专题2细胞工程

1、考纲内容能力要求命题展望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1.以农业生产为背景综合考查植物的组织培养及其应用2以人类健康为背景考查动物细胞工程的应用专题 2 细胞工程一、植物细胞工程1植物组织培养(1)概念无菌或人工控制愈伤组织在_的条件下，将_的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生_、丛芽，最终形成完整的植株。(2)理论基础：_细胞的全能性。(3)过程愈伤组织 离体的植物器官、组织、细胞 _ 根、芽植物体离体2植物体细胞杂交杂种细胞杂种细胞(1) 概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成_，并把_培育成新的植物

2、体的技术。(2)过程果胶酶纤维素酶 1)用_和_去细胞壁形成原生质体。 2)原生质体融合_杂种细胞_。 (3)意义：克服远缘杂交不亲和的障碍。融合后的原生质体愈伤组织3植物细胞工程的应用(1)植物繁殖的新途径：微型繁殖(快速繁殖)、作物脱毒、神奇的_。(2)作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用、细胞产物的工厂化生产。人工种子二、动物细胞工程1动物细胞培养单个细胞(1) 概念：从动物体内取出相关的组织，将它分散成 _，放在适宜的培养基上，让这些细胞生长增殖。(2)过程动物组织分散成单个细胞细胞悬液原代培养传代培养无菌、无毒气体环境(3) 条 件 ： _ 、 营 养 、 温 度 、 pH 和

3、 _。(4)应用：生物制品的生产、转基因动物的培养、检测有毒物质、医学研究等。2动物体细胞核移植克隆(1)概念：将一个动物细胞的细胞核移入一个去核的_中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个胚胎最终发育为动物个体。(2)过程卵母细胞3动物细胞融合两个(1)概念：又叫细胞杂交，指_或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。(2)过程不同来源的两个细胞诱导融合_细胞(3)意义：克服了_杂交的不亲和性。杂交远缘4单克隆抗体(1)制备过程1)抗原处理，并获得_淋巴细胞。2)B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞在灭活病毒作用下融合。3)筛选出_。 4)克隆化培养并筛选出产生特异性抗体的杂交瘤细胞。5)体外或体内培养，提取

4、抗体。(2)优点：特异性强，灵敏度高，产量大。 (3)应用：作为诊断试剂；制成_，用于治疗疾病和运载药物等。杂交瘤细胞B生物导弹胡萝卜的组织培养技术及植物细胞工程的实际应用胡萝卜的组织培养技术及植物细胞工程的实际应用1胡萝卜的组织培养技术(1)实验原理：离体的植物组织、器官、细胞表现出植物细胞的全能性，发育成新个体。(2)实验流程制备外植体接种脱分化培养再分化培养移栽培养成正常植株(3)注意事项选材：选取根尖、茎尖、形成层等最容易诱导脱分化。无菌：培养基一旦污染，迅速生长的各种杂菌不仅会与培养物争夺营养，而且还会产生大量对培养物有害的物质。光照：脱分化过程不需要光照，再分化过程一定要有光照。激

5、素的使用a生长素类细胞分裂素类：诱导植物组织脱分化和根原基形成。b生长素类细胞分裂素类：诱导愈伤组织再分化和芽原基形成。c赤霉素类：促进分化的丛芽和小植株快速生长。2植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径微型繁殖：通过植物组织培养技术快速繁殖优良品种。特点是保持优良品种的遗传特性；高效快速地实现种苗的大量繁殖。作物脱毒：选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养，获得脱毒苗的技术。人工种子：植物组织培养得到的胚状体等用人工薄膜包装得到的种子。(2)作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用。(3)细胞产物的工厂化生产：细胞产物有蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。【突破题 1】水稻的花

6、药通过无菌操作，接入试管，经过如图 321 所示过程培育成试管苗。据图分析下列叙述正确的是()图 321Aa、b、c、d 中的植物细胞都具有全能性，且全能性的表达程度相同Ba、b、c 的培养基中都有琼脂、有机物、水、植物生长调节剂等物质C水稻花药经 ad 发育成试管苗的过程涉及有丝分裂、减数分裂等细胞分裂方式D只要调节培养基中各种营养物质的比例就能诱导 b 中的愈伤组织分化成试管苗选B植物体细胞杂交技术图 322(1)诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。(2)体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因组还是染色体组都采用直接相加的

7、方法。若一植物细胞含有 2X 条染色体，2 个染色体组，基因型为 Aabb，另一植物细胞含有 2Y 条染色体，2 个染色体组，基因型为 ccDd，则新植株 应 为 四 倍 体 ， 其 体 细 胞 中 染 色 体 为 2X 2Y ， 基 因 型 为AabbccDd。(3)该培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传定律，只有有性生殖进行减数分裂过程中才符合遵循遗传定律，而体细胞杂交未有此过程。【突破题 2】下列关于植物体细胞杂交或植物细胞质遗传的叙述中，错误的是()A利用植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制，培育远缘杂种B不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程C两个不同品

8、种的紫茉莉杂交，正交、反交所得 F1 的表现型一致D两个不同品种的紫茉莉杂交，F1 的遗传物质来自母本的多于来自父本的C动物细胞培养和动物细胞克隆1动物细胞培养(1)动物细胞培养的流程幼龄动物组织或胚胎单个细胞细胞悬浮液细胞贴壁生长细胞悬浮液细胞株或细胞系选用幼龄动物组织或胚胎的原因：它们的细胞分化程度低，增殖能力很强，更易于培养。进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，不用胃蛋白酶的原因：胃蛋白酶作用的适宜 pH 约为 2，当 pH 大于 6时，胃蛋白酶就会失去活性。而胰蛋白酶作用的适宜环境 pH 为7.28.4，多数动物细胞培养的适宜 pH 为 7.27.4，因此胰蛋白酶适宜用于细胞培养

9、时细胞间质(主要为蛋白质)的分解。(2)细胞贴壁和接触抑制细胞贴壁：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上。接触抑制：细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。(3)动物细胞培养需要满足以下条件充足的营养供给：微量元素、无机盐、糖类、氨基酸、促生长因子、血清等。适宜的温度：36.50.5。适宜的 pH：7.27.4。气体环境有氧呼吸、细胞代谢95%的空气：维持 pH5%无菌、无毒环境：培养液和培养用具杀菌消毒，培养过程加抗生素杀菌，定期更换培养液，清除代谢产物。(5)动物细胞培养技术的应用生产生物制品：疫苗、干扰素、抗体等。作为基因工程中的受体细胞。检测有毒

10、物质及毒性。科研方面：筛选抗癌药物、治疗和预防疾病等。2动物核移植技术和克隆动物图 323(1)动物核移植技术可以分为：胚胎细胞核移植和体细胞核移植，前者比较容易。(2)如图 22 所示，注入去核卵母细胞中的不是供体细胞核，而是整个细胞。伴随着两细胞融合，体现细胞膜的结构特点：具有一定的流动性。(3)该技术形成重组细胞发育成一个新个体，体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。(4)用卵母细胞作受体细胞的原因a卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。b卵母细胞体积大，便于操作。c卵黄多，营养物质丰富等。(5)克隆属于无性繁殖，产生的新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。(6)体细胞核移

11、植技术的应用加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；保护濒危物种，增大存活数量；生产珍贵的医用蛋白；作为异种移植的供体；用于组织器官的移植等。【易错易混】动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶，第一次用胰蛋白酶动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶，第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次使贴壁细胞从瓶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。壁上脱落下来。原代培养原代培养(110 代代)与传代培养与传代培养(10 代以后代以后)的分界点为分的分界点为分瓶的继续培养。瓶的继续培养。核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全

12、相同的原因：核外线粒体中的因：核外线粒体中的 DNA 是来自受体卵母细胞；性状是基因与是来自受体卵母细胞；性状是基因与环境共同作用的结果；有可能发生基因突变。环境共同作用的结果；有可能发生基因突变。【突破题 3】在动物细胞培养过程中，下列处理不恰当的是() A培养液和培养用具要进行无菌处理B提供种类齐全的营养物C提供纯氧以保证细胞的呼吸作用D保证提供适宜的温度和 pH 【答案】C 细胞融合与单克隆抗体细胞融合与单克隆抗体1原理：细胞膜的流动性。2诱导融合的因素：聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒(动物细胞融合特有的方式)、电激等。3意义：最重要的用途是制备单克隆抗体。4单克隆抗体的制备图 324(

13、1)细胞融合完成的标志：细胞核融合成一个核。(2)制备单克隆抗体时选用一种抗原处理的 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合，产生杂交瘤细胞，它会兼有两个亲本细胞的特性在体外培养条件下能不断增殖，同时能产生某种特异性的抗体。(3)制备单克隆抗体过程中有两次筛选第一次筛选：将未融合的 B 淋巴细胞、骨髓瘤细胞以及BB 融合、瘤瘤融合的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出 B 瘤融合的细胞。第二次筛选：将产生特定抗体的 B 瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内取出的免疫过的 B淋巴细胞有很多种，形成杂交瘤细胞又有很多种，所以需要筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。(6)获取单克隆抗体的场

14、所若在培养基中进行杂交瘤细胞培养，则从培养液中提取。若在小鼠或其他动物腹腔中培养，则从腹水中提取。【易错易混】用多个细胞进行动物细胞间的融合的原因用两个细胞融合，其效率太低，不一定能得到融合细胞。即使两个细胞发生融合，也不一定是研究者期望得到的细胞类型。如果在制备单克隆抗体时，用大量的脾细胞和瘤细胞进行融合，就可以从融合细胞中筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。【突破题 4】(2010 年惠州二模)下列是应用动物细胞工程技术获取单克隆抗 X 抗体的具体操作步骤，其中对单克隆抗体制备的相关叙述中不正确的是()将 X 抗原注入小鼠体内，获得能产生抗 X 抗体的 B 淋巴细胞从患骨髓瘤的小鼠体内获取骨

15、髓瘤细胞利用促细胞融合因子使两种细胞发生融合将杂交瘤细胞注入小鼠腹筛选出能产生抗 X 抗体的杂交瘤细胞从腹水中腔培养提取抗体A实验顺序应当是B过程中产生的多个杂交瘤细胞也为克隆C过程获得的细胞均可无限增殖D到的过程中通常要经过两次筛选【答案】C动、植物细胞工程的区别1 1植物组织培养与动物细胞培养的比较植物组织培养与动物细胞培养的比较2.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较【演绎题】(经典题)下列关于细胞工程的叙述，错误的是()A电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合B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C小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的 B 淋巴细胞融合可制备单克隆抗体

16、D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【答案】D【备选题】植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不相符的是()A.纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理酶的专一性B.植物组织培养和动物细胞培养细胞的全能性C.原生质体融合和动物细胞融合生物膜的流动性D.紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养细胞增殖【答案】B混淆原代培养与传代培养(1)原代培养：可有两种表述，一种是细胞悬浮液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培养；另一种是第 1 代细胞的培养与传 10 代以内的细胞培养统称为原代培养。两种表述没有本质区别。(2)传代培养：同样有两种表述，一种是细胞悬浮液培养一段时间

17、后，分瓶再进行的细胞培养；另一种是传 10 代以后的细胞培养，统称为传代培养。【备选题】下列是有关动物细胞培养的叙述，其中正确的是()A培养液通常含有葡萄糖、蛋白质、无机盐、维生素和动物血清B动物细胞要经过传代培养，才能进行原代培养C动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础D动物细胞的培养过程中，细胞的遗传物质会发生改变C1(2010 年广东)(双选)新技术的建立和应用对生物学发展至关重要。下列技术(或仪器)与应用匹配正确的是()APCR 技术扩增蛋白质B杂交瘤技术制备单克隆抗体C光学显微镜观察叶绿体的基粒D花粉离体培养培育单倍体植物BD2(2010 年深圳一模)以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是 AA 和 BB。请据图分析回答：图 325(1) 过程发生的化学变化是将若干 a 和 b 等