1. (揚州中學(xué)09屆高三5月模擬18、)下列關(guān)于現(xiàn)代生物工程技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)的是
A．利用基因工程技術(shù)可獲得符合生產(chǎn)要求的突變植株
B．利用細(xì)胞工程技術(shù)可以大量制備純度高的抗流感病毒的抗體
C．利用動物細(xì)胞培養(yǎng)或植物組織培養(yǎng)技術(shù)，均可獲得完整生物體
D．利用細(xì)胞工程技術(shù)，將兩種二倍體植物的花粉進(jìn)行細(xì)胞雜交，可獲得二倍體可育植株
(三)胚胎工程的應(yīng)用
1.體外受精和胚胎的早期培養(yǎng)
(1)卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)：
主要方法：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后，從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。第二種方法：從剛屠宰母畜的卵巢中采集卵母細(xì)胞；第三種方法是借助超聲波探測儀、腹腔鏡等直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細(xì)胞。采集的卵母細(xì)胞，都要在體外經(jīng)人工培養(yǎng)成熟后，才能與獲能的精子受精。
(2) 精子的采集和獲能：在體外受精前，要對精子進(jìn)行獲能處理。
(3) 受精：獲能的精子和培養(yǎng)成熟的卵細(xì)胞在獲能溶液或專用的受精溶液中完成受精過程。
(4)胚胎的早期培養(yǎng)：精子與卵子在體外受精后，應(yīng)將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，以檢查受精狀況和受精卵的發(fā)育能力。培養(yǎng)液成分較復(fù)雜，除一些無機(jī)鹽和有機(jī)鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及血清等物質(zhì)。當(dāng)胚胎發(fā)育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植的時間不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進(jìn)行移植，小鼠、家兔等實驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在4個細(xì)胞階段移植。)
2.胚胎移植
(1)胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其它雌性動物的體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術(shù)。其中提供胚胎的個體稱為“供體”，接受胚胎的個體稱為“受體”。(供體為優(yōu)良品種，作為受體的雌性動物應(yīng)為常見或存量大的品種。)
地位：如轉(zhuǎn)基因、核移植，或體外受精等任何一項胚胎工程技術(shù)所生產(chǎn)的胚胎，都必須經(jīng)過胚胎移植技術(shù)才能獲得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。
(2) 胚胎移植的意義：大大縮短了供體本身的繁殖周期，充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖能力。
(3) 生理學(xué)基礎(chǔ)：①動物發(fā)情排卵后，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環(huán)境。
②早期胚胎在一定時間內(nèi)處于游離狀態(tài)。這就為胚胎的收集提供了可能。
③受體對移入子宮的外來胚胎不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。這為胚胎在受體的存活提供了可能。
④供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。
(4) 基本程序主要包括：
①對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的供體，有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的受體，供體和受體是同一物種。并用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理，用促性腺激素對供體母牛做超數(shù)排卵處理。
②配種或人工授精。
③對胚胎的收集、檢查、培養(yǎng)或保存。配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來(也叫沖卵)。對胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查，此時的胚胎應(yīng)發(fā)育到桑椹或胚囊胚階段。直接向受體移植或放入－196℃的液氮中保存。
④對胚胎進(jìn)行移植。
⑤移植后的檢查。對受體母牛進(jìn)行是否妊娠的檢查。
3.胚胎分割
(1)概念：是指采用機(jī)械方法將早期胚胎切割2等份、4等份等，經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。
(2)意義：來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，屬于無性繁殖。
(3)材料：發(fā)育良好，形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。(桑椹胚至囊胚的發(fā)育過程中，細(xì)胞開始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。)
(4)操作過程：對囊胚階段的胚胎分割時，要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步發(fā)育。
|
1.細(xì)胞工程中的一些技術(shù)手段的比較
|
細(xì)胞工程 |
植物細(xì)胞工程 |
動物細(xì)胞工程 |
|
基本原理 |
細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，工程學(xué)手段改造細(xì)胞 |
|
|
操作水平 |
細(xì)胞整體水平、細(xì)胞器水平操作 |
|
|
實質(zhì)內(nèi)容 |
改變遺傳物質(zhì)、產(chǎn)生新的性狀，獲得細(xì)胞產(chǎn)品 |
|
|
技術(shù)手段 |
植物組織培養(yǎng)技術(shù) 植物體細(xì)胞融合技術(shù) |
動物細(xì)胞培養(yǎng) 動物細(xì)胞融合、單克隆抗體制備技術(shù) 胚胎移植、核移植等 |
|
理論基礎(chǔ) |
植物細(xì)胞全能性、細(xì)胞膜的流動性 |
細(xì)胞增值、細(xì)胞膜的流動性 |
|
誘導(dǎo)手段 |
物理法 離心、振動、電刺激 化學(xué)法 聚乙二醇 |
物理 電刺激 化學(xué) 聚乙二醇 生物 滅活病毒(滅活仙臺病毒) |
|
過 程 |
原生質(zhì)體的制備(酶解法) 原生質(zhì)體的融合(物、化法) 雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng) 雜種植株鑒定 |
正常小鼠的處理(注射滅活抗原) 動物細(xì)胞融合(物、化、生法) 雜交瘤細(xì)胞的篩選和培養(yǎng) 提純單克隆抗體(特異性強(qiáng)、靈敏度高) |
|
應(yīng)用 |
白菜-甘蘭等雜交植物 |
單克隆抗體的制備(雜交瘤細(xì)胞) |
|
意義和用途 |
(1)克服有性遠(yuǎn)緣雜交不親和性障礙 (2)培育作物新品種 |
有助于疾病的診斷、治療、預(yù)防 |
2.植物體細(xì)胞雜交與動物細(xì)胞融合比較
|
|
植物細(xì)胞雜交(番茄馬鈴薯植株) |
動物細(xì)胞融合(單克隆抗體制備) |
|
|
過 程 |
第1步 |
原生質(zhì)體的制備(酶解法) |
正常小鼠的處理(注射滅活抗原) |
|
第2步 |
原生質(zhì)體的融合(物化法) |
動物細(xì)胞融合(物化生法) |
|
|
第3步 |
雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng) |
雜交瘤細(xì)胞的篩選和培養(yǎng) |
|
|
第4步 |
雜種植株鑒定 |
提純單克隆抗體(特異性強(qiáng)、靈敏度高) |
|
|
原理/理論基礎(chǔ) |
細(xì)胞膜的流動性、植物細(xì)胞的全能性 |
細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞增殖 |
|
|
融合前處理 |
酶解法除去細(xì)胞壁：纖維素酶、果膠酶 |
注射特定抗原法免疫處理正常小鼠 |
|
|
促融因子 |
物理法：電刺激、離心、振動 化學(xué)法：聚乙二醇 |
物化法：與植物相同 生物法：滅活的仙臺病毒 |
|
|
意義和用途 |
(1)克服有性遠(yuǎn)緣雜交不親和性障礙 (2)培育作物新品種 |
①制備單克隆抗體 ②有助于疾病的診斷、治療、預(yù)防 |
3.制備單克隆抗體時，為什么要選用B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合形成雜交瘤細(xì)胞？
提示：哺乳動物感染抗原后，其體內(nèi)會形成相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞，B淋巴細(xì)胞能分泌相應(yīng)的抗體凝聚或殺死這些抗原。動物在免疫反應(yīng)的過程中，每一種B淋巴細(xì)胞能分泌一種特異性抗體，要想獲得大量的特異性抗體，必須使能分泌該單一抗體的B淋巴細(xì)胞大量增殖。B淋巴細(xì)胞具有產(chǎn)生單一抗體的能力，但不能在體外增殖；骨髓瘤細(xì)胞是一種癌細(xì)胞，它能在體外培養(yǎng)條件下無限增殖，但不能產(chǎn)生抗體。因此，把一種B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞融合，產(chǎn)生雜交瘤細(xì)胞，它會兼有兩個親本細(xì)胞的特性──在體外培養(yǎng)條件下能不斷增殖，同時能產(chǎn)生出某種特異性的抗體。
4.雜交瘤技術(shù)制備單克隆抗體的主要步驟(1)抗原制備；(2)免疫動物； (3)免疫脾細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的制備；(4)細(xì)胞融合； (5)雜交瘤細(xì)胞的選擇培養(yǎng)；(6)雜交瘤細(xì)胞的篩選；(7)雜交瘤細(xì)胞的克隆化； (8)單克隆抗體的檢定；(9)分泌單克隆抗體雜交瘤細(xì)胞系的建立；(10)單克隆抗體的大量制備。
5．同種生物精卵結(jié)合的保障
卵子透明帶上存在精子特異性識別的受體，只允許同種生物的精子與卵子結(jié)合。
6．防止多個精子入卵受精的保障
(1)透明帶反應(yīng)：精子穿過放射冠和透明帶，在接觸卵黃膜的瞬間，會產(chǎn)生阻止后來的精子進(jìn)入透明帶的生理反應(yīng)，這是防止多精入卵受精的第一道屏障。
(2)卵黃膜封閉作用：精子與卵黃膜接觸，精子外膜和卵黃膜融合，精子人卵后，卵黃膜立即發(fā)生拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)的生理反應(yīng)，這是防止多精入卵受精的第二道屏障。
7．胚胎移植的時間及要求
(1)牛、羊一般培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚，若進(jìn)行胚胎分割，應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。
(2)人的試管胚胎可在4個細(xì)胞階段移植。
8．轉(zhuǎn)基因動物、克隆動物和試管動物的比較
9．幾種特殊的生殖方式
|
1.(09全國卷Ⅰ4．)下列關(guān)于植物體細(xì)胞雜交或植物細(xì)胞質(zhì)遺傳的敘述，錯誤的是
A．利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)可克服生殖隔離的限制，培育遠(yuǎn)緣雜種
B．不同種植物原生質(zhì)體融合的過程屬于植物體細(xì)胞雜交過程
C．兩個不同品種的紫茉莉雜交，正交、反交所得F1的表現(xiàn)型一致
D．兩個不同品種的紫茉莉雜交，F(xiàn)1的遺傳物質(zhì)來自母本的多于來自父本的
解析：植物體細(xì)胞雜交可以用兩種不同的植物細(xì)胞，從而可克服生殖隔離的限制，植物體細(xì)胞雜交的過程，實際上是不同植物體細(xì)胞的原生質(zhì)體融合的過程。紫茉莉枝葉的性狀的遺傳是細(xì)胞質(zhì)遺傳，兩個不同品種的紫茉莉雜交，正交、反交所得F1的表現(xiàn)型應(yīng)與母本一致，F(xiàn)1的遺傳物質(zhì)來自母本的多于來自父本的，因為受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自母本。故C錯誤。
答案：C
2.(09浙江卷1．)用動、植物成體的體細(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng)，下列敘述正確的是
A．都需用
培養(yǎng)箱
B．都須用液體培養(yǎng)基
C．都要在無菌條件下進(jìn)行 D．都可體現(xiàn)細(xì)胞的全能性
解析：動、植物成體的體細(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng)都要在無菌條件下進(jìn)行，動物成體的體細(xì)胞離體培養(yǎng)用液體培養(yǎng)基，不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，植物成體的體細(xì)胞離體培養(yǎng)不一定用液體培養(yǎng)基，能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。故C正確。
答案：C
3.(09江蘇卷8．)下列關(guān)于哺乳動物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述，正確的是
A．卵裂期胚胎中細(xì)胞數(shù)目和有機(jī)物總量在不斷增加
B．胚胎分割時需將原腸胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割
C．胚胎干細(xì)胞具有細(xì)胞核大、核仁小和蛋白質(zhì)合成旺盛等特點
D．胚胎干細(xì)胞是一類未分化細(xì)胞，可從早期胚胎中分離獲取
解析：本題考查胚胎干細(xì)胞的知識。A選項卵裂期細(xì)胞不斷分裂但胚胎體積不變，故細(xì)胞數(shù)目增多但有機(jī)物逐漸消耗而減少;B選項中內(nèi)細(xì)胞團(tuán)是囊胚時期的，不是原腸胚時期的;C選項胚胎干細(xì)胞具有細(xì)胞核大、核仁比較大而明顯的特點。D選項，胚胎干細(xì)胞是全能干細(xì)胞，是未分化細(xì)胞。
答案：D
4.(09山東卷35.)(8分)(生物一現(xiàn)代生物科技專題)
人類在預(yù)防與診療傳染性疾病過程中，經(jīng)常使用疫苗和抗體。已知某傳染性疾病的病原體為RNA病毒，該病毒表面的A蛋白為主要抗原，且疾苗生產(chǎn)和抗體制備的流程之一如下圖：
|
|
|
請回答：
(1)過程①代表的是 。
(2)過程②構(gòu)建A基因表過載體時，必須使用 和
兩種工具酶。
|
(4)對健康人進(jìn)行該傳染病免疫預(yù)防時，
可選用圖中基因工程生產(chǎn)的 所制備的疫苗。
對該傳染病疑似患者確診時，可以疑似患者體內(nèi)分離病毒，
與已知病毒進(jìn)行 比較；或用圖中的 進(jìn)行特異性結(jié)合檢測。
解析：本題以圖展示了疫苗的生產(chǎn)和單克隆抗體的制備的過程，考察了中心法則、基因工程、動物細(xì)胞工程等現(xiàn)代生物科技。
(1)中心法則中，對于少數(shù)的以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒，其遺傳信息的傳遞過程需要補充的過程有RNA的逆轉(zhuǎn)錄和RNA的復(fù)制的過程，圖中過程①正代表的是逆轉(zhuǎn)錄的過程
(2)基因工程的步驟是：目的基因的提取--構(gòu)建基因表達(dá)載體--導(dǎo)入受體細(xì)胞--目的基因的檢測和表達(dá)，其中構(gòu)建基因表達(dá)載體中需要限制酶來切割以獲取目的基因，同時需要相同的限制酶切割運載體以獲取與目的基因相同的黏性末端，再通過 DNA連接酶連接目的基因和運載體。
(3)過程③是將瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合的過程，獲得的叫雜交瘤細(xì)胞，其具備了瘤細(xì)胞的無限增殖的特性和B淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生抗體的特性，從而制備單克隆抗體。
(4)本題考察了免疫預(yù)防的操作過程，以及欲確診疑似患者而采取的方法。本題中提示該RNA病毒表面的A蛋白為主要的抗原，故而可選用通過基因工程生產(chǎn)的A蛋白制備疫苗；確診時為判斷該病毒是否為題目中的RNA病毒，可以進(jìn)行核酸序列的比對，也可以利用單克隆抗體具備特異性，利用抗A蛋白的特異性單克隆抗體通過能否特異性結(jié)合判斷病毒表面是否有A蛋白的存在進(jìn)一步進(jìn)行檢測是否為目的RNA病毒。
答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄
(2)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶、限制性內(nèi)切酶) DNA連接酶(兩空可以互換)
(3)細(xì)胞融合 雜交瘤細(xì)胞
(4) A蛋白 核酸(基因)序列 抗A蛋白的單克隆抗體
5.(09四川卷30.)(22分)回答下列Ⅰ、Ⅱ兩個小題。
Ⅰ.將小鼠胚胎干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化成一種特定的細(xì)胞(命名為M細(xì)胞)，再將M細(xì)胞移植到糖尿病模型小鼠(胰島細(xì)胞被特定藥物破壞的小鼠)體內(nèi)，然后小鼠的血糖濃度，結(jié)果如圖所示(虛線表示正常小鼠的血糖濃度值)。請回答相關(guān)問題：(1)實驗用的胚胎干細(xì)胞取自小鼠的早期囊胚，取出胚胎后一般用 酶將其分散成單個細(xì)胞。
(2)根據(jù)實驗結(jié)果可以判定M細(xì)胞已具有 細(xì)胞的功能。說明判定的理由 。
(3)用胰島素基因片段做探針，對小鼠胚胎干細(xì)胞和M細(xì)胞進(jìn)行檢測。請在下表的空格中填上檢測結(jié)果(用“+”表示能檢測到，用“-”表示不能檢測到)。
|
用探針檢測細(xì)胞的DNA |
用探針檢測細(xì)胞的RNA |
||
|
胚胎干細(xì)胞 |
M細(xì)胞 |
胚胎干細(xì)胞 |
M細(xì)胞 |
|
|
|
|
|
上述實驗結(jié)果表明，胚胎干細(xì)胞通過 定向分化為M細(xì)胞。
(4)若將M細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中，重組細(xì)胞能否分化為其他類型細(xì)胞？
，請說明理由 。
解析：本題考查的知識點如下：
1.糖尿病的機(jī)制
2.細(xì)胞的全能性和基因表達(dá)的相關(guān)知識
1．糖尿病的機(jī)制
由于胰島B細(xì)胞受損導(dǎo)致無法合成胰島素來降血糖，血糖濃度過高隨尿排出，導(dǎo)致糖尿病的產(chǎn)生。本題中通過曲線反應(yīng)了未移植M細(xì)胞和移植M細(xì)胞下血糖濃度的變化，可見移植M細(xì)胞血糖濃度降低，顯然M細(xì)胞發(fā)揮了胰島B細(xì)胞的功能
2．細(xì)胞的全能性和基因表達(dá)的相關(guān)知識
第(4)小問中考查了動物細(xì)胞核具有全能性的原因，即細(xì)胞核含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)；第(3)問中通過表格的形式要求學(xué)生補充實驗的結(jié)果，首先學(xué)生要明確這里的M細(xì)胞是通過小鼠的胚胎干細(xì)胞經(jīng)過細(xì)胞增殖、分化而產(chǎn)生的，由于是通過有絲分裂增殖，所以M細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞的DNA是一樣的，然而細(xì)胞分化的實質(zhì)為基因的選擇性表達(dá)，追究到原因就是相同的DNA轉(zhuǎn)錄形成了不同的RNA，進(jìn)一步合成了不同的蛋白質(zhì)，所以M細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞中的RNA是不一樣的，從而在進(jìn)行DNA探針雜交試驗時出現(xiàn)了如表格中顯示的雜交結(jié)果。
答案：Ⅰ.(12分)
(1)胰蛋白酶
(2)胰島B
胰島B細(xì)胞分泌的胰島素是唯一降血糖的激素
(3)
基因的選擇性表達(dá)(胰島素基因的表達(dá))
(4)能 細(xì)胞核含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)(細(xì)胞核的全能性)
6.(09江蘇卷32．)(8分)動物器官的體外培養(yǎng)技術(shù)對于研究器官的生理、病理過程及其機(jī)制意義重大。下圖是一個新生小鼠的肝臟小塊培養(yǎng)裝置示意圖。請回答下列問題。
(1)肝臟切成小薄片，這有利于肝臟細(xì)胞 。
(2)氣室中充入5%C02：氣體的主要作用是 。
(3)培養(yǎng)液中添加抗生素是為了抑制細(xì)菌生長，但要注意選擇抗生素的 ，以保證抗生素對肝臟無害。
(4)有機(jī)物X有毒性，可誘發(fā)染色體斷裂。利用上圖所示裝置和提供的下列材料用具，探究肝臟小塊對有機(jī)物X是否具有解毒作用。
材料用具：
肝臟小塊，外周血淋巴細(xì)胞，淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液，植物凝集素(刺激淋巴細(xì)胞分裂)；顯微鏡，載玻片，蓋玻片，玻璃皿，滴管；吉姆薩染液(使染色體著色)，有機(jī)物X溶液等。實驗過程：
①在淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液中加入植物凝集素培養(yǎng)淋巴細(xì)胞，取4等份，備用。
②利用甲、乙、丙、丁4組上圖所示裝置，按下表步驟操作(“√”表示已完成的步驟)。
|
|
甲 |
乙 |
丙 |
丁 |
|
步驟一：加人肝臟培養(yǎng)液 |
√ |
√ |
√ |
√ |
|
步驟二：加入有機(jī)物X溶液 |
√ |
|
√ |
|
|
步驟三：放置肝臟小塊 |
√ |
|
|
|
上表中還需進(jìn)行的操作是 �！ �
③培養(yǎng)一段時間后，取4組裝置中的等量培養(yǎng)液，分別添加到4份備用的淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。
④一段時間后取淋巴細(xì)胞分別染色、制片。在顯微鏡下觀察 ，并對比分析。若丙組淋巴細(xì)胞出現(xiàn)異常，而甲組的淋巴細(xì)胞正常，則說明 。
解析：本題考查動物細(xì)胞培養(yǎng)的相關(guān)知識。(1)把肝臟切成小薄片，有利于肝臟細(xì)胞的呼吸代謝，即吸收氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)、排出代謝廢物(2)氣室中充入5%C02的作用是形成碳酸來維持培養(yǎng)液適宜的pH，(3)同時也要注意選擇抗生素的種類和數(shù)量來抑制細(xì)菌生長(4)乙組或丁組沒有處理向乙(或丁)組裝置中放置肝臟小塊作為對照實驗，有機(jī)物X有毒性，可誘發(fā)染色體斷裂所以要觀察淋巴細(xì)胞的染色體形態(tài)和數(shù)量是否變化。甲組添加肝臟小塊淋巴細(xì)胞染色體正常，丙組沒有添加出現(xiàn)染色體異常，說明肝臟小塊對有機(jī)物X具有解毒作用，所以甲組正常。
答案：(1)吸收氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)、排出代謝廢物
(2)維持培養(yǎng)液適宜的pH
(3)種類和劑量
(4)向乙(或丁)組裝置中放置肝臟小塊 染色體形態(tài)和數(shù)量 肝臟小塊對有機(jī)物X具有解毒作用
7.(09遼寧、寧夏卷41)
[生物--選修3現(xiàn)代生物科技專題](15分)
右圖為哺乳動物的胚胎干細(xì)胞及其分
化的示意圖。請回答：
(1)胚胎干細(xì)胞是從動物胚胎發(fā)育至
_________期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或胎兒的_____中分離得到
的一類細(xì)胞。
(2)圖中分化程度最低的干細(xì)胞是______。在體外培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)液中加入___因子，可誘導(dǎo)該種干細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化。
(3) 在機(jī)體內(nèi)，皮膚干細(xì)胞分化成皮膚細(xì)胞是機(jī)體細(xì)胞中基因___________的結(jié)果。
(4)某患者不能產(chǎn)生正常的白細(xì)胞，通過骨髓移植可以達(dá)到治療的目的，骨髓的治療的實質(zhì)是將上圖的______________細(xì)胞移植到患者體內(nèi)。
(5)若要克隆某種哺乳動物，從理論上分析，上述紅細(xì)胞、白細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞中不能選用作為供體的細(xì)胞是成熟的___________，其原因是___________。
(6)若某藥物可抑制肝腫瘤細(xì)胞NDA的復(fù)制，使用該藥物可使肝腫瘤細(xì)胞停留在細(xì)胞周期的______________期。
(7)在制備單克隆抗體過程中的細(xì)胞融合階段，用__________細(xì)胞與骨髓細(xì)胞融合，經(jīng)多交篩選最終得到能分泌__________________的雜交瘤細(xì)胞。
解析：(1)胚胎干細(xì)胞是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞，囊胚階段細(xì)胞開始分化分為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)和滋養(yǎng)層細(xì)胞。
(2)圖中分化程度最低的干細(xì)胞是胚胎干細(xì)胞，全能性最高， 在體外培養(yǎng)條件下，該種干細(xì)胞可誘導(dǎo)分化形成不同類型的組織細(xì)胞，培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子。
(3)細(xì)胞分化是細(xì)胞中基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。
(4 ) 骨髓是人體的造血組織，存在造血功能干細(xì)胞， 骨髓的治療的實質(zhì)是將上圖的造
血干細(xì)胞移植到患者體內(nèi)。
(5)克隆某種哺乳動物需要供體提供細(xì)胞核，而成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核，所以不能作為供體。
(6)細(xì)胞周期包括分裂間期和分裂期，分裂間期完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。
(7)單克隆抗體過程中的細(xì)胞融合階段，用B淋巴細(xì)胞與骨髓細(xì)胞融合， 交篩選最終得到能分泌一種特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。
答案： (1)囊胚 原始性腺細(xì)胞
(2)胚胎干細(xì)胞 分化誘導(dǎo)
(3) 選擇性表達(dá)
(4) 造血干
(5)紅細(xì)胞 細(xì)胞中無細(xì)胞核
(6)間
(7)B淋巴 特異性抗體
4、單元測試題目(09年高考題+09年模擬題+經(jīng)典題)
(二)胚胎干細(xì)胞
1、哺乳動物的胚胎干細(xì)胞簡稱ES或EK細(xì)胞，來源于早期胚胎或從原始性腺中分離出來。
2、具有胚胎細(xì)胞的特性，在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。另外，在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化，可進(jìn)行冷凍保存，也可進(jìn)行遺傳改造。
3、胚胎干細(xì)胞的主要用途是：
①可用于研究哺乳動物個體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律；
②是在體外條件下研究細(xì)胞分化的理想材料，在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子，如牛黃酸等化學(xué)物質(zhì)時，就可以誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化，這為揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理提供了有效的手段；
③可以用于治療人類的某些頑疾，如帕金森綜合癥、少年糖尿病等；
④利用可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性，移植ES細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能；
⑤隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，通過ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，定向培育出人造組織器官，用于器官移植，解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。
(一)動物胚胎發(fā)育的基本過程
1、胚胎工程是指對動物早期胚胎或配子所進(jìn)行的多種顯微操作和處理技術(shù)，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。
2、動物胚胎發(fā)育的基本過程
(1)受精場所是母體的輸卵管上段。
(2)卵裂期：特點：細(xì)胞有絲分裂，細(xì)胞數(shù)量不斷增加，但胚胎的總體體積并不增加，或略有減小�！�
(3)桑椹胚：特點：胚胎細(xì)胞數(shù)目達(dá)到32個左右時，胚胎形成致密的細(xì)胞團(tuán)，形似桑椹。是全能細(xì)胞。
(4)囊 胚：特點：細(xì)胞開始出現(xiàn)分化(該時期細(xì)胞的全能性仍比較高)。聚集在胚胎一端個體較大的細(xì)胞稱為內(nèi)細(xì)胞團(tuán)，將來發(fā)育成胎兒的各種組織。中間的空腔稱為囊胚腔。
(5)原腸胚：特點：有了三胚層的分化，具有囊胚腔和原腸腔。
(二)動物細(xì)胞工程
1. 動物細(xì)胞培養(yǎng)
(1)概念：動物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個細(xì)胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長和繁殖。
(2)動物細(xì)胞培養(yǎng)的流程：取動物組織塊(動物胚胎或幼齡動物的器官或組織)→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞→制成細(xì)胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細(xì)胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。
(3)細(xì)胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互抑制時，細(xì)胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。
(4)動物細(xì)胞培養(yǎng)需要滿足以下條件
①無菌、無毒的環(huán)境：培養(yǎng)液應(yīng)進(jìn)行無菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培養(yǎng)過程中的污染。此外，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，防止代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害。
②營養(yǎng)：合成培養(yǎng)基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素等。通常需加入血清、血漿等天然成分。
③溫度：適宜溫度：哺乳動物多是36.5℃+0.5℃；pH：7.2-7.4。
④氣體環(huán)境：95%空氣+5%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。
(5)動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用：制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質(zhì)、培養(yǎng)醫(yī)學(xué)研究的各種細(xì)胞。
2.動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物
(1)哺乳動物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植(比較容易)和體細(xì)胞核移植(比較難)。
(2)選用去核卵(母)細(xì)胞的原因：卵(母)細(xì)胞比較大，容易操作；卵(母)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)多，營養(yǎng)豐富。
(3)體細(xì)胞核移植的大致過程是：(右圖)
核移植
胚胎移植
(4)體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用：
①加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)良畜群繁育； ②保護(hù)瀕危物種，增大存活數(shù)量；
③生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白； ④作為異種移植的供體；
⑤用于組織器官的移植等。
(5)體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題：
克隆動物存在著健康問題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。
3.動物細(xì)胞融合
(1)動物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，是指兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程。融合后形成的具有原來兩個或多個細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞。
(2)動物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理基本相同，誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類似，常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。
(3)動物細(xì)胞融合的意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性，成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物生物新品種培育的重要手段。
(4)動物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的比較：
|
比較項目 |
細(xì)胞融合的原理 |
細(xì)胞融合的方法 |
誘導(dǎo)手段 |
用法 |
|
植物體細(xì)胞雜交 |
細(xì)胞膜的流動性 |
去除細(xì)胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合 |
離心、電刺激、振動，聚乙二醇等試劑誘導(dǎo) |
克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性，獲得雜種植株 |
|
動物細(xì)胞融合 |
細(xì)胞膜的流動性 |
使細(xì)胞分散后誘導(dǎo)細(xì)胞融合 |
除應(yīng)用植物細(xì)胞雜交手段外，再加滅活的病毒誘導(dǎo) |
制備單克隆抗體的技術(shù)之一 |
4.單克隆抗體
(1)抗體：一個B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分離出的抗體產(chǎn)量低、純度低、特異性差。
(2)單克隆抗體的制備過程：
(3)雜交瘤細(xì)胞的特點：既能大量繁殖，又能產(chǎn)生專一的抗體。
(4)單克隆抗體的優(yōu)點：特異性強(qiáng)，靈敏度高，并能大量制備。
(5)單克隆抗體的作用：
① 作為診斷試劑：準(zhǔn)確識別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異，并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，具有準(zhǔn)確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。
② 用于治療疾病和運載藥物：主要用于治療癌癥治療，可制成“生物導(dǎo)彈”，也有少量用于治療其它疾病。
專題3 胚胎工程
(一)植物細(xì)胞工程
1.理論基礎(chǔ)(原理)：細(xì)胞全能性
全能性表達(dá)的難易程度：受精卵＞生殖細(xì)胞＞干細(xì)胞＞體細(xì)胞；植物細(xì)胞＞動物細(xì)胞
2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)
(1)過程：離體的植物器官、組織或細(xì)胞 ―→愈傷組織 ―→試管苗 ―→植物體
(2)用途：微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。
(3)地位：是培育轉(zhuǎn)基因植物、植物體細(xì)胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。
3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)
(1)過程：
(2)誘導(dǎo)融合的方法：物理法包括離心、振動、電刺激等�；瘜W(xué)法一般是用聚乙二醇(PEG)作為誘導(dǎo)劑。
(3)意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。
|
2、考點解讀
本專題內(nèi)容包括三部分，即《植物細(xì)胞工程》，《動物細(xì)胞工程》和《胚胎工程》，其中《植物細(xì)胞工程》可用2課時教學(xué)，《動物細(xì)胞工程》可用2課時教學(xué)。《胚胎工程》可用2課時教學(xué)。
第一節(jié)《植物細(xì)胞工程》包括兩小節(jié)：《植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)》和《植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用》。第一小節(jié)，是讓學(xué)生了解最基礎(chǔ)的知識──植物細(xì)胞工程基本原理和技術(shù)，第二小節(jié)是讓學(xué)生了解它的實際應(yīng)用。第二節(jié)《動物細(xì)胞工程》包括動物細(xì)胞的培養(yǎng)、動物體細(xì)胞核移植技術(shù)及克隆動物、細(xì)胞融合和單克隆抗體四部分內(nèi)容。
細(xì)胞工程是建立在對細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能、生理等研究基礎(chǔ)上的新技術(shù)，在必修模塊《分子與細(xì)胞》中，學(xué)生已學(xué)過動植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞的分化和全能性；在必修模塊《遺傳和進(jìn)化》中，學(xué)生已學(xué)過生物變異在育種上的應(yīng)用；在必修模塊《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中，學(xué)生學(xué)習(xí)過人體內(nèi)環(huán)境及免疫的知識，而這些都是學(xué)習(xí)本專題的知識基礎(chǔ)。生物技術(shù)各個分支領(lǐng)域是相互滲透、相互促進(jìn)的。細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，細(xì)胞工程中的技術(shù)是其他生物工程的基礎(chǔ)。例如，細(xì)胞工程最主要和基礎(chǔ)的技術(shù)是動植物細(xì)胞的培養(yǎng)技術(shù)，而基因工程中受體細(xì)胞的培養(yǎng)和篩選，胚胎工程中動物細(xì)胞的培養(yǎng)都需要細(xì)胞培養(yǎng)的技術(shù)。
關(guān)于植物組織培養(yǎng)的其他應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)參照教材的思路，先介紹生產(chǎn)實踐中遇到的問題，說明社會生產(chǎn)的實際需要，再介紹科技人員是如何應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)解決這些問題的。例如，關(guān)于在作物脫毒中的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)先介紹長期進(jìn)行無性繁殖的作物，易積累感染的病毒，導(dǎo)致產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差，而植物的分生區(qū)一般不會感染病毒，用分生區(qū)的細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)，就能得到大量的脫毒苗。這樣進(jìn)行教學(xué)，一是能夠讓學(xué)生更好地理解先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用價值，二是能夠調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，三是有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。植物的組織培養(yǎng)的復(fù)習(xí)要注意與必修整合(細(xì)胞及其代謝；植物激素；其他生物工程等)，動物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆的復(fù)習(xí)要注意注意原理、步驟、方法，細(xì)胞融合與單克隆抗體的復(fù)習(xí)要注意與必修整合(前者：細(xì)胞、遺傳等；后者：細(xì)胞、免疫等)；注意技術(shù)步驟。
《體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育》《體外受精和早期胚胎培養(yǎng)》《胚胎工程的應(yīng)用及前景》三節(jié)。本專題在總體內(nèi)容安排上也體現(xiàn)了胚胎工程的發(fā)展脈絡(luò)。首先對胚胎工程的理論基礎(chǔ)──哺乳動物的受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律，進(jìn)行了較深入地講述，在此基礎(chǔ)上介紹了胚胎工程技術(shù)。目前，胚胎工程技術(shù)中應(yīng)用較多的是體外受精和胚胎移植技術(shù)，因此，可以說它們是胚胎工程技術(shù)的基礎(chǔ)；胚胎分割技術(shù)是繼胚胎移植技術(shù)后迅速發(fā)展起來的技術(shù)，方法簡單，效率更高；胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)不僅是胚胎工程的重要成就之一，它在基礎(chǔ)生物學(xué)、畜牧學(xué)、醫(yī)學(xué)上都有重要的應(yīng)用價值，是當(dāng)前研究的熱門課題之一。教材基本是按照胚胎工程技術(shù)發(fā)展的時間順序?qū)ζ溥M(jìn)行介紹的。
《體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育》部分是學(xué)習(xí)本專題的基礎(chǔ)。由于義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)和普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)的必修部分，都沒有明確的要求，這就使這部分內(nèi)容，顯得尤為重要，教學(xué)中應(yīng)予重視。本部分教材主要講述了哺乳動物的體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育規(guī)律這兩部分內(nèi)容。
關(guān)于哺乳動物的受精和早期胚胎發(fā)育規(guī)律的知識是胚胎工程的理論基礎(chǔ)，哺乳動物的受精、精子和卵子發(fā)生的過程中的有關(guān)減數(shù)分裂的內(nèi)容，學(xué)生已在高中生物必修模塊中學(xué)習(xí)過，在此基礎(chǔ)上學(xué)生能比較容易理解精子和卵子的發(fā)生過程。除此之外，學(xué)生通過報刊、電視等媒體對“試管動物”、“借腹懷胎”、體外受精、胚胎移植、胚胎干細(xì)胞等有關(guān)知識也有一定的了解。這些都是學(xué)生學(xué)習(xí)本專題的基礎(chǔ)。
胚胎工程與其他專題的聯(lián)系中的卵母細(xì)胞及受精卵的培養(yǎng)、胚胎分割及胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)與“基因工程”、“細(xì)胞工程”等現(xiàn)代生物科技專題有著密切聯(lián)系，可以說“動物基因工程”、“動物細(xì)胞工程”等是胚胎工程的上游技術(shù)，而胚胎工程則屬于下游技術(shù)。
教材中講述的胚胎工程技術(shù)雖然多以家畜為例，但是一旦應(yīng)用于人類，則會因“借腹懷胎”，“試管嬰兒”等問題發(fā)生倫理方面的爭議，從這個角度來看，本專題與《生物技術(shù)的安全性和倫理問題》專題也有著密切的聯(lián)系。動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎(chǔ)的復(fù)習(xí)過程要注意脊椎動物(特別是人類)胚胎發(fā)育的基本過程(囊胚期與2整合)；根據(jù)作用對象的不同落實各類胚胎工程的理論基礎(chǔ)(生殖細(xì)胞：體外受精，性別控制等；受精卵或早期胚胎：胚胎移植、分割、冷凍等)，胚胎干細(xì)胞的移植有可能與“生物技術(shù)中的倫理問題”整合出題：胚胎工程的應(yīng)用也可以在提示出現(xiàn)新題境方面出題。
1、考點盤點
|
內(nèi)容 |
說明 |
|
(1)植物的組織培養(yǎng)； (2)動物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克��； (3)細(xì)胞融合與單克隆抗體； (4)胚胎工程的理論基礎(chǔ)； (5)胚胎干細(xì)胞的移植, 胚胎工程的應(yīng)用 |
說出細(xì)胞全能性的含義及其在植物組織培養(yǎng)中的應(yīng)用 嘗試進(jìn)行植物組織培養(yǎng),體驗植物組織培養(yǎng)技術(shù) 簡述植物體細(xì)胞雜交技術(shù) 列舉植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用 簡述動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程、條件及其應(yīng)用 簡述動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程、條件及其應(yīng)用 簡述克隆動物的概念和原理  簡述體細(xì)胞核移植技術(shù)和體細(xì)胞克隆及其應(yīng)用前景，關(guān)注體細(xì)胞克隆技術(shù)的安全性和倫理性問題簡述動物細(xì)胞融合的方法和過程 說出單克隆抗體的制備過程及其應(yīng)用 認(rèn)同細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)理論研究與技術(shù)開發(fā)之間的關(guān)系 關(guān)注細(xì)胞工程研究的發(fā)展和應(yīng)用前景。 簡述生殖細(xì)胞的形成過程 說出獲取動物胚胎的一般方法 簡述動物早期胚胎培養(yǎng)常用的方法及其基本原理 說出胚胎移植技術(shù)的概念及其應(yīng)用 認(rèn)同理論和技術(shù)的發(fā)展對胚胎工程的影響 舉例說出胚胎干細(xì)胞的移植在基礎(chǔ)生物學(xué)研究、醫(yī)療、畜牧業(yè)等方面的關(guān)注胚胎干細(xì)胞的研究對人類社會發(fā)展所帶來的影響廣泛應(yīng)用及其發(fā)展前景 舉例說出胚胎工程在畜牧業(yè)、醫(yī)學(xué)實踐等領(lǐng)域的應(yīng)用 認(rèn)同胚胎工程的發(fā)展對生產(chǎn)力的促進(jìn)作用 收集胚胎工程研究和發(fā)展方面的資料，提高自己對信息的收集處理以及對問題的探究能力。 |
12.
如圖所示，在四面體ABCD中，E、F分別是線段AD、BC上的點，
=
=
，AB=CD=3，EF=
，求AB、CD所成角的大小.
解 如圖所示，在線段BD上取一點G，使
=.連接GF、GE、EF.
=
==，GE∥AB，且GE=
AB=2，
同理，GF∥CD，且GF=
CD=1，
在△EGF中，cos∠EGF=
=-,
∴∠EGF=120°.
由GF∥CD,GE∥AB可知,AB與CD所成的角應(yīng)是∠EGF的補角為60°.
國際學(xué)校優(yōu)選 - 練習(xí)冊列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話：027-86699610 舉報郵箱：58377363@163.com