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高考生物第一轮总复习讲座之八

第四章：细胞与细胞工程

重点：生物膜在结构和功能上的联系、生物膜系统的概念；
植物组织培养及体细胞杂交、单克隆抗体。
难点：各种生物膜在功能上的联系、植物体细胞杂交及单克隆抗体。

第四章：细胞与细胞工程

第一节：细胞的生物膜系统
生物膜的概念：细胞膜、核膜以及组成内质网、高尔基体、线粒体等细胞器的膜统称为生物膜。
细胞中具有双层膜的细胞器有：线粒体、叶绿体。
细胞中具有单层膜的细胞器有：高尔基体、液泡、内质网。
细胞中具有单层膜的结构有：线粒体、叶绿体、细胞核。
一、各种生物膜在结构上的联系
1．内质网与核膜的联系
　A．内质网膜与外层核膜相连
　B．内质网腔与内、两层核膜间的空腔相通
意义：使细胞质与核内物质的联系更加紧密。
2．内质网与线粒体的联系
　有些内质网与线粒体外膜相连
意义：由线粒体供给内质网所需要的能量
3．内质网与高尔基体及细胞膜的联系
　A．内质网膜产生的小泡可以移动到高尔基体成为高尔基体的一部分
B．高尔基体产生的小泡移动到细胞膜成为细胞膜的一部分
C．细胞膜产生的小泡可以回到细胞质中
上述关系图示如下：

二、生物膜的化学组成
生物膜主要由蛋白质、脂类和少量糖类组成（表现为统一性）；
但在不同的膜中，上述三种物质的含量是有差别的（表现为差异性）。
三、各种生物膜在功能上的联系
科学家用同位素示踪的方法研究了豚鼠胰脏腺细胞分泌物的形成过程，研究出分泌蛋白的合成和运输过程是：

核糖体合成的蛋白质在上述细胞器的运输过程中，主要发生了以下变化：

在以上过程中，都需要由线粒体提供能量，因为在线粒体内膜上含有大量的与有氧呼吸有关的酶。
可见，在细胞内生物膜在结构上相互联系，在功能上既有明确分工，又紧密配合，使细胞能够顺利地完成各项生理功能。
四、生物膜系统
1．概念：
生物膜是指细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜构成的细胞器共同构成的结构体系。
2．作用：
（1）使细胞具有一个相对稳定的内环境，并使细胞与周围环境进行物质运输、能量交换、信息传递。
（2）为酶提供大量的附着位点，为生化反应有序进行创造条件。
（3）将细胞分成小区室，使生化反应互不干扰。
五、研究生物膜的意义
1．理论上：阐明细胞生命活动规律。如：蛋白质、糖类和脂类的人工合成和运输。
2．工业上：人工模拟生物膜功能。如：海水淡化、污水处理。
3．农业上：改善作物品质。如：抗寒、抗旱、耐盐机理的研究。
4．医学上：人工膜代替病变器官。如：人工肾中的“血液透析膜”。M.JaB88.COm

第二节：细胞工程简介
概念：细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。
一、植物细胞工程
常用的技术是：植物组织培养和植物体细胞杂交。
理论基础是：植物细胞的全能性。
1．细胞的全能性
　概念：细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。原因是生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质及发育为完整个体所必需的全部基因。
　在生物的个体发育中，由于基因在特定时间和空间下选择性地表达而形成不同器官，因此，要实现细胞的全能性，首先必须使生物体的细胞处于离体状态。
2．植物组织培养

3．植物体细胞杂交

　植物体细胞杂交过程示意图

二、动物细胞工程
常用技术：动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植。
1．动物细胞培养：
应用：用于生产病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体、细胞移植材料。
2．动物细胞融合
　与植物原生质体融合的基本原理相同，诱导融合的方法类似。
　常用的融合剂有：聚乙二醇、灭活的病毒等。
　应用：制备单克隆抗体。
3．哺乳动物的胚胎移植
可以快速繁殖优良动物品种、解决人类不育症问题。
4．核移植
应用于动物的克隆、人类疾病的治疗、保护濒危动物。
5．单克隆抗体的制备
用途：用于疾病治疗

例一：表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是（）
A．试管动物培养B．胚胎移植
C．胚胎分割移植D．受精卵移植
解析：本题主要考查动物细胞工程的有关知识。
　表现型不同的母牛，其基因型一定不同，生育出基因型完全相同的小牛，根据题目给出的选项，很可能是将胚胎分割移植，因为胚胎时期的细胞具有较高的全能性。该技术可使牛快速繁殖。
因此，本题的答案是：C。

一、选择题：
1．植物细胞表现出全能性的必要条件是（）
A．给予适宜营养和条件B．导入其他植物细胞的基因
C．脱离母体后，给予适宜的营养D．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
　2．生物体内的细胞没有表现出全能性，原因是（）
A．细胞丧失了全能性　B．基因表达有选择性
C．基因发生了变化D．不同细胞的基因不同
　3.下列物质中属于分泌蛋白的是（）　
①肠肽酶②抗体③载体④氧化酶⑤性激素⑥胰岛素
A．①②③④　B．②③⑤⑥　C．①②⑥　D．只有①④
　4．下列有关生物膜的叙述，不正确的是（）
A．各种生物膜的化学组成和结构完全相同
B．不同细胞器或细胞结构的生物膜之间是可以相互转变的
C．生物膜的研究已经深入到分子水平
D．细胞内的生物膜既各司其职，又相互协作，共同完成细胞的生理功能
　5．在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质适合于除去细胞壁（）
A．蛋白酶B．盐酸　C．淀粉酶　D．纤维素酶
　6．动物细胞融合和植物原生质体融合决定于（）
A．细胞膜的流动性B．细胞膜的选择透过性
C．细胞质的流动性D．细胞质中酶的活性　
　7．植物细胞工程通常采用的技术手段有植物组织培养和植物体细胞杂交等，这项技术的理论基础是（）
　A．植物细胞能进行有丝分裂B．植物细胞的结构是完整的
C．植物体的生命活动受激素调节D．植物细胞具有全能性
　8．在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织过程中，下列哪一项是不需要的（）
A．消毒灭菌B．适宜的温度　C．充足的光照D．适宜的养料和激素
　9．为了使培养的动物组织细胞分散开，以便制成一定浓度的细胞悬浮液，选来的动物组织应先用下列哪种物质处理（）
A．胃蛋白酶B．胰蛋白酶C．盐酸　D．胰脂肪酶
　10．哺乳动物如牛是人类生活中的一种重要的肉制品、皮毛制品的原料来源，但哺乳动物妊娠时间长，每胎产仔少，繁殖速度比较慢。要加快优良种畜的繁殖速度，目前最好采用的方法是（）
A．动物细胞培养　B．胚胎移植C．动物细胞融合　D．核移植
二、分析说明题
下图是植物体细胞杂交过程示意图，据图分析回答：
1．图中①过程是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，目前最常用的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
2．②过程的发生，必须进行＿＿＿＿＿＿＿，其方法有＿＿＿＿＿法和＿＿＿＿＿＿法。
3．融合后的原生质体会再生出细胞壁，新的细胞壁的产生与细胞内的＿＿＿＿＿＿（细胞器）有关。
4．③和④过程是一个＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿的过程，在该过程中，细胞分裂主要方式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

一、1.C　2.B　3.C　4.A　5.D　6.A　7.D　8.C　9.D　10.B　
二、1．去掉细胞壁；酶解法
　2.人工诱导；物理；化学
3.高尔基体
4.脱分化；再分化；有丝分裂

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2012届高考生物教材植物细胞工程复习教案

俗话说，居安思危，思则有备，有备无患。高中教师要准备好教案，这是高中教师的任务之一。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃，帮助高中教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。关于好的高中教案要怎么样去写呢？下面是小编精心收集整理，为您带来的《2012届高考生物教材植物细胞工程复习教案》，仅供您在工作和学习中参考。

选修本
第14课时植物细胞工程

知识精讲
一、植物细胞工程常用技术——植物组织培养和植物细胞杂交
二、理论基础——细胞的全能性
1．细胞的全能性概念：生物体的细胞具有使的潜能，这种特性叫细胞的全能性。
2．物质基础：生物体的每个细胞都包含有的全套，都有发育成完整个体所必须的。
3．实现条件：在植物细胞或组织处于时，在一定的、和的作用下，就可能表现出全能性。
三、植物组织培养
1．过程：
2．应用：请举出3例。
四、植物体细胞杂交
1．概念：用两个来自植物的融合成一个，并且把培育成新的植物体的方法。
2．传统有性杂交方法不能完成的原因是。
3．过程：

题例领悟
下例属于植物组织培养的是
A．花粉培养成单倍体植株B．芽发育成枝条
C．根尖分生区发育成成熟区D．未受精的卵细胞发育成植株
解析：组织培养是指离体的器官、组织或细胞经过脱分化、再分化形成完整植物体的过程，芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区只是体内分化的器官和组织形成了机体的一部分，未受精的卵发育成植株是受母体的控制的。答案：A

自我评价
一、选择题：
1．在一个生物体内，细胞没有表现全能性，原因是
Ａ．细胞失去了全能性Ｂ．细胞中的基因部分丢失
Ｃ．细胞中的基因选择表达Ｄ．细胞中的基因变异不同
2．有关全能性的表述中，不正确的是
Ａ．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高
Ｂ．生物体内细胞由于分化全能性不能表达
Ｃ．卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能性很高
Ｄ．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性
3．下列属于组织培养的是
Ａ．花粉培养成单倍体植株Ｂ．芽发育成枝条
Ｃ．根尖分生区发育成成熟区　Ｄ．未受精的卵细胞发育成植株
4．用植物组织培养技术，可以培育出或生产出
Ａ．食品添加剂Ｂ．无病毒植物Ｃ．人工种子　Ｄ．A、B、C都是
5．当植物细胞脱离了原来所在的植物体的器官或组织而处于离体状态时，下列有可能使其表现出全能性、发育成完整植株的是
Ａ．细胞分裂素　
Ｂ．生长素
Ｃ．一定的营养物质　
Ｄ．以上三者

二、非选择题：
6．生物体的每一个活细胞都应该有全能性，这是因为生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的，都有发育成完整个体所必须的。
7．右图为两个种间植物细胞融合和再生植株示意图，回答（一～八表示各步骤）
（1）从步骤一到步骤二是植物细胞形成的阶段，其关键技术是。
（2）从步骤二到三一般要用作为促融剂。
（3）步骤五为过程，完成体细胞杂交。
（4）在形成再生植物的过程中与组织培养有相似之处的步骤是。理由是。
（5）步骤八表示选择体细胞杂种植株，杂种植株在形态上表现为，其根本原因是　。
（6）该项研究解决了育种过程中的什么问题？
　。

自我评价答案
1C2C3A4D5D6全部的遗传物质全部的基因7⑴分离原生质体细胞壁的去除⑵聚乙二醇⑶原生质体融合⑷六～七都有转移愈伤组织到新的培养基的过程⑸具有两个亲本的特性具有双亲的全部遗传物质⑹远缘杂交不亲和的问题

2012届高考生物考点细胞与细胞工程精讲精析复习教案

高考考点6细胞与细胞工程
本类考题解答锦囊
细胞与细胞工程的考查主要考查组织培养技术和单克隆抗体，这是高考的重点，对于这部分内容首先是基本概念的掌握，其次是组织培养的过程，细胞融和技术，单克隆抗体的制备、应用和制备单克隆抗体的意义，这是考查的主要内容。
高考的第二个考查知识点是细胞的膜系统，这部分内容综合性强，和第一册第二章的细胞有着密切的联系，解决此类问题的关键是细胞膜的结构，细胞内的膜具有结构相似性，正是具备这一特点，细胞内的各个细胞i器能够相互融和，细胞的杂交技术才能够成功，，同时，细胞内的膜系统、各个细胞器之间在功能上有着密切的，联系，完成细胞各项活动。
Ⅰ热门
下列关于细胞工程的叙述中，错误的是
A.植物细胞融合必须先制备原生质体
B．试管婴儿技术包括人工受精和胚胎移植两方面
C．经细胞核移植培育出新个体只具有一个亲本的遗传性状
D．用于培养的植物器官或组织属于外植体
高考考目的与解题技巧:本题主要考聋对细胞工程的掌握。解此类题目的关键是理解细胞工程的概念及技术和应用；
植物细胞外有细胞壁，所以在植物体细胞杂交时首先要去掉细胞壁获得原生质体，A对。试管婴儿本质属于有性生殖，所以必须要完成受精，B对。在细胞核移植中，新个体的遗传物质分别来自提供核的细胞和提供质的细胞，因此它含有两个亲本的遗传性状，，C错，，植物细胞培养首先要得到离体的组织或器官，即外植体，D对：，
C
1湘鄂)用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是
A.将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞
B．用纤维索酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓熘细胞
C．用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
D．筛选杂交瘤细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体
答案：B指导：单克隆抗体是动物细胞工程中较常见的一项技术。它通常是用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，B淋巴细胞应首先用抗原刺激，使之转变成效应B细胞并能产生抗体，然后用聚乙二醇或灭活的病毒作诱导剂，使淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，接下来筛选出能产生抗体的杂交瘤细胞，在整个过程中，不需要用纤维毒酶处理。B错。
2下列人体细胞小分化程度最低的是
A．胚胎干细胞B.造血干细胞
C．胰腺细胞D.肌肉细胞
答案：A指导：本题主要考查学生对细胞分化的分析。根据所学知识可知分化程度低的细胞全能性高，一般受精卵全能性最高，上述四种细胞中胚胎干细胞直接由受精卵产生，其他细胞由胚胎干细胞发育，故胚胎干细胞的分化程度最低。
3乳腺细胞和唾液腺细胞都来白外胚层。乳腺细胞能够合成乳蛋白，不能合成唾液淀粉酶，而唾液腺细胞正相反。对这一现象的解释是(多选)
A．唾液腺细胞没有合成乳蛋白的基因
B．乳腺细胞没有合成唾液淀粉酶的基因
C．两种细胞都有合成乳蛋白，唾液淀粉酶的基因
D.两种细胞中相关基因选择性地表达
答案：CD指导：一般情况下，所有体细胞中都含有该物种全部的基因，即人体不同细胞中基因都相同，但基因表达具有选择性，因此不同细胞中基因表达的结果不相同，也就是本题中乳腺细胞和唾液腺细胞都有乳蛋白基因和唾液腺基因，但由于基因的选择性表达，使这两种细胞产生的蛋白质不同，故本题选CD。
4用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是
A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的
B．该愈伤组织的细胞没有全能性
C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成
D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
答案：B指导：本题主要考查愈伤组织的概念。
愈伤组织是离体的植物器官、组织或细胞在培养了一段时间后通过细胞不断分裂形成的结构，细胞排列疏松，是一种无定形的薄壁细胞。愈伤组织可以通过再分化形成根茎等。愈伤组织在一定的条件下表现了全能性，所以B错。
5紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化
(1)在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”。这些“种子”是应用组织培养技术，将紫草叶肉细胞经过________而获得的。这项技术的理论基础是________。
答案：脱分化(或脱分化形成愈伤组织)细胞的全能性
(2)从图中可以看出：反应器中紫草细胞的生长呈现________规律；影响紫草素产量的因素是________和________。
答案：S型增长细胞数量细胞所处的生长期
(3)在培养过程中，要不断通人无菌空气并进行搅拌的目的是________和________。
答案：保证氧气供应充足使细胞与培养液充分接触
指导：本题主要考查对植物组织培养的掌握。植物组织培养是细胞工程的一项主要技术，它依据的原理是细胞具有全能性，即任何一个体细胞都含有该物种的全部基因，在一定的条件下，体细胞可以培养成一个完整的个体。本题中首先将草细胞通过脱分化过程形成愈伤组织，然后再进一步培养。从图形中可看出紫草细胞培养与微生物生长类似，呈现“S”型的特点，当到20天即处于类似稳定期时，细胞数多，并且细胞产生大量代谢产物，此时紫草京的产量最多。通入无菌空气的目的是为紫草细胞提供充足的氧，抑制杂菌的生长，搅拌的目的是使细胞与培养液充分接触，促进细胞的新陈代谢。
Ⅱ题点经典类型题
(04．北京四中三模)在结构上联系最密切的三种生物膜是
A.高尔基体膜、线粒体膜、细胞膜
B．线粒体膜、内质网膜、细胞膜
C．外层核膜、高尔基体膜、细胞膜
D．外层核膜、内质网膜、细胞膜
高考考目的与解题技巧：本题主要考查细胞内各种生物膜在结构上的关系，关键是要抓住内质网这一细胞唇的特殊作用。
细胞内的各种生物膜在结构上存在着直接或间接的联系。内质网与外层核膜相连，内质网腔与内外两层之间的腔相通，同时内质网膜与细胞膜直接相连。所以结构上联系最密切的三种生物膜是细胞膜、内质网膜和外层核膜。
D
1中模拟)植物体细胞杂交过程的必要操作是
A．仙台病毒诱导细胞融合
B．氯化钙处理
C．酶解法去壁
D．加入动物血清
答案：C指导：植物体细胞杂交的第一步就是去掉细胞壁，分离出活性的原生质体，其最常用的去壁方法是酶解法。诱导植物细胞原生质体融合，诱导剂一般用物理法(如离心、震动等)和化学法(如聚乙二醇等)；动物细胞培养基中需加入动物血清，植物体细胞不需要。
2拟)动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是
A.诱导融合的方法完全相同
B．所用的技术尹段完全相同
C.采用的原理完全相同
D．都能形成杂种细胞
答案：D指导：动物细胞融合和植物体细胞杂交这两项细胞工程技术中，都包含有细胞融合的过程。这个融合技术基本上是相同的。对于诱导方法采说，除动物细胞的融合常用灭活的病毒做诱导剂外，其他是基本相同的。但是，植物体细胞杂交在完成细胞融合后，还要将杂种细胞培育成檀株，所以，他们所应用的技术手段还是有差别的。至于采用的原理，植物体细胞杂交是细胞膜的流动性和细胞的全能性，而动物细胞融合就没有细胞的全能性，只能细胞膜的流动性。*
3拟)动物细胞融合的目的中最重要的是
A.克服远缘杂交不亲和
B．制备单克隆抗体
C.培育新物种
D.生产杂种细胞
答案：B指导：动物细胞融合不像植物体细胞杂交那样，主要是为了克服远缘杂交不亲和，以培育新品种为目的。另外，植物体细胞杂交还应用了植物细胞的全能性，动物细胞作为整体，它的全能性受到限制，目前只见到高度分化的细胞核在去核卵细胞中表现全能性，还未见到融合细胞核表现出全能性的例子，因此动物细胞融合不能用来培育新的物种。生产杂种细胞，不是细胞融合的主要目的。
4拟)植物组织培养的过程中可以归纳为：①②③→④，对此叙述有错的是
A.②→③的再分化过程中，细胞增殖的方式为有丝分裂
B．植物组织培养依据的原理是细胞的全能性
C.③→④过程指植物的营养生长和生殖生长阶段
D．将①经脱分化培养成②时，再植上人造种皮可获得人工种子
答案：D指导：将①经脱分化培养成②时所形成的细胞只是一些薄壁细胞，即愈伤组织，细胞没有分化，这样的细胞在自然状态下不能发育成植物个体，因此，这样的细胞是不能制作成人工种子的。因此，D错。
5拟)下图为人体肾小管、小肠、胰脏的三种上皮细胞结构示意图，请根据图回答([]内填入图中标号，_______上填适当内容的文字)：
(1)C为_______细胞，与其功能相适应，该细胞的结构特点是[]_______多。
答案：肾小管上皮⑥线粒体
(2)在一定时间内，B型细胞吸收放射性同位索标记的氨基酸后，在⑤部位发现含放射性同位肃的物质。该物质形成和排出所经过的部位依次为_______该物质的作用是_______。B细胞中[]_______较多。
答案：①②③④⑤消化食物③高尔基体
(3)A与C细胞中都有⑦结构，其作用都是_______。
答案：扩大膜表面积，增大吸引能力
指导：解答本题时要考虑一个重要的特点：细胞的结构和功能是相适应的。小肠上皮细胞和肾小管的上皮细胞都具有吸收的功能，但肾小管的上皮细胞吸收功能比小肠上皮细胞要强，因此肾小管上皮细胞内线粒体数目较多。胰腺细胞有分泌胰岛素和胰液的功能，胰岛素是一种蛋白质，胰液中有消化酶，起到消化食物的作用，酶也是一种蛋白质，蛋白质是在核糖体上合成，由内质网运输到高尔基体加工，通过细胞膜外排到细胞外，因此，胰腺细胞内高尔基体较多。
Ⅲ新高考探究
1不同结构的腆之间相互转化，以“出芽”方式进行的是
A．核膜和内质网膜
B．细胞膜和高尔基体膜
C内质网膜和细胞膜
D．细胞膜和线粒体膜
答案：B指导：按教材理解，可以相互转化的膜是：内质网膜、高尔基体膜和细胞膜，而它们互相转变的方式是不同的。内质网膜和细胞膜在结构上是相连的，所以它们之间的转变是直接转变，没有任何中间过渡形式。内质网膜和高尔基体膜之间由于不直接相连，需要由一种中间形式——小泡来完成转变，而形成小泡需要经过“出芽”，同样，高尔基体膜和细胞膜之间，也不直接相连，也需要以“出芽”的形式形成小泡才能完成膜之间的转变。
2在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为
A．细胞丧失了全能性
B．基因的表达有选择性
C．不同的细胞内基因不完全相同
D．在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化
答案：B指导：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，因此每一个活细胞都有全能性。之所以在生物体内，细胞没有表现全能性，而是分化为不同的组织器官，是因基因选择性表达的结果。
3下图所示为细胞融合技术的一些过程：
(1)从A和B细胞到C细胞的过程中，必须用_______处理。
答案：诱导剂
(2)若A、B细胸为植物细胞，那么这样的细胞已经用酶降解脱掉了___________。这种酶可能是_________醇，由此生成的A和B细胞称为_________。
答案：细胞壁纤维素原生质体
(3)若A细胞为骨髓瘤细胞，B细胞为B淋巴细胞，那么D细胞称为——细胞，由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程，称为_________。这种细胞既能无限镶殖，又能产生_________。
答案：杂交瘤克隆特异性抗体
(4)若A为人细胞，B为鼠细胞，并分别用红、绿荧光染料标记细胞膜上的蛋白质，在C细胞时，细胞一半发红色荧光，一半发绿色荧光。到D细胞阶段，两种颜色的荧光均匀分布，请解释原因_________。
答案：细胞膜上的蛋白质是可以移动的
指导：此题是对植物细胞杂交、动物细胞杂交以及细胞膜的特性比较全面的考查。据课本中的知识，植物细胞外面有一层细胞壁，阻碍了植物体细胞的杂交。因此，植物体细胞杂交的第一步是去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体。那么要去掉细胞壁就要利用酶的专一性这一特点。因为细胞壁成分为纤维素和果胶，所以要用纤维素酶、果胶酶分解植物细胞的细胞壁。第二步就是让不同植物体细胞的原生质体融合，融合必须通过一定的技术手段来进行人工诱导。单克隆抗体制备过程需得到化学性质单一、特异性强的抗体。科学家发现，在动物发生免疫过程中每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，要想获得大量的单一抗体，必须用单个B淋巴细胞进行克隆，形成细胞群。但在体外培养条件下，一个B淋巴细胞不可能无限增殖，这就需B淋巴细胞与骨髓瘤细胞在灭活的仙台病毒的诱导下融合，再筛选出杂交瘤细胞。由于杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传物质，因此它既能分泌特异性抗体，又有大量繁殖。最后考查了细胞膜的结构特点：具有一定的流动性。
4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，下列哪一项条件是不需要的
A.消毒灭菌
B．适宜的温度
C.充足的光照
D．适宜的养料和激素
答案：C指导：解答该题需从如下三个方面人手分析：
(1)由离体的植物器官、组织或细胞形成愈伤组织的过程是植物组织培养过程的一个阶段。该阶段要进行细胞的增殖和细胞的脱分化，这就必须要有适宜的养料和激素，必须要有适宜的温度，这样，才能保证细胞进行正常的新陈代谢。
(2)由离体的植物器官、组织形成愈伤组织必须是在无菌条件下，只有在这样的条件下，才能保证培养出的细胞是正常细胞，否则培养基内将长出许多霉菌，与离体细胞争夺营养与生存空间，不形成愈伤组织。
(3)由于此阶段形成的是愈伤组织，并没有形成具有根、茎、叶的植物体，因此不需要光照。

2012届高考生物第一轮总复习教案:遗传与基因工程

高考生物第一轮总复习讲座之七

第三章：遗传与基因工程

　第三节.基因表达的调控第四节.基因工程简介

重点：原核生物基因表达调控的原理，基因操作的工具和基本步骤。

难点：原核生物基因表达调控的原理，限制酶和运载体的作用及基因操作的基本步骤。

第三节：基因表达的调控

生物体的每一个细胞中都含有本物种的一整套基因，因此，多细胞生物体的每个细胞都具有能够将它所具有的每个基因都表达出来、并且发育成一个完整的生物体的潜能，这就是细胞的全能性。但生物细胞内的一整套基因并不是同时都在表达，这是因为，在细胞内存在着对基因表达的调控机制，基因能够有序地表达。

一、原核生物基因表达的调控

实验现象：将大肠杆菌接种到无葡萄糖而只有乳糖培养基中，大肠杆菌就会合成并分泌出大量的“半乳糖苷酶”，这种酶可以将培养基中的乳糖分解成葡萄糖和半乳糖，从而加以利用。如果将大肠杆菌生活环境中的乳糖除去，半乳糖苷酶的合成就立即停止。

结果分析：大肠杆菌这种原核生物是否能够合成半乳糖苷酶，取决于周围环境中有无乳糖。而半乳糖苷酶的合成是受特定的基因――半乳糖苷酶基因来控制的。因此，乳糖诱导了半乳糖苷酶基因的表达，从而合成了分解乳糖的半乳糖苷酶。那么，这个调控过程到底是怎样的呢？

基因表达的调控机理：在大肠杆菌的DNA分子上，与乳糖代谢有关的脱氧核苷酸序列及功能如教材P53图3－12，其调控流程如下：

通过大肠杆菌乳糖代谢的调控过程，可以看出其对环境的适应性，这一适应性又称应激性，是生物在长期的进化过程中形成的，由遗传物质决定的。

二、真核生物基因表达的调控

真核生物基因的核苷酸序列也分为调控基因和结构基因，这一点是与原核生物相似的，真核生物基因的表达过程亦与原核生物有许多点，但也有区别：

原核生物的基因表达过程为：

真核生物的基因表达过程为：

可以看出，两者的不同点是：原核生物转录产生的mRNA不需加工，直接翻译蛋白质，且边转录边翻译；而真核生物由DNA转录的mRNA则需经加工，形成成熟的mRNA才能翻译成蛋白质，且转录在细胞核中、翻译在细胞质中（核糖体内），因而其转录和翻译有时间与空间上的的分隔。

多细胞的真核生物在个体发育过程中，基因在各个细胞中不是均等地表达，而是有特异性地表达，从而引起细胞的分化，这是由于在多种因素的影响下、在不同的细胞中关闭或开启某些基因所造成的。

第四节：基因工程简介

一、基因工程的基本内容

1.概念：基因工程又叫做基因工程技术或DNA重组技术，就是按照人类的要求，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后导入另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。

2.基因操作的工具：基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工，即对DNA分子进行剪切和拼接其主要工具有：

（1）基因剪刀：限制性内切酶，简称限制酶。这种酶主要存在于微生物中，由于每种限制酶能识别特定的核苷酸序列，因此，限制酶能在特定的切点上切割DNA分子。

（2）基因针线：DNA连接酶，用它可以将两个DNA分子的互补的碱基连接起来，同时还要将两个DNA分子的“磷酸—脱氧核糖”连接起来。

（3）基因运输工具：运载体，借助运载体将外源的目标基因送入受体细胞。作为运载体要符合以下三个条件：第一，能在宿主细胞中复制并稳定地保存；第二，具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；第三，具有标记基因，便于筛选，质粒、噬菌体及动植物病毒常被用作运载体。

3.　基因操作的步骤：

（1）提取目的基因

（2）目的基因与运载体结合

　用同一种限制酶去切割质粒和目的基因，加入DNA连接酶，形成重组DNA分子

（3）将目的基因导入受体细胞

　借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法来进行。

（4）目的基因的检测和表达

检测：根据受体细胞是否具有某些标记基因判断。

表达：受体细胞表现出特定的性状。

　二、基因工程的成果与发展前景

1.基因工程与医药卫生

生产基因工程药品：如，将胰岛素基因导入大肠杆菌，来生产胰岛素。

基因诊断与治疗：　用带同位素或荧光标记的DNA做探针，利用DNA分子杂交原理检测被测标本的遗传信息，来检测病症。

2.基因工程与农牧业、食品工业

　农业：　获得高产、稳产、品质优良的农作物，如：向日葵豆

　培育抗逆性的作物品种，如：抗虫棉

　畜牧养殖业：改善动物的优良品种，如：超级绵羊

　食品工业：　开辟食物来源，如：用大肠杆菌或酵母来生产蛋白

3.基因工程与环境保护

　环境监测：用DNA探针检测饮用水中的病毒含量

　净化环境：用假单孢杆菌分解石油

例一．在大肠杆菌的乳糖代谢中，若调节基因突变，造成阻抑物缺乏，与乳糖分解代谢有关的酶能合成吗？为什么？若启动子或操纵基因突变，结果如何？

解析：本题主要考查原核生物基因表达调控的知识。

当阻抑物缺乏时，无论是否有乳糖，均不会阻抑RNA聚合酶与启动子的结合，因此，结构基因可以工作，合成与乳糖分解代谢有关的酶。

若启动子发生突变，无论阻抑物是否与操纵基因结合，RNA聚合酶都不能与启动子的结合，因此结构基因无法工作，不能合成与乳糖分解代谢有关的酶。

若操纵基因突变，则阻抑物无法与之结合，因此，RNA聚合酶随时可以与启动子的结合，使结构基因工作，合成与乳糖分解代谢有关的酶。

因此，本题的答案是：能；因阻抑物缺乏时，RNA聚合酶随时可以与启动子的结合，而使结构基因转录成mRNA，进而翻译成蛋白质，即产生乳糖分解代谢有关的酶；启动子发生突变，则不能合成与乳糖分解代谢有关的酶；若操纵基因突变，能产生与乳糖分解代谢有关的酶。

例二．下列关于基因工程技术的叙述，正确的是（）

A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体

B.所有限制酶都只能识别同一种按规定的核苷酸序列

C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细胞繁殖快

D.只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达

解析：本题主要考查有关基因工程中有关操作工具、目的基因表达等知识

基因操作的工具有限制酶、连接酶；一种限制酶只能识别一种核苷酸序列，不同的限制酶识别的核苷酸序列不同；

运载体是运输工具，目的基因进入受体细胞后，只有当受体细胞表达出目标性状，才能说明成功实现基因表达；导入受体细胞中的目的基因是为了表达、生产目的基因转录和翻译的产物，因此，能够快速繁殖是作为受体细胞的重要条件。

因此，本题的答案是：C。

一、选择题

　1.DNA复制、转录和翻译分别形成（）

A.DNA、RNA、蛋白质B.RNA、DNA、多肽

C.RNA、DNA、核糖体D.RNA、DNA、蛋白质

　2.若基因中四种脱氧核苷酸的排列顺序发生变化，那么这种变化不可能导致（）

A.遗传性状的变化　B.遗传信息的变化

C.遗传密码的变化　D.遗传规律的变化

　3.如果DNA分子的链中的A＋T/C＋G=a,那么由该DNA转录而成的RNA中A＋U/C＋G的比值为（）

A.aB.1/a　C.1　D.（1－1/a）

　4.下列哪项是原核生物基因表达调控的特征（）

A.翻译的模板是转录后经过加工的信使RNAB.转录完毕后便进行翻译

C.基因表达调控的结果是产生了细胞分化　D.转录和翻译同时进行

　5.生物的每个细胞都含有一整套该物种的基因，对这些基因的表述正确的是（）

A.整套基因同时表达B.每种基因时时开启着

C.可随特定情况开启或关闭某些基因　D.一旦开启就不能关闭

6.在大肠杆菌体内半乳糖苷酶的合成过程中，相关基因的作用顺序是（）

　A.调节基因、结构基因、操纵基因　B.调节基因、操纵基因、结构基因

C.结构基因、调节基因、操纵基因　D.调节基因、操纵基因、启动子、结构基因

7.在真核生物的核糖体上，翻译合成蛋白质的模板信使RNA的来源是（）

A.染色体上的DNA直接转录形成mRNAB.剪切掉内含子转录部分的mRNA

C.由内含子转录部分拼接成的mRNA　D.由外显子直接转录形成的mRNA

　8.实施基因工程的最终目的是（）

A.定向提取生物体的DNA分子B.定向地对DNA分子进行人工剪切

C.在生物体外对DNA分子进行改造D.定向地改造生物的遗传性状

　9.下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的运载体

A.细菌质粒B.噬菌体　C.动植物病毒　D.细菌核区的DNA

10.将牛的生长激素基因和人的生长激素基因，用显微注射技术分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”。此项技术遵循的原理是（）

A.基因突变　DNA→RNA→蛋白质B.基因工程　RNA→RNA→蛋白质　

C.细胞工程　DNA→RNA→蛋白质D.基因工程　DNA→RNA→蛋白质

11.应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到检测疾病的目的，这里的基因探针是指

A.用于检测疾病的医疗器械B.用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子

C.合成β－球蛋白的DNA　D.合成苯丙羟化酶的DNA片断

12.在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补的步骤是

A.人工合成目的基因　B.目的基因与运载体结合

C.将目的基因导入受体细胞D.基因的检测和表达

二．非选择题

13.下图是科学家根据实验提出的一个真核生物的基因调控系统模型，仔细分析后回答下列问题：

（1）同原核生物大肠杆菌的基因表达机制相比较，图中的整合基因相当于原核生物的＿＿＿＿＿，其功能是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，感受器相当于原核生物的＿＿＿＿＿＿＿＿，它的功能是＿＿＿＿＿。

（2）从图中可看出：真核生物的基因调控信号来自体内的＿＿＿＿＿＿＿＿，它和膜上的受体结合后，作用感受基因，从而激活整合基因，整合基因形成的产物可解除感受器对结构基因的抑制，从而开始转录。

1.A　2.D　3.A　4.D　5.C　6.D　

7.B　8.D　9.D　10.D　11.B　12.C

13.（1）调节基因；合成活化物；操纵基因；控制结构基因的转录。（2）激素。

2012届高考生物第一轮遗传与基因工程总复习教案

高考生物第一轮总复习讲座之六

第三章：遗传与基因工程

第一节：细胞质遗传第二节：基因的结构。

重点：细胞质遗传的特点和形成这些特点的原因，原核细胞和真核细胞的基因结构。

难点：细胞质遗传在实践中的应用，原核细胞和真核细胞在基因结构上的区别。

第一节：细胞质遗传

人们在研究细胞核内染色体上的基因传递方式时发现了遗传的三大规律。那么，细胞质内的基因（位于线粒体与叶绿体的DNA上面）传递方式及特点是怎样的呢？

一、细胞质遗传的特点

典型实例：紫茉莉质体的遗传

紫茉莉的叶片中有两种类型质体即：

叶绿体：含有叶绿素、呈绿色

紫茉莉的质体

白色体：无色素、白色

而紫茉莉的枝条有三种：绿色、白色、花斑色（绿、白相间），它们所含有的质体如下：

枝条类型绿色白色花斑色

质体种类叶绿体白色体叶绿体

白色体

柯伦斯经过多年的杂交实验，结果如教材P43表3－1，其中“接受花粉的枝条”是母本，“提供花粉的枝条”是父本，由表中所列结果可以发现这样的规律：无论父本是何种性状，F1总是表现出母本的性状，我们把这样的遗传现象称为母系遗传，也有学者称为偏母遗传。

此后的许多学者在其他生物的杂交实验中，也发现了类似现象。如藏报春、玉米、棉花、天竺葵、菜豆的叶绿体遗传；水稻、高粱的雄性不育遗传以及微生物中的链孢霉线粒体遗传。

二、母系遗传的细胞学基础

我们知道在卵细胞中含有大量的来自母方的细胞质，而精子中只含有响晴的来自父方的细胞质，在受精时，精子只是其细胞核部分进入了卵细胞中，而来自父方的细胞质很少甚至不能进入卵细胞。因此，由受精卵发育成的F1，其细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方，所以在F1中，受细胞质内遗传物质控制的性状遗传――细胞质遗传总是表现妯母本的性状，即母系遗传。

三、母系遗传的特点（与核遗传的区别）

第一，F1表现为母系遗传，即正反交的结果不一样；

第二，杂交后代的表现类型无一定的分离比例（这是由于减数分裂产生生殖细胞时，细胞质中的遗传物质是随机地不均等地分配到生殖细胞中，同时，受精卵在有丝分裂形成新个体时，细胞质也是不均等分裂）。

　杂交过程如下图：

受精受精

由上图可见：亲本产生配子时，细胞核遗传物质均等分配，而细胞质中遗传物质则不均等分配，在F1中，细胞核遗传物质一半来自父方，一半来自母方，所以正反交结果一样；细胞质的遗传物质则来自母方，所以正反交结果就不一样。

四：细胞质遗传在实践中的应用（选学）

水稻雄性不育系的培育过程：

　1.在水稻的细胞核中：R－可育，r－不育；在水稻的细胞质中：S－可育，N－不育，水稻能否可育是由细胞核和细胞质基因共同作用的结果（见下表）

　细胞质基因

细胞核基因SN

RRS(RR)

雄性可育N(RR)

雄性可育

RrS(Rr)

雄性可育N(Rr)

雄性可育

rrS(rr)

雄性不育N(rr)

雄性可育

　2.生产杂交种过程图解雄性不育系留种图解

在上图中，N(RR)与雄性不育系S(rr)杂交产生的后代S(Rr)是可育的，故称N(RR)为恢复系；

　N(rr)与雄性不育系S(rr)杂交产生的后代S(rr)仍是雄性不育，故称N(rr)为保持系。

在整个生产杂交种的过程中，共用到三种类型即：S(rr)、N(RR)、N(rr)，故将这种生产方法称为“三系法”。

第二节：基因的结构

一、原核细胞的基因结构

原核细胞的基因结构可下图来表示：

非编码区特别是编码区上游的RNA聚合酶结合位点，可以调控DNA指导蛋白质合成的过程。

原核细胞的基因转录过程如下图：

二、真核细胞的基因结构

与原核细胞的基因相比，不同的是：真核细胞的编码区是间隔的即编码区由可编码的部分（称外显子）和不可编码的部分（称内显子）相间排列。

其转录过程与原核生物大致相同，所不同的是，它所转录出的RNA同时含有由外显子转录出的部分和内显子转录出的部分，转录结束后，需要将RNA中由内显子转录出的部分剪掉，然后将若干后由由外显子转录出的部分的RNA拼接起来，才能形成完整的mRNA。

三、人类基因组研究

“人类基因组”是指人体DNA所携带的全部遗传信息。包括1－22号常染色体和X、Y染色体，共24种染色体的24个DNA分子上的遗传信息，这24个DNA分子上构有30亿个碱基对，约有3－5万个基因。

“人类基因组计划”就是分析测定人类基因组的核苷酸序列，其主要任务是绘制出人类基因组的4张图：遗传图(基因在染色体上的位点)、物理图(测量出基因的距离)、序列图(测定基因的碱基排列次序)、转录图(测定基因转录形成RNA时的碱基配对)。参与　这项计划的有六个国家：中国、美国、英国、法国、德国和日本。

研究人类基因组的意义是：各种疾病、尤其是各种病的诊断；进一步了解基因表达的调控机制；细胞的生长、分化和个体发育的机制及生物进化；推动生物高新技术的发展，并产生巨大的经济意义。

　例1．小鼠的海拉细胞有氯霉素抗性，通过显微操作，将对氯霉素无抗性的小鼠体细胞的核取出，注入去核的海拉细胞中，然后将这一新组合的细胞放到含有氯霉素的培养基中，发现它能够持续分裂。试分析：

（1）控制氯霉素抗性的遗传物质位于细胞的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）上述遗传方式称＿＿＿＿＿＿＿，它的特点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

解析：本题主要考查细胞质遗传的本质及表现出的特点

由题意可知，小鼠细胞对氯霉素有、无抗性属于一对性状，控制这一相对性状的遗传物质可能位于核中，也有可能位于细胞质中。

本题中将对氯霉素有抗性的海拉细胞的细胞质与氯霉素无抗性的细胞的细胞核重组成一新细胞，它在含有氯霉素的培养基中仍然持续分裂，说明它对氯霉素具有抗性，由此可分析得出决定细胞有无抗性的遗传物质在细胞质中，这种性状的遗传应属于细胞质遗传。至于细胞质遗传的特点也就迎刃而解了。

因此，本题的答案是：（1）细胞质中。（2）细胞质遗传；母系遗传、杂交后代不出现一定的分离比。

例2．人的一种凝血因子基因有186000个碱基对，能够编码2552个氨基酸。

（1）试计算在凝血因子中，外显子的基因对占全部基因对的比例；

（2）从此比例中可以得出什么结论？

解析：本题主要考查真核细胞的基因结构和中心法则的有关知识。

由2552个氨基酸可推知，这些氨基酸需要mRNA上的2552╳3个碱基来编码，进而可以推导出基因中参与编码的碱基对数为为7656，而这就是外显子所含有的碱基对数；因此，外显子的比例为：（7656∕186000）╳100%＝4%；在整个基因中，外显子的碱基对数只占4%，说明在真核细胞中，基因结构的复杂性。

因此本题的答案是：（1）4%；（2）在原核细胞中，编码碱基（外显子）所占比例很小，说明真核细胞中基因结构的复杂性。

（1）下列哪组细胞器在遗传上有一定的自主性（）

　A.细胞核、叶绿体B.细胞核、线粒体C.核糖体、叶绿体D.叶绿体、线粒体

（2）下列与细胞质基因无关的性状为（）

　A.紫茉莉的花B.高粱的雄性不育C.藏报春花的绿叶D.酵母菌的菌落

（3）在形成卵细胞的减数分裂中细胞质的遗传物质分配特点是（）

　①有规律分配　②随机分配　③均等分配　④不均等分配

　A.①③　B.②③　C.②④　D.①④

（4）一玉米雄性不育植株用恢复系（基因纯合）花粉授粉，F1的基因型和表现型分别是（）

　A.S(Rr)、雄性可育　B.N(RR)、雄性可育C.N(Rr)、雄性不育　D.S(rr)、雄性不育

（5）一对相对性状甲性状和乙性状为细胞质遗传，下列四种遗传符合细胞质遗传的特点的是（）

　A.♀甲╳♂乙→F1呈甲性状B.♀甲╳♂乙→F1呈乙性状

C.♀乙╳♂甲→F1呈甲性状D.♀乙╳♂甲→F1呈乙性状　

（6）基因是由（）

A.编码区和非编码区组成B.外显子和内含子两部分组成

C.RNA聚合酶结合位点、外显子、内含子组成　D.RNA聚合酶结合位点、外显子组成

（7）真核细胞的一个基因只能编码一种蛋白质，以下说法正确的是（）

A.它的编码区有一个外显子和一个内含子　B.它的编码区一个外显子和多个内含子

C.它的编码区有多个外显子和一个内含子　D.它的编码区含有多个外显子和内含子

（8）下列哪项是原核生物表达调控的特征（）

A.翻译的模板是转录后经加工的mRNA　B.转录完毕后再进行翻译

C.转录和翻译同时进行　D.基因表达调控的结果是产生了细胞的分化

（9）基因的重要功能是（）

A.储存、传递遗传信息　B.表达遗传信息　C.能产生突变决定生物性状　D.A.B.C.三项

（10）含有细胞质基因的是（）

①染色体　②核糖体　③线粒体　④叶绿体　⑤质粒

A.①B.③④C.②③④D.③④⑤

答案：1.D　2.A　3.C　4.A　5.C　6.A　7.D　8.C　9.D　10.D

文章来源：http://m.jab88.com/j/73604.html

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