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第四章 第一节 细胞的生物膜系统
学习目标： 1.理解生物膜系统是一个在结构和功能上紧密联系的统一整体。
2.理解生物膜系统的概念。
3.知道研究生物膜的重要意义。
重难点：1.重点是生物膜在结构与功能上的联系以及生物膜的概念。
2.难点是各种生物膜在功能上的联系。
学习过程：
知识点 观察与分析 归纳与结论
各种生物膜在结构上的联系 项目 有联系的膜结构 联系方式 直接联系是指 。间接联系是指 。 在各种膜结构的联系中处于中心地位。
核膜 内质网
线粒体 内质网
内质网 高尔基体
细胞膜、线粒体、核膜
高尔基体 细胞膜、内质网
细胞膜 高尔基体
内质网
各种生物膜在功能上的联系 请简要叙述分泌蛋白的合成与分泌过程： 怎样理解生物膜在功能上的联系？
生物膜系统的概念 生物膜系统的概念：
生物膜系统的作用：
研究生物膜的意义 1理论意义： 2实践意义：工业 农业 医学
反馈训练：
一.选择题
1.不同膜结构的膜之间相互转化，以出芽方式进行的是（B ）
A.核膜和内质网 B.细胞膜和高尔基体
C.内质网膜和细胞膜 D.细胞膜和线粒体
2.生物膜化学组成的表述最全面的是（C ）
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
3.细胞膜上与细胞的识别、免疫反应、信息传递和血型决定有密切关系的化学物质是（ A ）
A.糖蛋白 B.磷脂 C.脂肪 D.蛋白质和核酸
4.下列结构与内质网间接相连的是（ D ）
A.叶绿体 B.细胞膜 C.线粒体 D.高尔基体
5.在分泌蛋白的合成、运输、加工和分泌过程中，需要大量的能量，该能量直接来自于（ ）
A.葡萄糖的分解 B.蛋白质的分解 C.ATP的水解 D.脂肪的水解
6.组成生物膜系统的生物膜是指（ B ）
A.在结构上相连的生物膜 B.细胞内所有的有膜结构
C.具有膜结构的细胞器 D.具有单层膜的细胞器和核膜
7.下列是分泌蛋白的形成过程是（ A ）
A.肽链→蛋白质→糖蛋白→浓缩蛋白
B.肽链→蛋白质→浓缩蛋白→糖蛋白
C.蛋白质→糖蛋白→肽链→浓缩蛋白
D.肽链→糖蛋白→成熟蛋白质→浓缩蛋白
8.成熟蛋白质的形成场所是（ A ）
A.高尔基体 B.内质网 C.核糖体 D.细胞质基质
9.细胞膜本身的作用不包括（ D ）
A.物质运输 B.信息传递 C.能量交换 D.蛋白质加工
10.生物膜的转化中心是（ C ）
A.细胞膜 B.高尔基体 C.内质网 D.核膜
11.有关生物膜的应用中正确的是（ C ）
A.海水淡化中应用了生物膜的信息传递功能
B.抗旱、抗寒品种的培育，与基因有关,与生物膜无关
C.污水处理可以利用生物膜的选择透过性
D.人工膜可以模拟生物膜的能量交换功能
12.内质网内连核膜，外连细胞膜的特点有利于（ C ）
①参与细胞内某些代谢反应 ②提供核糖体附着的支架
③提供细胞内物质运输的通道 ④扩展细胞内膜面积
A.①③ B.②④ C.③④ D.②③
13.细胞中有许多具膜结构细胞器在化学组成上很相似。其中与高尔基体的化学组成最相似的是（　C　）
A．线粒体　　　B．叶绿体　　　C．内质网 　 D．液泡
14.完成与内环境之间信息传递的膜是( A )
A.细胞膜 B.核膜 C.高尔基体膜 D.内质网膜
15．胰岛B细胞分泌胰岛素的过程中，不能说明的是（　D　）
A．各种生物膜在结构上有一定的联系
B．各种生物膜在功能上分工明确，又紧密相连
C．生物膜结构有一定的联系性
D．分泌物的排出是主动运输
16．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（　C　）
A．血红蛋白 B．呼吸氧化酶 C．胃蛋白酶原 D．性激素
二.简答题
1.根据细胞膜的化学成分和结构特点，分析下列材料并回答有关问题：
(1)1895年Overton在研究各种未受精卵细胞的通透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂类的物质透过细胞膜十分困难。这表明组成细胞膜的主要成分中有_________________。
(2)1925年Gorter Grendel用丙酮提取红细胞膜的类脂，并将它在空气一水接面上展开时，这个单层分子的面积相当于原来红细胞表面积的两倍。由此可以认为细胞膜由_________组成。
(3)科学工作者用绿色和红色荧光染料，分别标记人和鼠的细胞膜上的蛋白质，然后将两个细胞融合成一个细胞。起初，一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光。一段时间后，两种颜色的荧光点均匀分布，如下图所示：
①该实验结果说明细胞膜_________________，这是因为____________________________________________________________________。
②若在两个细胞融合成一个细胞后，将融合细胞置于0℃条件下保持40分钟，则融合细胞仍是一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光，这说明__________________________。
③细胞融合时常用的病毒促融剂是_________。
答案：(1)脂类分子
(2)磷脂双分子层(或两层磷脂分子)
(3)①具有一定的流动性蛋白质分子的运动性引起的 ②蛋白质分子的活动受温度的影响 ③仙台病毒
3.人工肾能部分替代真正肾脏起作用，如下图所示患者的血液在中空纤维中向一侧流动，称为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、废物通过血液透析膜(中空纤维壁)进入到透析液中，请分析回答：
(1)人工制成血液透析膜具有_________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)患者的血液要流经人工肾许多次之后，才能除去大部分小分子废物，原因是____________________________。
答案：(1)选择透过 代谢废物 干净 (2)血浆 (3)一次不能全部交换充分
补充材料：
1、 植物的抗冻性与生物膜
植物机体细胞内的生物膜系统与植物抗冻性有密切关系。当植物遇到低温时，生物膜便会发生相变，即从液晶相变成凝胶状态，并使膜的结构破坏，结果在原生质膜上形成透性较大的非脂类“洞穴”，成为许多电解质自由出入的通道，细胞质内的溶胶因大量排出，最终引起植物死亡。因此要提高植物的抗冻性必须使植物在温度降低时维持机体内生物膜正常的液晶相。
2、 细胞的内膜系统
细胞的内膜系统是指真核细胞内，在结构、功能或发生上相关的，由膜围绕而成的细胞器或细胞结构，如核膜、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体，等等。细胞内膜是相对于保围在细胞外面的细胞膜而言的。
细胞的内膜系统为真核细胞所特有，而且也是真核细胞所必须的。许多与细胞活动密切相关的生化反应都在膜内部或者膜表面进行。一个典型的真核细胞的长度是一个典型细菌的10倍，但真核细胞的细胞膜的表面积与细胞的体积比，要比细菌小的多。由于真核细胞的细胞膜无法提供生化反应所需的足够表面积，因而真核细胞内需要有大量的内膜结构。第四章 第三节 动物细胞工程
学习目标：1、知道动物细胞工程的主要技术——动物细胞培养、动物细胞融合和单克隆抗体。
2、通过了解动物工程的发展动态和一些新的研究成果，认识到学无止境。
重难点：单克隆抗体既是本节的重点也是难点。
学习过程：
知识点 观察与思考 归纳与讨论
动物细胞工程 动物细胞工程常用的技术手段有 其中 是其他动物细胞工程技术的基础。
动物细胞培养 动物细胞培养的过程：2、动物细胞培养与植物组织培养有什么区别？为什么？3、价值与应用： 解释几个关键词：原代培养：传代培养：细胞株：细胞系：
动物细胞融合 过程：区别动物细胞融合与植物细胞杂交： 原理：促融手段：用途：
单克隆抗体 单克隆抗体的制备过程：单克隆抗体的应用： 1、为什么要用经过免疫的B细胞和骨髓瘤细胞融合？
反馈训练：
1、 选择题
1、在动物细胞培养的有关叙述中正确的是（ B ）
A、 动物细胞培养的目的是获得大量的细胞分蛋白
B、 动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散
C、 细胞的癌变发生在原代培养向传代培养的过程中
D、 培养至50代后的传代细胞称细胞株
2、细胞株是指（ B ）
A、 繁殖10代的细胞
B、 繁殖40代的细胞
C、 繁殖60代的细胞
D、 无限传代的细胞
3、在动物细胞培养的过程中，使用胰蛋白酶的目的（　A　）
A．使动物组织分散为单个动物细胞进行培养
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
4.动物细胞融合的目的中最重要的是（　B　）
A．克服远源杂交不亲和 B．制备单克隆抗体
C．培养新物种 D．生产杂种细胞
5、动物细胞融合与植物细胞杂交比较，在动物细胞融合中有特殊性的是（ C ）
A、融合的原理 B、融合的优点 C、融合的诱导手段 D、融合的过程
6.（2002年全国理科综合能力测试 一、4）一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，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 D
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
7.关于单克隆抗体的叙述中正确的是（ B ）
A、 单克隆抗体产自B淋巴细胞
B、 单克隆抗体的制备过程要经过细胞融合
C、 单克隆抗体的获得不需要使细胞癌变
D、 灭活病毒的应用是获得单克隆抗体的必经过程
8、单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞。在这种培养基上不能存活、增殖的细胞是（ A ）
①B淋巴细胞 ②小鼠骨髓瘤细胞 ③B淋巴细胞自身融合细胞
④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞 ⑤杂交瘤细胞
A、①②③④ B、①③⑤ C、②④ D、①③
9、科学家用灭活的病毒把骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，得到杂交瘤细胞，灭活病毒的作用是（ C ）
A、 病毒比较小，可钻入细胞内
B、 灭活的病毒已完全死亡，死亡的病毒可以让细胞聚集
C、 灭活的病毒已失去感染活性，对各种动物细胞不造成破坏，但所保留的融合活性，使不同的细胞进行融合
D、灭活的病毒带有目的基因，通过融合可以让杂合细胞带有目的基因
10、胚胎移植技术目前主要用于（A ）
A、 解决某些不孕症的生育问题
B、 治疗某些遗传病
C、 提高良种家畜的繁殖力
D、提高动物的抗病力
11、“生物导弹”是指( C )
A、单克隆抗体 B、杂交瘤细胞
C、产生特定抗体的B淋巴细胞 D、在单抗上连接抗癌药物
2、 简答题
1、攻克癌症是当前医学上的重要研究课题。请阅读下列短文，并回答问题：
医学上，对于癌症病人通常采用手术切除肿瘤，然后进行“化疗”。“化疗”的基本原理是通过化学药物作用于细胞周期的间期，抑制癌细胞的增殖，从而达到控制病人病情恶化的目的。
1975年英国科学家科勒和米尔斯坦，将B淋巴细胞中产生抗体的基因通过特殊的技术转移到肿瘤细胞内，成功地获得了世界上第一株能稳定分泌单一抗体的杂交瘤细胞株，致使医治癌症又有了新的突破。请问：
（1）“化疗”能控制病情恶化是因为化学药物能通过抑制 ，达到终止
的目的。
（2）B淋巴细胞中产生抗体的基因，转移到肿瘤细胞到内的 分子中，使抗体基因在肿瘤细胞中指挥抗体合成。
（3）经培养的肿瘤细胞，在大量增殖过程中通过 方式，产生大量
供医学应用。
2.科学家在早期胚胎中发现了干细胞，它能在体外形成不同组织或器官。这些干细胞是在一定条件下通过 和 形成不同的组织或器官的。除了胚胎外，在脐血、骨髓、脑组织等也发现了干细胞，通过进一步的研究，有希望用于患者的组织修复或器官移植，但在进行器官移植如果患者的细胞表面的蛋白类物质与移植的器官不相同，则会引起排斥反应。所以最好选用 （患者本人、父母、子女、配偶）的干细胞培育的器官。
3.如下图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌抗体的实验方案，据图回答：
(1)该方案能达到预期效果吗？_________原因是_________________________________。
(2)图中②为_________过程，常用____________________________作为诱导剂，该细胞继承了_________________，因此不仅能分泌_________，还有_________________本领。
(3)破伤风杆菌的抗体最终可以从_________和_________中提取。
(4)该方案的目的是_________________。
【答案】 (1)不能 因为没有将抗原注入小鼠体内，无法获得产生此种抗体的效应B细胞 (2)细胞融合 灭活的病毒(或聚乙二醇) 双亲细胞的遗传物质 特异性抗体 在体外培养条件下大量繁殖 (3)培养液 小鼠腹水 (4)制备单克隆抗体
补充材料：
1、胚胎分割移植
是动物胚胎移植的一种特殊方法，是指从已受孕的生殖管道取出发育到一定时期的早期胚胎（原肠胚期以前），进行切割成几部分，然后分别移植到供体母畜同步发情的生殖管道内，继续生长、发育长成子畜的技术。结果使不同的受体母畜生下基因型完全相同的子畜。
2、诱导动物细胞融合的因素
在体外培养条件下，动物细胞会发生融合，但是频率极低。因此，一般都需要添加具有诱发细胞融合，但是频率极低。因此一般需要添加具有诱导细胞融合效应效应的生物或化学药剂，或者采用电融合技术，人为地促进融合。
病毒诱导融合 病毒是最早采用的融和剂。常用于诱导动物细胞融合的病毒有仙台病毒、新城鸡瘟病毒、疱疹病毒等，其中仙台病毒最常用。用做融合剂的病毒必须用事先用紫外线其他化学物质灭活，用仙台病毒促融的优点是融合率高。缺点是引进细胞后可能对细胞的生命活动产生干扰。
聚乙二醇诱导融合 聚乙二醇具有强烈的吸水性以及凝聚和沉淀蛋白质的作用，能够有效地促进植物原生质体和动物细胞的融合。在不同种类的动物细胞混合液中加入聚乙二醇，就会发生细胞凝集作用；这种方法诱导融合的几率比较高，但是它有一定的毒性，对有些细胞不适用。
电场诱导融合 20世纪80年代建立起来的电融合技术，是将两种细胞的混合液置于低压交流电场中，使细胞凝集成串珠状，然后施加高压电脉冲，以促使细胞融合。紧密排列的细胞，在相互接触的细胞膜之间就会无蛋白颗粒的脂质区，当受到电击时，就会被击穿，产生膜孔导致细胞融合。该技术有许多优点，如频率高，无毒害，操作简便，可重复性好。第四章 第二节 植物细胞工程
学习目标：1.理解细胞的全能性。
2.知道植物细胞工程的主要技术——植物组织培养和植物体细胞杂交。
重难点：1.重点是植物组织培养。 2.难点是植物体细胞杂交。
学习过程：
知识点 归纳与结论
细胞工程的概念 观察图4——4“白菜——甘蓝”的照片理解细胞工程的概念 1.细胞工程是指 2.根据细胞类型不同分为 。
细胞的全能性 什么是细胞的全能性？ 1.细胞的全能性是指 原因 2.全能性最高的是 ，体细胞的全能性比生殖细胞全能性 ；分化程度高的细胞比分化程度底的细胞全能性 。3.生物体内，细胞没有表现出全能性的原因：4.高度分化的植物细胞什么条件下才能表现出全能性
植物组织培养 了解植物组织培养的过程 1、植物组织培养过程：2、脱分化的概念： 影响脱分化的因素 3、再分化的概念 影响脱分化的因素 4、应用：
植物体细胞杂交 了解白菜-甘蓝的培养过程 1.植物体细胞杂交的概念：2.过程：3.意义：4.区分原生质、原生质体、与原生质层的概念：
反馈训练：
1.细胞的全能性是指（C ）
A.具有细胞膜、细胞质、细胞核结构的完整细胞，能进行各种生理活动
B.具有细胞膜、细胞质，无细胞核也能完成特定的生理活动
C.生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能
D.具有该物种所特有的全套遗传物质的细胞。
2.植物组织培养是指（ C ）
A.离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织
B.愈伤组织培育成植株
C.离体细胞培育成植株
D.愈伤组织形成高度液泡化的组织
3.以下成为组织培养条件的是（ C ）
①CO2 ②有机物 ③生长素 ④细胞分裂素
⑤水 ⑥矿质元素
A.①③⑤⑥ B.②③⑤⑥ C.②③④⑤⑥ D.①②⑤⑥
4.下列植物细胞的全能性在提供了适宜条件的情况下，最易表达的是（ A ）
A.柱头上的花粉
B.胚珠中的珠被细胞
C.根尖分生区细胞
D.枝条上的一个芽
5.植物体细胞杂交要先除去细胞壁的原因是（ C ）
A.植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁
B.细胞壁使原生质体失去活力
C.细胞壁阻碍了原生质体的融合
D.细胞壁不是原生质的组成部分
6.下列使原生质体发生融合的是（C ）
A.硫酸乙二脂 B.激光 C.振动 D.紫外线
7.植物体细胞杂交的结果是（ A ）
A.产生杂种植株 B.产生杂种细胞
C.原生质体融合 D.形成愈伤组织
8.植物体细胞杂交的目的中，错误的是（ D ）
A.把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上
B.克服远源杂交不亲和的障碍
C.获得杂种植株
D.实现原生质体的融合
9.植物体细胞杂交过程是（ D ）
A.用酶解法去掉细胞壁分离出有活性的原生质体
B.人工诱导使两个不同植物的原生质体融合
C.用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株
D.通过以上三者来完成
10.植物组织培养的目的中不正确的是（ D ）
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
11.植物体细胞融合完成的标志（　　）
A．产生新的细胞壁 B．细胞膜发生融合
C．细胞质发生融合 D．细胞核发生融合
答案：A
12.植物体细胞杂交可以解决不同生物之间的（　　）问题
A．亲缘关系远 B．生殖隔离　　　　C．地理隔离 D．组织分化
答案：B
13.（2003年新课程理综，一、6）甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的　　　（　C　）
A．有丝分裂　　B．分化　　C．减数分裂　　D．全能性
14.下列属于组织培养的是（ A ）
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．未受精的卵发育成植株
15．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（　B　）
A．细胞了丧失了全能性
B．基因的表达具有选择性
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
16．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　　）
A.有性杂交 B．体细胞杂交　　C．组织培养 D．细胞核移植
17.植物细胞表现出全能性的必要条件是( C )
A.给予适宜的营养和外界条件
B.导入其他植物细胞的基因
C.脱离母体后,给予适宜的营养和外界条件
D.将成熟筛管细胞核移植到去核的卵细胞内
二、非选择题：
1.下列图表是植物组织培养的简略表示。请据此回答：
①②③④
（1）①表示　　　　　　　　　　　，它能被培养成为④的根本原因是　　　　　　　
（2）②表示　　　　　　　　　　它的细胞特点是　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　它的颜色特点是　　　　　　　
（3）若想制作人工种子，应该选用（填编号）　　　　　　
（4）若①是花药则④是　　　　　　　这项技术可用在　　　　　　上
（5）若①是胡萝卜根尖细胞，则培养成的④的叶片的颜色是　　　　　这说明根尖细胞　　　　　　　　　　　　　　　　　
（6）若利用此项技术制造治疗伤、割伤的药物 ＿紫草素，培养将进行到（填编号）　　
　　　　　
答案：（1）离体的植物组织或器官 植物细胞具有全能性
（2）愈伤组织 低 高
（3）③ （4）单倍体植株 秋水仙素 纯合体 单倍体育种
（5）绿色 含有表达叶绿体的基因
（6）②
2.下图是植物体细胞杂交示意图，请据此回答：
(1)图中完成植物体细胞融合的过程是(填编号)_________________，在此过程中，应用酶工程产品的是_________过程。
(2)图中④过程是_________，⑤过程是_________，④⑤过程合称_________。
(3)图中①过程用到的酶是_________，作用的结果是形成_________。之所以要用它们是要除去_________________，除去的原因是_______________________________。
(4)在②过程中，可用的化学诱导剂是_________，可用的物理方法是_________。若在容器中放置若干ab结构，诱导完成且假设所有细胞都发生了融合，然后经③过程，形成的d细胞的类型有_________种(这里仅考虑2个原生质体的相互融合)，从中选出_________进行培养。
(5)c细胞的状态是____________________________。
(6)e称为_________，f称为_________，该植株具有_________。
(7)这一技术的优点是_____________________________________________。
(8)利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？____________________________________________。
【答案】 (1)①②③ ① (2)脱分化 再分化 植物组织培养 (3)纤维素酶和果胶酶原生质体 细胞壁 细胞壁阻碍了原生质体的融合 (4)聚乙二醇 振动、电刺激、离心、显微操作 3 杂种细胞 (5)正在进行原生质体融合 (6)愈伤组织 杂种植株双亲性状 (7)克服远源杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围 (8)不遵循。因为只有生物进行有性生殖的过程中，才遵循孟德尔的遗传规律，而植物体细胞杂交育种的过程不属于有性生殖
补充材料：
1、花药的离体培养
主要是在无菌条件下取出花药或从花药中取出花粉粒（小孢子），置于人工培养基上进行培养，形成花粉胚或花粉愈伤组织，最后长成花粉植株。由于这种植株含有的染色体数目只相当于体细胞的一半，故又称单倍体植株。单倍体植株经染色体加倍就成为纯双倍体植株，利用单倍体育种，可明显缩短育种年限。

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