细胞工程学案

1、细胞工程学案考点要求要求级别：1考题分布：（2006 天津 30（6）.（2006 江苏 35）.（2006 重庆 31）.（2006 广东 34）.（2006 全国 I ,3）.（2006 北京 1）. （2006 江苏生物 7）.2006 广东生物 6）.（2005 广东 5）.（2004江苏 39） . （2004 全国二 5）.（2004广东 27）.（2004 上海 8）.（2003 上海 36）.（2003 江苏 21）知识网络1.细胞工程L植物细胞工程动物细胞工程植物组织培养植物体细胞杂交植物细胞的全能性原理：()和(应用：() 应用：(2植物组织培养与动物细胞培养(程植物组织培

2、养种类：(动物细胞培养动物胚胎(）(种类：(离体的植物 (激素、光形成具根、芽 的(或)胰蛋白酶营养物质种类：细胞悬_ )浮液特点：(）代细一卜胞X/-()培养(人10代细一卜)_植物体()培养应用:杂种细胞愈伤组织杂种植物植物组织培养应用:甲动物体细胞核组装细胞6.核移植乙动物去核卵细胞生长发育移核动物（甲的体细胞克隆）重难点解析一、病毒为什么可以促使细胞融合体细胞融合的关键是要找到一种能促使细胞融合的促融合齐叽在动物细胞的最好促融合剂是仙台病毒。病 毒有个特点，它能附着在宿住细胞表面，然后侵入。仙台病毒的优点在于它有若干附着位点，可以同时附 着在两个不同的细胞表面。由于病毒体积很少，所以由

3、一个病毒吸附的两个细胞靠得很近，并使细胞膜融 合在一起，成为一个杂种细胞。开始时，细胞核可能并不融合，这样就构成了一个所谓的异核体。如果细 胞核进一步与融合，就形成了一个真正的杂种细胞。不过这里所用的病毒先要经过灭活，它已不能侵入寄 住，但并不丧失吸附的能力 .二、杂种细胞的选择和体细胞杂种的鉴定（一）融合体的类型 1.未融合细胞： 再生植株与亲本相同 2.自体融合：融合结果得到“同核体” 3. 异体融合：融合结果得到“异核体”，由于融合形式不同 ,又分为几种：（1）谐和的细胞杂种：细胞完全融合，具有双亲全套遗传信息（包括胞核、胞质） 。再生植株为异源 双二倍体。这是最理想的融合。（2）部分谐

4、和的细胞杂种：细胞完全融合，但由于染色体排斥，细胞分裂过程中，部分染色体被排斥 掉。 （甘薯 +野生种杂种）（3）异胞质细胞杂种：细胞质来自于双亲，胞核来自于一个亲本，另一个亲本的胞核被排斥。（4）嵌合细胞杂种：细胞质发生融合，而细胞核未融合，细胞核各自分裂，形成嵌合体，再生植株为 嵌合体植株。（二）杂种细胞的选择融合处理后，有各种形式的细胞。异核融合细胞的分裂、 分化，有的情况下会受抑制，因此，必要时， 在培养早期选择杂种细胞，单独培养。并非所有的融合都需要进行杂种细胞的选择，也可在植株再生后再 鉴定杂种。杂种细胞的选择方法：（1）根据形成细胞团的颜色、形状等来判断（2）IOA 处理与培养基

5、相结合进行选择： A 亲本用 IOA （核失活-碘乙酰胺） 处理，使细胞质不活 化，这样 A 原生质体不能分裂；培养基使用不利于 B 亲本再生的培养基，这样 B 原生质体也不能再生。 最后能再生的只能是 A + B 体细胞杂种。（三）体细胞杂种的鉴定再生植株各种各样，如 1 所述。即使经过细胞选择，也还会有未融合体和同核体。为得到真正的体细 胞杂种，必须进行鉴定。鉴定方法：1. 植物形态特征、特性鉴定 以融合两亲为对照，比较再生植株的形态特征、特性。如花的形状、颜色，叶片的形状和大小等 2细胞学鉴定染色体的数目、大小、形态等。特殊显微镜可辨别染色体颜色（马铃薯 + 西红柿）。3.DNA水平鉴定

6、：RAPD （随机扩增多态DNA） 分子杂交等4同功酶鉴定：同功酶（isoenzyme是指催化的化学反应相同，酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫 学性质不同的一组酶。杂种细胞的选择和体细胞杂种的鉴定三、关于B淋巴细胞与老鼠骨髓瘤细胞融合的问题 目前，动物细胞融合技术最重要的用途是制备单克隆抗体，但不能理解为用书中介绍的例子 B 淋 巴细胞与老鼠骨髓瘤细胞融合，已经能够生产人类的单克隆抗体。由于单克隆抗体上仍带有鼠的抗原决定簇，患者仍然有可能产生针对于单克隆抗体的抗体，因此交叉反应产生免疫反应 及过敏反应这一问题仍未得到解决。因此现在的目标是获得高药效低免疫性的人类单克隆抗体。目前，人的单克隆抗

7、体生产存在许多问题： 致敏问题 人们努力寻求的抗体往往是针对有毒抗原的，无法直接用这样的抗原去刺激某人体， 并试图获得相应的 B 淋巴细胞。 杂交瘤细胞不稳定 目前世界上已建立一些人骨髓瘤细胞株，它们和人的淋巴细胞融合后也能产 生抗体，然而未能获得像小鼠骨髓瘤系那样理想的株系。产生的杂交瘤细胞存在也不够稳定，抗体效价也 不够理想。 抗体的生产问题已建株的细胞在体外培养较困难， 若能在体内培养则较容易，这对于动物可以，然而用人的腹腔液培养就不可能。 转化细胞不稳定 用病毒转化 B 淋巴细胞细胞也可建立细胞株系，但传代后只有小部分细胞分泌 特异抗体，且细胞随传代递减，很难建立起长期稳定的细胞株。人

8、一鼠细胞杂交也可以，但随着细胞的分裂，人的染色体会大量丢失。 摘自细胞工程典型例题及解析例1 （2003江苏高考题）要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要（）A. 具有完整细胞核的细胞 B .离体状态 C .导入外源基因D . 一定的营养物质和激素解析植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。植物细胞只有在脱离了植物体，在一定的外部因素 的作用下，经细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性，由愈伤组织细胞发育、分化形成新的植物体。答案B特别提示进行细胞培养时，在离体的植物器官、组织或细胞脱分化增殖的过程中，离体培养条件应 与机体基本相同或相似；即需要消毒灭菌、适宜的温度、pH值、适宜的养料和激素等

9、。例2 （2003江苏高考题）将小鼠骨髓瘤细胞与一种B淋巴细胞融合，可使融合的细胞经培养产生单 克隆抗体，其依据是A. B淋巴细胞可以产生抗体，但不能无限增殖B. B淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合后才能产生抗体C.骨随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，但不能无限增殖解析在体外培养条件下，B淋巴细胞不能无限繁殖，可产生抗体；骨髓瘤细胞则能在体外大量繁殖, 却不能产生抗体。将二者融合后，形成杂交瘤细胞同时具备了双亲的遗传特性，既可产生抗体，又能大量 繁殖。答案AC例3我国第一只转基因牛“滔滔”的培育程序如右图所示。 请回答问题：（1）写出图中所示细胞工程名称：b c d

10、（2）培育转基因牛“滔滔”的技术路线中关键环节是（）A. b B . c C . d D . e（3）从遗传学原理说明基因牛“滔滔”与亲本甲、乙的最根本 的区别是什么？（4）用什么方法鉴定出生的动物是否整合了外源基因？（5）如果要使出生的动物整合率在理论上提高到100%，那么 在什么时候鉴定？（6）请举一例，说明转基因牛“滔滔”培育成功的最突出的实 际意义。解析本题以细胞工程为知识载体，融合了基因工程的内容。要重点掌握以“多利”为模型的高等动 物克隆技术路线，基因工程的基本步骤、应用，并以此作类比、迁移和运用。要特别关注现代生物技术对 人类社会生产与生活造成的影响，并运用所学知识进行辨证地分析

11、。答案（1）b指体外受精；c指显微注射法；d指胚胎移植；（2）B ;转基因牛“滔滔”中含有外源 基因；（4）分子生物学测定法；（5）在胚胎移植前对外源基因在胚胎体内是否已经整合作分子生物学鉴定， 从中挑选出有外源基因的整合胚胎进行移植；（6）转基因动物培育成功有远大前景：通过转基因动物生 产药物，是迄今人们所想象得出的最为有效、先进的手段；转基因动物就如一座“动物药厂”，其乳腺 可以源源不断地分泌目的基因产物（药物蛋白）。转基因技术应用于人类本身可以进行遗传病基因治疗。例4右图为细胞融合的简略过程（只考虑两个细胞的融合），请据图回答：I .若A B是基因型分别为rrHH、RRhh两个烟草品种细

12、胞的花粉，且这两对基 因位于非同源染色体上，由于一对隐性纯合基因（rr或hh）的作用，在光照强度大于 800勒克斯时，都不能生长。（1） 实验开始时必须用除去不利于原生质体融合的物质。（2） 实验中除获得杂种细胞外，还有基因型为 的融合细胞。（3）设计一方法（不考虑机械方法），从培养液中分离出杂种细胞，方法：II .若该过程是制备治疗“SARS病毒的单克隆抗体，A为人B淋巴细胞（染色体组成为2A+ XX=46,B为鼠骨髓瘤细胞（染色体组成为2A+ XX=40（5） 用单克隆抗体制成“生物导弹”主要利用了抗体的 特性（6）A细胞来自于（7） 杂种细胞C共有个染色体组，一个染色体组可表示为 解析细

13、胞工程涉及酶的专一性、细胞膜的流动性、光合作用、矿质营养、内环境与稳态、激素调 节、生殖的种类、染色体组、基因的遗传定律、选择培养基，以及生态安全等内容，解题时应能综合运用 相关知识进行分析。动、植物细胞融合技术基本原理相同，诱导融合的方法基本类似。不同点是：（1）植物细胞融合前需 先去掉细胞壁；（2）动物细胞融合除物理法、化学法外，还用到生物方法，即灭活病毒；（3）培养基成分不 同，动物细胞培养是用液体培养基，其成分中有动物血清，另外还有培养目的和结果等方面的区别。现对 本题予以点拨：（1）利用酶的专一性，既能有效去除细胞壁，又不损害原生质体；（3）杂种细胞（HrRh能在大于800勒克斯光照

14、下培养，增殖、分化；（4）抗体与抗原特异性结合；（5）与骨髓瘤细胞融合的B细胞必须经过免疫（6）人、鼠染色体为非同源染色体答案1 （1）纤维素酶（或果胶酶）（2） rrHH、RRhh（3）置大于800勒克斯光照下培养，收集分化 的细胞团II（4）抗体与抗原结合，发挥特异性免疫效应（5）非典患者（6） 2； A+B+ X+ X延伸技巧解决有关细胞工程的习题应当结合遗传学、细胞学、细胞代谢（营养）、细胞及生物体的 激素调节等知识进行分析，要求能够理论（概念）联系实际（生产实践），科学地说明和表达。1. 下图为植物组织培养的基本过程，则制作人工种子，及生产治疗烫伤、割伤的药物一一紫草素，应分别选用编

15、号是的（二仝兰心建订A. B . C .D .2. 一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但是不能（）A.有选择地繁殖某一性别的家畜B.繁殖家畜中的优秀个体C.用于保存物种D改变动物的基因型3. 下列哪一项属于克隆（A.将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中B. 将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内C. 将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞D. 将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系4. 能够克服生物间远缘杂交不亲和性的生物技术可包括有（）基因工程细胞工程发酵工程细胞融合酶工程

16、A. B.D.5. 按操作目标，使用下列试剂生物处理组织细胞恰当的是（）.处理用于细胞融合的动物细胞：胰蛋白酶.处理用于细胞融合的植物细胞：盐酸A.观察植物细胞的有丝分裂：果胶酶BC.处理用于细胞融合的动物细胞：CaCbD6. 有关全能性的叙述，不正确的是 （）A. 受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高B. 生物体内细胞由于分化全能性不能表达C. 卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高D. 植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性7 下列属于组织培养但不是克隆的是（）A.将花粉离体培养成单倍体植株B 芽发育成枝条C.根尖分生区发育成成熟区D上皮细胞无性繁殖产生的细胞

17、群&右图为“多利”。有关“多利”的说法错误的是（）“多利”的诞生属无性繁殖“多利”的诞生采用了核移植技术“多利”的诞 生采用了胚胎移植技术“多利”的诞生采用了细胞融合技术动物细胞培养是整 个技术的基础A. B . C . D . 9不能人工诱导原生质体融合的方法是（）A.振动 B.电刺激 C.PEG式剂 D .重压10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.单克隆杭体D.胚胎、核移植11.关于单克隆抗体的不正确叙述是（）D.可用于治病、防病A.化学性质单一B.用有性繁殖获得C 特异性强12 .细胞株的特点是（）A.遗传物质没有改变，可以无限传代C.遗

18、传物质没有改变，不可无限传代13 .关于杂交瘤细胞的不正确叙述是（B .遗传物质发生改变，不可无限传代D .遗传物质发生改变，且有癌变特点，可以无限传代 ）C.可分泌特异性抗体D.体外培养条件下可大量增殖14.动物细胞融合技术最重要的用途是（）A.克服远源杂交不亲和B.制各单克隆抗体C.15 .植物组织培养是指（）A.离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织BC.离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体16 .植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是（A.植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁C.细胞壁阻碍了原生质体的融合17 .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 .D）B.

19、D.原生质体融合培育新品种D.生产杂种细胞.愈伤组织培育成植株.愈伤组织形成高度液泡化组织细胞壁使原生质体失去活力细胞壁不是原生质的组成部分D.形成愈伤组织A.有双亲细胞的遗传物质B.不能无限增殖18. （2006 全国 I ,3）19. （2006 北京 1）20. （2006江苏生物7） 21.2006广东生物6）22. （2005 广东 5）23. （2004 全国二 5）24. （2004 广东 27）25. （2004 上海 8）能力提升26 .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

20、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按图示操作培养成植株，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 分化发育成植株。请回答下列问题：（1）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有口小分子有机物等营养物质，以及细胞分裂素和 类植物激素(2) 愈伤组织分化是指愈伤组成芽和根，再由芽发育成茎和叶，这一过程必须给予光照，其原因是 U用光能制造有机物，供试管苗生长发育，而此时培养基中除了氮、磷、钾外，必不可少的矿质元 素是(3) 将叶肉细胞制成原生质体时，使

21、用 除细胞壁；在细胞融合技术中，常用的促融剂是(4) 在大于800勒克斯光照下培养，有申细胞团不能分化；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)。由该细胞团分化发育成的植株，其染色体数 是基因型是800勒克斯光照下，出现不能生长的植株的概率是27 研究表明，工程细菌A是一种某新型抗生素的高产菌，但A细菌为4-羟脯氨酸(一种罕见氨基酸) 缺陷型，这种氨基酸是合成该新型抗生素的酶所必须的。科学家发现另一种异亮氨酸缺陷型细菌 B能够合 成4-羟脯氨酸。进行工业化生产这种新型抗生素成为企业家的梦想，某生物学兴趣小组提出了以下三种反 感方案：方案一：将细菌A、细菌B混合培

22、养方案二：将B细菌中控制4-羟脯氨酸合成的基因转入细菌A方案三：将细菌A、细菌B融合，形成杂种细胞回答：(1) 方案一主要利用了细菌A细菌B在生态学上称之为的关系(2) 从微生物的营养角度看，4-羟脯氨酸是细菌A的(3) 在方案三中，某同学提出筛选杂种细胞的方法是：将经过细胞融合处理的细胞培养在缺4-羟脯氨 酸和缺异亮氨酸的完全培养基中培养，收集增殖的细胞。该方法合理吗？说明理由或改正。(4) 比较上述三种方案，你认为最好的方案是那一个？为什么?28. ( 2 0 0 3年上海题)已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。 人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分

23、裂增殖。将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇 促融，获得杂种细胞。请回答：(1)试管中除融合的杂种细胞外，还有申融合细胞。(2) 设计一方法(不考虑机械方法)，从培养液中分离出杂种细胞，并说明原理:方法：原理：细胞株人染色体编号12345678A株+-B株+-+-C株+-+-+-+-(3) 将分离出的杂种细胞在不同条件下继续培养， 获得A B C三细胞株。各细胞株内含有的人染色体如表 “+”有，“-”无)测定各细胞株中人体所具有的五种酶 的活性。结果是：B株有a酶活性;A B C株均有b 酶活性；A B株有c酶活性；C株有d酶活性；A B C株均无e酶活性。若人基因的作用不受鼠基因的影响， 则支配a、b、c、d和e酶合成的基因依次位于人的第 、和 号染色体上。29. （2004江苏 39）30. （2006 天津 30（6）31. （2006 江苏 35）32. （2006 重庆 31）33（2006 广东 34）标答与点拨1. B (点拨：制作人工种子选用愈伤组织分化后的胚状体；生产紫草素，利用大量紫草细胞代谢产物)2. D （点拨：克隆即复制，不能改变基因型）3. D（点拔：A B为基因重组，C为细胞融合）4. A（点拨：细胞工程包括细胞融合）5. B（点拨：处理用于细胞融合的植物细胞，增强细胞壁的通透性