2020版高考生物一輪復(fù)習(xí) 生物技術(shù)與工程 第4講 細(xì)胞工程教學(xué)案 新人教版

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1、第4講　細(xì)胞工程 [考綱展示]　1.植物的組織培養(yǎng)(Ⅱ)　2.動物細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆 (Ⅱ)　3.細(xì)胞融合與單克隆抗體 (Ⅱ) 考點一| 植物細(xì)胞工程技術(shù)及其應(yīng)用 1．細(xì)胞工程的概念 (1)原理方法：細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法。 (2)操作水平：細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平。 (3)達(dá)到目的：按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品。 (4)類型：根據(jù)操作對象的不同，可分為植物細(xì)胞工程和動物細(xì)胞工程。 2．細(xì)胞的全能性 (1)含義：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。 (2)物質(zhì)基礎(chǔ)：細(xì)胞內(nèi)含有本物種全部的遺傳信

2、息。 (3)植物細(xì)胞全能性表達(dá)的條件：具有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，處于離體狀態(tài)，提供一定的營養(yǎng)、激素和其他適宜的外界條件。 3．植物組織培養(yǎng)技術(shù) (1)理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的全能性。 (2)填寫操作過程圖 ―→ 圖中①表示脫分化，②表示再分化，A表示愈傷組織，B表示叢芽或胚狀體。 (3)培養(yǎng)條件 ①無菌：培養(yǎng)基滅菌、培養(yǎng)材料和培養(yǎng)器械消毒。 ②固體培養(yǎng)基：大多由無機營養(yǎng)成分、有機營養(yǎng)成分、激素、瓊脂四部分組成。 ③光照：脫分化階段不需要光照。 ④激素調(diào)控：培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素的比例調(diào)控組織培養(yǎng)進程。 4．植物體細(xì)胞雜交技術(shù) (1)概念：將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融

3、合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。 (2)原理：體細(xì)胞雜交利用了細(xì)胞膜的流動性，雜種細(xì)胞培育成雜種植株利用了植物細(xì)胞的全能性。 (3)過程 (4)意義：克服不同種生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙、獲得雜種植株。 5．植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用 (1)植物繁殖的新途徑 ①微型繁殖：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 ②作物脫毒：選取作物莖尖、根尖等無毒組織進行組織培養(yǎng)，獲得脫毒苗的技術(shù)。 ③人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子，可以解決某些植物結(jié)實率低、繁殖困難的問題。 (2)作物新品種的培育：單倍體育種和突變

4、體的利用。 (3)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：即利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料和生物堿等。 1．通過植物體細(xì)胞雜交形成的雜交植株是否一定可育？ 提示：是否可育看同源染色體能否正常聯(lián)會。若植物體細(xì)胞雜交過程得到的雜種植物存在同源染色體，能正常聯(lián)會，則可育。 2．如圖表示植物分化、脫分化和再分化過程及其關(guān)系。試回答相關(guān)問題： (1)脫分化形成的愈傷組織細(xì)胞與正常體細(xì)胞相比，前者在結(jié)構(gòu)的特點是什么？ 提示：高度液泡化、無定形、細(xì)胞壁薄。 (2)經(jīng)脫分化形成愈傷組織為什么需要避光培養(yǎng)？ 提示：避光的作用是為了愈傷組織的形成，若給予光照，則會不同程度的形成維管組

5、織(處于已分化狀態(tài))，就不能繼續(xù)分化，造成組織培養(yǎng)失敗。 (3)利用紫草細(xì)胞脫分化形成的愈傷組織細(xì)胞進行培養(yǎng)提取紫草素，與常規(guī)的從植物體內(nèi)提取具有的明顯優(yōu)點是什么？(至少答出三點) 提示：可以克服地理、氣候等植物生長環(huán)境條件的限制，實現(xiàn)工業(yè)化、自動化生產(chǎn)；產(chǎn)量大、純度高。 (4)從分化、脫分化和再分化的結(jié)果看，它們的實質(zhì)都是什么？ 提示：基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果。 1．激素比例與細(xì)胞分裂分化的關(guān)系 (1)適當(dāng)提高生長素與細(xì)胞分裂素的比例容易生根。 (2)適當(dāng)提高細(xì)胞分裂素與生長素的比例容易生芽。 (3)比例適中誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織。如圖所示： 2．對不

6、同物種植物體細(xì)胞雜交和有性雜交的比較 (1)結(jié)果不同 ①體細(xì)胞雜交：不管染色體數(shù)、基因組還是染色體組都采用直接相加。 ②植物有性雜交：先減半再相加。 (2)適用的定律不同 ①有性生殖過程中符合孟德爾遺傳定律。 ②植物體細(xì)胞雜交：屬于無性生殖，不符合孟德爾遺傳定律。 考法1　植物組織培養(yǎng)過程分析 1．(2017·海南高考)甲、乙兩名同學(xué)分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料，利用植物組織培養(yǎng)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，在一定條件下進行組織培養(yǎng)，均能獲得試管苗，其原理是______________________。 (2

7、)甲、乙同學(xué)在誘導(dǎo)愈傷組織所用的培養(yǎng)基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到______________。若要用細(xì)胞作為材料進行培養(yǎng)獲得幼苗，該細(xì)胞應(yīng)具備的條件是____________________(填“具有完整的細(xì)胞核” “具有葉綠體”或“已轉(zhuǎn)入抗性基因”)。 (3)圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結(jié)果，該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由于培養(yǎng)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(xì)胞經(jīng)________形成的。 (4)若該種植物是一種雜合體的名貴花卉，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，可用組織培養(yǎng)方法繁殖，在培養(yǎng)時，______

8、__(填“能”或“不能”)采用經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體，原因是____________________________________________________ ______________________________________________________________ _____________________________________________________________。 解析：(1)外植體在一定條件下進行組織培養(yǎng)獲得試管苗的原理是植物細(xì)胞的全能性。 (2)蔗糖水解后可得到一分子的葡萄糖和一分子果糖；若要用細(xì)胞作為材料進行培養(yǎng)獲得幼苗

9、，該細(xì)胞應(yīng)具備的條件是應(yīng)該具備整套遺傳物質(zhì)，即具有完整的細(xì)胞核。 (3)在植物組織培養(yǎng)過程中加入的細(xì)胞分裂素、生長素的比例不同，誘導(dǎo)形成的器官不同；外植體經(jīng)脫分化形成愈傷組織，再分化形成完整的植株。 (4)依題意不能采用經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體，原因是對雜合體的植株來說，其體細(xì)胞的基因型相同，而花粉粒的基因型與體細(xì)胞的基因型不同，用花粉粒進行組織培養(yǎng)得到的花卉基因型不同于原植株。 答案：(1)植物細(xì)胞的全能性　(2)葡萄糖、果糖　具有完整的細(xì)胞核　(3)細(xì)胞分裂素、生長素　脫分化　(4)不能　對雜合體的植株來說，其體細(xì)胞的基因型相同，而花粉粒的基因型與體細(xì)胞的基因型不同，用花粉粒

10、進行組織培養(yǎng)得到花卉基因型不同于原植株 考法2　考查植物細(xì)胞工程技術(shù)及應(yīng)用 2．(2013·全國卷Ⅱ)甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時含有A和B的新型藥用植物。 回答下列問題： (1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先用________酶和________酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的 ________，再用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)二者融合。形成的融合細(xì)胞進一步培養(yǎng)形成 ________組織，然后經(jīng)過________形成完整的雜種植株。這種培育技術(shù)稱為________________。 (2)上述雜種植株屬于多倍體，多倍

11、體是指______________________ ____________________________________________________________。 假設(shè)甲與乙有性雜交的后代是不育的，而上述雜種植株是可育的，造成這種差異的原因是_________________________________________ _____________________________________________________________。 (3)這種雜種植株可通過制作人工種子的方法來大量繁殖。經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的 __________________________

12、__等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。 解析：(1)植物體細(xì)胞雜交的過程包括植物細(xì)胞融合和植物組織培養(yǎng)，其過程依次為酶解法去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁、用物理或化學(xué)法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合、雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁、雜種細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)(脫分化形成愈傷組織，再分化形成幼根和芽進而形成完整植株)培育成完整植株。其中，酶解法去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁利用了酶的專一性，選擇纖維素酶和果膠酶，水解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁的主要成分——纖維素和果膠，暴露出有活力的原生質(zhì)體。(2)多倍體是指體細(xì)胞中含有三個或三個以上的染色體組的個體。甲和乙均為二倍體植物，假設(shè)二者有性雜交的后代不可育，其原因是該后代在進行減數(shù)第一次分裂過程中，由

13、于沒有同源染色體，聯(lián)會出現(xiàn)紊亂，不能產(chǎn)生可育的配子。而植物體細(xì)胞雜交產(chǎn)生的雜 種植株，細(xì)胞內(nèi)含有原物種體細(xì)胞內(nèi)的染色體，在減數(shù)第一次分裂過程中能夠進行同源染色體配對，產(chǎn)生可育的配子。(3)經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等，用人工薄膜包裝后可得到人工種子。 答案：(1)纖維素　果膠　原生質(zhì)體　愈傷　再分化(或分化)　植物體細(xì)胞雜交技術(shù)　(2)體細(xì)胞中含有三個或三個以上染色體組的個體(其他合理答案也可以)　在減數(shù)分裂過程中，前者染色體聯(lián)會異常，而后者染色體聯(lián)會正常(其他合理答案也可以)　(3)胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽(答對其中一個即可) 3．回答下列有關(guān)植物細(xì)胞工程應(yīng)用有關(guān)

14、的問題： (1)植物細(xì)胞工程可用于培養(yǎng)脫毒苗，這一方法的原理是__________________，所以再生的植株可能不帶病毒。 (2)微型繁殖過程中，適宜濃度的生長素單獨使用可誘導(dǎo)試管苗________，而與________配比適宜時可促進芽的增殖。若要抑制試管苗的生長，促使愈傷組織產(chǎn)生和生長，需要適宜的生長調(diào)節(jié)劑是________(填“脫落酸”或“2,4-D”)。 (3)為了獲得植物次生代謝產(chǎn)物，先用植物外植體獲得愈傷組織，然后在液體培養(yǎng)基中懸浮培養(yǎng)。請回答下列問題： 在愈傷組織懸浮培養(yǎng)時，細(xì)胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如圖所示。細(xì)胞干重在12 d后下降的原因有________

15、______________。 解析：(1)利用莖尖等分生部位進行組織培養(yǎng)獲得脫毒苗的原理是植物體細(xì)胞具有全能性。 (2)適宜濃度的生長素單獨使用可誘導(dǎo)試管苗生根。微型繁殖培養(yǎng)基中使用的生長素與細(xì)胞分裂素比例不同，可以分別誘導(dǎo)根、芽的形成。使用高濃度的植物生長素類似物(如2,4-D)可以抑制試管苗的生長。 (3)由蔗糖濃度下降可知，外植體離體培養(yǎng)過程中需要消耗蔗糖，12天后蔗糖濃度變化不大；pH下降會影響酶的活性，愈傷組織細(xì)胞不能進行光合作用，對物質(zhì)的合成小于分解，故細(xì)胞干重下降。 答案：(1)植物細(xì)胞的全能性　(2)生根　細(xì)胞分裂素　2,4-D　(3)蔗糖濃度下降，pH降低 考點二

16、| 動物細(xì)胞培養(yǎng)與核移植技術(shù) 1．動物細(xì)胞培養(yǎng) (1)地位：動物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞核移植、動物細(xì)胞融合等。其中動物細(xì)胞培養(yǎng)是其他動物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。 (2)原理：細(xì)胞增殖。 (3)培養(yǎng)過程 (4)培養(yǎng)條件 ①無菌、無毒環(huán)境 ②營養(yǎng)：除糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素之外通常還需加入血清、血漿等一些天然成分。 ③適宜的溫度：36.5 °C±0.5 ℃，適宜的pH：7.2～7.4。 ④氣體環(huán)境 2．動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物 (1)動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的過程 重組細(xì)胞胚胎代孕母體―→生出與細(xì)胞核供體遺傳性狀基本相

17、同的個體 (2)原理：動物體細(xì)胞核具有全能性。 (3)應(yīng)用 ①加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育。 ②保護瀕危物種。 ③生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。 ④作為異種移植的供體。 1．動物細(xì)胞培養(yǎng)中兩次使用胰蛋白酶的作用有何不同？ 提示：第一次使用胰蛋白酶處理剪碎的組織使之分散成單個細(xì)胞，第二次用胰蛋白酶的目的是使貼壁細(xì)胞從瓶壁上脫落下來，分散成單個細(xì)胞。 2．動物細(xì)胞工程技術(shù)推動了免疫學(xué)和畜牧業(yè)的發(fā)展。如圖為通過體細(xì)胞核移植過程得到克隆牛的流程圖。 → →→犢牛 (1)與去核卵母細(xì)胞融合的供體高產(chǎn)奶牛細(xì)胞培養(yǎng)一般不會超過10代，原因是什么？激活受體細(xì)胞除了用電刺激的方法外， 還

18、可以用什么方法？(寫兩種實際方法) 提示：保持細(xì)胞正常的二倍體核型；鈣離子載體、乙醇、蛋白酶合成抑制劑等。 (2)動物體細(xì)胞核移植的難度高于胚胎細(xì)胞核移植的原因是什么？ 提示：動物胚胎的細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)其全能性相對容易，而動物體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難。 (3)在現(xiàn)有技術(shù)條件下，還不能將從動物體內(nèi)分離出來的成熟體細(xì)胞，直接培養(yǎng)成一個新個體，而是將體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中才能發(fā)育成新個體，你認(rèn)為最可能的原因是什么？ 提示：卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)可使體細(xì)胞核的全能性得到表達(dá)。 動物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植時注意的五個問題 (1)在分散細(xì)胞時，需用胰蛋白酶分散細(xì)胞，不能用

19、胃蛋白酶，因為胃蛋白酶作用的適宜pH約為1.8，胰蛋白酶作用的適宜pH為7.2～7.8，而多數(shù)動物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4。 (2)取供體動物的體細(xì)胞培養(yǎng)，一般選用10代以內(nèi)的細(xì)胞，因為10代以內(nèi)的細(xì)胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細(xì)胞正常的遺傳基礎(chǔ)。 (3)克隆動物是由重組的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)而來的，該重組細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基因來源于受體細(xì)胞，細(xì)胞核基因來源于提供細(xì)胞核的親本，其遺傳物質(zhì)來自兩個親本。 (4)克隆動物絕大部分性狀與供體動物相同，少數(shù)性狀與提供卵母細(xì)胞的動物相同，與代孕動物的性狀無遺傳關(guān)系。 (5)從生殖方式的角度看，動物體細(xì)胞核移植技術(shù)(克隆)屬無性生殖，重組細(xì)胞

20、相當(dāng)于受精卵，需要動物細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎工程技術(shù)的支持。 考法1　動物細(xì)胞培養(yǎng)過程分析 1．某研究小組進行藥物實驗時，以動物肝細(xì)胞為材料，測定藥物對體外培養(yǎng)細(xì)胞的毒性。供培養(yǎng)的細(xì)胞有甲、乙兩種，甲細(xì)胞為正常肝細(xì)胞，乙細(xì)胞為肝腫瘤細(xì)胞。請回答下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的問題： (1)動物細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用是__________________________________________________________。 (2)將數(shù)量相等的甲細(xì)胞和乙細(xì)胞分別置于培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，培養(yǎng)液及其他培養(yǎng)條件均相同，一段時間后，觀察到甲細(xì)胞數(shù)量比乙細(xì)胞數(shù)量_____

21、___。 (3)在兩種細(xì)胞生長過程中，當(dāng)甲細(xì)胞鋪滿瓶壁時，其生長______。藥物實驗需要大量細(xì)胞，兩種細(xì)胞頻繁傳代，甲細(xì)胞比乙細(xì)胞可以傳代的次數(shù)更________。若用動物的肝臟組織塊制備肝細(xì)胞懸液，需用________消化處理。 (4)某研究小組研究了血清對正常細(xì)胞和癌細(xì)胞培養(yǎng)的影響，實驗結(jié)果如圖。 從該圖提供的信息可以獲得的正確結(jié)論有_____________________ ________________________________________________________。 解析：(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)時加入含5%CO2的目的是為了維持培養(yǎng)液的pH。(2)已知甲

22、細(xì)胞為正常肝細(xì)胞，乙細(xì)胞為肝腫瘤細(xì)胞。肝腫瘤細(xì)胞比正常肝細(xì)胞的分裂能力強，細(xì)胞周期短，因此在其他條件相同時，相同時間內(nèi)肝腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的子代細(xì)胞多。(3)甲細(xì)胞為正常肝細(xì)胞，存在接觸抑制，而乙細(xì)胞為腫瘤細(xì)胞，已經(jīng)失去接觸抑制現(xiàn)象，因此在這兩種細(xì)胞生長過程中，當(dāng)甲細(xì)胞鋪滿瓶壁時，其生長停止。乙細(xì)胞能無限增殖，因此其傳代的次數(shù)比甲多；胰蛋白酶能消化組織細(xì)胞間的蛋白質(zhì)，使組織細(xì)胞分散成單個細(xì)胞。(4)從圖中曲線可看出培養(yǎng)基中有無血清對癌細(xì)胞的培養(yǎng)影響不大，即二者的細(xì)胞數(shù)在曲線上差別不大。正常細(xì)胞的培養(yǎng)過程中有血清的培養(yǎng)基在相同時間內(nèi)培養(yǎng)得到的細(xì)胞數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于無血清的培養(yǎng)基所獲得的細(xì)胞數(shù)。癌細(xì)胞培養(yǎng)與正常

23、細(xì)胞培養(yǎng)二者的差距比較大，正常細(xì)胞達(dá)到一定的數(shù)目后不再增加，而癌細(xì)胞卻能不斷增加。 答案：(1)維持培養(yǎng)液的pH　(2)少　(3)停止　少　胰蛋白酶　(4)①有無血清對正常細(xì)胞培養(yǎng)的影響不同；②培養(yǎng)基中補充血清有助于正常細(xì)胞的培養(yǎng)；③培養(yǎng)基中是否補充血清對癌細(xì)胞的培養(yǎng)影響不大 考法2　細(xì)胞核移植技術(shù)及應(yīng)用 2．(2016·全國卷Ⅱ)如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。 回答下列問題： (1)圖中A表示正常細(xì)胞核，染色體數(shù)為2n，則其性染色體的組成可為______。過程①表示去除細(xì)胞核，該過程一般要在卵母細(xì)胞培養(yǎng)至適當(dāng)時期再進行，去核時常采用______

24、的方法。②代表的過程是______。 (2)經(jīng)過多次傳代后，供體細(xì)胞中________的穩(wěn)定性會降低。因此，選材時必須關(guān)注傳代次數(shù)。 (3)若獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度分析其原因是______________________________________________ ___________________________________________________________。 (4)與克隆羊“多莉(利)”培育成功一樣，其他克隆動物的成功獲得也證明了_______________________________________________

25、_______ ___________________________________________________________。 解析：(1)哺乳動物的正常細(xì)胞核中性染色體的組成為XX(雌性)或XY(雄性)。卵母細(xì)胞在培養(yǎng)至減數(shù)第二次分裂的中期時，常采用顯微操作法去除細(xì)胞核。②過程是將早期胚胎移植到代孕個體的子宮中，即代表的是胚胎移植。(2)一般來說，動物細(xì)胞在傳代培養(yǎng)到10～50代時，部分細(xì)胞的細(xì)胞核型可能會發(fā)生變化，即遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性會降低。因此，選材時一般選10代以內(nèi)的細(xì)胞，以保證細(xì)胞正常的二倍體核型。(3)獲得的克隆動物性狀與供體動物基本相同，但不完全相同，從遺傳物質(zhì)的角度

26、分析，性狀不完全相同的原因是：克隆動物細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來自去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響。(4)高度分化的動物體細(xì)胞的全能性受到限制，但其細(xì)胞核的全能性在卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的物質(zhì)的作用下仍能得以表達(dá)。故克隆羊“多莉(利)”以及其他克隆動物的培育成功，證明了高度分化的動物體細(xì)胞的細(xì)胞核仍具有全能性。 答案：(1)XX或XY　顯微操作　胚胎移植　(2)遺傳物質(zhì)　(3)卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響　(4)動物已分化體細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性 考點三| 動物細(xì)胞融合與單克隆抗體的制備 1．動物細(xì)胞融合 (1)原理：細(xì)胞膜的流動

27、性。 (2)融合方法：聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒、電刺激等。 (3)意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能，也為制造單克隆抗體開辟了新途徑。 2．單克隆抗體制備 (1)單克隆抗體制備過程 (2)單克隆抗體的優(yōu)點：特異性強、靈敏度高、可大量制備。 (3)單克隆抗體的應(yīng)用：作為診斷試劑；制成“生物導(dǎo)彈”；用于治療疾病和運載藥物。 1．若僅考慮細(xì)胞的兩兩融合，B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞融合后產(chǎn)生的細(xì)胞有3種類型，原因是什么？ 提示：出現(xiàn)不同種類型是因為細(xì)胞融合是隨機的。 2．下面兩幅圖是單克隆抗體制備的示意圖，請據(jù)圖回答下列問題： (1)圖1和圖2所

28、示的過程中，都必須用到的動物細(xì)胞工程技術(shù)手段是什么？ 提示：動物細(xì)胞培養(yǎng)(或動物細(xì)胞融合)。 (2)圖2中受體細(xì)胞A代表的是何種細(xì)胞？B所示的細(xì)胞特點是什么？ 提示：漿細(xì)胞(效應(yīng)B)；既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。 (3)圖1中Ⅱ過程與植物原生質(zhì)體融合的不同之處是用什么？Ⅱ過程的原理是什么？ 提示：Ⅱ過程用滅活的病毒誘導(dǎo)；細(xì)胞膜的流動性。 單克隆抗體制備過程的關(guān)鍵分析 (1)對動物免疫的原因：B淋巴細(xì)胞要經(jīng)過免疫過程，即接觸抗原，增殖分化為有特異性免疫功能的B淋巴細(xì)胞，才能產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，所以與骨髓瘤細(xì)胞融合的B淋巴細(xì)胞實際上是漿細(xì)胞。 (2)雜交瘤細(xì)胞具備雙親的遺傳物

29、質(zhì)，不僅具有漿細(xì)胞產(chǎn)生特異性抗體的能力，還具有骨髓瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件下大量增殖的能力，可以克服單純B淋巴細(xì)胞不能無限增殖的缺點，而大量生產(chǎn)單克隆抗體。 考法　動物細(xì)胞融合技術(shù)及單克隆抗體的制備 (2014·全國卷Ⅰ改編)某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應(yīng)的血清最大稀釋倍數(shù))，結(jié)果如圖所示。 若要制備雜交瘤細(xì)胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細(xì)胞(染色體數(shù)目40條)，并將該細(xì)胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細(xì)胞(染色體數(shù)目60條)按一定比例加入試管中，再加入聚乙二醇誘導(dǎo)細(xì)胞融合，經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體

30、檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細(xì)胞。 回答下列問題： (1)制備融合所需的B淋巴細(xì)胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達(dá)到16 000以上，則小鼠最少需要經(jīng)過________次免疫后才能有符合要求的。達(dá)到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細(xì)胞的是________小鼠，理由是____________________________。 (2)細(xì)胞融合實驗完成后，融合體系中除含有未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞外，可能還有_____________________________________________________ ____________，體系中出現(xiàn)多種類型細(xì)胞的

31、原因是___________________ ____________________________________________________。 (3)雜交瘤細(xì)胞中有________個細(xì)胞核。 (4)未融合的B淋巴細(xì)胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是___________ ________________________________________________。 解析：(1)據(jù)圖分析可知，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗體效價幾乎都達(dá)到16 000以上，小鼠Y的血清抗體的效價最高，最適合用于制備單克隆抗體。(2)融合體系中除了未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞之外，還有骨髓瘤細(xì)

32、胞的自身融合細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的自身融合細(xì)胞。細(xì)胞的融合是隨機的，并且不可能所有細(xì)胞都融合，故體系中會出現(xiàn)多種類型的細(xì)胞。(3)動物細(xì)胞融合后形成的是具有原來兩個或多個細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞。(4)正常細(xì)胞的分裂次數(shù)是有限的，且經(jīng)過免疫的B淋巴細(xì)胞高度分化，不能無限增殖，而是經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后逐漸衰老死亡。 答案：(1)4　Y　Y小鼠的血清抗體效價最高 (2)B淋巴細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞　細(xì)胞融合是隨機的，且融合率達(dá)不到100%　(3)1　(4)不能無限增殖 真題體驗| 感悟高考　淬煉考能 1．(2017·江蘇高考)牛雄性胚胎中存在特異性H-Y抗原，可在牛早期

33、胚胎培養(yǎng)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(xì)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直接做胚胎移植 D．用H-Y抗原免疫母?？色@得相應(yīng)抗體 D　[A錯：抗體是由漿細(xì)胞產(chǎn)生的。 B錯：原腸胚分化程度較高，取原腸胚細(xì)胞做雌雄鑒別易損傷胚胎，影響胚胎發(fā)育，應(yīng)選用囊胚期的滋養(yǎng)層細(xì)胞。 C錯：因題干中明確了利用的是乳腺生物反應(yīng)器，故應(yīng)選用雌性胚胎進行胚胎移植，以獲得雌性個體，這樣才能利用乳腺生物反應(yīng)器進行生物制藥。 D對：用H-Y抗原免疫母牛，會使母牛產(chǎn)生免疫反應(yīng)，刺激

34、B細(xì)胞分化形成漿細(xì)胞，進而產(chǎn)生相應(yīng)抗體。] 2．(2015·天津高考)2015年2月3日，英國議會下院通過一項歷史性法案，允許以醫(yī)學(xué)手段培育“三親嬰兒”。三親嬰兒的培育過程可選用如下技術(shù)路線。 據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是(　　) A．該技術(shù)可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代 B．捐獻者攜帶的紅綠色盲基因不能遺傳給三親嬰兒 C．三親嬰兒的染色體全部來自母親提供的細(xì)胞核 D．三親嬰兒的培育還需要早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù) 答案：C 3．(2018·全國卷Ⅲ)2018年《細(xì)胞》期刊報道，中國科學(xué)家率先成功地應(yīng)用體細(xì)胞對非人靈長類動物進行克隆，獲得兩只克隆猴——“中中”和“華

35、華”?；卮鹣铝袉栴}： (1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程，核移植是指___________ _____________________________________________。通過核移植方法獲得的克隆猴，與核供體相比，克隆猴體細(xì)胞的染色體數(shù)目________(填“減半”“加倍”或“不變”)。 (2)哺乳動物的核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植，胚胎細(xì)胞核移植獲得克隆動物的難度______(填“大于”或“小于”)體細(xì)胞核移植，其原因是_______________________________________________________________。 (

36、3)在哺乳動物核移植的過程中，若分別以雌性個體和雄性個體的體細(xì)胞作為核供體，通常，所得到的兩個克隆動物體細(xì)胞的常染色體數(shù)目________(填“相同”或“不同”)，性染色體組合________(填“相同”或“不同”)。 解析：(1)動物核移植是將動物的一個細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體。用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物，與核供體相比，其細(xì)胞的染色體數(shù)目不變。(2)由于動物胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)其全能性相對容易，而動物體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難，所以，胚胎細(xì)胞核移植獲得克隆動物的難度明顯低于體細(xì)胞核移植。(3)哺乳動物雌性和雄性個體的體細(xì)胞中常染色體數(shù)目相同，所以分別以雌性和雄性個體的體細(xì)胞為供體，克隆動物體細(xì)胞的常染色體數(shù)目相同，但其性染色體組合不同。 答案：(1)將動物的一個細(xì)胞核，移入一個已去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中　不變　(2)小于　胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)全能性相對容易　(3)相同　不同 - 15 -