选修三第33讲

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1、选修三第33讲第33讲细胞工程最新考纲1.植物的组织培养（U）。2动物细胞培养与体细胞克隆（U）3. 细胞融合与单克隆抗体（U）。考点一 植物细胞工程（5年7考）1细胞工程（1）操作水平：细胞水平或细胞器水平。（2）目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。2. 植物细胞的全能性3. 植物组织培养技术（1）原理：植物细胞具有全能性。（2）过程：4. 植物体细胞杂交技术（1）概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种 细胞培育成新的植物体的技术。（2）原理：体细胞杂交利用了细胞膜的流动性，杂种细胞培育成杂种植株利用 了植物细胞的全能性。（3）过程（4）意义：克

2、服不同种生物远缘杂交的不亲和性。5. 植物细胞工程的实际应用（1）植物繁殖的新途径 微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 作物脱毒技术：选取作物无毒组织（如茎尖）进行组织培养，获得脱毒苗的 技术。 人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料， 经过人工薄膜包装得到的种子。（2）作物新品种的培育 单倍体育种a. 实质：花药离体培养过程就是植物组织培养过程。b. 流程：花药离体培养单倍体幼苗染色体数素诱导咅纯合子。点：后代不发生性状分离，都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短了育种年限。 突变体的利用：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生 状态，因此

3、容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发 生突变。从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育 成新品种。(3) 细胞产物的工厂化生产 细胞产物：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等 培养阶段：愈伤组织阶段 技术基础：植物组织培养技术如图表示的是植物体细胞杂交流程示意图。请据图思考下列问题：(1) a表示什么过程？该过程为什么使用纤维素酶和果胶酶？提示a表示去除细胞壁获得具有活力的原生质体，由于细胞壁的主要成分是纤 维素和果胶，所以需要使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。(2) b表示什么过程？该过程的原理是什么？提示b表示原生质体的融合，其原理是细胞膜具有一

4、定的流动性。(3) 诱导b融合的方法有哪些？提示 物理法和化学法。物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般用聚乙二 醇(PEG)作为诱导剂。(2019海南卷，31)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为 材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题：(1) 以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体， 在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是(2) 甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是（填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”）。（3）图中A、B、C所示的是

5、不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是 。A中的愈伤组织是叶肉细胞经 形成的。（4）若该种植物是一种杂合子的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时， （填“能”或“不能”）采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是_解析 （1利用绿色叶片和白色花瓣作为外植体，进行组织培养的原理是高度 分化了的植物细胞仍具有全能性。（2）蔗糖属于二糖，其单位是一分子果糖和一分子葡萄糖，具有完整细胞核的 植物细胞才具有全能性。（3）在组织培养过程中，常需要添加的两种植物激素为细胞分裂素和生长素，由叶肉细胞形成愈

6、伤组织的过程为脱分化。（4）杂合子经减数分裂形成不同基因型的花粉，若用花粉离体培养，所得到的个体基因型与原植株不同。答案 （1绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完 整的植株（2）葡萄糖、果糖 具有完整的细胞核（3）细胞分裂素、生长素 脱分化（4）不能 对杂合子的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型 与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植 株1. 植物组织培养的关键（1）条件：离体，一定营养物质，激素（生长素、细胞分裂素）等。（2）培养基状态：固体培养基（需再分化生根培养基及生芽培养基）（3）体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具

7、有选择性。（4）光照的应用脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成2. 植物激素在植物组织培养中的作用生长素/细胞分裂素的比值作用效果比值高时促进根分化、抑制芽形成比值低时促进芽分化、抑制根形成比值适中促进愈伤组织形成3. 杂种植物遗传物质的变化（1）遗传特性：杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。（2）染色体组数 染色体组数=两种植物体细胞内染色体组数之和。 植物体细胞杂交形成的杂种植株，有几个染色体组就称为几倍体，属于异源多 倍体，变异类型属于染色体变异。 若一植物细胞含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细 胞

8、含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd,则新植株应为异源四倍体， 其体细胞中染色体为（2x + 2y）条，4个染色体组，基因型为 AabbccDd。考点二 动物细胞工程（5年8考）1动物细胞培养(1) 地位：动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、 动物细胞融合等。其中动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础。(2) 培养过程(3) 培养条件 营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外通常还需加入血_清、血浆等一些天然成分。 适宜的温度：36.5 C).5 C；适宜的pH : 7.27.4。2. 动物体细胞克隆技术(核移植技术)(1) 原理：动物细胞核具有

9、全能性。(2) 核移植分类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。(3) 核移植过程(以克隆高产奶牛为例)(4) 应用：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。保护濒危物种。 生产医用蛋白。作为异种移植的供体。用于组织器官的移植。3. 动物细胞融合和单克隆抗体的制备(1) 动物细胞融合 原理：细胞膜的流动性。 融合方法：聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。 意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，也为制造单克隆 抗体开辟了新途径。(2) 单克隆抗体 制备过程 优点：特异性强、灵敏度高，并可能大量制备。 用途：作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物。图中a、b分别为骨髄瘤细胞和已免疫的 B

10、淋巴细胞，图2为单克隆抗体制备流 程(顺序已被打乱)。请思考图1图2(1) 针对图1为了能充分发挥图中两种细胞各自的特点，经特殊处理，在促细 胞融合因子的作用下，两种细胞发生融合，形成图中的d细胞，d细胞的特点是。由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有等特点。(2) 图2中B注射的物质是什么？其目的是什么？(3) 在获取C细胞时，曾筛选淘汰了哪些细胞？(4) 请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来。提示 (1既能无限增殖，又能产生特定的抗体特异性强、灵敏度高，并可能大量制备(2) 特定抗原；刺激机体产生免疫反应。(3) 未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(BB”

11、细胞、“瘤瘤”细胞)都会被淘汰，只有融合的杂交瘤细胞(B瘤”细胞)才能生长(4)如图所示:1. (2019全国卷H , 40)下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(倍体)的流程。回答下列问题：(1) 图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为。过程表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用 的方法。代表的过程是 0(2) 经过多次传代后，供体细胞中 的稳定性会降低。因此，选材时必 须关注传代次数。(3) 若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是。_(4) 与克隆羊“多莉(利)”培养成功一样，其他克隆动物的成功

12、获得也证明 了 解析 (1)提供体细胞的供体可能为雌性，也可能为雄性，因此图中A (正常 细胞核)的性染色体组成为 XX或XY。常采用显微操作去核法来去除卵母细胞的细胞核。过程表示将早期胚胎移入受体，其过程为胚胎移植。(2)取供体动第7页物的体细胞培养，一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能 保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。 超过10代继续培养, 则其遗传物质（或核型）的稳定性会降低。（3）克隆动物的细胞核基因来自供体， 因此大部分性状与供体相同，但细胞质基因来源于受体（或提供卵母细胞的个 体），即卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响，这

13、就决 定了克隆动物的性状与供体不完全相同。（4）克隆动物的培育采用的是核移植技 术，核移植技术的原理是：已经分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。答案 （1）XX或XY 显微操作（去核法）胚胎移植（2）遗传物质（3）卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响（4）已经分化的动物体细胞的细胞核具有全能性2. （2019宁夏模拟）类风湿性关节炎（RA）是一种自身免疫病，致残性强。研 究表明，该病的病理与肿瘤坏死因子 a （TNF a）密切相关，而一种人鼠嵌 合的抗TNF a单克隆抗体能有效治疗RA。如图为该单克隆抗体制备过程示意 图。（1） 单克隆抗体的制备涉及细胞工程中的 、技术。（2

14、） 图中的抗原 A是，HAT培养基的作用是 。将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞具有的特点是 。（3） 医疗上，把单克隆抗体与化学药物或细胞毒素相结合制成“ ”， 借助抗体的定向作用将药物带到病变细胞并将其杀死。（4） 克隆动物是指用 方法得到的动物。（5） 单克隆抗体的特点是、，。解析 （1）单克隆抗体制备涉及动物细胞培养和动物细胞融合技术。 （2）图中 刺激免疫动物产生抗TNF a单克隆抗体的抗原是肿瘤坏死因子 （TNF a）。 HAT培养基的作用是筛选出杂交瘤细胞。杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体。（3）医疗上，把单克隆抗体与化学药物或细胞毒素相结合制成“生物导弹”，借助

15、抗体的定向作用将药物带到病变细胞并将其杀死。（4）克隆动物 是指用核移植方法得到的动物。（5）单克隆抗体的特点是：特异性强、灵敏度高, 并可能大量制备。答案 （1动物细胞融合动物细胞培养（2）肿瘤坏死因子a （或TNF - a） 筛选出杂交瘤细胞 既能大量增殖，又 能产生特异性抗体 （3）生物导弹 （4）（动物体细胞）核移植 （5）特异性 强灵敏度高并可能大量制备（1）核移植中供体动物、提供卵母细胞的动物、代孕动物和克隆动物之间的关系：克隆动物绝大部分性状与供体动物相同，少数性状（由线粒体DNA控制的性状）与提供卵母细胞的动物相同，与代孕动物的性状无遗传关系。（2） 核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本可能不同的3个原因：克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本，与植物组织培养不同（来自一个亲本），即克隆动物遗传物质来自两个