安徽寿县安丰中学届高三生物一轮复习教案细胞工程及克隆技术引起的伦理问题.docx
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安徽寿县安丰中学届高三生物一轮复习教案细胞工程及克隆技术引起的伦理问题
细胞工程及克隆技术引起的伦理问题
考点116 技术原理——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
愈伤,组织胚状体,或丛芽
完整,植株
（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）。
提醒 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
比较内容
脱分化
再分化
过程
外植体→愈伤组织
愈伤组织→幼苗
形成体特点
排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞
有根、芽
需要条件
a.离体b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例适中d.不需光
a.离体b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例高或低诱导生根或生芽d.光照
提醒 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：
全能性
（1）含义：
生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。
（2）物质基础：
生物的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。
（3）在生物体内细胞并没有表现出全能性的原因：
基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，细胞分化形成不同的组织、器官。
（4）全能性的实例：
花药的离体培养、植物的组织培养、克隆技术等。
1．（2011·江苏卷，14）关于现代生物技术应用的叙述，错误的是（ ）
A．蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质
B．体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体
C．植物细胞培养技术可用于植物茎尖脱毒
D．动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育
考点117 实践应用——植物组织培养技术的应用
1．植物繁殖的新途径
（1）微型繁殖：
不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。
（2）作物脱毒：
生产上许多无性繁殖作物均受到病毒的侵染，从而导致品种严重退化、产量降低和品质变差。
利用植物分生组织（如茎尖、根尖）进行培养，可以使新长成的植株脱除病毒。
（3）人工种子：
植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽，包上人工种皮就可以形成人工种子。
下图是人工种子的结构示意图。
注意 人工种皮中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等，以利于胚状体生长发育成幼苗。
2．作物新品种的培育
（1）单倍体育种：
花药离体培养过程就是植物组织培养过程。
花药单倍体幼苗纯合子
单倍体育种的优点是后代不发生性状分离，都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短了育种
年限。
（2）突变体的利用：
在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而发生突变。
从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。
（3）细胞产物的工厂化生产：
可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物，如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
2．（2010·课标全国理综，38）请回答：
（1）植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。
该技术可以保持品种的________，繁殖种苗的速度________。
离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部________。
（2）把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免________的污染。
（3）微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗________，而与______________配比适宜时可促进芽的增殖。
若要抑制试管苗的生长，促进愈伤组织产生和生长，需要使用的生长调节剂是________（脱落酸、2,4 D）。
（4）将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如图。
据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋势是________，单株鲜重的变化趋势是________。
据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量________（能、不能）满足自身最佳生长的需要。
（5）据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应 （降低，增加）培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。
考点118 技术原理——植物体细胞杂交
1．概念：
植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
2．图示过程
3．考点解读
（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。
3．据下面体细胞杂交技术流程图回答下列问题：
（1）若运用传统有性杂交（即用番茄、马铃薯杂交）能否得到杂种植株？
为什么？
________________________________________________________________________。
（2）在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用的技术手段是________________，依据的原理是________________，其中过程②称为________________，与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为________________，过程④相当于________________，⑤过程涉及的分裂方式为________________。
（3）已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于________倍体植
株。
（4）随“神六”太空旅行的种苗中，最受关注的是柴油树试管苗。
柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。
若利用此技术，将柴油树细胞培养进行到________过程（填字母编号）即可。
考点119 解读操作流程图——动物细胞培养
1．概念：
从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
2．操作流程
3．考点解读
（1）培养条件
①无菌、无毒的环境——无菌处理、加抗生素杀菌、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＋血清或血浆等天然成分。
③温度和pH——（36.5±0.5）℃和（7.2～7.4）。
④气体环境——95%空气＋5%CO2。
提醒 ①CO2作用——调节培养基pH；
②空气中O2作用——细胞有氧呼吸；
③所用装置——CO2培养箱。
（2）原理：
细胞增殖。
（3）动物细胞培养时，一般选取幼龄动物的组织、器官，其细胞的分化程度较低，增殖能力强，有丝分裂旺盛，容易培养。
（4）在动物细胞培养过程中，一般情况下10代以前的细胞核型不变，10代以后有些细胞核型发生改变，50代以后的细胞可能发生癌变。
（5）胰蛋白酶在动物细胞培养过程中的作用包括将组织分散成单个细胞，以及将贴壁细胞从瓶壁上分离下来，这样做的目的是避免动物细胞的接触抑制现象。
4．应用
（1）生产细胞产品：
干扰素、疫苗、单克隆抗体。
（2）检测并判断某毒性物质毒性的大小。
（3）临床医学研究。
植物组织培养与动物细胞培养的比较
比较项目
植物组织培养
动物细胞培养
培养基的物理性质基
固体
液体（合成培养基）
培养的成分
水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂等
葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等
结果
新的植株或组织
新的细胞系或细胞株
目的
1植株快速繁殖
2脱毒植株的培育
③人工种子
④生产药物、杀虫剂等
⑤转基因植物的培育
1蛋白质生物制品的生产
②皮肤移植材料的培育
③检测有毒物质
④生理、病理、药理学研究
取材
植物细嫩的部位或花药等
动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
其他条件
均为无菌操作，需要适宜的温度、pH、O2等条件
4．如图是动物细胞培养的基本过程示意图，请据图回答。
（1）容器A中放置的是动物器官或组织。
它一般取自___________________。
（2）容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是______________，然后用__________酶处理，这是为了使细胞分散开来。
这样做的目的是_________________________。
（3）培养首先在B瓶中进行。
瓶中的培养基成分有______________等。
在此瓶中培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，这时培养到第__________代，到这时的培养称为______________。
（4）为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用__________处理，然后配制成__________，再分装。
（5）在C瓶中正常培养了一段时间后，发现细胞全部死亡，原因是______________。
考点120 关注生物新技术——动物细胞融合与单克隆抗体
1．动物细胞融合
（1）概念：
两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
（2）原理：
生物膜的流动性。
（3）方法：
聚乙二醇、灭活的病毒、电激等。
（4）意义：
①突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能；②成为研究细胞遗传、细
胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段；③制备单克隆抗体。
2．单克隆抗体
（1）取相应B细胞前必须先注射相应抗原，形象地说先“打针”，否则失败。
（2）诱导融合的两种细胞名称及作用。
免疫过的B淋巴细胞（浆细胞）——产生抗体；骨髓瘤细胞——无限增殖。
（3）诱导融合与原生质体融合的不同方法。
动物细胞诱导融合的特有方法——灭活的病毒诱导。
（4）两次筛选的目的及方法：
①在特定的选择培养基上，未融合的亲本细胞（浆细胞和骨髓瘤细胞）和融合的具有同种核的细胞（BB融合细胞、瘤瘤融合细胞）都会死亡，只有融合的杂种细胞（杂交瘤细胞）才能生长。
这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生单一的特异性抗体。
②经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞（很多种杂交瘤细胞），需经克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
（5）两种培养提取场所
①体外培养——培养液提取。
2体内小鼠腹腔中培养——小鼠腹水中提取。
植物体细胞杂交和单克隆抗体的制备的比较
理论基础
细胞膜的流动性、细胞的全能性
细胞膜的流动性、细胞增殖
融合前处理
酶解法去除细胞壁（纤维素酶、果胶酶）
注射特定抗原，免疫处理正常小鼠
促融方法
（1）物理法：
离心、振动、电刺激等
（2）化学法：
聚乙二醇（PEG）
（1）物、化法：
与植物细胞融合相同
（2）生物法：
灭活的病毒
过程
第一步
原生质体的制备（酶解法）
正常小鼠免疫处理
第二步
原生质体的融合（物、化法）
动物细胞的融合（物、化、生法）
第三步
杂种细胞的筛选和培养
杂交瘤细胞的筛选与培养
第四步
杂种植株的诱导与鉴定
单克隆抗体的提纯
意义和用途
（1）克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展杂交的亲本组合范围
（2）克服有性杂交的母系遗传现象、获得细胞质基因的杂合子、研究细胞质遗传
（1）制备单克隆抗体
（2）诊断、治疗、预防疾病。
例如：
单抗诊断盒、“生物导弹”治疗癌症
5．1975年科学家首次利用B淋巴细胞杂交瘤技术制备出单克隆抗体。
请据图回答问题：
（1）病原体注入小鼠体内后，要经过__________细胞处理后，才能被免疫细胞识别。
（2）制备单克隆抗体所用的B淋巴细胞一般从脾中采集，然后以____________________作诱导剂，使B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。
通过筛选和克隆培养，获得的杂交瘤细胞具有____________________的特点。
（3）单克隆抗体的特点是____________________。
根据上图写出应用杂交瘤技术获得单克隆抗体的两种主要方法_______________________________________________。
考点121 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．概念：
动物细胞核移植是将动物的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。
2．操作流程
3．考点解读
（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）供体细胞：
取供体动物的体细胞培养，一般选用传代10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。
（5）动物体细胞不能经培养直接发育成完整个体，原因是动物体细胞的全能性受到限制。
用体细胞核移植技术能够得到克隆动物，说明动物体细胞的细胞核具有全能性。
（6）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。
（7）核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本不同的原因
①克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本。
所以与植物组织培养不同（只来自于一个亲本），克隆动物遗传物质来自2个亲本。
②在发育过程中可能发生基因突变，染色体变异导致性状改变。
③外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。
4．应用及存在问题
（1）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）存在问题：
①成活率低；②克隆动物的健康问题；③克隆动物食品的安全性问题。
5．克隆人
（1）过程
（2）分类
类型项目
治疗性克隆
生殖性克隆
区别
目的
治疗人类疾病
用于生育，产生新个体
水平
细胞水平
个体水平
联系
都属无性繁殖；产生新个体、新组织，遗传信息相同
6.克隆技术引发的伦理问题
观点
理由
不赞成
（1）克隆人严重违反了人类伦理道德
（2）克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念
（3）克隆人是人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人
（4）克隆技术尚不成熟
赞成
（1）技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法得到解决
（2）克隆人是一项科学研究，既然是科学，就应该允许研究克隆人
中国政府的态度
中国政府的观点：
不赞成，不允许，不支持，不接受任何生殖性克隆人的实验，不反对治疗性克隆
6．一只羊的卵母细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵母细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下了一只羊羔。
这种克隆技术具有多种用途，但是不能
（ ）
A．有选择地繁殖某一性别的家畜
B．繁殖家畜中的优秀个体
C．用于保存物种
D．改变动物的基因型
1.组织培养在实践中的应用
考纲能力 利用所学知识解决生产实践的能力
考题1
某二倍体植物是杂合子，下图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生
完整植株的过程。
据图回答：
（1）图中①表示的是该花粉培养过程中的__________过程，②表示的是________过程，X代表的是________，③表示的是________过程，④表示的是诱导________过程。
（2）图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中________的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为________植株（甲）。
未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有____________。
（3）对植株甲进行____________，才能使其结实产生后代（乙），否则植株甲只有通过________的方式才能产生后代（丙）。
乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是________植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为____________种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为____________种。
花药培养在育种上的特殊意义是____________，从而开辟育种新途径。
2.动物细胞培养在实践上的应用
考纲能力 对生物学问题进行初步探究能力
考题2
动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。
下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图。
请回答下列问题。
（1）肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞____________________________________。
（2）气室中充入5%CO2气体的主要作用是_____________________________。
（3）培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长，但要注意选择抗生素的 ，以保证抗生素对肝脏无害。
（4）有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。
利用上图所示装置和提供的下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。
材料用具：
肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素（刺激淋巴细胞分裂）；显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨染液（使染色体着色），有机物X溶液等。
实验过程：
①在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份，备用。
②利用甲、乙、丙、丁4组上图所示装置，按下表步骤操作（“√”表示已完成的步骤）。
甲
乙
丙
丁
步骤一：
加入肝脏培养液
√
√
√
√
步骤二：
加入有机物X溶液
√
√
步骤三：
放置肝脏小块
√
上表中还需进行的操作是______________________________________________。
③培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。
④一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。
在显微镜下观察 ，并对比分析。
若丙组淋巴细胞出现异常，而甲组的淋巴细胞正常，则说明________________________________________________________________________。
（5）已知癌细胞X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为A、B两组，A组细胞培养液中加入 ，B组细胞培养液中加入无菌生理盐水，经培养后，从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的________或________合成水平的差异，确定Y的药效。
1.对克隆、组织培养和试管动物
（婴儿）区分不清
典例1
试管婴儿、试管苗和克隆羊这三者可以说是现代生物科技的杰出成果，下列对其生物学原理及技术的叙述，正确的是（ ）
A．都属于无性生殖
B．都属于细胞工程的某些技术
C．都不会发生基因重组
D．都体现了分化的细胞具有全能性
纠错笔记
克隆
组织培养
试管动物（婴儿）
生殖方式
无性
无性
有性
遗传物质来源
2个亲本
1个亲本
2个亲本
性别决定
提供核亲本
一般没有
精子类型
用途
优良种畜快速繁育，可选择性别
快速繁殖无病毒植株
解决不孕不育
现状
不成熟
成熟
成熟
2.对植物细胞工程和动物细胞工
程辨析不清
典例2
某同学在学习“细胞工程”时，列表比较了动植物细胞工程的有关内容，你认为有几处是不正确的（ ）
植物细胞工程
动物细胞工程
技术手段
植物组织培养、植物体细胞杂交
动物细胞培养和融合、单克隆抗体的制备
特殊处理
机械法去除细胞壁
胰蛋白酶处理，制成细胞悬液
融合方法
物理方法、化学方法
物理方法、化学方法、生物方法
典型应用
人工种子、杂种植株
单克隆抗体的制备
培养液区别
生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化
动物血清不可缺少
A.1B．2C．3D．4
纠错笔记
（1）核移植和植物体细胞杂交产生的后代中都含有两个亲本的遗传物质；植物组织培养和人工种子产生的后代中都只含一个亲本的遗传物质。
（2）植物细胞培养中去掉细胞壁的原因是这层细胞壁阻碍了植物体细胞杂交融合；动物细胞培养中用胰蛋白酶处理动物组织的目的是使组织分散成单个细胞。
课时规范训练
【组题说明】
考 点
题 号
错题统计
错因分析
植物组织培养
1、2
动物细胞培养
4
细胞核移植
7
单克隆抗体制备
5
综合检测
3
特别推荐
流程图解——1；实践应用与实验探究——4
1.“白菜—甘蓝”是科学家用植物细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长周期短，耐热性强和易储存等优点。
下图是“白菜—甘蓝”培育过程示意图，请完成下列有关问题：
（1）由杂种细胞D培育成“白菜—甘蓝”植株，采用的技术手段是__________________。
该过程说明植物细胞具有______________。
（2）要制备“白菜—甘蓝”的人工种子，要在d步骤选取具有生根发芽能力的__________（结构），包裹上人造种皮制得。
（3）在a过程中诱导原生质体融合最常用的诱导剂是________________，融合依据的原理是_____________________________________________________________________。
（4）要获得上图中白菜和甘蓝的原生质体，首先需要分别除去白菜和甘蓝细胞的细胞壁。
现提供以下材料和用具：
紫色洋葱磷片叶、适宜浓度的蔗糖溶液、纤维素酶和果胶酶、蒸馏水、镊子、显微镜、载玻片等。
请你从中选择合适的材料，完成下面检验是否已除去细胞壁实验的方法步骤，并预测和解释实验结果。
主要实验步骤：
①选取适宜浓度的蔗糖溶液，加入适量纤维素酶和果胶酶配制成细胞壁分解液。
其中选取适宜浓度的蔗糖溶液而不用蒸馏
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