第十二单元选修3课时2细胞工程

1、课时2细胞工程见自学听讲P264学科素养课程标准学习指导1.生命观念:认同细胞的结构与功能相适应的观念。2.科学思维:通过选择特定生物的特定细胞,根据细胞的结构和功能,像科学家一样思考,设计单克隆抗体的制备方案;培养解决细胞工程应用等实际问题的思维习惯和能力。3.科学探究:能围绕细胞工程的最新发展与生活实际的联系收集材料、处理信息。4.社会责任:通过克隆技术的发展和细胞工程的实际应用,体会细胞工程技术对生活和生产实践产生的重要影响和潜在的巨大作用,进一步关注生产和生活。1.简述植物的组织培养。2.简述动物的细胞培养与体细胞克隆。3.举例说出细胞融合与单克隆抗体。学习本专题时,要密切联系细胞的结

2、构和功能、体液免疫的有关知识。通过绘制组织培养、动物细胞培养、植物体细胞杂交、动物细胞核移植技术流程图,归纳细胞工程技术。通过比较植物组织培养与动物细胞培养、植物体细胞杂交与动物细胞融合、制备单克隆抗体过程中两次筛选,掌握各种细胞工程技术的区别和联系。运用所学知识分析当前面临的社会问题,探讨解决问题的途径。植物细胞工程1.细胞工程(1)操作水平:细胞水平或细胞器水平。  (2)目的:按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。  2.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

3、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。  3.植物组织培养技术(1)原理:植物细胞具有全能性。  (2)过程:4.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,并将其培育成新的植物体的技术。  (2)原理:体细胞杂交利用了细胞膜的流动性,杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。  (3)意义:克服不同种生物远缘杂交的不亲和性。  5.植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径微型繁殖:用于快速繁殖优良品种的植物组

4、织培养技术。特点 作物脱毒技术:选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养,获得脱毒苗的技术。  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,经过人工薄膜包装得到的种子。  (2)作物新品种的培育单倍体育种突变体的利用:在植物组织培养过程中,由于培养的细胞一直处于不断的分生状态,因此容易受到培养条件和外界因素(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。从这些产生突变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)细胞产物的工厂化生产细胞产物:蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。培养阶段:愈伤组织阶段。  技术基础:植

5、物组织培养技术。 动物细胞培养与体细胞克隆1.动物细胞工程的技术手段:动物细胞培养、体细胞核移植、动物细胞融合、单克隆抗体的制备等。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。  2.动物细胞培养(1)过程(2)培养条件无菌、无毒环境培养液中加抗生素营养:除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外通常还需加入血清、血浆等一些天然成分。  适宜的温度:36.5±0.5 ;适宜的pH:7.27.4。 气体环境:95%空气加5%CO2的混合气体。3.动物体细胞克隆技术(核移植技术)(1)原理:动物细胞核具有全能性。  (2)哺乳动物核移植分类:胚胎细胞核移

6、植和体细胞核移植。  (3)体细胞核移植过程(以高产奶牛克隆为例)(4)选用去核卵母细胞的原因:卵母细胞比较大,易操作;卵母细胞细胞质多,营养丰富,含有促进核全能性表达的物质。  (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。  细胞融合与单克隆抗体1.动物细胞融合(1)动物细胞融合原理:细胞膜具有一定的流动性。  (2)动物细胞融合方法:物理法(离心、振动、电激)、化学法(聚乙二醇)和生物法(灭活的病毒)。  (3)结果:形成杂交细胞。 (4)意义:突破了远缘杂交不亲和的障碍。(5)应用:制备单克

7、隆抗体。2.单克隆抗体的制备(1)单克隆抗体的制备过程(2)单克隆抗体的特点:特异性强、灵敏度高,并可大量制备。  (3)应用a.在理论研究中具有重要意义。b.用于疾病的诊断、治疗、预防,如单抗诊断试剂盒,具有简单、快速、准确的优点;“生物导弹”定向消灭癌细胞,不损伤健康细胞。 1.植物细胞工程中的8个易错点(1)幼嫩的组织脱分化较为容易,如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化,而植物的茎、叶和成熟的组织则较难脱分化。(2)对外植体要进行消毒处理,而对各种器械要彻底灭菌。(3)不同细胞的全能性不同,具体表现为:受精卵>生殖细胞>体细胞。离体细胞的全能性表达与分化程度呈

8、负相关,但生殖细胞特殊。(4)利用植物组织培养生产细胞产物时,有时只需将外植体培养到愈伤组织阶段,从愈伤组织中获取产物。(5)人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。(6)植物体细胞杂交的结果最终要经过组织培养形成杂种植株而非只形成杂种细胞。(7)植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合,因此不属于有性生殖,应为无性生殖。(8)杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和,属于异源多倍体,所以变异类型为染色体变异,而不是基因重组。2.动物细胞工程中的7个易错点(1)动物细胞核移植技术,体现了动物细胞核的全能性而非细胞的全能性。(2)克隆属于无性繁殖,产生的新个体的性别和绝大多数性状

9、与供核亲本一致。(3)动物细胞培养时,不能用胃蛋白酶代替胰蛋白酶,胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.5,胰蛋白酶作用的适宜pH为7.27.8,而多数动物细胞培养的适宜pH为7.27.4。(4)克隆动物是通过动物体细胞核移植技术形成的重组细胞培养而来的,其生殖方式为无性生殖,其产生体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。(5)细胞中的DNA包括细胞核DNA和细胞质DNA,克隆动物的遗传物质并非只来自一个亲本,而是来自两个亲本。(6)动物细胞培养时选用幼龄动物组织或胚胎进行细胞培养,因为其分化程度低,增殖能力强,更易于培养。(7)动物细胞培养时加入的CO2的主要作用是维持培养液的pH;O2的作用是促

10、进细胞有氧呼吸。见自学听讲P266植物细胞工程1.植物组织培养的关键(1)条件:离体、一定的营养物质、激素(生长素、细胞分裂素)等。(2)培养基状态:固体培养基(需再分化,生根培养基及生芽培养基)。(3)体内细胞未表现出全能性的原因:基因的表达具有选择性。(4)光照的应用:脱分化阶段不需要给予光照,再分化阶段需要给予光照,以利于叶绿素的形成。2.植物激素在植物组织培养中的作用生长素与细胞分裂素的比值作用效果比值高时促进根分化、抑制芽形成比值低时促进芽分化、抑制根形成比值适中促进愈伤组织形成3.植物组织培养所用的培养基中加的是蔗糖而不是葡萄糖的原因(1)蔗糖较葡萄糖能更好地调节培养基内的渗透压配

11、制相同质量分数的培养基,蔗糖形成的渗透压要明显低于葡萄糖,因此,若用葡萄糖作为碳源,易使植物细胞脱水而生长不良;同时,植物细胞吸收蔗糖的速率要明显慢于吸收葡萄糖的速率(只要浓度不是过高,时间又足够长,蔗糖可以以被动运输的方式进入植物细胞),所以蔗糖形成的渗透压可相对长期地保持稳定。(2)植物组织培养过程中,要防止培养基受到微生物的污染微生物生长所需碳源最常用的是葡萄糖,一般很少利用蔗糖。因此,采用蔗糖作为培养基的碳源,可一定程度上抑制微生物的生长,减少微生物的污染。1.具有全能性体现(实现)全能性(1)具有全能性:理论上,具有细胞核的活细胞都具有全能性。(2)体现(实现)全能性:只有发育成完整

12、个体,才能说明体现(实现)了细胞的全能性。2.植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法(1)融合产生的细胞种类(假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B)进行融合的两种植物细胞,一般选择不同部位、不同颜色的细胞,如一种选择叶肉细胞(绿色),则另一种选择根细胞(白色)。两两融合后的细胞有三种:AA型、BB型、AB型,符合要求的只有AB型,可以在显微镜下通过颜色进行筛选。(2)检测方法:对诱导融合产生的细胞进行植物组织培养,然后根据得到的植株的性状进行判断。若得到的是只有一种亲本性状的植株,说明该植株是由未融合细胞形成的。若得到的是具有两种亲本性状的植株,说明该植株是由杂种细胞形成的。若得到的是具

13、有两种亲本性状的植株,且一种亲本的性状得到加强,则该植株是由多细胞融合体形成的。若得到的是具有一种亲本的性状且效果得到加强的植株,则该植株是由同种细胞融合细胞形成的。3.植物体细胞杂交后的遗传物质分析(1)遗传特性:杂种植株中含有两种植物的遗传物质,故杂种植株具备两种植物的遗传特性。(2)染色体组数染色体组数=两种植物体细胞染色体组数之和。植物体细胞杂交形成的杂种植株,有几个染色体组就称为几倍体。若一植物细胞含有2x条染色体,2个染色体组,基因型为Aabb,另一植物细胞含有2y条染色体,2个染色体组,基因型为ccDd,则由两种植物体细胞融合、培育成的新植株应为异源四倍体,其体细胞中染色体数为(

14、2x+2y)条,4个染色体组,基因型为AabbccDd。植物体细胞杂交后代的变异类型属于染色体(数目)变异。例1利用相关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥花椰菜植株。已知野生黑芥具有黑腐病的抗性基因,而花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病,技术人员用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力,再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,流程如下图。据图回答下列问题:(1)该过程用到的工程技术有和。 (2)过程所需的酶是,过程PEG的作用是,经过操作后,需筛选出融合的杂种细胞,显微镜下观察融合的活细胞中有供体的叶绿体存在,这些叶绿体可作为初步筛

15、选杂种细胞的标志。 (3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是。原生质体经过细胞壁再生,进而分裂和脱分化形成。 (4)若分析再生植株的染色体变异类型,应剪取再生植株和双亲植株的根尖,制成装片,然后在显微镜下观察比较染色体的。将杂种植株栽培在含有的环境中,可筛选出具有高抗性的杂种植株。 解析(1)题中流程图表示先去掉两种植物细胞的细胞壁,然后诱导原生质体融合获得杂种细胞,通过植物组织培养获得杂种植株,该过程是植物体细胞杂交。(2)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此采用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁。聚乙二醇(PEG)的作用

16、是促进原生质体的融合。(3)去掉细胞壁后获得的原生质体需要放在适宜浓度的甘露醇溶液中,保持原生质体完整性,避免其失水死亡或吸水涨破。在植物组织培养过程中,原生质体经过脱分化后形成愈伤组织。(4)由于在普通光学显微镜下能看见染色体,因此可以通过制作临时装片,观察染色体的形态和数目,以确定是否发生染色体变异。对杂种植物进行筛选,最简单的方法是从个体水平上进行检测,即接种黑腐病菌,筛选出具有高抗性的杂种植株。答案(1)植物体细胞杂交植物组织培养(2)纤维素酶和果胶酶促进原生质体的融合(3)保持原生质体完整性愈伤组织(4)形态和数目黑腐病菌动物细胞培养与体细胞克隆1.动物细胞培养过程中胰蛋白酶(或胶原

17、蛋白酶)的使用(1)胰蛋白酶的消化处理时间一般控制在1 min 左右,由于细胞膜上有膜蛋白,因此用胰蛋白酶处理时间过长对培养的细胞有损害。(2)不用胃蛋白酶来处理培养细胞:胃蛋白酶的最适pH是1.5,动物细胞培养的pH通常是7.27.4,因此选用最适pH 接近中性的胰蛋白酶。2.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,这种现象称为接触抑制。3.核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原因(1)克隆动物线粒体中的DNA来自去核卵(母)细胞。(2)性状受环境的影响。(3)在个体发育过程中有可能发生基因突变。

18、4.植物组织培养与动物细胞培养的比较比较项目植物组织培养动物细胞培养理论基础植物细胞的全能性细胞增殖前处理无菌、离体无菌;用胰蛋白酶处理,使组织细胞相互分散开取材植物较幼嫩的部位或花药等动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织培养基性质固体液体培养基成分水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素、琼脂等糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素、动物血清等结果最终产生新个体,体现了细胞的全能性产生大量细胞,不形成新个体,不能体现细胞的全能性相同点都需人工条件下的无菌操作;都需要适宜的温度、pH等条件;都进行有丝分裂,都不涉及减数分裂1.动物细胞培养过程中,两次用到胰蛋白酶但作用不同第一次是处理剪碎的组

19、织使之分散成单个细胞,第二次是使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。2.原代培养与传代培养的分界点原代培养与传代培养的分界点为在原代培养的基础上分瓶继续培养。一般认为110代为原代培养,10代之后为传代培养。3.核移植技术中,用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因(1)卵细胞大,易于操作。(2)卵黄多,营养丰富,为重组细胞的发育提供充足的营养。(3)能激发重组细胞分裂分化。例2下列关于动物细胞培养的叙述,不正确的是()。A.动物细胞培养技术的原理是细胞的全能性B.传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞C.癌细胞在培养瓶中不会出现接触抑制现象D.动物细胞培养一般需要使用CO2培养箱解析动物细胞培养技术的原

20、理是细胞增殖,A项错误;传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞,使其分散开,B项正确;癌细胞能无限增殖,因此在培养瓶中不会出现接触抑制现象,C项正确;动物细胞培养一般需要使用CO2培养箱,以维持培养液pH,D项正确。答案A细胞融合与单克隆抗体1.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合培养条件营养物质(水、无机盐、蔗糖、氨基酸和有机酸等)、激素(细胞分裂素、生长素等)及其他条件(无菌、适宜的温度和pH等)葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、动物血清或血浆等天然成分原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性细胞融合方法用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原

21、生质体融合用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散成单个细胞后,诱导细胞融合诱导手段物理法:离心、振动、电激等化学法:聚乙二醇(PEG)物理、化学法:与植物体细胞杂交的相同生物法:灭活的病毒结果获得杂种植株获得杂种细胞,以生产细胞产品用途克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍制备单克隆抗体、病毒疫苗、干扰素等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,所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞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、

22、“瘤瘤”细胞)都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞(“B瘤”细胞)才能生长对经选择性培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和专一抗体检测,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3.制备生物导弹的原理若把抗癌细胞的抗体作为载体,将药物结合在这种载体上,制成“生物导弹”注入患者体内,借助单克隆抗体的导向作用(抗原抗体的特异性结合),抗体就将所携带的药物集中在癌细胞所在位置,这样既不损伤正常细胞,又减少了用药剂量,从而达到特异性杀伤肿瘤的作用,所以起杀伤作用的是单克隆抗体所携带的药物。1.辨析杂交瘤细胞的特点、单克隆抗体的优点、单克隆抗体作为诊断试剂的优点(1)

23、杂交瘤细胞的特点:既能无限增殖又能产生专一抗体。(2)单克隆抗体的优点:特异性强、灵敏度高,可大量制备。(3)单克隆抗体作为诊断试剂的优点:准确、高效、简易、快速。2.单克隆抗体制备过程中应用的生物学技术主要是动物细胞培养、动物细胞融合技术。3.取B淋巴细胞前一定要对动物进行注射抗原处理的原因B淋巴细胞要经过免疫过程,即接触抗原才能增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞(浆细胞),产生相应的抗体。与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。4.获取单克隆抗体的场所(1)若在体外进行杂交瘤细胞培养,则从培养液中提取。(2)若在小鼠或其他动物腹腔中培养,则从腹水中提取。例3如下图所示,请据图回答下

24、面的问题。(1)淋巴细胞能与骨髓瘤细胞融合成一个细胞,两种细胞膜也能“融合”在一起,说明细胞膜。此过程,常用作为诱导剂,该细胞的特点是。 (2)已知细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途径能被氨基喋呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径,但一般不分裂增殖,鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径,但能不断分裂增殖,将这两种细胞放在试管中混合,加聚乙二醇促融,获得杂种细胞。请设计一种方法(不考虑机械方法),从培养液中分离出杂交瘤细胞。 。 (3)杂交瘤细胞繁殖进行的是分裂,其遗传性状。 (4)杂交瘤细胞的体外培养所用培养基与植物组织培养的培养基相比主要有何不同

25、?。 (5)单克隆抗体注入体内后可以自动追踪抗原(病原体或癌变细胞等)并与之结合,而绝不攻击任何正常细胞,故称为“生物导弹”,这是利用了。 (6)在单克隆抗体制备过程中,还应用了细胞工程中的和两大技术。 解析细胞融合的过程体现了细胞膜的流动性。在动物细胞融合时,常用聚乙二醇或灭活的病毒作为诱导剂。杂交瘤细胞具有两种细胞的特点:既能无限增殖,又能产生特异性抗体。杂交瘤细胞中的DNA合成存在两条途径,即D途径和S途径,这样,将氨基喋呤加入培养基中,即可阻断仅存在D途径的骨髓瘤细胞的增殖,这样,能增殖的细胞就只有杂交瘤细胞了。杂交瘤细胞由两种体细胞融合而来,只能进行有丝

26、分裂,其遗传物质没有改变。动物细胞培养的培养基是液体培养基,而植物组织培养的培养基是固体培养基,在动物细胞培养时通常需加入动物血清。生物导弹利用了抗原(癌细胞或病原体)与抗体特异性结合的原理来治疗疾病。答案(1)具有一定的流动性聚乙二醇(或灭活病毒)具有无限增殖能力,能产生特异性抗体(2)在培养液中加入氨基喋呤,收集增殖的细胞(3)有丝保持不变(稳定)(4)动物细胞培养用的是液体培养基,且其中含有动物血清(5)抗原与抗体之间结合的高度特异性(6)动物细胞融合动物细胞培养1.(2018年全国高考)2018年细胞期刊报道,中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆,获得两只克隆猴“中中

27、”和“华华”。回答下列问题:(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程,核移植是指。通过核移植方法获得的克隆猴,与核供体相比,克隆猴体细胞的染色体数目(填“减半”“加倍”或“不变”)。 (2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度(填“大于”或“小于”)体细胞核移植,其原因是。 (3)在哺乳动物核移植的过程中,若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体,通常,所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目(填“相同”或“不同”),性染色体组合(填“相同”或“不同”)。 解析(1)动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核,

28、移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个胚胎最后发育为动物个体。通过核移植方法获得的克隆猴的细胞核来自供体,因此克隆猴体细胞的染色体数目和供体一致。(2)胚胎细胞核移植的难度小于体细胞核移植,其原因是动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易。(3)哺乳动物雌性个体和雄性个体的体细胞染色体中,常染色体相同,性染色体前者是XX,后者是XY,因此分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体,通常所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目相同,性染色体组合不同。答案(1)将动物的一个细胞核,移入一个已去掉细胞核的卵母细胞不变(2)小于胚胎细胞分化程度低,恢复全能性相对容易

29、(3)相同不同2.(2017年全国高考)编码蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五个片段组成,编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成,如图1所示。回答下列问题:(1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙,若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCTCAGGAAGGA),则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙,原因是。 (2)某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中,在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等,还加入了序列甲作为,加入了作为合成DNA的原料。 (3)现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白,要鉴定这三种蛋

30、白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用,某同学做了如下实验:将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组,其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙,另一组作为对照,培养并定期检测T淋巴细胞浓度,结果如图2。由图2 可知,当细胞浓度达到a时,添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加,此时若要使T淋巴细胞继续增殖,可采用的方法是。细胞培养过程中,培养箱中通常要维持一定的CO2浓度,CO2的作用是。 仅根据图1、图2可知,上述甲、乙、丙三种蛋白中,若缺少(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所编码的肽段,则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。 解析(1)若在启动子的下游直接接上编码蛋白

31、乙的DNA序列(TTCGCTTCTCAGGAAGGA),则基因表达载体中编码乙的DNA序列起始端无ATG,无论以DNA的哪条链为模板,转录出的mRNA都无起始密码子AUG,使所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙。(2)在PCR技术中,除了引物和耐高温的DNA聚合酶外,还需要序列甲(DNA片段)作为模板,dNTP(脱氧核苷三磷酸)作为原料。(3)当细胞浓度达到a时,添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加,可能是发生了接触抑制,可用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞,制成细胞悬液分瓶继续进行传代培养。动物细胞培养过程中,CO2的主要作用是维持培养液的pH。对照分析图1和图2可知,能刺激T淋巴

32、细胞增殖的甲和乙中都含有C片段,而对T淋巴细胞增殖促进作用很弱的丙中没有C片段,据此可知,若缺少C片段所编码的肽段,则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。答案(1)编码乙的DNA序列起始端无ATG,转录出的mRNA无起始密码子(2)模板dNTP(3)进行细胞传代培养维持培养箱中的pHC见高效训练P991.不同属的农作物甲、乙,甲作物高产不耐盐,乙作物低产但耐盐。欲培育出既高产又耐盐的植株,以适应于盐碱地栽培。请回答下面的问题:(1)采用(填“杂交”“嫁接”或“转基因”)方法可以达到上述目的,这种育种方法的优点是。 (2)采用细胞工程育种的方法如下:甲、乙原生质体经诱导融合完成的标志是。

33、以胚状体为材料,经过人工薄膜包装得到的人工种子,在适宜条件下同样能够萌发成幼苗,与天然种子相比,人工种子具有哪些显著的优点?  (请举出1项)。 动物细胞工程应用较广泛的是单克隆抗体的制备,单克隆抗体最主要的优点是。单克隆抗体的应用主要有两个方面,一个是作为试剂,能准确地识别各种抗原物质的细微差别,并与一定抗原发生。另一方面可以用于和运载药物。 答案(1)转基因能定向地改变生物的性状(2)再生出新的细胞壁生产不受季节限制、能保持优良品种的遗传特性、方便贮存和运输(写出其中1项即可)特异性强、灵敏度高,并可大量制备诊断特异性反应治疗疾病2.细胞工程可分为植

34、物细胞工程和动物细胞工程等,请回答下列关于细胞工程的问题:(1)图1所示为植物体细胞杂交的流程。图1中“去壁”要使用的酶是;过程常采用的方法有物理法和化学法,物理法包括等;过程和过程分别表示。 (2)图2所示为制备单克隆抗体的流程。图中“筛选”包括选择培养和抗体阳性检测,其中能在特定的选择培养基中存活的是,而抗体阳性检测的目的是。 (3)图2中,促进细胞融合的方法中,不同于图1中促进细胞融合所涉及的方法的是;筛选出的杂交瘤细胞还可以注射到小鼠腹腔内增殖,从中提取单克隆抗体。与普通抗体相比,单克隆抗体具有等优点。 答案(1)纤维素酶和果胶酶离心、振动、电激脱分化和再

35、分化(2)杂交瘤细胞筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞(3)灭活病毒法小鼠的腹水特异性强、灵敏度高,并可大量制备3.下图1是培养小鼠胚胎成纤维细胞(MEF细胞)的示意图,图2是在用MEF细胞制成的饲养层上培养胚胎干细胞(ES细胞)的示意图。请回答下列问题:(1)图1所示,制备细胞悬液时,常用酶来消化剪碎的组织块。配制培养液时,通常需要在合成培养基的基础上添加等一些天然成分。当MEF细胞分裂生长到细胞表面相互接触时就停止分裂,这种现象称为细胞的。 (2)ES细胞是由中分离出来的一类细胞,ES细胞在功能上具有发育的。 (3)MEF细胞能够分泌某些蛋白质,其合成到分泌至细胞外的过

36、程是:核糖体囊泡囊泡,再通过方式分泌到细胞外。在培养液中单独培养ES细胞时,ES细胞容易发生分化,结合图2可推知MEF细胞的作用是。 (4)在治疗性克隆过程中,细胞核取自患者细胞,这是为了避免向患者移入组织细胞后体内发生反应。 答案(1)胰蛋白血清、血浆接触抑制(2)早期胚胎或原始性腺全能性(3)内质网高尔基体胞吐抑制ES细胞分化(4)免疫排斥4.(2018年长沙联考)战狼2创造了中国电影史的多个最高,电影中的“拉曼拉病毒”的原型是埃博拉病毒。下图甲、乙是制备特定的单克隆抗体的两种方法的流程图。请回答下列问题:(1)甲图中从产生免疫反应的小鼠体内得到了抗的抗体,说明小鼠体内

37、已形成了相应的B淋巴细胞。设法将B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合,常用的诱导因素有聚乙二醇、电激等。 (2)甲图中经选择性培养的细胞,还需进行克隆化培养和检测,经多次筛选,方可获得足够数量的细胞。 (3)细菌作为受体细胞进行转化时,常用CaCl2处理,使其处于以利于吸收外部DNA分子。将重组DNA导入烟草细胞最常用的方法是。 (4)乙图中将烟草细胞培养成转基因烟草植株涉及的最基本的技术是,为了诱导烟草细胞生根,需设置培养基中生长素与细胞分裂素的比1(填“大于”“等于”或“小于”)。 解析单克隆抗体的制备是动物细胞融合技术的应用之一。此过程中需要先对小鼠注射

38、抗原,使小鼠产生具有免疫能力的B淋巴细胞,再将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,并筛选出能产生特异性抗体和大量增殖的杂交瘤细胞,最后经过体内或体外培养获取单克隆抗体。单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的优点。单克隆抗体的两次筛选:筛选得到杂交瘤细胞(去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞);筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。(1)据甲图中显示,对小鼠注射埃博拉病毒诱导小鼠产生抗埃博拉病毒的抗体。动物细胞融合的诱导因素有化学因素,如聚乙二醇;生物因素,如灭活病毒;物理因素,如电激。(2)甲图中经选择性培养的杂交瘤细胞,还需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,才可获得足够数量的细胞。(3)将

39、目的基因导入细菌时,常用CaCl2处理,使其处于感受态以利于吸收外部DNA分子。烟草细胞是植物细胞,可以用农杆菌转化法将重组DNA导入烟草细胞。(4)将细胞培养成植株的最基本技术是植物组织培养,该过程中为诱导细胞生根,培养基中的生长素与细胞分裂素的比例应该大于1。答案(1)埃博拉病毒灭活的病毒(2)杂交瘤抗体(3)感受态农杆菌转化法(4)植物组织培养大于5.(2018年武汉联考)某研究小组进行药物试验时,以动物肝细胞为材料,测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种,甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题。(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培

40、养瓶中培养,培养液及其他培养条件均相同。一段时间后,观察到甲细胞数量比乙细胞数量。 (2)在动物细胞培养时,通常在合成培养基中加入适量血清,其原因是。细胞培养应在含5%的CO2的恒温培养箱中进行,CO2的主要作用是。 (3)在两种细胞生长过程中,当乙细胞铺满瓶壁时,其生长。药物试验需要大量细胞,两种细胞频繁传代,甲细胞比乙细胞可以传代的次数更。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液,需用处理。 (4)为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的。 (5)已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关,要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响,可将甲细

41、胞分为A、B两组,A组细胞培养液中加入,B组细胞培养液中加入无菌生理盐水,经培养后,从A、B两组收集等量细胞,通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的或合成水平的差异,确定药物Y的药效。 解析(1)甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。肿瘤细胞为无限增殖的细胞,细胞周期短。在相同条件下,培养相同的时间,甲细胞的数量多于乙细胞。(2)动物细胞培养液中通常加入适量动物血清、血浆等天然成分,血清中含有血清蛋白、生长因子、激素等合成培养基中缺乏的物质。细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的主要作用是维持培养液pH。(3)甲为肿瘤细胞,能无限增殖,传代的次数要比乙细胞多,乙细胞(正常肝细胞)在培养瓶中贴壁生长,当铺满瓶壁时,生长停止。为得到肝细胞悬液,可用胰蛋白酶处理肝脏组织块。(4)可向培养液中加入抗生素来抑制和杀灭细菌,抗生素对动物细胞没有影响。(5)设计一组加入抗癌药物的实验组,一组不加药物的对照组,通过检测药