[高考生物]一轮复习人教版 细胞工程 教案.doc

专题38 细胞工程

讲考纲

考纲概要 考纲解读 高考真题

1．植物细胞工程（Ⅱ）；

2．动物细胞工程（Ⅱ）。 1．理解植物细胞工程的操作及应用；

2．理解动物细胞工程的应用。 1．2017海南卷（31）、2015北京卷（5）

2．2017江苏卷（11）、2016新课标Ⅱ卷（40）、2016江苏卷（9）、2015江苏卷（3）

讲考点

考点一 植物细胞工程

1．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。

2．植物组织培养技术

（1）原理：植物细胞具有全能性。

（2）过程

3．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）过程

4．植物细胞工程的应用

（1）微型繁殖：优点是能够保持亲本的优良性状。

（2）作物脱毒：利用茎尖、根尖等无毒组织进行微型繁殖。

（3）培育人工种子：可以解决某些植物结实率低、繁殖困难的问题。

（4）作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用。

（5）细胞产物的工厂化生产：即利用植物组织培养技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。

【例1】（2017年海南卷，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，利用植物组织培养技术繁殖该植物。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，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是____________________。

（2）甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到__________。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是____________（填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”）。

（3）图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是________。A中的愈伤组织是叶肉细胞经_______形成的。

（4）若该种植物是一种杂合体的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，___________（填“能”或“不能”）采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是____________。 【答案】（1）绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株。

（2）葡萄糖、果糖 具有完整的细胞核

（3）细胞分裂素、生长素脱分化

（4）不能 对杂合体的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株

【跟踪训练1】下图表示利用高秆抗锈病玉米（基因型为AaBb，两对基因独立遗传）的花粉细胞生产人工种子的过程。下列叙述不正确的是（ ）

A．通过①过程两两融合得到的细胞基因型有9种

B．②③过程培养基中的植物激素种类和比例不同

C．过程④需用秋水仙素处理才能获得可育的人工种子

D．人工种子的种皮中加入植物生长调节剂可促进丛芽的发育

【答案】C

【解析】AaBb个体产生花粉有4种，两两融合得到的细胞基因型有3×3=9种，A正确。生长素量/细胞分裂素量高，有利根分化，抑制芽形成；低时相反；适中时，促进愈伤组织生长，故②脱分化和③在分化过程植物激素种类和比例不同，B正确。胚状体直接包上人工种皮就可获得人工种子，该种子含有2个染色体组，发育而成的植株可育，C错。植物生长调节剂可促进丛芽的发育，D正确。

考点二 动物细胞工程

1．动物细胞培养 （1）动物细胞的培养过程

（2）培养条件

①无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理，添加抗生素，定期更换培养液以清除代谢产物。

②营养：除正常的有机和无机营养外，需加入血清、血浆等一些天然成分。

③适宜的温度和pH：温度为36.5±0.5℃（哺乳动物），pH为7.2～7.4。

④气体环境：含95%空气加5%CO2的混合气体，其中后者的作用是维持培养液的pH。

（3）应用：生物制品的生产、检测有毒物质、医学研究。

2.动物体细胞核移植技术和克隆动物

（1）动物体细胞核移植技术的过程

（2）原理：动物体细胞核具有全能性。

（3）结果：产生新个体。

（4）应用：①加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；②保护濒危物种；③生产医用蛋白；④作为异种移植的供体；⑤用于组织器官的移植。

3．动物细胞融合

（1）原理：细胞膜的流动性。

（2）融合方法：聚乙二醇（PEG）、灭活的病毒、电激等。

（3）意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能，也为制造单克隆抗体开辟了新途径。

4．单克隆抗体

（1）制备过程

（2）优点：特异性强、灵敏度高，可大量制备。

（3）用途：作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物。

【例2】（2017年江苏卷，11）牛雄性胚胎中存在特异性H-Y 抗原，可在牛早期胚胎培养液中添加H-Y 单克隆抗体，筛选胚胎进行移植，以利用乳腺生物反应器进行生物制药。下列相关叙述正确的是（ ）

A．H-Y 单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌

B．应选用原肠胚做雌雄鉴别

C．鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植

D．用H-Y 抗原免疫母牛可获得相应抗体

【答案】D

【跟踪训练2】如图所示为动物细胞培养的碁本过程示意图，相关叙述错误的是（ ）

A．容器A中放置的一般是幼龄动物的器官或组织，原因是其细胞分裂能力强，易于培养

B．在D瓶中极少数细胞存活，是因为存活的细胞获得不死性，其遗传物质不发生改变

C．为保证培养条件无菌，除进行灭菌外，培养基中需要添加一定量的抗生素

D．细胞培养时，需通入5%CO2，其主要作用是维持培养液的pH

【答案】B

讲方法

1．植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法

（1）诱导产物（假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B）：

①未融合的细胞：A和B。

②两两融合的细胞：AA、BB和AB。

③多细胞融合体。

（2）检测方法：对诱导产物中的细胞进行植物组织培养，然后根据得到的植物性状进行判断。

①若只表现出一种植物的性状，说明是未融合细胞。

②若得到的是具有两种亲本性状的植物，说明是杂种植株。

③若得到的是具有两种亲本性状的植物，且一种植物的性状得到加强，则是多细胞融合体。

④若只表现出一种植物的性状且效果得到加强，则是同种细胞融合的结果。

2．制备单克隆抗体过程中两次筛选的方法及目的 项目 第一次筛选 第二次筛选

筛选原因 诱导融合后得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞 由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以需经过选择性培养

筛选方法 用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞（“BB”细胞、“瘤瘤”细胞）都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞（“B瘤”细胞）才能生长 用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群

筛选目的 得到杂交瘤细胞 得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞

讲易错

1．植物体细胞杂交与动物细胞融合的不同与相同

（1）植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同，纤维素酶和果胶酶作用于细胞壁，而胰蛋白酶等作用于细胞间的蛋白质。

（2）相比植物体细胞杂交，动物细胞融合特有的诱导方式是用灭活的病毒处理，其他物理、化学诱导融合的手段与植物体细胞杂交过程中原生质体诱导融合方法相同。

2．植物有性生殖与体细胞杂交中遗传物质变化的区别

若两个不同品种的植物细胞A、B进行融合，A含有2X条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb；B含有2Y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则：

（1）植物体细胞杂交获得的新植株应为四倍体，体细胞中染色体数为2X＋2Y，基因型为AabbccDd，从中不难看出，体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管是染色体数、基因型还是染色体组都采用直接相加的方法。

（2）植物有性杂交获得的子代细胞中染色体数为X＋Y、基因为AbcD或abcD或Abcd或abcd，即先减半再相加。

3．关于动物细胞培养的两组概念辨析

（1）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。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，这种现象称为细胞的接触抑制。

（2）原代培养与传代培养

①原代培养：细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培养。原代培养的细胞核型正常。 ②传代培养：原代培养的细胞由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭，影响细胞的生长，因此需要重新用胰蛋白酶等处理，进行分瓶扩大培养，即传代培养。一般情况下，细胞传至10～50代后，出现核型异常，细胞增殖会明显减缓，甚至完全死亡。