專(zhuān)題(十三)細(xì)胞工程與基因工程明考點(diǎn)·析考情考點(diǎn)1.植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。2.動(dòng)物細(xì)胞工程。3.胚胎工程的理論基礎(chǔ)及應(yīng)用。4.基因工程的基本工具、操作程序及應(yīng)用。5.DNA的粗提取與鑒定。6.DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定。7.蛋白質(zhì)工程。8.生物技術(shù)的安全性與倫理問(wèn)題?？记?.細(xì)胞工程、胚胎工程的命題多以選擇題呈現(xiàn)，基因工程的命題多以簡(jiǎn)答題呈現(xiàn)，屬于年年必考的題目。2.試題情境以下列幾種居多：(1)以單克隆抗體為情境考查細(xì)胞工程。(2)以胚胎移植為情境考查胚胎工程。(3)以來(lái)自大學(xué)教材或最新的文獻(xiàn)資料為情境考查基因工程。命題點(diǎn)1細(xì)胞工程1．植物組織培養(yǎng)技術(shù)——原理：植物細(xì)胞的全能性(1)植物組織培養(yǎng)中添加蔗糖的目的是提供營(yíng)養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓。(2)脫分化階段不需要光，再分化階段需要光。(3)生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比值高時(shí)，促進(jìn)根的分化、抑制芽的形成；比值低時(shí)，促進(jìn)芽的分化、抑制根的形成。(4)體內(nèi)細(xì)胞未表現(xiàn)全能性的原因：在特定的時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性地表達(dá)。2．植物體細(xì)胞雜交技術(shù)——原理：植物細(xì)胞的全能性、細(xì)胞膜的流動(dòng)性(1)原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志是再生出細(xì)胞壁。植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志是培育出雜種植株。(2)植物體細(xì)胞雜交的培養(yǎng)基中要添加蔗糖溶液且濃度略大于原生質(zhì)體內(nèi)的濃度，這樣不僅能為原生質(zhì)體提供營(yíng)養(yǎng)，還能維持一定的滲透壓，使原生質(zhì)體保持正常的形態(tài)。3．針對(duì)兩類(lèi)目標(biāo)(試管苗、細(xì)胞產(chǎn)物)的培養(yǎng)流程(1)植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是工廠化生產(chǎn)相關(guān)代謝產(chǎn)物的一條有效途徑，在生產(chǎn)中通常要培養(yǎng)到愈傷組織階段。因?yàn)榇藭r(shí)細(xì)胞分裂能力旺盛，代謝快，有利于產(chǎn)物生成。(2)植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性，植物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是細(xì)胞增殖。4．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)(以貼壁細(xì)胞為例)——原理：細(xì)胞增殖(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程①保障無(wú)菌、無(wú)毒的措施：對(duì)培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具進(jìn)行滅菌處理以及在無(wú)菌條件下進(jìn)行操作，定期更換培養(yǎng)液。②動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有O2和CO2。O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶，并將它們置于含有95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。③動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中兩次使用胰蛋白酶的作用不同。第一次：處理剪碎的組織，使其分散成單個(gè)細(xì)胞；第二次：使貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞從瓶壁上脫落下來(lái)分散成單個(gè)細(xì)胞。④區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的關(guān)鍵：是否分瓶培養(yǎng)。(2)干細(xì)胞比較項(xiàng)目胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)成體干細(xì)胞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)來(lái)源早期胚胎成體組織或器官內(nèi)由高度分化的組織細(xì)胞誘導(dǎo)形成特點(diǎn)具有分化為成年動(dòng)物體內(nèi)的任何一種類(lèi)型的細(xì)胞，并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織和器官甚至個(gè)體的潛能具有組織特異性，只能分化成特定的細(xì)胞或組織，不具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力類(lèi)似胚胎干細(xì)胞；誘導(dǎo)過(guò)程無(wú)須破壞胚胎，理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)，應(yīng)用前景更廣泛5.單克隆抗體的制備——原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞的增殖6．動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)——原理：動(dòng)物細(xì)胞核的全能性(1)體細(xì)胞核移植獲得的克隆動(dòng)物與提供細(xì)胞核的親本性狀可能不同的三個(gè)原因：①克隆動(dòng)物遺傳物質(zhì)來(lái)自?xún)蓚€(gè)親本；②發(fā)育過(guò)程中可能發(fā)生基因突變或染色體變異；③外界環(huán)境可能引起不可遺傳的變異。(2)克隆動(dòng)物的產(chǎn)生屬于無(wú)性繁殖過(guò)程，而試管動(dòng)物則是在體外受精形成受精卵，由受精卵發(fā)育成的個(gè)體，因此屬于有性繁殖。1．(2023·廣東，12)人參皂苷是人參的主要活性成分。科研人員分別誘導(dǎo)人參根與胡蘿卜根產(chǎn)生愈傷組織并進(jìn)行細(xì)胞融合，以提高人參皂苷的產(chǎn)率。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．細(xì)胞融合前應(yīng)去除細(xì)胞壁B．高Ca2＋—高pH溶液可促進(jìn)細(xì)胞融合C．融合的細(xì)胞即為雜交細(xì)胞D．雜交細(xì)胞可能具有生長(zhǎng)快速的優(yōu)勢(shì)思維延伸——判斷與填充(1)再分化過(guò)程中提高生長(zhǎng)素的比例以促進(jìn)芽的分化(2019·江蘇，20)()(2)在藍(lán)莓組織培養(yǎng)過(guò)程中，宜選用藍(lán)莓成熟葉片為材料制備外植體(2022·遼寧，14)()(3)(2019·全國(guó)Ⅲ，38節(jié)選)培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過(guò)程如圖所示，步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，原因是__________________________________________；從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養(yǎng)基，其原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。而步驟⑥要進(jìn)行照光培養(yǎng)，其作用是________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)(2020·天津，15節(jié)選)在誘導(dǎo)形成愈傷組織階段時(shí)通常選擇莖尖、幼葉等作為外植體，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．(2021·遼寧，13)下圖是利用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆優(yōu)質(zhì)奶牛的簡(jiǎn)易流程圖，有關(guān)敘述正確的是()A．后代丁的遺傳性狀由甲和丙的遺傳物質(zhì)共同決定B．過(guò)程①需要提供95%空氣和5%CO2的混合氣體C．過(guò)程②常使用顯微操作去核法對(duì)受精卵進(jìn)行處理D．過(guò)程③將激活后的重組細(xì)胞培養(yǎng)至原腸胚后移植3．(2023·湖北，22節(jié)選)某病毒對(duì)動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)危害十分嚴(yán)重。我國(guó)學(xué)者擬以該病毒外殼蛋白A為抗原來(lái)制備單克隆抗體，以期快速檢測(cè)該病毒，其主要技術(shù)路線如圖所示。回答下列問(wèn)題：(1)與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合前，已免疫的脾細(xì)胞(含漿細(xì)胞)________(填“需要”或“不需要”)通過(guò)原代培養(yǎng)擴(kuò)大細(xì)胞數(shù)量；添加脂溶性物質(zhì)PEG可促進(jìn)細(xì)胞融合，該過(guò)程中PEG對(duì)細(xì)胞膜的作用是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在雜交瘤細(xì)胞篩選過(guò)程中，常使用特定的選擇培養(yǎng)基(如HAT培養(yǎng)基)，該培養(yǎng)基對(duì)________________________和____________________生長(zhǎng)具有抑制作用。(3)單克隆抗體篩選中，將抗體與該病毒外殼蛋白進(jìn)行雜交，其目的是___________________________________________________________________________________________________。思維延伸——判斷與填充(1)營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)充足時(shí)，傳代培養(yǎng)的胚胎干細(xì)胞不會(huì)發(fā)生接觸抑制(2023·海南，7)()(2)將骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞混合，經(jīng)誘導(dǎo)后融合的細(xì)胞即為雜交瘤細(xì)胞(2021·江蘇，11)()(3)雜交瘤細(xì)胞制備過(guò)程中，可用滅活的仙臺(tái)病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合(經(jīng)典高考題)()(4)(2019·江蘇，29節(jié)選)采集豬的組織塊，用________________________處理獲得分散的成纖維細(xì)胞，放置于37℃的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，其中CO2的作用是________________。(5)(2020·江蘇，28節(jié)選)某病毒可通過(guò)表面的棘突蛋白(S蛋白)與人呼吸道黏膜上皮細(xì)胞的ACE2受體結(jié)合，侵入人體，研制抗S蛋白單克隆抗體，需先注射________________免疫小鼠，以激活小鼠的免疫細(xì)胞，再提取激活的B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合，用HAT培養(yǎng)基篩選獲得________細(xì)胞。因?yàn)橥环N抗原可能激活________細(xì)胞，還需繼續(xù)篩選才能獲得分泌所需單克隆抗體的細(xì)胞株。題組一植物細(xì)胞工程1．(2023·廣州高三調(diào)研)下列有關(guān)植物細(xì)胞工程的敘述，正確的是()A．脫分化的實(shí)質(zhì)是通過(guò)基因的選擇性表達(dá)改變細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能B．植物體細(xì)胞雜交培育出的新品種植株有可能是單倍體C．菊花組織培養(yǎng)選擇外植體，通常選用分裂能力強(qiáng)的新生細(xì)胞D．植物細(xì)胞培養(yǎng)中獲得了許多細(xì)胞代謝產(chǎn)物體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性2．(2023·山東，14)利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在離體條件下對(duì)單個(gè)細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖，可獲得植物細(xì)胞的某些次生代謝物。下列說(shuō)法正確的是()A．利用該技術(shù)可獲得某些無(wú)法通過(guò)化學(xué)合成途徑得到的產(chǎn)物B．植物細(xì)胞體積小，故不能通過(guò)該技術(shù)進(jìn)行其產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)C．次生代謝物是植物所必需的，但含量少，應(yīng)選擇產(chǎn)量高的細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)D．該技術(shù)主要利用促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)的培養(yǎng)條件提高單個(gè)細(xì)胞中次生代謝物的含量題組二動(dòng)物細(xì)胞工程3．我國(guó)研究人員創(chuàng)造出一種新型干細(xì)胞——異種雜合二倍體胚胎干細(xì)胞，具體過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．異源二倍體ES中沒(méi)有同源染色體和等位基因B．ES細(xì)胞在形態(tài)上表現(xiàn)為體積大、細(xì)胞核小、核仁明顯C．ES細(xì)胞在功能上表現(xiàn)為具有發(fā)育的全能性D．將精子培育成單倍體囊胚2，需要用到核移植技術(shù)4．靶向治療是目前治療腫瘤的有效方法之一，其原理是利用抗體等特異性物質(zhì)作為載體，將藥物送到腫瘤部位，對(duì)腫瘤進(jìn)行特異性殺傷，其作用原理如圖1所示。為了生產(chǎn)能同時(shí)與藥物和腫瘤細(xì)胞抗原結(jié)合的抗體，科學(xué)家創(chuàng)造了制備雙特異性抗體的方法，過(guò)程如圖2所示。請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問(wèn)題：(1)由圖1可以看出，抗體是由________條肽鏈構(gòu)成的蛋白質(zhì)，細(xì)胞內(nèi)合成抗體時(shí)，其空間結(jié)構(gòu)形成的場(chǎng)所主要是____________。(2)圖2中過(guò)程①是給小鼠注射____________，從而獲得已免疫的B淋巴細(xì)胞。(3)為選出能產(chǎn)生專(zhuān)一抗體的細(xì)胞，要從HAT培養(yǎng)基上篩選出雜交瘤細(xì)胞，然后稀釋滴入多孔培養(yǎng)板中，使多孔培養(yǎng)板每孔中有一個(gè)細(xì)胞，然后篩選出抗體檢測(cè)呈________(填“陽(yáng)性”或“陰性”)的細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)；該克隆化培養(yǎng)細(xì)胞具有的特點(diǎn)為_(kāi)_________________________________________________________________________________________________。(4)圖中過(guò)程⑤給小鼠注射抗腫瘤藥物的目的是________________________，圖2方框內(nèi)的主要操作是_______________________________________________________________________。(5)與直接使用抗腫瘤藥物相比，將抗腫瘤藥物