1、1第 37 讲 细胞工程考试说明 1.植物的组织培养()。2.动物细胞培养与体细胞克隆()。3.细胞融合与单克隆抗体()。 考点一 植物细胞工程1.细胞工程概述原理和方法 细胞生物学和 操作水平 细胞水平或 目的 按照人们的意愿来改变 或获得 分类 细胞工程和 细胞工程 2.植物细胞的全能性(1)概念:具有某种生物 的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的 ,也就是说,每个生物细胞都具有 的特点。 (2)原因:细胞内含有本物种的 。 (3)表现条件:具有完整的细胞结构,处于 状态,提供一定的 和其他适宜的外界条件。 3.植物组织培养(1)原理:植物细胞的 。 (2)条件: 和人工控制、人工配制
2、的 、适宜的 。 (3)过程图 12-37-14.植物体细胞杂交技术(1)概念:指将不同种的植物体细胞在一定条件下融合成 ,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。(2)原理:细胞膜的 和植物细胞的 。 (3)过程图 12-37-2(4)意义:克服 的障碍,培育作物新品种。 5.植物细胞工程的应用(1)植物繁殖的新途径微型繁殖:用于 优良品种的植物组织培养技术。 作物脱毒:选取作物 等无毒组织进行组织培养,获得脱毒苗的技术。 人工种子:以植物组织培养得到的 、不定芽、顶芽、腋芽等材料,经过人工薄膜包装得到的种子,可以解决某些植物结实率低、繁殖困难等问题。 2(2)作物新品种的培育:单倍体育种和 的
3、利用。 (3)细胞产物的工厂化生产:即利用 技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。 名称 植物组织培养 植物体细胞杂交原理 植物细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性过程注意事项选材:选取根尖、茎尖、形成层等部位,最容易诱导脱分化光照:脱分化过程不需要光照,再分化过程需要光照植物激素:培养基中需添加生长素和细胞分裂素,且脱分化、再分化时这两种植物激素的比例不同去除细胞壁的方法:酶解法,所用的酶是纤维素酶和果胶酶人工诱导融合的方法:化学方法是用聚乙二醇作诱导剂;物理方法包括离心、振动、电激等联系植物体细胞杂交技术包括植物细胞融合和植物组织培养两个过程,植物组织培养是植
4、物体细胞杂交的一个环节,融合的植物体细胞只有通过植物组织培养才能发育成完整的个体1.2017江苏盐城二模 拟采用“取材消毒愈伤组织培养出芽生根移栽”的方法繁殖一种名贵花卉。下列有关叙述错误的是 ( )A.消毒的原则是既要杀死材料表面的微生物,又要减少消毒剂对细胞的伤害B.在愈伤组织培养基中加入细胞融合的诱导剂,可获得染色体加倍的细胞C.出芽是外植体经细胞脱分化后再分化的结果,受基因选择性表达的调控D.诱导丛芽分化生根时,培养基中通常含有 NAA 等植物生长调节剂2.2017西安一模 白菜、甘蓝均为二倍体,体细胞染色体数目分别为 20、18。“白菜甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种,它
5、具有生长期短、耐热性强和易于储藏等优点。如图 12-37-3 是“白菜甘蓝”的杂交过程示意图,回答以下问题:图 12-37-3(1)为了得到原生质体需先用 和 来处理白菜细胞和甘蓝细胞。 (2)诱导原生质体融合的方法有多种,常用的物理方法是 ,融合完成的标志是 。由杂种细胞得到“白菜甘蓝”还需要经过植物组织培养技术,其中需要避光培养的步骤是 。 (3)如图通过植物体细胞杂交技术获得的“白菜甘蓝”植株体细胞的染色体数为 ;通常情况下,白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的,原因是 ;若对白菜和甘蓝采用杂交育种方法能成功的话,得到的后代应含 条染色体。 (4)植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比的优点是
6、。 考点二 动物细胞培养31.动物细胞工程常用的技术手段: 、 、 、 等,其中 技术是其他工程技术的基础。 2.动物细胞培养(1)原理: 。 (2)过程图 12-37-4(3)培养条件无菌、无毒环境营养: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 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(4)应用生产 ,如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。 应用于 。 检测 ,判断某种物质的毒性;用于 等方面的研究。 1.动物细胞培养中两组概念的辨析(1)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。细胞进行有丝分裂,数目
7、不断增多,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,这种现象称为细胞的接触抑制。(2)原代培养与传代培养原代培养:细胞悬液第一次在瓶中培养,没有分瓶培养之前的细胞培养。原代培养的细胞核型正常。传代培养:原代培养的细胞生长、增殖一定时间后,由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭,影响细胞的生长,因此需要重新用胰蛋白酶等处理,进行分瓶扩大培养,即传代培养。一般情况下,细胞传至 1050 代后,出现核型异常,细胞增殖会明显减缓,甚至完全死亡。2.植物组织培养和动物细胞培养的比较项目 植物组织培养 动物细胞培养原理 植物细胞的全能性、细胞的增殖 细胞的增殖取材 较幼嫩的细胞、组织或器官
8、 胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织培养基成分无机盐、蔗糖、维生素、植物激素、琼脂等葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、抗生素、动物血清等结果 可以获得植株,也可以获得大量细胞 只能获得大量细胞,不能得到生物个体相同点 都需人工条件下的无菌操作;都需适宜的温度、pH 等条件42017四川南充一诊 科学家利用基因工程和细胞核移植技术培育了绿色荧光蛋白转基因克隆猪。基本流程:从荧光水母中获取目的基因,与有关载体重组,将其导入猪胎儿的成纤维细胞,经培养后再将成纤维细胞核植入去核的卵母细胞中,最后培养出转基因克隆猪。(1)成纤维细胞贴壁生长分裂到表面相互接触时,就会停止分裂,这种现象叫作细胞的 。若
9、将成纤维细胞进行传代培养,操作时首先用 处理成细胞悬液。 (2)作为核移植受体细胞的去核卵母细胞一般处在 期。供体细胞注入去核的卵母细胞中,常通过 (物理方法)激活重组细胞,使其完成细胞分裂和发育进程。 (3)培养重组细胞时,将细胞所需的营养物质按其种类、数量严格配制而成的培养基称为 培养基,但通常在培养基中还需要加入适量的 等天然成分。细胞培养应在含 5%的 CO2的恒温培养箱中进行,CO 2的主要作用是 。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 。 考点三 动物体细胞核移植技术和克隆动物1.理论基础:动物 。 2.概念:将动物一个细胞的 ,移入一个已经去掉 的 中,使其重
10、组并发育成一个新的 ,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为 。 3.核移植类型: 移植和体细胞核移植。 4.过程图 12-37-55.应用(1)加速家畜 ,促进 。 (2)保护 物种。 (3)生产 。 (4)作为异种移植的 。 (5)用于组织器官的 。 6.存在问题(1)克隆动物存在 、 、生理缺陷。 (2)克隆动物食品的 也有争议。 1.关于核移植技术的几个问题(1)选 M中期卵母细胞作为受体细胞的原因:此类细胞体积大,易于操作;卵黄多,营养物质丰富,可为发育提供充足的营养;卵母细胞的细胞质中存在激发细胞核全能性表达的物质。(2)克隆动物是由重组的细胞经培养而来的,该
11、重组细胞的细胞质基因来源于受体细胞,细胞核基因来源于提供细胞核的亲本,其遗传物质来自两个亲本。(3)核移植中供体动物、提供卵母细胞的动物、代孕动物和克隆动物之间的关系:克隆动物绝大部分性状与供体动物相同,少数性状与提供卵母细胞的动物相同,与代孕动物的性状无遗传关系。(4)动物体细胞核移植技术(克隆)从生殖方式的角度看属于无性生殖,重组细胞相当于受精卵,需要动物细胞培养和胚胎工程技术的支持。科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛,如果要加速转基因奶牛的繁育,可以对此转基因奶牛进行克隆(如图 12-37-6 所示),请结合图示回答下列问题:5图 12-37-6(1)在进行细胞培养时,要
12、对取自转基因奶牛的组织细胞进行分离,形成单个细胞,这个过程中需要利用 酶处理。 (2)形成重组细胞时应选用 期的卵母细胞,并去掉其细胞核的原因是 。 (3)如果重组细胞为贴附性细胞,则在进行原代培养时,会表现出 和 等特点。 (4)图中犊牛并非是对体细胞核供体母牛 100%的复制,其原因主要有 。 (5)图中所示的生物技术整体被称为 ,其包括的具体生物技术有 、 等。转基因奶牛的克隆成功,说明了动物 具有全能性。 考点四 动物细胞融合和单克隆抗体1.动物细胞融合图 12-37-72.单克隆抗体的制备(1)过程图 12-37-8(2)单克隆抗体的优点: 、 ,并可大量制备。 (3)单克隆抗体的应
13、用:作为诊断试剂,具有准确、 、简易、 的优点;用于治疗疾病和 。 1.动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较项目 动物细胞融合 植物体细胞杂交培养条件葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、血清或血浆等天然成分营养物质(水、无机盐、蔗糖、氨基酸和有机酸等)、激素(如细胞分裂素、生长素等)及其他条件(无菌、适宜的温度和 pH 等)细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞增殖 细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞融合前提用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散后,诱导细胞融合用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合诱导手段物理、化学法:与植物体细胞杂交的相同生物法:灭活的病毒物理法:离心、振动、电激等;化学
14、法:用聚乙二醇(PEG)处理6(续表)项目 动物细胞融合 植物体细胞杂交结果 获得杂种细胞,以生产细胞产品 获取杂种植株用途 制备单克隆抗体、病毒疫苗、干扰素等 克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍2.单克隆抗体制备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融合细胞,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、“瘤瘤”细胞)都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞(“B 瘤”细胞)才能生长用多孔培养皿培养,在每个孔只
15、有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测,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图 12-37-9 为细胞融合的简略过程,请据图回答:图 12-37-9(1)植物细胞工程常用的技术手段有 。动物细胞工程的各技术手段中的基础是 。 (2)若图中 A、B 是植物细胞,在细胞融合之前应用 处理,除去 ;A、B 到细胞 C 的过程中,常用的化学方法是 ;融合完成的标志是 。 (3)与植物细胞相比,动物细胞融合特有的诱导融合的方法是用 处理。 (4)若利用动物细胞融合技术来生产单克隆抗体,应采用 和 进行融合,融合后需经多次筛选,以得到能产
16、生特异抗体的杂交瘤细胞,第一次筛选一般利用 进行,第二次筛选需对细胞进行反复的 ,以筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。 (5)少量生产单克隆抗体时,可将筛选得到的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔内进行增殖,该方法的优点是 。 2.2017沈阳示范协作校一模 如图 12-37-10 为制备多克隆抗体和单克隆抗体的示意图,回答下列问题:(1)将抗原注射到小鼠体内时,小鼠体内发生了 免疫过程。图中选用经免疫的 B 细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,与植物体细胞杂交相比,其特有的融合方法是 。 (2)图中两次筛选的目的不同,其中筛选过程需进行 和 ,目的是筛选出 。将杂交瘤细胞在体外条件下进行大规模培养时,需将
17、其置于 的混合气体培养箱中进行培养。 7图 12-37-10(3)与多克隆抗体相比,单克隆抗体突出的优点在于其 ,并能大量制备。从目前临床试验来看,单克隆抗体主要用于治疗癌症,例如可以将抗癌细胞的单克隆抗体与放射性同位素、药物等结合,制成“生物导弹”,利用单克隆抗体的 作用,在原位杀死癌细胞,这样既不损伤正常细胞,又减少了用药剂量。 历年真题明考向1.2017海南卷 甲、乙两同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料,利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题:(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体,在一定条件下进行组织培养,均能获得试管苗,其原理是 。 (2)甲、乙同学在诱导愈伤组
18、织所用的培养基中,均加入了一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得到 。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件是 (填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。 (3)图中 A、B、C 所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是 。A 中的愈伤组织是叶肉细胞经 形成的。 图 12-37-11(4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉,要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,可用组织培养方法来繁殖,在培养时, (填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉作为外植体,原因是 。 2.2016全国卷 图 12-37-1
19、2 表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。图 12-37-12回答下列问题:(1)图中 A 表示正常细胞核,染色体数为 2n,则其性染色体的组成可为 。过程表示去除细胞核,该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行,去核时常采用 的方法。代表的过程是 。 (2)经过多次传代后,供体细胞中 的稳定性会降低。因此,选材时必须关注传代次数。 (3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同,从遗传物质的角度分析其原因是 。 (4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样,其他克隆动物的成功获得也证明了 。 83.2014新课标全国卷 某研究者用抗原(A)分别免疫 3 只同种小鼠(X、Y
20、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的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数),结果如图 12-37-13 所示。图 12-37-13若要制备杂交瘤细胞,需取免疫后小鼠的 B 淋巴细胞(染色体数目 40 条),并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目 60 条)按一定比例加入试管中,再加入聚乙二醇诱导细胞融合,经筛选培养及抗体检测,得到不断分泌抗 A 抗体的杂交瘤细胞。回答下列问题:(1)制备融合所需的 B 淋巴细胞时,所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到 16 000 以上,则小鼠最少需要经过 次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的 X、Y、Z 这 3
21、只免疫小鼠中,最适合用于制备 B 淋巴细胞的是 小鼠,理由是 。 (2)细胞融合实验完成后,融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外,可能还有 ,体系中出现多种类型细胞的原因 是 。 (3)杂交瘤细胞中有 个细胞核,染色体数目最多是 条。 (4)未融合的 B 淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活,原因是 。 9第 37 讲 细胞工程考点一【知识梳理】1.分子生物学 细胞器水平 细胞内的遗传物质 细胞产品 植物 动物2.(1)全部遗传信息 潜能 全能性 (2)全部遗传信息 (3)离体 营养、激素3.(1)全能性 (2)无菌 培养基 培养条件 (3)离体 脱分化 激素 再分化 无菌4.(1)杂种细
22、胞 (2)流动性 全能性 (3)纤维素酶、果胶 原生质体 物理 聚乙二醇(PEG) 细胞壁 (4)远缘杂交5.(1)快速繁殖 茎尖、根尖 胚状体 (2)突变体 (3)植物组织培养【题组训练】1.B 解析 消毒指用比较温和的物理或化学方法清除或杀灭除芽孢外的所有病原微生物,使其数量减少达到无害化,A 正确;愈伤组织细胞含有细胞壁,加入细胞融合诱导剂不会诱导细胞融合,因此不会得到染色体加倍的细胞,B 错误;愈伤组织再分化形成胚状体后,一般先形成芽,再形成根,而分化的实质是基因的选择性表达,C 正确;诱导丛芽分化生根时,培养基中通常含有 NAA 等植物生长调节剂,D 正确。2.(1)纤维素酶 果胶酶
23、(2)离心、振动、电激 再生出新的细胞壁 脱分化(3)38 存在生殖隔离 19(4)克服远缘杂交不亲和的障碍,培育作物新品种解析 (1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原理,可采用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。(2)诱导原生质体融合的方法包括:物理方法(离心、振动、电激)和化学方法(聚乙二醇);融合完成的标志是再生出新的细胞壁;将杂种细胞培育成杂种植株还需要采用植物组织培养技术,包括脱分化和再分化两个阶段,其中脱分化过程要避光,再分化过程需要光。(3)如图通过植物体细胞杂交技术获得的“白菜甘蓝”体细胞染色体数为 20+18=38;通常情况下,由于白菜和甘蓝之间存在生殖隔离,因此
24、,白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的;若对白菜和甘蓝采用杂交育种方法能成功的话,得到的后代应含 19 条染色体。(4)植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍,培育作物新品种。考点二【知识梳理】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2.(1)细胞增殖 (2)剪碎 胰蛋白酶 贴壁 接触抑制 胰蛋白酶 1050 核型 (3)抗生素 培养液 血清、血浆 细胞代谢 pH(4)生物制品 基因工程 有毒物质 生理、病理、药理【题组训练】(1)接触抑制 胰蛋白酶(2)M中(减数第二次分裂中) 电脉冲(电激)(3)合成 血清(血浆) 调节培养基的
25、pH 抗生素解析 (1)细胞贴壁生长分裂到表面相互接触时,就会停止分裂,这种现象叫作细胞的接触抑制。若将成纤维细胞进行传代培养,操作时首先用胰蛋白酶处理成细胞悬液。(2)选取处在 M中(减数第二次分裂中)期的去核卵母细胞作为受体细胞,通过电脉冲(电激)激活重组细胞,使其完成减数分裂和发育进程。(3)将细胞所需的营养物质按其种类、数量严格配制而成的培养基称为合成培养基。动物细胞所需的营养物质:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然成分。细胞培养应在含 5%的 CO2的恒温培养箱中进行,CO 2的主要作用是调节培养基的 pH。为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养
26、液中加入适量的抗生素。考点三【知识梳理】1.细胞核的全能性2.细胞核 细胞核 卵母细胞 胚胎 克隆动物3.胚胎细胞核4.体细胞 体细胞细胞核 去核卵母细胞 细胞融合 胚胎移植5.(1)遗传改良进程 优良畜群繁育 (2)濒危 (3)医用蛋白 (4)供体 (5)移植6.(1)健康问题 遗传缺陷 (2)安全性问题10【题组训练】(1)胰蛋白(胶原蛋白) (2)M中(减数第二次分裂中) 使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞(避免卵细胞中的遗传物质对后代造成干扰)(3)贴壁生长(细胞贴壁) 接触抑制(4)生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制;生物的性状受环境因素的影响(5)核移植(体细
27、胞核移植) 动物细胞培养 胚胎移植 体细胞的细胞核解析 (1)在动物细胞培养过程中,一般用胰蛋白酶将细胞分散开,获得细胞悬液。(2)在细胞核移植形成重组细胞的过程中一般选用处于减数第二次分裂中期的卵母细胞,去除其细胞核是为了保证克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。(3)如果重组细胞为贴附性细胞,在进行原代培养时,会表现出贴壁生长和接触抑制等特点。(4)克隆出的个体细胞质中的遗传物质来自卵母细胞,并且生物性状的表达还受到环境因素的影响,所以题图中犊牛并非是对体细胞核供体母牛 100%的复制。(5)题图中所示技术为动物体细胞核移植技术,其中应用到的生物技术包括动物细胞培养、细胞核移植、
28、胚胎移植等。转基因奶牛的克隆成功,说明了动物体细胞的细胞核具有全能性。考点四【知识梳理】1.灭活的病毒 流动性 有性杂交2.(1)骨髓瘤 体外 体内 (2)特异性强 灵敏度高(3)高效 快速 运载药物【题组训练】1.(1)植物组织培养、植物体细胞杂交 动物细胞培养(2)纤维素酶、果胶酶 细胞壁 PEG 诱导 再生出细胞壁(3)灭活的病毒(4)经免疫的 B 细胞 骨髓瘤细胞 选择培养基 克隆化培养和抗体阳性检验 (5)节约培养基(成本),易于控制培养条件等解析 (1)植物细胞工程常用的技术手段有植物组织培养、植物体细胞杂交。动物细胞工程的各技术手段中的基础是动物细胞培养。(2)植物体细胞杂交前,
29、先采用酶解法去除细胞壁,即采用纤维素酶、果胶酶处理除去细胞壁;诱导细胞融合常用的化学方法是 PEG 诱导;原生质体融合完成的标志是再生出细胞壁。(3)诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激等)、化学法(聚乙二醇),诱导动物细胞融合的方法有物理法(离心、振动、电激等)、化学法(聚乙二醇)和生物法(灭活的病毒),故与植物细胞相比,动物细胞融合特有的诱导融合的方法是用灭活的病毒处理。(4)若利用动物细胞融合技术来生产单克隆抗体,应将经免疫的 B 细胞和骨髓瘤细胞进行融合,融合后需经多次筛选,以得到能产生特异抗体的杂交瘤细胞,第一次筛选一般利用选择培养基进行,第二次筛选需对细胞进行反复的克隆
30、化培养和抗体阳性检验,以筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。(5)少量生产单克隆抗体时,可将筛选得到的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔内繁殖,该方法的优点是节约培养基(成本),易于控制培养条件等。2.(1)体液 用灭活的病毒处理(2)克隆化培养 抗体检测 能产生所需抗体的杂交瘤细胞 含 95%的空气和 5%的 CO2(3)特异性强、灵敏度高 导向解析 (1)将抗原注射到小鼠体内时,小鼠体内产生了抗体,属于体液免疫过程。题图中选用经免疫的 B 细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,与植物体细胞杂交相比,其特有的融合方法是用灭活的病毒处理。(2)题图中两次筛选的目的不同,其中筛选过程需进行克隆化培养和抗体检测,目
31、的是筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。将杂交瘤细胞在体外条件下进行大规模培养时,需将其置于含 95%的空气和 5%的 CO2的混合气体培养箱中进行培养。(3)与多克隆抗体相比,单克隆抗体突出的优点在于其特异性强、灵敏度高,并能大量制备。从目前临床试验来看,单克隆抗体主要用于治疗癌症,例如可以将抗癌细胞的单克隆抗体与放射性同位素、药物等结合,制成“生物导弹”,利用单克隆抗体的导向作用,在原位杀死癌细胞,这样既不损伤正常细胞,又减少了用药剂量。历年真题明考向1.(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性,在一定条件下能发育成完整植株(2)葡萄糖、果糖 具有完整的细胞核(3)细胞分裂素、生长素 脱分化
32、11(4)不能 对杂合体的植株来说,其体细胞的基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株解析 (1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。(2)蔗糖是一种二糖,可水解成葡萄糖、果糖。细胞具有完整的细胞核即可作为材料进行组织培养获得幼苗。(3)植物组织培养过程中,生长素用量与细胞分裂素用量比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成;比例适中时,促进愈伤组织的生长。(4)要用组织培养方法获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,培养时不能采用经减数分裂得到的花粉作为外植体,因为对杂合体的植株来说,其体细
33、胞的基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株。2.(1)XX 或 XY 显微操作 胚胎移植(2)遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性解析 (1)二倍体哺乳动物的性别决定方式为 XY 型,A 的性别未知,其性染色体组成可能为 XX,也可能为 XY。核移植时,要通过显微操作去除卵母细胞中的核。早期胚胎可通过胚胎移植移入受体子宫中。(2)一般来说,细胞传代培养至 1050 代左右时,增殖会逐渐缓慢,以至于完全停止,这时部分细胞的细胞核型可能会发生变化。目前使用的或冷冻保存
34、的正常细胞通常为 10 代以内,以保持细胞正常的二倍体核型。(3)克隆动物的遗传物质主要来自于供体核,但卵母细胞的线粒体中也含有一部分遗传物质。(4)克隆动物的成功获得证明动物已分化体细胞的细胞核具有全能性。3.(1)四 Y Y 小鼠的血清抗体效价最高(2)B 淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞 细胞融合是随机的,且融合率达不到 100%(3)1 100(4)不能无限增殖解析 (1)据图分析,第四次免疫后小鼠 Y 的血清抗体效价达到 16 000 以上。达到要求后的 X、Y、Z 这 3 只小鼠中,小鼠 Y 的 B 淋巴细胞产生抗体效价最高,最适合用于制备单克隆抗体。(2)
35、融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞之外,还有骨髓瘤细胞和 B 淋巴细胞的自身融合产物,由于细胞融合是随机的,且融合率达不到 100%,故体系中会出现多种类型的细胞。(3)杂交瘤细胞形成后,由于核膜具有流动性,故小鼠的免疫 B 淋巴细胞细胞核与其骨髓瘤细胞细胞核会融合形成一个杂交的细胞核,因此染色体数目最多是 100 条。(4)未融合的 B 淋巴细胞经多次传代培养后,仍然是不能无限增殖的细胞,同时 B 淋巴细胞不可能渡过原代培养和传代培养过程中的两次“危机”而达到细胞系水平。1.2017天津六校高三期中 在现代生物科技的应用中,不需要进行检测与筛选的是 ( ) A.对植物的离体组织进行培养,
36、大规模培育优良品种B.将鼠的骨髄瘤细胞与 B 淋巴细胞融合,制备单克隆抗体C.利用植物细胞工程技术培育“白菜甘蓝”D.将抗虫基因导入植物细胞,培育具有抗虫特性的新植株解析 A 对植物的离体组织进行培养,大规模培育优良品种,不需要进行检测与筛选。细胞融合形成的杂交细胞不一定是所需要的,需进行筛选。植物细胞工程培育的杂种植株不一定能表达出相应的性状,需进行检测。转基因植株不一定能表现出所需要的性状,需进行检测与筛选。2.2017江苏常州模拟 下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是 ( )A.动物细胞培养过程中往往使用液体培养基B.动物细胞培养的目的是为了培养动物个体C.在培养过程中通常要通入 5%的
37、 CO2刺激细胞呼吸D.动物细胞培养过程中可用胃蛋白酶将动物组织分散成单个细胞解析 A 动物细胞培养所用的培养基是液体培养基,A 正确;动物细胞培养的目的是获得细胞和细胞产物,通过核移植技术才能获得克隆动物,B 错误;CO 2的作用是维持培养液的 pH,C 错误;动物细胞培养过程中常要用到胰蛋白酶或胶原蛋白酶,用来分散细胞,D 错误。123.2017天津红桥区一模 从同一头牛中取多个供体细胞培养出多头克隆牛,这些牛在性状上却并不完全相同,下列有关其原因的叙述,错误的是 ( )A.基因可能发生变异 B.核基因发生基因重组C.受体细胞的细胞质基因不同D.性状变异可由环境条件引起解析 B 克隆牛在性
38、状上却不完全相同的原因可能有基因可能发生变异,受体细胞的细胞质基因不同,性状变异可由环境条件引起等,A、C、D 正确;克隆属于无性生殖,该过程中核基因不会发生基因重组,B 错误。4.2017北京西城区高三期末 如图 K37-1 是一种“生物导弹”的作用原理示意图,没有与肿瘤细胞结合的“生物导弹”一段时间后被机体清除。阿霉素是一种抗肿瘤药,可抑制 DNA 和 RNA 的合成,对正常细胞也有一定毒性。下列说法不正确的是 ( )图 K37-1A.单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和分泌的B.活化阿霉素能抑制细胞中 DNA 的复制和转录过程C.在治疗中,应先注射非活化磷酸阿霉素再注射“生物导弹”D.单克隆抗
39、体特异性强,能减轻阿霉素对正常细胞的伤害解析 C 单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和分泌的,A 正确;根据题意可知,“阿霉素可抑制 DNA 和 RNA 的合成”,因此活化阿霉素能抑制细胞中 DNA 的复制和转录过程,B 正确;在治疗中,应同时注射非活化磷酸阿霉素和“生物导弹”,C 错误;单克隆抗体特异性强,能减轻阿霉素对正常细胞的伤害,D 正确。5.科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄马铃薯杂种植株,为了便于杂种细胞的筛选和鉴定,科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质,其培育过程如图所示:(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理有 。 (2)过程常用的酶是 ,细胞
40、融合完成的标志是 。 (3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂 诱导融合,在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察,根据细胞膜表面荧光的不同可观察到 种不同的原生质体,当观察到 时,可判断该原生质体是由番茄原生质体和马铃薯原生质体融合而成的。 (4)过程和过程依次为 ,过程的培养基中常添加的植物激素是 。 (5)若番茄细胞内有 m 条染色体,马铃薯细胞中含 n 条染色体,则番茄马铃薯细胞在有丝分裂后期含 条染色体。若杂种细胞培育成的番茄马铃薯植株为四倍体,则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于 植株。 答案 (1)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性(2)纤维素酶和果胶酶 形成了新的细胞壁(3)聚乙
41、二醇(PEG) 3 原生质体表面既有红色荧光又有绿色荧光(4)脱分化和再分化 生长素和细胞分裂素(5)2(m+n) 单倍体解析 (1)植物体细胞杂交包括原生质体融合和培育杂种植株两大步骤,两者的原理分别是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。13(2)去除细胞壁常用的酶是纤维素酶和果胶酶,细胞融合完成的标志是形成新的细胞壁。(3)化学促融剂是聚乙二醇,两两融合的原生质体有三种:番茄番茄、马铃薯番茄、马铃薯马铃薯,其中杂种原生质体表面有两种颜色的荧光。(4)过程和过程分别表示脱分化和再分化,诱导细胞分化所用的植物激素主要是生长素和细胞分裂素。(5)番茄马铃薯体细胞有 m+n 条染色体,有丝分裂后期染色体数目加倍。由配子发育成的个体均为单倍体。
