细胞分化全能性植物细胞工程专题

1、高三生物组高三生物组 2008.12细胞分化、细胞全能性及细胞分化、细胞全能性及植物植物 细胞工程专题复习细胞工程专题复习问题问题1：一般地说，进行有性生殖的生物，：一般地说，进行有性生殖的生物， 个体发育起点是个体发育起点是 。 问题问题2： 从受精卵开始进行的细胞分裂从受精卵开始进行的细胞分裂 是是 分裂分裂细胞分化、细胞全能性及细胞分化、细胞全能性及植物植物 细胞工程专题复习细胞工程专题复习高三生物组高三生物组 2008.12动物细胞有丝分裂过程仅有细胞的增殖，受精卵能形成仅有细胞的增殖，受精卵能形成许多不同类型的细胞，进而发育许多不同类型的细胞，进而发育成多细胞生物体吗？成多细胞生物体

2、吗？受精卵受精卵有丝有丝分裂分裂细胞细胞分化分化系系统统人人体体骨细胞骨细胞上皮上皮细胞细胞肌肉肌肉 细胞细胞神经神经细胞细胞上皮组织上皮组织肌肉组织肌肉组织神经组织神经组织结缔组织结缔组织器器官官一、细胞分化一、细胞分化1. 概念概念: 在个体发育过程中，相同细胞在个体发育过程中，相同细胞的后代，在的后代，在形态结构和生理功形态结构和生理功能能上发生上发生稳定性差异稳定性差异的过程，的过程，称为细胞分化。称为细胞分化。 2.发生时间发生时间： 发生在生物体整个生命进程中发生在生物体整个生命进程中,但在胚胎时期达到最大限度但在胚胎时期达到最大限度胰岛素胰岛素胰高血糖素胰高血糖素胰岛素基因胰岛素

3、基因 表达表达胰高血糖素基因胰高血糖素基因 表达表达胰岛胰岛B细胞细胞胰岛胰岛A细胞细胞1.1.细胞分化是否意味着细胞中遗传物质细胞分化是否意味着细胞中遗传物质 发生改变？为什么发生改变？为什么? ? 2.2.同样来自一个受精卵同样来自一个受精卵, ,且每个细胞都且每个细胞都携带有相同的遗传信息携带有相同的遗传信息, ,为什么还会出为什么还会出现差异现差异? ?基因选择性表达的结果基因选择性表达的结果3.3.细胞分化的实质是？细胞分化的实质是？基因的选择性表达基因的选择性表达细胞分化细胞分化 各各种种组组织织5 细胞分化对多细胞生物体有何意义？细胞分化对多细胞生物体有何意义？受精卵受精卵 多次

4、多次有丝分裂有丝分裂许许多多细细胞胞继续分裂继续分裂增加体细胞数量增加体细胞数量器器官官系系统统高高等等动动物物体体绿色开花植物体绿色开花植物体形成形成4 同一生物不同种类的体细胞内同一生物不同种类的体细胞内DNA、mRNA、蛋、蛋白质种类是否相同白质种类是否相同 ?DNA相同、相同、mRNA不同、蛋白质种类不同不同、蛋白质种类不同离体植离体植物细胞物细胞（外植体）（外植体）胚状体胚状体根芽根芽愈伤组织愈伤组织脱分化脱分化再分化再分化总结：植物组织培养过程总结：植物组织培养过程植物体植物体 2 2 是否需要光照？是否需要光照？ 3 3 是否需要植物激素调节？是否需要植物激素调节？ 4 4 愈伤

5、组织代谢类型及愈伤组织代谢类型及细胞特点？细胞特点？ 5 5 细胞分裂方式？细胞分裂方式？ 6 6 是否需要光照？是否需要光照？ 7 7 是否需要植物激素调节？是否需要植物激素调节？ 8 8 包上人造种皮制成什么？包上人造种皮制成什么？1.植物组织培养属于那种植物组织培养属于那种 生殖方式？生殖方式？2.植物组织培养得到的植物体植物组织培养得到的植物体细胞中染色体数目？细胞中染色体数目？4.4.要想获得遗传物质来自两个亲本的要想获得遗传物质来自两个亲本的番茄番茄马铃薯（番茄、马铃薯之间存马铃薯（番茄、马铃薯之间存在生殖隔离，有性杂交不能成功），在生殖隔离，有性杂交不能成功），需要用什么技术手段

6、？需要用什么技术手段？3.植物组织培养得到的植物，遗传植物组织培养得到的植物，遗传物质来自物质来自 个亲本？个亲本？1 1 概念：概念： 用两个来自不同植物的体细胞融合成用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。新的植物体的方法。 四、植物体细胞杂交四、植物体细胞杂交 2 2 过程过程杂种细胞杂种细胞愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株植物细胞植物细胞A A植物细胞植物细胞B B 原生质体原生质体A A原生质体原生质体B B正在融合的原生质体正在融合的原生质体去细胞壁去细胞壁! !用什么酶？用什么酶？促融方法促融方法? ?碰到

7、难题碰到难题? ? 物理法物理法: :离心离心. .振动振动. .电刺激电刺激化学法：化学法：PEGPEG再生细胞壁再生细胞壁植物组织培养植物组织培养植物细胞融合植物细胞融合植物体细胞杂交植物体细胞杂交的优势？的优势？ 克服远源杂交不亲和的克服远源杂交不亲和的障碍！障碍！2.过程方法？方法？ 两两融合的原生质体有几种？两两融合的原生质体有几种？融合的原理是什么？融合的原理是什么？与那种细胞器有关？与那种细胞器有关？ 变异定向吗？变异定向吗？杂种植株细胞内染色体杂种植株细胞内染色体数目？数目？与有性杂交得到的植物与有性杂交得到的植物体细胞染色体数目相同体细胞染色体数目相同吗？吗？属于那种繁殖方式

8、？属于那种繁殖方式？是否是杂种细胞？杂种细胞形成的是否是杂种细胞？杂种细胞形成的标志是什么？标志是什么？ 成果和尚未解决的问题：成果和尚未解决的问题：成果：培育出成果：培育出“番茄马铃薯番茄马铃薯”杂种植株杂种植株未解决问题：尚未让杂种植物按照人们的未解决问题：尚未让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状需要表现出亲代的优良性状白菜甘蓝白菜 甘蓝同学们设计一下白菜甘蓝培育过程？同学们设计一下白菜甘蓝培育过程？讨论白菜甘蓝细胞内的染色体数目？讨论白菜甘蓝细胞内的染色体数目？单倍体育种单倍体育种1、单倍体的概念:体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体2、单

9、倍体育种涉及的技术:花药离体培花药离体培养养花药离体培养花药离体培养 过程:细细胞胞工工程程植物组织培养植物组织培养植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞培养动物细胞培养动物细胞融合动物细胞融合单克隆抗体技术单克隆抗体技术核移植核移植植物植物细胞细胞工程工程动物动物细胞细胞工程工程理论基础理论基础细胞的细胞的全能性全能性其他动物其他动物细胞技术细胞技术的基础的基础动物胚胎或幼龄动动物胚胎或幼龄动物的组织、器官物的组织、器官细胞悬浮液细胞悬浮液胰蛋白酶胰蛋白酶（分解弹性纤维、胶原蛋白）（分解弹性纤维、胶原蛋白）1010代细胞代细胞原代培养原代培养5050代细胞代细胞传代培养传代培养细胞株细胞株无限

10、传代无限传代细胞系细胞系遗传物质遗传物质改变改变遗传物质未遗传物质未改变改变单个细胞单个细胞动物细胞的动物细胞的培养过程培养过程:下面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图，下面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图，请据图回答下列问题：请据图回答下列问题：(1)图甲和图乙所示的过程中，都必须用到的动物细胞工程技术手段是_。(2)图甲中过程常在 诱导下完成。(3)单克隆抗体能定向攻击癌细胞，主要是利用其_。动物细胞培养动物细胞培养 聚乙二醇聚乙二醇(灭活的病毒，离心、振动、电刺激灭活的病毒，离心、振动、电刺激) 特异性特异性 (5)图乙过程的技术具有多种用途，但是不

11、能 ( )A有选择地繁殖某一性别的家畜 B繁殖家畜中的优良个体 C用于保存物种 D改变动物的核基因(6)在目前现有技术条件下，还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体，而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体，你认为原因最可能是 ( ) A卵细胞大，便于操作 B卵细胞含有的营养物质多 C卵细胞的细胞质可使体细胞胞核全能性得到表达 D重组细胞才具有全能性(4)若不考虑环境因素影响，克隆羊的性状全部像白面绵羊吗?不是 卵细胞细胞质的遗传物质也能控制某些性状 D C 核移植技术核移植技术克隆羊培育过程克隆羊培育过程黑面绵羊去黑面绵羊去核卵细胞核卵细胞白面绵羊乳

12、白面绵羊乳腺细胞核腺细胞核细胞核移植细胞核移植重组细胞重组细胞电脉冲刺激电脉冲刺激早期胚胎早期胚胎胚胎移植胚胎移植另一头绵羊的子宫另一头绵羊的子宫妊娠、出生妊娠、出生克隆羊多利克隆羊多利细胞细胞A细胞细胞B杂种细胞杂种细胞灭活的病毒灭活的病毒物理法物理法化学法化学法仙台病毒仙台病毒疱疹病毒疱疹病毒新城鸡瘟病毒新城鸡瘟病毒动物细胞融合动物细胞融合 单克隆抗体制备过程单克隆抗体制备过程 注射抗原注射抗原B淋巴细胞淋巴细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞细胞融合、筛选细胞融合、筛选杂交瘤细胞杂交瘤细胞细胞培养细胞培养筛选，继续培养筛选，继续培养足够数量的、能产生足够数量的、能产生特定抗体的细胞群特定抗体的细胞群

13、体外培养体外培养注射到小鼠腹腔注射到小鼠腹腔单克隆抗体单克隆抗体用筛选培养基筛选用筛选培养基筛选专一抗体检验专一抗体检验3. 时间时间:一、细胞分化一、细胞分化2. 实质实质: 基因选择性表达的结果基因选择性表达的结果4. 对多细胞生物体的意义对多细胞生物体的意义二、细胞的全能性二、细胞的全能性: 三三. 植物组织培养植物组织培养 1. 过程过程: 2. 应用应用:1. 概念：概念：2. 原因：原因：四、植物体细胞杂交四、植物体细胞杂交1. 概念概念2. 过程过程3. 意义意义1. 概念概念小结小结例例1、（、（2006江苏卷）细胞分化是生江苏卷）细胞分化是生 物界普遍存在的一物界普遍存在的一

14、 种生命现种生命现 象，下列不正确的是象，下列不正确的是 （ ） A分化发生在生物体的整个生分化发生在生物体的整个生 命进程中命进程中 B分化是基因在特定的时间和分化是基因在特定的时间和 空间条件下选择性表达的结果空间条件下选择性表达的结果 C未离体的体细胞不会表现出未离体的体细胞不会表现出 全能性全能性 D分化过程中遗传物质发生了分化过程中遗传物质发生了 改变改变D例例3、（、（05全国）人体神经细胞与肝全国）人体神经细胞与肝 细胞的形态结构和功能不同，细胞的形态结构和功能不同， 其根本原因是其根本原因是 （ ） A 这两种细胞的这两种细胞的DNA碱基排碱基排 列顺序不同列顺序不同 B 这两

15、种细胞的核糖体不同这两种细胞的核糖体不同 C 这两种细胞的转运这两种细胞的转运RNA不同不同 D 这两种细胞的信使这两种细胞的信使RNA不同不同D例例4、人胰岛细胞能产生胰岛素但不能、人胰岛细胞能产生胰岛素但不能 产生血红蛋白，据此推测胰岛细产生血红蛋白，据此推测胰岛细 胞中胞中 （ ） A 只有胰岛素基因只有胰岛素基因 B 比人受精卵的基因要少比人受精卵的基因要少 C 既有胰岛素基因也有血红蛋既有胰岛素基因也有血红蛋 白基因和其它基因白基因和其它基因 D 有胰岛素基因和其它基因，有胰岛素基因和其它基因， 但没有血红蛋白基因但没有血红蛋白基因C例例5（08江苏）下列关于植物组织培养的叙述中，江

16、苏）下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是错误的是 （ ）A. 培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节 渗透压渗透压B. 培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组 织的生长和分化织的生长和分化C. 离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才 能形成愈伤组织能形成愈伤组织D. 同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养 获得的愈伤组织基因相同获得的愈伤组织基因相同D例例6、（、（08全国全国1）下列关于细胞工程的叙述，错）下列关于细胞工程的叙述，错 误的是

17、误的是 （ ） A 电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞 融合融合 B 去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成 单个细胞均需酶处理单个细胞均需酶处理 C 小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的B淋巴淋巴 细胞融合可制备单克细胞融合可制备单克 隆抗体隆抗体 D 某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两 品种杂交后代的染色体数目相同品种杂交后代的染色体数目相同D1、下列关于细胞分化叙述正确的是、下列关于细胞分化叙述正确的是 （ ） A 同一生物个体不同的细胞中

18、同一生物个体不同的细胞中DNA、mRNA、蛋、蛋 白质的种类和数量互不相同白质的种类和数量互不相同 B 分化是细胞中遗传物质改变的结果分化是细胞中遗传物质改变的结果 C 胡萝卜叶肉细胞再分化形成的愈伤组织具有全胡萝卜叶肉细胞再分化形成的愈伤组织具有全 能性能性 D 分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性 表达的结果表达的结果D2、有人把分化细胞中表达的基因形象地分为、有人把分化细胞中表达的基因形象地分为“管家基管家基 因因”和和“奢侈基因奢侈基因”。 管家基因在所有细胞中表达，管家基因在所有细胞中表达， 是维持细胞基本生命活动所必需的，而奢侈基因只是维

19、持细胞基本生命活动所必需的，而奢侈基因只 在特定组织细胞中表达。下列属于在特定组织细胞中表达。下列属于“奢侈基因奢侈基因”表达表达 产物的是产物的是 （ ） A ATP水解酶水解酶 B DNA聚合酶聚合酶 C 膜蛋白膜蛋白 D 血红蛋白血红蛋白D 例例(06(06江苏江苏) )下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。（1 1）_技术是单克隆抗体技术的基础。技术是单克隆抗体技术的基础。（2 2）根据培养基的用途分类，图中）根据培养基的用途分类，图中HATHAT培养基属于培养基属于_培养基。培养基。（3 3）单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最大的优越性是）单克隆抗体

20、与常规的血清抗体相比，最大的优越性是_。（4 4）动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外，还可以采）动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外，还可以采用用_。（5 5）选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的）选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的_特点，又具备淋特点，又具备淋巴细胞的巴细胞的_特点。特点。（6 6）淋巴细胞是由动物体）淋巴细胞是由动物体_中的中的_细胞分化、发育而来。细胞分化、发育而来。（7 7）杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是）杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是_。动物细胞培养动物细胞培养选择选择特异性强特异性强,灵敏度高灵敏度高灭活的病毒灭活的病毒在体外大量增殖在体外大量增殖分泌特异性抗体分泌特异性抗体骨髓骨髓造血干细胞造血干细胞主动运输主动运输跟踪训练（2008 年宁夏卷）回答下列有关动物细胞培养的问题：（1）在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面_时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的_。此时，瓶壁上形成细胞层数