浙江鴨2025版高考生物新導(dǎo)學大一輪復(fù)習第34講克隆技術(shù)含解析講義

PAGEPAGE21第34講克隆技術(shù)[考綱要求]1.植物的克隆(b)。2.動物的克隆(a)。考點一植物的克隆1.植物細胞全能性(1)(2)全能性表達的條件①離體：已經(jīng)分化的植物體細胞，只有在離體條件下才能表現(xiàn)出全能性。②無菌：培育基一旦被污染，快速生長的各種雜菌不僅會與培育物爭奪養(yǎng)分，而且會產(chǎn)生大量對培育物有害的物質(zhì)。③確定的養(yǎng)分物質(zhì)：如水、無機鹽、蔗糖、維生素等。④植物生長調(diào)整劑：為促進脫分化和再分化，培育基中須要加入確定的植物生長調(diào)整劑，如生長素、細胞分裂素等。(3)全能性表達的難易程度①分化程度低的細胞>分化程度高的細胞。②受精卵>配子>體細胞。③植物細胞>動物細胞。2.植物組織培育程序3.植物細胞培育和器官培育的措施(1)通過平衡的植物激素配比可以調(diào)控器官發(fā)生和形態(tài)建成。①適量的生長素和細胞分裂素配比，可誘導(dǎo)芽的分化。②適量的吲哚乙酸及適當減除其他某些激素，可誘導(dǎo)生根。(2)處于適當?shù)囊后w培育條件的單個植物細胞，經(jīng)過培育基中成分的誘導(dǎo)，可經(jīng)驗從單細胞依次到細胞團、球形胚、心形胚和胚狀體，最終再生出完整的植株。有的植物(如風信子)可以在愈傷組織的基礎(chǔ)上干脆發(fā)育出花器官。4.原生質(zhì)體培育與植物細胞工程項目操作過程聯(lián)系原生質(zhì)體培育原生質(zhì)體培育勝利標記著植物細胞工程技術(shù)的進步。在此基礎(chǔ)上，形成了原生質(zhì)體融合(體細胞雜交)和基因工程技術(shù)結(jié)合的探討領(lǐng)域植物細胞工程提示原生質(zhì)體與原生質(zhì)層的區(qū)分(1)原生質(zhì)體：細胞中有代謝活性的原生質(zhì)部分，包括質(zhì)膜、細胞質(zhì)和細胞核。例如，去掉細胞壁的植物細胞等。(2)原生質(zhì)層：包括質(zhì)膜、液泡膜，以及兩層膜之間的細胞質(zhì)(細胞核、細胞液除外)，原生質(zhì)層具有選擇透性。一般成熟的植物細胞才具有原生質(zhì)層。5.植物克隆技術(shù)的應(yīng)用(1)通過大量培育特定細胞系，實現(xiàn)了能產(chǎn)生重要次生代謝產(chǎn)物的細胞的大量克隆和產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)。(2)通過花藥(花粉)培育，進行單倍體克隆，在育種中產(chǎn)生了巨大效益。(3)細胞培育產(chǎn)生出遺傳變異的新植株，為選擇有益性狀的新作物創(chuàng)建了條件。(4)在培育基中加入不同濃度的NaCl或病原體的毒蛋白，誘發(fā)和篩選了抗鹽或抗病突變體。(5)在培育基中加入不同濃度的賴氨酸類似物，篩選出抗賴氨酸類似物突變體。(1)棉花根尖細胞經(jīng)誘導(dǎo)形成幼苗能體現(xiàn)細胞全能性(√)(2)植物的每個細胞在植物體內(nèi)和體外都能表現(xiàn)出細胞的全能性(×)(3)在誘導(dǎo)離體菊花莖段形成幼苗的過程中，不會發(fā)生細胞的增殖和分化(×)(4)愈傷組織是外植體通過脫分化和再分化后形成的(×)(5)用纖維素酶和果膠酶水解法獲得的植物原生質(zhì)體失去了全能性(×)將無根的非洲菊幼苗轉(zhuǎn)入無植物激素的培育基中，在相宜的溫度和光照等條件下培育一段時間后，思索回答：(1)細胞分裂素(填“生長素”或“細胞分裂素”)促進細胞分裂，誘導(dǎo)芽的分化；生長素(填“生長素”或“細胞分裂素”)可以促進不定根、側(cè)根的形成。(2)培育基中沒有植物激素，外植體非洲菊幼苗能產(chǎn)生植物激素嗎？提示由于外植體為非洲菊幼苗，不是離體的組織或細胞，故仍可自行產(chǎn)生激素。(3)應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是圖中①～④中的哪一種？提示出現(xiàn)如圖②所示的生長現(xiàn)象。(4)④所示愈傷組織中是否會含有葉綠體？提示培育物經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成相對沒有分化的細胞。因此，愈傷組織中不含葉綠體。(5)生長素和細胞分裂素在植物組織培育中的相互作用及其應(yīng)用①細胞分裂素與生長素比例合適?愈傷組織會分化出根和芽。②細胞分裂素多，生長素少?只長莖葉不長根。③生長素多，細胞分裂素少?只長根，不長莖葉。④生長素少，細胞分裂素也少?愈傷組織接著生長，不發(fā)生分化。命題點一植物細胞的全能性和組織培育方法1.青蒿素是從植物黃花蒿的葉片中所提取的一種代謝產(chǎn)物，而莖及其他部位中的青蒿素含量及其微小，下列關(guān)于利用植物組織培育生產(chǎn)青蒿素的敘述中，正確的是()A.在黃花蒿組織培育過程中無需光照B.加入大量生長素可提高青蒿素的產(chǎn)量C.可通過大量培育愈傷組織以干脆獲得青蒿素D.可大規(guī)模栽培組織培育苗以獲得藥用成分答案D解析植物組織培育包括脫分化和再分化兩個過程，其中脫分化過程不須要光照，而再分化過程須要光照，A錯誤；生長素對脫分化和再分化過程具有調(diào)整作用，但不能干脆提高青蒿素的產(chǎn)量，B錯誤；青蒿素是從植物黃花蒿的葉片中所提取的一種代謝產(chǎn)物，而莖及其他部位中的青蒿素含量及其微小，因此通過大量培育愈傷組織不能干脆獲得青蒿素，C錯誤；可大規(guī)模栽培組織培育苗以獲得藥用成分，D正確。2.下圖表示利用棉花葉肉細胞原生質(zhì)體培育進行遺傳改良的過程，據(jù)圖分析下列說法錯誤的是()紫外線照耀↓②棉花葉肉細胞eq\o(→,\s\up7(①))原生質(zhì)體eq\o(→,\s\up7(③))愈傷組織eq\o(→,\s\up7(④))根、芽→棉花幼苗A.①過程需在相宜條件下用纖維素酶和果膠酶的混合物處理B.②過程能定向誘導(dǎo)原生質(zhì)體產(chǎn)生優(yōu)良性狀的突變C.③過程中葉肉細胞失去了其特有的結(jié)構(gòu)和功能D.④過程需用相宜配比的植物激素處理答案B解析植物細胞壁主要是由纖維素和果膠組成的，常選用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體。紫外線照耀誘變育種所依據(jù)的原理是基因突變，這種突變是不定向的。③過程是脫分化，指已經(jīng)分化的植物器官、組織或細胞，當受到創(chuàng)傷或進行離體(也受到創(chuàng)傷)培育時，已停止分裂的細胞又重新復(fù)原分裂，細胞變更原有的分化狀態(tài)，失去原有的結(jié)構(gòu)和功能，成為具有未分化特性的細胞。④是再分化，需用相宜配比的植物激素誘導(dǎo)。植物組織培育過程的兩個易錯點(1)脫分化形成愈傷組織的過程不須要光，再分化過程須要光，因為愈傷組織利用有機養(yǎng)分成分，而試管苗須要進行光合作用以自養(yǎng)。(2)種子是植物的幼體，包含胚根、胚軸和胚芽，而不是高度分化的體細胞，故由種子萌發(fā)形成植株是植物的生長現(xiàn)象，并未體現(xiàn)植物細胞的全能性。命題點二影響植物組織培育的因素3.植物激素中生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性因素。依據(jù)不同依次運用這兩類激素，會得到不同的試驗結(jié)果。若先運用生長素，后運用細胞分裂素，試驗結(jié)果是()A.有利于細胞分裂，但細胞不分化B.細胞既分裂也分化C.細胞分化頻率提高D.有利于細胞分化，但細胞不分裂答案A解析植物組織培育過程中，細胞分裂素和生長素的運用依次不同，培育的結(jié)果不同。先運用生長素，后運用細胞分裂素，有利于細胞分裂，但細胞不分化；先運用細胞分裂素，后運用生長素，細胞既分裂也分化；兩者同時運用，細胞分化頻率提高。4.下圖表示通過克隆技術(shù)獲得煙草植株的過程，請據(jù)圖回答：(1)①過程往往選取煙草的幼嫩部位，需經(jīng)過______處理，才能置于培育基中進行培育。(2)②過程稱為________，③過程稱為________。(3)通過懸浮培育形成的單細胞可發(fā)育成______，繼而形成植物幼體；也可利用_______水解細胞壁，獲得的___________培育后也可形成植株。(4)在培育過程中，若要誘導(dǎo)芽的產(chǎn)生，則配制植物激素時要________。A.添加適量的生長素和適當減除其他某些激素B.適當配比的生長素和細胞分裂素C.添加適量的生長素和適當增加其他某些激素D.適當增加細胞分裂素和生長素的量(5)煙草細胞很簡潔再生出新植株，但在長期培育過程中，其胚胎發(fā)生和器官形成實力下降，不行能的緣由是________。A.染色體畸變或細胞核變異B.組織或細胞中的激素平衡被打破C.產(chǎn)生了缺乏成胚性的細胞系D.植物細胞全能性丟失答案(1)消毒(2)脫分化再分化(3)幼胚纖維素酶和果膠酶原生質(zhì)體(4)B(5)D解析(1)自然環(huán)境中獲得的植物組織、器官攜帶較多微生物，會影響培育過程中植物細胞的生長，因此需先進行消毒處理。(2)高度分化的植物細胞經(jīng)培育形成相對未分化的愈傷組織細胞，此過程叫脫分化；而相對未分化的愈傷組織細胞經(jīng)誘導(dǎo)分化成胚的過程，稱為再分化。(3)據(jù)圖可知，懸浮培育的單細胞可發(fā)育成幼胚；細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此可運用纖維素酶和果膠酶處理細胞壁；植物細胞壁去除后內(nèi)部的結(jié)構(gòu)稱為原生質(zhì)體。(4)養(yǎng)分物質(zhì)和植物生長調(diào)整劑配比會影響愈傷組織的分化方向，例如適量的生長素和細胞分裂素配比可以誘導(dǎo)芽的分化，適量的生長素和適當減除某些其他激素則可以誘導(dǎo)生根，故要誘導(dǎo)芽的產(chǎn)生，應(yīng)依據(jù)B選項操作。(5)在長期培育中，培育物胚胎發(fā)生和器官形成實力下降的可能緣由有：染色體畸變、細胞核變異或非整倍體產(chǎn)生、細胞或組織中的激素平衡被打破、細胞對外源生長物質(zhì)的敏感性發(fā)生變更等，以及隨著時間推移，由于其他各種緣由產(chǎn)生了缺乏成胚性的細胞系，故A、B、C正確；植物細胞仍保留了該物種全套的遺傳物質(zhì)，故全能性并未丟失，但由于各種緣由，其全能性的表達受到了阻礙，D錯誤。植物組織培育的4個條件(1)植物激素是影響脫分化、再分化的重要因素。細胞分裂素與生長素不同濃度的配比在再分化過程中，對誘導(dǎo)根或芽的產(chǎn)生起關(guān)鍵作用。當細胞分裂素與生長素的濃度比高時，有利于芽的產(chǎn)生；濃度比低時，有利于根的產(chǎn)生。(2)光照：對于植物組織培育來說，光照條件特別重要，包括光強度、時間和波長。但在愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要暗培育，而在分化再生的過程中確定要有光照。愈傷組織誘導(dǎo)階段的暗培育有利于細胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織。(3)無菌：假如在培育基上有細菌等微生物，它們相比植物細胞具有更強的新陳代謝實力，比植物細胞生長繁殖得更快，而且它們會產(chǎn)生毒素，使培育基上的植物細胞死亡。因此，在培育過程中要求一系列的消毒、滅菌，并且要求無菌操作。(4)非離體狀態(tài)下，植物體細胞不能表達全能性的緣由：植物體細胞內(nèi)的基因選擇性表達。命題點三植物細胞工程的應(yīng)用5.(2024·臺州一中月考)某科研團隊利用植物細胞工程技術(shù)，把基因序列已知的抗除草劑(Bar)基因?qū)朐|(zhì)體獲得抗除草劑大豆。請回答下列相關(guān)問題：(1)對于已獲得的Bar基因可以用____________技術(shù)進行擴增。圖中的a過程通常運用相同的______________酶和DNA連接酶，使目的基因與載體連接形成重組DNA分子。(2)在b過程中，獲得原生質(zhì)體除了須要纖維素酶和果膠酶，還須要用到的試劑是_____。(3)勝利導(dǎo)入重組DNA的原生質(zhì)體經(jīng)脫分化形成I_______________，進而生長發(fā)育成植株。下列不屬于I細胞應(yīng)具有的特征是____________。A.薄壁細胞B.細胞質(zhì)豐富C.液泡小D.細胞核小(4)若要推斷轉(zhuǎn)基因抗除草劑大豆是否培育勝利，比較簡便的檢測方法是____________。答案(1)PCR限制性核酸內(nèi)切(2)(較高濃度的)甘露醇(3)愈傷組織D(4)用確定濃度的除草劑噴灑，視察轉(zhuǎn)基因大豆的生長狀況解析(1)PCR技術(shù)可在體外大量擴增目的基因；圖中a為形成重組DNA分子的過程，該過程首先須要用限制性核酸內(nèi)切酶切割外源DNA和載體，其次須要用DNA連接酶將目的基因與載體連接形成重組DNA分子。(2)用酶混合液處理植物細胞時，酶混合液中含有較高濃度的甘露醇，其作用是調(diào)整細胞內(nèi)外的滲透壓，防止細胞吸水脹破。(3)勝利導(dǎo)入重組DNA的原生質(zhì)體經(jīng)脫分化形成I愈傷組織，進而生長發(fā)育成植株。愈傷組織細胞細胞質(zhì)豐富、液泡小而細胞核大。(4)若要推斷轉(zhuǎn)基因抗除草劑大豆是否培育勝利，比較簡便的檢測方法是用確定濃度的除草劑噴灑，視察轉(zhuǎn)基因大豆的生長狀況。考點二動物的克隆1.動物細胞、組織培育項目動物細胞培育動物組織培育過程將動物體內(nèi)的一部分組織取出、經(jīng)機械消化或胰酶消化，使其分散成單個的細胞；然后在人工限制的培育條件下，使這些細胞得以生存，并保持生長、分裂(繁殖)乃至接觸抑制和有規(guī)律的蒼老、死亡等生命活動現(xiàn)象動物組織在體外及人工條件下維持生活狀態(tài)或生長特性。動物組織培育過程中可伴隨組織分化，長期的培育常常只能使單一類型的細胞保存下來，最終成了簡潔的細胞培育。廣義的組織培育還包括器官培育，在此過程中保持器官的結(jié)構(gòu)、功能及分化實力聯(lián)系細胞培育中細胞之間在某種程度上呈現(xiàn)確定的組織特性；組織培育中主要的生命活動成分以細胞為單位，長期的組織培育最終會成為簡潔的細胞培育。兩者在確定程度上可看作是同義語，統(tǒng)稱為組織培育(組培)2.原代培育、傳代培育、細胞系和細胞株(1)原代培育①細胞懸浮液第一次在瓶中培育，沒有分瓶培育之前的細胞培育。②有時把最初的若干次傳代歸入原代培育范圍。(2)傳代培育①細胞懸浮液培育一段時間后，分瓶再進行的細胞培育。②將細胞從一個培育瓶轉(zhuǎn)移或移植到另一個培育瓶，就稱為傳代培育。(3)細胞系的類型：連續(xù)細胞系(惡性細胞系：具有異體致瘤性；不死性細胞系：保留接觸抑制現(xiàn)象，不致癌)和有限細胞系。(4)細胞株：通過確定的選擇或純化方法，從原代培育物或細胞系中獲得的具有特別性質(zhì)的細胞?？煞譃檫B續(xù)細胞株和有限細胞株。3.克隆培育法(1)概念：把一個單細胞從群體中分別出來單獨培育，使之繁衍成一個新的細胞群體的技術(shù)。(2)最基本要求：必需確定所建成的克隆來源于單個細胞。(3)提高細胞克隆形成率的措施有：①選擇相宜的培育基；②添加血清(胎牛血清最好)；③以滋養(yǎng)細胞(如經(jīng)射線照耀本身失去增殖力的小鼠成纖維細胞)支持生長；④激素(胰島素等)刺激；⑤運用CO2培育箱；⑥調(diào)整pH等。4.動物的細胞融合技術(shù)及其應(yīng)用(1)細胞融合①概念：是指在確定的條件下將兩個或多個動物細胞融合成一個細胞的現(xiàn)象。②原理：細胞膜的流淌性。③誘導(dǎo)融合的方法a.物理方法和化學方法：電激法、聚乙二醇等。b.生物方法：滅活的病毒(如仙臺病毒)。(2)細胞雜交①概念：基因型不同的細胞間的融合就是細胞雜交。②過程③應(yīng)用：由于細胞雜交中染色體簡潔丟失，利用雜交細胞檢測特定染色體丟失與特定基因產(chǎn)物(蛋白質(zhì))削減的對應(yīng)關(guān)系可以進行基因定位。(3)雜交瘤技術(shù)和單克隆抗體的制備過程5.動物的克隆繁殖(1)動物細胞全能性的表現(xiàn)程度①受精卵具有全能性。②多能細胞只具有分化出多種組織細胞的潛能。③單能細胞只能分化為一種細胞。④高度分化的細胞不再分化為其他細胞。(2)動物難以克隆的根本緣由在動物的個體發(fā)育過程中，細胞分化使得細胞發(fā)生了基因的差異表達，細胞基因組中基因的活動很不完全。(3)細胞核移植試驗和動物的克隆繁殖①核移植：利用一個細胞的細胞核來取代另一個細胞中的細胞核，形成一個重建的“合子”。②動物的克隆繁殖(1)制備肝細胞懸液時先用剪刀剪碎肝組織，再用胃蛋白酶處理(×)(2)肝細胞培育過程中通常在培育液中通入5%的CO2刺激細胞呼吸(×)(3)與“多莉”羊等克隆哺乳動物相關(guān)的技術(shù)有胚胎移植、細胞培育和核移植(√)(4)植物原生質(zhì)體融合和動物細胞融合原理是相同的(√)(5)雜交瘤細胞進行體內(nèi)培育，是為了獲得能產(chǎn)生單克隆抗體的胚胎(×)分析單克隆抗體的制備過程，思索回答問題：(1)細胞融合完成的標記是什么？提示細胞核融合成一個核。(2)雜交瘤細胞的特性是什么？提示既能無限增殖，又能產(chǎn)生大量特異性抗體。(3)獲得單克隆抗體的兩個場所在哪里？提示若在培育基中進行雜交瘤細胞培育，則從培育液中提?。蝗粼谛∈蠡蚱渌麆游锔骨恢信嘤?，則從腹水中提取。(4)在單克隆抗體制備過程中，一般認為有兩次篩選過程，請說明兩次篩選的目的。提示第一次是篩選出雜交瘤細胞(用選擇培育基)，其次次是進一步篩選出能產(chǎn)生人們所需抗體的雜交瘤細胞。(5)用特定的選擇培育基篩選：未融合的細胞和同種細胞融合后形成的細胞(“BB”細胞、“瘤瘤”細胞)都會死亡，只有融合的雜交瘤細胞(“B瘤”細胞)才能生長。(6)單克隆抗體有哪些優(yōu)點？提示特異性強，靈敏度高，可大量制備。1.動物克隆繁殖幾個留意點(1)動物難以克隆的根本緣由：分化了的動物細胞的細胞質(zhì)中的調(diào)整蛋白，關(guān)閉了細胞核中與個體發(fā)育有關(guān)的基因。(2)重組卵發(fā)育成一個新個體，體現(xiàn)了細胞核的全能性而非動物細胞的全能性。(3)重建合子的細胞質(zhì)必需來自卵細胞的緣由：卵中沒有關(guān)閉與個體發(fā)育有關(guān)的基因的調(diào)整蛋白。(4)動物克隆屬于無性繁殖，產(chǎn)生新個體的性別、絕大多數(shù)性狀與供核親本一樣(分析遺傳物質(zhì)來源時，確定要留意細胞核遺傳物質(zhì)和細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)的區(qū)分)。2.動物細胞培育與單克隆抗體制備的關(guān)鍵點分析(1)動物細胞培育中兩次用到胰蛋白酶：第一次用胰蛋白酶處理剪碎的組織使之分散成單個細胞，其次次使貼壁細胞從瓶壁上脫落下來。(2)原代培育與傳代培育的分界點為分瓶培育時。(3)血清抗體和單克隆抗體的比較項目血清抗體單克隆抗體產(chǎn)生效應(yīng)B細胞雜交瘤細胞特點一般從血清中分別，產(chǎn)量低，純合度低，特異性差特異性強，靈敏度高，可大量制備3.制備單克隆抗體中兩次篩選的比較項目第一次篩選其次次篩選篩選緣由誘導(dǎo)融合后得到多種雜交細胞，另外還有未融合的細胞由于小鼠在生活中受到多種抗原的刺激，所以經(jīng)選擇性培育獲得的雜交瘤細胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細胞篩選方法用特定的選擇培育基篩選。其中未融合的細胞和同種細胞融合后形成的細胞(“BB”細胞、“瘤瘤”細胞)都會死亡，只有融合的雜交瘤細胞(“B瘤”細胞)才能生長用多孔培育皿培育，在每個孔中只有一個雜交瘤細胞的狀況下起先單克隆培育和抗體檢測，經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生特異性抗體的細胞群篩選結(jié)果得到雜交瘤細胞得到能分泌特異性抗體的雜交瘤細胞命題點一動物細胞培育與克隆繁殖1.下列關(guān)于動物細胞培育的敘述，正確的是()A.連續(xù)細胞系的細胞大多具有二倍體核型B.某些癌細胞在合適條件下能逆轉(zhuǎn)為正常細胞C.由多個祖細胞培育形成的細胞群為一個克隆D.未經(jīng)克隆化培育的細胞系細胞具有相同的性狀答案B解析連續(xù)細胞系的細胞大多數(shù)具有異倍體核型，A錯誤；癌細胞仍能逆轉(zhuǎn)為正常細胞，如小鼠畸胎癌細胞能分化為各種正常體細胞，B正確；由一個共同的祖細胞培育形成的細胞群為一個克隆，C錯誤；未經(jīng)克隆化培育的細胞系具有異質(zhì)性，D錯誤。2.如圖所示為哺乳動物生殖的過程。其中b為卵細胞，c為體細胞。下列敘述不正確的是()A.形成動物①②的過程分別屬于有性生殖和無性生殖B.產(chǎn)生動物②的過程中可發(fā)生基因突變、基因重組等C.動物②的產(chǎn)生表明動物細胞的細胞核具有全能性D.a、b、c細胞的形成過程，僅c細胞為有絲分裂答案B解析動物①通過受精作用形成，屬于有性生殖，動物②通過細胞核移植技術(shù)形成，利用的原理是動物細胞的細胞核具有全能性，形成動物②的過程屬于無性生殖，A、C正確；a、b細胞分別由精原細胞和卵原細胞通過減數(shù)分裂形成，c細胞是體細胞，通過有絲分裂形成，D正確；產(chǎn)生動物②的過程中沒有減數(shù)分裂，所以并沒有發(fā)生基因重組，B錯誤。比較動物細胞培育、核移植與動物細胞融合比較動物細胞培育核移植動物細胞融合原理細胞增殖動物細胞核的全能性細胞膜的流淌性過程細胞A、B↓融合雜交細胞↓有絲分裂多個相同雜交細胞結(jié)果相同分化程度的細胞群與供體基本相同的個體雜交細胞關(guān)鍵環(huán)節(jié)細胞增殖(分裂)、細胞癌變核融合、細胞分化人工誘導(dǎo)細胞膜融合應(yīng)用①生產(chǎn)生物制品；②基因工程；③檢測有毒物質(zhì)①加速良種繁育；②愛護瀕危物種；③生產(chǎn)醫(yī)用蛋白；④供應(yīng)克隆器官、組織等獲得雜種細胞，制備細胞產(chǎn)物，如單克隆抗體命題點二單克隆抗體的制備3.如圖是單克隆抗體制備流程的簡明示意圖。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的B淋巴細胞B.②過程實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是細胞膜具有確定的流淌性C.③確定是雜交瘤細胞D.④是經(jīng)篩選培育獲得的能分泌特異性抗體的細胞群答案C解析①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的具有免疫實力的B淋巴細胞，A正確；②過程為B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合的過程，原理是細胞膜具有確定的流淌性，B正確；假如只考慮兩兩融合，③可能有3種融合細胞，即雜交瘤細胞、骨髓瘤細胞自身融合的細胞和B淋巴細胞自身融合的細胞，C錯誤；④過程表示用抗體陽性檢測篩選出能無限增殖并能分泌特異性抗體的雜交瘤細胞群，D正確。4.下圖是制備分泌抗X抗體的過程，依據(jù)圖示回答問題：(1)給小鼠注射抗原的目的是__________________________________________________。(2)由圖中可看出，單克隆抗體制備過程運用了______________和______________的動物細胞工程技術(shù)手段，前者常用的誘導(dǎo)劑與植物原生質(zhì)體融合不同的是____________。(3)動物細胞培育液的配方通常含有葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素等，與植物細胞培育基有所不同的是，還含有________________。(4)在動物細胞融合過程中，須要將所選取的組織細胞分散開，以利于細胞融合，可用____________處理離體組織細胞使之分散開。(5)圖中有兩次篩選過程，其中步驟④的目的是篩選出_____________，步驟⑤⑥的目的是篩選出________________________。答案(1)產(chǎn)生相應(yīng)的B淋巴細胞(或效應(yīng)B細胞)(2)動物細胞融合動物細胞培育滅活的病毒(3)動物血清(4)胰蛋白酶(5)雜交瘤細胞能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞解析(1)單克隆抗體制備過程中給小鼠注射抗原的目的是產(chǎn)生相應(yīng)的B淋巴細胞(或效應(yīng)B細胞)。(2)分析題圖可知，單克隆抗體制備過程運用了動物細胞融合和動物細胞培育技術(shù)，動物細胞融合常用的誘導(dǎo)劑與植物原生質(zhì)體融合不同的是滅活的病毒。(3)動物細胞培育液的配方與植物細胞培育基不同的是，還含有動物血清。(4)用胰蛋白酶處理離體組織可使細胞分散開。(5)步驟④的目的是篩選出雜交瘤細胞，步驟⑤⑥的目的是篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞。探究真題預(yù)料考向1.(2024·浙江11月選考)回答與植物克隆和動物克隆有關(guān)的問題：(1)利用植物愈傷組織獲得再生植株主要有兩條途徑：一是由愈傷組織的細胞先分化產(chǎn)生芽和根后再形成一個完整植株的________________途徑。二是由愈傷組織的細胞產(chǎn)生胚狀體后再萌發(fā)形成完整植株的胚胎發(fā)生途徑。另外，也可不通過愈傷組織階段而干脆采納帶腋芽的莖段培育成叢狀苗，再誘導(dǎo)生根獲得再生植株，其緣由是腋芽中存在________。(2)利用植物克隆培育新品種，一方面可利用帶有目的基因的________侵染植株，或?qū)⒛康幕蛲ㄟ^________的方法導(dǎo)入植物細胞、組織或器官獲得轉(zhuǎn)基因植株。另一方面利用異源植物的________________進行融合產(chǎn)生雜種植株，或利用異源植物在試管內(nèi)進行____________，對其產(chǎn)生的胚進行培育產(chǎn)生雜種植株。(3)下列屬于植物克隆和動物克隆共有的培育方法是________(A.懸浮培育、器官培育B.貼壁培育、傳代培育C.器官培育、愈傷組織培育D.原生質(zhì)體培育、傳代培育)。答案(1)器官發(fā)生分生組織(2)農(nóng)桿菌顯微注射原生質(zhì)體受精(3)A解析(1)外植體經(jīng)脫分化后形成愈傷組織，由愈傷組織形成再生植株主要有兩條途徑：一是由愈傷組織的細胞先分化產(chǎn)生芽和根后再形成一個完整植株，是植物組織培育的器官發(fā)生途徑；二是由愈傷組織的細胞產(chǎn)生胚狀體后再萌發(fā)成完整植株，是植物組織培育的胚胎發(fā)生途徑。不通過愈傷組織階段而干脆采納帶腋芽的莖段培育成叢狀苗，這說明腋芽中含有分生組織，而分生組織中含較高的細胞分裂素，細胞分裂素與生長素之比較高可促進芽的生長。(2)將目的基因?qū)胫参锛毎梢杂煤心康幕虻霓r(nóng)桿菌干脆侵染，或者用顯微注射法導(dǎo)入；異源植物可以利用植物體細胞雜交技術(shù)或者受精之后的胚胎進行培育，也可以獲得雜種植株。(3)貼壁生長是動物細胞培育時的特性；愈傷組織是指植物細胞在組織培育過程中形成的一種排列疏松而無規(guī)則的無定形態(tài)態(tài)、高度液泡化的薄壁細胞，動物細胞無愈傷組織培育；傳代培育應(yīng)用于動物細胞培育過程中。2.(2024·浙江10月選考)某小組欲進行煙草原生質(zhì)體分別與培育的探討。請回答：(1)原生質(zhì)體的分別：在無菌條件下，取煙草無菌苗的葉片，放入含有0.5mol/L甘露醇(維持較高滲透壓)的__________________混合液處理，經(jīng)過離心純化后獲得原生質(zhì)體。(2)原生質(zhì)體的培育：將原生質(zhì)體進行培育，重新長出細胞壁，形成胚性細胞。此時，應(yīng)當________培育基中甘露醇濃度，以利于胚性細胞接著培育形成細胞團，然后經(jīng)兩條途徑形成再生植株。途徑一：細胞團經(jīng)球形胚、______和胚狀體，最終發(fā)育成植株。途徑二：細胞團增殖為愈傷組織，然后在發(fā)芽培育基上誘導(dǎo)出芽，切割芽經(jīng)過生根后形成完整植株。上述發(fā)芽培育基中含量相對較高的激素是________，胚性細胞的主要特點是：________(A.液泡小、細胞核小B.液泡大，細胞核大C.液泡大，細胞核小D.液泡小、細胞核大)。(3)為了對煙草的某些性狀進行改良，分別得到兩種煙草的原生質(zhì)體后，通過______________方法將它們的遺傳物質(zhì)組合在一起，經(jīng)培育獲得具有新性狀的再生植株。提取再生植株的DNA，采納________擴增相關(guān)基因，來鑒定遺傳物質(zhì)是否勝利重組。答案(1)果膠酶、纖維素酶(2)降低心形胚細胞分裂素D(3)原生質(zhì)體融合PCR技術(shù)解析(1)用纖維素酶和果膠酶水解細胞壁，可分別獲得原生質(zhì)體。(2)原生質(zhì)體的培育過程中，重新長出細胞壁后，須要降低培育基中甘露醇的濃度，經(jīng)過培育基成分的誘導(dǎo)，從單細胞依次到細胞團、球形胚、心形胚和胚狀體，最終再生出完整植株；再生植株也可由愈傷組織通過適量的生長素和細胞分裂素配比誘導(dǎo)芽的分化，通過適量的生長素及適當減除其他激素誘導(dǎo)生根，發(fā)芽培育基中濃度相對較高的激素是細胞分裂素，生根培育基中濃度相對較高的激素是生長素，胚性細胞的主要特點是：細胞質(zhì)豐富、液泡小而細胞核大。(3)分別得到的兩種煙草的原生質(zhì)體，須要采納原生質(zhì)體融合的方法將兩者的遺傳物質(zhì)融合在一起，提取再生植株的DNA用來鑒定，須要采納PCR技術(shù)擴增。3.(2024·海南，31)甲、乙兩名同學分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料，利用植物組織培育技術(shù)繁殖該植物?；卮鹣铝袉栴}：(1)以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在確定條件下進行組織培育，均能獲得試管苗，其原理是______________________________________________________________。(2)甲、乙同學在誘導(dǎo)愈傷組織所用的培育基中，均加入確定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到___________________。若要用細胞作為材料進行培育獲得幼苗，該細胞應(yīng)具備的條件是_________________(填“具有完整的細胞核”“具有葉綠體”或“已轉(zhuǎn)入抗性基因”)。(3)圖中A、B、C所示的是不同的培育結(jié)果，該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由于培育基中兩種激素用量的不同造成的，這兩種激素是________________________。A中的愈傷組織是葉肉細胞經(jīng)________形成的。(4)若該種植物是一種雜合子的珍貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉，可用組織培育方法繁殖，在培育時，________(填“能”或“不能”)采納經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體，緣由是____________________________________________。答案(1)(2)(3)細胞分裂素、生長素脫分化(4)不能對雜合子的植株來說，其體細胞的基因型相同，而花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同。用花粉粒進行組織培育得到花卉基因型不同于原植株解析(1)植物組織培育的原理是植物細胞具有全能性。(2)蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。用細胞作為材料進行培育獲得幼苗，細胞必需具有完整細胞核，才具有發(fā)育為個體的一整套完整遺傳信息。(3)影響植物組織培育的兩種主要激素是細胞分裂素和生長素。愈傷組織是葉肉細胞經(jīng)脫分化形成的。(4)由于花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同，組織培育得到花卉基因型不同于原植株，導(dǎo)致不能保留親本性狀。課時作業(yè)一、選擇題1.(2024·臺州中學統(tǒng)考)下列過程不涉及植物組織培育技術(shù)的是()A.由馬鈴薯的莖尖培育出無病毒植株B.白菜和甘藍經(jīng)體細胞雜交過程培育出雜種植株C.轉(zhuǎn)入抗卡那霉素基因的煙草細胞培育出轉(zhuǎn)基因植株D.二倍體水稻剛萌發(fā)的種子經(jīng)秋水仙素處理后培育出四倍體植株答案D解析植物組織培育屬于無性繁殖技術(shù)。將離體的植物組織、細胞培育成完整植株，需制備相應(yīng)的培育基并添加適當配比的養(yǎng)分物質(zhì)和植物生長調(diào)整劑誘導(dǎo)，即必需依靠植物組織培育技術(shù)，故A、B、C項均涉及該技術(shù)；用秋水仙素處理二倍體水稻剛萌發(fā)的種子即可得到四倍體植株，無須利用植物組織培育技術(shù)，故選D項。2.牛雄性胚胎中存在特異性H-Y抗原，可在牛早期胚胎培育液中添加H-Y單克隆抗體，篩選胚胎進行移植，以利用乳腺生物反應(yīng)器進行生物制藥。下列相關(guān)敘述正確的是()A.H-Y單克隆抗體由骨髓瘤細胞分泌B.應(yīng)選用原腸胚做雌雄鑒別C.鑒別后的雄性胚胎可干脆做胚胎移植D.用H-Y抗原免疫母?？色@得相應(yīng)抗體答案D解析H-Y單克隆抗體是由已免疫的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞形成的雜交瘤細胞分泌的，A錯誤；一般選用囊胚期的滋養(yǎng)層細胞做性別鑒定，B錯誤；利用乳腺生物反應(yīng)器進行生物制藥，應(yīng)選擇雌性胚胎，C錯誤；用H-Y抗原免疫母牛，可使母牛針對該抗原產(chǎn)生相應(yīng)抗體，D正確。3.某試驗室做了如圖所示的試驗探討，下列與試驗相關(guān)的敘述正確的是()A.過程①導(dǎo)入的誘導(dǎo)基因使成纖維母細胞發(fā)生基因突變B.丙細胞既能持續(xù)分裂，又能分泌單一的抗體C.過程②屬于動物細胞培育過程中的原代培育D.過程③④所用的培育基中都含有聚乙二醇答案B解析外源基因的導(dǎo)入過程屬于基因重組，A錯誤；丙細胞能產(chǎn)生單克隆抗體，說明丙細胞具有連續(xù)分裂且能分泌單一抗體的實力，B正確；②表示細胞分化過程，C錯誤；③是誘導(dǎo)細胞融合的過程，所用的培育基含有聚乙二醇或滅活的仙臺病毒，而④過程不用聚乙二醇，D錯誤。4.(2024·紹興質(zhì)檢)下列各項中屬于克隆技術(shù)的是()A.把鯉魚胚胎細胞的細胞核移到去核鯽魚成熟卵中B.體外培育基底層干細胞來培植皮膚用于植皮手術(shù)C.將小鼠的骨髓瘤細胞與脾細胞結(jié)合成雜交瘤細胞D.將人工授精的受精卵體外培育形成胚胎答案B解析把鯉魚胚胎細胞的細胞核移到去核鯽魚成熟卵中屬于核移植，A錯誤；體外培育基底層干細胞來培植皮膚用于植皮手術(shù)屬于克隆技術(shù)，B正確；將小鼠的骨髓瘤細胞與脾細胞結(jié)合成雜交瘤細胞屬于細胞融合技術(shù)，C錯誤；將人工授精的受精卵體外培育形成胚胎，屬于有性生殖，D錯誤。二、非選擇題5.(2024·紹興3月聯(lián)考)基于哺乳動物細胞表達的基因工程制藥行業(yè)在最近10年發(fā)展快速，其中構(gòu)建穩(wěn)定表達細胞株是重要的環(huán)節(jié)，常見過程為：獲得目的基因→將目的基因?qū)胨拗骷毎醪胶Y選→擴增→單克隆化→篩選→馴化→工業(yè)生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：(1)假如該目的基因的序列是未知的，我們可以建立一個________，然后在這里面找尋到要探討的目的基因。(2)為了實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥物，常用CHO細胞(中國倉鼠卵巢的建株纖維母細胞)作為哺乳動物表達系統(tǒng)的宿主細胞，這種細胞應(yīng)當具有________實力，從而可以反復(fù)傳代運用。為了得到CHO細胞，可以干脆將組織從機體中取出后馬上進行細胞、組織培育，當細胞從組織塊中遷移出來，形成________并增大后，再傳代培育。(3)利用“裹有重組質(zhì)粒的脂質(zhì)體與動物細胞融合”和“病毒侵染細胞”是將目的基因?qū)雱游锛毎膬煞N常用方法，前者所用的脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)上由________分子構(gòu)成，后者不能用噬菌體的緣由是________________________________________________________________。(4)對細胞進行單克隆化培育時，培育基中往往須要添加血清、激素、滋養(yǎng)細胞等，這些措施的目的是__________。確定生產(chǎn)用的細胞株后，須要對細胞馴化使其適應(yīng)生產(chǎn)規(guī)模下的培育條件，工業(yè)生產(chǎn)運用的培育基大多是無血清培育基，這對生物制品的好處有________。答案(1)基因文庫(2)無限增殖生長暈(3)雙層磷脂噬菌體不能侵染動物細胞(4)提高細胞克隆形成率有利于生物制品的純化(或提取的基因表達產(chǎn)物純度高)解析(1)若目的基因未知，可建立基因文庫，從中獲得目的基因。(2)作為哺乳動物表達系統(tǒng)的宿主細胞，應(yīng)具備無限增殖的實力。動物細胞培育中，當細胞從組織塊中遷移出來，形成生長暈并增大后，再傳代培育。(3)裹有重組質(zhì)粒的脂質(zhì)體能將目的基因?qū)雱游锛毎瑒t脂質(zhì)體應(yīng)具有雙層磷脂分子，有利于與宿主細胞融合；病毒侵染細胞不能用噬菌體，因為噬菌體不能侵染動物細胞。(4)細胞克隆培育中，培育基中添加血清、激素等的目的是提高細胞克隆形成率。工業(yè)化生產(chǎn)運用的培育基大多是無血清培育基，這樣有利于生物制品的純化。6.青蒿素是治療瘧疾的重要藥物。下圖為利用二倍體野生型青蒿，通過現(xiàn)代生物技術(shù)培育青蒿素含量高的四倍體細胞和植株的示意圖。請回答以下相關(guān)問題：(1)上述a～d過程涉及的原理有___________________(至少兩項)。其中a為_________過程，b過程須要在______________作用下完成，d過程的技術(shù)基礎(chǔ)是________________。(2)通過e過程可以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)青蒿素。有關(guān)敘述正確的是________。A.該過程須要適量激素以刺激分化B.該過程不須要供應(yīng)有機養(yǎng)分物質(zhì)C.該過程須要誘導(dǎo)相關(guān)基因的表達D.該過程的原理是染色體畸變(3)已知青蒿素的合成受G基因限制，利用___________酶可將G基因從青蒿細胞中分別出，并經(jīng)改造和擴增后，將其與含有抗生素抗性基因的質(zhì)粒形成重組DNA，再與經(jīng)______處理的大腸桿菌液混合，使重組DNA更易進入大腸桿菌，通過培育大腸桿菌可生產(chǎn)青蒿素。(4)下列有關(guān)基因工程的敘述，錯誤的是________。A.獲得目的基因須要酶的催化B.目的基因能夠在宿主細胞中復(fù)制C.大腸桿菌是基因工程的常用載體D.能夠?qū)崿F(xiàn)定向改造生物性狀答案(1)細胞全能性、膜的流淌性、染色體畸變脫分化纖維素酶和果膠酶植物組織培育(2)C(3)限制性核酸內(nèi)切氯化鈣(4)C解析(1)上述a～d過程涉及細胞全能性、膜的流淌性、染色體畸變等原理；其中a為脫分化過程，b過程須要在纖維素酶和果膠酶作用下去除細胞壁，d過程的技術(shù)基礎(chǔ)是植物組織培育。(2)通過e過程可以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)青蒿素，該過程須要誘導(dǎo)相關(guān)基因的表達。(3)已知青蒿素的合成受G基因限制，利用限制性核酸內(nèi)切酶可將G基因從青蒿細胞中分別出，并經(jīng)改造和擴增后，將其與含有抗生素抗性基因的質(zhì)粒形成重組DNA，再與經(jīng)氯化鈣處理的大腸桿菌液混合，使重組DNA更易進入大腸桿菌，通過培育大腸桿菌可生產(chǎn)青蒿素。(4)質(zhì)粒是基因工程的常用載體，C錯誤。7.(2024·浙江教化綠色評價聯(lián)盟3月模擬)下圖表示通過核移植等技術(shù)獲得某種克隆哺乳動物(二倍體)的流程。據(jù)圖回答下列問題：(1)為了提高克隆的勝利率，常通過注射某些激素進行______________處理以獲得更多的卵細胞備用；過程①表示去除細胞核，該過程一般要在卵細胞培育至適當時期再進行，核移植須要借助精密的顯微操作儀和高效率的____________法。(2)過程②操作前常對離體體細胞進行______________________等特別處理，以利于重組細胞中核基因的表達；經(jīng)顯微操作獲得的A中往往帶有部分阻擋核基因表達的________，直到重組細胞起先第________次分裂時，核DNA被重新編排并起先表達。(3)下列關(guān)于過程③、④的敘述，錯誤的是________。A.分別表示胚胎體外培育和胚胎移植B.過程③每隔一段時間換用不同成分的培育液C.過程③所用的培育基中須加入動物血清并制備飼養(yǎng)層D.過程④對代孕母體要經(jīng)同期發(fā)情、未經(jīng)配種處理(4)選擇供體體細胞時必需關(guān)注其傳代培育的次數(shù)，因為體細胞經(jīng)過多次傳代后，細胞中__________的穩(wěn)定性會降低。答案(1)超數(shù)排卵細胞融合(2)調(diào)整培育基中的牛血清濃度(或養(yǎng)分限制性培育)調(diào)整蛋白三(3)C(4)遺傳物質(zhì)解析(1)為獲得更多的卵細胞，須要注射某些激素進行超數(shù)排卵處理。核移植須要借助精密的顯微操作儀和高效率的細胞融合法。(2)供體體細胞供應(yīng)細胞核前常對離體細胞進行養(yǎng)分限制性培育等特別處理，以利于重組細胞中核基因的表達。經(jīng)顯微操作獲得的細胞核中往往帶有部分阻擋核基因表達的調(diào)整蛋白，直到重組細胞起先第三次分裂時，核基因被重新編排并起先表達。(3)重組細胞經(jīng)培育形成早期胚胎所用的培育基不用制備飼養(yǎng)層，C錯誤。(4)體細胞經(jīng)多次傳代后，細胞中的遺傳物質(zhì)穩(wěn)定性會降低，因此選擇供體體細胞時必需關(guān)注其傳代培育的次數(shù)。8.(2024·嘉興聯(lián)考)下圖表示細胞融合技術(shù)的部分過程，請回答：(1)若甲、乙細胞是植物細胞，在細胞融合時，首先需將____消化除去。獲得的丁細胞在植物組織培育時通過平衡_____配比進行調(diào)控，從而實現(xiàn)植物器官、組織的發(fā)生和形態(tài)建成。(2)若該過程是制備癌胚抗原單克隆抗體的部分過程，試驗中首先將______________注入小鼠體內(nèi)，然后從產(chǎn)生免疫反應(yīng)的小鼠脾臟中獲得經(jīng)免疫的______細胞，將其與骨髓瘤細胞融合，篩選出________細胞。(3)若甲、乙細胞到丙細胞過程是哺乳動物體外受精過程，甲、乙細胞能夠結(jié)合的基礎(chǔ)是細胞膜表面有特異性________功能的蛋白。若丁細胞為囊胚的外表扁平細胞，由其組成的結(jié)構(gòu)稱為________。答案(1)細胞壁植物激素(2)癌胚抗原B淋巴雜交瘤(3)識別滋養(yǎng)層解析(1)若甲、乙細胞是植物細胞，在細胞融合時，首先需將具有愛護作用的細胞壁用纖維素酶和果膠酶去掉，才能獲得原生質(zhì)體。獲得的丁細胞即雜種植物細胞在植物組織培育時通過平衡植物激素(主要是生長素和細胞分裂素)配比進行調(diào)控，從而實現(xiàn)植物器官、組織的發(fā)生和形態(tài)建成。(2)若該過程是制備癌胚抗原單克隆抗體的部分過程，試驗中首先將抗原即癌胚抗原注入小鼠體內(nèi)，然后從產(chǎn)生免疫反應(yīng)的小鼠脾臟中獲得經(jīng)免疫的B淋巴細胞，將其與骨髓瘤細胞融合，篩選出既能產(chǎn)生特異性抗體還能大量增殖的雜交瘤細胞。(3)若甲、乙細胞到丙細胞過程是哺乳動物體外受精過程，甲、乙細胞能夠結(jié)合的基礎(chǔ)是細胞膜表面有特異性識別功能的蛋白。若丁細胞為囊胚的外表扁平細胞，由其組成的結(jié)構(gòu)稱為滋養(yǎng)層，內(nèi)部是具有發(fā)育