綜合分析近幾年各地高考理綜試題生物部分 本專題有以下高考命題規律 1 命題內容 植物細胞全能性 植物組織培養和植物體細胞雜交的原理和過程 動物細胞培養過程 核移植技術原理及過程 單克隆抗體制備原理和過程 2 命題形式 考查形式有選擇題 簡答題和實驗題 3 命題思路 本部分內容命題主要側重于不同技術原理 過程及技術之間的區別和聯系 植物細胞培養和動物細胞培養 植物組織培養和植物體細胞雜交等 同時聯系必修內容中細胞結構和功能 細胞全能性和分化 基因突變等內容命題 4 命題趨勢 植物體細胞雜交和動物體細胞融合兩種細胞結合的原理 操作過程 植物細胞工程在植物育種和藥物的工廠化生產等方面應用較突出 很容易結合必修2的遺傳育種出題 體細胞克隆和單克隆抗體方面是社會熱點問題 整個技術中的操作程序 原理及各步驟的注意事項將是常考點 根據近幾年高考命題特點和規律 本專題的復習備考策略如下 1 知識方面 植物組織培養操作程序 原理 所用激素及各步驟的注意事項 動物細胞培養技術的過程和培養條件 植物體細胞雜交和動物體細胞融合的原理 操作過程 2 能力方面 以細胞的全能性為線索將植物組織培養技術與植物體細胞雜交技術有機結合起來 以動物細胞核的全能性為線索 將動物細胞培養與融合 體細胞核移植及單克隆抗體串聯起來 一 細胞工程 應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法 通過細胞水平或細胞器水平上的操作 按照人的意愿來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品的一門綜合科學技術 根據操作對象的不同 可分為植物細胞工程和 動物細胞工程 二 植物細胞工程 1 理論基礎 細胞的全能性 2 植物組織培養技術 2 應用 微型繁殖 作物脫毒 制造人工種子 單倍體育種 細胞產物的工廠化生產 3 植物體細胞雜交技術 2 融合方法 物理法 包括離心 振動 電激等 化學法 一般是用聚乙二醇 peg 3 意義 克服了遠緣雜交不親和的障礙 三 動物細胞工程 1 動物細胞培養 1 概念 動物細胞培養就是從動物體中取出相關的組織 將它分散成單個細胞 然后放在適當的培養基中 讓這些細胞生長和增殖 3 動物細胞培養需要滿足以下條件 無菌 無毒的環境 營養 需額外加入血清 血漿等天然成分 適宜的溫度 ph 氣體環境 4 動物細胞培養的應用 制備病毒疫苗 制備單克隆抗體 培養研究的各種細胞 2 細胞核移植技術 1 概念 動物細胞核移植是將動物的一個細胞核移入一個已經去掉細胞核的卵母細胞中 使其重組并發育成一個新的胚胎 這個新的胚胎最終發育為動物個體 2 類型 胚胎細胞核移植 比較容易 和體細胞核移植 比較難 3 體細胞核移植的大致過程 代孕雌性個體子宮內 個體 與供體性狀基本相同 4 體細胞核移植技術的應用 加速家畜遺傳改良進程 保護瀕危物種 生產醫用蛋白 5 體細胞核移植技術存在的問題 絕大多數克隆動物存在健康問題 表現出遺傳和生理缺陷等 3 動物細胞融合 1 概念 動物細胞融合也稱細胞雜交 是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程 2 結果 形成雜交細胞 3 誘導方法 聚乙二醇 滅活的病毒 電刺激等 4 意義 克服了遠緣雜交的不親和性 4 單克隆抗體 1 單克隆抗體的制備過程 2 雜交瘤細胞的特點 既能大量繁殖 又能產生專一的抗體 3 單克隆抗體的優點 特異性強 靈敏度高 能大量制備 比較植物組織培養和植物體細胞雜交 如圖為植物體細胞雜交技術流程圖 其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細胞 所含有的染色體組分別是aa和bb 請據圖分析回答 過程表示去除細胞壁 植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠 c細胞代表原生質體融合后重新長出細胞壁的細胞 有可能為四倍體aabb aaaa bbbb 也有可能沒有發生融合 細胞為aa bb 與自然狀況下的生殖細胞雜交相比 植物體細胞雜交主要意義在于其可以克服不同生物遠緣雜交的障礙 剛果紅與纖維素可以形成紅色復合物 如果被細菌分解 則失去紅色 形成透明圈 1 纖維素和果膠發生水解 或者纖維素分解為葡萄糖 果膠分解為半乳糖醛酸 aabb aaaa bbbb aa bb聚乙二醇 peg 克服了不同生物遠緣雜交的障礙 或擴大了可用于雜交的親本基因組合的范圍 2 剛果紅纖維素平板劃線法稀釋涂布平板法 植物組織培養的應用 1 植物繁殖的新途徑 1 微型繁殖 是用于快速繁殖優良品種的植物組織培養技術 實際上是無性生殖的一種 優點 在繁殖的過程中 細胞進行有絲分裂 親 子代細胞內dna相同 具有相同的基因 因此能保證親 子代遺傳特性不變 利用這種技術能高效快速實現種苗的大量繁殖 2 作物脫毒 采用莖尖組織培養來脫除病毒 選取作物無毒組織 如莖尖 進行組織培養 獲得脫毒苗的技術 因為植物分生區附近的病毒極少或沒有 3 人工種子 植物組織培養得到胚狀體 不定芽 頂芽和腋芽 包上人工種皮就可形成人工種子 優點 完全保持優良品種的遺傳特性 不受氣候 季節和地域的限制 方便儲藏和運輸 2 作物新品種的培育 1 單倍體育種 單倍體育種的優點是后代無性狀分離 后代都是純合子 能夠穩定遺傳 明顯縮短育種年限 單倍體育種從本質上說屬于有性生殖 這一點與微型繁殖有所區別 但單倍體育種首先要進行花藥離體培養 還是采用微型繁殖的技術 然后用秋水仙素處理 獲得純合子 2 單倍體育種和突變體的利用 突變體aa中a為突變基因 并控制著優良性狀 利用單倍體育種的過程如下 突變體利用 在組織培養中會出現突變體 通過從有用的突變體中選育出新品種 如篩選抗病 抗鹽 含高蛋白的突變體 3 細胞產物的工廠化生產 通過對能夠產生有利的產物的細胞進行組織培養 從而獲得大量的細胞產物 細胞產物有蛋白質 脂肪 糖類 藥物 香料 生物堿 a 植物細胞融合的標志是產生新的細胞壁 b 作物脫毒 人工種子 單倍體育種的培育過程均有采用微型繁殖的技術 作物脫毒主要是強調微型繁殖的取材一定是無毒的 如莖尖 根尖 才能繁殖出無毒的幼苗 某二倍體植物是雜合子 如圖為其花藥中未成熟花粉在適宜的培養基上培養產生完整植株的過程 據圖回答下列問題 1 圖中 表示的是該花粉培養過程中的過程 表示的是過程 x代表的是 表示的是過程 表示的是誘導過程 2 圖中從愈傷組織形成完整植株的途徑有兩條 具體通過哪一條途徑主要取決于培養基成分中的種類及其濃度配比 最后獲得的來源于未成熟花粉的完整植株都稱為植株 甲 未成熟花粉經培養能形成完整植株 說明未成熟花粉具有 1 圖示 過程形成愈傷組織 所以應是脫分化過程 過程形成叢芽 芽 說明是再分化過程 而叢芽 芽 經過 過程形成植株 說明是分化生根的過程 另外愈傷組織在不同的培養基上也可先生根 再分化形成芽 形成完整植株 所以x就是胚狀體 主要結構是根 2 培養基中所含的植物激素種類和濃度配比不同 誘導形成的結構不相同 花藥細胞含有本物種全套的遺傳物質 具有全能性 離體培養成的個體都是單倍體 3 植株甲為單倍體 只含有配子的染色體組成 是高度不育的 只有其染色體加倍后 才能產生正常的配子 因染色體加倍后形成的是純合子 減數分裂只形成一種基因組成的配子 因雜合子植株含有多對等位基因 所以這樣的群體產生的配子有多種 因單倍體育種形成的是純合子 自交后代不發生性狀分離 在育種上可明顯地縮短育種年限 1 脫分化再分化胚狀體分化 或發育 生根 2 植物激素單倍體細胞的全能性 3 染色體加倍無性繁殖乙 或經過染色體加倍的 一多縮短育種年限 動物細胞工程 1 動物細胞培養 1 概念 從動物體中取出相關的組織 將它分散成單個細胞 然后放在適宜的培養基中 讓這些細胞生長和增殖 2 相關概念 細胞貼壁 懸液中分散的細胞貼附在瓶壁上 細胞的接觸抑制 細胞分裂生長到表面相互接觸時就會停止分裂增殖的現象 癌細胞無 原代培養 動物組織消化后的初次培養 傳代培養 貼滿瓶壁的細胞要重新用胰蛋白酶處理 然后分瓶繼續培養 讓細胞繼續增殖 細胞株 原代培養的細胞傳至10到50代左右 這種傳代細胞叫細胞株 遺傳物質未改變 細胞系 有可能在培養條件下無限制傳代下去 這種傳代細胞稱細胞系 遺傳物質已改變 3 培養條件 無菌 無毒 有營養 放在培養基中 溫度和ph 氣體環境 co2維持培養液ph 4 應用 病毒疫苗 干擾素 單克隆抗體都可以借助動物細胞的大規模培養生產 另外 基因工程也離不開動物細胞的培養 當受體細胞為動物細胞時 5 動物細胞培養與植物組織培養的比較 2 動物細胞核移植 1 概念 將動物細胞的細胞核移入已去掉細胞核的卵母細胞中 使其重組并發育成一個新的胚胎 最終發育為動物個體 2 應用 促進優良畜群繁育 保護瀕危物種 可作為生物反應器 生產珍貴醫用蛋白 體外培育組織 器官用于組織器官的移植 3 動物細胞培養和體細胞核移植 動物胚胎細胞分化程度低 恢復其全能性相對容易 而動物體細胞分化程度高 恢復其全能性十分困難 3 動物細胞融合 1 概念 是兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程 2 原理 與植物原生質體融合的基本原理相同 均為細胞膜的流動性 3 基本過程 不同dna的兩個細胞進行融合 方法 滅活的病毒 peg 電激等 形成融合細胞 再使之進行有絲分裂后 得到兩個完整的雜交細胞 4 特點 雜交細胞可以具備原先兩種細胞的特點 突破了有性雜交方法的局限 使遠緣雜交成為可能 5 動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較 4 單克隆抗體的制備 1 過程 2 單克隆抗體的優點 特異性強 靈敏度高 并可能大量制備 3 實際應用 作為診斷試劑 識別各種抗原物質的細微差別 用于治療疾病和運載藥物 用于癌癥治療 可制成生物導彈 用動物細胞工程技術獲取單克隆抗體 下列實驗步驟中錯誤的是 a 將抗原注入小鼠體內 獲得能產生抗體的b淋巴細胞b 用纖維素酶處理b淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞 c 用聚乙二