好生物选修3_专题2_细胞工程导学案(高三复习

1、课题：生物选修3 专题2 细胞工程导学案 谢俊平【学习目标】1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术 2.列举植物细胞工程的实际应用3.简述动物细胞培养的过程、条件及其应用4.简述体细胞核移植技术和体细胞克隆及其应用前景，关注体细胞克隆技术的安全性和伦理性问题 5.简述动物细胞融合的方法和过程 6.说出单克隆抗体的制备过程及其应用 7.关注细胞工程研究的发展和应用前景【知识梳理】细胞工程的概念：细胞工程是指应用生物学和生物学的原理和方法，通过水平或水平的操作，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。 （一）植物细胞工程 1.常采用的技术手段有和等。2.理论基础（原

2、理）：3.不同细胞全能性表达的难易程度：细胞干细胞细胞；细胞细胞4.植物组织培养技术（1）概念：植物的组织培养就是在和人工控制的条件下，将的植物器官、组织、细胞，培养在人工配置的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生、，最终形成完整的植株。（2）原理：植物细胞具有，即具有某种生物的任何一个细胞，都具有发育成的潜能。（3）植物组织培养的条件：，提供营养物质（水、无机盐、和有机酸等）、激素（如、等）和其他适宜条件（如、和等)。（4）过程：的器官、组织或细胞 分化 组织 分化 幼根和芽 完整植株（5）植物组织培养的地位：是培育 植物、培育植物新品种的最后一道工序。（6）细胞脱分化：已的细胞，经过诱

3、导后，失去其特有的而转变成未分化细胞的过程。（7）体内的细胞不表达全能性的原因：，从而构成植物的不同组织和器官。（8）生长素和细胞分裂素在植物体内含量，因此植物组织培养中常用人工合成的生长素类似物和细胞分裂素类似物。细胞分裂素/生长素的比例，有利于外植体，比例升高有利于愈伤组织形成丛芽，比例降低则有利于。（9）进行植物组织培养时应注意的问题：对外植体要进行处理，而对各种器械要。接种过程要进行严格的。愈伤组织培养：最初培养，后期培养。诱导愈伤组织再分化形成胚状体或丛芽及生根的过程中，要先进行培养，再进行培养，并要进行处理，以改变培养基中的激素配比及浓度。试管苗培养要在条件下进行，以便诱导的形成。

4、（10）脱分化和再分化的比较比较内容脱分化再分化过程外植体幼苗形成体特点、的薄壁细胞有根、芽需要条件a.离体b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例适中d.不需光a. b. c.生长素/细胞分裂素的比例或诱导生根或生芽d. 光照5.植物体细胞杂交技术（1）概念：植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成，并把培育成新的植物体的技术。（2）过程：去除细胞壁的方法为。人工诱导的方法：a. 法包括离心、振动、等；b.化学法一般是用。指，指。（3）融合成功的标志是。（4）植物体细胞杂交利用了细胞膜具有一定的和细胞的的原理。（5）意义：克服了的障碍。（6）植物体细胞杂交的障碍植物细胞都

5、有。根据酶的专一性原理，用和去除。融合。利用原理，需用人工方法诱导。（7）杂种细胞的类型：有三种：、AB，符合要求的只有，需要用培养基进行。（8）杂种植株遗传物质的变化：细胞融合属于，杂种植株的染色体数通常是细胞染色体数目之和，形成异源多倍体。6.植物细胞工程的实际应用（1）植物繁殖的新途径微型繁殖：既保持优良品种的，又能地实现种苗的大量繁殖。作物脱毒：利用植物组织（如、）进行培养，可以使新长成的植株脱除病毒。人工种子：植物组织培养得到的、或，包上就可以形成人工种子。人工种子由、胶质和三部分组成，其中的胶质相当于单子叶植物种子的或双子叶植物种子的。人工种皮的制备是结构和功能的研究深入到分子水平

6、的体现。人工种皮中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等，以利于胚状体生长发育成幼苗。（2）作物新品种的培育育种：育种过程中的过程就是植物组织培养过程。其优点是后代不发生，都是纯合子，能够，明显缩短了。的利用：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而发生。从这些产生的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。（3）的工厂化生产：可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物，如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。（二）动物细胞工程 1动物细胞工程常用的技术手段有、等，其中是其他动物

7、细胞工程技术的基础。2.动物细胞培养（1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的，将它分散成，然后放在适宜的中，让这些细胞。 （2）流程：取动物胚胎或幼龄动物的器官或组织剪碎用或处理分散成制成转入培养瓶中进行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培养。（3）原代培养：人们通常将动物组织消化后的称为原代培养。（4）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。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的。（5）动物细胞培养需要满足以下条件：培养液应进行处理。通常还要在培养液中添加一定量的，以防培养过程中的

8、污染。此外，应定期更换培养液，防止。：合成培养基。成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入等天然成分。温度和pH：哺乳动物适宜温度：；多数细菌适宜pH：。气体环境：95%空气5%CO2。O2是所必需的，CO2的主要作用是。（6）动物细胞培养技术的应用：、。3.动物体细胞核移植技术和克隆动物（1）概念：动物细胞核移植是将动物的细胞核移入一个已经的细胞中，使其重组并发育成一个，这个新的胚胎最终发育为动物个体。可以分为核移植（比较容易）和核移植（比较难）。（2）原理：的全能性（3）过程：如右图用于核移植的供体细胞一般都选用传代以内的细胞，因为这样的细胞能保持正常的核型，保证了供体

9、细胞正常的遗传基础。通过细胞核移植方法生产的克隆动物，并不是对核供体动物100%的复制，因为生物的性状除受控制以外，还受和的影响。动物细胞核移植通常用时期的细胞作为受体细胞。原因是：该种细胞，容易操作；，营养丰富；能激发重组细胞分裂分化；具备受精能力。（4）体细胞核移植技术的应用：促进；保护；生产珍贵的；作为异种移植的；用于组织器官的移植等。（5）体细胞核移植技术存在的问题：成功率；克隆动物的健康问题：表现出缺陷等；克隆动物食品的安全性问题。4.动物细胞融合（1）概念：也称，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。（2）原理：。（3）诱导融合的方法：、等。（4）意义：突破有性杂交方法的局

10、限，使成为可能；成为研究、和等的重要手段；制备。5.单克隆抗体（1）制备流程：（如右图）取相应B细胞前必须先注射。诱导融合的两种细胞名称及作用。免疫过的细胞（浆细胞）；细胞增殖。两次筛选的目的及方法：第一次：在特定的培养基（HAT）上，筛选出既能，又能产生的细胞。第二次：克隆化培养和检测，选择出能的杂交瘤细胞。（2）单克隆抗体特点：化学性质专一、，并能大量制备。（3）应用：作为：准确识别各种物质并特异性结合。用于和：制成“”。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

11、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 利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株 获取大量的脱毒苗制备人工种子 单倍体育种 无子西瓜的快速大量繁殖A. B. C. D.3、植物组织培养过程的顺序是离体的植物器官、组织或细胞 根、芽 愈伤组织 脱分化 再分化植物体A. B. C. D.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植物叶片叶组织块愈伤组织有生根发芽能力的胚状结构人工种子种苗abcdeA.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

12、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

13、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pH8、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

14、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11、用于核移植的供体细胞一般都选用A.受精卵 B.传代10代以内的细胞 C.传代1050代以内的细胞 D.处于减数分裂第二次分裂中期的次级卵母细胞12、科学家将雌黑鼠乳腺细胞的细胞核移入白鼠去核的卵细胞内，待发育成早期胚胎后移植入褐鼠的子宫，该褐鼠产下小鼠的体色和性别是A黑、雌 B褐、雌 C白、雄 D黑、雄13、生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一只野驴刚死亡，以下较易成为“复生”野

15、驴的方法是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.将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体C.取出野驴的体细胞的细胞核移植到母家驴的去核卵细胞中，再经胚胎移植孕育培养成新个体D.将野驴的基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体14、下列关于利用细胞工程技术制备单克隆抗体的叙述，不正确的是A给小鼠注射抗原，是为了获得能产生相应抗体的效应B细胞B效应B细胞与骨髓瘤细胞混合培养，是为了获得融合细胞C杂交瘤细胞进行体外培养，是为了获得单克隆抗体D杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎15、下列用动物细胞工程技术获取单克隆抗体的实验步骤中，错误的

16、是A.将抗原注人小鼠体内，获得能产生抗体的效应B细胞B.用纤维素酶处理效应B细胞和小鼠骨髓瘤细胞C.用灭活的仙台病毒作诱导剂，促使效应B细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合D.筛选杂交瘤细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体16、通过细胞工程生产单克隆抗体时，要涉及到以下三个筛选过程： 在特定培养基中筛选出杂交瘤细胞 选出能产生抗体的效应B细胞 选出能产生特定抗体并能大量增殖的细胞群。这三个过程的先后次序是A. B. C. D.17、下列不属于单克隆抗体在实践上应用的实例是 A将抗药菌的某基因引入小鼠细胞内B利用同位素标记的单克隆抗体，定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病C利用免疫毒素清除

17、异体骨髓移植中的供体骨髓T细胞D制成“生物导弹”，将药物定向地带到癌细胞所在部位18、植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不相符的是A纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理酶的专一性 B植物组织培养和动物细胞培养细胞的全能性C原生质体融合和动物细胞融合生物膜的流动性 D紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养细胞增殖19、下列关于细胞工程的叙述，错误的是A.电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合B.去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理C.小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的效应B细胞融合可制备单克隆抗体D.某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品种杂交后代的染色体数目相同20、下

18、列有关生物工程的叙述中正确的是A植物体细胞杂交和动物细胞融合都依赖于细胞膜的流动性和细胞全能性B病毒既可用于细胞工程技术，也可用于基因工程技术C用基因工程生产乙肝疫苗，可将乙肝病毒的表面抗原导入酵母菌制成“工程菌” D人工诱变、基因工程、细胞工程都可以定向改造微生物菌种21、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，理论上不可行的是A利用植物体细胞杂交技术，有可能获得满足要求的四倍体杂种目的植株B将乙

19、种植物耐盐基因导入甲种植物的受精卵中，有可能培育出目的植株C两种植物杂交后，得到的F1再利用单倍体育种技术，有可能较快获得纯种目的植株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后可能培育出目的植株二、双项选择题22、下列各项技术中能克服远缘杂交不亲和的是 A植物组织培养B植物体细胞杂交 C基因工程 D单倍体育种23、下图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图，据图判断正确的有A过程通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为有丝分裂间期B通过过程得到的植株A基因型为aaBB的可能性为1/4C过程属于植物的组织培养，在此过程中必须使用一定量的植物激素D与杂交育种相

20、比，该育种方法的优点是能明显缩短育种年限24、植物体细胞杂交过程中可以使用到 A胰蛋白酶 B纤维素酶 C聚乙二醇 D灭活病毒25、将小鼠骨髓瘤细胞与效应B细胞融合，可使融合细胞经培养产生单克隆抗体，其依据是A效应B细胞可以产生抗体，但不能无限增殖 B效应B细胞只有与骨髓瘤细胞融合后才能产生抗体C骨髓瘤细胞可以无限增殖，但不能产生抗体 D骨髓瘤细胞可以产生抗体，但不能无限增殖26、下图为植物细胞融合及组织培养过程示意图，下列有关叙述正确的是A植物体细胞杂交的最大优点在于克服远缘杂交不亲 和的障碍B杂种细胞经过和过程可以培育成杂种植株说明 杂种细胞具有全能性C尽管愈伤组织可以进行光合作用，但其培养

21、基中仍需要糖类、氨基酸等有机营养D诱导原生质体A和B融合既可以用物理和化学的手段，也可以用灭活的病毒进行诱导三、填空题27、请填写有关细胞工程的内容：（1）生物体的每一个细胞都包含有该物种的_，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有_。（2）植物组织培养技术的应用范围是很广的，除了快速繁殖、培育无病毒植物、通过大规模的植物组织培养来生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等外，还可应用于_等(至少答出一项)。(3)动物细胞培养一般分为_和_两个阶段，培养时除需要适宜的温度、营养、无菌、无毒等环境条件以外，还要向培养液中通入氧气和二氧化碳。通入氧气的原因是_。通入二氧化碳的原因是_。(4)在

22、动物细胞培养过程中，先后两次用胰蛋白酶，配制成细胞悬浮液，其作用分别是_ _、 _ _ (5)植物体细胞杂交的重要意义在于 。28、右图为细胞融合的简略过程，请据图回答：（1）若A、B是植物细胞，在细胞融合之前已用_ 处理，除去_；A、B到细胞C的过程中，常用的物理方法是_。融合完成的标志是_。（2）若A、B是植物细胞，则形成的D细胞还要应用_技术把D培养成植株。（3）若A、B是动物细胞，一般取自_,然后用_ _使其分散开来，A、B到C的过程中，常用的不同于植物细胞的手段是_ _，所形成的D 称为_。（4）若该过程是制备单克隆抗体，A为小鼠B淋巴细胞，那么，在获得此细胞之前，小鼠已被注射了_，

23、注射后小鼠身体产生了相应的_生成了_。图中B为_。（5）若该过程仍是制备单克隆抗体，在A、B到C的过程中，所形成的C有_种，用来培养的D的细胞应该是_。从中选择出它的方法是_培养，获得D后，常用的培养方法是_和_。29、现有甲、乙两个烟草品种(2n=48)，其基因型分别为aaBB和AAbb，这两对基因位于非同源染色体上，且在光照强度大于800勒克斯时，都不能生长，这是由于它们中的一对隐性纯合基因(aa或bb)作用的结果。取甲乙两品种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相混，使之融合，诱导产生细胞团。然后，放到大于800勒克斯光照下培养，结果有的细胞团不能分化，有的能分化

24、发育成植株。请回答下列问题：(1)甲、乙两烟草品种花粉的基因型分别为_和_。(2)将叶肉细胞制成原生质体时，使用_破除细胞壁。(3)在细胞融合技术中，常用的促融剂是_。(4)细胞融合后诱导产生的细胞团叫_。(5)在大于800勒克斯光照下培养，有_种细胞团不能分化；能分化的细胞团是由_的原生质体融合来的(这里只考虑2个原生质体的相互融合)。由核细胞团分化发育成的植株，其染色体数是_，基因型是_。该植株自交后代中，在大于800勒克斯光照下，出现不能生长的植株的概率是_30、下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。 （1）单克隆抗体制备过程中用到了 、 等动物细胞工程技术。 （2）单克隆抗体与常规的血清

25、抗体相比，最大的优越性是_ 。 （3）动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外，还可以采用_。 （4）选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的_特点，又具备淋巴细胞的_特点。（5）淋巴细胞是由动物体_中的_细胞分化、发育而来。（6）杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是_。 生物选修3 专题2 细胞工程导学案答案【知识梳理】细胞 分子 细胞 细胞器 （一）植物细胞工程 1. 植物组织培养技术 植物体细胞杂交技术 2. 细胞全能性3. 不同 受精卵 生殖 体 植物 动物 4. （1） 无菌 离体 愈伤组织 丛芽 （2） 全能性 全部遗传信息 完整个体 （3） 离体 蔗糖 氨基

26、酸 细胞分裂素 生长素 无菌 适宜的温度 pH （4） 离体 脱 愈伤 再 （5） 转基因 植物体细胞杂交 （6） 分化 形态、结构和功能 （7） 体内细胞的基因会选择性表达出各种蛋白质 （8） 很低 适中 脱分化 再分化 生根 （9） 消毒 彻底灭菌 无菌操作 避光 见光 生芽 生根 换瓶 光照 叶绿素 （10）脱分化和再分化的比较比较内容脱分化再分化过程外植体 愈伤组织 愈伤组织幼苗形成体特点 排列疏松、 高度液泡化的薄壁细胞有根、芽需要条件a.离体b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例适中d.不需光a. 离体b. 适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例高或 低诱导生根或生芽d. 需光

27、照5.（1）杂种细胞 杂种细胞 （2）酶解法 a. 物理 电激 b. 聚乙二醇(PEG) 脱分化 再分化 （3） 杂种细胞再生出细胞壁 （4） 流动性 全能性 （5） 远缘杂交不亲和 （6） 细胞壁 纤维素酶 果胶酶 原生质体 细胞膜的流动性 （7） AA BB AB 选择 筛选 （8） 染色体变异 两亲本 6. （1） 遗传特性 高效快速 分生 茎尖 根尖 胚状体 不定芽 顶芽 腋芽 人工种皮 人工种皮 胚状体胚乳 子叶 生物膜 （2） 单倍体 花药离体培养 性状分离 稳定遗传 育种年限 突变体 分生 突变 突变 （3） 细胞产物 （二）动物细胞工程 1 动物细胞培养 动物细胞核移植 动物细胞融合 生产单克隆抗体动物细胞培养技术 2. （1） 组织 单个细胞 培养基 生长和繁殖 （2） 胰蛋白酶 胶原蛋白酶 单个细胞 细胞悬液 原代 传代 （3） 初次培养 （4） 细胞贴壁 相互接触 接触抑制 （5） 无菌、无毒的环境 无菌 抗生素 代谢产物积累对细胞自身造成危害 营养： 血清、血浆