高三二轮复习细胞工程专题
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考点二植物细胞工程和动物细胞工程1.植物组织培育的过程——原理:植物细胞的全能性(1)植物组织培育中添加蔗糖的目的是供应养分和调整渗透压。
(2)脱分化阶段不须要光,再分化阶段须要光。
(3)生长素与细胞分裂素的比值高时,促进根的分化、抑制芽的形成;比值低时,促进芽的分化、抑制根的形成。
(4)体内细胞未表现全能性的缘由:基因的表达具有选择性。
2.植物体细胞杂交技术——原理:植物细胞的全能性、细胞膜的流淌性3.针对二类目标(试管苗、细胞产物)的培育流程4.动物细胞培育(以贴壁细胞为例)——原理:细胞增殖(1)动物细胞培育过程①动物细胞培育中两次运用胰蛋白酶的作用不同:第一次:处理剪碎的组织,使其分散成单个细胞;其次次:使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来。
②保障无菌、无毒的措施:对培育液和培育用具进行灭菌处理及在无菌条件下进行操作,定期更换培育液。
③区分原代培育和传代培育的关键是是否分瓶培育。
(2)干细胞5.单克隆抗体的制备——原理:细胞膜的流淌性、细胞的增殖(1)3种细胞特点不同:①B淋巴细胞:能分泌抗体,不能大量增殖。
②骨髓瘤细胞:能大量增殖,不能分泌抗体。
③杂交瘤细胞:既能分泌抗体,又能大量增殖。
(2)2次筛选目的不同:①第1次:获得杂交瘤细胞。
②第2次:获得能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞。
6.动物体细胞核移植技术——原理:动物细胞核的全能性(1)核移植获得的克隆动物与供应细胞核的亲本性状可能不同的三个缘由:①克隆动物遗传物质来自两个亲本。
②发育过程中可能发生基因突变或染色体变异。
③外界环境可能引起不行遗传的变异。
(2)克隆动物的产生是无性繁殖,而试管动物则是在体外受精形成受精卵,由受精卵发育成的个体,因此属于有性繁殖。
1.(2017·海南,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,利用植物组织培育技术繁殖该植物。
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,在肯定条件下进行组织培育,均能获得试管苗,其原理是_________________________________________________________________。
植物细胞工程练习一、选择题1.如图表示菊花组织培养的过程,下列叙述错误的是( ) 幼嫩的菊花茎段―――→① 消毒―――→② 培养―――→③ 愈伤组织―――→④ 新植株―――→⑤ 移栽A .①过程用酒精、次氯酸钠等对生理状况良好的嫩枝茎段进行表面消毒B .通过③过程叶肉细胞失去了其特有的结构和功能C .④过程需要先诱导生根,长出根后再诱导生芽D .⑤过程移栽前需要先打开培养瓶的瓶盖让试管苗适应外界环境2.科学家用植物体细胞杂交技术,将月季(二倍体,2n =14)的红色花瓣细胞与枸杞(四倍体,4n =48)的叶肉细胞,制备成杂种细胞,并筛选、培养获得杂种植株。
下列叙述正确的是( )A .获得原生质体可在0.9%NaCl 溶液环境下用纤维素酶和果胶酶处理B .若只考虑两两融合,则融合后的细胞中染色体均为62条C .显微镜下观察到细胞中同时含有叶绿体和红色液泡是筛选杂种细胞的标志D .植物体细胞杂交所获得的杂种植株的变异类型属于染色体结构变异3.《本草纲目》记载,樱桃具有利脾、止泻的功效。
樱桃中的槲皮素等酚类化合物具有抗氧化活性。
我国已经利用组织培养技术繁育樱桃优良品种,满足人们食用和药用需要。
下列叙述错误的是( )A.应用微型繁殖技术可获得大量樱桃脱毒苗B.可以选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体C.富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素D.应用樱桃细胞培养可工厂化生产初生代谢产物槲皮素4.科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响,结果如图。
相关叙述正确的是( )A.培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞的全能性B.培育的脱毒苗具有抗病毒的能力C.实验结果表明茎尖越小,脱毒率越高,成苗率越低D.根据本实验,培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.60 mm5.下列关于菊花组织培养的叙述,正确的是( )A.用自然生长的茎段进行组培须用适宜浓度的酒精和次氯酸钠的混合液消毒B.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换C.组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富D.再生植株需去除根部残留的培养基进行锻炼后才能移种大田6.研究者通过体细胞杂交技术,探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。
细胞工程(一)1•甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物,甲含有效成分A,乙含有效成分B 。
某研究小组拟培育同时含有A 和B 的新型药用植物。
回答下列问题:(1) 为了培育该新型药用植物, 可取甲和乙的叶片,先用 ___________________ 酶和 ______________ 酶去除细胞壁,获得具有活力的 ______________________ ,再用化学诱导剂诱导二者融合。
形成的融合 细胞进一步培养形成 ________________ 组织,然后经过 _______________ 形成完整的杂种植株。
这种培 育技术称为 ___________________ 。
(2) 上述杂种植株属于多倍体,多倍体是指 ___________________________ 。
假设甲与乙有性杂交的后代是不育的,而上述杂种植株是可育的,造成这种差异的原因是________________ 。
(3)这种 杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。
经植物组织培养得到的 __等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。
2・为了获得植物次生代谢产物,先用植物外植体获得愈伤组织,然后在液体培养基中悬浮培养。
请回答下列 问题:(1) 外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为 ___________________ 。
(2)在愈伤组织悬浮培养时,细胞干重、 蔗糖浓度和pH 的变化如右图所示。
细胞干重在12d 后下降的原因有 ________________ ;培养液中蔗糖的作用是0 ------ • ----- ----- -------------- * ------ * --- --------- 1 02 4 6 8 10 12 14 16时间(d)(3) 多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。
二倍体愈伤组织细胞经 ___________ 处理,会产生染色体加倍的细胞。
为检测愈伤组织细胞染色体数目,压片前常 采用纤维素酶和 _______________ 酶解离愈伤组织。
整合训练(十六) 细胞工程全员必做题1.[2022·辽宁省营口市高三期末质量检测]甲品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状,另一远缘植物乙的细胞质中存在抗除草剂基因,欲将乙细胞质中的抗性基因引入甲中。
相关叙述错误的是( )A.操作过程中生物材料、培养基、培养环境都要严格的灭菌B.过程A中取顶芽细胞进行体细胞杂交有利于获得脱毒苗C.过程B中可以用物理法或化学法诱导原生质体融合D.过程C中只有活性部位互补的融合细胞,才可以正常生长2.[2022·江苏省扬州市高三期末]植物体细胞杂交需要分离出有活力的原生质体,研究者通过实验研究了酶解时间对原生质体产量和活力的影响,结果如图。
相关叙述错误的是( )注:原生质体活力=(有活力的原生质体数/原生质体总数)×100%A.利用纤维素酶和果胶酶去壁后可分离得到原生质体B.随酶解时间延长两种原生质体产量均先增加后减少C.适宜两植物细胞的最佳酶解时间分别为10 h和12 hD.原生质体活力可通过质壁分离与复原实验进行验证3.[2022·山东省高三学业水平等级考试模拟]抗体—药物偶联物(ADC)通过采用特定技术将具有生物活性的小分子药物连接到能特异性识别肿瘤细胞的单克隆抗体上,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。
ADC的结构及其发挥作用的机理如图所示,下列有关说法错误的是( )A.单克隆抗体制备过程中通常将免疫后得到的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合B.用96孔板培养和多次筛选杂交瘤细胞后,在体外大规模培养可获得单克隆抗体C.ADC通过抗体与细胞膜上的受体特异性结合,以主动运输的方式进入肿瘤细胞D.ADC在肿瘤细胞里被溶酶体裂解,释放药物,使肿瘤细胞死亡4.[2022·山东省菏泽市高三一模]据报道,世界上仅剩下两头雌性北方白犀牛,实验室只留有冷冻的北方白犀牛的精子。
若通过胚胎工程技术尝试拯救该物种,下列叙述正确的是( )A.体外培养受精卵时,培养液中通常加入动物血清、蔗糖等成分B.用雌性北方白犀牛体细胞进行克隆出多头子代后,让其自行繁衍C.可通过胚胎分割技术增加其数量,该技术属于有性繁殖D.这样人工繁育的种群与野生种群相比,遗传多样性降低,野外生存能力下降5.[2022·山东省济南大学城高三月考]我国科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑技术将150CAG重复序列精确地插入猪成纤维细胞内的亨廷顿蛋白(HTT)内源性基因中,并成功培育出世界首例含人类突变H基因的模型猪,基本原理如图。
专题一:细胞与细胞工程(第一课时)核心考点一:细胞的分子组成一、自我探究体验1.(2017江苏高考题)下列关于糖类化合物的叙述,正确的是()A.葡萄糖、果糖、半乳糖都是还原糖,但元素组成不同B.淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖C.蔗糖、麦芽糖、乳糖都可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀D.蔗糖是淀粉的水解产物之一,麦芽糖是纤维素的水解产物之一2.(2017江苏高考题)下列关于肽和蛋白质的叙述,正确的是()A.α-鹅膏蕈碱是一种环状八肽,分子中含有8 个肽键B.蛋白质是由2 条或2 条以上多肽链构成的C.蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的D.变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应3. .蛋白质是决定生物体结构和功能的重要物质。
下列相关叙述错误..的是()A.细胞膜、细胞质基质中负责转运氨基酸的载体都是蛋白质B.氨基酸之间脱水缩合生成的H2O中,氢来自于氨基和羧基C.细胞内蛋白质发生水解时,通常需要另一种蛋白质的参与D.蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关,而且也与功能基团有关4.关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定实验,下列叙述正确的是()A.还原糖、DNA的鉴定通常分别使用双缩脲试剂,二苯胺试剂B.鉴定还原糖、蛋白质和DNA都需要进行水浴加热C.二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的NaOH溶液都呈无色D.脂肪、蛋白质鉴定时分别可见橘黄色颗粒、砖红色沉淀二、知识网络构建三、重要考点突破考点1:细胞中的水1.结合水与自由水的比较:2.水与代谢的关系:考点2:元素与化合物的关系考点3.蛋白质和核酸的知识综合(1(2)关系(3)相关计算:①有关蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的计算若蛋白质由链状多肽组成:脱水数=肽键数=氨基酸数-肽链数若蛋白质由环状多肽组成:脱水数=肽键数=氨基酸数②蛋白质中游离氨基或羧基数的计算至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数游离氨基或羧基数=肽链数+R 基中含有的氨基或羧数 ③蛋白质中含有N 、O 原子数的计算N 原子数=肽键数+肽链数+R 基中的N 原子数=各氨基酸中N 原子总数O 原子数=肽键数+2×肽链数+R 基中的O 原子数=各氨基酸中O 原子总数-脱水数 ④氨基酸与相应核酸(原核生物)的碱基(核苷酸)数量的对应关系计算例1.右图中a 、b 和c 构成了核苷酸m 。
高三生物二轮复习(3)3.细胞工程班级____ 学号____ 姓名___________ 知识要点:一.植物细胞工程1.植物组织培养(1)原理:(2)过程: (3)应用:2.植物体细胞杂交(1)原理:(2)过程: (3)意义:二.动物细胞工程1.动物细胞培养(1)原理(2)过程(3)条件(4)应用2.动物细胞融合(1)原理(2)方法(3)意义3.单克隆抗体(1)制备过程(2)优点(3)应用4.动物细胞的核移植(1)原理(2)过程(3)应用(4)存在问题巩固练习1.判断并改正:(1)植物组织培养能体现了细胞的全能性;动物细胞培养不能体现细胞的全能性 [ ](2)植物组织培养需要生长素和细胞分裂素,其中生长素可诱导愈伤组织生芽,细胞分裂素可促进愈伤组织生根 [ ](3)动物细胞可以传代培养,而植物细胞不能;动物细胞能够大量培养,而植物细胞不能[ ](4)在动物细胞的传代培养中,细胞可能癌变 [ ](5)经选择性培养基筛选出来的杂交瘤细胞即可用于单克隆抗体的生产 [ ](6)克隆动物的性状主要与供核亲本相同,与代孕母体没有联系 [ ]2.(多选)下列事实能体现细胞全能性的是 ( )A.棉花根尖细胞经诱导形成幼苗B.单细胞的DNA在体外大量扩增C.动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体D.小鼠体细胞经诱导培育成小鼠3.某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,你认为有几处是不4.(多选)下列有关植物组织培养的叙述,不正确的是 ( )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适量NaCl的培养基培养筛选而获得5.(多选)下列有关植物体细胞杂交的叙述,正确的是 ( )A.用酶解法去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体B.诱导两种植物的原生质体融合,进而形成杂种细胞C.植物体细胞杂交的最终目的是获得细胞代谢产物D.植物体细胞杂交技术可以克服不同种间远缘杂交不亲和的障碍6.(多选)某农学院对玉米(2N=20)的花粉进行离体培养和再生植株的研究(图示如下),下列有关叙述正确的是 ( ) A.在花粉形成过程中等位基因分离,非同源染色体的非等位基因自由组合B.图示过程在育种中称为单倍体育种C.对培养基进行灭菌,对花粉进行消毒后才能进行接种和培养D.花粉离体培养得到的植株有10条染色体,是单倍体7.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8.以绵羊红细胞刺激小鼠脾脏B淋巴细胞,再将后者与小鼠骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞克隆群,由此筛选出的单克隆杂交瘤细胞所产生的抗体 ( )A.能识别绵羊整个红细胞B.只识别绵羊红细胞表面的特定分子C.能识别绵羊所有体细胞D.只识别绵羊所有体细胞表面的特定分子9.(多选)关于现代生物技术应用的叙述,正确的是 ( )A.蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质B.体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体C.植物细胞培养技术可用于植物茎尖脱毒D.动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育10.某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研究,请回答下列问题。
第一部分专题十一(二)一、选择题1.现有甲、乙两种植物(均为二倍体纯种),其中甲种植物的光合作用能力高于乙种植物,但乙种植物很适宜在盐碱地种植。
且相关性状均为核基因控制。
要利用甲、乙两种植物的优势,培育出高产、耐盐的植株,有多种生物技术手段可以利用。
下列所采用的技术手段中,不可行的是( )A.利用植物体细胞杂交技术,可获得满足要求的四倍体杂种目的植株B.将乙种植物耐盐基因导入到甲种植物的受精卵中,可培育出目的植株C.两种植物杂交后,得到的F1再利用单倍体育种技术,可较快获得纯种的目的植株D.诱导两种植物的花粉融合,并培育成幼苗,幼苗用秋水仙素处理,可培育出目的植株[答案] C[解析] 两种植物存在着生殖隔离,无法杂交,即使能够杂交,所得F1也不能产生正常可育的配子,因而不能用于单倍体育种。
2.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,其中对单克隆抗体制备的相关叙述中不正确的是( )①从患骨髓瘤的小鼠体内获取骨髓瘤细胞②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③将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔培养④筛选出能产生抗X抗体的杂交瘤细胞⑤利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞⑥从腹水中提取抗体⑦利用促细胞融合因子使两种细胞发生融合A.实验顺序应当是①②⑦⑤④③⑥B.③过程中产生的多个杂交瘤细胞称为克隆C.⑦过程获得的细胞均可无限增殖D.利用细胞融合生产单克隆抗体过程中通常要经过两次筛选[答案] C[解析] 骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合时能出现三种融合的细胞,分别是两个B淋巴细胞的融合细胞、两个骨髓瘤细胞的融合细胞、淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合细胞。
其中,两个淋巴细胞融合产生的杂交细胞不能无限增殖。
克隆分为分子水平、细胞水平和个体水平三个层次,杂交瘤细胞的无限增殖属于细胞水平的克隆。
3.随着生物技术的迅速发展,已灭绝生物的“复活”将不再是神话。
如果世界上最后一只野驴刚刚死亡,下列“复活”野驴的方法中,最可行的是( )A.将野驴的体细胞取出,利用组织培养技术,经脱分化、再分化,培育成新个体B.取出野驴的体细胞两两融合,再经组织培养培育成新个体C.取出野驴的体细胞核移植到家驴的去核卵母细胞中,经孕育培养成新个体D.将野驴的基因导入家驴的受精卵中,培育成新个体[答案] C[解析] 选项C为用克隆的方法“复制”刚刚死亡的野驴。
专题三十七细胞工程一、单项选择题1.随着科学的发展和人们对生命科学的深入探索,生物科学技术会为人类的繁荣进步作出更大的贡献。
下列关于生物科学技术的叙述,正确的是( )A.在植物体细胞杂交中,可采用质壁分离实验检测制备的原生质体的活性情况B.在生产单克隆抗体的过程中,不需要考虑B淋巴细胞和骨髓瘤细胞之间的免疫排斥C.利用动物体细胞核移植的方法得到克隆动物是培育新物种的一种方式D.设计试管婴儿涉及体内受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术2.紫杉醇是紫杉细胞的次级代谢产物,其能抑制细胞的有丝分裂,具有良好的抗癌作用。
利用植物组织培养技术,可从紫杉的愈伤组织中提取紫杉醇。
用MS培养基培养紫杉愈伤组织时需加入IAA和6BA(细胞分裂素),两种激素对细胞内紫杉醇含量的影响如下表。
下列说法错误的是( )B.外植体经脱分化和再分化过程形成愈伤组织C.细胞内紫杉醇的积累不利于愈伤组织细胞的快速增殖D.相对而言,IAA和6BA浓度比为3∶1时利于紫杉醇的合成3.白菜和甘蓝均为二倍体生物,科学家利用植物体细胞杂交的方法获得了“白菜—甘蓝”。
它具有生长周期短、耐热性强和易储存等优点。
下列叙述错误的是( )A.用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁体现了酶的专一性B.“白菜—甘蓝”的产生用到了植物原生质体融合和植物组织培养技术C.植物体细胞杂交的目的是克服远缘杂交不亲和的障碍来获得杂种细胞D.利用植物体细胞杂交技术培育四倍体“白菜—甘蓝”的过程中不会发生同源染色体联会现象4.某二倍体药用植物甲(染色体组成为MM)含有有效成分A,二倍体药用植物乙(染色体组成为NN)含有有效成分B。
科研小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物,设计了如下实验流程。
据图分析错误的是( )A.过程①通常用纤维素酶和果胶酶处理B.过程②常使用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂C.融合细胞c的染色体组成都是MMNND.过程④⑤分别涉及细胞的脱分化和再分化5.将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”,能够用于杀死人类某些癌细胞,其过程如图所示。
高考生物二轮复习小专题训练13 细胞工程1.[2023·福建宁德三模]三白草和鱼腥草二者因疗效相近且具有叠加效应常被中医用作“药对”。
研究者欲利用原生质体融合技术将复方的配伍(两种或两种以上药物配合使用)提前到杂种细胞,并实现有效成分的工厂化生产,操作如图所示。
下列有关叙述正确的是( B )A.①过程可利用盐酸和酒精混合液(1∶1)配制的解离液来完成B.②过程通常在等渗或略高渗溶液中,可采用PEG融合法诱导原生质体融合C.④过程需要调节培养基中生长素和细胞分裂素的比例,诱导生芽和生根D.图中所示的生产流程体现了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性[解析]植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此过程①三白草和鱼腥草体细胞杂交过程中要利用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁获得原生质体,盐酸和酒精混合液(1∶1)配制的解离液会杀死细胞,A错误;过程②通常在等渗或略高渗溶液中,不能用低渗溶液,不然原生质体会吸水涨破,可以采用化学法(PEG融合法)诱导原生质体融合,B正确;④过程为提取代谢产物,不需要诱导生芽和生根,C错误;图中过程②原生质体融合体现了细胞膜的流动性,将杂种细胞培育成一个完整的新的植物体的过程才体现了植物细胞的全能性,图中所示的生产流程没有体现植物细胞的全能性,D错误。
2.[2023·山东烟台二模]拟矮牵牛的原生质体在X培养基(A)上只能形成小细胞团,不能形成植株,在X培养基中加入放线菌素-D(B)后拟矮牵牛的原生质体可发育成植株;矮牵牛的原生质体在A上能分化成植株,但在B上不能生长。
在A、B上利用植物体细胞杂交技术均可培养出可育杂种矮牵牛。
下列说法错误的是( C )A.酶解法制备原生质体时,应在等渗或稍微高渗溶液中进行B.拟矮牵牛和杂种细胞能在B上形成愈伤组织C.获得的杂种矮牵牛可育,说明拟矮牵牛和矮牵牛属于同一物种D.植物体细胞杂交技术应用的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性[解析]原生质体是植物细胞去除细胞壁后的结构,为避免原生质体吸水涨破,酶解法制备原生质体时,应在等渗或稍微高渗溶液中进行,A正确;根据题干信息,“拟矮牵牛的原生质体在X培养基上只能形成小细胞团,不能形成植株,在X培养基中加入放线菌素-D(B)后拟矮牵牛的原生质体可发育成植株;矮牵牛的原生质体在X培养基上能分化成植株,但在含放线菌素-D的X培养基上不能生长”,杂种细胞在A、B上均可发育成植株,故能在B上形成愈伤组织现有拟矮牵牛和杂种细胞,B正确;物种的判断标准是指在自然状态下能相互交配并产生可育后代,上述过程是植物体细胞杂交技术,是人为操作下实现的,故杂种矮牵牛可育,不能说明拟矮牵牛和矮牵牛属于同一物种,C错误;植物体细胞杂交首先要使原生质体融合形成杂种细胞,其次要把杂种细胞经过植物组织培养技术培育成杂种植株,细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性,植物组织培养的原理是植物细胞的全能性,D正确。
细胞工程(一)植物细胞工程1.理论基础(原理):细胞全能性2.植物组织培养技术(1)过程:离体的植物器官、组织或细胞―――→愈伤组织―――→试管苗――→植物体(2)用途:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
A 植物繁殖微型繁殖:可以高效快速地实现种苗的大量繁殖作物脱毒:采用茎尖组织培养来除去病毒(因为植物分生区附近的病毒极少或没有)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B 作物新品种培育单倍体育种:a过程:植株(AaBb)通过减数分裂得到花粉(AB、Ab、aB、ab四种类型);对花粉进行花药离体培养(技术是植物组织培养);得到单倍体植株;对其幼苗时期进行秋水仙素处理;得到了正常的纯合二倍体植株(AABB、AAbb、aaBB、aabb四种类型)。
b 优点:明显缩短育种年限C 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)D 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。
(3)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。
3.植物体细胞杂交技术(2)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。
化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。
(3)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
(二)动物细胞工程1. 动物细胞培养(a)(1)概念:动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和繁殖。
(2)动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
(3)细胞贴壁和接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。
细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
(4)动物细胞培养需要满足以下条件①无菌、无毒的环境:培养液应进行无菌处理。
通常还要在培养液中添加一定量的抗生素,以防培养过程中的污染。
此外,应定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养:合成培养基成分:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。
通常需加入血清、血浆等天然成分。
③温度:适宜温度:哺乳动物多是36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。
④气体环境:95%空气+5%CO2。
O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
(5)动物细胞培养技术的应用:制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。
2.动物体细胞核移植技术和克隆动物(1)哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植(比较容易)和体细胞核移植(比较难)。
(2)选用去核卵(母)细胞的原因:卵(母)细胞比较大,容易操作;卵(母)细胞细胞质多,营养丰富。
(3)体细胞核移植的大致过程是:高产奶牛(提供体细胞)进行细胞培养;同时采集卵母细胞,在体外培养到减二分裂中期的卵母细胞,去核(显微操作)[注:为什么要用卵细胞?它可以提供充足的营养;操作简便;细胞质不会抑制细胞核全能性的表达];将供体细胞注入去核卵母细胞;通过电刺激使两细胞融合,供体核进入受体卵母细胞,构建重组胚胎;将胚胎移入受体(代孕)母牛体内;生出与供体奶牛遗传基因相同的犊牛(4)体细胞核移植技术的应用:①加速家畜遗传改良进程,促进良畜群繁育;②保护濒危物种,增大存活数量;③生产珍贵的医用蛋白;④作为异种移植的供体;⑤用于组织器官的移植等。
(5)体细胞核移植技术存在的问题:克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。
3.动物细胞融合(1)动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞。
(2)动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同,诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似,常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。
(3)动物细胞融合的意义:克服了远缘杂交的不亲和性,成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物生物新品种培育的重要手段。
4.单克隆抗体(1)抗体:一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。
从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。
(2)单克隆抗体的制备过程:对免疫小鼠注射特定的抗原蛋白(目的使小鼠产生了效应B细胞);提取B 淋巴细胞;同时用动物细胞培养的方法培养骨髓瘤细胞并提取;促使它们细胞融合[注:融合的结果是有很多不符合要求的;如有2个B淋巴细胞融合的细胞等,所以要进行筛选];在特定的选择培养基上筛选出融合的杂种细胞[特点是能迅速大量增殖,又能产生专一的抗体];然后对它进行克隆化培养和抗体检测[筛选出能够分泌所需抗体的杂种细胞];最后将杂交瘤细胞在体外做大规模培养或注射入小鼠腹腔内增殖,从细胞培养液或小鼠腹水中可得到大量的单克隆抗体。
(3)杂交瘤细胞的特点:既能大量繁殖,又能产生专一的抗体。
(4)单克隆抗体的优点:特异性强,灵敏度高,并能大量制备。
(5)单克隆抗体的作用:作为诊断试剂:准确识别各种抗原物质的细微差异,并跟一定抗原发生特异性结合,具有准确、高效、简易、快速的优点。
用于治疗疾病和运载药物:主要用于治疗癌症治疗,可制成“生物导弹”,也有少量用于治疗其它疾病。
【专题训练】1.(08宁夏卷·38)(15分)(选修3----现代生物科技专题)回答下列有关动物细胞培养的问题:⑴在动物细胞培养的过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的。
此时,瓶壁上形成的细胞层数是,要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来,需要用酶处理,可用的酶是⑵随着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而变成细胞,该种细胞的黏着性,细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量。
⑶现用某种大分子染料,对细胞进行染色时,观察到死细胞被染色,而活细胞不染色,原因是⑷检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目,最好选用细胞分裂到期的细胞用显微镜进行观察。
⑸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。
⑹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:⑴相互接触接触抑制单层(或一层)胰蛋白酶⑵衰老甚至死亡不死性降低减少⑶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)⑷中⑸冷冻(或超低温、液氮)酶新陈代谢⑹抗原解析:本题考查了《现代生物科技专题》中的有关动物细胞培养的基础知识。
在动物细胞的培养过程中,细胞因相互接触而出现接触抑制并有贴壁现象,可用胰蛋白酶将贴壁细胞分离下来。
随着细胞培养传代次数的增多,大多数细胞失去分裂能力而衰老死亡,只有少数细胞仍保留有分裂能力,这少数的细胞具有癌细胞的特征,其细胞膜上的糖蛋白减少,细胞的黏罩性下降。
细胞膜具有选择透过性,故染料分子不能使活细胞着色。
温度能影响细胞内酶的活性而影响细胞的新陈代谢,故可低温保存培养的细胞。
2.(08北京卷·29)白菜、甘蓝均为二倍体,体细胞染色体数目分别为20、18.以白菜为母本,甘蓝为父本,经人工授粉后,将雌蕊离体培养,可得到“白菜—甘蓝”杂种幼苗。
请回答问题:(1)白菜和甘蓝是两个不同的物种,存在隔离。
自然条件下,这两个物种间不能通过的方式产生后代。
雌蕊离体培养获得“白菜-甘蓝”杂种幼苗,所依据的理论基础的植物细胞具有。
(2)为观察“白菜—甘蓝”染色体的数目和形态,通常取幼苗的做临时装片,用染料染色。
观察、计数染色体的最佳时期是。
(3)二倍体“白菜—甘蓝”的染色体数为。
这种植株通常不育,原因是减数分裂过程中。
为使其可育,可通过人工诱导产生四倍体“白菜-甘蓝”这种变异属于。
答案:(18分)(1)生殖杂交(有性生殖)全能性(2)根尖(茎尖)醋酸洋红(龙胆紫、碱性)有丝分裂中期(3)19 没有同源染色体配对现象染色体变异解析:本题综合性强。
涉及的知识点多而简单,包括生殖隔离、植物组织培养、细胞的全能性、细胞的有丝分裂、减数分裂、染色体变异及多倍体育种等知识。
组织答案是要以课本基础知识为依据,紧扣生物学的基本术语或课本中的结论性语句等。
相关知识如下:白菜与甘蓝是两个物种,两物种之间一定存在生殖隔离,不能进行杂交,植物离体细胞或组织培养获得新个体,其理论基础是植物细胞的全能性。
将受精后的白菜雌蕊培养成的“白菜-甘蓝”,其染色体数目为10+9即19,细胞内不存在同源染色体、减数分裂时染色体不会联会、不能产生正常的生殖细胞,故不可育。
若诱导使其染色体数目变异。
在植物有丝分裂实验中常采用植物的分生组织,如根的分生区、芽的顶端分生组织等做实验材料,常用龙胆紫或醋酸洋红(碱性燃料)来使染色体着色,有利于观察。
在有丝分裂中期,染色体的着丝点在赤道板上排列整齐,染色体形态、数目清晰可见,是观察染色体的最佳时期。
3(6分)(1)野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒能力,但块茎不能食用。
俄、德、芬兰专家共同做实验研究,用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交,培育出了生活能力强的杂交系马铃薯。
①专家在实验中,需用到的酶主要有和酶等。
②专家在实验中,需要用到聚乙二醇(PEG),其目的是。
③对于农民,种植杂交系马铃薯除可获得较高的收成外,还有什么优点?(要求写出两点)(2分)。
④运用此植物体细胞杂交法可使本来存在着生殖隔离的物种进行杂交,培育出兼有两物种品质的优良物种,最好用下列哪种方法?()A、单倍体育种法B、杂交育种法C、植物组织培养法D、花药离体培养法答案(6分)①纤维素酶果胶酶②诱导原生质体融合③可少施农药;可在盐碱地区种植-----------------------(2分)。
④C4.通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等。
据图甲、表乙回答问题:表乙:植物的花芽分别在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中的生长状况(1)植物细胞表现全能性的条件是 、一定的营养物质、激素、无菌、适宜的温度等。
(2)用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构,若包裹上人造种皮,制成人工种子,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。