高考总复习系列x32克隆技术及生物技术的伦理问题

第2讲　克隆技术及生物技术的伦理问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 (1)植物的组织培养(Ⅱ)　(2)动物的细胞培养与体细胞克隆(Ⅰ)　(3)细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)　(4)生物技术中的伦理问题(Ⅰ)知识点一　植物细胞 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 1．细胞工程(1)操作水平：____________________。(2)目的：按照人的意愿来改变细胞内的________或获得_________。细胞水平或细胞器水平遗传物质细胞产品2．植物细胞的全能性(1)概念：具有某种生物全部________的任何一个细胞，都具有发育成______________的潜能。(2)原理：细胞内含有本物种的_____________。(3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于________状态，提供一定的________________和其他适宜外界条件。遗传信息完整生物个体全部遗传信息离体营养、激素3．植物组织培养技术(1)原理：植物细胞具有⑨________。(2)过程：全能性答案：⑩脱分化　⑪再分化　⑫人工种子想一想：在诱导愈伤组织分化时哪些物质起作用？答案：植物激素在愈伤组织的分化中起重要作用，生长素用于诱导细胞的分裂和根的分化。细胞分裂素是促进细胞的分裂和不定芽的分化。4．植物体细胞杂交技术(1)去壁：酶解法，所用酶为_________________。(2)诱导原生质体融合：物理法——离心、振动、电激等；化学法——常用_________(PEG)作诱导剂。(3)植物体细胞杂交成功的标志：_____________________。(4)优点：克服________________________。(5)变异类型：____________。纤维素酶和果胶酶聚乙二醇杂种细胞再生出细胞壁不同生物远缘杂交的障碍染色体变异优良品种的遗传特性分生区愈伤组织知识点二　动物细胞工程1．动物细胞培养：其他动物细胞工程技术的基础。Ⅰ.培养过程Ⅱ.培养条件(1)无菌、无毒的环境——无菌处理、加________杀菌、定期更换培养液。(2)营养——葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐和微量元素＋___________等天然成分。(3)适宜的温度(36.5±0.5℃)和pH(7.2～7.4)。(4)气体环境——95%空气＋5%CO2(维持____________)。Ⅲ.应用：生产细胞产品，如干扰素、疫苗、单克隆抗体；检测并判断某毒性物质毒性的大小；临床医学研究。抗生素血清或血浆培养液的pH议一议：如何通过细胞培养检测有毒物质毒性的大小？答案：用含有一定浓度有毒物质的细胞培养液和正常细胞培养液同时培养正常细胞，通过对照观察变异细胞的百分数来确定其毒性强弱。2．动物体细胞核移植(1)原理：_______________________。(2)过程动物细胞核具有全能性3．单克隆抗体制备(1)诱导动物细胞融合的方法：物理法——离心、震动、电激等；化学法——聚乙二醇；生物法——________。(2)单克隆抗体制备过程灭活病毒(3)单克隆抗体的优点：_______________、灵敏度高，可大量制备。(4)单克隆抗体的应用：作为________；用于治疗疾病和_________。特异性强诊断试剂运载药物议一议：鼠的单克隆抗体能否用于人体疾病的治疗？答案：不能。因为小鼠的B淋巴细胞所产生的抗体与人体B淋巴细胞产生的抗体是不同的。植物细胞工程高考地位：5年7考(2012广东卷，2011江苏卷、天津卷，2010全国新课标卷……)一、植物组织培养及细胞全能性1．操作流程及培养条件(1)操作流程(2)培养条件：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)。①幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难。②对外植体要进行消毒处理，而对各种器械要彻底灭菌。③植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成本高。④诱导愈伤组织再分化形成胚状体或丛芽及生根的过程中，要进行换瓶处理，以改变培养基中的激素配比及浓度。2．脱分化和再分化的比较①愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理，以便诱导叶绿素的形成。②生长素和细胞分裂素在植物体内含量很低，因此植物组织培养中常用人工合成的生长素类似物和细胞分裂素类似物。细胞分裂素/生长素的比例适中，有利于外植体脱分化，比例升高有利于愈伤组织再分化形成丛芽，比例降低则有利于生根。3．原理高度分化植物细胞仍然具有全能性。二、植物体细胞杂交1．技术操作流程图2．原理及过程解读(1)植物体细胞杂交的障碍①植物细胞都有细胞壁。根据酶的专一性原理，用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。②原生质体融合。人工诱导方法包括物理法，如离心、振动、电激；化学法，如聚乙二醇(PEG)诱导等。(2)杂种细胞的类型有三种：AA、BB、AB，符合要求的只有AB，需要进行筛选。(3)杂种细胞AB形成的标志：新的细胞壁的生成。(4)杂种植株遗传物质的变化：细胞融合属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，形成异源多倍体。(5)植物体细胞杂交的原理：原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂种细胞发育成杂种植株利用了细胞的全能性。高考理综命题既可以单独考查植物组织培养、体细胞杂交及其应用，又可与代谢、基因工程学综合命题，近几年，选择题、非选择题均有出现。【典例1】如图所示为科学家利用番茄叶细胞和马铃薯叶细胞杂交培育“番茄—马铃薯”植株的过程，请回答下列问题。(1)①②过程使用了__________酶，为使植物原生质体相互分离，此处使用的溶液浓度较大，以保证植物细胞会发生__________，以保护原生质体不被破坏；在动物细胞培养技术中，使细胞分离开来的酶是__________。(2)过程③在化学药剂________的作用下会发生细胞融合；动物细胞融合的方法与植物细胞不相同的是________。(3)过程__________属于脱分化，过程__________属于再分化，细胞发生分化的根本原因是__________。(4)过程⑤⑥⑦的细胞工程技术是__________，其培养时选用的材料通常是分生组织，原因是__________。(5)植物体细胞杂交的研究在________方面，取得了巨大突破。解析　本题考查植物体细胞杂交的有关知识，意在考查考生的综合运用能力。(1)①②过程使用含有纤维素酶和果胶酶的高浓度溶液处理植物细胞，使植物细胞发生质壁分离，从而保护原生质体不被破坏。在动物细胞培养技术中，使细胞分离开来的酶是胰蛋白酶。(2)过程③是诱导原生质体融合，常用的化学促融剂是聚乙二醇，而用灭活的病毒促进细胞融合是动物细胞融合特有的方式。(3)⑤过程为脱分化，⑥过程为再分化，愈伤组织在细胞增殖过程中，由于基因选择性表达形成具有根、茎、叶的植物体。(4)过程⑤⑥⑦为植物组织培养过程。植物组织培养时，由于分生组织细胞分裂旺盛、全能性高，因此常作为组织培养的材料。(5)植物体细胞杂交可以克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍，实现不同物种间的基因交流。答案　(1)纤维素酶和果胶　质壁分离　胰蛋白酶(2)聚乙二醇　可以使用灭活的病毒　(3)⑤　⑥　基因的选择性表达　(4)植物组织培养　全能性高，易培养形成愈伤组织　(5)克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍一、植物组织培养和动物细胞培养的比较动物细胞工程及相关技术的比较高考地位：5年8考(2012浙江卷、江苏卷，2011浙江卷、江苏卷，2010四川卷、福建卷……)二、细胞融合与单克隆抗体1．动物细胞融合(1)动物细胞融合：两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。(2)诱导方法：化学法(聚乙二醇)，灭活的病毒，物理法(离心、振动、电激等)。(3)动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。2．单克隆抗体的制备制备单克隆抗体过程中两次筛选第一次筛选是将未融合的B淋巴细胞、骨髓瘤细胞以及BB融合、瘤瘤融合的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出B瘤融合的细胞。第二次筛选是将产生特定抗体的B瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内取免疫过的B淋巴细胞时可以取出很多种，因此形成的杂交瘤细胞也有很多种，所以需筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。三、关注生物学热点内容——动物细胞核移植与克隆技术引起的伦理问题1．动物细胞核移植操作流程要点解读(1)原理：动物细胞核的全能性(不能说动物细胞全能性)。(2)卵母细胞选择时期及原因减Ⅱ中期的卵母细胞，此时具备受精能力，细胞质中合成与分裂、分化有关的物质能刺激融合后重组细胞进行分裂、分化，形成重组胚胎。(3)选卵细胞作为受体细胞的原因①大，易于操作；②卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养；③能激发重组细胞分裂、分化。(4)该过程用到的技术手段：动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植。(5)应用：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育、保护濒危物种、克隆器官用于移植等。2．克隆人的类型及其伦理问题(1)类型(2)克隆技术引发的伦理问题课标卷高 考试题 教师业务能力考试题中学音乐幼儿园保育员考试题目免费下载工程测量项目竞赛理论考试题库院感知识考试题及答案公司二级安全考试题答案 中，常考查动物细胞培养、单克隆抗体制备、核移植及克隆技术的伦理 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 等。【典例2】人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备的抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。如图为抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答下列问题。(1)制备单克隆抗体过程中要用到________和________技术。(2)制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于________，使小鼠产生能分泌相应________的淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的________免疫。(3)在细胞内DNA合成一般有两条途径。主要途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基喋呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经酶催化合成DNA，而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。①利用两条DNA合成途径的不同特点配制的HAT培养基含有多种成分，其中添加的________成分具有筛选杂交瘤细胞的作用。②最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是________________。(4)此过程生产的单克隆抗体可以与________特异性结合，从而诊断早孕。解析　制备单克隆抗体要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术。给小鼠注射的HCG相当于抗原，小鼠进行体液免疫，可产生能分泌相应抗体的B淋巴细胞。在培养基中加入氨基喋呤，可阻断细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA的过程，从而抑制DNA通过此途径进行复制，因此用此种培养基进行筛选时，培养基中的骨髓瘤细胞的DNA复制过程被阻断，骨髓瘤细胞不能生长，而受抗原刺激后的B淋巴细胞也不能增殖，则筛选出来的就都是杂交瘤细胞。答案　(1)动物细胞培养　动物细胞融合　(2)抗原　抗体　体液　(3)①氨基喋呤　②能无限增殖并分泌特异性抗体(必须答全)　(4)人绒毛膜促性腺激素(或HCG)1.(2012·广东理综，2)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是(　　)。　　　　　　　　　　　　　　　　　　A．组织培养B．细胞杂交C．显微注射D．核移植植物细胞工程解析　本题主要考查现代生物技术应用的相关知识。由于植物分生组织中病毒很少或没有病毒，常用茎尖通过组织培养技术培育脱毒苗；细胞杂交通常用于培育杂种个体；显微注射技术常用于基因工程，培育转基因生物；核移植技术常用于培养克隆动物。故只有A选项符合题意。答案　A2．(2012·江苏，22)下列事实能体现细胞全能性的是(多选)(　　)。A．棉花根尖细胞经诱导形成幼苗B．单细胞的DNA在体外大量扩增C．动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体D．小鼠体细胞经诱导培育成小鼠解析　细胞的全能性是指已高度分化的细胞，仍具有发育成完整个体的潜能，A、D两项均为单个细胞培养成个体的实例，B、C则与这一概念不符，B项为DNA复制，C项则是细胞中特定蛋白质的合成与分泌。答案　AD3.(2010·四川理综，5)某实验室做了下图所示的实验研究，下列相关叙述，正确的是(　　)。动物细胞工程A．与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞的全能性较低B．过程②是诱导干细胞的结构和遗传物质发生稳定性差异的过程C．每个Y细胞只产生一种抗体，故过程③不需要选择性培养基进行筛选D．过程④产生的单抗，不需细胞膜上载体蛋白的协助就能释放到细胞外解析　诱导干细胞的全能性高于纤维母细胞；过程②是细胞的分化过程，即基因的选择性表达过程，但遗传物质一般不会变化；病毒蛋白质外壳上有多个抗原决定簇，经刺激分化产生的浆(效应B)细胞所产生的抗体不一定是需要的抗体，因此仍需筛选；抗体的分泌是外排作用，而不是跨膜运输，不需要细胞膜上的载体蛋白协助。答案　D4．(2010·浙江卷)下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是(　　)。A．培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞B．克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变C．二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的D．恶性细胞系的细胞可进行传代培养解析　本题主要考查细胞工程的有关知识，动物细胞培养可以分为原代培养和传代培养，原代培养到一定程度后要进行传代，因为细胞有接触抑制现象，当细胞接触时就会停止分裂(在细胞培养过程中进行的为有丝分裂，所以培养出来的多数细胞基因型相同)，但是细胞在培养过程中，传代次数也是有限的，一般为50次就会死亡，留下来的细胞就是发生了癌变的细胞，遗传物质发生改变，具有不死性，不再保留接触抑制现象，仍能进行传代培养，所以答案为D。答案　D见Word版限时 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