一輪學(xué)案第38講細(xì)胞工程

第38講細(xì)胞工程[新高考復(fù)習(xí)目標(biāo)]1．生命觀念：理解植物細(xì)胞工程和動物細(xì)胞工程的基本原理。2．科學(xué)思維：通過細(xì)胞工程的基本操作流程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)模型構(gòu)建能力。3．科學(xué)探究：針對人類生產(chǎn)生活需求，嘗試提出初步的工程學(xué)構(gòu)想，進(jìn)行簡單的設(shè)計和制作。4．社會責(zé)任：結(jié)合細(xì)胞工程安全與倫理問題表明自己的觀點并展開討論。授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第276頁考點一植物細(xì)胞工程1．細(xì)胞工程的概念(1)原理和方法：細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)。(2)操作水平：細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平。(3)目的：按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品。2．細(xì)胞的全能性(1)含義：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。(2)物質(zhì)基礎(chǔ)：細(xì)胞內(nèi)含有本物種全部的遺傳信息。(3)植物細(xì)胞全能性表達(dá)的條件：具有完整的細(xì)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(shù)(1)原理：植物細(xì)胞具有全能性。(2)過程4．植物體細(xì)胞雜交技術(shù)(1)概念：將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。(2)操作流程①過程a為去除細(xì)胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體，用到的酶是纖維素酶和果膠酶。②過程b是原生質(zhì)體的融合，其原理是細(xì)胞膜具有一定的流動性。人工誘導(dǎo)的方法有物理法，包括離心、振動、電激等；化學(xué)法一般用聚乙二醇(PEG)作為誘導(dǎo)劑來誘導(dǎo)細(xì)胞融合。③過程c是原生質(zhì)體融合后再生出細(xì)胞壁，這是原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志。④過程d是植物組織培養(yǎng)，其原理是植物細(xì)胞的全能性。(3)意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。5．植物細(xì)胞工程的應(yīng)用(1)微型繁殖：優(yōu)點是能夠保持親本的優(yōu)良性狀。(2)作物脫毒：利用莖尖、根尖等無毒組織進(jìn)行微型繁殖。(3)培育人工種子：可以解決某些植物結(jié)實率低、繁殖困難的問題。(4)作物新品種的培育(5)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：即利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料和生物堿等。1．教材選修3P36“小知識”：說出植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基組成。提示：一般由無機營養(yǎng)成分、有機營養(yǎng)成分、激素、瓊脂四部分組成。2．教材選修3P38“思考與探究”：為什么“番茄—馬鈴薯”沒有如想象的那樣，地上長番茄，地下結(jié)馬鈴薯？提示：生物基因之間相互調(diào)控、相互影響。1．植物的每個細(xì)胞在植物體內(nèi)和體外都能表現(xiàn)出細(xì)胞的全能性。(×)2．愈傷組織是外植體通過脫分化和再分化后形成的。(×)3．經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體用人工薄膜包裝后可得到人工種子。(√)4．用纖維素酶和果膠酶水解法獲得的植物原生質(zhì)體失去了全能性。(×)5．植物體細(xì)胞雜交所獲得的雜種植株的變異類型屬于染色體變異。(√)6．植物體細(xì)胞雜交屬于有性生殖，結(jié)果只是形成雜種細(xì)胞。(×)1.植物組織培養(yǎng)的關(guān)鍵(1)條件：離體，一定營養(yǎng)物質(zhì)，激素(生長素、細(xì)胞分裂素)等。(2)培養(yǎng)基狀態(tài)：固體培養(yǎng)基(再分化需生根培養(yǎng)基及生芽培養(yǎng)基)。(3)體內(nèi)細(xì)胞未表現(xiàn)全能性的原因：基因的表達(dá)具有選擇性。(4)光照脫分化階段不需要給予光照，再分化階段需要給予光照，以利于葉綠素的形成。2．植物激素對植物組織培養(yǎng)的影響(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?qū)嶒灲Y(jié)果先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素細(xì)胞既分裂也分化同時使用分化頻率提高簡記為：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化頻率高(2)當(dāng)同時使用這兩類激素時，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向生長素/細(xì)胞分裂素植物細(xì)胞的發(fā)育方向高有利于根的分化、抑制芽的形成低有利于芽的分化、抑制根的形成適中促進(jìn)愈傷組織的生長簡記為：“高”根，“低”芽，“中”愈傷3.雜種植物遺傳物質(zhì)的變化(1)遺傳特性：雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)，故雜種植株具備兩種植物的遺傳特性。(2)染色體組數(shù)①染色體組數(shù)＝兩種植物體細(xì)胞內(nèi)染色體組數(shù)之和。②植物體細(xì)胞雜交形成的雜種植株，有幾個染色體組就稱為幾倍體，屬于異源多倍體，變異類型屬于染色體變異。③若一植物細(xì)胞含有2x條染色體，2個染色體組，基因型為Aabb，另一植物細(xì)胞含有2y條染色體，2個染色體組，基因型為ccDd，則新植株應(yīng)為異源四倍體，其體細(xì)胞中染色體為(2x＋2y)條，4個染色體組，基因型為AabbccDd。據(jù)圖分析植物體細(xì)胞雜交過程：[設(shè)計意圖：考查科學(xué)探究與社會責(zé)任](1)植物體細(xì)胞雜交依據(jù)的生物學(xué)原理是什么？提示：細(xì)胞膜的流動性、植物細(xì)胞的全能性。(2)如何根據(jù)細(xì)胞膜表面熒光判斷該原生質(zhì)體是由番茄和馬鈴薯融合而成的？提示：融合的細(xì)胞表面既有紅色熒光又有綠色熒光。(3)若番茄細(xì)胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)有n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細(xì)胞在有絲分裂后期含有多少條染色體？提示：2(m＋n)條。(4)若雜種細(xì)胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培育得到的植株屬于幾倍體植株？提示：單倍體植株。命題點1eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(以植物組織培養(yǎng)過程為依托考查生命觀念與科學(xué)探究)))1．(2021·適應(yīng)性測試遼寧卷)某課外活動小組獲得了一株性狀優(yōu)良的結(jié)球生菜，并利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)對其進(jìn)行快速繁殖。下列有關(guān)敘述正確的是()A．使用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精對外植體進(jìn)行消毒B．為保持結(jié)球生菜的優(yōu)良遺傳性狀，應(yīng)選用花粉進(jìn)行培養(yǎng)C．在誘導(dǎo)生根時，培養(yǎng)基中應(yīng)提高細(xì)胞分裂素的比例和用量D．經(jīng)再分化產(chǎn)生的不定芽可經(jīng)人工薄膜包裝制成人工種子解析：使用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精對外植體進(jìn)行消毒，A錯誤；由于產(chǎn)生花粉過程中發(fā)生基因分離，故為保持結(jié)球生菜的優(yōu)良遺傳性狀，應(yīng)選用體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，B錯誤；在誘導(dǎo)生根時，培養(yǎng)基中應(yīng)提高生長素的比例和用量，C錯誤；用人工薄膜將胚狀體、不定芽等分別包裝可制成人工種子，故經(jīng)再分化產(chǎn)生的不定芽可經(jīng)人工薄膜包裝制成人工種子，D正確。答案：D2．(2020·新高考北京卷)研究者以擬南芥根段作為組織培養(yǎng)材料，探討了激素誘導(dǎo)愈傷組織分化生芽的機制。(1)離體的擬南芥根段在適宜條件下可以培育出完整的植株，說明植物細(xì)胞具有________。在組織培養(yǎng)過程中，根段細(xì)胞經(jīng)過________形成愈傷組織，此后調(diào)整培養(yǎng)基中細(xì)胞分裂素(CK)與生長素的比例可誘導(dǎo)愈傷組織分化。(2)在愈傷組織生芽過程中，CK通過ARRs(A)基因和WUS(W)基因起作用。為探討A基因與W基因的關(guān)系，將A基因功能缺失突變體(突變體a)和野生型的愈傷組織分別置于CK與生長素比例高的(高CK)培養(yǎng)基中誘導(dǎo)生芽，在此過程中測定W基因的表達(dá)量。圖1中，野生型的W基因表達(dá)量與高CK誘導(dǎo)時間的關(guān)系是___________________________。分析圖1結(jié)果可得出的結(jié)論是：在高CK誘導(dǎo)下A基因促進(jìn)W基因表達(dá)。得出結(jié)論的依據(jù)為：與野生型相比，_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)用轉(zhuǎn)基因方法在上述突變體a中過量表達(dá)W基因，獲得材料甲。將材料甲、突變體a和野生型三組愈傷組織在高CK培養(yǎng)基中培養(yǎng)，三組愈傷組織分化生芽的比例如圖2，由此能得出的結(jié)論包括________。A．A基因在愈傷組織分化生芽的過程中起作用B．W基因的表達(dá)產(chǎn)物調(diào)控A基因的表達(dá)C．缺失A基因時W基因表達(dá)不能促進(jìn)生芽D．過量表達(dá)W基因可使生芽時間提前解析：(1)離體的植物組織培養(yǎng)成完整植株的過程體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。已分化的細(xì)胞形成愈傷組織的過程稱之為脫分化。(2)由圖可知，野生型的W基因表達(dá)量與高CK誘導(dǎo)時間的關(guān)系是隨著處理時間的延長，W基因的表達(dá)量顯著升高，突變體的W基因的表達(dá)量明顯少于對照組，說明在高CK誘導(dǎo)下A基因促進(jìn)W基因表達(dá)。(3)由題可知，材料甲體內(nèi)的W基因過量表達(dá)，突變體a的A基因不能表達(dá)，野生型是正常的，分析圖2可知，由野生型曲線和突變體a曲線對比可知，A基因在愈傷組織分化生芽的過程中起作用，缺失A基因時W基因表達(dá)不能促進(jìn)生芽；由材料甲曲線和野生型曲線比較可知，過量表達(dá)W基因可使生芽時間提前，故選ACD。答案：(1)全能性脫分化(2)隨著高CK誘導(dǎo)時間的延長，野生型的W基因表達(dá)量顯著升高隨著高CK誘導(dǎo)時間的延長，突變體的W基因表達(dá)量低于野生型(3)ACD(1)脫分化形成的愈傷組織細(xì)胞與正常體細(xì)胞相比，前者在結(jié)構(gòu)上的特點是什么？提示：高度液泡化、無定形、細(xì)胞壁薄。(2)植物體細(xì)胞雜交屬于有性生殖嗎？說明理由。提示：植物體細(xì)胞雜交不屬于有性生殖。植物體細(xì)胞雜交過程中沒有有性生殖細(xì)胞的結(jié)合，因此不屬于有性生殖，應(yīng)為無性生殖。(3)雜種植株的變異類型屬于基因重組嗎？說明理由。提示：雜種植株的變異類型不屬于基因重組。雜種植株的染色體數(shù)通常是兩親本細(xì)胞染色體數(shù)目之和，屬于異源多倍體，所以變異類型為染色體變異。(4)通過植物體細(xì)胞雜交形成的雜交植株是否一定可育？提示：是否可育看同源染色體能否正常聯(lián)會。若植物體細(xì)胞雜交過程得到的雜種植物存在同源染色體，能正常聯(lián)會，則可育。命題點2eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(以植物體細(xì)胞雜交為依托考查生命觀念及科學(xué)思維)))3．(2020·新高考山東卷)兩種遠(yuǎn)緣植物的細(xì)胞融合后會導(dǎo)致一方的染色體被排出。若其中一個細(xì)胞的染色體在融合前由于某種原因斷裂，形成的染色體片段在細(xì)胞融合后可能不會被全部排出，未排出的染色體片段可以整合到另一個細(xì)胞的染色體上而留存在雜種細(xì)胞中。依據(jù)該原理，將普通小麥與耐鹽性強的中間偃麥草進(jìn)行體細(xì)胞雜交獲得了耐鹽小麥新品種，過程如圖所示。下列說法錯誤的是()A．過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞B．過程②的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂C．過程③中常用滅活的病毒誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合D．耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段解析：植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，過程①需用纖維素酶和果膠酶除去細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體，A項正確；紫外線屬于誘發(fā)變異的物理因素，紫外線照射的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂，B項正確；過程③為誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合，常用離心、振動、電激、聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑等方式處理，不用滅活的病毒誘導(dǎo)，C項錯誤；普通小麥沒有耐鹽基因，耐鹽小麥的形成是將來自中間偃麥草的含有耐鹽基因的染色體片段整合到普通小麥染色體上的結(jié)果，D項正確。答案：C4．甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物。某研究小組擬采用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育同時含有甲、乙藥用成分的新型藥用植物。下列有關(guān)分析不正確的是()A．需用纖維素酶和果膠酶除去甲、乙葉肉細(xì)胞的細(xì)胞壁B．雜種細(xì)胞形成的標(biāo)志是融合后再生出新的細(xì)胞壁C．雜種細(xì)胞經(jīng)再分化培養(yǎng)可形成雜種植株D．形成的雜種植株屬于異源四倍體解析：需用纖維素酶和果膠酶除去甲、乙葉肉細(xì)胞的細(xì)胞壁，A正確；雜種細(xì)胞形成的標(biāo)志是融合后再生出新的細(xì)胞壁，B正確；雜種細(xì)胞經(jīng)脫分化和再分化培養(yǎng)可形成雜種植株，C錯誤；形成的雜種植株屬于異源四倍體，D正確。答案：C考點二動物細(xì)胞培養(yǎng)與核移植技術(shù)1．動物細(xì)胞培養(yǎng)(1)原理：細(xì)胞增殖。(2)培養(yǎng)條件①無菌、無毒的環(huán)境：對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無菌處理；添加抗生素；定期更換培養(yǎng)液以便清除代謝產(chǎn)物。②營養(yǎng)：除糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素外，還需加入血清等一些天然成分。③溫度和pH：適宜溫度為36.5±0.5_℃(哺乳動物)，pH為7.2～7.4(多數(shù)細(xì)胞)。④氣體環(huán)境eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(95%的空氣：其中O2為細(xì)胞代謝所必需的,5%的CO2：維持培養(yǎng)液的pH))(3)動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程(4)應(yīng)用：生物制品的生產(chǎn)、檢測有毒物質(zhì)、醫(yī)學(xué)研究等。2．動物細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物(1)理論基礎(chǔ)：動物體細(xì)胞核具有全能性。(2)分類：胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植。(3)基本過程(4)應(yīng)用：①加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。②保護(hù)瀕危物種。③生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。④作為異種移植的供體。⑤用于組織器官的移植。1．教材選修3P44“側(cè)欄思考題”：動物細(xì)胞培養(yǎng)時用胃蛋白酶分散細(xì)胞行嗎？為什么？提示：不可以。胃蛋白酶適于在較強的酸性條件下發(fā)揮作用，而較強的酸性條件會對貼壁細(xì)胞造成傷害。2．教材選修3P44“尋根問底”：胰蛋白酶真的不會把細(xì)胞消化掉嗎？提示：如果長時間的作用也會把細(xì)胞膜蛋白消化掉。1．肝細(xì)胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2刺激細(xì)胞呼吸。(×)2．培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細(xì)胞。(×)3．克隆培養(yǎng)法培養(yǎng)過程中多數(shù)細(xì)胞的基因型會發(fā)生改變。(×)4．二倍體細(xì)胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的。(×)5．用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用10代以內(nèi)的培養(yǎng)細(xì)胞。(√)1.關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)的兩組概念辨析(1)細(xì)胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為接觸抑制。(2)原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)①原代培養(yǎng)：細(xì)胞懸液第一次在瓶中培養(yǎng)，沒有分瓶培養(yǎng)之前的細(xì)胞培養(yǎng)。原代培養(yǎng)的細(xì)胞核型正常。②傳代培養(yǎng)：進(jìn)行分瓶后的擴大培養(yǎng)，即傳代培養(yǎng)。一般情況下，細(xì)胞傳至10～50代時，增殖會明顯減緩，甚至完全停止，部分細(xì)胞出現(xiàn)核型異常。2．植物組織培養(yǎng)與動物細(xì)胞培養(yǎng)的比較比較項目植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)理論基礎(chǔ)植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖前期處理無菌、離體無菌；用胰蛋白酶處理，使組織細(xì)胞相互分散開取材植物較幼嫩的部位或花藥等動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織培養(yǎng)基性質(zhì)固體液體培養(yǎng)基成分水、礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素、瓊脂等糖、氨基酸、無機鹽、促生長因子、微量元素、動物血清等結(jié)果最終產(chǎn)生新個體，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生大量細(xì)胞，不形成新個體，不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性相同點①都需人工條件下的無菌操作；②都需要適宜的溫度、pH等條件；③都進(jìn)行有絲分裂，都不涉及減數(shù)分裂3.動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物(1)核移植中供體動物、提供卵母細(xì)胞的動物、代孕動物和克隆動物之間的關(guān)系：克隆動物絕大部分性狀與供體動物相同，少數(shù)性狀(由線粒體DNA控制的性狀)與提供卵母細(xì)胞的動物相同，與代孕動物的性狀無遺傳關(guān)系。(2)核移植產(chǎn)生的克隆動物與提供細(xì)胞核的親本可能不同的3個原因：①克隆動物細(xì)胞質(zhì)基因來源于另一個親本，與植物組織培養(yǎng)不同(來自一個親本)，即克隆動物遺傳物質(zhì)來自兩個親本。②在發(fā)育過程中可能發(fā)生基因突變、染色體變異導(dǎo)致性狀改變。③外界環(huán)境條件的影響引起不可遺傳的變異。(3)細(xì)胞核移植技術(shù)形成重組細(xì)胞并發(fā)育成一個新個體，體現(xiàn)了細(xì)胞核的全能性而非動物細(xì)胞的全能性。(4)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。如圖為動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)胞增殖情況的變化曲線，圖中B、E兩點表示經(jīng)篩選、分裝后繼續(xù)培養(yǎng)。據(jù)圖分析：[設(shè)計意圖：考查生命觀念與科學(xué)思維](1)原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的分界點是哪個？提示：B點之前的培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)，之后的培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng)。(2)AB段和DE段繁殖速度緩慢的原因是什么？提示：AB段發(fā)生了接觸抑制；DE段細(xì)胞大部分衰老失去分裂能力。(3)E點后的細(xì)胞大多數(shù)具有異倍體核型，這樣的細(xì)胞有什么特點？提示：E點后的細(xì)胞屬于細(xì)胞系，能無限增殖。命題點1eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(以動物細(xì)胞培養(yǎng)過程為依托考查生命觀念及科學(xué)探究)))1．實驗動物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程如下圖所示，下列敘述正確的是()皮膚組織eq\o(→,\s\up7(甲))皮膚細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(乙))細(xì)胞培養(yǎng)1丙,細(xì)胞培養(yǎng)2A．應(yīng)選擇幼齡動物的皮膚組織進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)B．甲過程需要用纖維素酶和果膠酶處理C．丙過程是傳代培養(yǎng)，細(xì)胞都不能保持二倍體核型D．乙過程是原代培養(yǎng)，一般不會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象解析：應(yīng)選擇幼齡動物的皮膚組織進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)，細(xì)胞分裂能力較強，A正確；甲過程需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理，B錯誤；丙過程是傳代培養(yǎng)，傳代培養(yǎng)10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持二倍體核型，C錯誤；原代培養(yǎng)也會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象，D錯誤。答案：A2．為研究小鼠皮膚愈合機理，現(xiàn)將小鼠皮膚進(jìn)行分離培養(yǎng)，過程如圖所示。請回答有關(guān)問題：實驗小鼠eq\o(→,\s\up7(甲))皮膚組織eq\o(→,\s\up7(乙))皮膚細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(丙))培養(yǎng)細(xì)胞1eq\o(→,\s\up7(丁))培養(yǎng)細(xì)胞2(1)在對小鼠皮膚組織進(jìn)行培養(yǎng)過程中，過程甲中要對實驗小鼠進(jìn)行____________處理，過程乙必須用____________處理。(2)體外培養(yǎng)動物細(xì)胞時，通常要加入____________等天然成分，為防止細(xì)菌感染，培養(yǎng)液中應(yīng)添加____________，且還要置于含5%CO2氣體環(huán)境中，CO2的作用是_________________________________________________。(3)丁過程屬于________。在機體內(nèi)，皮膚干細(xì)胞分化成皮膚是機體細(xì)胞中________________的結(jié)果。解析：(1)離體動物細(xì)胞培養(yǎng)需要無菌、無毒的環(huán)境，因此在對小鼠皮膚組織進(jìn)行培養(yǎng)過程中，過程甲中要對實驗小鼠進(jìn)行消毒處理，過程乙必須用胰蛋白酶或者膠原蛋白酶處理，使之分散成單個細(xì)胞。(2)由于人們對細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全搞清楚，所以體外培養(yǎng)動物細(xì)胞過程中，在使用合成培養(yǎng)基時，通常要加入血清等天然成分；為防止細(xì)菌感染，培養(yǎng)液中應(yīng)添加抗生素，且還要置于含5%CO2氣體環(huán)境中，CO2的作用是維持培養(yǎng)液pH的相對穩(wěn)定。(3)丁過程屬于傳代培養(yǎng)；細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。答案：(1)消毒胰蛋白酶(2)血清抗生素維持培養(yǎng)液的pH(3)傳代培養(yǎng)基因選擇性表達(dá)(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)中兩次使用胰蛋白酶的作用有何不同？(1)提示：第一次使用胰蛋白酶處理剪碎的組織使之分散成單個細(xì)胞，第二次用胰蛋白酶的目的是使貼壁細(xì)胞從瓶壁上脫落下來，分散成單個細(xì)胞。(2)與去核卵母細(xì)胞融合的供體高產(chǎn)奶牛細(xì)胞培養(yǎng)一般不會超過10代，原因是什么？激活受體細(xì)胞除了用電刺激的方法外，還可以用什么方法？(寫兩種實際方法)(2)提示：保持細(xì)胞正常的二倍體核型；鈣離子載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等。命題點2eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(以動物體細(xì)胞核移植為依托考查生命觀念及科學(xué)探究)))3．下列關(guān)于動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物的敘述，正確的是()A．目前在實驗中，科學(xué)家可以用類似植物組織培養(yǎng)的方法獲得完整的動物個體B．體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到受體細(xì)胞之前，要先去掉受體卵細(xì)胞的核C．用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代50代以內(nèi)的細(xì)胞D．用體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物是對體細(xì)胞供體動物進(jìn)行100%的復(fù)制解析：目前在實驗中，科學(xué)家還不可以直接把動物細(xì)胞培養(yǎng)成完整的動物個體，A錯誤；體細(xì)胞核移植需要體細(xì)胞核與去核卵細(xì)胞進(jìn)行重組，B正確；用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，因為10代內(nèi)的細(xì)胞能保持正常的核型，C錯誤；體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物，并沒有對體細(xì)胞供體動物進(jìn)行100%的復(fù)制，因為還有部分遺傳物質(zhì)來自受體卵細(xì)胞的線粒體，D錯誤。答案：B4．(2018·高考全國卷Ⅲ)2018年《細(xì)胞》期刊報道，中國科學(xué)家率先成功地應(yīng)用體細(xì)胞對非人靈長類動物進(jìn)行克隆，獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”?；卮鹣铝袉栴}：(1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程，核移植是指_____________________。通過核移植方法獲得的克隆猴，與核供體相比，克隆猴體細(xì)胞的染色體數(shù)目________(填“減半”“加倍”或“不變”)。(2)哺乳動物的核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植，胚胎細(xì)胞核移植獲得克隆動物的難度________(填“大于”或“小于”)體細(xì)胞核移植，其原因是________________________________________________________________________。(3)在哺乳動物核移植的過程中，若分別以雌性個體和雄性個體的體細(xì)胞作為核供體，通常，所得到的兩個克隆動物體細(xì)胞的常染色體數(shù)目________(填“相同”或“不同”)，性染色體組合________(填“相同”或“不同”)。解析：(1)核移植是指將動物的一個細(xì)胞核，移入一個已去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，形成重組細(xì)胞。重組細(xì)胞形成的早期胚胎可移植到受體子宮內(nèi)進(jìn)一步發(fā)育，最終分娩得到克隆動物。因為染色體在細(xì)胞核中，所以克隆動物體細(xì)胞的染色體數(shù)目與提供細(xì)胞核的個體的體細(xì)胞相同。(2)由于動物的胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)全能性相對容易，而動物的體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)全能性十分困難，因此，動物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。(3)哺乳動物雌、雄個體的體細(xì)胞中，細(xì)胞核內(nèi)常染色體的數(shù)目是相同的，性染色體組合是不同的。若分別以雌性個體和雄性個體的體細(xì)胞作為核供體，則得到的克隆動物的體細(xì)胞中常染色體的數(shù)目相同，性染色體組合不同。答案：(1)將動物的一個細(xì)胞核，移入一個已去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中不變(2)小于胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)全能性相對容易(3)相同不同考點三動物細(xì)胞融合與單克隆抗體的制備1．動物細(xì)胞融合(1)概念：兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程，也稱細(xì)胞雜交。(2)條件：需要用聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒或電激等誘導(dǎo)因素。(3)原理：細(xì)胞膜的流動性。(4)結(jié)果：形成具有原來兩個或多個細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞。(5)意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等的重要手段，為制造單克隆抗體開辟了新途徑。2．單克隆抗體(1)制備過程(2)優(yōu)點：特異性強、靈敏度高，可大量制備。(3)用途：作為診斷試劑；用于治療疾病和運載藥物。1．教材選修3P52“生物技術(shù)資料卡”：病毒滅活的含義是什么？提示：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，但是并不破壞這些病原體的抗原結(jié)構(gòu)。2．教材選修3P53“文字信息”：骨髓瘤細(xì)胞就是癌細(xì)胞嗎？提示：骨髓瘤細(xì)胞是良性瘤細(xì)胞，不擴散、不轉(zhuǎn)移。1．將B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)融合，培養(yǎng)液中融合后的細(xì)胞即為雜交瘤細(xì)胞。(×)2．體細(xì)胞雜交技術(shù)可用于克隆動物和制備單克隆抗體。(×)3．動物細(xì)胞核移植的受體細(xì)胞必須是卵細(xì)胞。(×)4．克隆動物的性狀與供體動物完全相同。(×)1.植物體細(xì)胞雜交與動物細(xì)胞融合比較植物體細(xì)胞雜交動物細(xì)胞融合培養(yǎng)條件營養(yǎng)物質(zhì)(水、無機鹽、蔗糖、氨基酸和有機酸等)、激素(細(xì)胞分裂素、生長素等)及其他條件(無菌、適宜的溫度和pH等)葡萄糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素、血清等天然成分細(xì)胞融合原理細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞增殖細(xì)胞融合方法用纖維素酶、果膠酶去除細(xì)胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細(xì)胞分散成單個細(xì)胞后，誘導(dǎo)細(xì)胞融合誘導(dǎo)手段①物理法：離心、振動、電激等②化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)①物理、化學(xué)法：與植物體細(xì)胞雜交的相同②生物法：滅活的病毒結(jié)果獲得雜種植株獲得雜種細(xì)胞，以生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)品用途克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙制備單克隆抗體、病毒疫苗、干擾素等2.單克隆抗體制備過程中兩次篩選分析項目第一次篩選第二次篩選篩選原因誘導(dǎo)融合后會得到多種雜交細(xì)胞，另外還有未融合的細(xì)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(xì)胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細(xì)胞篩選方法用特定的選擇培養(yǎng)基篩選：未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞(“BB”細(xì)胞、“瘤瘤”細(xì)胞)都會死亡，只有融合的雜交瘤細(xì)胞(“B瘤”細(xì)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(xì)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(xì)胞群篩選目的得到雜交瘤細(xì)胞得到能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞1．圖中a、b分別為骨髄瘤細(xì)胞和已免疫的B淋巴細(xì)胞，圖2為單克隆抗體制備流程(順序已被打亂)。請思考：[設(shè)計意圖：考查生命觀念與科學(xué)思維](1)針對圖1為了能充分發(fā)揮圖中兩種細(xì)胞各自的特點，經(jīng)特殊處理，在促細(xì)胞融合因子的作用下，兩種細(xì)胞發(fā)生融合，形成圖中的d細(xì)胞，d細(xì)胞的特點是________________________________。由d細(xì)胞產(chǎn)生的抗體與普通血清抗體相比較，具有________________________等特點。提示：既能無限增殖，又能產(chǎn)生特定的抗體特異性強、靈敏度高，并能大量制備(2)圖2中B注射的物質(zhì)是什么？其目的是什么？提示：特定抗原；刺激機體產(chǎn)生免疫反應(yīng)。(3)在獲取C細(xì)胞時，曾篩選淘汰了哪些細(xì)胞？提示：未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞(“BB”細(xì)胞、“瘤瘤”細(xì)胞)都會被淘汰，只有融合的雜交瘤細(xì)胞(“B瘤”細(xì)胞)才能生長。(4)請用箭頭把代表各圖解的字母按單克隆抗體制備過程的順序連接起來。提示：2．據(jù)報道，科學(xué)家從某些無限增殖細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中分離出了無限增殖調(diào)控基因(prG)，該基因能激發(fā)動物細(xì)胞分裂，這為單克隆抗體的制備提供了更多的思路。請據(jù)此設(shè)計兩種制備單克隆抗體的新思路。[設(shè)計意圖：考查科學(xué)思維與科學(xué)探究]提示：通過基因工程向漿細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)入prG，并讓其表達(dá)；將漿細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核的無限增殖細(xì)胞中進(jìn)行培養(yǎng)。命題點1eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(以細(xì)胞融合為依托考查生命觀念與科學(xué)思維)))1．下面對動物細(xì)胞融合技術(shù)及意義的敘述，不合理的是()A．動物細(xì)胞融合是指兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個單核細(xì)胞的過程B．動物細(xì)胞融合通過克服遠(yuǎn)緣雜交不親和來獲得新物種C．雜交瘤技術(shù)是在細(xì)胞融合技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的D．滅活的病毒可以誘導(dǎo)細(xì)胞融合，和病毒表面的糖蛋白有關(guān)解析：動物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，是指兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程，A正確；動物細(xì)胞融合后由于不能表現(xiàn)全能性，所以不能獲得新物種，B錯誤；雜交瘤技術(shù)是在細(xì)胞融合技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，C正確；滅活的病毒可以誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合，這與病毒表面的糖蛋白有關(guān)，D正確。答案：B2．(2020·新高考海南卷)將人細(xì)胞與小鼠細(xì)胞融合得到的人—鼠雜種細(xì)胞進(jìn)行長期培養(yǎng)，雜種細(xì)胞隨機丟失一部分人的染色體后，染色體數(shù)目會保持穩(wěn)定。選取三種雜種細(xì)胞，對編碼人的芳烴羥化酶(AHH)和磷酸甘油酸激酶(PGK)的基因進(jìn)行染色體定位研究，結(jié)果如表(“＋”表示有，“－”表示無)。雜種細(xì)胞人的染色體AHHPGK2號11號17號X甲－＋－＋－＋乙＋＋－－＋－丙－＋＋＋－＋下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．聚乙二醇可誘導(dǎo)人細(xì)胞與小鼠細(xì)胞融合B．培養(yǎng)雜種細(xì)胞時，通常需在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素C．編碼AHH的基因在11號染色體上D．編碼PGK的基因在X染色體上解析：聚乙二醇是誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的常用化學(xué)試劑，A正確；培養(yǎng)雜種細(xì)胞時，通常需在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素以防止雜菌污染，B正確；由表中信息可知，編碼AHH的基因在2號染色體上，編碼PGK的基因在X染色體上，C錯誤，D正確。答案：C命題點2eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(以單克隆抗體的制備為依托考查科學(xué)思維與科學(xué)探究)))3．甘草酸是中藥甘草中的主要活性成分。為了快速檢測甘草酸，科研人員利用細(xì)胞工程技術(shù)制備了抗甘草酸的單克隆抗體，其基本操作過程如圖。相關(guān)敘述正確的是()A．過程①注射相應(yīng)抗原后應(yīng)立即從小鼠脾臟中提取細(xì)胞甲B．過程②誘導(dǎo)細(xì)胞融合，利用了細(xì)胞膜的選擇透過性C．過程③④的篩選方法相同，細(xì)胞丙、丁遺傳物質(zhì)相同D．過程