2025屆高考生物一輪復(fù)習(xí)現(xiàn)代生物科技專題第2講細(xì)胞工程教案新人教版選修3

PAGE18-第2講細(xì)胞工程1.植物的組織培育(Ⅱ)2.動(dòng)物細(xì)胞培育與體細(xì)胞克隆(Ⅱ)3.細(xì)胞融合與單克隆抗體(Ⅱ)1.細(xì)胞全能性的物質(zhì)基礎(chǔ)，生物生長(zhǎng)的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)等(生命觀念)2.植物細(xì)胞工程的基本操作流程及單克隆抗體的制備過程示意圖等(科學(xué)思維)3.植物細(xì)胞工程的應(yīng)用等(科學(xué)探究)考點(diǎn)一植物細(xì)胞工程技術(shù)及其應(yīng)用1．細(xì)胞工程的概念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(gè)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)，供應(yīng)肯定的養(yǎng)分、激素和其他相宜的外界條件。3．植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)(1)植物組織培育技術(shù)①理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞具有全能性。②基本過程eq\x(外植體)eq\o(→,\s\up10(脫分化))eq\x(愈傷組織)eq\o(→,\s\up10(再分化))eq\x(胚狀體或叢芽)eq\o(→,\s\up10(發(fā)育))eq\x(植株)③培育條件a．無菌：培育基滅菌、培育材料和培育器械消毒。b．固體培育基：大多由無機(jī)養(yǎng)分成分、有機(jī)養(yǎng)分成分、激素、瓊脂四部分組成。c．光照：脫分化階段不須要光照。d．激素調(diào)控：培育基中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例調(diào)控組織培育進(jìn)程。(2)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，在肯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原理：體細(xì)胞雜交利用了細(xì)胞膜的流淌性，雜種細(xì)胞培育成雜種植株利用了植物細(xì)胞的全能性。③過程④意義：克服不同種生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙、獲得雜種植株。4．植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用(1)植物繁殖的新途徑①微型繁殖：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培育技術(shù)。②作物脫毒：選取作物莖尖、根尖等無毒組織進(jìn)行組織培育，獲得脫毒苗的技術(shù)。③人工種子：以植物組織培育得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子，可以解決某些植物牢固率低、繁殖困難的問題。(2)作物新品種的培育：?jiǎn)伪扼w育種和突變體的利用。(3)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：即利用植物組織培育技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料和生物堿等。1．激素比例與細(xì)胞分裂分化的關(guān)系(1)適當(dāng)提高生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比例簡(jiǎn)潔生根。(2)適當(dāng)提高細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素的比例簡(jiǎn)潔生芽。(3)比例適中誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織。如圖所示：2．植物體細(xì)胞雜交后的遺傳物質(zhì)分析(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(gè)染色體組就稱為幾倍體。③若一植物細(xì)胞含有2x條染色體，2個(gè)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(gè)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)胞中染色體數(shù)為(2x＋2y)條，4個(gè)染色體組，基因型為AabbccDd。3．對(duì)不同物種植物體細(xì)胞雜交和有性雜交的比較(1)結(jié)果不同①體細(xì)胞雜交：不管染色體數(shù)、基因組還是染色體組都采納干脆相加。②植物有性雜交：先減半再相加。(2)適用的定律不同①有性生殖過程中符合孟德爾遺傳定律。②植物體細(xì)胞雜交：屬于無性生殖，不符合孟德爾遺傳定律。1．探討人員選取番茄葉片進(jìn)行植物組織培育，制備人工種子，嘗試?yán)眉^及簡(jiǎn)潔的文字寫出其制備流程圖。提示：番茄葉片→葉組織塊eq\o(→,\s\up10(脫分化))愈傷組織eq\o(→,\s\up10(再分化))有生根發(fā)芽實(shí)力的胚狀體結(jié)構(gòu)eq\o(→,\s\up10(細(xì)胞的分裂與分化))人工種子。2．結(jié)合誘變育種從細(xì)胞工程的角度動(dòng)身，簡(jiǎn)述一種培育抗寒香蕉品種的方法及步驟。提示：體細(xì)胞誘變育種。利用誘變劑等方法使香蕉離體培育細(xì)胞發(fā)生基因突變，再利用植物組織培育技術(shù)發(fā)育成完整植株，然后篩選培育出抗寒品種。3．某探討小組不慎做出圖中A、B、C所示的不同的培育結(jié)果，試分析該不同結(jié)果出現(xiàn)的主要緣由。ABC提示：不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由于細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素的濃度比例不同。當(dāng)培育基中加入的細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素濃度比值等于1時(shí)，誘導(dǎo)形成愈傷組織，如A瓶；當(dāng)培育基中加入的細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素濃度比值大于1時(shí)，誘導(dǎo)愈傷組織形成芽，如B瓶；當(dāng)培育基中加入的細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素濃度比值小于1時(shí)，誘導(dǎo)愈傷組織形成根，如C瓶。植物組織培育過程分析1．(2024·安徽省黃山市高三質(zhì)檢)紫杉醇是從紅豆杉樹皮中提取的高效抗癌物質(zhì)，細(xì)胞培育生產(chǎn)紫杉醇是擴(kuò)大紫杉醇來源的重要途徑。如圖為三種紅豆杉細(xì)胞培育過程中細(xì)胞數(shù)量與紫杉醇產(chǎn)量的數(shù)據(jù)圖。(1)以南方紅豆杉葉為原料獲得生產(chǎn)紫杉醇的愈傷組織須要通過細(xì)胞的________，愈傷組織細(xì)胞具有較強(qiáng)的________實(shí)力。這一技術(shù)的勝利實(shí)現(xiàn)了組織培育技術(shù)在一個(gè)重要領(lǐng)域的應(yīng)用，即__________________________________。(2)對(duì)比分析兩個(gè)曲線圖可知：培育后期紫杉醇產(chǎn)量出現(xiàn)下降的緣由可能是________________________；在培育過程中，要不斷通入無菌空氣并進(jìn)行攪拌，其目的是___________________________(答出三點(diǎn)即可)；與傳統(tǒng)方法獲得紫杉醇相比，利用植物組織培育技術(shù)生產(chǎn)紫杉醇，具有____________________________等優(yōu)點(diǎn)(答出兩點(diǎn)即可)。(3)植物生長(zhǎng)調(diào)整劑在組織培育中具有極其重要的作用，其中赤霉素類植物生長(zhǎng)調(diào)整劑的主要作用是____________________。[解析](1)以南方紅豆杉葉為原料獲得生產(chǎn)紫杉醇的愈傷組織須要通過細(xì)胞的脫分化產(chǎn)生，愈傷組織細(xì)胞具有較強(qiáng)的分裂分化實(shí)力。這一技術(shù)的勝利實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。(2)對(duì)比分析兩個(gè)曲線圖可知：培育后期，培育的細(xì)胞數(shù)量最少，同時(shí)隨著培育時(shí)間的延長(zhǎng)，某些代謝產(chǎn)物積累等導(dǎo)致紫杉醇產(chǎn)量下降。植物細(xì)胞培育過程須要足夠的氧氣，因此，在培育過程中，要不斷通入無菌空氣并進(jìn)行攪拌，其目的是防止微生物污染，保證O2供應(yīng)足夠，使細(xì)胞與培育液充分接觸。與傳統(tǒng)方法獲得紫杉醇相比，利用植物組織培育技術(shù)生產(chǎn)紫杉醇，具有產(chǎn)量高、節(jié)約資源、愛護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。(3)赤霉素類植物生長(zhǎng)調(diào)整劑的主要作用是促進(jìn)培育細(xì)胞的伸長(zhǎng)。[答案](1)脫分化分裂分化細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)(2)培育的細(xì)胞數(shù)量最少、某些代謝產(chǎn)物積累等防止微生物污染，保證氧氣供應(yīng)足夠，使細(xì)胞與培育液充分接觸產(chǎn)量高、節(jié)約資源、愛護(hù)環(huán)境(3)促進(jìn)培育細(xì)胞的伸長(zhǎng)2．如圖中①②③代表通過植物組織培育技術(shù)培育新植株的三條途徑，請(qǐng)回答下列問題：(1)外植體a、b、c來自同一植株的不同部位，它們的全能性表達(dá)程度________(填“一般相同”或“一般不同”)。(2)將含B1的試管放在搖床上，在肯定的條件下，通過________培育可以分散成單細(xì)胞。這種單細(xì)胞往往細(xì)胞質(zhì)豐富、液泡小而細(xì)胞核大，這種細(xì)胞發(fā)育成的B3稱為________。(3)不同來源的C1可通過________將它們的遺傳物質(zhì)重新組合，再通過對(duì)重組細(xì)胞進(jìn)行培育，獲得具有特定性狀的新植株。(4)通過大量培育特定細(xì)胞系，可以實(shí)現(xiàn)能產(chǎn)生重要________(如某些中藥)的細(xì)胞的大量克隆和產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)。(5)植物細(xì)胞在培育過程中往往會(huì)發(fā)生________，在培育基中加入________可誘發(fā)和篩選抗鹽突變體。[解析](1)外植體a、b、c來自同種植株，由于不同細(xì)胞的分化程度不同，因此植株A、B、C中的細(xì)胞全能性表達(dá)程度一般不同。(2)途徑②中用到搖床，因此須要用液體培育基。將含B1的試管放在搖床上，通過液體懸浮培育可以分散成單細(xì)胞。這些細(xì)胞質(zhì)豐富、液泡小而細(xì)胞核大等特征的細(xì)胞再分化成為胚狀體。(3)C1已經(jīng)去除了細(xì)胞壁，可以通過原生質(zhì)體融合將不同來源的C1的遺傳物質(zhì)重新組合。(4)通過大量培育特定細(xì)胞系，可以實(shí)現(xiàn)能產(chǎn)生重要次生代謝產(chǎn)物(如某些中藥)的細(xì)胞的大量克隆和產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)。(5)植物細(xì)胞在培育過程中往往會(huì)發(fā)生變異(基因突變、染色體變異)，在培育基中加入不同濃度的NaCl可誘發(fā)和篩選抗鹽突變體。[答案](1)一般不同(2)液體懸浮胚狀體(3)原生質(zhì)體融合(4)次生代謝產(chǎn)物(5)變異不同濃度的NaCl植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及應(yīng)用3．(2024·云南省曲靖一中高三模擬)通過細(xì)胞工程技術(shù)，利用甲、乙兩種植物的各自優(yōu)勢(shì)(甲耐鹽、乙高產(chǎn))，培育高產(chǎn)耐鹽的雜種植株。請(qǐng)完善下列試驗(yàn)流程并回答問題：(1)A是________酶，B是________。D是具有耐鹽優(yōu)良性狀的幼芽，D長(zhǎng)成的幼苗須要選擇的緣由________________________________________________________________________________________________________________。(2)由C形成植株的過程利用了____________技術(shù)，形成愈傷組織須要經(jīng)過________過程，愈傷組織再分化形成幼苗，整個(gè)培育過程要在________的條件下進(jìn)行。(3)植物體細(xì)胞融合勝利的標(biāo)記是________________。目前，植物體細(xì)胞雜交還存在很多問題沒有解決，如____________________，盡管如此，這項(xiàng)新技術(shù)在克服__________________________________障礙等方面取得的重大突破還是震撼人心的。(4)已知甲、乙植物分別為四倍體、二倍體，則“甲—乙植株”屬于________倍體植株。[解析](1)植物細(xì)胞壁的成分為纖維素和果膠，因此A過程用到纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁；B是甲、乙兩個(gè)原生質(zhì)體經(jīng)過融合產(chǎn)生的，所以B是融合的原生質(zhì)體。D是具有耐鹽優(yōu)良性狀的幼芽，D長(zhǎng)成后有耐鹽高產(chǎn)和耐鹽不高產(chǎn)兩種，所以要進(jìn)行選擇。(2)由雜種細(xì)胞形成植株的過程利用植物組織培育技術(shù)；形成愈傷組織須要經(jīng)過脫分化過程；整個(gè)過程都要在無菌條件下進(jìn)行。(3)再生細(xì)胞壁的形成標(biāo)記著細(xì)胞融合的勝利，這意味著兩個(gè)融合的原生質(zhì)體重新構(gòu)成了一個(gè)植物細(xì)胞；植物體細(xì)胞雜交的優(yōu)點(diǎn)是克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙；不足之處是不能依據(jù)人的意愿表達(dá)兩個(gè)親本的性狀。(4)由于該項(xiàng)技術(shù)僅僅是對(duì)兩個(gè)原生質(zhì)體進(jìn)行了融合，那么原來的兩個(gè)細(xì)胞中的染色體組進(jìn)行了簡(jiǎn)潔的加和過程，即有6個(gè)染色體組，所以形成的植株為六倍體。[答案](1)纖維素酶和果膠融合的原生質(zhì)體并非每個(gè)細(xì)胞都能表達(dá)出耐鹽性狀(2)植物組織培育脫分化無菌(3)再生出新的細(xì)胞壁不能依據(jù)人的意愿表達(dá)兩個(gè)親本的性狀遠(yuǎn)緣雜交不親和(4)六4．如圖為科研人員用兩種方法繁殖苗木的示意圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)③④過程中常用到的激素有__________________________。③④⑤中不須要進(jìn)行光照的是過程________________。(2)通過甲、乙兩種途徑獲得的B、C植株的遺傳性狀與A相同，緣由是____________________________________。(3)某同學(xué)認(rèn)為甲途徑中的①過程包含了乙途徑中的③④過程，你認(rèn)為此說法________(填“正確”或“不正確”)，緣由是________________________。(4)人工種子中的a、b、c分別相當(dāng)于自然種子中的________。(5)若對(duì)優(yōu)質(zhì)葡萄進(jìn)行擴(kuò)大種植，宜采納的繁殖方式是________(填“甲”或“乙”)途徑；若對(duì)稀有的寶貴花卉進(jìn)行擴(kuò)大種植，宜采納的繁殖方式是________(填“甲”或“乙”)途徑。[解析]甲途徑為枝條的扦插繁殖，在插條的下端生出不定根，枝條上的側(cè)芽發(fā)育為主枝，即可得到完整植株。由于整段枝條沒有脫分化轉(zhuǎn)變?yōu)橛鷤M織，因此途徑甲不包括③過程。利用扦插的方法繁殖后代簡(jiǎn)便易行，并且扦插的葡萄枝條很簡(jiǎn)潔成活；稀有的寶貴花卉不適用扦插方法，因?yàn)槟塬@得的枝條很少，因此可取很小一部分組織進(jìn)行組織培育，以獲得大量后代。[答案](1)生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素③(2)都是A經(jīng)過無性生殖得到的(3)不正確③④分別為脫分化、再分化過程，而①過程中的扦插枝條并沒有脫分化變成愈傷組織(4)種皮、胚、胚乳(5)甲乙考點(diǎn)二動(dòng)物細(xì)胞工程1．動(dòng)物細(xì)胞培育——?jiǎng)游锛?xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)(1)原理：細(xì)胞增殖。(2)過程(3)培育條件①無菌、無毒環(huán)境eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(培育液和培育用具進(jìn)行無菌處理,培育過程加抗生素,定期更換培育液，清除代謝產(chǎn)物))②養(yǎng)分：除糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無機(jī)鹽、微量元素之外通常還需加入血清、血漿等一些自然成分。③相宜的溫度：36.5°C±0.5℃，相宜的pH：7.2～7.4。④氣體環(huán)境eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(95%的空氣：其中O2為細(xì)胞代謝必需,5%的CO2：維持培育液的pH))(4)應(yīng)用①生產(chǎn)生物制品；②用于基因工程；③用于檢測(cè)有毒物質(zhì)；④用于生理、病理、藥理等方面的探討。2．動(dòng)物細(xì)胞核移植(1)理論基礎(chǔ)：動(dòng)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愛護(hù)瀕危物種。③生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。④作為異種移植的供體。3．動(dòng)物細(xì)胞融合(1)原理：細(xì)胞膜的流淌性。(2)融合方法：聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒、電刺激等。(3)意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能，也為制造單克隆抗體開拓了新途徑。4．單克隆抗體制備(1)單克隆抗體制備過程(2)單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)：特異性強(qiáng)、靈敏度高、可大量制備。(3)單克隆抗體的應(yīng)用：作為診斷試劑；制成“生物導(dǎo)彈”；用于治療疾病和運(yùn)載藥物。1．動(dòng)物細(xì)胞培育和核移植時(shí)留意的五個(gè)問題(1)在分散細(xì)胞時(shí)，需用胰蛋白酶分散細(xì)胞，不能用胃蛋白酶，因?yàn)槲傅鞍酌缸饔玫南嘁藀H約為1.8，胰蛋白酶作用的相宜pH為7.2～7.8，而多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞培育的相宜pH為7.2～7.4。(2)取供體動(dòng)物的體細(xì)胞培育，一般選用10代以內(nèi)的細(xì)胞，因?yàn)?0代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。(3)克隆動(dòng)物是由重組的細(xì)胞經(jīng)培育而來的，該重組細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基因來源于受體細(xì)胞，細(xì)胞核基因來源于供應(yīng)細(xì)胞核的親本，其遺傳物質(zhì)來自兩個(gè)親本。(4)克隆動(dòng)物絕大部分性狀與供體動(dòng)物相同，少數(shù)性狀與供應(yīng)去核卵母細(xì)胞的動(dòng)物相同，與代孕動(dòng)物的性狀無遺傳關(guān)系。(5)從生殖方式的角度看，動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)(克隆)屬于無性生殖，重組細(xì)胞相當(dāng)于受精卵，須要?jiǎng)游锛?xì)胞培育和胚胎工程技術(shù)的支持。2．動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合植物體細(xì)胞雜交原理細(xì)胞膜的流淌性、細(xì)胞增殖細(xì)胞膜的流淌性、細(xì)胞的全能性方法步驟分散成單個(gè)細(xì)胞后誘導(dǎo)融合篩選培育酶解法去除細(xì)胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，再生細(xì)胞壁后形成雜種細(xì)胞，經(jīng)植物組織培育成雜種植株誘導(dǎo)方法物理方法、化學(xué)方法、生物方法物理方法、化學(xué)方法結(jié)果形成雜交細(xì)胞形成雜種植株用途或意義突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。制備單克隆抗體克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。培育植物新品種3.單克隆抗體制備過程的關(guān)鍵分析(1)對(duì)動(dòng)物免疫的緣由：B淋巴細(xì)胞要經(jīng)過免疫過程，即接觸抗原，增殖分化為有特異性免疫功能的B淋巴細(xì)胞，才能產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，所以與骨髓瘤細(xì)胞融合的B淋巴細(xì)胞事實(shí)上是漿細(xì)胞。(2)雜交瘤細(xì)胞具備雙親的遺傳物質(zhì)，不僅具有漿細(xì)胞產(chǎn)生特異性抗體的實(shí)力，還具有骨髓瘤細(xì)胞在體外培育條件下大量增殖的實(shí)力，可以克服單純B淋巴細(xì)胞不能無限增殖的缺點(diǎn)，而大量生產(chǎn)單克隆抗體。1．多發(fā)性硬化癥是一種由纖維蛋白滲入大腦引發(fā)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病?？蒲腥藛T將纖維蛋白作為抗原注射到小鼠體內(nèi)，并利用該小鼠制備了抗纖維蛋白的單克隆抗體(5B8)，請(qǐng)寫出制備的基本技術(shù)流程。提示：注射了纖維蛋白的小鼠脾臟中獲得的B細(xì)胞與小鼠的骨髓瘤細(xì)胞融合獲得雜交細(xì)胞；用特定的選擇培育基進(jìn)行篩選；對(duì)雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行克隆和抗體檢測(cè)；在體外環(huán)境或小鼠腹腔內(nèi)，培育篩選后獲得的雜交瘤細(xì)胞；從細(xì)胞培育液或小鼠腹水中提取單克隆抗體5B8。2．動(dòng)物細(xì)胞體外培育時(shí)，通常要在培育基中補(bǔ)充肯定濃度的某些物質(zhì)。如圖是血清對(duì)正常細(xì)胞和癌細(xì)胞培育影響的試驗(yàn)結(jié)果。血清對(duì)正常細(xì)胞和癌細(xì)胞培育的影響寫出從該圖供應(yīng)的信息可以獲得的正確結(jié)論。(寫出三點(diǎn))提示：(1)有無血清對(duì)正常細(xì)胞培育的影響不同。(2)培育基中補(bǔ)充血清有助于正常細(xì)胞的培育。(3)培育基中是否補(bǔ)充血清對(duì)癌細(xì)胞的培育影響不大。動(dòng)物細(xì)胞培育過程及所需條件1．(2024·河南省名校高三模擬)2019年11月18日上午，中國(guó)誕生了第一塊“人造肉”，即“細(xì)胞培育肉”。如圖是“細(xì)胞培育肉”生物制造流程圖，請(qǐng)結(jié)合所學(xué)學(xué)問回答下列問題：(1)生物制造“細(xì)胞培育肉”的第一步，就是要獲得肌肉干細(xì)胞，所謂的“干細(xì)胞”，是指動(dòng)物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有________實(shí)力的細(xì)胞。(2)“細(xì)胞培育肉”生物制造的關(guān)鍵技術(shù)是動(dòng)物細(xì)胞培育技術(shù)。①進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培育時(shí)，須要用________酶將從動(dòng)物體內(nèi)取出的組織塊分散成單個(gè)細(xì)胞。在相宜環(huán)境中培育，細(xì)胞懸液中的細(xì)胞很快貼附在瓶壁上，稱為________。②在相宜條件下，培育瓶中的細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，數(shù)量不斷增多，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的________。(3)一般的動(dòng)物細(xì)胞培育須要向培育基中添加肯定量的血清，以保證________；還須要添加肯定量的抗生素，以防_______________。但從食品平安的角度考慮，在生物制造“細(xì)胞培育肉”時(shí)，這兩種成分均不能添加。(4)“細(xì)胞培育肉”生物制造過程中，肌肉細(xì)胞培育須要利用合適的支架體系，請(qǐng)推想其緣由：__________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)動(dòng)物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化實(shí)力的細(xì)胞，這些細(xì)胞叫作干細(xì)胞。(2)①胰蛋白酶或膠原蛋白酶可以將組織分散成單個(gè)細(xì)胞，進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培育時(shí)，可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶將從動(dòng)物體內(nèi)取出的組織塊分散成單個(gè)細(xì)胞。在相宜環(huán)境中培育，細(xì)胞懸液中的細(xì)胞很快貼附在瓶壁上，稱為貼壁生長(zhǎng)。②當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。(3)一般的動(dòng)物細(xì)胞培育須要向培育基中添加肯定量的血清，以保證細(xì)胞順當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)增殖；還須要添加肯定量的抗生素，以防培育過程中被污染。(4)“細(xì)胞培育肉”最終目標(biāo)是要得到類似于從動(dòng)物組織中取得的“肌肉”，這就要求細(xì)胞生長(zhǎng)的環(huán)境也跟體內(nèi)肌肉生長(zhǎng)環(huán)境類似。所以采納支架體系主要就是模擬體內(nèi)肌肉生長(zhǎng)環(huán)境，協(xié)助形成細(xì)胞組織的三維結(jié)構(gòu)。[答案](1)分裂和分化(2)胰蛋白酶或膠原蛋白貼壁生長(zhǎng)接觸抑制(3)細(xì)胞順當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)增殖培育過程中被污染(4)模擬體內(nèi)肌肉生長(zhǎng)環(huán)境，協(xié)助形成細(xì)胞組織的三維結(jié)構(gòu)細(xì)胞核移植技術(shù)及應(yīng)用2．2018年1月25日，中科院神經(jīng)科學(xué)探討所探討團(tuán)隊(duì)利用類似克隆羊“多莉”的體細(xì)胞克隆技術(shù)克隆的獼猴“中中”和“華華”，登上了全球頂尖學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》的封面，該成果標(biāo)記著中國(guó)領(lǐng)先開啟了以體細(xì)胞克隆猴作為試驗(yàn)動(dòng)物模型的新時(shí)代。如圖是體細(xì)胞克隆猴的技術(shù)流程圖，請(qǐng)據(jù)圖回答問題。(1)圖中選擇獼猴胚胎期而非成年期的成纖維細(xì)胞進(jìn)行培育，其緣由是__________________________________________。剛放入培育瓶中的細(xì)胞沉降到瓶底部后首先會(huì)出現(xiàn)________現(xiàn)象。每一次傳代培育時(shí)，常利用________酶消化處理，制成細(xì)胞懸液后轉(zhuǎn)入到新的培育瓶中。(2)圖示過程涉及的主要技術(shù)有__________________(答出三點(diǎn)即可)。以體細(xì)胞克隆猴作為試驗(yàn)動(dòng)物模型的顯著優(yōu)勢(shì)之一是同一批克隆猴群的遺傳背景相同，圖中克隆猴的遺傳物質(zhì)主要來自____________。(3)圖中步驟①是克隆猴的技術(shù)難點(diǎn)之一，須要將卵母細(xì)胞培育到________后進(jìn)行去核操作，而后用________方法激活受體細(xì)胞，使其完成分裂和發(fā)育。(4)體細(xì)胞克隆猴的另外一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)是猴的體細(xì)胞克隆胚胎發(fā)育差。科學(xué)家發(fā)覺，胚胎發(fā)育障礙與克隆胚胎基因組上大量組蛋白的甲基化親密相關(guān)。由此推想，圖中Kdm4dmRNA翻譯產(chǎn)生的酶的作用是________________________。[解析](1)由于胚胎成纖維細(xì)胞增殖實(shí)力更強(qiáng)，更易于培育，因此在進(jìn)行核移植時(shí)，通常選擇胚胎期的成纖維細(xì)胞進(jìn)行培育。動(dòng)物細(xì)胞培育過程中常出現(xiàn)貼壁生長(zhǎng)和接觸抑制的特點(diǎn)，因此剛放入培育瓶中的細(xì)胞沉降到瓶底部后首先會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞貼壁現(xiàn)象。進(jìn)行傳代培育時(shí)，常利用胰蛋白酶消化處理，制成細(xì)胞懸液后轉(zhuǎn)入到新的培育瓶中。(2)圖示過程涉及的主要技術(shù)有動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)、早期胚胎培育技術(shù)(或動(dòng)物細(xì)胞培育技術(shù))、胚胎移植技術(shù)。圖中克隆猴是成纖維細(xì)胞的細(xì)胞核移入卵母細(xì)胞，獲得重組細(xì)胞，經(jīng)過細(xì)胞培育獲得早期胚胎，然后經(jīng)過胚胎移植獲得的，因此其遺傳物質(zhì)主要來自成纖維細(xì)胞的細(xì)胞核。(3)圖中步驟①體細(xì)胞核移植是克隆猴的技術(shù)難點(diǎn)之一，其詳細(xì)操作為，首先須要將卵母細(xì)胞培育到減數(shù)其次次分裂中期(MⅡ中期)后進(jìn)行去核操作，而后用物理或化學(xué)方法激活受體細(xì)胞，使其完成分裂和發(fā)育。(4)由于胚胎發(fā)育障礙與克隆胚胎基因組上大量組蛋白的甲基化親密相關(guān)，為了使胚胎順當(dāng)發(fā)育，須要對(duì)組蛋白進(jìn)行去甲基化操作，因此可推知圖中Kdm4dmRNA翻譯產(chǎn)生的酶的作用是催化組蛋白的去甲基化。[答案](1)胚胎成纖維細(xì)胞增殖實(shí)力更強(qiáng)，更易于培育細(xì)胞貼壁胰蛋白(2)動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)(或體細(xì)胞核移植技術(shù))、早期胚胎培育技術(shù)(或動(dòng)物細(xì)胞培育技術(shù))、胚胎移植技術(shù)成纖維細(xì)胞的細(xì)胞核(3)減數(shù)其次次分裂中期(MⅡ中期)物理或化學(xué)(4)催化組蛋白的去甲基化動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)及單克隆抗體的制備3．(2024·福建省龍巖市高三質(zhì)檢)新型冠狀病毒和SARS病毒都會(huì)造成肺炎。如圖是SARS－CoVS蛋白特異性單克隆抗體的制備過程?；卮鹣铝袉栴}：(1)若只考慮細(xì)胞兩兩融合，圖中甲理論上有________種。(2)已知細(xì)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。鼠的淋巴細(xì)胞有上述兩種途徑，但一般不分裂增殖；鼠的骨髓瘤細(xì)胞中盡管沒有S途徑，但能不斷分裂增殖。依據(jù)該原理，在含甲的混合培育液中添加氨基嘌呤________(填“能”或“不能”)篩選出A，緣由是_______________________________________________________________________________________。(3)在SARS－CoVS蛋白特異性單克隆抗體的制備過程中，須要用到動(dòng)物細(xì)胞培育和動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)。一般來說，動(dòng)物細(xì)胞培育須要的條件有____________________________________(至少答出兩點(diǎn))；誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法有______________________(至少答出兩種)。(4)SARS－CoVS蛋白單克隆抗體________(填“能”或“不能”)對(duì)新型冠狀病毒發(fā)揮作用，理由是____________________。[解析](1)只考慮細(xì)胞兩兩融合，甲理論上有3種融合細(xì)胞，包括兩個(gè)骨髓瘤細(xì)胞融合的類型，兩個(gè)已免疫的B細(xì)胞融合的類型，一個(gè)骨髓瘤細(xì)胞與一個(gè)已免疫B細(xì)胞融合的類型。(2)在含甲的混合培育液中添加氨基嘌呤后，已免疫的B細(xì)胞及其彼此融合的細(xì)胞能利用S途徑進(jìn)行DNA合成，但是無法進(jìn)行分裂增殖，骨髓瘤細(xì)胞的D合成途徑被阻斷，所以骨髓瘤細(xì)胞及其彼此融合的細(xì)胞就不能增殖，只有骨髓瘤細(xì)胞與已免疫的B細(xì)胞融合形成雜種細(xì)胞能利用S途徑合成DNA并進(jìn)行分裂增殖從而存活下來，所以在含甲的混合培育液中添加氨基嘌呤能篩選出雜交瘤細(xì)胞A。(3)動(dòng)物細(xì)胞培育的條件包括以下幾點(diǎn)：①無毒、無菌的環(huán)境；②養(yǎng)分物質(zhì)：無機(jī)物(無機(jī)鹽、微量元素等)，有機(jī)物(糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子等)；③血清和血漿(供應(yīng)細(xì)胞生長(zhǎng)必需的養(yǎng)分成分)；④相宜的溫度和pH等；誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法有物理誘導(dǎo)法、化學(xué)試劑誘導(dǎo)法和生物誘導(dǎo)法。(4)抗體具有特異性，針對(duì)特定的病毒人體會(huì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的抗體，故相應(yīng)的SARS－CoVS蛋白單克隆抗體只會(huì)對(duì)SARS這種病毒起作用，不能對(duì)新型冠狀病毒發(fā)揮作用。[答案](1)3(2)能雜交瘤細(xì)胞D途徑被氨基嘌呤阻斷后不能合成DNA，但可通過S途徑合成DNA，不斷分裂增殖(3)無菌、無毒環(huán)境，養(yǎng)分，溫度、pH，氣體環(huán)境PEG、滅活的病毒、電激(4)不能新型冠狀病毒與SARS病毒的抗原不同，SARS－CoVS蛋白單克隆抗體只能與SARS－CoVS蛋白發(fā)生特異性結(jié)合真題體驗(yàn)|感悟高考淬煉考能1．(2024·全國(guó)卷Ⅰ)為研制抗病毒A的單克隆抗體，某同學(xué)以小鼠甲為試驗(yàn)材料設(shè)計(jì)了以下試驗(yàn)流程?；卮鹣铝袉栴}：(1)上述試驗(yàn)前必需給小鼠甲注射病毒A，該處理的目的是______________________。(2)寫出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細(xì)胞懸液的主要試驗(yàn)步驟：____________________________。(3)為了得到能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞，須要進(jìn)行篩選。圖中篩選1所采納的培育基屬于________，運(yùn)用該培育基進(jìn)行細(xì)胞培育的結(jié)果是____________。圖中篩選2含多次篩選，篩選所依據(jù)的基本原理是____________________________________。(4)若要使能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞大量增殖，可采納的方法有________(答出2點(diǎn)即可)。[解析](1)試驗(yàn)前給小鼠甲注射病毒A，其目的是刺激機(jī)體發(fā)生免疫反應(yīng)，從而產(chǎn)生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細(xì)胞。(2)制備單細(xì)胞懸液的主要試驗(yàn)步驟：從健康動(dòng)物體內(nèi)取出組織塊，剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理一段時(shí)間，這樣組織就會(huì)分散成單個(gè)細(xì)胞，然后用培育液將分散的細(xì)胞稀釋制成單細(xì)胞懸液。(3)圖中篩選1采納特定的選擇培育基，在該培育基上，未融合的細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會(huì)死亡，只有融合的雜種細(xì)胞(雜交瘤細(xì)胞)才能生存。圖中篩選2含多次篩選，利用抗原與抗體特異性結(jié)合的原理，就可獲得能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。(4)要使能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞大量增殖，可將雜交瘤細(xì)胞在體外條件下做大規(guī)模培育，或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖。[答案](1)誘導(dǎo)小鼠甲產(chǎn)生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細(xì)胞(2)取小鼠甲脾臟剪碎，用胰蛋白酶處理使其分散成單個(gè)細(xì)胞，加入培育液制成單細(xì)胞懸液(3)選擇培育基只有雜交瘤細(xì)胞能夠生存抗原與抗體的反應(yīng)具有特異性(4)將雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖；將雜交瘤細(xì)胞在體外培育2．(2024·全國(guó)卷Ⅱ)植物組織培育技術(shù)在科學(xué)探討和生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}。(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一種途徑。與常規(guī)的種子繁殖方法相比，這種微型繁殖技術(shù)的特點(diǎn)有__________________________________________________________________________(答出2點(diǎn)即可)。(2)通過組織培育技術(shù)，可把植物組織細(xì)胞培育成胚狀體，再通過人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工種子(如圖所示)，這種人工種子在相宜條件下可萌發(fā)生長(zhǎng)。人工種皮具備透氣性的作用是__________________。人工胚乳能夠?yàn)榕郀铙w生長(zhǎng)供應(yīng)所需的物質(zhì)，因此應(yīng)含有植物激素、________和________等幾類物質(zhì)。(3)用脫毒苗進(jìn)行繁殖，可以削減作物感染病毒。為了獲得脫毒苗，可以選取植物的________進(jìn)行組織培育。(4)植物組織培育技術(shù)可與基因工程技術(shù)相結(jié)合獲得轉(zhuǎn)基因植株。將含有目的基因的細(xì)胞培育成一個(gè)完整植株的基本程序是__________________________________________________________________________________________(用流程圖表示)。[解析](1)與常規(guī)的種子繁殖方法相比，植物微型繁殖技術(shù)具有能保持植物原有的遺傳特性、繁殖速度快等特點(diǎn)。(2)人工種皮具有透氣性，有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用；人工胚乳能夠?yàn)榕郀铙w生長(zhǎng)供應(yīng)植物激素、礦質(zhì)元素和糖等物質(zhì)。(3)植物分生區(qū)旁邊的病毒極少，甚至無病毒。為獲得脫毒苗，可以選取植物的莖尖進(jìn)行組織培育。(4)將含有目的基因的細(xì)胞培育成一個(gè)完整植株的基本程序是含目的基因的細(xì)胞愈傷組織小植株。[答案](1)能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快(2)有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用礦質(zhì)元素糖(3)莖尖(4)含目的基因的細(xì)胞愈傷組織小植株3．(2024·全國(guó)卷Ⅲ)培育胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。(1)利用胡蘿卜根段進(jìn)行組織培育可以形成試管苗。用分化的植物細(xì)胞可以培育成完整的植株，這是因?yàn)橹参锛?xì)胞具有__________________。(2)步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，緣由是__________________。(3)從步驟⑤到步驟⑥須要更換新的培育基，其緣由是________________________________________________________________。在新的培育基上愈傷組織通過細(xì)胞的________過程，最終可形成試管苗。(4)步驟⑥要進(jìn)行照光培育，其作用是__________________。(5)經(jīng)組織培育得到的植株，一般可保持原品種的__________，這種繁殖方式屬于________繁殖。[解析](1)分化的植物細(xì)胞可以培育成完整的植株，這是因?yàn)橹参锛?xì)胞具有全能性。(2)在本試驗(yàn)中，切取胡蘿卜塊時(shí)要切取含有形成層的部分，緣由是形成層簡(jiǎn)潔誘導(dǎo)形成愈傷組織。(3)確定植物細(xì)胞脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素的種類和比例，步驟⑤(誘導(dǎo)愈傷組織形成)和步驟⑥(誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗)所需的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例不同，故步驟⑤到步驟⑥需更換培育基。愈傷組織通過細(xì)胞的再分化過程形成試管苗。(4)步驟⑥須要光照培育，其作用是誘導(dǎo)葉綠素的形成，使試管苗能夠進(jìn)行光合作用。(5)組織培育沒有經(jīng)過兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合，因此屬于無性繁殖，組織培育得到的植株保持了原品種的遺傳特性。[答案](1)全能性(或形成完整植株所需的全部基因)(2)形成層簡(jiǎn)潔誘導(dǎo)形成愈傷組織(3)誘導(dǎo)愈傷組織形成和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗所需的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例不同分化(或再分化)(4)誘導(dǎo)葉綠素的形成，使試管苗能夠進(jìn)行光合作用(5)遺傳特性無性4．(2024·全國(guó)卷Ⅲ)2024年《細(xì)胞》期刊報(bào)道，中國(guó)科學(xué)家領(lǐng)先勝利地應(yīng)用體細(xì)胞對(duì)非人靈長(zhǎng)類動(dòng)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(dòng)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(dòng)物的難度______(填“大于”或“小于”)體細(xì)胞核移植，其緣由是_______________________________________________________________________________________________。(3)在哺乳動(dòng)物核移植的