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1、细胞工程细胞工程专题二专题二广东最新考纲广东最新考纲要求要求广东考纲解读广东考纲解读近近3年广东高年广东高考考情考考情1.植物的组织培植物的组织培养养1.以农业生产为背以农业生产为背景综合考查植物的景综合考查植物的组织培养及其应用组织培养及其应用2以人类健康为以人类健康为背景考查动物细胞背景考查动物细胞工程的应用工程的应用2012年：单年：单选选T22014年：非年：非选选T292.动物的细胞培动物的细胞培养与体细胞克隆养与体细胞克隆3.细胞融合与单细胞融合与单克隆抗体克隆抗体1根根据据对对近近3年年各各省省高高考考试试题题的的分分析析，发发现现本本章章内内容容在在高高考命题中的形式多样，如选
2、择、简答、综合分析和实验等。考命题中的形式多样，如选择、简答、综合分析和实验等。2高高考考试试题题侧侧重重于于考考查查不不同同技技术术的的原原理理、过过程程及及其其之之间间的的区区别别和和联联系系，如如植植物物细细胞胞培培养养和和动动物物细细胞胞培培养养、植植物物组组织织培培养养和和植植物物体体细细胞胞杂杂交交等等；同同时时综综合合必必修修中中的的细细胞胞的的结结构构和和功功能能、细胞全能性和分化、基因突变等内容。细胞全能性和分化、基因突变等内容。3植植物物体体细细胞胞杂杂交交和和动动物物细细胞胞融融合合中中两两种种细细胞胞结结合合的的原原理理、操操作作过过程程；植植物物细细胞胞工工程程在在植
3、植物物育育种种和和药药物物的的工工厂厂化化生生产产等等方方面面的的应应用用较较突突出出，很很容容易易结结合合必必修修2的的遗遗传传育育种种出出题题；体体细细胞胞克克隆隆和和单单克克隆隆抗抗体体是是社社会会热热点点问问题题，整整个个技技术术的的操操作作程程序序、原理及各步骤的注意事项都是常考点。原理及各步骤的注意事项都是常考点。1复复习习时时要要联联系系必必修修1“动动植植物物细细胞胞的的结结构构和和功功能能、细细胞胞的的分分化化和和全全能能性性”；必必修修2“生生物物变变异异在在育育种种上上的的应应用用”；必必修修3“人人体体内内环环境境及及免免疫疫知知识识”等等相相关关知知识识，认认真真识识
4、读读各各种种技技术术的的流流程图，并关注细胞工程的新成就和新发展。程图，并关注细胞工程的新成就和新发展。2以以细细胞胞的的全全能能性性为为线线索索将将植植物物组组织织培培养养技技术术与与植植物物体体细细胞胞杂杂交交技技术术有有机机结结合合起起来来；以以动动物物细细胞胞核核的的全全能能性性为为线线索索，将动物细胞培养与融合，体细胞核移植及单克隆抗体串联起来。将动物细胞培养与融合，体细胞核移植及单克隆抗体串联起来。一、细胞工程一、细胞工程应应用用_和和_的的原原理理和和方方法法，通通过过_或或细细胞胞器器水水平平上上的的操操作作，按按照照人人的的意意愿愿来来改改变变细细胞胞内内的的_或或获获得得细
5、细胞胞产产品品的的一一门门综综合合科科学学技技术术。根根据据操操作作对对象象的的不不同同，可可分分为为_和和_。细胞生物学细胞生物学分子生物学分子生物学细胞水平细胞水平遗传物质遗传物质植物细胞工程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程 细胞的全能性细胞的全能性脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织再分化再分化 微型繁殖微型繁殖脱毒脱毒人工种子人工种子单倍体单倍体细胞产物细胞产物 融合的融合的原生质体原生质体 原生质体原生质体A原生质体原生质体B杂种细胞杂种细胞 振动振动电激电激聚乙二醇聚乙二醇(PEG) 远缘杂交不亲和远缘杂交不亲和单个细胞单个细胞培养基中培养基中生长和增殖生长和增殖单个细胞单个细胞原代培
6、养原代培养 无菌、无毒无菌、无毒血清、血浆血清、血浆 温度、温度、pH气体气体 病毒疫苗病毒疫苗单克隆抗体单克隆抗体 细胞核细胞核卵母细胞卵母细胞重组重组 动物个体动物个体胚胎细胞核移植胚胎细胞核移植体细胞核移植体细胞核移植 重组细胞重组细胞移植移植家畜遗传改良家畜遗传改良濒危物种濒危物种医用蛋白医用蛋白 杂交细胞杂交细胞聚乙二醇聚乙二醇灭活的病毒灭活的病毒远缘杂交远缘杂交 单克隆抗体单克隆抗体大量繁殖大量繁殖产生专一的抗体产生专一的抗体特异性强特异性强 1植物组织培养植物组织培养植物组织培养与动物细胞培养的比较植物组织培养与动物细胞培养的比较项目项目植物组织培养植物组织培养地位地位植物基因工
7、程和细胞工程的基础植物基因工程和细胞工程的基础原理原理细胞全能性细胞全能性培养基培养基固体培养基：植物激素固体培养基：植物激素(细胞分裂素和生长素细胞分裂素和生长素)、水、无机、水、无机盐、蔗糖、氨基酸、维生素及琼脂盐、蔗糖、氨基酸、维生素及琼脂(仅作为固定剂仅作为固定剂)培养培养条件条件无菌、适宜的温度、光照无菌、适宜的温度、光照(脱分化不需要光、再分化需要脱分化不需要光、再分化需要光光)细细胞胞全全能能性性表表达达的的条条件件：外外植植体体必必须须离离体体，在在严严格格无无菌菌的的条条件件下下培培养养；培培养养基基中中含含有有一一定定的的营营养养成成分分和和植植物物激激素素；需要适宜的温度
8、和光照。需要适宜的温度和光照。2植物组织培养技术的应用植物组织培养技术的应用(1)植物繁殖的新途径植物繁殖的新途径微微型型繁繁殖殖：不不仅仅可可以以保保持持优优良良品品种种的的遗遗传传特特性性，还还可可以以高效快速地实现种苗的大量繁殖。高效快速地实现种苗的大量繁殖。作作物物脱脱毒毒：无无性性繁繁殖殖作作物物感感染染的的病病毒毒在在体体内内逐逐年年积积累累导导致致产产量量降降低低，品品质质变变差差。利利用用植植物物分分生生组组织织(如如茎茎尖尖、根根尖尖)进进行培养，可以使新长成的植株脱除病毒。行培养，可以使新长成的植株脱除病毒。人人工工种种子子：植植物物组组织织培培养养得得到到的的胚胚状状体体
9、、不不定定芽芽、顶顶芽芽或或腋腋芽芽等等，包包上上人人工工种种皮皮就就可可以以形形成成人人工工种种子子。下下图图是是人人工工种种子的结构示意图。子的结构示意图。突突变变体体的的利利用用：在在植植物物组组织织培培养养过过程程中中，由由于于培培养养细细胞胞一一直直处处于于不不断断分分裂裂的的分分生生状状态态，因因此此容容易易受受到到培培养养条条件件和和外外界界压压力力(如如射射线线、化化学学物物质质等等)的的影影响响而而发发生生突突变变。从从这这些些产产生生突突变变的的个个体体中中可可以以筛筛选选出出对对人人们们有有用用的的突突变变体体，进进而而培培育育成成新新品品种。种。细细胞胞产产物物的的工工
10、厂厂化化生生产产：利利用用植植物物组组织织培培养养技技术术大大量量生生产产某某些些细细胞胞产产物物，如如蛋蛋白白质质、脂脂肪肪、糖糖类类、药药物物、香香料料、生生物物碱等。碱等。3动物细胞培养动物细胞培养技术技术内容内容项目项目动物细胞培养动物细胞培养原理原理细胞的增殖细胞的增殖培养基成分培养基成分葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、动物血清、血浆等，属于液体培养量元素、动物血清、血浆等，属于液体培养基基取材取材动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织织动动物物细细胞胞培培养养中中两两次次使使用用胰胰蛋蛋白白
11、酶酶的的目目的的：第第一一次次在在原原代代培培养养前前，用用胰胰蛋蛋白白酶酶处处理理剪剪碎碎的的组组织织块块，目目的的是是使使之之分分散散成成单单个个细细胞胞；第第二二次次是是在在原原代代培培养养过过程程中中，目目的的是是使使贴贴壁壁生生长长的的细胞从细胞从甁壁上脱离下来甁壁上脱离下来。原原代代培培养养与与传传代代培培养养的的分分界界点点：贴贴满满甁甁壁壁的的细细胞胞脱脱离离甁甁壁壁后后的的分分瓶瓶培培养养。分分瓶瓶前前的的培培养养为为原原代代培培养养，分分瓶瓶后后的的培培养养为为传代培养。传代培养。 (2013重重庆庆一一中中模模拟拟)下下面面的的简简式表示植物组织培养的大致过程，据此判断不
12、正确的是式表示植物组织培养的大致过程，据此判断不正确的是()A若若是是来来自自不不同同植植物物体体细细胞胞融融合合的的杂杂种种细细胞胞，则则可可能出现不同植物的遗传特性能出现不同植物的遗传特性B若若是是二二倍倍体体植植株株的的花花粉粉，则则是是单单倍倍体体植植株株，经经染染色体加倍后可得到稳定遗传的品种色体加倍后可得到稳定遗传的品种C若若是是人人参参细细胞胞，对对进进行行扩扩大大培培养养可可提提高高细细胞胞产产物物人参皂的产量人参皂的产量D若若是是具具有有杂杂种种优优势势的的农农作作物物细细胞胞，则则用用进进行行繁繁育育会发生性状分离会发生性状分离解解析析选选项项D中中用用繁繁育育属属无无性性
13、繁繁殖殖，所所以以不不会会发发生生性性状状分离。分离。答案答案D(2013泉泉州州模模拟拟)在在动动物物细细胞胞培培养过程中，下列处理不恰当的是养过程中，下列处理不恰当的是()A培养液和培养用具要进行灭菌处理培养液和培养用具要进行灭菌处理B提供种类齐全的营养物质提供种类齐全的营养物质C提供纯氧以保证细胞的呼吸作用提供纯氧以保证细胞的呼吸作用D提供适宜的温度和提供适宜的温度和pH【答案】【答案】C【解解析析】动动物物细细胞胞必必须须在在无无菌菌环环境境下下培培养养；营营养养物物质质包包括括水水、无无机机盐盐、单单塘塘、生生长长因因子子、核核苷苷酸酸、动动物物血血清清等等；需需提提供供O2(95%
14、的空气的空气)和和CO2。1植物体细胞杂交植物体细胞杂交植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较项目项目植物体细胞杂交植物体细胞杂交理论基础理论基础(原理原理)细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性、细胞的全能性融合前融合前处理处理酶解法酶解法(纤维素酶、果胶酶纤维素酶、果胶酶)去除细胞壁去除细胞壁促融促融方法方法物理法：离心、振动、电激等物理法：离心、振动、电激等化学法：聚乙二醇化学法：聚乙二醇(PEG)杂种细胞的类型杂种细胞的类型有有3种种：AA、BB、AB，符符合合要要求求的的只只有有AB，需需要要进进行行筛选。筛选。杂种细胞杂种细胞AB形成的标志：新的细
15、胞壁的生成。形成的标志：新的细胞壁的生成。杂杂种种植植株株遗遗传传物物质质的的变变化化：细细胞胞融融合合属属于于染染色色体体变变异异，杂杂种种植植株株的的染染色色体体数数通通常常是是两两亲亲本本细细胞胞染染色色体体数数目目之之和和，形形成成异源多倍体。异源多倍体。2动物细胞融合动物细胞融合项目项目动物细胞融合动物细胞融合理论基础理论基础(原理原理)细胞膜的流动性、细胞增殖细胞膜的流动性、细胞增殖融合前融合前处理处理注射特定抗原使正常小鼠产生免疫反应注射特定抗原使正常小鼠产生免疫反应促融促融方法方法物理法：离心、振动、电激等物理法：离心、振动、电激等化学法：聚乙二醇化学法：聚乙二醇(PEG)生物
16、法：灭活的病毒生物法：灭活的病毒 下下列列关关于于细细胞胞工工程程的的叙叙述述，错错误的是误的是()A某某种种植植物物甲甲、乙乙两两品品种种的的体体细细胞胞杂杂交交获获得得的的杂杂种种植植株株与甲、乙两品种杂交后代的染色体数目相同与甲、乙两品种杂交后代的染色体数目相同B去去除除植植物物细细胞胞的的细细胞胞壁壁和和将将动动物物组组织织分分散散成成单单个个细细胞胞均需酶处理均需酶处理C聚乙二醇可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合聚乙二醇可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合D植植物物体体细细胞胞杂杂交交的的原原理理是是细细胞胞膜膜的的流流动动性性和和细细胞胞全全能能性性解解析析体体细细胞胞杂杂交交获
17、获得得的的杂杂种种植植株株的的染染色色体体数数目目是是两两种种植植株株染染色色体体数数目目之之和和，染染色色体体组组也也加加倍倍；去去除除植植物物细细胞胞的的细细胞胞壁壁用用纤纤维维素素酶酶和和果果胶胶酶酶，将将动动物物组组织织分分散散成成单单个个细细胞胞用用胰胰蛋蛋白白酶酶处处理理；聚聚乙乙二二醇醇是是一一种种常常用用的的化化学学诱诱导导剂剂，可可诱诱导导植植物物原原生生质质体体融融合合或或动动物物细细胞胞融融合合；植植物物体体细细胞胞杂杂交交过过程程中中的的融融合合原原理理是是细细胞胞膜膜的的流流动动性性，融融合合后后的的重重组组细细胞胞培培养养的的原原理理是是细细胞胞的的全全能能性。性。
18、答案答案A (2014广广东东专专家家原原创创卷卷)(双双选选)如如图图为为动动物物细细胞胞融融合合技技术术过过程程图图，下下列列相相关关叙叙述述正正确确的的是是()A图图中中a表表示示灭灭活活的的病病毒毒，此此外外还还可可用用物物理理或或化化学学方方法法诱诱导融合导融合B图图中中过过程程发发生生了了细细胞胞膜膜融融合合，体体现现了了细细胞胞膜膜的的选选择择透过性透过性C图图中中过过程程表表示示通通过过有有丝丝分分裂裂过过程程实实现现融融合合细细胞胞的的增增殖殖D动物细胞融合技术的主要用途是获得杂种动物动物细胞融合技术的主要用途是获得杂种动物【答案】【答案】AC【解解析析】图图过过程程发发生生
19、了了细细胞胞膜膜融融合合，体体现现了了细细胞胞膜膜的的流流动动性性；动动物物细细胞胞融融合合技技术术主主要要用用途途是是获获得得单单克克隆隆抗抗体体，融融合合细细胞的分裂方式为有丝分裂。胞的分裂方式为有丝分裂。不能准确掌握单克隆抗体的制备过程不能准确掌握单克隆抗体的制备过程 (2013重重庆庆理理综综，2)下下图图是是单单克克隆隆抗抗体体制制备备流流程程的的简简明明示示意意图图。下下列列有有关关叙叙述述，正正确确的的是是()A是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞淋巴细胞B中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成C同时具有脾脏
20、细胞和鼠骨髓细胞的特征同时具有脾脏细胞和鼠骨髓细胞的特征D是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群解解析析是是从从已已免免疫疫的的小小鼠鼠脾脾脏脏中中获获得得的的浆浆细细胞胞；中中使使用用聚聚乙乙二二醇醇或或灭灭活活的的病病毒毒等等，有有利利于于杂杂交交瘤瘤细细胞胞的的形形成成；同同时时具具有有浆浆细细胞胞和和骨骨髓髓瘤瘤细细胞胞的的特特性性；是是经经筛筛选选培培养养获获得得的的能能分泌特异性抗体细胞群。故分泌特异性抗体细胞群。故D项正确。项正确。答案答案D纠错纠错1单克隆抗体的制备过程单克隆抗体的制备过程2两次筛选的目的不同两次筛选的目的不同(1)
21、第第一一次次筛筛选选是是将将未未融融合合的的B淋淋巴巴细细胞胞、骨骨髓髓瘤瘤细细胞胞以以及及BB融融合合、瘤瘤瘤瘤融融合合的的细细胞胞通通过过选选择择培培养养基基淘淘汰汰，筛筛选选出出B瘤瘤融合的细胞。融合的细胞。(2)第第二二次次筛筛选选是是将将产产生生特特定定抗抗体体的的B瘤瘤细细胞胞通通过过细细胞胞培培养养用用相相应应抗抗原原检检测测的的办办法法筛筛选选出出来来。因因为为从从体体内内取取免免疫疫过过的的B淋淋巴巴细细胞胞时时取取出出很很多多种种，形形成成的的杂杂交交瘤瘤细细胞胞有有很很多多种种，需需筛筛选选出出产生特定抗体的杂交瘤细胞。产生特定抗体的杂交瘤细胞。 用用小小鼠鼠制制备备的的
22、单单克克隆隆抗抗体体可可用用于于人人类类疾疾病病的的诊诊断断和和治治疗疗，下下列列关关于于单单克克隆隆抗抗体体的的叙叙述述错错误误的的是是()A由杂交瘤细胞分泌由杂交瘤细胞分泌B具有特异性强、灵敏度高的特点具有特异性强、灵敏度高的特点C与抗癌药物结合可制成与抗癌药物结合可制成“生物导弹生物导弹”D用于疾病治疗时人体不会产生任何免疫排斥用于疾病治疗时人体不会产生任何免疫排斥【答案】【答案】D【解解析析】由由于于融融合合了了小小鼠鼠的的瘤瘤细细胞胞，其其表表面面抗抗原原会会与与人人淋淋巴细胞的不同，可能会产生免疫排斥。巴细胞的不同，可能会产生免疫排斥。1原理：动物细胞核的全能性原理：动物细胞核的全
23、能性2操作流程操作流程动物体细胞核移植与克隆动物动物体细胞核移植与克隆动物3解读解读(1)卵母细胞选择时期及原因卵母细胞选择时期及原因减减中中期期的的卵卵母母细细胞胞，此此时时具具备备受受精精能能力力，细细胞胞质质中中合合成成的的与与分分裂裂、分分化化有有关关的的物物质质能能刺刺激激融融合合后后的的重重组组细细胞胞进进行行分分裂裂分化，形成重组胚胎。分化，形成重组胚胎。(2)选取卵细胞作为受体细胞的原因选取卵细胞作为受体细胞的原因大大，易易于于操操作作；卵卵黄黄多多，营营养养丰丰富富，为为发发育育提提供供充充足足的营养；的营养；能激发重组细胞分裂分化。能激发重组细胞分裂分化。(3)供供体体细细
24、胞胞：取取供供体体动动物物的的体体细细胞胞进进行行培培养养，一一般般选选用用传传代代10代代以以内内的的细细胞胞，因因为为10代代以以内内的的细细胞胞一一般般能能保保持持正正常常的的二二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。(4)动动物物体体细细胞胞不不能能经经培培养养直直接接发发育育成成完完整整个个体体，原原因因是是动动物物体体细细胞胞的的全全能能性性受受到到限限制制。用用体体细细胞胞核核移移植植技技术术能能够够得得到到克克隆动物，说明动物体细胞的细胞核具有全能性。隆动物，说明动物体细胞的细胞核具有全能性。(5)该该过过程程用用到到的的技技术术手手段
25、段：动动物物细细胞胞培培养养、动动物物细细胞胞融融合合、早期胚胎培养和胚胎移植。早期胚胎培养和胚胎移植。(6)核核移移植植产产生生的的克克隆隆动动物物与与提提供供细细胞胞核核的的亲亲本本不不完完全全相相同同的原因：的原因：克克隆隆动动物物细细胞胞质质基基因因来来源源于于另另一一个个亲亲本本。所所以以与与植植物物组组织织培培养养不不同同(只只采采自自于于一一个个亲亲本本)，克克隆隆动动物物的的遗遗传传物物质质来来自自两两个亲本。个亲本。在在发发育育过过程程中中可可能能发发生生基基因因突突变变、染染色色体体变变异异等等导导致致性性状改变。状改变。外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。外界环境条件的
26、影响引起不可遗传的变异。4应用及存在的问题应用及存在的问题(1)应应用用：加加速速家家畜畜遗遗传传改改良良进进程程、促促进进优优良良畜畜群群繁繁育育、保保护濒危物种、克隆器官用于移植等。护濒危物种、克隆器官用于移植等。(2)存存在在的的问问题题：成成活活率率低低；克克隆隆动动物物的的健健康康问问题题；克隆动物食品的安全性问题。克隆动物食品的安全性问题。 (2013珠珠海海质质监监)(双双选选)如如图图是是哺哺乳乳动动物物生生殖殖过过程程。其其中中b为为卵卵细细胞胞，c为为体体细细胞胞。下下列列叙叙述述不不正确的是正确的是()A形成动物形成动物的过程分别属于有性生殖和无性生殖的过程分别属于有性生
27、殖和无性生殖B产生动物产生动物的过程中可发生基因突变、基因重组等的过程中可发生基因突变、基因重组等C动物动物的产生表明动物细胞具有全能性的产生表明动物细胞具有全能性Dabc细胞的形成过程，仅细胞的形成过程，仅c细胞为有丝分裂细胞为有丝分裂解解析析动动物物通通过过受受精精作作用用形形成成，属属于于有有性性生生殖殖，动动物物通通过过细细胞胞核核移移植植技技术术形形成成，利利用用的的原原理理是是动动物物细细胞胞的的细细胞胞核核具具有有全全能能性性，形形成成动动物物的的过过程程属属于于无无性性生生殖殖，A正正确确，C错错误误。a、b细细胞胞分分别别是是精精原原细细胞胞和和卵卵原原细细胞胞通通过过减减数
28、数分分裂裂形形成成的的，c细细胞胞是是体体细细胞胞，通通过过有有丝丝分分裂裂形形成成，D正正确确。产产生生动动物物的的过过程中并没有发生基因重组，故程中并没有发生基因重组，故B错误。错误。答案答案BC (2014台台山山模模拟拟)在在下下列列叙叙述述中中，正确的一项是正确的一项是()A克隆不是无性繁殖克隆不是无性繁殖B动物细胞培养与植物细胞培养所用的培养液成分一样动物细胞培养与植物细胞培养所用的培养液成分一样C用灭活仙台病毒能高效地诱导动物细胞融合用灭活仙台病毒能高效地诱导动物细胞融合D细胞核移植是体细胞克隆的关键步骤细胞核移植是体细胞克隆的关键步骤【答案】【答案】D【解解析析】克克隆隆属属于于无无性性繁繁殖殖，A项项错错误误。动动物物细细胞胞培培养养与与植植物物细细胞胞培培养养所所用用的的培培养养液液成成分分不不一一样样，与与植植物物细细胞胞培培养养基基比比较较，动动物物细细胞胞培培养养液液的的独独特特之之处处：液液体体培培养养基基；其其成成分分中中有有动动物物血血清清，没没有有植植物物激激素素，B项项错错误误；仙仙台台病病毒毒不不稳稳定定，在在保保存存过过程程中中融融合合性性会会降降低低，并并且且制制备备过过程程比比较较繁繁琐琐，动动物物细细胞胞融融合合更常利用的是化学或物理诱导的方法，更常利用的是化学或物理诱导的方法，C项错误。项错误。
