下表所示，其中引物对 (填“A”或“B”)设计不合理。‎ 引物对A P1　GTCCGCTAGTGGCTGTG ‎ P2　AGCTGGCGTTTAGCCTCG 引物对B ‎　S1　AAGCCGGGCGCGCCCGGAA ‎　S2　TTCGGCCCGCGTTATGCGCG ‎(3)制备抗H蛋白单克隆抗体时，需将H蛋白注射到小鼠体内，‎ 这样做的目的是使小鼠体内产生 。‎ ‎(4)治疗乳腺癌时，可单独使用抗H蛋白单克隆抗体，也可以将 结合制成“生物导弹”，杀死癌细胞。‎ 答案　(1)低　胞外　(2)引物与模板DNA单链　B　(3)分泌抗H蛋白抗体的B淋巴细胞(或浆细胞)　(4)抗H蛋白单克隆抗体与抗癌药物 解析　(1)由题意可知，H蛋白在多种癌细胞中过量表达，因此H蛋白在成年个体的正常组织中表达量低。H蛋白为跨膜蛋白，包括胞外区、跨膜区和胞内区，其中胞外区可被免疫系统识别，故制备免疫小鼠所需H蛋白时，应构建胞外区基因。‎ ‎(2)常规PCR技术一般包括变性、复性、延伸等步骤，复性(55～60 ℃)时，引物和模板DNA单链碱基互补配对，以便DNA子链延伸。引物对B的S1、S2存在大量可以互补配对的碱基对，可能会发生自身碱基互补配对或者S1和S2部分发生碱基互补配对，而失去与模板链结合的机会，因此其设计不合理。‎ ‎(3)制备抗H蛋白单克隆抗体时，H蛋白为抗原，将H蛋白注射到小鼠体内，会发生特异性免疫反应，产生特异性的浆细胞，进而产生抗H蛋白的抗体。‎ ‎(4)治疗乳腺癌时，可单独使用抗H蛋白单克隆抗体，通过抗原、抗体结合，最终清除癌细胞，也可以将抗H蛋白单克隆抗体和抗癌药物结合制成“生物导弹”，双重作用杀死癌细胞。‎ ‎。‎