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1、题组19 细胞工程 （一）考法解法【命题特点分析】本部分属于每年高考选考内容，近年来多以非选择题（选做题）的形式呈现，难度系数在0.5-0.6之间；考查重点为植物组织培养技术、动物细胞融合技术及单克隆抗体的制备。试题多以进行实验设计或者其他考查，考查的内容多种多样。既注重对主干知识的考查，又重点考查“双基”和实验能力。【解题方法荟萃】解决该部分试题，需要从以下几个方面着手考虑：1动物细胞培养与植物组织培养的比较 项目动物细胞培养植物组织培养培养前处理 无菌、用胰蛋白酶处理，使组织细胞相互分散开 无菌、离体 培养基成分 葡萄糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素、动物血清等 矿质元素、蔗糖、维
2、生素、植物激素等 培养基状态 液体培养基 固体培养基 项目动物细胞培养植物组织培养过程动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织原代培养传代培养细胞群离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体能否培养成个体不能能应用举例 大规模生产有重要价值的生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等；皮肤移植；检测有毒物质的毒性等 快速繁殖、培育无病毒植株；生产药物；制造人工种子；培育转基因作物等 2植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较 项目植物体细胞杂交动物细胞融合(单克隆抗体的制备)理论基础(原理) 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性、细胞增殖 融合前处理 酶解法去除细胞壁(纤维素酶、果胶酶等
3、) 注射特定抗原，免疫小鼠，获取(效应)B淋巴细胞 促融 物理法：离心、振动、电激等；化学法：聚乙二醇(PEG) 物化法：与植物细胞融合相同；生物法：灭活的仙台病毒 过程 第一步：原生质体的制备；第二步：原生质体的融合；第三步：杂种细胞的筛选与培养；第四步：杂种植株的诱导与鉴定 第一步：正常小鼠免疫处理；第二步：动物细胞融合；第三步：杂交瘤细胞筛选与培养；第四步：单克隆抗体的提纯 用途 克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展杂交亲本的组合范围；克服有性杂交的母系遗传，获得细胞质基因的杂合子，研究细胞质遗传 制备单克隆抗体；诊断、治疗疾病，如生物导弹 3动物细胞核移植和单克隆抗体 (1)动物细胞核移
4、植： 供体体细胞细胞培养体细胞(核) 注入 卵母细胞减中期去核无核卵母细胞重组细胞重组胚胎代孕母牛生出与供体遗传性状相同的个体。 (2)单克隆抗体：单克隆抗体的制备过程：多种杂交细胞在具有筛选作用的培养基上培养克隆筛选出的杂交细胞将不同种杂交细胞分开，并克隆专一抗体，检验阳性细胞注射到小鼠体内或体外培养获得单克隆抗体。杂交瘤细胞的特点：既能迅速大量繁殖，又能产生专一性抗体。 单克隆抗体的优点：特异性强、灵敏度高、产量大。 （二）真题剖析【题干】（2010全国新课标I卷理综38）请回答：（1）植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的 ，繁殖种苗的速度 。离体的叶肉细胞在适宜的
5、条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部 。（2）把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免 的污染。（3）微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗 ，而与 配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长，促使愈伤组织产生和生长，需要使用的生长调节剂是 （脱落酸、2，4-D）。（4）将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋势是 ，单株鲜重的变化趋势是 。据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量 （能、不能）
6、满足自身最佳生长的需要。（5）据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应 （降低，增加）培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。【答案】（1）遗传特性 快 遗传信息（2）微生物（3）生根 细胞分裂素 2，4-D（4）逐渐减小 先增加后下降 不能（5）降低【解析】（1）植物微型繁殖就是植物组织培养技术，属于无性繁殖技术，能保持亲本的优良遗传特性，且繁殖种苗的速度快；植物组织培养技术的原理是植物细胞具有全能性，即细胞中具有发育成该物种的全部遗传物质或遗传信息。（2）植物组织培养需要无菌操作，防止杂菌污染。（3）在植物组织培养时，通过调节生长素和细胞分裂素的比值能影响愈伤组织分
7、化出根或芽。生长素用量比细胞分裂素用量，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。比值适中时，促进愈伤组织的生长。（4）由图可知，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度逐渐减小，单株鲜重先增加后下降据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量不能满足自身最佳生长的需要。（5）随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度逐渐减小，所以要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应降低培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。【题干】（2013全国新课标I卷理综40）阅读如下材料：材料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵在，得到了体型巨大
8、的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。材料乙：T4溶菌酶在翁度较高时易失去活性，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97为的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。材料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎课在不同个体的体内发育。回答下列问题：（1）材料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用 法。构建基因表达载体常用的工具酶有 和 。在培育转基因植物是，常用农杆菌转化发，农杆菌的作用是
9、 。（2）材料乙属于 工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对 进行改造，或制造制造一种 的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的 序列发生了改变。（3）材料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到 种的，生理状况相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中，兔甲称为 体，兔乙称为 体。【答案】（1）显微注射法 限制性内切酶 DNA连接酶 农杆菌可感染植物将目的基因转移到受体细胞中（2）蛋白质工程 现有蛋白质 新的蛋白质 氨基酸（3）同 供 受【解析】（1）基因工程中，将基因表达载体导入小鼠
10、的受精卵中常用显微注射法构建基因表达载体常用的工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力；Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上，将目的基因转移到受体细胞中。（2）资料乙中可以看出，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造，提高T4溶菌酶的耐热性，该技术属于蛋白质工程的范畴该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新蛋白质的技术在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸序列发生了改变。（3）胚胎移植是指将
11、获得的早期胚胎移植到同种的、生理状况相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术资料丙中，兔甲是提供胚胎的个体，称为供体，兔乙是接受胚胎的个体，称为受体。【题干】（2014全国新课标I卷理综40）某研究者用抗原（A）分别免疫3只同种小鼠（X、Y和Z），每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价（能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数），结果如下图所示。若要制备杂交瘤细胞，需去免疫后后小鼠的B淋巴细胞（染色体数目40条），并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓细胞（染色体数目60条）按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤
12、细胞。回答下列问题：来源:学科网（1）制备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16000以上，则小鼠最少需要经过 次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、/、Z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是 小鼠，理由是 。（2）细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有 ，体系中出现多种类型细胞的原因是 。（3）杂交瘤细胞中有 个细胞核，染色体数目最多是 条。（4）未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是 。【答案】（1）4 Y Y小鼠的血清抗体效价最高（2）B淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞 细胞融合是
13、随机的，且融合率达不到100%（3）1 100 不能无限增殖【解析】在第四次免疫过程中出现了Y的血清抗体效价大于16000。在第五次中，Y的效价最大最适合于制备B淋巴细胞。B细胞与骨髓瘤细胞在一起时，可能发生B细胞之间的融合，骨髓瘤细胞之间的融合和B细胞与骨髓瘤细胞之间的融合。融合后的细胞只有一个细胞核，染色体数为100，有丝分裂后期染色体最多为200，正常细胞凋亡受遗传物质控制。（三）高考圈题【题干】下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：（1）一个图1所示的质粒分子经Sma 切割前后，分别含有_、_个游离的磷酸基团。（2）若对图中质粒进行改造，插入的Sma 酶切位点越多，质粒的热稳定性越_。（3）要用图1中的质粒和图2中外源DNA构建重组质粒，不能使用Sma 切割,原因是 。（4）与只使用EcoR 相比较，使BamH 和Hind 两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止_ _。（5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入_酶。（6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_。（7）为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在_的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。【答案】（1）0、2 （2）
