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高中二年级生物

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  • 读图填空题
    下图为细胞融合的简略表示,请据此回答:

    (1)若A、B是植物细胞,在进行过程C之前去掉某一结构最常用的方法是_________;此过程中除了用化学法诱导融合的手段外,还利用了细胞膜的__________。
    (2)由A、B至F的过程中所采用的技术手段有______________。
    (3)假若A、B至D是制备单克隆抗体的过程,A为小鼠的B淋巴细胞,那么A、B形成的D细胞应该是_________,从中筛选出它的方法是在____________中培养。如何从培养液中分离出杂种细胞呢?请阅读材料后回答:
    已知细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途径能被氨基嘌呤阻断。淋巴细胞中有这两种DNA合成途径,但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径,但能不断分裂增殖。将这两种细胞在试管中混合,加聚乙二醇促融,获得杂种细胞。请回答:
    ①.试管中除融合的杂种细胞处,还有_____种细胞。
    ②.设计一方法(不考虑机械方法),从培养液中分离出杂种细胞,并说明原理。
    方法:_____________________________。
    原理:_____________________________。
    (4)假若A为人的B淋巴细胞,受到抗原刺激后产生某种物质,并发挥重要的生理作用,与该物质的合成、加工、运输有关的生物膜有_____________________。(答两项)
    本题信息:2011年期末题生物读图填空题难度较难 来源:姚瑶
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本试题 “下图为细胞融合的简略表示,请据此回答:(1)若A、B是植物细胞,在进行过程C之前去掉某一结构最常用的方法是_________;此过程中除了用化学法诱导融合的手段外...” 主要考查您对

生物膜系统

植物体细胞杂交技术

植物的组织培养技术

动物细胞的融合

单克隆抗体

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 生物膜系统
  • 植物体细胞杂交技术
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生物膜系统:

1、概念:细胞膜、核膜以及各种细胞器膜在组成成分和结构上很相似,在结构和功能上紧密联系,共同构成了细胞的生物膜系统。
2、作用:使细胞具有稳定内部环境物质运输、能量转换、信息传递为各种酶提供大量附着位点,是许多生化反应的场所把各种细胞器分隔开,保证生命活动高效、有序进行。
分泌蛋白和细胞内蛋白的比较:

分泌蛋白 细胞内蛋白
不同点 作用部位 分泌到细胞外起作用 细胞内起作用
合成部位 内质网上的核糖体 游离的核糖体
举例 抗体、消化酶和一些激素 有氧呼吸酶、光合作用酶等
相同点 基本单位都是氨基酸,都是细胞内合成的;需要核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等细胞器参与合成


知识点拨:

 2.各种生物膜在化学组成上的联系
(1)相似性:各种生物膜在化学组成上大致相同,都主要由脂质和蛋白质组成。
(2)差异性:不同生物膜的功能不同,组成成分的含量有差异,如代谢旺盛的生物膜(如线粒体内膜)蛋白质含量高;与细胞识别有关的细胞膜糖类含餐高。
3.在结构上的联系
(1)各种生物膜在结构上大致相同,都是由磷脂双分子层构成基本骨架,蛋白质分子分布其中,具有一定的流动性。
(2)在结构上具有一定的连续性:

 4.生物膜系统的功能

知识拓展:

1、分泌蛋白的合成、运输与分泌

 2、在分泌蛋白的加工、运输过程中,内质网、高尔基体和细胞膜的膜面积变化情况如下:内质网膜面积减少,高尔基体不变,细胞膜增多。

例如(1)腺泡细胞将蛋白分泌出细胞是通过胞吐的方式实现的,分泌蛋白首先在核糖体上合成,然后经内质网和高尔基体加工,最后分泌到细胞外,这一过程需要能量,不需要细胞膜上的载体。
(2)单克隆抗体是分泌蛋白,需要经过内质网、高尔基体加工,通过细胞膜分泌到细胞外;有氧呼吸过程中O2与[H]结合生成H2O是在线粒体内膜上进行的;细胞借助细胞膜完成与外界的物质与能量的交换;遗传信息转录成mRNA在细胞核、线粒体、叶绿体内进行,该过程与生物膜无关。
例下列有关生物膜系统的说法正确的是(   )
A.细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与小肠黏膜都属于生物膜系统
B.所有的酶都在生物膜上,没有生物膜生物就无法进行各种代谢活动
C.生物膜的组成成分和结构都是一样的,在结构和功能上紧密联系
D.细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,使细胞内的化学反应不会互相干扰
答案D
植物体细胞杂交技术:

1、植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
2、过程:

(1)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。
(2)细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。
(3)植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束。
(4)杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
3、意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。

知识点拨:

1、体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞,不管染色体数、基因组数还是染色体组数都采用直接相加的方法。若一植物细胞含有2Ⅳ条染色体,2个染色体组,基因型为Aabb,另一植物细胞含有2M条染色体,2 个染色体组,其基因型为ccDd,则新植株应为四倍体,其体细胞中染色体数为2N+2M,基因型为AabbccDd。 2、用该过程培育新品种的过程中,遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传定律。只有有性生殖进行减数分裂过程中才符合遗传定律,而体细胞杂交没有此过程。
3、植物体细胞杂交克服远缘杂交不亲和的障碍,大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。.


知识拓展:

1、植物体细胞杂交包括植物体细胞(原生质体)融合和杂种细胞培育成一个新植株的过程。融合的细胞有多种类型,必须经过筛选,然后才能培育出我们所需要的杂种植株。
2、植物体细胞杂交过程中无有性生殖细胞的结合,属于无性生殖。
3、从杂种植株的染色体组成上看,染色体数目增加,属于染色体数目的变异。
植物组织培养技术:

1、植物组织培养过程:
(1)原理:植物细胞具有全能性。
(2)过程:

2、用途:
(1)微型繁殖
微型繁殖就是用于快速繁殖优良品神的植物组织培养技术,也叫快速繁殖技术。繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂,亲、子代细胞内DNA不变,所以能够保证亲、子代遗传特性不变。
(2)作物脱毒
作物脱毒是利用茎尖、根尖等无毒组织,进行微型繁殖,所获幼苗是无毒的。
(3)人工种子:通过组织培养技术,可把植物组织的细胞培养成在形态及生理上与天然种子胚相似的胚状体,也叫作体细胞胚。这种体细胞胚有于叶、根、茎分生组织的结构。科学家把体细胞胚包埋在胶囊内形成球状结构,使其具备种子机能。所以,人工种子是一种人工制造的代替天然种子的颗粒体,可以直接播种于田间。
①制作方法:人工种子是利用植物组织培养获得胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等,然后包上人丁种皮就形成了人工种子,如图:

②优点:可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖;保持亲本的优良性状,因该过程为无性繁殖;节约粮食,减少种子的使用;可以控制添加一些物质,如除草剂、农药、促进生长的激素、有益菌等。 周期短,易储存和运输,不受气候和地域的限制。
(4)细胞产物的工厂化生产:从人工培养的愈伤组织细胞中提取某种成分,如紫草素、香料等。

 知识点拨:

1、植物组织培养的注意事项:
(1)接种时应注意的事项:①接种室要消毒;②无菌操作;③接种时要防止交叉污染;④接种完立刻盖好瓶口。
(2)外植体接种前,需要将接种室、接种箱灭菌和对外植体消毒的操作:
①接种前一天,将接种室的四个角落用甲醛溶液和高锰酸钾熏蒸。
②接种前1小时,在接种室内用喷雾器喷洒来苏水;桌椅也用来苏水擦拭;接种箱内用甲醛溶液和高锰酸钾熏蒸。
③将灭菌室和接种箱内用紫外灯灭菌。
④接种前,操作者用肥皂清洗双手,擦干,再用酒精棉球擦拭双手。
⑤用次氯酸钠溶液将外植体消毒。
2、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,需要的条件:①消毒灭菌;②一定浓度的植物激素;③适宜的温度;④充足的养料。
3、影响植物组织培养的因素:①培养基配制;②外植体选取;③激素的运用;④消毒;⑤温度、pH、光照。
4、植物组织培养中植物激素使用:物组织培养中关键性激素是生长素和细胞分裂素;同时使用生长素和细胞分裂素时,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向;先使用细胞分裂素,后使用生长素,细胞既分裂5、植物组织培养过程中分化成的幼苗需要移栽,移栽时,应先将培养瓶的封口膜打开一段时间,让试管苗在培养间生长几日;移栽时需用流水清洗根部的培养基;最后幼苗需移植到消过毒的新环境下生活一段时间,等幼苗长壮后再移栽到土壤中。


知识拓展:

1、植物细胞的全能性
(1)概念:具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能。
(2)原理:细胞内含有本物种的全部遗传信息。
(3)全能性表达条件:具有完整的细胞结构,处于离体状态,提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。
2、作物新品种培育
(1)单倍体育种:
①过程:植株(AaBb)通过减数分裂得到花粉(AB、Ab、aB、ab四种类型);对花粉进行花药离体培养(技术是植物组织培养);得到单倍体植株;对其幼苗时期进行秋水仙素处理;得到了正常的纯合二倍体植株(AABB、Aabb、aaBB、aabb四种类型)。
②优点:明显缩短育种年限
(2)突变体利用:在组织培养中会出现突变体,通过从有用的突变体中选育出新品种(如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体)
3、细胞产物的生产:通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养,从而让它们能够产生大量的细胞产物。地位:是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
4、植物组织培养的优点:
①不受生长季节限制地繁殖植物。
②不携带病毒。
③培养周期短。
④可用组培中的愈伤组织制取特殊的生化制品。
⑤可短时间大量繁殖,用于拯救濒危植物。
⑥可诱导之分化成需要的器官,如根和芽。
⑦解决有些植物产种子少或无的难题。如将香蕉进行组培得到人工种以方便移种。
5、培养基的制作:制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培。肉汤培养基以有机营养为主,MS培养基则需提供大量无机营养。制备MS固体培养基操作过程:配制母液时,无机物中大量元素浓缩10倍,微量元素浓缩100倍;激素类、维生索类以及用量较小的有机物一般可按1mg/mL的质量浓度单独配制成母液;将分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌。
6、消毒和灭菌:外植体可以用酒精消毒;操作前手需用酒精消毒;培养基需用高压蒸汽灭菌。

 
动物细胞的融合:

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等的重要手段。

动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较:

细胞工程

植物体细胞杂交

动物细胞融合

理论基础

细胞的全能性、细胞膜的流动性

细胞增殖、细胞膜的流动性

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

诱导手段

物理法:离心、振动、电激
化学法:聚乙二醇(PEG)

物理法:离心、振动、电激
化学法:聚乙二醇
生物法:灭活的病毒(灭活的仙台病毒)

诱导过程

第一步:原生质体的制备(酶解法)
第二步:原生质体融合(物、化法)
第三步:杂种细胞的筛选和培养
第四步:杂种植株的诱导与鉴定

正常小鼠免疫处理动物细胞的融合
(物、化、生法)杂交瘤细胞的筛
选与培养专一抗体检验阳性细胞培
养单克隆抗体的提纯

用途和意义

克服远缘杂交的不亲和障碍,
大大扩展杂交的亲本组合范围
应用:白菜——甘蓝等杂种植株

(1)制备单克隆抗体
(2)诊断、治疗、预防疾病,例如“生物导弹”治疗癌症


知识点拨:

动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同,诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似,常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。
知识拓展:

1、在诱导剂的作用下进行细胞的诱导融合,形成的杂种细胞有三种:AA型、BB型、AB型。只有AB型才是我们所需要的杂种细胞,所以需要用选择性培养基进行筛选。
2、相比较植物体细胞杂交,动物细胞融合特有的诱导方式是用灭活的病毒处理,其他物理化学诱导融合的方法与植物体细胞杂交过程中原生质体融合方法相同。
单克隆抗体:

1、抗体:一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。
2、单克隆抗体的制备
(1)制备产生特异性抗体的B淋巴细胞:向免疫小鼠体内注射特定的抗原,然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞
(2)获得杂交瘤细胞
①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合;
②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。
(3)克隆化培养和抗体检测
(4)将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖
(5)提取单克隆抗体:从细胞培养液或小鼠的腹水中提取
3、单克隆抗体的应用
(1)作为诊断试剂,具有准确、高效、简易、快速的优点。
(2)用于治疗疾病和运载药物。


血清抗体与单克隆抗体的比较:

名称 产生 特点
血清抗体 由B淋巴 一般从血清中分离,产量低、纯度低、特异性差
单克隆抗体 由杂交瘤细胞分泌 特异性强,灵敏度高,能大量制备

知识点拨:

1、融合的结果是有很多不符合要求的;如有2个B淋巴细胞融合的细胞等,所以要进行筛选。
2、筛选出能够分泌所需抗体的杂种细胞。
3、杂交瘤细胞的特点:既能大量繁殖,又能产生专一的抗体。
4、单克隆抗体的优点:特异性强,灵敏度高,并能大量制备。
5、单克隆抗体的作用:作为诊断试剂:准确识别各种抗原物质的细微差异,并跟一定抗原发生特异性结合,具有准确、高效、简易、快速的优点。用于治疗疾病和运载药物:主要用于治疗癌症治疗,可制成“生物导弹”,也有少量用于治疗其它疾病。
知识拓展:

制备单克隆抗体过程中的筛选: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。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淋巴细胞时取出很多种,形成的杂交瘤细胞有很多种,所以需筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。

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