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1、第41讲细胞工程,最新考纲 1.植物的组织培养()2.动物的细胞培养与体细胞克隆()3.细胞融合与单克隆抗体(),考点突破,知识梳理,知识梳理温故串知 重温教材 夯实基础,一、细胞工程的概念理解1.原理细胞生物学和。2.操作水平 或细胞器水平。3.目的按照人的意愿来改变 或。4.根据操作对象的不同分类植物细胞工程和。,分子生物学,细胞水平,细胞内的遗传物质,获得细胞产品,动物细胞工程,二、植物细胞工程1.理论基础/(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 的潜能。(2)物质基础:细胞中具有本物种。2.植物组织培养技术(1)概念理解培养对象:。培养条件:无菌、人工配制的培
2、养基、相关激素等人工控制条件。培养结果:产生愈伤组织、丛芽,最终形成。,细胞的全能性,完整生物体,全部遗传信息,离体的植物组织、器官或细胞,完整的植株,(2)操作流程,3.植物体细胞杂交技术,愈伤组织,(1)过程为去除 获得具有活力的原生质体,常用方法是酶解法,所用到的酶是。(2)过程是原生质体的融合,人工诱导的物理法包括/等;化学法一般用 作诱导剂。(3)过程是原生质体融合后再生出,这是原生质体融合成功的标志。,细胞壁,纤维素酶和果胶酶,离心、振,动、电激,聚乙二醇,细胞壁,三、动物细胞工程1.动物细胞培养(1)培养过程,(2)培养条件无菌无毒环境:通常在培养液中添加一定量的,以防培养过程中
3、的污染。此外,定期 培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。营养:除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外还通常需加入 等天然成分。适宜温度和pH:温度为36.50.5,pH为 7.27.4。气体环境:CO2和O2。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是。(3)应用生物制品的生产、检测、医学研究。,抗生素,血清、血浆,维持培养液的pH,有毒物质,更换,【思维激活】如何通过细胞培养检测有毒物质毒性的大小?提示:用含有一定浓度有毒物质的细胞培养液和正常细胞培养液同时培养正常细胞,通过对照观察变异细胞的百分数来确定其毒性强弱。2.动物体细胞核移植技术和克隆动物(1)动物体细胞核移植技术
4、的过程,(2)原理:。3.动物细胞融合(1)原理:。(2)融合方法:聚乙二醇(PEG)、电激等。4.单克隆抗体(1)制备过程:,(2)优点:特异性强、,可大量制备。(3)用途:作为;用于治疗疾病和。,动物体细胞核具有全能性,细胞膜的流动性,灭活的病毒,灵敏度高,诊断试剂,运载药物,建网络图,考点突破悟法提能 核心归纳 重点突破,植物组织培养和植物体细胞杂交,考点一,1.植物组织培养和植物体细胞杂交的比较 见附表,剖析考点,2.脱分化和再分化的比较,3.人工种子(1)获取方法:以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,用人工薄膜包装。,(2)优点:一些植物繁殖周期长,数年后才能结出
5、种子;有些作物优良杂种的后代因发生性状分离而丧失其优良特性;常规种子的生产受季节、气候和地域的限制,并且占用大量的土地;人工种子克服以上缺陷。,【典例1】下图是用胡萝卜根细胞进行组织培养的某些过程示意图。请据图回答:,(1)把组织培养的过程按正确顺序排列:(以字母表示)。(2)实验前试管和培养基应经处理。(3)培养基中除加入各种营养物质外,还应加入、等植物激素。(4)图D上的细胞团是。(5)从理论上讲,植物细胞有形成再生植株的可能性,这是的表现。,(2)实验前所用器具和培养基等材料都应灭菌。(3)在进行植物组织培养过程中,生长素和细胞分裂素在脱分化、再分化中起关键作用。(4)脱分化后形成的细胞
6、团是愈伤组织。(5)植物细胞发育成完整植株,是植物细胞全能性的表现。,答案:(1)BDCA(2)灭菌(3)生长素细胞分裂素(4)愈伤组织(5)植物细胞全能性延伸拓展:(1)植物细胞中受精卵、生殖细胞、体细胞的全能性大小是否相同?提示:不相同。受精卵生殖细胞体细胞。(2)新生个体的形成是否都体现细胞的全能性?试举例说明。提示:新生个体的形成并非都能体现细胞的全能性,如种子萌发形成植株,并未体现细胞的全能性。,误区1误认为植物体细胞杂交的结果只是形成杂种细胞点拨:植物体细胞杂交的结果最终要经过组织培养形成杂种植株。误区2误认为植物体细胞杂交属于有性生殖点拨:植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结
7、合,因此不属于有性生殖,应为无性生殖。,走出误区,【跟踪演练】(2013新课标全国卷,改编)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物,甲含有效成分A,乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题:(1)为了培育该新型药用植物,可取甲和乙的叶片,先用酶和酶去除细胞壁,获得具有活力的,再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成组织,然后经过形成完整的杂种植株。这种培育技术称为。(2)上述杂种植株属于多倍体,多倍体是指。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的,而上述杂种植株是可育的,造成这种差异的原因是。,(3)获得杂种植株的生殖方式为生殖。解析:(1)植物体
8、细胞的杂交过程包括植物细胞融合和植物组织培养,其过程为先用酶解法即纤维素酶和果胶酶除去植物细胞壁,再用人工诱导方法诱导原生质体融合,杂种细胞再生出细胞壁,杂种细胞经植物组织培养(脱分化形成愈伤组织,再分化形成幼根和芽,进而形成完整植株)培育成完整的植株。(2)多倍体是指由受精卵发育而来,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。甲、乙都是二倍体植物,二者有性杂交的后代为异源二倍体,体细胞中无同源染色体,减数分裂时联会紊乱,无法产生正常配子;而植物体细胞杂交产生的后代,细胞内含有原物种体细胞内的全部染色体,在减数第一次分裂时能进行同源染色体联会,产生可育配子。(3)植物体细胞杂交属于无性生殖。,
9、答案:(1)纤维素果胶原生质体愈伤再分化(或分化)植物体细胞杂交技术(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体在减数分裂过程中,前者染色体联会异常,而后者染色体联会正常(其他合理答案也可)(3)无性,考点二 动物细胞工程及相关技术的比较,剖析考点,1.动物细胞培养和动物体细胞核移植的比较,(1)动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶,第一次的目的是处理剪碎的组织使之分散成单个细胞,第二次的目的是使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。(2)核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本不完全相同的原因:克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本的卵细胞,与植物组织培养不同(只来自一个亲本),即克隆动物遗传物质来自两个亲本。在
10、发育过程中可能发生基因突变、染色体变异导致其性状改变。外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。,3.单克隆抗体的制备中应注意的问题(1)原理:每一个浆细胞(效应B细胞、B淋巴细胞)只产生一种抗体,但不能增殖,小鼠骨髓瘤细胞能够无限增殖。因此杂交瘤细胞就具备了既能无限增殖,又能大量产生单一抗体的特征。(2)取相应B淋巴细胞前必须先注射相应抗原,否则不能获得单克隆抗体。(3)细胞融合后需经二次筛选第一次:在特定的选择性培养基上,未融合的亲本细胞(B淋巴细胞和骨髓瘤细胞)和融合的具有同种核的细胞(BB融合细胞、瘤瘤融合细胞)都会死亡,只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞)才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅
11、速大量繁殖,又能产生单一的特异性抗体。第二次:经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞(很多种杂交瘤细胞),需经克隆化培养和抗体检测,经筛选后才可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。,【典例2】(2014东北联考)科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛,如果要加速转基因奶牛的繁育,可以对此转基因奶牛进行克隆(如下图所示),请结合图示回答下列问题:,(1)在进行细胞培养时,要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分离,形成单个细胞,这个过程中需要利用酶处理。(2)形成重组细胞时应选用期的卵母细胞,并去掉其细胞核的原因是。(3)如果重组细胞为贴附性细胞,则在进行原代培养时,会表现出
12、和等特点。(4)图中犊牛并非是对体细胞核供体母牛100%的复制,其原因主要有、。(5)上图中所示的生物技术整体被称为,其包括的具体生物技术有、等。转基因奶牛的克隆成功,说明了动物具有全能性。,解析:图中所示技术为动物体细胞核移植技术,其中应用到的生物技术包括动物细胞培养、细胞核移植、胚胎移植等。转基因奶牛的克隆成功,说明了动物体细胞的细胞核具有全能性。在动物细胞培养过程中,一般用胰蛋白酶将细胞分散开,获得细胞悬液。如果重组细胞为贴附性细胞,在进行原代培养时,会表现出贴壁生长和接触抑制等特点。在细胞核移植形成重组细胞的过程中一般选用处于减数第二次分裂中期的卵母细胞,去除其细胞核是为了保证克隆出的
13、动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。克隆出的个体细胞质中的遗传物质来自卵母细胞,并且生物性状的表达还受到环境因素的影响,所以图中犊牛并非是对体细胞核供体母牛100%的复制。,答案:(1)胰蛋白(或胶原蛋白)(2)M中(或减中)使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞(或避免卵细胞中的遗传物质对后代造成干扰)(3)贴壁生长(或细胞贴壁)接触抑制(4)生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制生物的性状受环境因素的影响(两空顺序可以颠倒)(5)核移植(或体细胞核移植)动物细胞培养胚胎移植体细胞的细胞核,延伸拓展:(1)动物细胞培养过程与植物细胞培养所用的培养基的形态有何不同?提示:此培
14、养过程所用培养基一般是液体培养基,并加入动物血清。(2)植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象相同吗?提示:植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同,纤维素酶和果胶酶作用于细胞壁,而胰蛋白酶等作用于细胞间的蛋白质。,误区误认为植物组织培养=动物细胞培养点拨:(1)植物组织培养和动物细胞培养都存在细胞的培养过程,但植物细胞可以先分裂再分化,而动物细胞只分裂不分化。(2)植物组织培养可以培养成新个体,动物细胞培养只能培养出一团细胞,不能培养成一个新个体。,走出误区,【跟踪演练2】(2013全国大纲卷)关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述,错误的是()A.动物细胞培养和植物组织培养所用培养
15、基不同B.动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶C.烟草叶片离体培养能产生新个体,小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖D.动物细胞培养可用于检测有毒物质,茎尖培养可用于植物脱除病毒,B,解析:动物细胞培养的培养基中需加入动物血清,植物组织培养的培养基中需加入植物激素等,A项正确。动物细胞培养需利用胰蛋白酶将动物组织分散成单个细胞再进行培养,植物组织培养中不需要将细胞分离,B项错误。叶片细胞高度分化,但仍具有全能性,可以通过植物组织培养形成新个体,小鼠杂交瘤细胞具备瘤细胞的遗传特性,能够不断分裂增殖,C项正确。有毒物质会影响细胞正常的生命活动,故可根据细胞在培养过程中生命活动的变化情况检测有毒物质,植物茎尖细胞分裂较快,细胞中几乎无病毒,故可用茎尖通过植物组织培养形成脱毒苗,D项正确。,点击进入课时训练,点击进入即时检测,
