高考生物复习第十一单元现代生物科技专题第40讲细胞工程

第40讲细胞工程第1页考点一植物细胞工程1．植物组织培养过程第2页2．条件(1)离体：这是因为在生物体内基因表示在空间和时间上含有选择性。(2)营养条件：水、无机盐、维生素等营养物质，以及激素(生长素和细胞分裂素)。(3)环境条件。①适宜温度、pH——确保酶活性。②无菌——这是因为细菌等微生物繁殖快，消耗营养物质多，同时产生有害代谢产物，毒害植物细胞。③光照——这是因为光照有利于细胞内叶绿素形成和光合作用进行。第3页3．植物组织培养与植物体细胞杂交比较第4页第5页[清错破疑]

植物细胞工程几个注意点(1)植物体细胞杂交取得杂种细胞类型有三种(以上图为例)：AA型、BB型、AB型，符合要求只有AB型，需要进行筛选。(2)杂种细胞形成标志：新细胞壁生成。(3)杂种植株遗传物质改变：杂种植株变异类型属于染色体变异，杂种植株染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体。第6页角度植物组织培养过程及应用1．(·湖南师大附中质检)下列图是细胞融合示意图，请据图回答：第7页(1)过程①②应使用______________________处理细胞，以去除植物细胞壁。(2)过程③叫做______________，该过程惯用诱导方法是____________________。(3)过程④是细胞壁再生过程，与此过程亲密相关细胞器是____________。(4)⑤过程中进行细胞分裂方式是__________，该过程先诱导细胞分裂形成__________，再由它分化形成杂种植物幼苗。第8页(5)若番茄细胞内含A个染色体，马铃薯细胞内含B个染色体，则番茄—马铃薯细胞内含__________个染色体；若对番茄和马铃薯采取杂交育种方法能成功话，得到后代应含________个染色体，若要得到可育番茄—马铃薯，必须用____________来处理幼苗。这两种方法相比，体细胞杂交方法优点是___________________。第9页解析：(1)过程①②表示用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁。(2)过程③是诱导去壁后得到原生质体融合。(3)植物细胞壁形成与高尔基体相关。(4)⑤过程表示先脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成试管苗。(5)植物体细胞杂交得到番茄—马铃薯细胞内含有染色体数是两种植物染色体数之和即A＋B；番茄和马铃薯有性杂交得到后代染色体数是A/2＋B/2，今后代不可育，必须用秋水仙素处理幼苗。第10页答案：(1)纤维素酶和果胶酶(2)原生质体融合物理和化学法(电激/聚乙二醇诱导)

(3)高尔基体(4)有丝分裂愈伤组织(5)A＋B

(A＋B)/2秋水仙素克服远缘杂交不亲和障碍第11页2．育种工作者利用不一样方法进行了以下四组试验。请据图回答下列问题。第12页(1)图Ⅰ过程由番茄韧皮部细胞形成幼苗A过程需要经过______________________两个关键步骤，该过程依据原理是______________________。(2)植物组织培养除了需要提供一定营养、________、温度和光照外，还必须在________条件下进行。(3)已知番茄红果(Y)对黄果(y)为显性，少室(M)对多室(m)为显性，控制两对相对性状基因分别位于两对同源染色体上。用红果多室(Yymm)番茄植株花粉第13页进行Ⅱ、Ⅲ相关试验，则Ⅱ过程中，从花粉形成幼苗B所进行细胞分裂方式是________。Ⅲ过程中植物体C基因型为_________________________(细胞A为两两融合细胞)。(4)图Ⅲ、Ⅳ过程中需要去除细胞壁，取得含有活力_______。(5)在图中Ⅳ过程中，经过判别和筛选后，通常植物体D能表现出两个亲本遗传性状，根本原因是___________________________。第14页解析：(1)图1中植物组织培养过程，需要经过脱分化和再分化两个关键步骤，其原理是植物细胞全能性。(2)植物组织培养除了需要提供一定营养、植物激素(生长素、细胞分裂素)、温度和光照外，还必须在无菌条件下进行。(3)Ⅱ过程中，从花粉形成幼苗B所进行细胞分裂方式是有丝分裂。红果多室(Yymm)番茄植株产生花粉基因型为Ym、ym，故Ⅲ过程中植物体C基因型为YYmm、Yymm或yymm。(4)植物体细胞杂交时，要用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁，取得第15页原生质体。(5)图Ⅳ中经植物体细胞杂交取得植株含有两个亲本遗传物质，能表现出两个亲本遗传性状。答案：(1)脱分化和再分化植物细胞全能性(2)植物激素(生长素、细胞分裂素)无菌(3)有丝分裂YYmm或Yymm或yymm

(4)原生质体(5)含有两个亲本遗传物质第16页1．比较动物细胞培养、核移植与动物细胞融合考点二动物细胞工程第17页第18页第19页[清错破疑]

细胞贴壁和接触抑制

悬液中分散细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不停增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停顿分裂增殖，这种现象称为细胞接触抑制。第20页2．植物体细胞杂交与动物细胞融合(单克隆抗体制备)比较第21页第22页单克隆抗体制备过程几个问题分析(1)对动物免疫原因：B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功效B淋巴细胞，才能产生对应抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合B淋巴细胞实际上是浆细胞。(2)在单克隆抗体制备过程中，普通认为有两次筛选过程，第一次是筛选出杂交瘤细胞(用选择培养基)，第二次是深入筛选出能产生人们所需要抗体杂交瘤细胞。第23页(3)杂交瘤细胞具备双亲遗传物质，不但含有浆细胞产生特异性抗体能力，还含有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖能力，从而能够克服单纯B淋巴细胞不能无限增殖缺点，而大量生产单克隆抗体。第24页角度一动物细胞培养与体细胞克隆3．(·深圳外国语学校模拟)下列图是某试验室做经过动物纤维母细胞等取得单抗试验研究。据图回答相关问题。第25页(1)X、Y、Z细胞名称分别是_____、______、_____。(2)①过程类似于植物组织培养技术中________过程。与纤维母细胞相比，诱导干细胞全能性较________。②过程实质是______________________。(3)③过程中需用到生物诱导剂是______________。(4)④处需要筛选，其目标是_____________________。(5)用32P标识核苷酸培养基培养Z细胞，细胞质中能测到32P细胞器有________和________。第26页解析：(1)X、Y、Z细胞名称分别是骨髓瘤细胞、抗原刺激过B细胞、杂交瘤细胞。(2)①过程是将甲小鼠纤维母细胞诱导成诱导干细胞，相当于植物组织培养技术中脱分化过程，与纤维母细胞相比诱导干细胞全能性较高。②过程是诱导干细胞分化成各种体细胞，细胞分化实质是基因选择性表示。(3)诱导动物细胞融合，需用到生物诱导剂是灭活病毒。(5)核苷酸是核酸基本组成单位，动物细胞中线粒体含有少许DNA，核糖体是由蛋白质和rRNA组成。第27页所以用32P标识核苷酸培养基培养Z细胞，则在线粒体和核糖体中能检测到32P。答案：(1)骨髓瘤细胞抗原刺激过(效应)B细胞杂交瘤细胞(2)脱分化高基因选择性表示(3)灭活病毒(4)筛选出能产生特异性抗体杂交瘤细胞(5)核糖体线粒体第28页4．(·课标全国Ⅰ卷)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体效价(能检测出抗原抗体反应血清最大稀释倍数)，结果以下列图所表示。第29页若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠B淋巴细胞(染色体数目40条)，并将该细胞与体外培养小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目60条)按一定百分比加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不停分泌抗A抗体杂交瘤细胞。回答以下问题。(1)制备融合所需B淋巴细胞时，所用免疫小鼠血清抗体效价需到达16000以上，则小鼠最少需要经过______次免疫后才能有符合要求。到达要求后第30页X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适适用于制备B淋巴细胞是______小鼠，理由是_____________________。(2)细胞融合试验完成后，融合体系中除含有未融合细胞和杂交瘤细胞外，可能还有____________________，体系中出现各种类型细胞原因是_______________。(3)杂交瘤细胞中有_______个细胞核，染色体数目最多是_____条。(4)未融合B淋巴细胞经屡次传代培养后都不能存活，原因是____________________。第31页解析：(1)据图分析，第4次免疫后X、Y、Z小鼠血清抗体效价均到达16000以上，小鼠YB淋巴细胞产生抗体效价最高，最适适用于制备单克隆抗体。(2)融合体系中除了未融合细胞和杂交瘤细胞之外，还有骨髓瘤细胞和B淋巴细胞本身融合产物，因为细胞膜含有流动性，且诱导之后细胞融合不含有特异性，故体系中会出现各种类型细胞。(3)杂交瘤细胞形成后，小鼠B淋巴细胞核与其骨髓瘤细胞核会融合形成一个细胞核。小鼠B淋巴细胞(染色体数目40条)和骨第32页髓瘤细胞(染色体数目60条)融合后，染色体可达100条。在有丝分裂后期染色体加倍为200条。(4)未融合B淋巴细胞经屡次传代培养后，依然不是能无限增殖细胞，同时正常细胞分裂次数是有限。答案：(1)4

Y

Y小鼠血清抗体效价最高(2)B淋巴细胞相互融合形成细胞，骨髓瘤细胞相互融合形成细胞细胞融合是随机，且融合率达不到100%

(3)1

200

(4)不能无限增殖第33页角度二动物细胞融合与单克隆抗体制备5．(·重庆卷)年埃博拉病在非洲蔓延，我国派出医疗队首次在境外组建医院，帮助非洲防控埃博拉疫情。(1)研究表明，埃博拉病毒侵入机体后，经过靶向感染、破坏吞噬细胞等，使其不能暴露该病毒________________________，以致感染信息不能呈递给________，从而无法正常激活细胞免疫和体液免疫应答过程，造成机体对该病毒__________免疫功效下降。所以病毒在体内快速增殖、致病。第34页(2)对志愿者接种埃博拉试验疫苗后，机体免疫系统能产生对应抗体，还能产生免疫细胞有___________________________________________。(3)用埃博拉病毒某种蛋白免疫小鼠，经过____________________________________________技术取得杂交瘤细胞，用于生产单克隆抗体治疗该病。第35页解析：(1)正常情况下，抗原侵入机体后被吞噬细胞吞噬处理暴露抗原抗原肽—MHC复合物，继而完成信号传递。而埃博拉病毒能阻止该过程，阻止吞噬细胞将抗原信号呈递给T细胞，进而影响机体特异性免疫。(2)注射疫苗后，机体能产生一系列免疫细胞，如记忆细胞、效应T细胞等。(3)制备单克隆抗体时需利用细胞融合或细胞杂交技术先取得杂交瘤细胞，再生产相关药品。第36页答案：(1)特有抗原或抗原肽—MHC

T细胞特异性(2)记忆细胞、效应T细胞(3)细胞融合或细胞杂交第37页6．单纯疱疹病毒Ⅰ型(HSV­1)可引发水泡性口唇炎。利用杂交瘤技术制备出抗HSV­1单克隆抗体可快速检测HSV­1。回答以下问题：(1)在制备抗HSV­1单克隆抗体过程中，先给小鼠注射一个纯化HSV­1蛋白，一段时间后，若小鼠血清中抗______________抗体检测呈阳性，说明小鼠体内产生了__________反应，再从小鼠________中获取B淋巴细胞。将该B淋巴细胞与小鼠__________第38页细胞融合，再经过筛选、检测，最终可取得所需杂交瘤细胞，该细胞含有特点是_________________。(2)若要大量制备抗该蛋白单克隆抗体，可将该杂交瘤细胞注射到小鼠________中使其增殖，再从________中提取、纯化取得。(3)经过上述方法得到单克隆抗体可准确地识别这种HSV­1蛋白，其原因是该抗体含有__________和____