第4课时蛋白质工程的崛起
目标导航 1.举例说出蛋白质工程崛起的理由。2.简述蛋白质工程的原理。3.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
一、蛋白质工程崛起的缘由
1．基因工程及不足
(1)实质：将一种生物的______转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产
生的________，进而表现出________。
(2)不足：在原则上只能生产自然界已存在的________。
2．天然蛋白质的不足
天然蛋白质的____________符合____________生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
二、蛋白质工程的基本原理
1．概念
(1)基础：蛋白质分子的____________及其与____________的关系。
(2)手段：通过____________或____________，对现有蛋白质进行______，或制造
一种新的蛋白质。
(3)目的：获得满足人类生产和生活需求的________。
2．原理：由预期的蛋白质找到相对应的______。
3．流程：预期蛋白质功能→设计预期的____________→推测应有的________序列→找到相对应的__________序列(基因)。
三、蛋白质工程的进展和前景
1．前景诱人：如用此技术制成的电子元件，具有______、______和效率高的特点；通过对胰岛素的改造，使其成为速效型药品。
2．难度很大：主要是目前科学家对大多数蛋白质的________________的了解还很不够。
知识点一对蛋白质工程的理解和应用
1．下图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题：
(1)代表蛋白质工程操作思路的过程是________；代表中心法则内容的是____________。(填写数字)
(2)写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容：
①______；②______；③________；④________；⑤________。
(3)蛋白质工程的目的是________________________，通过____________实现。
(4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是____________的。
2．科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造，生产出效果更好的鼠-人嵌合抗体，用于癌症治疗。下图表示形成鼠－人嵌合抗体的过程，据图回答：
(1)改造鼠源杂交瘤抗体，生产鼠－人嵌合抗体，属于____________(生物工程)的范畴。
(2)图示过程是根据预期的________，设计________，最终必须对________进行操作，此操作中改变的是____________。
(3)经过改造的鼠－人嵌合抗体，与鼠源杂交瘤抗体相比较，突出的优点是________________________________________________________________________ (从免疫角度考虑)。
(4)上述过程中对科学家来说难度最大的是______________________________________。
知识点二基因工程和蛋白质工程
3．回答下列问题：
(1)饮料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的________，然后改变植酸酶的________，从而得到新的植酸酶。
(2)培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料原料时磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是________________。请简述获得转基因植株的完整过程________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(3)为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过________法转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期后可通过胚胎分割方法，从而一次得到多个转基因猪个体。
(4)若这些转基因动、植物进入生态环境中，对生态环境有何影响？_________________。
4．胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：
(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是________________。
(2)通过DNA合成形成的新基因应与________结合后转移到____________________中才能得到准确表达。
(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，涉及到的生物工程有__________、________和发酵工程。
(4)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
基础落实
1．下列关于蛋白质工程的说法，错误的是() A．蛋白质工程能定向改造蛋白质的分子结构，使之更加符合人类的需要
B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子结构
C．蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子
D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程
2．蛋白质工程的基本流程正确的是()
①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④根据氨基酸序列推出
脱氧核苷酸序列
A．①→②→③→④B．④→②→①→③
C．③→①→④→②D．③→④→①→②
3．关于蛋白质工程的说法，正确的是() A．蛋白质工程的核心问题是对蛋白质分子进行直接改造
B．蛋白质工程是与基因工程并列的两大生物工程技术
C．蛋白质工程中不涉及基因结构问题
D．蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多
4．下列关于由我国牵头的“人类肝脏蛋白组计划”的叙述中，不正确的是() A．揭示并确认肝脏合成的蛋白质
B．为重大肝病预防、诊断、治疗和新药研发提供科学基础
C．用蛋白质工程实现肝脏合成人类需要的蛋白质
D．是对蛋白质工程的有力推动和理论支持
5．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，其结果产生的蛋白质是() A．氨基酸种类增多B．氨基酸种类减少
C．仍为天然存在蛋白质D．可合成天然不存在蛋白质6．下列不属于蛋白质工程成果的是() A．改造酶的结构，提高酶的热稳定性
B．生产出鼠－人嵌合抗体
C．生产具有体积小、耗电少、效率高的电子元件
D．将人的胰岛素基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素
能力提升
7．基因工程与蛋白质工程的区别是() A．基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作
B．基因工程合成自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质
C．基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平(或性状水平)的操作
D．基因工程完全不同于蛋白质工程
8．蛋白质工程的研究将对生命科学产生重大影响。下列关于蛋白质工程的叙述，不正确的是() A．实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质结构和功能的关系
B．基因工程是蛋白质工程的关键技术
C．蛋白质工程是对蛋白质分子的直接改造
D．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程9．猪的胰岛素用于人体时降血糖效果不明显，原因是猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪胰岛素用于治疗人类糖尿病，用蛋白质工程的蛋白质分子设计的最佳方案是
()
A．对猪胰岛素进行一个氨基酸的替换
B．将猪胰岛素和人胰岛素进行拼接组成新的胰岛素
C．将猪和人的胰岛素混合在一起治疗糖尿病
相当困难，如果将其分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可以在－70℃条件下保存半年，给广大患者带来了福音。
(1)蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”：
(2)基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产____________的蛋白质，不一定符合______________的需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过__________或__________，对现有蛋白质进行________，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。
(3)蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的________结构。
(4)对天然蛋白质进行改造，应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？________________________________________________________________________ ________________。原因是____________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
综合拓展
11．基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的，并有赖于微生物学理论和技术的发展运用。基因工程基本操作流程如下图，请据图分析回答：
(1)图中A是________；在基因工程中，需要在__________________酶的作用下才能完成剪接过程。
(2)在上图基因工程的操作过程中，可以遵循碱基互补配对原则的步骤有________。(用图中序号表示)
(3)从分子水平分析不同种生物之间的基因移植成功的主要原因是__________________ ________，也说明了不同生物共用一套________。
(4)目的基因导入到受体细胞后，需要进行目的基因的检测与鉴定，首先要检测转基因生物染色体上是否插入了目的基因；其次检测目的基因是否____________________；最后检测目的基因是否表达出蛋白质，在分子水平上采用____________________进行检测。
(5)利用基因工程生产的胰岛素服用后起效较慢，很难完全模拟体内胰岛素的释放曲线，从而很难精准的调整人体血糖浓度，患者可能出现______________症状。现在采用蛋白质工程可以对胰岛素进行改造，使之起效时间缩短，保证餐后血糖高峰和血胰岛素高峰的一致。如果你是科研工作者，请写出研制速效胰岛素的思路。
___________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。
答案知识清单
一、1.(1)基因蛋白质新性状(2)蛋白质
2．结构和功能特定物种
二、1.(1)结构规律生物功能(2)基因修饰基因合成
改造(3)蛋白质
2．基因 3.蛋白质结构氨基酸脱氧核苷酸
三、1.体积小耗电少 2.高级结构
对点训练
1．(1)④⑤①②③(2)转录翻译折叠分子设计DNA合成(3)对蛋白质的结构进行分子设计基因合成或改造(4)相反
解析天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的，而蛋白质工程的基本途径与之相反，即从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列(基因)。解答此题需要理解中心法则和蛋白质结构的知识。
知识链接对蛋白质工程内容的理解
(1)氨基酸的排列顺序由基因决定，所以蛋白质工程需要改造控制蛋白质合成的相应基因中的脱氧核苷酸序列或人工合成所需要的自然界中原本不存在的基因片段。
(2)直接决定蛋白质结构和功能的因素
①氨基酸的种类、数量、排列顺序。
②蛋白质空间结构，因对空间结构了解很少，使蛋白质分子的设计相当艰巨。
(3)蛋白质工程中经过处理得到的新基因与基因突变得到的新基因有较大差别，基因突变的新基因中含有不编码蛋白质的序列，而蛋白质工程中的新基因则没有。
2．(1)蛋白质工程(2)嵌合抗体功能嵌合抗体的结构基因碱基对(3)对人体的不良反应减少(4)设计嵌合抗体的空间结构
解析(1)通过图示可知鼠－人嵌合抗体是通过人工设计而形成的特定功能蛋白质，其生产过程应属于蛋白质工程的范畴。(2)蛋白质工程的流程：预期蛋白质的功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)→通过基因工程操作生产预期的蛋白质。(3)从免疫的角度考虑，对人体来说鼠源抗体为抗原，若利用人的抗体与之嵌合，则排斥作用会减轻，对人体的负作用会减少。(4)由于蛋白质空间结构比较复杂，不易确定，所以成为蛋白质工程中最大的障碍。
归纳提升(1)蛋白质工程最终还是回到基因工程上来，因为蛋白质的合成由基因控制，所以说蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程。
(2)基因工程中的目的基因一般为自然存在的基因，而蛋白质工程中的目的基因不是自然存在的。
(3)判断蛋白质工程方法的关键是：通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质。
3．(1)空间结构氨基酸序列(2)农杆菌介导的转化法外源植酸酶基因→农杆菌→大豆细胞→大豆植株再生→鉴定(3)显微注射(4)减少环境中磷的污染，但基因可能扩散到环境中
解析(1)蛋白质工程的原理是从预期的蛋白质的功能出发推测出蛋白质的结构，从而推测出相应的氨基酸序列，再对基因进行改造从而得到新的蛋白质。不能直接改造蛋白质，因为它不能遗传。(2)基因导入植物细胞常用的方法叫农杆菌转化法。转基因植株培育的完整过程必须包含四个步骤，即基因工程的四个操作步骤。(3)导入动物细胞的方法叫显微注射法，想得到多个具有相同遗传物质的个体的方法是胚胎分割移植。(4)转基因生物进入生态环境，对生态环境的影响应从正反两个方面评价，只要答案合理就可以。
归纳提升(1)蛋白质工程与基因工程的区别和联系
(2)载体 大肠杆菌等受体细胞
(3)蛋白质工程 基因工程
(4)根据新的胰岛素模型中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA 合成仪来合成出新的胰岛素基因
解析 (1)蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质结构进行分子设计，因此，图中构建新的胰岛素模型的依据是胰岛素的功能，即速效胰岛素。(2)合成的目的基因应与载体构建基因表达载体后导入受体细胞中才能得以表达。(3)利用蛋白质工程生产自然界原本不存在的蛋白质，需对原有的胰岛素进行改造，根据新的胰岛素模型中氨基酸的序列推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，人工合成新的胰岛素基因，形成目的基因，改造好的目的基因需通过基因工程来生产基因产物，并且在生产过程中要借助工程菌，所以还需要进行发酵，因此该过程涉及蛋白质工程、基因工程和发酵工程。(4)由新的蛋白质模型到构建新的基因，其基本设计思路是根据新的蛋白质中氨基酸的序列，推测出基因中的脱氧核苷酸序列，然后用DNA 合成仪直接合成出新的基因。
思路导引 解答本题的思路为：
课后作业
1．B [蛋白质工程首先是对基因进行改造，因此是对基因的操作。]
2．C [蛋白质工程的流程是逆基因表达的顺序进行的，首先预期蛋白质功能，然后再分析出蛋白质的分子结构从而得出氨基酸的序列，再推出基因中脱氧核苷酸序列，最后进行人工DNA 合成。]
3．D [用排除法可以选出正确的答案。A 、B 、C 三项说法均有明显错误。A 项不能对蛋白质分子进行直接改造，而是对基因进行改造；B 项二者不并列，基因工程是基础；C 项蛋白质工程对基因进行改造，故涉及基因结构的问题。]
4．C [“人类肝脏蛋白质组计划”将揭示肝脏合成蛋白质的奥秘，这有利于人类改造蛋
白质，是对蛋白质工程的有力推动和理论支持，并不是用蛋白质工程实现肝脏合成人类需要的蛋白质。]
5．D[蛋白质工程是获取人类所需要的蛋白质，可以是天然蛋白质的改造，也可以是天然不存在的蛋白质，但在获取时要对基因进行相应改造，所以又被称为第二代基因工程。] 6．D[将人的胰岛素基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素，属于基因工程的成果。] 7．B[蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程，是从分子水平对蛋白质进行改造设计，然后直接对相应的基因进行修饰加工甚至人工进行基因合成，从而对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。而基因工程只是将外源基因导入另一生物体内，并使之表达，体现人类所需的性状，或者获取所需的产品，因此，基因工程在原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质。]
8．C[蛋白质工程通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造。]
9．A[最佳的方案应为对猪胰岛素进行一个氨基酸的替换变成人的胰岛素。]
10．(1)预期的蛋白质功能预期的蛋白质结构应有的氨基酸序列相对应的脱氧核苷酸序列(基因)(2)自然界已存在人类生产和生活基因修饰基因合成改造(3)空间(或高级)(4)应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造首先，任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因也就是改造了蛋白质，并且改造过的蛋白质可以通过改造过的基因遗传给下一代。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传；其次，对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造要容易操作，难度要小得多11．(1)载体限制性核酸内切酶和DNA连接(2)②④(①②④)(3)基因都由四种脱氧核糖核苷酸组成，都是通过碱基互补配对原则构成双链密码子(4)转录出了mRNA抗原—抗体杂交法(5)高血糖或低血糖预期的胰岛素类似物的功能→设计预期的胰岛素类似物结构→推测应用的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列，据此改造胰岛素基因
专题2 细胞工程 一、单选题 1.下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是() A．培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞 B．克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变 C．二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的 D．恶性细胞系的细胞可进行传代培养 2.下列有关细胞全能性的叙述，正确的是() A．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能现出全能性C．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同D．紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性 3.下列关于动物细胞培养的叙述不正确的是() A．动物细胞培养技术的原理是细胞的全能性 B．传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞 C．癌细胞在培养瓶中不会出现接触抑制现象 D．动物细胞培养一般需要使用CO2培养箱 4.下列哪种生物不能通过突变体的利用而获得() A．抗除草剂的白三叶草 B．生产胰岛素的大肠杆菌 C．高产的水稻 D．蛋白质含量高的小麦 5.下列不属于动物细胞工程应用的是() A．大规模生产干扰素，用于抵抗病毒引起的感染 B．为大面积烧伤的病人提供移植的皮肤细胞 C．大规模生产食品添加剂、杀虫剂等 D．利用胚胎移植技术，加快优良种畜的繁殖 6.与创造“番茄——马铃薯”杂交植株有关的生物技术是() ①转基因技术②细胞核移植③植物组织培养④细胞融合A．①③
B．③④ C．②③ D．①④ 7.植物组织培养技术，可以培养或产生() A．药物 B．无病毒植株 C．人工种子 D． A、B、C均是 8.植物体细胞杂交的结果是() A．产生杂种植株 B．产生杂种细胞 C．原生质体融合 D．形成愈伤组织 9.动物细胞融合的目的中最重要的是() A．克服远缘杂交不亲和 B．制备单克隆抗体 C．培育新物种 D．生产杂交细胞 10.下列关于现代生物技术的应用叙述，不正确的是() A．植物组织培养技术可用于转基因植物的培育 B．动物细胞培养技术可以克隆出动物个体 C．单克隆抗体技术用于制备“生物导弹” D．蛋白质工程可以改造自然界现有的蛋白质 11.运用细胞工程技术获得单克隆抗体时，下列操作不必要的是() A．对小动物注射抗原 B．融合并筛选杂交瘤细胞 C．培养杂交瘤细胞 D．将胰蛋白酶注入小鼠腹腔 12.关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是() A．动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同 B．动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶
1. 20XX年宁夏 [生物——选修3现代生物科技专题] 现有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质，B品种牛则为B细胞核、B细胞质。 （1）如果要获得一头克隆牛，使其细胞由A细胞核和B细胞质组成，基本步骤是，从A 品种牛体内取出体细胞，进行体外培养。然后再从培养细胞中取出_______注入B品种牛的 _________卵母细胞，经过某处刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为_______，将该胚胎移入代孕母牛的_______中，通过培育可达到目的。 （2）一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较难，原因之一是卵母细胞的数量______，为解决这一问题，可以用______激素处理B品种母牛。 （3）克隆牛的产生说明_____具有全能性。克隆牛的性状主要表现____品种牛的特征。由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自______个亲本，细胞质来自______性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成______（相同，不同）。 【答案】（1）细胞核去核重组胚胎子宫（2）不足促性腺（3）动物体细胞核 A 两雌不同 2008宁夏试题.[ 生物──选修3现代生物科技专题]（15分） 回答下列有关动物细胞培养的问题： (1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂长到细胞表面时，细胞会停止分裂增增殖，这种现象称为细胞的。此时，瓶壁上形成的细胞层数是。要使贴壁细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是。 (2)随首细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现的现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变面变成细胞，该种细胞的黏着性，细胞膜表面蛋白质（糖蛋白）的量。 (3)现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被污色，而活细胞不染色，原因是。 (4) 检查某种毒物是否能改变细胞染一的数目，最好选用细胞分裂到期的细胞用显微镜进行观察。 (5)在细胞培养过程中，通常在条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中的活性降低，细胞的速率降低。 (6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作进行攻击。 答案：（1）相互接触接触抑制单层（或一层）胰蛋白酶 （2）衰老甚至死亡不死性降低减少（每空分，共分） （3）由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色（或由于死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色）（分）（4）中（分） （5）冷冻（或超低温、液氮）酶新陈代谢（6）抗原
2.2动物细胞工程 2.2.1动物细胞培养和核移植技术 课时训练7动物细胞培养和核移植技术 1.动物细胞工程常用的技术手段中,最基础的是()。 A.动物细胞培养 B.动物细胞融合 C.单克隆抗体 D.动物细胞核移植 解析:动物细胞工程常用的技术手段主要有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等,其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。 答案:A 2.动物体内的细胞不易受到外界细菌、病毒等微生物的感染,原代培养的细胞()。 A.对微生物有一定的防御能力 B.培养环境中可以有一定量的微生物 C.对微生物已失去了防御能力 D.必须生活在无菌条件下,以后的培养对无菌条件的要求不严格 解析:动物体具有一定免疫力,是因为动物体具有非特异性免疫系统和特异性免疫系统,对各种病原微生物有一定的防御能力,而离体的动物细胞失去了对各种微生物的防御能力,因此,动物细胞培养的环境中不能存在微生物,否则,动物细胞就会死亡。 答案:C 3.在克隆猪的培育过程中,将猪M(基因型为Aa)的体细胞核移入猪N(基因型为aa)的去核卵子中,然后在雌猪L(基因型为AA)体内发育成熟。产出的幼猪基因型为()。 A.AA B.Aa C.aa D.Aaa 答案:B 4.离体的植物组织或细胞在适当培养条件下能够发育成完整的植株,离体的动物体细胞却没有发育成动物的成熟个体,原因是()。 A.动物细胞内没有成套的遗传物质 B.动物细胞的全能性随动物细胞分化程度的提高而受到限制,分化潜能变弱 C.动物细胞的细胞核太小 D.动物细胞的全能性低于植物细胞 解析:动物细胞的全能性随动物细胞分化程度的提高而受到限制,分化潜能变弱,只能通过核移植实现克隆动物的目的。 答案:B 5.动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于()。 A.培养基不同 B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行 C.动物细胞可以传代培养,而植物细胞不能 D.动物细胞能够大量培养,而植物细胞只能培养成植株 解析:由于人们对动物细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚,因此在使用合成培养基时,通常需加入血清、血浆等一些天然成分,而植物组织培养则不需要加上述物质。 答案:A
植物细胞工程知识点清单 （一）植物组织培养 1.理论基础（原理）：细胞全能性 2.全能性概念：具有某生物发育所需全部遗传信息的细胞，都具有发育成完整个体的潜能。 3、过程：外植体—脱分化—愈伤组织—再分化—丛芽、不定根—新植株 4、相关概念及实验注意事项 ①外植体：离体植物器官、组织、细胞 ②愈伤组织：高度液泡化，无固定形态的薄壁细胞。全能性高，分化程度低 ③外植体消毒：70%酒精30s—无菌水冲洗—次氯酸钠30min—无菌水冲洗 ④取材：选取形成层部位 ⑤脱分化：23~26o C，避光 ⑥再分化：将愈伤组织转接到分化培养基，光照下培养 ⑦生长素/ 细胞分裂素：比值高—促进生根；比值低—促进发芽 5、植物组织培养概念：在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官，组织，细胞培养在人工配置的培养基上，诱导其产生愈伤组织，丛芽，最终形成完整的植株。 6、地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。 （二）植物体细胞杂交 1、植物体细胞杂交概念：将不同种的植物细胞，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过程。 2、过程及注意事项： ①去除细胞壁：酶解法（纤维素酶、果胶酶），获得原生质体 ②原生质体融合方法：物理法（离心、震荡、电刺激）；化学法：聚乙二醇 ③细胞融合成功的标志：杂种细胞再生细胞壁 3、融合结果：获得杂种细胞，进而获得杂种植株。 A细胞+B细胞所得杂种植株遗传物质=A+B 4、成功例子：番茄—马铃薯；烟草—海岛烟草；胡萝卜—羊角芹；白菜—甘蓝 5、优点：克服远缘杂交不亲和障碍 6、局限性：不能按照人的要求表达性状 （三）植物细胞工程应用 1、微型繁殖：可以高效快速地实现种苗的大量繁殖（观赏植物，经济林木，无性繁殖作物） 2、作物脱毒：采用茎尖等分生区组织培养来除去病毒（因为分生区附近的病毒极少或没有） 如：马铃薯；草莓；甘蔗；菠萝、香蕉等经济作物 3、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，经人工薄膜包装得到的种子。优点：完全保持优良品种的遗传特性，不受季节的限制；方便储藏和运输 4、作物新品种培育：单倍体育种 5、突变体利用：在组织培养中会出现突变体，通过从有用的突变体中选育出新品种（如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体） 6、细胞产物的生产：通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养，从而让它们能够产生大量的细胞产物。 如：生产人参皂甙，三七，紫草，银杏等。 （定向诱导愈伤组织细胞分化为产生特定物质的细胞，提纯产物）
植物a 叶片叶组 织块 b 愈伤 组织 c 有生根发芽能力的胚 状结构 d 人工 种子 e 种苗 91 届高二生物选修 3 练习：专题二《细胞工程》 一、单项选择题 1、对细胞全能性的表达正确的是 A．离体的植物细胞均能够表现出全能性 B．动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现C．花粉可培育成单倍体植株是细胞全能性的表现 D．单克隆抗体的制备依据的原理是细胞的全能性 2、在下列选项中，需要采用植物组织培养技术的是 ①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株②获取大量的脱毒苗 ③制备人工种子④单倍体育种⑤无子西瓜的快速大量繁殖 A.①②③ B.③④⑤ C.①②④⑤ D.②③④⑤ 3、植物组织培养过程的顺序是 ①离体的植物器官、组织或细胞②根、芽③愈伤组织④脱分化⑤再分化⑥植物体 A.①④③⑤②⑥ B.①④③②⑤⑥ C.①⑤④③②⑥ D.⑥①④③⑤② 4、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番茄叶片细胞具有全能性 D.人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题 5、下列关于植物体细胞杂交的叙述，错误的是 A.不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程 B.参与杂种细胞壁形成的细胞器主要是线粒体和核糖体 C．植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制，培育远缘杂种植株 D．杂种植株表现出的性状是基因选择性表达的结果 6、下图所示为植物体细胞杂交技术的过程，错误的是 A.A 和 B 细胞诱导融合前要先去除细胞壁，可用纤维素酶和果胶酶处理 B.从A 和B 细胞到 C 细胞的过程中，常用离心、振动、电刺激用聚乙二醇（PEG）作为诱 导剂 C.A 和 B 细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁 D. 植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞 7、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和pH 8、下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是 A．培养中的人效应T 细胞能产生单克隆抗体B．培养中的人B 细胞能够无限地增殖C．人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株D．用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞9、关于动物细胞培养的下列叙述中正确的是 A．动物细胞培养不能获得有重要价值的蛋白质生物制品 B．动物细胞培养前要用胰蛋白酶处理使细胞分散 C．细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中 D．培养至 50 代后能继续传代的细胞叫细胞株 10、动物细胞融合和植物原生质体融合比较，特殊性表现在 A．融合的原因B．融合的优点C．融合的诱导手段D．融合的过程
选修三2007-2012年山东高考真题集锦 1.(07 山东) 继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答： （1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是___________。 （2）进行基因转移是，通常要将外源基因转入___________中，原因是_____________。（3）通常采用_______技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组 （4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的________细胞中特异表达。（5）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠细胞的_____转入________细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称________ 2. (08山东)为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。 (1)获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的处， DNA连接酶作用于处。（填“a”或“b”） (2)将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和 法。 (3)由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用技术，该技术的核心 是和。 (4)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的做探针进行分子杂交检测，又要用方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。 3．(09 山东)人参是一种名贵中药材，其有效成分主要是人参皂苷。利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如下： 请回答： （1）配制诱导愈伤组织的固体培养基，分装后要进行。 接种前，要对人参根进行。 （2）用于离体培养的根切块，叫做。培养几天后发现少数培养基被污染，若是有颜色的绒毛状菌落，属于污染；若是有光泽
专题2细胞工程 2.1植物细胞工程 2.1.1植物细胞工程的基本技术 课时训练5植物细胞工程的基本技术 1.植物细胞表现出全能性的必要条件是()。 A.给予适宜的营养和外界条件 B.导入其他植物细胞的基因 C.脱离母体后,给予适宜的营养和外界条件 D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 解析:植物细胞全能性是指具有细胞核的高度分化的植物细胞,在离开母体后,在适宜的营养和外界条件下,细胞首先发生脱分化,然后恢复细胞分裂形成愈伤组织,再在一定的诱导因素作用下发生分化,最后形成具有根、茎、叶的完整植株。高度分化的植物细胞的全能性只有在离开母体后才能表现出来。成熟筛管细胞无细胞核,D项错误。B项中,导入其他植物细胞的基因属于基因工程,与细胞的全能性没有必然的联系。 答案:C 2.可以成为植物组织培养条件的是()。 ①CO2②有机物③生长素④细胞分裂素⑤水⑥矿质元素 A.①③⑤⑥ B.②③⑤⑥ C.②③④⑤⑥ D.①②⑤⑥ 解析:植物组织培养的条件是营养物质、激素和其他适宜条件,在愈伤组织形成之前不能进行光合作用,不需要CO2。 答案:C 3.植物体细胞杂交是利用不同物种的两个细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指()。 A.不同植物的精子与卵子的融合 B.不同植物原生质体的融合 C.完整的两个体细胞的融合 D.植物花粉细胞的两两融合 解析:植物体细胞杂交是不同植物的原生质体融合为一个杂种细胞的过程。精、卵结合过程为受精作用,花粉细胞不是体细胞。 答案:B 4.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,下列哪一项条件是不需要的?() A.消毒灭菌 B.适宜的温度 C.充足的光照 D.适宜的养料和激素 解析:形成愈伤组织,需要在消毒灭菌条件下进行是肯定的,因为只有在消毒灭菌条件下,才能保证培养出的组织细胞不被感染,否则培养基内将长出许多霉菌,与离体细胞争夺营养与生存空间,不能形成愈伤组织。由于此阶段形成的是愈伤组织,并没有形成具有根、茎、叶的植物体,因此不需要光照。 答案:C 5.不能用于人工诱导原生质体融合的方法是()。
细胞工程 考点一植物细胞工程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 (1)概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。 (2)原理：细胞内含有本物种的全部遗传信息。 (3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。 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 ①微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 ②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。 ③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 ①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：花药单倍体幼苗――――――――→ 秋水仙素诱导 染色体数目加倍 纯合子。 c.优点：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。 ②突变体的利用：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 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。
2011年——2017年高考全国1卷生物选修三真题及答案【2011年全国卷1】 40.[生物———选修3：现代生物科技专题]（15分） 现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池→曝气池→兼氧池→植物池”。其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题： （1）污水流厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步的净化，在这个过程中，微生物通过_______呼吸将有机物分解。 （2）植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了 ________（生态系统、群落、种群）。在植物池的食物网中，植物位于第______营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于_____所固定的______能。 （3）生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、______和________等原理。 （4）一般来说，生态工程的主要任务是对__________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。 40.【答案】（1）无氧和有氧（或细胞）（2）群落一生产者太阳（3）物质循环再生物种多样性（4）已被破坏的生态环境（或受损的生态环境） 【解析】⑴在厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池中，微生物通过无氧呼吸和有氧呼吸分解有机物。⑵生物群落包括该环境内的所有植物、动物、微生物；在食物网（或食物链）中，植物是生产者，属于第一营养级，生态系统中生物的能量最终来源于生产者所固定的太阳能。 ⑶生态工程遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、物质循环再生和物种多样性等原理。 ⑷生态工程的主要任务是对已被破坏的生态环境进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。 【2012年全国卷1】 40．[生物——选修3现代生物科技专题] 根据基因工程的有关知识，回答下列问题： (1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和 ________。 (2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：
2018年高考生物选修三六大专题复习笔记 专题一基因工程 一、概念：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 二、基因工程的基本工具 1、“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：粘性末端和平末端。 2、“分子缝合针”——DNA连接酶 （1）两种DNA连接酶（E·coilDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键 ②区别：E·coilDNA连接酶——大肠杆菌——粘性末端 T4DNA连接酶——T4 噬菌体——粘性末端 平末端（效率低） （2）DNA连接酶与DNA聚合酶的异同： DNA连接酶是连接2个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。 3、“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择 （2）载体种类：质粒，它是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA分子运载体=启动子+终止子+标记基因+目的基因 三、基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1、目的基因是指：编码蛋白质的结构基因 2、原核基因——直接分离 真核基因——人工合成（常用方法;反转录法和化学合成法） 3、PCR技术扩增目的基因（获取DNA片段的方法是逆转录法） （1）原理：DNA双链复制 （2）过程: 加热至90~95℃DNA解链冷却到55~60℃，引物结合到互补DNA链加热至70~75℃，热稳定DNA聚合酶（Taq酶）从引物起始互补链的合成。 第二步：基因表达载体的构建（基因工程的核心） 1、目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的 基因能够表达和发挥作用。 2、组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首段，是RNA聚合
细胞工程 植物细胞工程) 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 (1)概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。 (2)原理：细胞内含有本物种的全部遗传信息。 (3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。 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 ①微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 ②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。 ③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 ①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：花药单倍体幼苗纯合子。 c.优点：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。 ②突变体的利用：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 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)
植物细胞工程和动物细胞工程默写 1、细胞工程是在或的操作 2、细胞工程按操作对象分为和 3、植物细胞工程通常采用的技术手段是：和 4、植物组织培养的理论基础是： 5、理论上每一个活细胞都应该具有。因为 6、受精卵的全能性最高，受精卵生殖细胞体细胞 7、为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？ 8、植物组织培养的外界条件：， 内在原理是： 9、植物组织培养的过程：经过形成 经由过程形成，最后移栽发育成。 10、是指已分化细胞经诱导，失去其特有的结构和功能而变为未分 化细胞的过程。 11、是指由外植体长出来高度液泡化、无定形状态薄壁细胞组成 的排列疏松无规则的组织。 12、植物体细胞杂交的意义（优势）：。 13、去除细胞壁的常用方法：（纤维素酶、果胶酶等） 14、人工诱导原生质体融合方法：物理法：等； 化学法： 15、融合完成的标志是： 16、植物体细胞杂交过程包括：和。 17、植物体细胞杂交的原理是：和 18、人工种子的特点是： 19、作物脱毒(1)材料: (2)脱毒苗: 20、单倍体育种：(1)方法: (2)优 点: ; 21、动物细胞工程常用的技术手段： (基础)、、 、
22、动物细胞培养的原理是：。 23、用处理，一段时 间后获得单个细胞。 24、细胞贴壁： 25、细胞的接触抑制： 26、原代培养：，培养的第1代细胞与传10代以 内的细胞称为原代细胞培养。 将原代细胞从培养瓶中取出，用处理后配制成，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为 27、目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为 28、细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡， 少数细胞存活到40~50代，这种传代细胞为细胞株。 细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代 细胞为细胞系。 细胞株和细胞系的区别：细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失 去接触抑制，容易传代培养。 29、动物细胞培养的条件：1. 2. 3. （培养 液的Ph为7.2-7.4）4. 30、细胞所需营养：等， 按种类和所需数量严格配制而成的合成培养基。培养基内还需加入、等天然成分 31、动物细胞培养所需的气体环境：95%的空气和5%的二氧化碳的混合气体。氧 气：；二氧化碳： 32、植物组织培养和动物细胞培养的比较：
高中生物选修3植物细胞工程知识点 1.细胞脱分化：就是让已分化的细胞，经过诱导后，失去特有的结构和功能而 转变成未分化细胞的过程。 2.愈伤组织：细胞排列疏松而无规则，高度液泡化的成无定形状态的薄壁细胞 团。 3.外植体：用于植物组织培养的离体器官组织或细胞。 4.具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜 能，也就是说，每个细胞都具有全能性的特点。 5.全能性的原理：细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因，而不是全部基 因。 6.全能性表达的标志：已分化的细胞形成完整的个体，若只是形成某种组织器 官，则不能体现全能性。 7.全能性的高低比较： （1）受精卵>生殖细胞>体细胞 （2）体细胞:植物细胞>动物细胞 （3）分化程度低的细胞>分化程度高的细胞 （4）幼嫩细胞>衰老细胞 （5）分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞 8.外植体经过脱分化形成愈伤组织;愈伤组织经过再分化形成芽和根;芽和根进 而形成植株。 9.脱分化过程进行有丝分裂；再分化过程进行有丝分裂的同时也进行分化。 10.植物组织培养：就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、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，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。 11.植物细胞杂交：就是将不同的植物体细胞，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。目的：获得杂种植物体。用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁；杂交过程的关键：原生质体间的融合；人工诱导的方法：包括物理法和化学法，物理法包括：离心、振动、电激；化学法包括：聚乙二醇。 12.植物细胞杂交的优点： （1）打破了物种之间的生殖隔离，实现了远源杂交。 （2）扩大了遗传重组的范围。 13.微型繁殖技术：把用于繁殖优良品种的植物组织培养技术，叫做植物的微型 繁殖技术。 14.人工种子：就是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。 15.作物新品种的培育： （1）单倍体育种（有性生殖）优点：极大地缩短了育种的年限。 （2）突变体的利用优点：能够产生新性状。
人教版高中生物选修三细胞工程专题复习题二 专题复习二——细胞工程 【知识回扣】 植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较 植物体细胞杂交动物细胞融合 理论基础生物膜的流动性、细胞的全能性 融合前处理注射特定抗原使正常小鼠产生免疫反应 促融①物理法：离心、振动、电激等②化学法：聚乙二醇①物化法：与植物细胞融合相同②生物法：灭活的病毒 过程步原生质体的制备 第二步 动物细胞融合 第三步杂种细胞的筛选与培养 第四步单克隆抗体的提纯 意义和用途①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；②突破有性杂交的母系遗传，获得细胞质基因杂合子，研究细胞质遗传①制备单克隆抗体； ②诊断、治疗和预防疾病，例如：a.肿瘤定位诊断：放射性抗体→肿瘤b.生物导弹治疗：抗体—抗癌药物→肿瘤
与植物体细胞杂交相比，动物细胞融合的原理及其1例 特有的诱导因子分别是 A．细胞膜的流动性、离心B．细胞膜的流动性、灭活的病毒 c．细胞的全能性、电激D．细胞的全能性、灭活的病毒【答案】B 细胞工程与基因工程比较 不同点： 原理不同： 操作水平不同： 工具酶不同： 相同点： 均能打破物种之间的生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍。 均能按照人的意愿定向改良生物性状。 例2下列生物工程技术中，不属于细胞工程的是 A．通过试管动物大量繁殖优良动物 B．利用含有人胰岛素基因的大肠杆菌生产胰岛素 c．通过体细胞克隆技术培养出克隆羊 D．将某人的肝癌细胞在实验室中繁殖成一个细胞系【答案】 B
细胞工程技术与育种 育种方法植物组织培养及利用人工种子繁殖物种植物体 细胞杂交细胞核移植技术育种，即克隆 ．生殖方式：无性生殖。 ．与亲本关系：植物组织培养及利用人工种子繁殖物种得到的后代遗传物质一般全部来自于同一个亲本，故具有相同的遗传性状；植物体细胞杂交、细胞核移植技术得到的后代，遗传物质来自两个亲本，故具有两个亲本的遗传性状。 例3 利用下列现代生物工程技术能培育出只含一个亲本 遗传性状的后代的是 A．组织培养B．细胞融合c．转基因技术D．核移植技术【答案】A 【对点演练】 ．培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是 A．组织培养 B．细胞杂交 c．显微注射D．核移植 ．以下细胞工程中所用技术与原理不相符的是 A．纤维素酶、果胶酶处理植物细胞——酶的专一性 B．动物细胞培养——细胞的全能性 c．植物体细胞杂交——生物膜的流动性、植物细胞的全能性
t i m e a h i n g o o r 细胞工程考点一 植物细胞工程 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 (1)概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。 (2)原理：细胞内含有本物种的全部遗传信息。(3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜 外界条件。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 ①微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 ②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。 ③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①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：花药单倍体幼苗纯合子。 ――――――――→ 秋水仙素诱导 染色体数目加倍c.优点：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。②突变体的利用：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 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。
2018年高中生物选修三综合练习精编试题 PS：本试题是汇编了全国100强学校联盟高考考前仿真模拟试题，含50题，请大家放心下载，答案和评分标准严格按照了试题本身标准编辑。 1. [选修三：现代生物科技专题]（15分，除注明外均为每空2分） 我国一科研团队将小麦液泡膜Na+/K+逆向转运蛋白基因（TaNHX2基因）转移到水稻细胞内，获得了转基因耐盐水稻新品种．回答下列有关问题： （1）为保证目的基因在水稻细胞中能够表达，运载体上应含有特定的。 A．复制原点 B．启动子 C．标记基因 （2）水稻的转化过程为：将水稻幼胚接种到诱导培养基上，经过过程，培养出愈伤组织，然后用法，将目的基因和相关功能片段整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上，最后诱导愈伤组织形成水稻植株。 （3）为验证外源基因整合到水稻基因组后是否转录，可从转基因植株的细胞中提取所有mRNA并反转录成，再以反转录产物为模板，利用TaNHX2基因特异引物，通过方法进行基因扩增．若以根细胞为材料扩增结果为阳性（有产物生成），以叶细胞为材料扩增结果为阴性（无产物生成），则说明。（4）将生长至4叶期的转基因幼苗转入高浓度的 NaCl溶液中培养，进行耐盐试验，用非转基因幼苗作为对照。培养30天后观察现象，若则说明转基因植株获得了耐盐特性。 答案：（1）B （2）脱分化农杆菌转化法 （3）cDNA（互补DNA） PCR 目的基因（TaNHX2基因）仅在根细胞中转录，未在叶细胞中转录（4）转基因植株存活率高于非转基因植株（转基因植株叶片不变黄，非转基因植株叶片变黄，其它答案合理可给分）（3分） 2. [选修三：现代生物科技专题]（15分，除注明外均为每空2分） 烟草是有重要经济价值的双子叶植物，易受TMV（烟草花叶病毒）感染而大幅度减产。绞股蓝细胞中含有抗TMV基因，能抵抗TMV感染。研究人员利用转基因技术培育出了抗TMV烟草，操作流程如图所示。 （1）①表示遗传信息流动中的_________过程，过程③所需要的工具酶是______________。（2）大量扩增目的基因可以使用PCR技术，该技术包括变性、退火、延伸三个步骤，变性这一步骤的目的是_________________。 （3）过程④最常用的方法是___________，过程⑤用到的细胞工程技术是____________。（4）过程⑥还需要进行基因工程操作步骤中的______________，在个体水平上检验获得的烟草能否抗TMV的方法是____________________________________________。
2.2 动物细胞工程 一、知识与技能目标 1、掌握动物细胞培养的过程和条件、动物体细胞核移植的过程，并了解它们的前景及存在的问题。 2、知道动物细胞融合的概念、方法及单克隆抗体的制备与应用，并正确理解动物细胞融合的原理。 二、过程与方法目标 1、运用细胞的基础知识，深刻理解这两项技术的原理，并理解这些技术的新进展。 2、结合免疫原理、融合原理以及动物细胞培养，全面理解单克隆抗体的制备过程，利用动物细胞培养技术对杂交瘤细胞进行体外培养和体内培养可生产出专一性强，灵敏性高的抗体。 三、情感与价值观目标 1、收集相关报道，在同学中开展应用前景及存在问题的讨论，来加强对科技的认识，形成正确的价值观念。 2、通过对动物细胞培养技术发展史及单克隆抗体具体应用的学习，体验现代生物科技日新月异的发展及与现代医学的联系，坚定自己投入到自然科学发展中的信心。 四、教学过程 1．动物细胞培养 1）动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的，将它分散成,然后放在中，让这些细胞。 2）动物细胞培养的过程可表示为_____ ________________________________________________ __ ___________________________ 。其中原代培养是指，传代培养是指。
3）动物细胞培养所需的条件有 a．无菌、无毒的环境：培养液应进行_____________处理。 b．营养：合成培养基成分有糖、_____________、促生长因子、无机盐、微量元素，通常需加入_____________、血浆等。 c．温度：适宜温度为_________±0.5℃；pH为_________～7．4。 d．气体环境：_____________95％，CO2 5％。 2．动物细胞核移植技术和克隆动物 (1)动物核移植 将动物的一个细胞的细胞核移人一个去核的_____________细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个胚胎最终成为动物个体。 (2)种类___________细胞核移植——易 ___________细胞核移植——难 (3)过程 卵母细胞必须选用_________细胞，原因是该时期__________ _________________。 （4）、动物核移植是将动物的一个细胞的移入一个卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的。这个新的最终发育为动物个体。核移植移到的动物称。 （5）、核移植动物的应用前景有。3.动物细胞融合（又叫：细胞杂交） 1）概念：指或动物细胞结合形成一个细胞的过程，也称细胞杂交。 2）结果：融合形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为细胞。3）动物细胞融合原理：细胞膜的。 4）诱导动物细胞融合的方法：物理方法、化学方法、生物方法。 5）过程：
细胞工程 考点一植物细胞工程 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 (1)概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。 (2)原理：细胞内含有本物种的全部遗传信息。 (3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。 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 ①微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 ②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。 ③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 ①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：花药单倍体幼苗――――――――→ 秋水仙素诱导 染色体数目加倍 纯合子。 c.优点：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。 ②突变体的利用：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 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.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 ①染色体组数＝两种植物体细胞内染色体组数之和。 ②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。 考点二动物细胞工程 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 ①无菌、无毒环境 ?? ? ?? 培养液和培养用具进行无菌处理 培养过程加抗生素 定期更换培养液，清除代谢产物 ②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。 ③适宜的温度：36.5 ℃±0.5 ℃；适宜的pH：7.2～7.4。 ④气体环境 ? ? ?95%的空气：其中O2为细胞代谢必需 5%的CO2：维持培养液的pH 2.动物体细胞克隆技术(核移植技术) (1)原理：动物细胞核具有全能性。 (2)核移植分类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
生物选修3专题2《细胞工程》综合测试题 一、单项选择题（本题包括20小题，每题2分，共40分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题目要求。） 1．（06·全国Ⅰ理综）下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是 A．培养中的人效应T细胞能产生单克隆抗体 B．培养中的人B细胞能够无限地增殖 C．人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株 D．用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞 2．（06·广东)单克隆抗体技术在疾病诊断和治疗以及生命科学研究中具有广泛的应用。下列关 于单克隆抗体的叙述，错误 ．．的是 A．特异性强、灵敏度高 B．与抗癌药物结合可制成“生物导弹” C．体外培养B淋巴细胞可大量分泌单克隆抗体 D．由效应B细胞与骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞分泌 3．（06．江苏）下列不．属于动物细胞工程应用的是 A．大规模生产干扰素．用于抵抗病毒引起的感染 B．为大面积烧伤的病人提供移植的皮肤细胞 C．大规模生产食品添加剂、杀虫剂等 D．利用胚胎移植技术，加快优良种畜的繁殖 4．（06．北京）以下不能 ．．说明细胞全能性的实验是 A．菊花花瓣细胞培育出菊花新植株B．紫色糯性玉米种子培育出植株 C．转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株D．番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株5．（06．江苏）细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列不．正确的是 A．分化发生在生物体的整个生命进程中 B．分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果 C．未离体的体细胞不会表现出全能性 D．分化过程中遗传物质发生了改变 6．（06．江苏理科综合）英国生物学家首次用羊的体细胞成功地克隆出小羊“多利”。克隆羊的生殖方式属于 A．分裂生殖B．孢子生殖C．无性生殖D．有性生殖 7．（05·上海）将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不．需要的是 A．具有完整细胞核的细胞B．一定的营养物质和植物激素 C．离体状态D．导入特定基因