1、第四章 细胞与细胞工程书第四章 细胞与细胞工程第一节 细胞的生物膜系统导学提纲1、结构上的联系通过膜相连： 内质网与外层核膜相连，外层核膜上附着大量的_，有的分布细胞中，内质网膜与细胞膜相连，合成旺盛的细胞里，内质网与线粒体紧密相依，甚至与线粒体的_相连生物膜具有一定的连续性：内质网膜“_”形成的小泡移到_膜上并与之融合，成为_膜的一部分。高尔基体膜_形成的小泡移到_膜并与之融合，成为细胞膜的一部分，细胞膜_形成的小泡可以离开细胞膜回到细胞质中2、功能上的联系（分泌蛋白的合成，分泌过程为例说明）_翻译出蛋白质，_加工（折叠、组装、加上一些_等）形成具膜的小泡（包裹着蛋白质），_进一步加工，_突
2、起形成小泡（包裹着蛋白质），小泡与_融合，把蛋白质释放到细胞外，全过程由_提供能量3、生物膜系统概念：由_围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，它们所形成的_叫细胞的生物膜系统作用：细胞膜使细胞具有一个相对稳定的_，它在细胞与环境之间进行_ 、 _的过程中起着决定性作用细胞内广阔的膜面积为_提供了大量的附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造有利条件。生物膜将细胞分成一个个小的_，使细胞能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰研究意义：理论上，有助于阐明细胞的_规律 生产实践上 工业方面：人工模拟的膜结构用于淡化海水、处理污水 农业方面：研究农作物_的机理寻找改善农作物品质的途径
3、医学上：用人工合成的_(如人工肾学法建议细胞的生物膜系统1、 结合高二已学过的细胞膜、细胞器膜、核膜的结构以及各种膜的化学成分的知识，可知各种膜的成分是相似的，结构也是大致相同的，从而加深对生物膜的概念及生物膜结构相互转变的知识的理解。2、 结合细胞膜的结构特点，细胞膜的主动运输以及细胞膜外排内吞功能等知识，加深对生物膜系统在功能上联系的理解。3、 生物膜系统概念的提出是在生物膜结构、功能联系性的基础上提出的，通过这一概念更好地认识膜系统在整个细胞中的重要作用。例题分析例1体现各生物膜在结构上的联系，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内质网膜与细胞膜 D细胞
4、膜和线粒体膜解析本题主要考查生物膜系统在结构及发生上的联系，可从如下几方面入手分析：首先，各种生物膜在结构上的联系有直接联系和间接联系；第二，内质网膜与核膜和细胞膜可直接相连，能直接转变而成，不需小泡作中介；第三，内质网膜、高尔基体膜、细胞膜之间不直接相连，需要以“出芽”的形式形成小泡才能完成膜之间的转变，从而体现膜在结构上的连续性。答案B例2在某腺体的细胞中，提取出附着有核糖体的内质网和高尔基体放人含有放射性标记的氨基酸的培养液中。培养液中含有各细胞器完成其功能所需的物质和条件。很快连续取样，测定标记的氨基酸出现在各细胞器中的情况，结果如图所示。则曲线a、b、c依次代表 （ ） A内质网、核
5、糖体、高尔基体 B内质网、高尔基体、核糖体C核糖体、高尔基体、内质网 D核糖体、内质网、高尔基体解析图中曲线显示放射性标记的氨基酸首先出现在曲线a上，然后出现于曲线b中，最后才出现在曲线c上。根据分泌蛋白的合成和分泌过程，可知曲线a、曲线b、曲线c依次代表核糖体、内质网、高尔基体。答案D思维技巧应结合各种细胞器的结构与功能理解生物内膜系统的结构与功能。同类变式图是某细胞在进行某生命活动前后几种生物膜面积的变化图，在此变化过程中最可能合成 ( )A抗体 B雄性激素 C呼吸酶 DDNA合成酶解析分泌蛋白通过“膜泡”运输，即内质网高尔基体细胞膜，前者以“出芽”方式脱落转移到后者。抗体属于一种分泌蛋白
6、。答案A跟踪练习一、选择题1、对生物膜化学组成的表述最全面的是（ ） A、蛋白质、糖类、类脂 B、糖蛋白、类脂 C、蛋白质、糖类、脂类 D、糖蛋白、脂类2、下列哪种物质的形成与内质网及上面的核糖体、高尔基体和线粒体都有关（ ） A、血红蛋白 B、呼吸氧化酶 C、胃蛋白酶原 D、性激素3、不同结构的膜之间互相转化，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4、能与核膜、细胞膜、线粒体膜直接相连的细胞器是（ ） A、高尔基体 B、叶绿体 C、内质网 D、核糖体5、高尔基体的部分生物膜是通过下列哪种方式转移到细胞膜上的（ ）
7、A、随细胞质流动转移 B、通过形成具有膜的小泡而转移 C、通过细胞的内陷而转移 D、通过细胞移植技术而转移6、细胞膜控制着细胞与周围环境的物质交换，对各种物质出入细胞具有选择透过性的特点。其中大分子和颗粒性物质主要通过下列哪种途径进入细胞（ ） A、自由扩散 B、主动运输 C、内吞作用 D、被动传输7、轮藻细胞中的钾离子浓度是它生存的水环境的63倍，这与轮藻细胞的哪种结构或生理作用是无关的（ ） A、细胞膜上的载体 B、细胞质中的线粒体 C、细胞膜的主动运输 D、细胞膜的被动运输8、细胞膜、玻璃纸、细胞壁的共同点是（ ） A、大分子物质都不能通过 B、小分子物质可以选择通过 C、小分子物质都能
8、通过 D、水分子都可以通过9、在肝细胞的核糖体上形成的物质有（ ） 肝糖元 水 尿素 转氨酶A、 B、 C、 D、10、实验表明，维生素D可优先通过细胞膜扩散到细胞内部，这是因为（ ） A、膜内的蛋白质成分 B、膜内含有相应的载体 C、膜内含有相应的酶 D、膜的基本骨架是磷脂双分子层二、填空题11、根据线粒体的结构示意图回答问题： （1）和的主要成分是 ，但两种膜的这两种成分的含量不同，其中含蛋白质比较大的是 。 （2）葡萄糖的有氧呼吸过程中，不在线粒体内产生的物质是（ ）A、丙酮酸 B、H2O C、ATP D、CO2 （3）线粒体的遗传物质是 ，线粒体中遗传物质控制的生物性状遗传属于 。 （
9、4）线粒体普遍存在于（ ） A、动物细胞中 B、所有细胞中 C、真核细胞中 D、植物细胞中 （5）人体小肠绒毛上皮细胞中含有较多的线粒体，与此有关的生理活动是（ ） A、吸收水分 B、吸收氨基酸 C、吸收氧气 D、吸收胆固醇12、根据细胞膜的结构和功能特点，分析回答下列问题： （1）1925年CorterGrendel用丙酮提取细胞膜的脂，并将它在空气水界面上展开时，这个单层分子的面积相当于原来细胞表面积的两倍，由此可以认为细胞膜由 组成。 （2）1970年，科学家用不同荧光染料标记的抗体，分别与小鼠细胞膜和人细胞膜上的一种抗原相结合，使它们分别产生绿色和红色荧光。将这两种细胞融合成一个细胞时
10、，开始时一半呈绿色，另一半呈红色，但在300C保温40min后，在融合细胞上两种颜色的荧光点就均匀分布。这个实验说明 ，其原因是 。（3）科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时，做了下述实验：先向乌贼神经纤维内注入微量的放射性同位素24Na，不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na，如果在神经纤维膜外溶液中加入抑制酶活性的药物，则24Na外流迅速停止，当向中毒的神经纤维内注射新鲜的ATP时，24Na又重新透出，直到ATP用完为止。以上实验表明：24Na通过神经纤维膜的方式是 ，原因是 ，被抑制的酶是催化 的酶。13、人工肾能部分替代真正肾脏起作用，如图所示。患者的血液在中空纤维中向一侧流动，称为
11、透析液的水溶液在中空纤维外向相反方向流动。血液中的水分子、代谢废物通过血液透析膜（中空纤维壁）进入到透析液中，请分析： （1）人工制成的血液透析膜具有 性，当病人的血液流过人工肾时能把病人血液中的 透析掉，然后让 的血液返回到病人体内。 （2）为了防止某些盐类等有用的物质随着废物离开血液，透析液中的酸碱度和渗透压应与 中的基本相同。 （3）患者的血液要经过人工肾许多次之后，才能除去大部分小分子废物，原因是 。14、细胞膜是选择透过性膜。利用以下实验材料和用具，可用来验证细胞膜的选择透过性。请继续完成第二步及以后的实验步骤，并预测实验结果。一、实验材料和用具新鲜的红色月季花瓣 烧杯 玻璃铅笔 质
12、量分数为15%的盐酸 清水 量筒 二、实验步骤第一步：选两只大小相同的烧杯，用玻璃铅笔标上A和B。第二步： 。 第三步： 。 结果： 。 三、实验结果 请解释盐酸溶液中出现的结果的原因： 。第二节 细胞工程简介课前导读细胞工程是在_水平或_水平上，按照人们的意愿改变细胞内的_或获得细胞产品的一门综合科学技术。1、 植物细胞工程理论基础：植物细胞的_（生物体的每个细胞都包含有该物种所特有的_,都具有使后代细胞_的潜能）生物体内全能性最高的是_细胞，其次是_，最低的是_。常用技术手段：植物组织培养 过程：_的植物器官、组织或细胞经细胞_分化，形成_，之后经_分化形成根芽等器官，进而形成植物体应用：
13、培养_植物，产生色素、杀虫剂、制成人工种子等植物体细胞杂交 过程：先用_ _酶分解植物的细胞壁，获得_，再经过人工诱导（离心_ 电刺激等物理方法，用_等试剂作诱导剂的化学方法）得到杂种细胞，再用_的方法进行培养，得到杂种植株。应用：能克服_的障碍，培育作物新品种方面取得重大突破。2、 动物细胞工程动物细胞培养 培养液：_等 取材：_。 过程：原代培养（1-10代）：先用_使组织分成单个细胞，在配成细胞_，然后放入培养瓶中培养。传到10代左右时，大部分细胞死亡，少数能存活的细胞称为_。 传代培养（10-50代）：到50代以后大部分细胞不能再传下去（部分遗传物质_且有_的特性，有可能在培养条件下无
14、限地传代下去的细胞称_。 应用：有重要价值的_的生产，烧伤病人的_,有毒物质（致癌、致畸物质会使培养细胞发生_）的检测。动物细胞融合：与植物原生质体融合的原理相同，特点是常用_作诱导剂。 最重要的用途是_单克隆抗体：效应B淋巴细胞（能产生特定的_）和_细胞（能大量_） 在_等诱导下融合，得到的_细胞可产生化学性质 _、特异性强的抗体。在单抗上连接抗癌药物制成“_” 可杀灭癌细胞。 胚胎移植：如从种牛体内取得_，在试管内进行_，培养成胚胎，再移入母牛子宫内。优点是能加快良种家畜的_ 核移植：如从鲫鱼_的卵细胞中吸出细胞核，再移入鲤鱼_细胞的细胞核，形成的鲤鲫移核鱼，生长速率比鲤鱼快22%。学法建
15、议1、 以细胞的全能性和细胞增殖的原理为基础，深刻理解植物组织培养和动物细胞培养的过程：植物组织培养过程就是根据细胞的全能性原理，对离体的细胞、组织或器官进行脱分化，再分化，从而培育成一个完整的植株。同时，该过程也是一个细胞增殖的过程。通过细胞的增殖，进而发生细胞的分化，产生不同的组织和器官，从而形成具有根、茎、叶的植物体。在动物细胞培养过程中，依据的是细胞增殖原理，形成了大量的动物细胞。2、 以细胞膜具有流动性的特点为基础，深刻理解植物体细胞杂交和动物细胞融合的机理：动植物细胞的融合关键是膜的融合，运用物理、化学、生物（灭活的病毒）等操作手段，依据细胞膜具有流动性着一特点，可将不同细胞的细胞
16、膜融合在一起，进而细胞质融合和细胞核融合，最终达到整个细胞的融合。植物体细胞杂交和动物细胞融合的最终目的是不同的，植物体细胞杂交的最终目的是为了获得杂种植株，而动物细胞融合不是为了获得完整个体。3、 结合免疫原理、融合原理以及动物细胞培养，理解单克隆抗体的制备过程：在单克隆抗体制备中所利用的B淋巴细胞正是效应B淋巴细胞，因为只有效应B淋巴细胞才能产生特异性的抗体。而骨髓瘤细胞相当于癌细胞（或良性肿瘤细胞）能无限增殖。利用病毒对宿主细胞的穿透性让两种细胞融合，从而得到杂交瘤细胞。利用动物细胞培养技术对杂交瘤细胞进行体外或体内培养，可生产出大量专一性强、灵敏度高的抗体。例题分析例1、 在离体的植物
17、器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，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 适宜的养料和激素解析：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中的一个阶段。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。离体的植物器官、组织或细胞形成愈伤组织必须是在无菌条件，才能保证培养产生出的细胞是正常细胞，否则会在培养基内长出许多霉菌，与离体细胞争夺营养与生存空间，形成不了愈伤组织。在愈伤组织阶段，还没有形成具有根、茎、叶的植物体，因此不需要光照。答案：C例2、
18、下列属于组织培养的是 （ ）A、花粉培育成单倍体植株 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物解析：植物的组织培养的过程简要概括为：离体的植物器官、组织或细胞经脱分化，形成愈伤组织，经再分化，形成根、芽、等器官，并进一步培养出完整的植株。花药离体培养是组织培养的新技术，花药细胞具有全能性；芽发育成枝条、跟尖分生区发育成成熟区是正常的生长过程，未受精的卵细胞发育成植株是孤雌生殖，是在自然状态下发育成植株的，未经过人工培养。答案：A例3、动物细胞融合的目的中最重要的是（ ）A、克服远源杂交不亲和 B、制备单克隆抗体 C、培育新物种 D、生产杂种细胞解析：动物细胞融
19、合不像植物体细胞杂交那样，主要是为了克服远源杂交不亲和的障碍，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的卵细胞中表现出全能性，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，只是细胞融合完成后所形成的结构的名称。答案：B例4、胚胎移植技术目前应用于（ ）A、解决某些不孕症者的生育问题 B、提高动物的抗病力C、治疗某些遗传病 D、提高良种家畜的繁殖力解析：胚胎移植技术主要是从母体取出卵细胞，在体外进行人工授精、分割、培养，当胚胎发育到一
20、定时期，再将胚胎移植到母体子宫内继续发育成胎儿的技术。胚胎移植技术应用于人类，解决了某些不孕症者的生育问题；应用于家畜，则是为了提高家畜的繁殖能力。该技术不能提高动物的抗病能力，也不能治疗某些遗传病。答案：D跟踪练习一、选择题1、细胞工程是一门综合科学技术。下列哪项技术不属于细胞工程（ ） A、有性杂交 B、体细胞杂交 C、组织培养 D、细胞核移植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3、在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，下
21、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4、下列细胞的全能性最高的是（ ） A、植物的卵细胞 B、植物的精子细胞 C、被子植物的受精卵 D、被子植物的叶肉细胞5、下列现象属于植物细胞的脱分化的是（ ） A、将胡萝卜根薄片放在培养基上培养成愈伤组织 B、由愈伤组织形成植物的芽的过程 C、通过原生质体融合培育出“番茄马铃薯”杂种植株 D、将杂种细胞培育成植株6、在植物组织培养过程中，愈伤组织的形成是十分关键的一步。而这除了需要必备的营养和一些刺激因素外，还需要有起诱导作用的物质，它们是（ ） A、铜、锌等微量元素 B、细胞分裂素和生长素 C、蔗糖和葡萄糖 D
22、、维生素和氨基酸7、将烟草和大豆的原生质体融合后，将其转到适宜的培养基培养，使原生质体产生细胞壁，在细胞混合物中，产生下列细胞，其中，应选择培养并形成愈伤组织的是（ ） A、大豆大豆细胞 B、烟草烟草细胞 C、烟草细胞或大豆细胞 D、烟草大豆细胞8、有关全能性的叙述，不正确的是（ ） A、受精卵在自然条件下能使细胞形成完整个体，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、卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高 D、植物细胞离体培养一定条件下能表现出全能性9、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，下列条件不需要的是（ ） A、消毒灭菌 B、适宜的温度 C、适
23、宜的养料和温度 D、充足的阳光10、下列属于组织培养的是（ ） A、花粉培育成单倍体植株 B、芽发育成枝条 C、根尖分生区发育成成熟区 D、未受精卵发育成植株11、利用植物组织培养出具有能大幅度提高粮食产量等优点的作物的原因是（ ） A、改变了作物品种 B、培养周期短、繁殖率高 C、无性繁殖，保持了亲本性状 D、有利于提高光合效率12、纤维素酶在植物细胞工程方面有着广泛的应用，你认为下列哪种生物体提取纤维素酶比较合理（ ） A、发酵酵母 B、在腐木上生长的霉菌 C、高等植物细胞 D、白蚁体内的鞭毛虫13、番茄和马铃薯杂交过程中不需要的细胞结构是（ ） A、细胞膜 B、细胞壁 C、细胞核 D、高
24、尔基体14、将一粒花粉培育成幼苗，对它的茎尖用秋水仙素处理，长大后该植株正常开花结果。该植株的各种结构中染色体数目与其他各项不相同的细胞是（ ） A、根细胞 B、叶细胞 C、花粉细胞 D、极核15、植物组织培养的目的中不正确的是（ ） A、生产人工种子 B、生产新品种 C、生产杀虫剂 D、生产干扰素16、哺乳动物如牛、羊是人类生活中肉制品、皮毛制品的一种重要的原料来源，但哺乳动物妊娠时间长，每胎产子数少，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（ ） A、动物细胞培养 B、胚胎移植 C、动物细胞融合 D、核移植17、在动物细胞培养过程中，使用胰蛋白酶的目的是（ ） A、使动物组织
25、分散成单个细胞进行培养 B、去掉细胞壁成为原生质体 C、去掉细胞膜暴露出原生质体便于细胞融合 D、促进蛋白质水解为多肽18、制备单克隆抗体过程中，常用作诱导效应B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的是（ ） A、灭活的仙台病毒 B、T淋巴细胞 C、抗原物质 D、活性病毒19、要想获得大量的单克隆抗体就必须用单个的B淋巴细胞进行无性繁殖，形成细胞群。其原因是（ ） A、在体外培养条件下B淋巴细胞可以无限增殖 B、在动物体内B淋巴细胞可产生多达百万种以上的抗体 C、每一个B淋巴细胞都参与特异性抗体 D、每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体20、利用下列细胞工程技术培养出的新个体中，只具有一个亲本遗传性状的是
26、（ ） 细胞和组织培养 细胞融合动物胚胎移植 克隆技术A、 B、 C、 D、21、英国科学家维尔莫特首次用羊的体细胞（乳腺细胞）成功地培育出一只小母羊，取名为“多莉”，这一方法被称之为“克隆”，以下四项中与此方法在本质上最相近的是（ ） A、将免的早期胚胎分割后，分别植入两只母免子宫内，并最终发育成两只一样的免 B、将人的抗病毒基因嫁接到烟草的DNA分子上，培育出具有抗病毒能力的烟草新品种 C、将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的B淋巴细胞融合成杂交瘤细胞 D、将人的精子和卵细胞在体外受精，待受精卵在试管内发育到囊胚期时，再植入女性子宫内发育成“试管婴儿”22、下列是动物细胞工程的工具酶的是（ ） A、
27、限制酶 B、DNA连接酶 C、胰蛋白酶 D、果胶酶23、一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核转换后，这个卵细胞经过多次分裂，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24、“生物导弹是指（ ） A、单克隆抗体 B、带有特定药物的单抗 C、杂交细胞 D、B淋巴细胞25、关于制备单克隆抗体的叙述正确的是（） 、单克隆抗体产生于淋巴细胞 、单克隆抗体的制备要经过细胞融合 、单克隆抗体的获得不需要使细胞癌变 、与诱导植物原生质体融合的手段相同二、填空题26、下图
28、是植物组织培养过程的示意图，据图分析回答： （1）图中A是 ，B是 。 （2）培养基中除含有丰富的营养物质外，应加入 和 （植物激素）以刺激植物组织脱分化形成A。 （3）脱分化和再分化这两个过程的进行还需要维持一定的外界条件，一是要有适宜的 ，二是 ，否则植物组织培养就不能取得成功。27、“神舟四号”飞船于2002年12月30日凌晨在中国酒泉卫星发射中心成功发射太空，在太空飞行六天零十八小时，绕地球一百零八圈后，于当月五日晚在内蒙古中部地区准确着陆。随“神舟四号”飞船返回舱顺利返回地面的生命科学实验设备被最先运到了中科院。经专家测试和对比，在太空中开展的部分科学实验有了初步的试验结果。 这次生命科学试验包括广为关注的两项细胞“太空婚礼”。一项“婚礼”是由小白鼠的淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后形成新动物细胞。两者原本不相干，前者在体外不能进行繁殖但能产生抗体，而后者在体外可无限增殖，这次实验就是希望利用太空特殊环境来“撮合”它们。另一项“婚礼”则是不同品种的烟草细胞融合后
