高考生物细胞工程及其安全性和伦理问题总复习Word版

专题十五 细胞工程及其安全性和伦理问题高考预测本专题主要介绍了动物细胞工程、植物细胞工程及安全性和伦理问题。作为当前的热点内容之一，细胞工程技术在高考中出现的频率越来越高。这是由于细胞工程中的克隆、单抗、植物体细胞杂交等内容与人们的生产生活联系日益密切，也引起了各个国家的重视。预计在今年的高考中细胞工程仍将会是一个热点内容，尤其要注重动物细胞工程的各项技术的原理及应用。知识体系考点归纳突破细胞融合技术细胞融合技术是指把两个细胞（可以是同种细胞，也可以是异种细胞）在融合剂的作用下，融合成一个细胞的技术，如图所示。应用细胞融合技术进行细胞杂交，能够克服远缘杂交不育的缺陷，对培育新品种具有广阔的应用前景。 / 细胞拆合技术细胞拆合技术也称为细胞核（包括细胞器）移植技术，是将细胞核和细胞质用某种方法拆开，然后再把分离的细胞核和胞质体重新组合成一个新细胞。把从细胞中分离出来的染色体或基因转入另一个细胞中，赋予重建的细胞以某种新的功能，这属于染色体导入或基因转移的技术范畴。细胞培养技术细胞培养技术是将生物体内的某一组织分散成单个细胞，接种在人工配制的适于细胞生长发育的培养基上，然后在适当的无菌的生长条件下(如一定的光照、温度或pH值等)进行培养，使细胞能够生长和不断增殖的技术。由于从组织中分离单细胞并分化成生物体的技术难度较大，目前多采用组织培养技术。如通过植物胚胎（成熟或未成熟胚）或器官（根尖、茎尖、叶原基、花药等）的离体培养，再生成新植株（试管苗）。这种方法能快速、大量繁殖一些有价值的苗林、花卉、药材和濒危植物等。试管动物与克隆动物试管动物（婴儿） 通过体外受精和胚胎移植技术而产生的动物或婴儿。在这一技术过程中，精子和卵子从动物（人）体内取出来，在人工提供的生活条件下（通常是在试管中）进行受精，并让体外受精的受精卵在试管中发育，再把发育到一定阶段的胚胎移植到“代理母亲”动物（人）的子宫内继续发育直到诞生。试管婴儿主要是在夫妻间进行的，其目的是解决不育问题。克隆动物 一般是指通过无性繁殖形成动物后代。1997年，英国生物学家首次用羊的体细胞成功地克隆了一只小母羊，即多利绵羊。克隆是指无性繁殖系，具体地说，是指从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。克隆也可指无性繁殖的过程。动物细胞融合与植物细胞杂交的比较动物细胞融合与植物体细胞杂交之间既有共性又有差异，如下表所示项目细胞融合原理融合方法诱导手段用途植物体细胞杂交细胞膜的流动性去除细胞壁后诱导原生质体融合离心、电刺激、振动、聚乙二醇诱导克服远缘杂交不亲和的障碍，获得杂种植株动物细胞融合细胞膜的流动性使细胞分散后诱导细胞融合同上，再加上灭活的病毒诱导制备单克隆抗体的技术之一花药离体培养与植物组织培养花药离体培养主要在无菌条件下，取出花药或从花药中取出花粉粒，置于人工培养基上进行培养，形成花粉胚或花粉愈伤组织，通过再分化长出根茎叶，最后长成花粉植株。由于这种植株所含的染色体数目只有正常植株的一半，故又称为单倍体植株。因此花药离体培养属于植物组织培养。只不过是利用成熟的生殖细胞进行离体培养，因此这个过程应该属于特殊的有性生殖过程。高考真题体验1（2008全国一）下列关于细胞工程的叙述，错误的是（ ）A电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合B去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理C小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的B淋巴细胞融合可制备单克隆抗体D某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品种杂交后代的染色体数目相同考点定位：本题考查的是细胞工程中的动物细胞杂交和植物细胞融合方面的内容指点迷津：在植物体细胞杂交和动物体细胞融合时，均可采用离心、电刺激、振动等物理方法或化学促融剂如聚乙二醇等方法；植物细胞的外面因有细胞壁会影响细胞的融合，故应在实验前用纤维素酶或果胶酶除去细胞壁，而动物细胞培养过程中存在着接触性抑制效应，故需要用胰蛋白酶进行处理；单克隆抗体的制备就是利用经抗原免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠的骨髓瘤细胞融合再经筛选而成的；甲乙两个品种的植物体细胞杂交相当于形成了异源四倍体，而常规的杂交形成的是二倍体，只有基因重组或基因突变。所以本题应该选D。参考答案 D2（2006年全国卷）下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是（ ）A培养中的人效应T细胞能产生单克隆抗体B培养中的人B细胞能够无限地增殖C人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株D用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞考点定位：本题主要考查动物细胞培养的有关内容。指点迷津：本题从理解能力之“阐述所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构。运用所学知识，对某些生物学问题进行解释、推理，作出合理的判断或得出正确的结论。”入手，以单克隆抗体为命题点，考查学生对课本知识的掌握程度。A项错在效应细胞，应为效应B细胞；B项B细胞为高度分化的细胞，已失去了继续分裂的能力；C项人的成熟的红细胞无细胞核，不能继续分裂。D项用胰蛋白酶可分解动物细胞间的蛋白质类间质，形成单个细胞。参考答案 D3（2006江苏卷）下列不属于动物细胞工程应用的是（ ）A大规模生产干扰素用于抵抗病毒引起的感染B为大面积烧伤的病人提供移植的皮肤细胞C大规模生产食品添加剂、香料等D利用胚胎移植技术，加快优良种畜的繁殖考点定位：考查运用学到的生物学知识评价和解决某些实际问题的能力。目的是提醒学生注重科学、技术、社会的结合，即强调STS理念。指点迷津：动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植等。通过动物细胞培养技术可以大规模生产蛋白质生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体，还可以为大面积烧伤的病人进行皮肤移植，通过胚胎移植可以使每头良种母牛一年繁殖牛犊上百头，从而加快良种畜的繁殖。植物组织培养技术的应用，植物培养技术除了能快速繁殖、培育无病毒植物外，还可以生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等。所以此题的答案是C。参考答案 C4（2008宁夏）在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面_时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的_。此时，瓶壁上形成的细胞层数是_。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是_。随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现_现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成_细胞，该种细胞的黏着性_，细胞膜表面蛋白质（糖蛋白）的量_。现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是_。检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到_期的细胞，用显微镜进行观察。在细胞培养过程中，通常在_条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中_的活性降低，细胞_的速率降低。给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作_进行攻击。考点定位：本题考查的是动物细胞培养的有关内容指点迷津：本题前几个小题考察的都是比较基本的内容。在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面相互接触时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。此时，瓶壁上形成的细胞层数是单层。贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用胰蛋白酶处理。在后面几个小题中，又结合了染色、细胞分裂、免疫等内容进行考察。当把异体组织移植到别的个体上时，就会发生免疫排斥。参考答案相互接触；接触抑制；单层（或一层）；胰蛋白酶衰老甚至死亡；不死性；降低； 减少由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色（或由于死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色）中冷冻（或超低温、液氮）；酶；新陈代谢抗原5(07广东生物)香蕉原产热带地区，是我国南方重要的经济作物之一。广东省冬季常受强寒潮和霜冻影响，对香蕉生长发育影响很大。由香蕉束顶病毒（BBTV，单链环状DNA病毒）引起的香蕉束顶病，对香蕉生产的危害十分严重。当前香蕉栽培品种多为三倍体，由于无性繁殖是香蕉繁育的主要方式，缺少遗传变异性，因此利用基因工程等现代科技手段提高其种质水平，具有重要意义。请根据上述材料，回答下列问题：简述香蕉大规模快速繁殖技术的过程。脱毒香蕉苗的获得，可采用_的方法，此方法的依据是_和_。建立可靠的BBTV检测方法可以监控脱毒香蕉苗的质量，请问可用哪些方法检测病毒的存在？（列举两种方法）在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值，该基因可以从这些鱼的DNA中扩增得到。试述在提取和纯化DNA时影响提纯效果的因素及其依据。（列举两点）如何利用afp基因，通过转基因技术获得抗寒能力提高的香蕉植株？在运用转基因香蕉的过程中，在生态安全方面可能会出现什么问题？（列举两点）从细胞工程的角度出发，简述一种培育抗寒香蕉品种的方法及其依据。另外，抑制果胶裂解酶的活性可以延长香蕉果实储藏期，请描述采用蛋白质工程技术降低该酶活性的一般过程。考点定位：本题考查考生对细胞工程、基因工程及蛋白质工程等现代生物科技内容的掌握，考查考生对转基因生物的安全性问题的理解；考查合理运用现代生物科技手段解决自然界和社会生活中的生物学问题。指点迷津：结合植物组织培养的过程、植物脱毒幼苗获得的方法和依据、病毒检测的方法、DNA分子的提取等问题的探讨解决具体问题参考答案选取香蕉外植体，通过诱导脱分化产生愈伤组织，然后通过调整植物激素比 例，再分化形成芽和根，获得大量试管苗（或通过诱导大量形成胚状体，制成人工种子，适宜条件下萌发长成幼苗）。茎尖（分生组织）组织培养；茎尖不带病毒（或病毒在植物体内分布不均匀）；植物细胞全能性。BBTV病毒基因的检测（DNA分子杂交技术）；BBTV病毒蛋白的检测（获得抗血清，利用抗原一抗体的杂交反应，判断病毒是否存在）。选择NaCl溶液的合适浓度，利用DNA和其它杂质在不同NaCl溶液中溶解度不同的特性，达到分离目的；加人一定量酒精，使部分蛋白质杂质溶解于酒精，与DNA分离；加入蛋白酶，除去蛋白质杂质的干扰；控制DNA提取的温度，使大多数蛋白质杂质变性。将afp基因插入土壤农杆菌的质粒，构建表达载体，通过农杆菌的转化导人香蕉受体细胞，成功转化的香蕉细胞通过组织培养形成植株。生态安全问题包括：外源基因扩散到其他物种（外源基因漂移）；转基因植株扩散影响生态系统的结构和功能；转基因植株扩散