2019高考生物大二轮复习专题十六基因工程和细胞工程学案(3)

__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__，体系中出现多种类型细胞的原因是__细胞融合是随机的，且融合率达不到100%__。

(3)杂交瘤细胞中有__1__个细胞核，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都不能存活，原因是__不能无限增殖__。 [解析] 本题考查杂交瘤细胞的制备过程和特性。(1)据图分析，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗体效价均达到16000以上，小鼠Y的B淋巴细胞产生抗体效价最高，最适用于制备单克隆抗体。(2)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；由于细胞融合具有随机性，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，小鼠的免疫B淋巴细胞核与其骨髓瘤细胞核会融合形成一个杂交的细胞核，正常情况下融合后的细胞核中的染色体数目为100条。(4)未融合的B淋巴细胞在不发生突变的情况下经过多次分裂后会衰老死亡，不能无限增殖。

Hexinzhishi

核心知识

1．理清3种细胞的区别

(1)杂种细胞：植物体细胞杂交过程中，两种细胞去掉细胞壁之后形成的__原生质体__融合，融合的原生质体出现细胞壁之后形成的细胞叫杂种细胞。

(2)重组细胞：__体__细胞的细胞核移植到去核卵母细胞之后形成的细胞叫重组细胞。 (3)杂交细胞：动物细胞融合形成的细胞常称为杂交细胞。 2．关注植物体细胞杂交与动物细胞融合的4个易错点

(1)植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同，__纤维素酶__和果胶酶作用于细胞壁，而__胰蛋白酶__等作用于细胞间的蛋白质。

(2)灭活的病毒保持了其抗原性，但毒性消失。

(3)植物杂交细胞在激素诱导下能表达出全能性，但动物杂交细胞的全能性不能表达。 (4)克隆动物的起点是经过核__移植__后形成的__重组__细胞，其遗传物质主要来自供体，因此形成的个体性状主要同供体，但也有部分性状同受体。

3．规避克隆动物与试管动物的3个误区

(1)误区一：试管动物与克隆动物的产生都是无性生殖。纠正：试管动物的产生是__有性__生殖，克隆动物的产生是__无性__生殖。

(2)误区二：试管动物(哺乳类)的产生是在__体外__进行的，克隆动物(哺乳类)的产生是在__体内__进行的。纠正：试管动物(哺乳类)和克隆动物(哺乳类)早期胚胎之前都是在体外进行的，早期胚胎经过__胚胎移植__之后是在体内进行的。

(3)误区三：胚胎移植的优势是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，因此胚胎移植的胚胎只能来自体内受精的胚胎。纠正：胚胎移植的胚胎有三个来源：体内正常__受精__产生的胚胎、核移植产生的重组细胞培养而来的胚胎、体外受精产生的早期胚胎。

4．易错警示

(1)制备人工种子需要植物组织培养到丛芽或胚状体阶段。 (2)正确认识3类细胞的来源：

①杂种细胞：植物体细胞杂交。 ②重组细胞：核移植。 ③杂交细胞：动物细胞融合。

(3)原代培养与传代培养的区别：是否进行了分瓶培养。 (4)核移植技术获得的动物与供核动物的性状并不完全相同。 (5)动植物的体细胞进行离体培养都需要在无菌条件下进行。 (6)植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。

Tixingtupo

题型突破

题型1 植物细胞工程

1．(2018·陕西省西安市高考生物一模)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，它具有生长期短、耐热性强和易于储藏等优点。如图是“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图，回答以下问题：

(1)为了得到原生质体需先用__纤维素酶__和__果胶酶__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__离心、振动、电激__，融合完成的标志是__再生出新的细胞壁__。由杂种细胞得到白菜—甘蓝还需要经过组织培养技术，其中需要避光培养的步骤是__脱分化__。

(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__38__；通常情况下，白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的，原因是__存在生殖隔离__，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__。

[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，再分化过程需光。(3)如图通过植物体细胞杂交技术获得的“白菜一甘蓝”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，因此白菜和甘蓝有性杂2018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＋＝

2219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。

2．(2018·河北邯郸一中二模)我国菊花主要有杭菊、亳菊、怀菊、贡菊等8种，是药

食兼优的代表性植物。研究发现杭菊具有明显的抗炎作用，怀菊具有良好的抗病毒作用(但是抗炎作用很弱)。结合所学知识回答下列问题：

(1)欲培育兼有明显抗炎、抗病毒疗效的菊花新品种，用杭菊和怀菊杂交的方法是做不到的，原因是__二者存在生殖隔离__。

(2)基因工程方法为培育上述新品种提供了可能性，在实施基因工程过程中，最关键的步骤是__基因表达载体的构建__。受体细胞的选择直接关系到实验的成功与否以及新生植株的品质，我们一般选取未开花的幼枝的芽尖，理由有__不带病毒或带病毒极少__、__分化程度低或易诱导脱分化和再分化(答案必须是两个方面)__(写出两个)。若想确定杭菊的受体细胞中是否导入了怀菊的抗病毒基因，常用的检测方法是__DNA分子杂交技术__。

(3)如果利用植物体细胞杂交的方法培育“杭菊怀菊”杂种植株，首先要获得这两种植物细胞的__原生质体__，用聚乙二醇诱导处理后，诱导实验材料再生出__细胞壁__，再利用植物组织培养技术培育出杂种植株。

(4)理论上利用植物体细胞杂交和基因工程的方法均可以培育出抗炎、抗病毒的优良菊花，这两项技术的共同特点有__定向改造生物(或克服了远缘杂交不亲和障碍)__。

[解析] (1)杭菊和怀菊属于两个不同的物种，二者之间存在生殖隔离，所以二者之间不能进行有性杂交。(2)基因工程的关键步骤是基因表达载体的构建；由于幼枝的芽尖具有不带病毒或带病毒极少、分化程度低或易诱导脱分化和再分化的特点，所以通常选取未开花的幼枝的芽尖做受体细胞；可用DNA分子杂交技术检测怀菊的抗病毒基因(目的基因)是否导入了杭菊受体细胞。(3)植物体细胞杂交技术首先要获得这两种植物细胞的原生质体，用聚乙二醇诱导处理后，诱导实验材料再生出细胞壁，再利用植物组织培养技术培育出杂种植株。(4)植物体细胞杂交技术和基因工程的共同特点是定向改造生物(或克服了远缘杂交不亲和障碍)。

易错警示

辨析有关植物细胞工程的3个错混点

(1)植物体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管是染色体数、基因型还是染色体组都采用直接相加的方法。

(2)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，从愈伤组织中获取产物。

(3)人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。 题型2 动物细胞工程

3．(2018·辽宁大连二模)白细胞介素4(IL－4)是具有多种免疫学调节功能的细胞因子，临床及研究中需要大量高纯度的IL－4，以及其高效检测试剂。下图是利用单克隆抗体技术制备抗IL－4特异性抗体的过程。回答相关问题。

(1)在免疫系统组成中，IL－4属于__免疫活性__物质。研究人员从外周血中提取到IL－4蛋白分子的mRNA。将其反转录成__cDNA__，构建特定表达载体，利用工程菌获得用于临床及研究需要的高纯度的IL－4蛋白。

(2)图中所示的a培养瓶中培养的是__骨髓瘤__细胞，其与M细胞融合产生双核或多核细胞。再经__有丝分裂__，进一步形成两个新的单核杂交细胞。

(3)b培养瓶所示过程中，要用特定的选择性培养基进行细胞筛选，得到的__融合的杂种(杂交瘤)__细胞能在体外培养增殖生长。经b获得的细胞，还需要进行__克隆化培养和抗体检测(或答“克隆化培养和专一抗体阳性检测”)__。

(4)c培养瓶中培养的细胞是__分泌抗IL－4抗体(答出此意即可)__的杂交瘤细胞。制备IL－4单克隆抗体的过程中，细胞培养瓶通常置于特定培养箱中进行细胞培养，要求培养瓶松盖，主要目的是__让O2进入培养瓶以供细胞代谢、使CO2进入培养瓶维持培养液的pH__。

4．回答下列与动物细胞工程有关的问题：

(1)动物细胞培养中，在细胞发生贴壁生长过程中会出现__接触__抑制。贴满瓶壁的细胞一般用__胰蛋白酶或胶原蛋白__酶处理后分瓶继续培养，这种培养过程称为__传代__培养。

(2)在细胞核移植过程中常用到卵母细胞，通常情况下，采集到的卵母细胞在体外培养到__减数第二次分裂中__期。在核移植之前，应去除卵母细胞的__细胞核__，原因是__若不去掉卵母细胞的细胞核，就会造成核移植后的卵母细胞中有两个细胞核，使得遗传物质不稳定__。

(3)如图表示制备单克隆抗体的过程。在获得B淋巴细胞之前，小鼠已被多次注射__相同__(填“相同”或“不同”)抗原，注射后小鼠体内发生__体液__(填“细胞”或“体液”)免疫反应，生成能产生抗体的B淋巴细胞(浆细胞)。①过程中，如果细胞发生两两融合，融合后出现__三__种不同的融合细胞。②过程需在特定的__选择__培养基上进行筛选，从而得到__杂交瘤__细胞。③过程培养细胞需要的气体环境为__95%的空气＋5%的CO2__。

[解析] (1)动物细胞培养过程中会发生接触抑制现象，贴满瓶壁的细胞一般用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理后继续培养，分瓶后的培养称为传代培养。(2)体细胞核移植过程中，卵母细胞一般培养到减数第二次分裂中期，并去除卵母细胞的细胞核，否则核移植后有两个细胞核，遗传物质表达发生混乱。(3)制备单克隆抗体前，对小鼠先要多次用同种抗原刺激，从而能产生足够的相应的浆细胞。B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合是随机的，可能是两个淋巴

细胞之间融合或两个骨髓瘤细胞之间融合，也可能是B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，因此有三种融合结果。为了得到杂交瘤细胞，需在特定的选择培养基上进行筛选。动物细胞培养的气体环境是95%的空气＋5%的CO2混合气体。

易错警示

辨析有关动物细胞融合与单克隆抗体的3个错混点

(1)灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。

(2)除了受到注射的抗原的刺激，小鼠在生活过程中还可能受到其他抗原的刺激，因此从小鼠体内取出的多个B淋巴细胞可能产生多种不同抗体，所以进行第二次筛选是非常必要的。

(3)单克隆抗体制备过程中，进行了多次动物细胞培养的操作，说明动物细胞培养是动物细胞工程的基础。

1．(2018·深圳调研)叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中，该技术能有效改良植物的品质。请回答：

(1)转基因技术的核心步骤是__基因表达载体的构建__，完成该步骤所需要的酶有__限制酶和DNA连接酶__。

(2)将植物体细胞处理得到原生质体，再通过__农杆菌转化法__或__基因枪__法，将目的基因导入原生质体，使原生质体再生出细胞壁之后，通过__植物组织培养__技术培养可得到相应的转基因幼苗。

(3)来自原核生物中有重要价值的外源基因，无需改造和修饰就可在叶绿体中高效表达，就此分析，原因是__叶绿体DNA与原核生物DNA结构类似(由于叶绿体大多数基因的结构、转录与翻译系统均与原核生物类似)__。

(4)对大多数高等植物而言，与传统的细胞核转基因相比，叶绿体转基因更稳定，其遗传方式__不遵循__(答“遵循”或“不遵循”)分离定律，不会随__花粉__(“花粉”或“卵细胞”)传给后代，从而保持了__母本__(“父本”或“母本”)的遗传特性。

[解析] (1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，所需要的酶有限制酶和DNA连接酶；(2)植物细胞导入受体细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。原生质体再生细胞壁之后，通过植物组织培养获取幼苗；(3)叶绿体DNA与原核生物DNA结构类似。(4)分离定律适用于有性生殖过程中细胞核遗传，故叶绿体转基因不遵循分离定律，为母系遗传。

2．(2018·天津市和平区生物一模)已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原。疫苗的生产和抗体的制备流程如图1所示。请回答下列问题：

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