高考考點2 組織培養(yǎng)與克隆
技術(shù)研究成果與分析
Ⅰ熱點知識簡介
1．組織培養(yǎng)
(1)概念：組織培養(yǎng)是指在無菌條下，在人工合成的培養(yǎng)基上培養(yǎng)離體的細(xì)胞、組織或器官的一種生物技術(shù)。
(2)原理：細(xì)胞的全能性，由于細(xì)胞中含有本物種的全套遺傳信息，而具有發(fā)育形成新個體的潛能。
(3)應(yīng)用
植物組織培養(yǎng)：在植物的快速繁殖、培育無病毒植珠、花藥離體培養(yǎng)、培育人工種子、生產(chǎn)中草藥劑、植物體細(xì)胞雜交等過程中都要利用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。
動物細(xì)胞培養(yǎng)：單克隆抗體制備、病理藥理研究、毒索檢測等過程中也要使用到動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。
2.克隆技術(shù)
(1)概念
克隆于希臘lone，原意指幼草或小樹枝以無性繁殖的方式發(fā)育成植物�，F(xiàn)隨著時間的推移，克隆的內(nèi)涵已經(jīng)擴大。在生物學(xué)領(lǐng)域中，克隆有以下三個水平的含義。
分子克�。杭碊NA克隆，將某一DN *** 段以質(zhì)粒為載體導(dǎo)人細(xì)菌細(xì)胞中，使之隨細(xì)菌分裂而大量復(fù)制的過程。
細(xì)胞克�。河蓡我患�(xì)胞經(jīng)過細(xì)胞分裂形成的與親代細(xì)胞基因相同的細(xì)胞群體。
個體克�。盒纬苫蛐屯耆嗤膬蓚�或多個生物個體的過程。如植物的分根、扦插和嫁接，動物的同卵雙胞胎等都屬于個體克隆。
(2)原理：細(xì)胞的全能性。
(3)應(yīng)用
遺傳育種；通過花藥離體培養(yǎng)進行單倍體育種，縮短育種年限；通過原生質(zhì)體融合進行細(xì)胞雜交育種，克服遠(yuǎn)雜交不親和障礙。
胚胎分割移植：將優(yōu)良品種家畜的早期胚胎分割后分別植入不同雌性動物體內(nèi)，使之發(fā)育形成多個性狀相同的個體，提高優(yōu)良家畜的繁殖率。
保護瀕危動物：對處于瀕危滅絕的動物進行克隆，使之?dāng)[脫滅絕的邊緣。
治療性克�。豪貌∪俗陨淼募�(xì)胞克隆器官，如皮膚、心臟、肝臟等，避免發(fā)生排斥反應(yīng)等。
3．干細(xì)胞
(1)概念
干細(xì)胞是一種具有自我復(fù)制功能和多分化方向潛能的早期未分化細(xì)胞，它們是于胚胎的仍保持著一定分裂和分化能力的一類胚性細(xì)胞群。
動物的受精卵是一個全能性的細(xì)胞，具有發(fā)育成一個新生個體的潛能。由受精卵分裂形成的胚泡(專指哺乳動物的囊胚)內(nèi)部有一團細(xì)胞，稱為內(nèi)細(xì)胞團。內(nèi)細(xì)胞團中的細(xì)胞稱為全能干細(xì)胞或胚胎干細(xì)胞，由這些細(xì)胞進一步分裂分化形成許多其他類型的專能干細(xì)胞，再由各類專能干細(xì)胞分裂分化形成各種組織細(xì)胞(如下表)。在兒童和成年人體內(nèi)仍保留著部分專能干細(xì)胞，如骨髓中的造血干細(xì)胞(少量存在于血液中)、皮膚中的生發(fā)層細(xì)胞、骨膜中的成骨細(xì)胞等。
各類干細(xì)胞的與分化
受精卵外細(xì)胞層胎盤等其他各種組織結(jié)構(gòu)
全能干細(xì)胞專能干細(xì)胞造血干細(xì)胞血液中的各類細(xì)胞
皮膚干細(xì)胞皮膚中的各類細(xì)胞
成骨干細(xì)胞成骨中的各類細(xì)胞
………………………….
(2)干細(xì)胞的研究與應(yīng)用
目前，在人體的各種組織中都發(fā)現(xiàn)了干細(xì)胞。在各種干細(xì)胞的研究和應(yīng)用中，胚胎干細(xì)胞最引人注目。這個領(lǐng)域的研究幾乎涉及人體所有的重要組織和器官。目前應(yīng)用最成功的是皮膚移植和對血癌(白血病)患者的骨髓移植。
①建立特異性分化細(xì)胞系
現(xiàn)已證實，胚胎干細(xì)胞可形成生物個體的所有組織細(xì)胞。目前的研究表明，人類胚胎干細(xì)胞可在體外誘導(dǎo)為造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞和心肌干細(xì)胞等。
②組織和器官培養(yǎng)
在適當(dāng)控制的條下，胚胎干細(xì)胞有可能要在體外培養(yǎng)體系中形成各種人體組織甚至人體器官。現(xiàn)已可能在體外誘導(dǎo)形成肌肉、骨、軟骨、韌帶、肌腱以及脂肪組織等。同時，人們正致力于利用胚胎干細(xì)胞制備肺和腎等人體器官。
③基因治療研究
胚胎干細(xì)胞也可能用于基因治療研究，或者說與基因治療技術(shù)結(jié)合起，治療某些目前無法治愈的遺傳性疾病等。干細(xì)
胞具有自我擴增和分化功能，因此導(dǎo)人的“外基因”可以有效地得以擴散；干細(xì)胞可以在體外進行操作，對基因的改造和修飾可以在體外完成并經(jīng)篩選后再導(dǎo)人體內(nèi)，避免由于基因插入而導(dǎo)致的細(xì)胞失常；干細(xì)胞是人體細(xì)胞，作為載體其毒性最小，而且作為生命的最小單元，是導(dǎo)人組織的最佳形式。
④基因調(diào)控、定向誘導(dǎo)和橫向分化
定向誘導(dǎo)是指在體外把胚胎干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化為成熟的功能細(xì)胞；而模向分化則是把一種組織的成體干細(xì)胞誘導(dǎo)分化成另一種組織的“干細(xì)胞”或功能細(xì)胞。不論定向誘導(dǎo)還是橫向分化，它們的共同基礎(chǔ)就是干細(xì)胞基因表達(dá)的調(diào)控。
(3)骨髓移植
首先從健康人體的血液中分離出造血干細(xì)胞，其余的血液成分再完全輸回獻血人的體內(nèi)。然后再將造血干細(xì)胞輸入到血型和組織相容性抗原(HLA)相適宜的白血病患者體內(nèi)。輸入的造血干細(xì)胞在患者體內(nèi)通過分裂和分化即可形成健康的各類血細(xì)胞，從而達(dá)到治療的目的。我國法律規(guī)定，每一個健康的中國公民都有無償獻血的權(quán)利和義務(wù)。
Ⅱ新高考探究
1在生物體內(nèi)，細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織，器官，是因為
A.細(xì)胞喪失了全能性
B．基因的表達(dá)有選擇性
C．不同的細(xì)胞內(nèi)基因不完全相同
D．在個體發(fā)育的不同時期，細(xì)胞內(nèi)的基因發(fā)生了變化
答案： B
2細(xì)胞工程是一門綜合科學(xué)技術(shù)。下列哪項技術(shù)不屬于細(xì)胞工程
A.有性雜交 B.體細(xì)胞雜交
C.組織培養(yǎng) D.細(xì)胞核移植
答案： A
3動物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)是
A.動物細(xì)胞融合 B．胚胎移植
C.動物細(xì)胞培養(yǎng) D．核移植
答案： C
4用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以培養(yǎng)出或生產(chǎn)出
A.食品添加劑 B.無病毒植物
C. 人工種子 D.A、B、C均是
答案： D
5動物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的重要區(qū)別是
A.培養(yǎng)基成分不同
B．動物細(xì)胞培養(yǎng)不需要在無菌條下進行
C.動物細(xì)胞可以傳代培養(yǎng)，而植物細(xì)胞不能
D．動物細(xì)胞培養(yǎng)需要用胰蛋白酶把組織解離成單個細(xì)胞
答案： A
6下列有關(guān)單克隆的敘述中，正確的是
A.是性細(xì)胞的無性繁殖
B.花粉離體培養(yǎng)可視為單克隆
C.是原始性細(xì)胞減數(shù)分裂產(chǎn)生的細(xì)胞群
D.上皮細(xì)胞無性繁殖產(chǎn)生的細(xì)胞群
答案： D
7在進行動物細(xì)胞培養(yǎng)時，通常選用的培養(yǎng)材料是
A.衰老退化的動物組織細(xì)胞
B．成熟動物個體的體細(xì)胞
C.動物的受精卵細(xì)胞
D．動物胚胎或幼齡動物個體的細(xì)胞
答案： D
8表現(xiàn)型完全不同的母牛，生出基因型完全相同的小牛。產(chǎn)生這一結(jié)果最可能的原因是
A.試管動物培養(yǎng) B．胚胎移植
C．胚胎分割移植 D．受精卵移植
答案： C
9胚胎移植技術(shù)目前主要應(yīng)用于
①解決某些不孕癥者的生育問題 ②治療某些遺傳病
③提高良種家畜的繁殖力 ④提高動物的抗病力
A．①② B．①③
C．③④ D.②③
答案： D
10哺乳動物如牛、羊等是人類生活中一種重要的肉制品、皮毛制品的原料，但哺乳動物妊娠時間長，每胎產(chǎn)子數(shù)少、繁殖速度比較慢。要加快良種畜的繁殖速度，目前最好采用 方法。
A.動物細(xì)胞培養(yǎng) B.胚胎移植
C．動物細(xì)胞融合 D．核移植
答案： B
Ⅲ高分熱點題預(yù)測
1英國羅斯林研究所一項研究顯示，利用克隆技術(shù)(克隆“多利”羊的技術(shù))根本無法培養(yǎng)出完全相同的個體。英國《星期日泰晤士報》報導(dǎo)說：坎貝爾教授等從一母羊胚胎中取出4個基因構(gòu)進完全相同的細(xì)胞核，并將這4個細(xì)胞核注入自其他母羊的4個去核細(xì)胞中，最終培育出4頭克隆羊。但研究發(fā)現(xiàn)隨著克隆羊年齡增長，它們的外形和脾性上的差異也隨之增長。它們雖然外形上存在類似，但是如果不經(jīng)指明，根本看不出它們彼此間是克隆。
根據(jù)上述材料回答：
(1)克隆過程表明，克隆動物的產(chǎn)生過程從生殖方式看屬于________。此現(xiàn)象體現(xiàn)了動物細(xì)胞具有______________特征。
答案：無性生殖 全能性
(2)克隆產(chǎn)生的后代出現(xiàn)類似現(xiàn)象，但亦存在明顯的差異，并不是完全的復(fù)制，究其原因是
答案：受到去核卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中DNA的遺傳作用影響；在發(fā)育過程中受到環(huán)境條的影響等。
2下圖為骨髓中的造血干細(xì)胞分化、發(fā)育過程：
高考高考考動向：造血干細(xì)胞的增殖、分化、發(fā)育與人體的特異性免疫。
高考試題預(yù)測：根據(jù)以上圖解，回答下列問題：
(1)一部分造血干細(xì)胞進入胸腺，在胸腺內(nèi)發(fā)育成甲細(xì)胞，即I淋巴細(xì)胞；另一部分造血干細(xì)胞在骨髓中發(fā)育成乙細(xì)胞，即________淋巴細(xì)胞。
答案： T B
當(dāng)甲細(xì)胞或乙細(xì)胞受到抗原刺激時，能夠增殖分化成的丙細(xì)胞是________，丁細(xì)胞是________，戊細(xì)胞是 ________，己細(xì)胞是________。
答案：記憶T細(xì)胞 記憶B細(xì)胞 效應(yīng)T細(xì)胞 效應(yīng)B細(xì)胞
3.中國科學(xué)院動物研究所陳大元研究員帶領(lǐng)的科研小組，首先選擇了兔子卵細(xì)胞作為受體卵。他們采用了兩種核移植方法，即電融合法和核直接 注射法，把大熊貓的體細(xì)胞核移入兔的去核卵細(xì)胞質(zhì)中。經(jīng)過精心的實驗，他們已得到了大熊貓的重構(gòu)胚。實驗結(jié)果顯示，大熊貓的3
種體細(xì)胞移植到兔去核卵母細(xì)胞中均可以卵裂，并進行早期發(fā)育，3種供體細(xì)胞核移植的融合率在55％—59％之間；融合后的重構(gòu)卵進行培養(yǎng)后，囊胚率以乳腺細(xì)胞最高，而骨骼肌細(xì)胞的最低；重構(gòu)囊胚細(xì)胞的染色體數(shù)目為42條，與供體(大熊貓)細(xì)胞染色體數(shù)目相同，與受體動
物家兔的染色全數(shù)(44條)不同。經(jīng)DNA指紋分析，也證明了重構(gòu)囊胚細(xì)胞的遺傳特性為大熊貓的遺傳特性。實驗還證明，卵細(xì)胞質(zhì)使體細(xì)胞核去分化不具有特異性。大熊貓異種重構(gòu)胚能否在寄母子宮著床乃至進行全程發(fā)育還是道難題，現(xiàn)正在深入實驗中。
高考高考考動向：細(xì)胞的全能性、細(xì)胞的分裂與分化、動物的個體發(fā)育。
高考試題預(yù)測：根據(jù)以下材料，回答下列問題：
(1)下面敘述除哪項外都是動物克隆技術(shù)的益處
A.探索異種克隆技術(shù)，拯救瀕危物種
B．克隆技術(shù)與轉(zhuǎn)基因技術(shù)結(jié)合，使異種器官移植成為可能
C．克隆技術(shù)重要性在于復(fù)制出一個動物或一批生物
D．克隆技術(shù)的研究將幫助人類認(rèn)識衰老過程
答案： C
(2)“去分化”是指________________。
答案：高度分化的組織器官或細(xì)胞重新恢復(fù)分裂能力的過程
(3)細(xì)胞分化為囊胚，囊胚由許多細(xì)胞構(gòu)成，其細(xì)胞增殖方式為________________。
答案：有絲分裂
(4)科技預(yù)測：請預(yù)測大熊貓異種重構(gòu)胚如果著床成功并順利產(chǎn)出發(fā)育，其表現(xiàn)性狀可能是
A.大熊貓的特點
B．兔子的特點
C.兼有大熊貓與兔子的特點
D．不具生殖能力
答案： C
4《長江日報》北京消息：我國首家“生命銀行”——協(xié)和臍血干細(xì)胞自體儲存庫11日正式向市民開放，家長可把孩子出生時的臍血放在這里保存，當(dāng)孩子日后萬一患血液疾病或惡性腫瘤等癥時，便可取出臍血為他移植治療。臍血是新生嬰兒臍帶在被結(jié)扎后由胎盤臍帶流出的血。據(jù)干細(xì)胞庫咨詢醫(yī)師鄭衛(wèi)偉介紹，目前比較成熟的研究成果表明，臍血中含有大量未成熟的造血干細(xì)胞，將臍血干細(xì)胞移植，對白血病、再生障礙性貧血等惡性血液病治療具有療效。與骨髓干細(xì)胞移植相比，臍血移植屬自體移植，不會因?qū)ふ疫m合骨髓的等待而延遲治療時機，且排斥反應(yīng)很小，醫(yī)療費用也較低。此外，臍血移植作為惡性腫瘤治療的輔助療法，能明顯減輕化療、放療所引發(fā)的不良反應(yīng)。該庫陸敏博士介紹說，醫(yī)學(xué)界還實驗性地將干細(xì)胞移植用于心腦血管疾病、糖尿病、皮膚燒傷、神經(jīng)功能性疾病等方面，而且都有成功的實驗。
我國臍帶血的研究是從20世紀(jì)90年代開始的。今年4月18日，天津一對夫妻將孩子的臍帶血第一個放進了只備自己使用的臍血庫中。一個月后北京第一份自體儲存的臍血也入庫儲存。兩份臍血正被保存在零下 196℃的液氮低溫罐中。專家說，從理論上講，可以終生保存和受益。
高考高考考動向：胚胎干細(xì)胞的分裂分化與應(yīng)用。
高考試題預(yù)測：閱讀以上材料，回答下列問題：
(1)留下臍血，主要是臍血中含有大量________的造血干細(xì)胞。從免疫學(xué)角度分析，臍血自身移植的優(yōu)點有_______。
答案：未成熟 自身排斥反應(yīng)小
(2)干細(xì)胞是一類具有分裂能力的細(xì)胞，可以分為____________。
答案：全能干細(xì)胞 多能干細(xì)胞 專能干細(xì)胞
(3)觀察下圖所示，分析干細(xì)胞與各種細(xì)胞之間的關(guān)系，用一句話概括說明。
答案：血液和淋巴中的各種細(xì)胞都是從造血干細(xì)胞分化而的。
5白血病是由于骨髓的造血功能異常引起的。1999年夏天，我國大陸地區(qū)的一名女學(xué)生身患白血病，生命垂危，在及時接受了臺灣一位志愿者損獻的1 000mL骨髓血后，經(jīng)過醫(yī)護人員的精心治療，逐漸恢復(fù)了健康�；疾⌒盏难褪荗型，而臺灣骨髓捐獻者的血型是A型。
高考高考考動向：骨髓的功能，細(xì)胞分離與血型遺傳。
高考試題預(yù)測：根據(jù)以上材料和所學(xué)知識，分析回答以下問題：
(1)正常成年人體內(nèi)，在________內(nèi)可以找到有造血功能的骨髓細(xì)胞。在捐獻骨髓一段時間后，人體可以完全恢復(fù)正常，這是因為骨髓具有________能力。
答案：(長骨兩端、扁骨和短骨的)骨松質(zhì) 再生
(2)這位骨髓捐獻者是臺灣的一家醫(yī)療機構(gòu)從當(dāng)?shù)毓撬鑾斓慕f志愿者中篩選出的，因為他的骨髓與患病女生的骨髓能“相配對”。他們的骨髓能相配對的根本原因是兩人的某些________的相似程度非常高。對于病人而言，移植的骨髓相當(dāng)于________，不相配對的骨髓容易受排斥而使移植失敗。
答案：遺傳信息抗原
(3)醫(yī)生將患病女生的骨髓細(xì)胞殺死后，再把捐獻者的骨髓輸入她的體內(nèi)。一段時間后的檢查表明，本次骨髓移植獲得成功，這具體表現(xiàn)在患病女生的血液變化上，即________。
答案： O型血逐漸被A型血取代
(4)如果該女生以后由于其他原因而需要接受輸血，最合適的血型應(yīng)是________。
答案： A型
(5)如果該女生完全恢復(fù)了健康，若干年后與一名B型血(基因型為㈠的男子結(jié)婚，他們所生育的孩子為A型血的幾率有多大?為什么?)
答案： O 因為該女生的基因型不會由于骨髓移植而發(fā)生改變，骨髓移植后女孩血型由O型變?yōu)锳型，是表現(xiàn)的改變，而基因型并未變。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaosan/40623.html
相關(guān)閱讀：2012屆高考生物考點基因的突變精講精析復(fù)習(xí)教案