2024-2025學(xué)年高中生物專題歸納提升2克隆技術(shù)教案浙科版選修3

PAGEPAGE7克隆技術(shù)動物細(xì)胞培育與植物組織培育的比較比較項目植物組織培育動物細(xì)胞培育原理植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞的增殖培育基的物理性質(zhì)固體液體培育基的成分養(yǎng)分物質(zhì)、激素養(yǎng)分物質(zhì)、動物血清等培育結(jié)果培育成新的植株或組織培育成細(xì)胞系或細(xì)胞株培育的目的快速繁殖無病毒植株等獲得細(xì)胞產(chǎn)物或細(xì)胞等取材植物幼嫩部位或花藥等動物胚胎或誕生不久的幼齡動物的器官或組織其他條件均為無菌操作，須要相宜的溫度、pH等條件乳腺生物反應(yīng)器、人工種子和克隆動物均屬于生物工程的成果，下列敘述正確的是()A．三者都涉及基因工程技術(shù)B．三者都是在細(xì)胞或細(xì)胞器水平上的操作C．克隆動物屬于無性生殖范疇D．人工種子的胚狀體是由受精卵發(fā)育而成的【解析】乳腺生物反應(yīng)器采納了基因工程技術(shù)，人工種子和克隆動物都采納了細(xì)胞工程技術(shù)，克隆動物是由重組細(xì)胞發(fā)育成完整的個體，該個體并非由受精卵發(fā)育而來，因此克隆動物屬于無性生殖的范疇，人工種子的胚狀體是由植物組織培育獲得的，并非由受精卵發(fā)育而來?！敬鸢浮緾關(guān)于哺乳動物細(xì)胞體外培育的難易程度，下列表述正確的是()A．乳腺癌細(xì)胞易于乳腺細(xì)胞；胚胎細(xì)胞易于脂肪細(xì)胞B．乳腺細(xì)胞易于乳腺癌細(xì)胞；胚胎細(xì)胞易于脂肪細(xì)胞C．乳腺細(xì)胞易于乳腺癌細(xì)胞；脂肪細(xì)胞易于胚胎細(xì)胞D．乳腺癌細(xì)胞易于乳腺細(xì)胞；脂肪細(xì)胞易于胚胎細(xì)胞【解析】哺乳動物的乳腺細(xì)胞和脂肪細(xì)胞都是高度分化的細(xì)胞，體外培育難度大，乳腺癌細(xì)胞能夠惡性增殖，簡單進(jìn)行體外培育，胚胎細(xì)胞具有很強的分裂增殖實力，簡單進(jìn)行體外培育，A正確。【答案】A細(xì)胞工程與基因工程的比較1.相同點(1)均能打破物種之間的生殖隔離，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。(2)均能依據(jù)人的意愿定向改良生物性狀。2．不同點(1)原理不同：細(xì)胞工程是細(xì)胞(或細(xì)胞核)的全能性，細(xì)胞膜的流淌性及細(xì)胞增殖；基因工程是DNA分子組成、結(jié)構(gòu)和遺傳密碼的統(tǒng)一性。(2)操作水平不同：細(xì)胞工程是細(xì)胞或細(xì)胞器水平；基因工程是分子水平。(3)工具酶不同：細(xì)胞工程用到纖維素酶和果膠酶(植物體細(xì)胞雜交)或胰蛋白酶(動物細(xì)胞培育)；基因工程用到限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。(4)目的不同：細(xì)胞工程是為了變更細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品；基因工程是創(chuàng)建出人們須要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。3．聯(lián)系(1)轉(zhuǎn)基因植物的獲得離不開植物組織培育。(2)轉(zhuǎn)基因動物的培育離不開動物細(xì)胞培育。下列生物工程技術(shù)中，不屬于細(xì)胞工程的是()A．通過試管動物大量繁殖優(yōu)良動物B．利用含有人胰島素基因的大腸桿菌生產(chǎn)胰島素C．通過體細(xì)胞克隆技術(shù)培育出克隆羊D．將某人的肝癌細(xì)胞在試驗室中繁殖成一個細(xì)胞系【解析】A、C、D三項操作水平為細(xì)胞或細(xì)胞器水平，屬于細(xì)胞工程；B項操作水平為DNA分子水平，屬于基因工程?！敬鸢浮緽花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用肯定劑量的紫外線處理黑芥原生質(zhì)體可使其染色體片段化，并丟失再生實力。再利用此原生質(zhì)體作為部分遺傳物質(zhì)的供體與完整的花椰菜原生質(zhì)體融合，以獲得抗黑腐病雜種植株。流程如下圖。據(jù)圖回答下列問題：(1)過程①所需的酶是____________________。(2)過程②后，在顯微鏡下視察融合的活細(xì)胞中有供體的________存在，這一特征可作為初步篩選雜種細(xì)胞的標(biāo)記。(3)原生質(zhì)體培育液中須要加入相宜濃度的甘露醇以保持肯定的滲透壓，其作用是______________________。原生質(zhì)體經(jīng)過________再生，進(jìn)而分裂和脫分化形成愈傷組織。(4)若分析再生植株的染色體變異類型，應(yīng)剪取再生植株和________植株的根尖，通過________、________、染色和制片等過程制成裝片，然后在顯微鏡下視察比較染色體的形態(tài)和數(shù)目。(5)采納特異性引物對花椰菜和黑芥基因組DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，得到兩親本的差異性條帶，可用于雜種植株的鑒定。下圖是用該引物對雙親及再生植株1～4進(jìn)行PCR擴(kuò)增的結(jié)果。據(jù)圖推斷，再生植株1～4中肯定是雜種植株的有________。(6)對雜種植株進(jìn)行________接種試驗，可篩選出具有高抗性的雜種植株。【解析】熟記植物體細(xì)胞雜交過程，精確解讀信息是解題關(guān)鍵。(1)獲得植物細(xì)胞的原生質(zhì)體可用纖維素酶和果膠酶處理植物細(xì)胞。(2)依據(jù)題干信息可知，供體運用的是葉肉細(xì)胞的原生質(zhì)體，所以可將融合的細(xì)胞是否含葉綠體作為初步篩選雜種細(xì)胞的標(biāo)記。(3)原生質(zhì)體因沒有了細(xì)胞壁，在低滲溶液中簡單吸水漲破，加入甘露醇可保持肯定的滲透壓，以保持原生質(zhì)體的完整性。原生質(zhì)體需再生出細(xì)胞壁形成雜種細(xì)胞，然后經(jīng)分裂、脫分化形成愈傷組織。(4)若要分析再生植株的染色體變異類型，需對再生植株細(xì)胞和雙親細(xì)胞的染色體形態(tài)與數(shù)目進(jìn)行比較。植物細(xì)胞有絲分裂裝片的制作包括解離、漂洗、染色和制片四個步驟。(5)由圖可知，植株1、2、4的條帶中除了具有花椰菜的DNA片段外，還有來自黑芥的DNA片段，所以是雜種植株。(6)對雜種植株進(jìn)行病原體(黑腐病菌)接種試驗，若不患黑腐病，即為高抗性雜種植株?！敬鸢浮?1)纖維素酶和果膠酶(2)葉綠體(3)保持原生質(zhì)體完整性細(xì)胞壁(4)雙親(或花椰菜和黑芥)解離漂洗(5)1、2、4(6)黑腐病菌1．在多莉羊的克隆過程中，沒有運用的技術(shù)手段是()A．細(xì)胞培育 B．體細(xì)胞核移植C．胚胎移植 D．基因工程【解析】考查克隆羊產(chǎn)生的過程。多莉羊的培育過程是：將一只母羊(A羊)卵細(xì)胞的細(xì)胞核吸出，獲得去核卵細(xì)胞。將另一只母羊(B羊)的乳腺上皮細(xì)胞的細(xì)胞核注入到去核卵細(xì)胞中并進(jìn)行電刺激，形成一個同時含有B羊核遺傳物質(zhì)和A羊細(xì)胞質(zhì)的重組卵細(xì)胞。融合后的細(xì)胞經(jīng)過體外細(xì)胞培育形成早期胚胎，然后移植到第三只羊(C羊)的子宮中接著發(fā)育。該過程既涉及到體細(xì)胞核移植，又涉及胚胎移植，這兩項技術(shù)操作都需細(xì)胞培育作為手段。【答案】D2．植物體細(xì)胞雜交與動物細(xì)胞工程中所用技術(shù)與原理不相符的是()A．纖維素酶、果膠酶處理和胰蛋白酶處理——酶的專一性B．植物組織培育和動物細(xì)胞培育——細(xì)胞的全能性C．原生質(zhì)體融合和動物細(xì)胞融合——生物膜的流淌性D．紫草細(xì)胞培育和雜交瘤細(xì)胞的培育——細(xì)胞分裂【解析】B項中動物細(xì)胞培育利用的是細(xì)胞增殖原理，其余各項均是相符的。【答案】B3．如圖列舉了幾種植物的育種方式，據(jù)圖分析下列說法中正確的是()A．丁過程證明已經(jīng)分化的植物細(xì)胞具有全能性B．經(jīng)乙過程處理，愈傷組織發(fā)生定向的變異C．甲、丙兩種育種方式與傳統(tǒng)雜交育種相比，其優(yōu)點是能克服不同物種間遠(yuǎn)緣雜交的不親和性D．丙方式將外源目的基因?qū)胫参锛?xì)胞，只能以受精卵作為受體，因為受精卵大，簡單操作【解析】離體的植物細(xì)胞經(jīng)脫分化后可表現(xiàn)出全能性，已經(jīng)分化的細(xì)胞全能性并不能表達(dá)；經(jīng)乙處理的細(xì)胞發(fā)生了基因突變，但突變是不定向的；甲、丙過程分別采納了細(xì)胞工程技術(shù)和基因工程技術(shù)，都克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙；將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞時，常采納卵細(xì)胞和體細(xì)胞作為受體細(xì)胞?！敬鸢浮緾4．關(guān)于番茄—馬鈴薯雜種植株，下列敘述不正確的是()A．若番茄細(xì)胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯細(xì)胞含n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細(xì)胞內(nèi)含(m＋n)條染色體B．過程②結(jié)束后須要淘汰自身融合的細(xì)胞C．過程③不存在細(xì)胞分裂D．這項技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到雜種植物的培育中【解析】番茄與馬鈴薯的體細(xì)胞融合后染色體數(shù)目不會削減，應(yīng)為m＋n。由于雜種植株沒有像人們想象的那樣達(dá)到預(yù)期效果，所以還未被廣泛應(yīng)用，細(xì)胞融合后會產(chǎn)生如“馬鈴薯—馬鈴薯”“番茄—番茄”細(xì)胞，需進(jìn)行自身融合淘汰，③為雜交細(xì)胞再生細(xì)胞壁，不進(jìn)行細(xì)胞分裂?！敬鸢浮緿5．(多選)下列事實能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是()A．棉花根尖細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)形成幼苗B．單細(xì)胞的DNA在體外大量擴(kuò)增C．動物雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生單克隆抗體D．小鼠體細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)培育成小鼠【解析】細(xì)胞全能性是指已分化的細(xì)胞，仍舊具有發(fā)育成完整個體的潛能，所以推斷是否體現(xiàn)細(xì)胞全能性的依據(jù)是看其能否發(fā)育成完整個體，選項中只有A、D項符合。B項DNA的擴(kuò)增和C項雜交瘤細(xì)胞的培育分別屬于分子和細(xì)胞水平上的克隆，不能體現(xiàn)細(xì)胞全能性?！敬鸢浮緼D6．(多選)小鼠雜交瘤細(xì)胞表達(dá)的單克隆抗體用于人體試驗時易引起過敏反應(yīng)，為了克服這個缺陷，可選擇性擴(kuò)增抗體的可變區(qū)基因(目的基因)后再重組表達(dá)。下列相關(guān)敘述正確的是()A．設(shè)計擴(kuò)增目的基因的引物時不必考慮表達(dá)載體的序列B．用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時不必知道基因的全部序列C．PCR體系中肯定要添加從受體細(xì)胞中提取的DNA聚合酶D．肯定要依據(jù)目的基因編碼產(chǎn)物的特性選擇合適的受體細(xì)胞【解析】設(shè)計引物時應(yīng)當(dāng)考慮需擴(kuò)增的目的基因與載體兩端的序列進(jìn)行互補配對，A項錯誤；利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因只須要知道基因兩端的序列，據(jù)此設(shè)計合適的引物即可，不必知道基因的全部序列，B項正確；PCR體系中應(yīng)當(dāng)用耐高溫的DNA聚合酶，而不是從受體細(xì)胞中提取的一般DNA聚合酶，C項錯誤；需依據(jù)目的基因的編碼產(chǎn)物的特性來選擇合適的受體細(xì)胞，假如是分泌蛋白，則最好選用真核細(xì)胞作為受體細(xì)胞，D項正確?！敬鸢浮緽D7．有性生殖的生物產(chǎn)生后代需進(jìn)行受精作用，植物體細(xì)胞雜交要進(jìn)行原生質(zhì)體的融合，單克隆抗體的制備需進(jìn)行動物細(xì)胞融合，可見細(xì)胞的融合技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用。下列為細(xì)胞融合的簡略過程，據(jù)圖回答相關(guān)問題：細(xì)胞融合(1)若a、b分別是基因型為Hhrr、hhRr兩個煙草品種的花粉，且這兩對基因分別位于兩對同源染色體上。由于一對隱性純合基因(rr或hh)的作用，在光照強度大于800lx時都不能生長，要想從融合細(xì)胞的培育液中分別出基因型為HhRr的雜種細(xì)胞，較為簡便的篩選方法是________________________________________________________________________________________________________________。(2)若a、b表示兩種植物體細(xì)胞，則由d細(xì)胞形成雜種植株的原理是______________________________________________________________。這種育種方法的優(yōu)點是______________________________________。(3)若a、b分別為骨髓瘤細(xì)胞和效應(yīng)B細(xì)胞，則d細(xì)胞特點是________________________。由d細(xì)胞產(chǎn)生的抗體與一般血清抗體相比較，具有______________________的特點。一般不能通過干脆培育效應(yīng)B細(xì)胞的方法生產(chǎn)單克隆抗體的主要緣由是______________________________________________________________________________________________________。(4)下列各圖表示單克隆抗體制備過程的各階段圖解，請用箭頭把代表各圖解的字母按單克隆抗體制備過程的依次連接起來，依次是______________________________________________________________?！窘馕觥?1)基因型為Hhrr的煙草可產(chǎn)生Hr及hr花粉，基因型為hhRr煙草可產(chǎn)生hR及hr花粉，故融合細(xì)胞的基因型可存在HhRr、Hhrr、hhRr及hhrr和各類型花粉自身融合類型，在這些全部的融合類型中，在光照大于800lx下能生長的只有HhRr，故可用該光照作為選擇條件。(2)d細(xì)胞形成雜種植株的原理在于植物細(xì)胞的全能性。(3)若a、b分別為骨髓瘤細(xì)胞和效應(yīng)B細(xì)胞，則二者融合后產(chǎn)生的雜交瘤細(xì)胞既可無限增殖又可產(chǎn)單一抗體。(4)欲制備單克隆抗體需先向小鼠注射抗原獲得產(chǎn)單一抗體的效應(yīng)B細(xì)胞之后將其與骨髓瘤細(xì)胞融合。【答案】(1)用光照強度大于800lx的光光照(2)植物細(xì)胞的全能性克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙(3)既能無限繁殖，又能產(chǎn)生特定的抗體特異性強、靈敏度高、化學(xué)性質(zhì)單一效應(yīng)B細(xì)胞高度分化，不能增殖(4)如圖8．華南虎作為唯一原產(chǎn)中國的老虎品種，已有近30年沒有野生華南虎出現(xiàn)的報告，野生華南虎也被一些專家認(rèn)為已經(jīng)面臨滅亡，其寶貴程度比大熊貓有過之而無不及?？茖W(xué)工作者嘗試用一般老虎完成體細(xì)胞克隆華南虎的探討，如圖是其培育過程，請據(jù)圖回答：(1)克隆華南虎的遺傳性狀與________虎基本一樣。(2)A、B、C三只虎哪一只沒有供應(yīng)遺傳物質(zhì)？______________________。(3)克隆華南虎的過程是否遵循孟德爾的遺傳定律？為什么？_________________________________________________________________________________________________________________________。(4)有人設(shè)想將虎的體細(xì)胞與牛的體細(xì)胞進(jìn)行融合，以期獲得新物種“虎—?！保阏J(rèn)為依據(jù)目前的生物技術(shù)和理論能否實現(xiàn)這一愿望？_____________________________________。緣由是_________________________________________