内容正文:
专题十五
细胞工程
二 轮 专 题 复 习
考情
分析 本部分内容以选择题为主,试题情境主要来自相关技术在生活和生产的应用,核心素养侧重对科学探究和科学思维的考查。 2023年广东高考考察了植物体细胞杂交, 2024年广东高考考察了单克隆抗体。2025年可能以克隆或胚胎工程为中心,结合免疫学对疾病方面的研究进行综合考查。
考情
统计 2024广东卷
2024广西卷
2024福建卷
2024海南卷
2024江苏卷
2024重庆卷
2024江西卷
2024北京卷
2024山东卷
……………
二 轮 专 题 复 习
1、理论基础:细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能,即细胞具有全能性。
2、基本技术:
植物组织培养
植物体细胞杂交
考点1 植物细胞工程
二 轮 专 题 复 习
1、概念:将离体的植物器官、组织或细胞(外植体)等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。
2、过程
接种外植体
将消过毒的外植体切成小段,插入诱导愈伤组织的培养基中(注意不要倒插)。
诱导愈伤组织
已经分化的细胞经过脱分化(失去其特有的结构和功能),转变成未分化的细胞,进而形成不定形的薄壁组织团块。
诱导生芽
诱导生根
再分化:愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
生长素
细胞分裂素
生长素
细胞分裂素
移栽成活
不需要光照
需要光照
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植物组织培养
二 轮 专 题 复 习
细胞A
细胞B
去壁
纤维素酶、果胶酶
原生质体A
原生质体B
人工诱导融合(关键环节)
物理法:电融合法、离心法等
化学法:聚乙二醇(PEG)融合法、
高Ca2+—高pH融合法等
正在融合的原生质体
杂种细胞
再生壁
植物组织培养
植物体细胞杂交
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真题演练
1、(广东卷)人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合,以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是
A.细胞融合前应去除细胞壁
B.高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合
C.融合的细胞即为杂交细胞
D.杂交细胞可能具有生长快速的优势
C
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真题演练
2、(广西卷)广西是我国甘蔗主产地。甘蔗一般采用无性繁殖,但会由于病毒积累而产下降,可通过植物组织培养获得脱毒苗的方法来解决。关于该方法,下列说法错误的是
A.可选用甘蔗的茎尖为外植体
B.选用的外植体需经高温灭菌处理
C.一般采用加入琼脂的固体培养基
D.脱毒苗的形成包括再分化过程
B
二 轮 专 题 复 习
二 轮 专 题 复 习
真题演练
3、(福建卷)中国水仙是一种三倍体观赏花卉。传统生产采用分球茎繁殖方式,不仅周期长、产率低、花色单调,还易积累病毒。下列措施无法达到改良目的的是
A.用水仙鳞片进行植物组织培养以提高产率
B.利用单倍体育种对中国水仙进行品种选育
C.选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗
D.通过基因工程技术引入外源基因改变花色
B
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二 轮 专 题 复 习
真题演练
4、(山东卷)利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是
A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
B.植物细胞体积小,故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产
C.次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
D.该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
A
二 轮 专 题 复 习
二 轮 专 题 复 习
世界上首例体细胞克隆猴
“中中”和“华华”
动物细胞培养(基础)
动物细胞融合
动物细胞核移植(克隆)
考点2 动物细胞工程
二 轮 专 题 复 习
取新鲜的动物组织(最好是幼嫩的组织)
单个细胞
①机械的方法
②胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理
+培养液
细胞悬液
放入培养皿或培养瓶内进行原代培养
原代培养:分瓶之前的细胞培养,即动物组织经处理后的初次培养。
动物细胞培养
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体外培养的动物细胞可以分为两大类
①悬浮在培养液中生长增殖
②需要贴附于某些基质表面才能生长增殖
(这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上,称为细胞贴壁。)
放入CO2培养箱( 95%空气+5%CO2 )中培养
悬浮培养的细胞:因细胞密度过大、有害代谢物积累、
培养液中营养物质缺乏而分裂受阻。
贴壁细胞:除受上述因素的影响外,还会发生接触抑制现象。
(当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖。)
动物细胞培养
二 轮 专 题 复 习
传代培养:分瓶之后的细胞培养。
悬浮的细胞:直接用离心法收集
贴壁细胞:用胰蛋白酶等处理,再用离心法收集
动物细胞培养
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二 轮 专 题 复 习
注射特定的抗原
多种B淋巴细胞
培养骨髓瘤细胞
骨髓瘤细胞
动物细胞培养
单克隆抗体
诱导融合
电融合法
PEG融合法
灭活病毒诱导法(特有)
二 轮 专 题 复 习
选择培养基:未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,
只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
瘤+瘤
B+B
B+瘤
B
瘤
杂交瘤细胞
克隆化培养
抗体检测(原理:抗原与抗体特异性结合)
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞
单克隆抗体
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体内培养
体外培养
注射到小鼠的腹腔内
动物细胞培养
单克隆抗体
从小鼠腹水中获取
从细胞培养液中获取
单克隆抗体
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从卵巢中采集卵母细胞
体外培养到MⅡ期(减数分裂Ⅱ中期)
显微操作去核(核:纺锤体—染色体复合物)
去核卵母细胞
从供体取体细胞,进行培养
供体细胞
重构胚
注入
电融合法
用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚
受体母牛(代孕母牛)
小牛
核移植(克隆)
胚胎移植
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真题演练
5、(辽宁卷)大量悬浮培养产流感病毒的单克隆细胞,可用于流感疫苗的生产。下列叙述错误的是
A.悬浮培养单克隆细胞可有效避免接触抑制
B.用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清
C.当病毒达到一定数量时会影响细胞的增殖
D.培养基pH不会影响单克隆细胞的病毒产量
D
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真题演练
6、(吉林卷)从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养,在传代后的不同时间点检测细胞数目,结果如图。下列叙述正确的是
A.传代培养时,培养皿需密封防止污染
B.选取①的细胞进行传代培养比②更合理
C.直接用离心法收集细胞进行传代培养
D.细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关
D
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真题演练
7、(辽宁卷)下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图,有关叙述正确的是
A.后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定
B.过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体
C.过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理
D.过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植
B
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体外受精
考点3 胚胎工程
胚胎移植
胚胎分割
二 轮 专 题 复 习
卵巢
采集
卵母细胞
成熟培养
MⅡ期
卵母细胞
新鲜或解冻
的精液
离心处理
目的:去除精浆中的抑制获能物质
获能处理
获能精子
体外受精
受精卵培养
体外受精
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二 轮 专 题 复 习
优良供体母牛
(遗传性状优良、生产能力强)
受体母牛
(有健康的体质和正常的繁殖能力)
同期发情
受体发情
超数排卵(使用促性腺激素)
发情配种或人工授精
优良公牛
收集胚胎并检查
胚胎移植
对受体进行妊娠检查
具有优良性状的后代
胚胎移植
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二 轮 专 题 复 习
囊胚腔
透明带
滋养层
内细胞团
分割针
取样滋养层
做DNA分析,
鉴定性别
胚胎移植
已知性别胚胎
分割针
二分胚
内细胞团
胚胎分割
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真题演练
8、(甘肃卷)甘加藏羊是甘肃高寒牧区的优良品种,是季节性发情动物,每年产羔一次,每胎一羔,繁殖率较低。为促进畜牧业发展,研究人员通过体外受精、胚胎移植等胚胎工程技术提高藏羊的繁殖率,流程如下图。下列叙述错误的是
A.藏羊甲需用促性腺激素处理使其卵巢卵泡发育和超数排卵
B.藏羊乙的获能精子能与刚采集到的藏羊甲的卵母细胞受精
C.受体藏羊丙需和藏羊甲进行同期发情处理
D.后代丁的遗传物质来源于藏羊甲和藏羊乙
B
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真题演练
9、(浙江卷)在家畜优良品种培育过程中常涉及胚胎工程的相关技术。下列叙述错误的是
A.经获能处理的精子才能用于体外受精
B.受精卵经体外培养可获得早期胚胎
C.胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率
D.胚胎移植前需对受体进行选择和处理
C
二 轮 专 题 复 习
真题演练
10、(天津卷)多种方法获得的早期胚胎,均需移植给受体 才能获得后代。下图列举了几项技术成果。
下列叙述正确的是
A.经胚胎移植产生的后代与受体均保持一致
B.①需获得MII期的去核卵母细胞
C.②能大幅改良动物性状
D.③可通过②技术实现扩大化生产,①②可通过③技术实现性状改良
D
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二 轮 专 题 复 习
完成专题集训P199
5、6、7、8
课后训练
二 轮 专 题 复 习
基因工程
二 轮 专 题 复 习
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