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1、專 題 二 克 隆 技 術選 修 3 知識內(nèi)容考綱要求1.植物組織培養(yǎng)2.動物細胞培養(yǎng)和體細胞克隆3.動物細胞融合和單克隆抗體 知識點一：植物細胞工程1細 胞 工 程(1)操作水平： 。(2)目的：按照人的意愿來改變細胞內(nèi)的 或獲得 。細胞水平或細胞器水平遺傳物質(zhì)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 的任何一個細胞，都具有發(fā)育成 的潛能。(2)原理：細胞內(nèi)含有本物種的 。(3)全能性表達條件：具有完整的細胞結構，處于 狀態(tài)，提供一定的 和其他適宜外界條件。遺傳信息完整生物個體全部遺傳信息離體營養(yǎng)、激素 3植 物 組 織 培 養(yǎng) 技 術(1)原理：植物細胞具有

2、。(2)過程：全能性 細胞壁 原生質(zhì)體 纖維素酶和果膠 5植 物 細 胞 工 程 的 應 用(1)植物繁殖新途徑： 。(2)培育作物新品種：單倍體育種和 的利用。(3)細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：利用 技術生產(chǎn)蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料和生物堿等。微型繁殖、作物脫毒和人工種子突變體植物組織培養(yǎng) 1細 胞 全 能 性(1)原理：細胞含有本物種全部的遺傳信息。(2)體內(nèi)細胞全能性不表達的原因：基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結果。(3)細胞全能性表達的條件：完整細胞核；離體；無菌；一定的營養(yǎng)、激素；適宜的外界條件。(4)細胞全能性大小與細胞分化程度成反比。 (5)全能性大?。褐参锛毎菏芫?/p>

3、生殖細胞體細胞動物細胞：受精卵生殖細胞胚胎干細胞體細胞核(動物細胞全能性受限制，但細胞核具有全能性) 2植 物 組 織 培 養(yǎng) 與 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 1植物組織培養(yǎng)是克隆植物的一種方法，過程如圖所示，回答相應的問題： (1)為了獲得脫毒植株，外植體往往取自植物的花芽、葉芽等處的分生組織，其原因_。(2)培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)基除添加營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要添加植物激素，其目的是誘導外植體_。 (3)在生產(chǎn)實踐中為獲得大量的細胞產(chǎn)物如：紫杉醇，可將_放入液體培養(yǎng)基中，經(jīng)機械作用分散成單個細胞，制備成細胞

4、懸浮液，再經(jīng)過_即可獲得大量細胞。(4)組織培養(yǎng)過程需要植物生長和繁殖的最適條件，否則在光學顯微鏡下可能觀察到發(fā)生_異常，進而使植物出現(xiàn)遺傳不穩(wěn)定甚至不育。(5)植物組織培養(yǎng)技術不僅應用于花卉、果樹的快速、大量繁殖以及脫毒植株的獲取，還廣泛用于_、_、_等育種過程中。 解 析 ： (1)植物的花芽、葉芽等處的分生組織病毒極少，常被用于獲得脫毒植株。(2)植物組織培養(yǎng)過程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。(3)植物組織培養(yǎng)過程中，要獲得細胞產(chǎn)物，只需要把外植體培養(yǎng)到愈傷組織階段即可。(4)光學顯微鏡下可能觀察到的變異類型是染色體變異。 (5)植物組織培養(yǎng)技術廣泛應用

5、于花卉、果樹的快速繁殖以及脫毒植株的獲取和植物體細胞雜交育種、基因工程育種、單倍體育種等育種過程。答 案 ： (1)這些部位病毒極少(2)脫分化和再分化(3)愈傷組織細胞分裂(4)染色體結構與數(shù)目(5)植物體細胞雜交育種基因工程育種單倍體育種 知識點二：動物細胞工程1動 物 細 胞 培 養(yǎng)(1)培養(yǎng)過程 (2)培養(yǎng)條件 的環(huán)境。營養(yǎng)：除糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素之外還通常需加入 等天然成分。適宜的溫度和pH：溫度為36.50.5，pH為7.27.4。氣體環(huán)境：CO2和O2。O2是細胞代謝所必需的，CO2的主要作用是 。無菌、無毒血清維持培養(yǎng)液的pH 2體 細 胞 核 移 植 和

6、克 隆 動 物 判斷正誤(1)動物細胞核移植的受體細胞是卵細胞。( )(2)克隆動物的性狀與供體動物完全相同。( )(3)體細胞核移植的成功說明了動物細胞也具有全能性。( )(4)體細胞核移植技術可通過克隆組織器官用于人類某些疾病的治療。( ) 3單 克 隆 抗 體(2)單克隆抗體的特點： 、 。特異性強靈敏度高 1植 物 組 織 培 養(yǎng) 和 動 物 細 胞 培 養(yǎng) 的 比 較項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)理論基礎植物細胞全能性細胞增殖培養(yǎng)基類型固體或半固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基成分水、礦質(zhì)元素、維生素、蔗糖、氨基酸、瓊脂葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、促生長因子、動物血清等取材植物幼嫩部位或花藥等動

7、物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織 項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)過程結果 項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)目的植株快速繁殖；脫毒植株的培育；人工種子；生產(chǎn)藥物、殺蟲劑等；轉基因植物的培育蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)；皮膚移植材料的培育；檢測有毒物質(zhì)；生理、病理、藥理學研究相同點(1)兩技術手段培養(yǎng)過程中都進行有絲分裂，都是無性繁殖，都可稱克隆，都不涉及減數(shù)分裂；(2)均為無菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件 2.植 物 體 細 胞 雜 交 和 動 物 細 胞 融 合 的 比 較比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合(單克隆抗體制備)理論基礎細胞的全能性、細胞膜的流動性細胞膜的流動性、細胞增殖融合處理纖維素

8、酶、果膠酶除去細胞壁注射特定抗原免疫處理正常小鼠促融(1)物理法：離心、振動、電激；(2)化學法：聚乙二醇(1)物理法：離心、振動、電激；(2)化學法：聚乙二醇；(3)生物法：滅活的病毒 比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合(單克隆抗體制備)過程原生質(zhì)體的制備原生質(zhì)體的融合雜種細胞的篩選與培養(yǎng)雜種植株誘導與鑒定 比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合(單克隆抗體制備)意義和用途克服遠緣雜交不親和的障礙，大大擴展雜交的親本組合范圍。應用：如白菜甘藍雜種植株(1)制備單克隆抗體。(2)診斷、治療、預防疾病。例如：腫瘤定位診斷，放射性抗體腫瘤生物導彈治療，抗體抗癌藥物腫瘤 21975年科學家首次利用B淋巴

9、細胞雜交瘤技術制備出單克隆抗體，請根據(jù)圖回答問題： (1)病原體注入小鼠體內(nèi)后，要經(jīng)過_細胞處理后形成抗原MH C復合體，才能被免疫細胞識別。(2)制備單克隆抗體所用的B淋巴細胞一般從脾中采集，然后以_作誘導劑，使B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合。通過篩選和克隆培養(yǎng)，獲得的雜交瘤細胞具有_的特點。 ( 3 )單克隆抗體的特點是_。根據(jù)上圖寫出應用雜交瘤技術獲得單克隆抗體的兩種主要方法_。 解 析 ：滅活的仙臺病毒和聚乙二醇均可誘導動物細胞融合。雜交瘤細胞同時具有兩個親代細胞的遺傳特性?？梢栽隗w外也可以在體內(nèi)培養(yǎng)雜交瘤細胞獲得單克隆抗體。答 案 ： (1)吞噬(或巨噬)(2)滅活的仙臺病毒或聚乙二醇既

10、能產(chǎn)生特異性抗體，又能無限增殖(3)特異性強，純度高(或：專一性強、靈敏度高)體外培養(yǎng)法和動物體內(nèi)培養(yǎng)法 (2010課 標 全 國 高 考 )請回答：(1)植物微型繁殖技術屬于植物組織培養(yǎng)的范疇。該技術可以保持品種的_，繁殖種苗的速度_。離體的葉肉細胞在適宜的條件下培養(yǎng)，最終能夠形成完整的植株，說明該葉肉細胞具有該植物的全部_。(2)把試管苗轉接到新的培養(yǎng)基上時，需要在超凈工作臺上進行，其原因是避免_的污染。 (3)微型繁殖過程中，適宜濃度的生長素單獨使用可誘導試管苗_，而與_配比適宜時可促進芽的增殖。若要抑制試管苗的生長，促使愈傷組織產(chǎn)生和生長，需要使用的生長調(diào)節(jié)劑是_(脫落酸、2,4D)。

11、 (4)將某植物試管苗培養(yǎng)在含不同濃度蔗糖的培養(yǎng)基上一段時間后，單株鮮重和光合作用強度的變化如圖。據(jù)圖分析，隨著培養(yǎng)基中蔗糖濃度的增加，光合作用強度的變化趨勢是_，單株鮮重的變化趨勢是_。據(jù)圖判斷，培養(yǎng)基中不含蔗糖時，試管苗光合作用產(chǎn)生的有機物的量_(能、不能)滿足自身最佳生長的需要。 (5)據(jù)圖推測，若要在誘導試管苗生根的過程中提高其光合作用能力，應_(降低，增加)培養(yǎng)基中蔗糖濃度，以便提高試管苗的自養(yǎng)能力。 解 析 ： (1)植物組織培養(yǎng)屬于無性繁殖，后代能夠保持親本的遺傳特性。植物微型繁殖技術能夠?qū)崿F(xiàn)快速繁殖。植物組織培養(yǎng)的原理是植物細胞具有全能性，即已經(jīng)分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個

12、體的潛能。(2)植物組織培養(yǎng)接種和試管苗轉接過程中都需要無菌操作，以避免微生物(雜菌)污染。(3)微型繁殖培養(yǎng)基中使用的生長素與細胞分裂素比例不同，可以分別誘導根、芽的形成。使用高濃度的植物生長素類似物(如2,4D)可以抑制試管苗的生長。 (4)(5)分析圖中曲線可知：光合作用強度隨著培養(yǎng)基中蔗糖濃度的增大而下降，但單株鮮重的變化趨勢是先增加后下降。培養(yǎng)基中不含蔗糖時，光合作用強度最大，但由于該時期光合作用產(chǎn)生的有機物積累量較少，不能滿足自身最佳生長的需要。在蔗糖濃度為1%左右時，單株鮮重達到最大，此時有機物的量能滿足自身最佳生長需要。答 案 ： (1)遺傳特性快遺傳信息(2)微生物(3)生根

13、細胞分裂素2,4D(4)逐漸減小先增加后下降不能(5)降低 植 物 組 織 培 養(yǎng) 的 影 響 因 素(1)植物激素：影響脫分化、再分化的重要因素為植物激素。當細胞分裂素與生長素按1 1使用時，能強烈地促進愈傷組織的形成。當細胞分裂素與生長素的濃度比高時，有利于芽的產(chǎn)生；濃度比低時，有利于根的產(chǎn)生。 (2)光照：對于植物組織培養(yǎng)來說，光照條件非常重要，包括光照強度、時間和波長。但在愈傷組織的誘導階段往往要暗培養(yǎng)，而在分化再生的過程中一定要有光照。愈傷組織誘導階段的暗培養(yǎng)有利于細胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織，如果在光照條件下容易分化產(chǎn)生維管等組織，則不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織。 (3)無菌：如果在培養(yǎng)基

14、上有細菌等微生物存在，它們比植物細胞具有更強的新陳代謝能力，比植物細胞生長繁殖得更快，而且它們會產(chǎn)生毒素，使培養(yǎng)基上的植物細胞死亡。因此，在培養(yǎng)過程中要求一系列的消毒、滅菌，并且要求無菌操作。 (2011上 海 高 考 )關于哺乳動物細胞體外培養(yǎng)的難易程度，下列表述正確的是A乳腺癌細胞易于乳腺細胞；胚胎細胞易于脂肪細胞B乳腺細胞易于乳腺癌細胞；胚胎細胞易于脂肪細胞C乳腺細胞易于乳腺癌細胞；脂肪細胞易于胚胎細胞D乳腺癌細胞易于乳腺細胞；脂肪細胞易于胚胎細胞 解 析 ：哺乳動物的乳腺細胞和脂肪細胞都是高度分化的細胞，體外培養(yǎng)難度大，乳腺癌細胞能夠惡性增殖，容易進行體外培養(yǎng)，胚胎細胞具有很強的分裂增

15、殖能力，容易進行體外培養(yǎng)，故A正確。答 案 ： A (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)進行動物細胞傳代培養(yǎng)時用胰蛋白酶分散細胞，說明細胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。分散細胞時不能用胃蛋白酶。因為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。胰蛋白酶作用的適宜環(huán)境pH為7.28.4。多數(shù)動物細胞培養(yǎng)的適宜pH為7.27.4，胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活性，而胰蛋白酶在此環(huán)境中活性較高，因此胰蛋白酶適宜于分散細胞。 1(2012廣 東 高 考 )培育草莓脫毒苗所采用的主要技術是() A組織培

16、養(yǎng)B細胞雜交C顯微注射 D核移植解 析 ：本題主要考查現(xiàn)代生物技術應用的相關知識。由于植物分生組織中病毒很少或沒有病毒，常用莖尖通過組織培養(yǎng)技術培育脫毒苗細胞雜交通常用于培育雜種個體；顯微注射技術常用于基因工程，培育轉基因生物；核移植技術常用于培養(yǎng)克隆動物。故只有A選項符合題意。答 案 ： A 2(2011江 蘇 高 考 )關于現(xiàn)代生物技術應用的敘述，錯誤的是()A蛋白質(zhì)工程可合成自然界中不存在的蛋白質(zhì)B體細胞雜交技術可用于克隆動物和制備單克隆抗體C植物組織培養(yǎng)技術可用于植物莖尖脫毒D動物細胞培養(yǎng)技術可用于轉基因動物的培育解 析 ：克隆動物用到的生物技術有細胞核移植和胚胎移植等，無體細胞雜交技

17、術。答 案 ： B 3(2010浙 江 高 考 )下列關于動物細胞培養(yǎng)的敘述，正確的是()A培養(yǎng)保留接觸抑制的細胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細胞B克隆培養(yǎng)法培養(yǎng)過程中多數(shù)細胞的基因型會發(fā)生改變C二倍體細胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的D惡性細胞系的細胞可進行傳代培養(yǎng) 解 析 ：由于接觸抑制，動物細胞培養(yǎng)時只能形成單層細胞；克隆培養(yǎng)法在培養(yǎng)時，由于所有子代細胞來自于一個親代細胞，所以基因型一般都相同；二倍體細胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是有限的，只有少數(shù)細胞遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，才能無限增殖；惡性細胞系的細胞具有癌變的特點，可進行傳代培養(yǎng)。答 案 ： D 4(2011天 津 高 考 )絮凝性細菌分泌的具有絮凝活性的

18、高分子化合物，能與石油污水中的懸浮顆粒和有機物等形成絮狀沉淀，起到凈化污水的作用。為進一步提高對石油污水的凈化效果，將絮凝性細菌和石油降解菌融合，構建目的菌株。其流程圖如下。 據(jù)圖回答：( 1 )溶菌酶的作用是_。( 2 ) P E G的作用是_。(3)經(jīng)處理后，在再生培養(yǎng)基上，未融合的A、B難以生長。圖中AB融合菌能生長和繁殖的原因是_。 (4)目的菌株的篩選：篩選既能分泌具有絮凝活性的化合物，又能在含有_的培養(yǎng)基上生長的AB融合菌，選擇效果最好的作為目的菌株。(5)為探究目的菌株不同發(fā)酵時間發(fā)酵液的絮凝效果，將目的菌株進行發(fā)酵培養(yǎng)，定時取發(fā)酵液，加入石油污水中；同時設置_為對照組。經(jīng)攪拌、

19、靜置各3 min后，分別測定上層水樣的石油濃度和COD值(COD值越高表示有機物污染程度越高)，計算石油去除率和COD去除率，結果如下圖。 (6)目的菌的種群增長曲線呈 _ 型，在4044 h，發(fā)酵液對石油污水的凈化效果最好，其原因是_。 解 析 ： (1)細菌有細胞壁，這將妨礙細菌的融合，所以用溶菌酶將其細胞壁進行分解，以實現(xiàn)兩者的融合。(2)PEG是促進細胞融合的促融劑，作用是促進細胞融合。(3)由圖示顯示A菌細胞質(zhì)失去活性，B菌DNA失去活性，所以融合后，在選擇培養(yǎng)基上單純的A、B菌都不能存活，而讓融合的AB菌進行生長并繁殖。(4)目的菌的選擇是要選擇能分泌具有絮凝活性的活性高分子化合物

20、，又具有降解石油的能力的融合菌。(5)為探究目的菌株在不同時間的絮凝效果，就設置的對照組實驗應是不加發(fā)酵液(沒有目的菌株)的石油污水。 (6)圖示結果顯示：目的菌的種群生長曲線呈現(xiàn)S型。在4044 h，發(fā)酵液中目的菌數(shù)量達到最大，產(chǎn)生的有活性的高分子化合物的含量較高，所以凈化污水的效果最好。答 案 ： (1)分解細胞壁(2)誘導原生質(zhì)體融合(3)兩親本失活部位不同，融合后活性部位互補(4)石油(5)不加發(fā)酵液的石油污水(6)S此期間，目的菌及其產(chǎn)生的絮凝活性高分子化合物的含量高 5(2011安 徽 高 考 )家蠶細胞具有高效表達外源基因的能力。將人干擾素基因?qū)爰倚Q細胞并大規(guī)模培養(yǎng)，可提取干擾

21、素用于制藥。(1)進行轉基因操作前，需用_酶短時處理幼蠶組織，以便獲得單個細胞。(2)為使干擾素基因在家蠶細胞中高效表達，需要把來自cDNA文庫的干擾素基因片段正確插入表達載體的_和_之間。 (3)采用PCR技術可驗證干擾素基因是否已經(jīng)導入家蠶細胞。該PCR反應體系的主要成分應包含：擴增緩沖液(含Mg2)、水、4種脫氧核糖核苷酸、模板DNA、_和_。(4)利用生物反應器培養(yǎng)家蠶細胞時，貼壁生長的細胞會產(chǎn)生接觸抑制。通常將多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反應器中，這樣可以_，增加培養(yǎng)的細胞數(shù)量，也有利于空氣交換。 解 析 ： (1)動物細胞間存在蛋白質(zhì)，所以要用胰蛋白酶處理幼蠶組織，以獲得單細胞。(2)目的基因應插入表達載體的啟動子和終止子之間。(3)PCR擴增技術所需條件除擴增緩沖液、水、脫氧核苷酸、模板DNA除外，還需要DNA引物和熱穩(wěn)定DNA聚合酶。(4)細胞有貼壁生長現(xiàn)象，增殖到一定程度會相互接觸抑制生長，所以在生物反應器中放入多孔的中空薄壁玻璃珠，可以增大細胞貼壁面積，有利于細胞增殖，也有利于空氣交換。 答 案 ： (1)胰蛋白(或膠原蛋白)(2)啟動子終止子(3)對干擾素基因特異的DNA引物對TaqDNA聚合酶(4)擴大細胞貼壁生長的附著面積