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1、 考纲内容能力要求命题分析 1.植物的组织培养 2.动物的细胞培养与体细胞克隆 3.细胞融合与单克隆抗体 1.以农业生产为背景综 合考查植物的组织培养 及其应用 2.以人类健康为背景考 查动物细胞工程的应用 考点植物细胞工程 1.植物组织培养： 无菌人工控制 离体 (1) 概念：在_ 和_ 的条件下，将 _的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上， 给予适宜的培养条件，诱导其产生_、丛芽，最终 形成完整的植株。 植物细胞的全能性 脱分化 再分化 (2)理论基础：_。 (3)过程：离体的植物器官、组织、细胞愈 伤组织根、芽植物体。 愈伤组织 2.植物体细胞杂交： 杂种细胞 纤维素酶、果胶酶
2、 (1)概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成 _，并培育成新的植物体的技术。 (2)过程： 脱分化 远缘杂交不亲和 (3)意义：克服_的障碍。 人工种子 单倍体 3.应用： (1)植物繁殖的新途径：微型繁殖(快速繁殖)、作物脱毒、 _。 (2)作物新品种的培育：_育种、突变体的利用、 细胞产物的工厂化生产。 【考点对应练】 1.(2011 年江苏)下列有关植物组织培养的叙述中，正确的是 () A.愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞 B.二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传 的植株 C.用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工 种子 D.植物耐盐突变体可通过添加
3、适量 NaCl 的培养基培养筛 选而获得 解析愈伤组织是一团无定形的薄壁细胞；二倍体植株的 花粉离体培养后形成的单倍体(只含一个染色体组)，不是稳定 遗传的植株；愈伤组织需培养为胚状体、不定芽或顶芽等材料 后才能用来制成人工种子。 答案D 2.我国科学工作者曾成功地将分别属于两个科的植物 烟草和菠菜杂交成功，从而获得一种新型的烟草品种。在此过 程中，下列操作不是必需的是() A.杂交前要除去两种细胞的细胞壁 B.原生质体融合前要先脱分化 C.原生质体融合后，要选出烟草菠菜融合细胞加以培养 D.要诱导愈伤组织进行再分化 解析植物细胞杂交过程是先去壁、融合、培养(包括脱分 化和再分化)，原生质体融
4、合前不需脱分化。 答案B 考点动物细胞工程 1.动物细胞培养： (1) 概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成 _，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。 (2)过程：动物组织分散成单个细胞细胞悬液原代培 养传代培养。 单个细胞 无菌、无毒 气体环境 (3)条件：_的环境、营养、适宜的温度和 pH、_。 (4)应用：生物制品的生产、转基因动物的培养、检测有毒 物质、医学研究等。 2.动物体细胞核移植克隆。 卵母细胞 (1)概念：将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去核 的_中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个胚 胎最终发育为动物个体。 (2)过程： 3.动物细胞融合： (1)概念
5、：又叫细胞杂交，指两个或多个动物细胞结合形成 一个细胞的过程。 (2)融合方法：物理方法和化学方法与植物体细胞杂交相 似，特有的方法是常用_诱导。 细胞。 灭活的病毒 杂交 远缘杂交 (4)意义：克服了_的不亲和性。 4.单克隆抗体： (1)制备过程： 产生专一抗体培养提取抗体。 (2)优点：特异性强、_高、产量大。 (3)应用：作为诊断试剂，制成_，用于治疗 疾病和运载药物等。 杂交瘤细胞 灵敏度 生物导弹 【考点对应练】 3.在动物细胞培养过程中，下列处理不恰当的是() A.培养液和培养用具要进行无菌处理 B.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 D.保证提供适宜的温度
6、和 pH 解析动物细胞培养过程必须在无菌环境下进行；营养物 质包括水、无机盐、单糖、生长因子、核苷酸、动物血清等； 需提供 O2(95%的空气)和 CO2。 答案C 4.下列关于利用细胞工程技术制备单克隆抗体的叙述中， 不正确的是() A.给小鼠注射抗原，是为了获得能产生相应抗体的 B 淋巴 细胞 B.B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合培养，是为了获得融合细胞 C.杂交瘤细胞进行体外培养，是为了获得单克隆抗体 D.杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得能产生单克隆抗 体的胚胎 解析杂交瘤细胞可进行体内、体外培养，目的是培养产 生单克隆抗体。 答案D 一、植物体细胞杂交技术 1.诱导融合的方法：物理法包括
7、离心、振动、电激等；化 学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。 2.细胞融合完成的标志：新的细胞壁的生成。 3.植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成 杂种细胞就结束。杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征。 原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。 4.体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、 基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。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，其体细胞中染色体数为 2X2Y，基因型 为 AabbccDd。 5.该
8、培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔 的遗传定律，只有有性生殖进行减数分裂过程中才符合遗传定 律，而体细胞杂交没有此过程。 6.植物体细胞杂交克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展 了可用于杂交的亲本组合范围。 细胞工程植物体细胞杂交动物细胞融合 实质内容 改变遗传物质、产生新的性状，获得细胞产品(使后代具有双 亲的特性) 理论基础 细胞膜的流动性、植物细胞 全能性 细胞膜的流动性、细胞增殖 诱导手段 物理法：离心、振动、电激 化学法：聚乙二醇(PEG) 物理法：离心、振动、电激 化学法：聚乙二醇 生物法：灭活病毒(灭活仙台病毒) 过程 去细胞壁(纤维素酶、果胶 酶)原生质体融合(获得
9、杂种原生质体)植物细胞 的筛选和培养(获得杂种植 株) 获得分离的单个动物细胞(胰蛋白 酶处理)诱导融合形成杂交细胞 动物细胞培养(获得细胞产品) 植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较 细胞工程植物体细胞杂交动物细胞融合 应用白菜甘蓝等杂种植物单克隆抗体的制备(杂交瘤细胞) 意义和 用途 克服远缘杂交不亲和的 障碍，大大扩展了杂交亲本 的组合范围；克服有性杂 交的母系遗传的局限性，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、预防疾病，如单抗诊断盒、 “生物导弹”治疗癌症 (续表) 【典例】下面为植物组织培养过程流程图解，以下相关叙 述不正确的是() A.上述过程中脱
10、分化发生在 b 步骤，形成愈伤组织，在此 过程中植物激素发挥了重要作用 B.再分化发生在 d 步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等 器官的过程 C.从叶组织块到种苗形成的过程说明叶片细胞具有全能性 D.人工种子可以解决某些作物品种繁殖能力差、结子困难 或发芽率低等问题 解析c 步骤发生再分化。 答案B 【举一反三 1】下列关于植物组织培养和动物细胞培养的 叙述，正确的是() A.两者的理论基础相同 B.两者使用的均是液体培养基 C.两者均可以用于培育生物个体 D.植物组织培养可用于生产药物，动物细胞培养则可以生 产一些重要的蛋白质 解析植物组织培养和动物细胞培养的理论基础分别是细 胞全能性和细胞
11、增殖；植物组织培养是用固体培养基的；动物 细胞培养不能形成个体。 答案D 二、动物细胞培养和动物细胞克隆 1.动物细胞培养： 细胞株或细胞系。 选用幼龄动物组织或胚胎的原因：它们的细胞分化程度 低，增殖能力很强，更易于培养。 进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，而不用 胃蛋白酶的原因：胃蛋白酶作用的适宜 pH 约为 2，当 pH 大于 6 时，胃蛋白酶就会失去活性。而胰蛋白酶作用的适宜 pH 为 7.28.4，多数动物细胞培养的适宜 pH 为 7.27.4，因此胰蛋 白酶适用于细胞培养时细胞间质(主要为蛋白质)的分解。 (2)细胞贴壁和接触抑制： 细胞贴壁：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶
12、壁上。 接触抑制：细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到 表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。 (3)动物细胞培养需要满足以下条件： 充足的营养供给：微量元素、无机盐、糖类、氨基酸、 促生长因子、血清等。 适宜的温度：36.5 0.5 。 适宜的 pH：7.27.4。 无菌、无毒环境：培养液和培养用具灭菌消毒，培养过 程加抗生素杀菌，定期更换培养液，清除代谢产物。 (4)动物细胞培养技术的应用： 生产生物制品：疫苗、干扰素、抗体等。 作为基因工程中的受体细胞。 检测有毒物质及毒性。 科研方面：筛选抗癌药物、治疗和预防疾病等。 植物组织培养动物细胞培养 原理细胞的全能性细胞的增殖 培养基
13、的 物理性质 固体液体(合成培养基) 培养基 的成分 水、无机盐、维生素、 蔗糖、氨基酸、琼脂等 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维 生素、动物血清等 结果产生新的植株或组织产生新的细胞系或细胞株 应用 植株快速繁殖 脱毒植株的培育 人工种子 生产药物、杀虫剂等 转基因植物的培育 蛋白质生物制品的生产 皮肤移植材料的培育 检测有毒物质 生理、病理、药理学研究 取材植物幼嫩的部位或花药等 动物胚胎或出生不久的幼龄 动物器官或组织 其他条件均为无菌操作，需要适宜的温度、pH、O2 等条件 植物组织培养与动物细胞培养的比较 2.动物核移植技术和克隆动物： (1)动物核移植技术可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核
14、 移植，前者比较容易。 (2)如上图所示，注入去核卵母细胞中的不是供体细胞核， 而是整个细胞。伴随着两细胞融合，体现细胞膜的结构特点 具有一定的流动性。 (3)该技术形成的重组细胞发育成一个新个体，体现了细胞 核的全能性而非动物细胞的全能性。 (4)用卵母细胞作受体细胞的原因： 卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。 卵母细胞体积大，便于操作。 卵黄多，营养物质丰富等。 (5)克隆属于无性繁殖，产生的新个体的性别、绝大多数性 状与供核亲本一致。 (6)体细胞核移植技术的应用：加速家畜遗传改良进程， 促进优良畜群繁育；保护濒危物种，增大存活数量；生产 珍贵的医用蛋白；作为异种移植的供体；用
15、于组织器官的 移植等。 【典例】下列有关动物细胞培养的叙述中，不正确的是 () A.培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动 物血清 B.原代培养的细胞一般传至 10 代左右便会出现生长停止 C.动物细胞培养一般都能够传到 4050 代，但其遗传物质 发生了改变 D.动物细胞培养可用于检测有毒物质和获得大量自身的健 康细胞 解析一般来说，细胞在传至 1050 代左右时，增殖会逐 渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的细胞核型可能会发 生变化。当继续传代培养时，少部分细胞会朝着等同于癌细胞 的方向发展。 答案C 【举一反三 2】(2013 年茂名一模)下图为某生物工程操作 流程模式图，下
16、列说法正确的是() A.如果此图表示基因工程的操作流程，若 A 为质粒，则 B 表示重组 DNA 分子 B.如果此图表示动物细胞融合过程，则形成 C(杂种细胞) 的原理是细胞全能性 C.若此图为试管婴儿的培育过程，则应包括人工受精、细 胞培养和胚胎移植等方面 D.若此图为试管牛生产的技术流程图，则获得 A(精子)后可 直接与 B 进行体外受精 解析如果此图表示基因工程的操作流程，若 A 为质粒， 则 B 表示目的基因，C 表示重组 DNA 分子；如果此图表示动 物细胞融合过程，则形成 C(杂种细胞)的原理是细胞膜的流动 性；若此图为试管婴儿的培育过程，则应包括人工授精、细胞 培养(早期胚胎培养
17、)和胚胎移植等方面；若此图为试管牛生产 的技术流程图，则获得 A(精子)后，需要获能处理才能与 B 进 行体外受精。 答案C 三、单克隆抗体的制备 1.原理：细胞膜的流动性。 2.诱导融合的因素：聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒(动物细胞 融合特有的方式)、电激等。 3.意义：制备单克隆抗体(最重要的用途)。 4.过程： (1)细胞融合完成的标志：细胞核融合成一个核。 (2)制备单克隆抗体时选用一种抗原处理的 B 淋巴细胞与骨 髓瘤细胞进行细胞融合，筛选出杂交瘤细胞，它会兼有两个亲 本细胞的特性在体外培养条件下能不断增殖，同时能产生 具某种特异性的抗体。 (3)制备单克隆抗体过程中有两次筛选：
18、第一次筛选：将未融合的 B 淋巴细胞、骨髓瘤细胞以及 BB 融合、瘤瘤融合等的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出 B 瘤融合的细胞。 第二次筛选：将产生特定抗体的 B 瘤细胞通过细胞培养 用相应抗原检测的办法筛选出来。 (4)获取单克隆抗体的场所： 若在培养基中进行杂交瘤细胞培养，则从培养液中提取。 若在小鼠或其他动物腹腔中培养，则从腹水中提取。 【典例】下列是应用动物细胞工程技术获取单克隆抗 X 抗 体的具体操作步骤，选项中对单克隆抗体制备的相关叙述不正 确的是() 将 X 抗原注入小鼠体内，获得能产生抗 X 抗体的 B 淋巴 细胞从患骨髓瘤的小鼠体内获取骨髓瘤细胞利用促细 胞融合因子使两种细胞
19、发生融合将杂交瘤细胞注入小鼠腹 腔培养筛选出能产生抗 X 抗体的杂交瘤细胞 从腹水中 提取抗体 A.实验顺序应当是 B.过程中产生的多个杂交瘤细胞也称为克隆 C.过程获得的细胞均可无限增殖 D.到的过程中通常要经过两次筛选 解析克隆是一种无性生殖，过程中，杂交瘤细胞在小 鼠腹腔培养产生的多个杂交瘤细胞是细胞的增殖，属于克隆； 过程是融合过程，会得到多种融合细胞，要经过筛选才能获 得无限增殖以及能产生抗体的杂交瘤细胞；过程后要筛选出 B 瘤融合的细胞，过程要筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。 答案C 【举一反三 3】某小鼠生活过程中被多种病原体感染过， 科学家却能够以该小鼠为实验材料，通过细胞工程技术获得抗 某种病原体的高纯度单克隆抗体，这是因为() A.小鼠体内只有一种抗体 B.小鼠体内只有一种 B 淋巴细胞 C.B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后只产生一种杂交瘤细胞 D.可以通过克隆培养法和抗体检测筛选出能产生特定抗体 的杂交瘤细胞 解析小鼠被多种病原体感染过，能产生多种效应 B 细胞 和抗体，可以通过效应 B 细胞与骨髓瘤细胞的融合产生杂交瘤 细胞，再通过检测筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。 答案D