2019_2020学年高二苏教版生物选修三课件：第二章 章末整合提升 .pdf

章末整合提升 第二章 细胞工程 知识系统构建 规律方法整合 内容索引 热点考题集训 知识系统构建 细胞全能性 体细胞杂交 流动 单克隆抗体制备 动物细胞培养 必背要语必背要语 1.植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术的理论基础都有细胞的全能 性，后者还有细胞膜的流动性；动物细胞核移植技术的原理是动物细胞 核的全能性。 2.人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电场诱导)和化 学法(聚乙二醇处理)，而动物细胞融合还可以用灭活的病毒诱导。 3.植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，因此用分生区组 织进行组织培养，再生的植株就不会或极少感染病毒。 4.动物细胞培养一般选用胚胎或幼龄动物的组织，细胞在培养过程中会 出现细胞贴壁(生长)和接触抑制的现象。培养的条件包括：无菌、无毒 的环境，适宜的营养、温度和pH及气体环境。 5.杂交瘤细胞是由经免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合而成的，具有 既能无限增殖又能产生专一抗体的能力。 6.制备单克隆抗体过程中第一次筛选是为了获得杂交瘤细胞，第二次筛 选是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。 7.单克隆抗体最主要的优点是特异性强、灵敏度高，并可大量制备。主 要用途有：作为诊断试剂、用于治疗疾病和运载药物。 规律方法整合 整合一 植物激素在组织培养中的作用 生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素， 其作用及特点如下表： 激素使用实验结果 使用 顺序 先使用生长素，后使用细胞分裂素 有利于细胞分裂，但细胞不 分化 先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂也分化 生长素与细胞分裂素同时使用分化频率提高 生长素用 量与细胞 分裂素用 量的比例 该比值高时有利于根的分化，抑制芽的形成 该比值低时有利于芽的分化，抑制根的形成 该比值适中时促进愈伤组织的形成 解析 解析 植物组织培养的材料叫外植体。 例例1 请回答下列有关植物组织培养的问题： (1)用于植物组织培养的植物材料称为_。 (2)组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称为 _。 答案解析 外植体 脱分化(或去分化) 解析 解析 植物组织培养的核心过程是脱分化与再分化，脱分化指由分化 状态变为未分化状态，再分化指由未分化状态变为分化状态。 解析 解析 仔细分析所给示意图，可知植 物激素X与植物激素Y浓度比为1时， 利于愈伤组织的形成；大于1时利于 细胞群分化出芽；小于1时利于细胞 群分化出根。 (3)在再分化阶段所用的培养基中，含有植物激素X和植物激素Y。逐渐改 变培养基中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如图所示。 据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系。 当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时，_ _。 答案解析 未分化细胞群经分裂形成 愈伤组织 当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时，_； 当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时，_。 答案 未分化细胞群分化形成芽 未分化细胞群分化形成根 解析 解析 植物组织培养是一种无性繁殖技术，有利于保持亲本的优良 性状。 (4)生产上用试管苗保存植物的优良性状，其原因是_ _。 答案解析 组织培养形成试管苗 的过程属于无性繁殖，后代不发生性状分离 整合二 单克隆抗体制备的关键思路及筛选原因 1.关键思路及操作依据关键思路及操作依据 (1)关键思路 克隆单一的B淋巴细胞，形成细胞群。 将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，获得杂交瘤细胞。 (2)用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的原因 每一个B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体；不同种类的B淋巴细胞分 泌的抗体不同。 B淋巴细胞在体外培养时不能无限增殖；骨髓瘤细胞能够无限增殖。 2.单克隆抗体制备过程中的筛选及原因单克隆抗体制备过程中的筛选及原因 (1)第一次筛选是在B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合之后，因为有三种融合 情况(只考虑细胞两两融合)：B淋巴细胞与B淋巴细胞融合、骨髓瘤细胞 与骨髓瘤细胞融合、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，而只有B淋巴细胞 与骨髓瘤细胞的融合细胞才是需要的杂种细胞。 (2)第二次筛选需先在多孔培养皿上培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞 的情况下开始培养，然后再筛选出能产生特异性抗体的细胞群。由于该 细胞群是由单个杂交瘤细胞克隆来的，所以产生的抗体一定是化学性质 单一、特异性强的单克隆抗体。 特别提醒特别提醒 上述B淋巴细胞为经过免疫的B淋巴细胞。 解析 解析 灭活的病毒和聚乙二醇均可诱导动物细 胞融合；杂交瘤细胞同时具有两个亲代细胞的 遗传特性；可以在体外也可以在体内培养杂交 瘤细胞获得单克隆抗体。 例例2 1975年科学家首次利用B淋巴细胞杂交瘤技术制备出单克隆抗体。 请据图回答下列问题： (1)病原体注入小鼠体内后，要经过_细胞 处理后，才能被免疫细胞识别。 答案解析 吞噬 (2)制备单克隆抗体所用的B淋巴细胞一般从脾中采集，然后以_ _作诱导剂，使B淋巴细胞和骨髓瘤 细胞融合。通过筛选和克隆培养，获得的杂交瘤 细胞具有_的 特点。 (3)单克隆抗体的特点是_ _。 根据图示写出应用杂交瘤技术获得单克隆抗体的 两种主要方法_。 答案 毒或聚乙二醇 既能产生特异性抗体，又能无限增殖 特异性强，纯度高、并 可大量制备(或专一性强、灵敏度高) 体外培养法和动物体内培养法 灭活的病 热点考题集训 1.关于影响植物组织培养的因素，下列说法正确的是 A.不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料培养的难易程度 相同 B.在植物组织培养中，培养基中必须添加植物激素 C.植物激素中生长素和细胞分裂素的作用是相互独立的 D.pH、温度、光照条件等对植物组织培养特别重要 答案解析 23451789106 23451 解析 解析 不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料也会因年 龄、保存时间的长短等导致培养的难易程度不同；在植物组织培养中， 培养基中常常要添加植物激素，但不是都必须添加植物激素，如菊花 茎段组织培养比较容易，不必添加植物激素；各种植物激素的作用是 相互联系的，而不是相互独立的。 789106 2.为了培育菊花新品种，科学家利用二倍体野生夏菊和六倍体栽培秋菊进 行杂交，培育过程如图所示。下列有关叙述正确的是 A.d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质 B.与过程有关的细胞器只有高尔基体比较活跃 C.过程常选择酶解法去壁，一般在低渗溶液中进行 D.野生夏菊和栽培秋菊自然杂交后是四倍体，属于同一物种 答案解析 23451789106 解析 解析 d植株含有野生夏菊和栽培秋菊的遗传物质，A正确； 过程是杂种细胞形成细胞壁，有关的细胞器有高尔基体、线粒体，B 错误； 过程为去除细胞壁的过程，植物体细胞杂交的实质是植物原生质体的 融合，所以在融合前需要使用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除植物的细 胞壁，获得植物的原生质体，此操作一般在等渗溶液中进行，如在低渗 溶液中进行，则去掉细胞壁的原生质体会因吸水而涨破，C错误； 野生夏菊和栽培秋菊自然条件下不能杂交，存在生殖隔离，属于不同物 种，D错误。 23451789106 3.有关细胞全能性的叙述，正确的是 A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因 B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性 C.植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因发生了改变 D.紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性 23451789106 答案解析 解析 解析 细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套 基因，而配子也具有这样的全套基因，同样具有全能性；植物体内细胞 没有表现出全能性是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的 结果；种子是器官，种子发育成植株是个体正常发育的过程，不能反映 全能性；细胞表达全能性的前提是处于离体状态。 4.用甘薯的茎尖分生组织离体培养，可快速繁殖脱毒的种苗。下列说法 不正确的是 A.该过程依据的主要原理是植物细胞的全能性 B.形成脱毒的种苗只经过细胞分裂，没有细胞分化的发生 C.显微镜下观察处于细胞周期中的细胞，在多数细胞中看不到染色体 D.甘薯的茎尖细胞中含有甘薯的全套遗传物质 答案解析 23451789106 解析 解析 植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，A正确； 该过程中细胞都通过有丝分裂方式增殖，由茎尖分生组织到脱毒苗经过 植物组织培养，要发生细胞分化过程，B错误； 细胞周期包括分裂间期和分裂期，其中分裂间期所占的时间长，因此显 微镜下观察细胞周期中的细胞，绝大多数细胞处于分裂间期，看不到染 色体，C正确； 甘薯的茎尖细胞是由受精卵有丝分裂形成的，含有甘薯的全套遗传物质， D正确。 23451789106 5.实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错 误的是 A.甲过程需要对实验小鼠进行消毒 B.乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶处理 C.丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型 D.丁过程得到的细胞具有异质性 答案解析 23451789106 23451789106 解析 解析 动物细胞培养需要无毒无菌的环境，甲过程是指从实验小鼠身上 取下皮肤组织，该过程需要对小鼠进行消毒处理，A项正确； 乙过程表示将得到的皮肤组织分散成单个细胞制备成细胞悬液，可用胰 蛋白酶进行处理，B项正确； 丙过程表示原代培养，此时的细胞仍能保持正常的二倍体核型，C项错误； 丁过程表示传代培养，少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不 死性，这些细胞已经发生突变，正在朝着等同于癌细胞的方向发展，D 项正确。 6.美国德克萨斯州科学家培育出世界上第一只克隆猫，这只小猫毛色花白， 看上去完全不像生养它的花斑猫妈妈，也不完全像为它提供细胞核的基因 猫妈妈。对该克隆猫毛色的解释合理的选项是 基因重组所造成的结果 提供卵细胞的雌猫细胞质基因表达的结果 表现型是基因型与环境共同作用的结果 生养它的花斑猫妈妈的基因表达的结果 A. B. C. D. 答案解析 23451789106 解析 解析 细胞核移植没有发生基因重组，因而不是基因重组所造成的结 果，错误； 由于动物细胞的细胞质中的线粒体内含有少量的遗传物质DNA，所以 提供卵细胞的雌猫细胞质基因能表达出性状，正确； 基因的表达受环境因素的影响，所以表现型是基因型与环境共同作用 的结果，正确； 生养它的花斑猫妈妈与小猫之间只有营养物质的交换，没有基因的交 流，错误。因此对该克隆猫毛色的解释合理的是，选B。 23451789106 7.将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”，能够用于杀死人 类某些癌细胞。其过程如图所示。下列有关叙述错误的是 A.过程的原理和植物原生质体融合的原理基本相同 B.经形成的杂交瘤细胞都能无限增殖并产生特定抗体 C.过程需要筛选并克隆单个杂交瘤细胞 D.抗体的靶向作用使过程具有高度特异性 答案解析 23451789106 解析 解析 过程的原理和植物原生质体融合的原理基本相同，都是细胞膜 的流动性，A正确。 经形成的杂交瘤细胞不一定都能产生特定抗体，需要经过抗体阳性检 测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞，B错误。 过程需要采用抗体阳性检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞， 然后进行克隆化培养(包括体内培养和体外培养)，C正确。 抗体的靶向作用使过程具有高度特异性，D正确。 23451789106 8.核苷酸合成有两个途径，物质A可以阻断其中的全合成途径(如下图)。正常细 胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，制备单克隆抗体时选用的骨髓 瘤细胞中缺乏转化酶。现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特 定的杂交瘤细胞。关于筛选原理的叙述，正确的是 A.免疫的B淋巴细胞及其互相融合 细胞因全合成途径被A阻断而在 HAT培养基上不能增殖 B.骨髓瘤细胞及其互相融合细胞因无法进行上述两个途径而在HAT培养基上不 能增殖 C.杂交瘤细胞因为可以进行上述两个途径所以能在HAT培养基上大量增殖 D.HAT培养基上筛选出的所有杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生高纯度的目标抗体 答案解析 23451789106 解析 解析 免疫的B淋巴细胞及其互相融合细胞均属于成熟细胞，不能增殖， A错误； 骨髓瘤细胞及其互相融合细胞缺乏转化酶，又因HAT培养基中的物质A 阻断了全合成途径，所以在HAT培养基上不能增殖，B正确； 杂交瘤细胞因为可以进行补救合成途径，故能够在HAT培养基上大量增 殖，C错误； HAT培养基上筛选出的杂交瘤细胞能大量增殖，也能产生抗体，但不一 定产生特异性抗体，D错误。 23451789106 9.红豆杉是濒危植物，其树皮产生的紫杉醇对癌症有一定的疗效。如图是 红豆杉植物组织培养和细胞培养的流程图。请据图回答下列问题： (1)图中为愈伤组织，通过B过程可最终产生新的植株，通过C过程可产生 大量细胞，则图中A、B、C分别表示的过程为_。 其中B过程的实质是_。 答案解析 23451789106 脱分化、再分化、有丝分裂 基因的选择性表达 23451789106 解析 解析 图中为红豆杉离体的植物器官、组织或细胞(外植体)，为愈伤 组织，为试管苗(胚状体)，为植物体，为大量的红豆杉细胞；再分 化的实质是细胞内基因的选择性表达。的培养目的是使细胞快速增殖， 一般采用液体培养基进行培养，在培养过程中通入无菌空气是为了保证 细胞生长过程中氧气的供应，不断搅拌的目的是让细胞和培养液充分接 触；液体培养的后期，由于细胞有害代谢产物的积累，以及营养物质的 消耗，导致细胞数量减少，其代谢产物减少；红豆杉的花药经培养可获 得单倍体，再经秋水仙素处理，可使染色体加倍，快速获得纯种植株； 由于该植株的基因型为DdTt，则获得的纯种植株的基因型有DDTT、 DDtt、ddTT、ddtt四种。 (2)对的培养一般要采用_培养基，并要不断通入无菌空气进行 搅拌，其目的是_。 (3)对的培养可获得代谢产物紫杉醇，但培养后期紫杉醇产量下 降，其原因包括_等。 (4)若是红豆杉(基因型为DdTt)的花药，可选用_(填编号)制成人 工种子，该“种子”萌发的幼苗用_处理，可快速获得纯种 植株，该植株的基因型为_。 23451789106 答案 液体 保证氧气的供应、使细胞和培养液充分接触 活细胞数量减少，某些代谢产物的积累 秋水仙素 DDTT或DDtt或ddTT或ddtt 10.美国科学家已经在实验室中成功培育出膀胱，并顺利移植到7名患者体 内。这种技术为那些急需器官移植的患者带来福音。回答下列问题： (1)科学家从患者的膀胱上取下一小块活细胞样本，将其中的肌肉细胞和膀 胱上皮细胞分别置于不同的培养皿中培养。在培养之前，需用_ _处理以分散细胞，细胞在培养皿中的培养过程属于_代培养。 与植物组织培养相比，动物细胞培养的培养基的主要不同点是含有 _。 23451789106 答案 胰蛋白酶(或 解析 解析 解析 动物细胞培养之前要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，动物细胞培养 的培养基与植物组织培养的培养基，含有的营养成分的主要不同点是前者 含有动物血清。 胶原蛋白酶)原 动物血清、血浆 (2)约1周后将培养皿中培养的细胞放在由胶原质制成的支架上继续培 养，再过7周左右，原先的数万个细胞已经繁殖到15亿个左右，布满 支架，膀胱上皮在内，肌肉在外，形成新膀胱。细胞数目大量增加， 其增殖方式是_，这些细胞形成肌肉和膀胱上皮的过程中要 经过_。 23451789106 答案 有丝分裂 解析 解析 解析 动物细胞培养涉及的是细胞的有丝分裂。这些细胞形成肌肉 和膀胱上皮的过程中要经过细胞分化。 细胞分化 (3)医生将新膀胱移植到患者膀胱的上面，这样新器官会继续生长并与老 器官重组取代老器官中丧失功能的部分。新器官与老器官的重组 _(填“是”或“不是”)基因重组；新膀胱移植后，_(填“会” 或“不会”)引起免疫排斥反应。 23451789106 答案 不是不会 解析 解析 解析 新器官与老器官的遗传物质相同，因此新器官与老器官的重组不 属于基因重组。新老器官具有相同的蛋白质等物质，因此新膀胱移植后， 不会成为抗原。 (4)除上述方法外，还可将患者的体细胞核移入去核的_中，利用 体细胞_技术，形成相应组织、器官用于疾病的治疗。 23451789106 答案 卵母细胞 核移植 解析 解析 解析 除上述方法外，还可采用体细胞核移植的方法形成相应的组织、 器官，即将患者的体细胞核移入去核的卵母细胞中形成重组细胞，进一 步培育形成相应的组织、器官。