细胞结构和功能六细胞工程

细胞结构和功能六细胞工程第1页一、植物细胞工程

植物细胞全能性

植物组织培养

植物体细胞杂交

细胞结构和功能六细胞工程第2页1.细胞全能性（1）概念生物体细胞含有使后代细胞形成完整个体潜能特征。（2）细胞全能性物质基础生物体每一个细胞都包含有该种所特有全部遗传物质，既发育成为完整个体所必需全部基因。细胞结构和功能六细胞工程第3页（3）全能性表示条件离体---必要条件一定营养物质---水无机盐维生素氨基酸等激素---细胞分裂素生长素适宜条件---无菌温度酸碱度细胞结构和功能六细胞工程第4页在生物全部细胞中，受精卵全能性最高，生殖细胞尤其是卵细胞有较高全能性。（4）全能性差异性植物细胞>动物细胞（动物细胞中细胞核含有全能性）受精卵>生殖细胞（配子、精子、卵子）

>体细胞体细胞中—分化程度低>分化程度高幼嫩>衰老细胞分裂能力强>细胞分裂能力详细表现为细胞结构和功能六细胞工程第5页2.植物组织培养（1）原理----植物细胞全能性（2）过程----脱分化再分化离体器官、组织和细胞植物激素、无机盐和糖类等愈伤组织胚状体有根、茎、叶试管苗特点：1.植物细胞有丝分裂是植物组织培养基础。2.愈伤组织细胞排列疏松而无规则，是一个高度液泡化呈无定形状态薄壁细胞。3.含有光合作用能力类型是胚状体以后结构和个体。脱分化再分化再分化4.亲代与子代保持遗传连续性与稳定性。细胞结构和功能六细胞工程第6页（3）脱分化与再分化比较①生物体细胞不能表示全能性原因：植物体细胞内基因选择性表示②脱分化：已分化细胞，经过诱导后，失去其特有结构和功效而转化成未分化细胞过程。细胞结构和功能六细胞工程第7页③脱分化与再分化比较比较内容脱分化再分化过程细胞→愈伤组织愈伤组织→幼苗形成体特点细胞排列疏松而无规则，是一个高度液泡化呈无定形状态薄壁细胞先期有胚状体，后有根、芽、茎和叶需要条件离体适宜营养生长素和细胞分裂素离体适宜营养生长素和细胞分裂素光照细胞结构和功能六细胞工程第8页（4）植物组织培养优点

①取材少；②培养周期短、繁殖率高；③便于自动化管理。细胞结构和功能六细胞工程第9页①果树和花卉快速繁殖；（5）植物组培在生产中应用②培养无病毒感染植物；③生产药品、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等④制人工种子能够处理有些作物品种繁殖能力差、结籽困难或发芽率低等问题；⑤转基因植物培养也用到植物组织培养。细胞结构和功能六细胞工程第10页3.植物体细胞杂交⑴概念将两个来自不一样植物体细胞融合成一个杂种细胞并把这杂种细胞培养成新植物体方法。⑵过程原生质体制备→原生质体融合诱导→杂种细胞筛选和培养

↓

杂种植株再生与判定

细胞结构和功能六细胞工程第11页（3）原生质体制备

植物体细胞外有一层细胞壁，这层细胞壁妨碍体细胞杂交。所以,先去掉细胞壁，分离出活原生质体。当前惯用去除细胞壁方法是酶解法。即在温和条件来利用纤维素酶果胶酶等分解植物细胞壁。（4）原生质体融合物理方法：离心、振动、电刺激化学方法：聚乙二醇（PEG）细胞结构和功能六细胞工程第12页（5）植物体细胞杂交育种中优点

a.

克服远缘杂交不亲和障碍；b.培养新品种方面取得重大突破；c.大大扩展了可用于杂交亲本组合范围。细胞结构和功能六细胞工程第13页二.动物细胞工程动物细胞培养体细胞融合动物细胞融合核移植

单克隆抗体胚胎分割移植细胞结构和功能六细胞工程第14页1.动物细胞培养

（1）原理及细胞学基础：细胞有丝分裂（2）物质基础：葡萄糖、氨基酸、水、无机盐、维生素和动物血清。（3）过程：动物胚胎或幼龄动物组织、器官剪碎胰蛋白酶单个细胞加培养液制成细胞悬浮液原代培养传代培养细胞株遗传物质改变传代培养细胞系细胞结构和功能六细胞工程第15页（4）概念区分a.原代与传代没有分装原始细胞悬浮液——原代；分装过细胞悬浮液——传代b.

细胞株与细胞系原代培养细胞普通传至十代左右后，生长就会出现停滞,大多数细胞衰老死亡，只有极少数存活，并能传至40～50代这种细胞群-----细胞株细胞株传至40～50代后又出现“危机”不能再传下去,但有部分细胞遗传物质发生改变，并带有癌变特点，在条件适宜情况下能无限传代下去细胞群。细胞结构和功能六细胞工程第16页（5）动物细胞培养技术应用a.大规模生产蛋白质生物制品。如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体。b.为皮肤大面积烧伤患者，培养可移植皮肤。c.用于检测有毒物质。d.医学家培养各种正常或病态细胞，用于生理、病理、药理等方面研究，为治疗和预防疾病提供理论依据。细胞结构和功能六细胞工程第17页2.细胞融合（1）原理：细胞膜分子结构中磷脂双分子层相对运动性。（2）概念：在一定条件下将两个或多个细胞融合为一个细胞过程，称为动物细胞融合，又称细胞杂交。（3）促融方法：除了与植物原生质体融合物理、化学方法相同以外，还惯用灭活病毒作诱导剂。（4）过程：略（5）用途：最主要用途是制备单克隆抗体。细胞结构和功能六细胞工程第18页细胞融合利用---单克隆抗体产生制备

细胞结构和功能六细胞工程第19页2.特点化学性质单一；特异性强；灵敏度强应用⑴理论意义

⑵实践意义①诊疗试剂-----利用单克隆抗体特点准确地识别各种抗原物质细微差异。优点：准确、高效、简单、快速。②肿瘤导向治疗-----将针对某一肿瘤抗原单克隆与化（放）疗药品连接，利用单克隆导向作用将化（放）疗药品带至靶器官，直接杀伤靶细胞过程。细胞结构和功能六细胞工程第20页动、植物细胞融合异同点（一）相同之处1.原理中细胞膜流动性2.诱导方法中物理与化学方法3.都形成杂交种细胞

（二）不相同之处植物中其原理中还有全能性2.诱导方法中①动物还有灭活病毒处理②促融前处理植物—制备原生质动物—注射特定抗原获取免疫细胞3.用途：植物克服远缘杂交不亲和动物制备单克隆抗体细胞结构和功能六细胞工程第21页

1.（06年江苏卷）以下不属于动物细胞工程应用是（）A．大规模生产干扰素．用于抵抗病毒引发感染B．为大面积烧伤病人提供移植皮肤细胞C．大规模生产食品添加剂、香料等D．利用胚胎移植技术，加紧优良种畜繁殖C细胞结构和功能六细胞工程第22页

2.（06年北京卷）以下不能说明细胞全能性试验是（）A.胡萝卜韧皮部细胞培育出植株 B.紫色糯性王米种子培育出植株C.转入抗虫基因棉花细胞培育出植株 D.番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株B细胞结构和功能六细胞工程第23页3.（06年广东卷)单克隆抗体技术在疾病诊疗和治疗以及生命科学研究中含有广泛应用。以下关于单克隆抗体叙述，错误是（）A.特异性强、灵敏度高B.与抗癌药品结合可制成“生物导弹”C.体外培养B淋巴细胞可大量分泌单克隆抗体D.由效应B细胞与骨髓瘤细胞融合而成杂交瘤细胞分泌C细胞结构和功能六细胞工程第24页4（07上海卷)

以下相关植物细胞与组织培养叙述中，错误是（）A．花药、胚不能作为组织培养材料B．植物细胞含有全能性C．外植体是指用于培养植物组织或器官D．外植体可诱导出愈伤组织A细胞结构和功能六细胞工程第25页5.(07江苏卷)动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度一些物质。右图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响试验结果。从该图提供信息能够取得正确结论有（）A．正常细胞与癌细胞增殖速率相同B．有没有血清对正常细胞培养影响不一样C．培养基中补充血清有利于正常细胞培养D．培养基中是否补充血清对癌细胞培养影响不大BCD

细胞结构和功能六细胞工程第26页6.（08全国卷Ⅰ）以下关于细胞工程叙述，错误是（）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B淋巴细胞融合可制备单克隆抗体D.某种植物甲乙两品种体细胞杂种与甲乙两品种杂交后代染色体数目相同D细胞结构和功能六细胞工程第27页7（08江苏卷）以下关于植物组织培养叙述中，错误是（）A．培养基中添加蔗糖目标是提供营养和调整渗透压B．培养中生长素和细胞分裂素影响愈伤组织生长和分化C．离体器官或组织细胞都必须经过脱分化才能形成愈伤组织D．同一株绿色开花植物不一样部位细胞经培养取得愈伤组织基因相同解析：此题考查学生对植物组织培养技术掌握。培养基中加入蔗糖目标首先能够提供营养，另首先能够调整渗透压；在整个组织培养过程中影响再分化关键是生长素和细胞分裂素使用百分比和使用次序；组织培养过程中第一个关键步骤是脱分化，从而形成愈伤组织；组织培养对象既能够是体细胞也能够是生殖细胞，所以取得愈伤组织基因组成不一定相同。D细胞结构和功能六细胞工程第28页8（08山东卷）经过特定方法，科学家将小鼠和人已分化体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。相关分化体细胞和类胚胎干细胞描述，正确是（）A、类胚胎干细胞能够分化成各种细胞B、分化体细胞丢失了一些基因C、二者功效有差异，但形态没有差异D、二者基因组相同，且表示基因相同解析：本题材料新奇，主要考查细胞分裂、分化及干细胞等相关知识。干细胞含有有丝分裂和分化成各种组织细胞能力。有丝分裂产生子细胞基因型相同。在细胞分化过程中，因基因选择性表示而在不一样细胞中产生不一样mRNA和蛋白质，从而使细胞在形态、结构和功效上发生永久性、不可恢复改变——分化。由此可知：细胞分化过程中，没有基因丢失而有基因选择性表示，故B和D选项错误。细胞分化是细胞形态功效上改变，故C选项错误。A细胞结构和功能六细胞工程第29页

解析：

植物体细胞杂交能够用两种不一样植物细胞，从而可克服生殖隔离限制，植物体细胞杂交过程，实际上是不一样植物体细胞原生质体融合过程。紫茉莉枝叶性状遗传是细胞质遗传，两个不一样品种紫茉莉杂交，正交、反交所得F1表现型应与母本一致，F1遗传物质来自母本多于来自父本，因为受精卵中细胞质几乎全部来自母本。故C错误。9.(09理综Ⅰ)以下关于体细胞杂交或植物细胞质遗传叙述，错误是（）A.利用植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离限制，培育远源杂种B.不一样种植物原生质体融合过程属于植物体细胞杂交过程C.两个不一样品种紫茉莉杂交，正交、反交所得F1表现型一致D.两个不一样品种紫茉莉杂交，F1遗传物质来自母本多于来自父本C细胞结构和功能六细胞工程第30页10.(09浙江卷)用动、植物成体体细胞进行离体培养，以下叙述正确是（）A．都需用CO2培养箱B．都须用液体培养基C．都要在无菌条件下进行D．都可表达细胞全能性解析：植物组织培养中不需要CO2培养箱，普通用固体培养基，所以A、B错误；动物细胞培养取得是细胞株或细胞系，没有取得新个体，所以没有表达细胞全能性，D错误。C细胞结构和功能六细胞工程第31页11.(09江苏卷)以下关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程叙述，正确是（）A．卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不停增加B．胚胎分割时需将原肠胚内细胞团均等分割C．胚胎干细胞含有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点D．胚胎干细胞是一类未分化细胞，可从早期胚胎中分离获取D细胞结构和功能六细胞工程第32页12.（08江苏卷）选做题（6分）下面是以小鼠为对象进行研究工作，请分析回答下列问题。⑴进行小鼠胚胎工程操作时，首先在光控周期下（光照14h,黑暗10h）喂养成年雌鼠，并注射促性腺激素，目标是

。然后从雌鼠输卵管中取出卵子，在一定条件下培养成熟；并从雄鼠附睾中取出精子，在一定条件下培养一段时间，目标是

。再在37℃、5%CO2条件下，精卵共同作用4h，冲洗后继续培养。定时在显微镜下观察胚胎改变，第5天能够看到胚胎发生收缩，细胞间隙扩大，接着胚胎内部出现裂隙，这是胚胎期开始标志

。⑵假如体外受精后，在精核和卵核融合之前，用微型吸管吸除雄核，再用细胞松弛素B处理（作用类似于秋水仙素处理植物细胞），处理后受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中显著优点是

。⑶假如将小鼠甲体细胞核移入小鼠乙去核卵细胞中，由重组细胞发育成小鼠丙，则小鼠丙基因起源于

。⑷假如将外源基因导入小鼠受精卵，则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有可发育成转基因小鼠，有却死亡。请分析因外源基因插入造成受精卵死亡最可能原因。促进排卵

使精子获能

囊胚

轻易取得纯合子并缩短育种时间小鼠甲（体细胞）核基因和小鼠乙（卵细胞）细胞质基因外源基因插入使受精卵内生命活动必需一些基因不能正常表示

。细胞结构和功能六细胞工程第33页13.(09宁夏辽宁理综)下列图为哺乳动物胚胎干细胞及其分化示意图。请回答：（1）胚胎干细胞是从动物胚胎发育至_________期内细胞团或胎儿_____

中分离得到一类细胞。（2）图中分化程度最低干细胞是

。在体外培养条件下，培养液中加入

因子，可诱导该种干细胞向不一样类型组织细胞分化。（3)在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因___________结果。囊胚

原始性腺细胞胚胎干细胞分化诱导

选择性表示细胞结构和功能六细胞工程第34页（4）某患者不能产生正常白细胞，经过骨髓移植能够到达治疗目标，骨髓移植实质是将上图_____细胞移植到患者体内。（5）若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、神经细胞中不能选取作为供体细胞是成熟__________，其原因是

___________。（6）若某药品可抑制肝肿瘤细胞DNA复制，使用该药品可使肝肿瘤细胞停留在细胞周期________期。（7）在制备单克隆抗体过程中细胞融合阶段，用__________细胞与骨髓细胞融合，经屡次筛选最终得到能分泌__________________杂交瘤细胞。造血干

红细胞

细胞中无细胞核间

效应B淋巴

特异性抗体细胞结构和功能六细胞工程第35页以下关于动物细胞叙述，正确是（）A．B细胞和T细胞均直接来自于胚胎干细胞B．培养中浆细胞能够无限地增殖C．人成熟红细胞经过培养能形成细胞株D．用胰蛋白酶处理肝组织可取得单个肝细胞D解析：B细胞和T细胞都是造血干细胞分化产物；培养中浆细胞增殖是有限；人成熟红细胞无核细胞，无遗传物质不能现实遗传物质复制不能进行细胞分裂。细胞结构和功能六细胞工程第36页2.以下相关当代生物工程相关描述正确（）A．试管牛产生过程属于无性生殖B．胚胎分割移植后产生两个个体他们生殖细胞基因一定相同C．高等动物分化后体细胞全能性表示需要特定细胞质与外界条件D．胚胎移植供体与受体必需含有相同基因型C解析：试管牛是受精作用在试管内完成；胚胎分割移植个体他们生殖细胞基因不一定相同；胚胎移植供体与受体基因型不一定需要相同，但必须是同种类型动物。细胞结构和功能六细胞工程第37页4.高等哺乳动物受精后很快，受精卵开始进行细胞分裂。经桑椹胚、囊胚、原肠胚和组织器官分化，最终发育成一个完整幼体，完成胚胎发育全过程，右图为该过程中某一时期示意图。以下相关叙述错误是：（）A．图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团B．高等哺乳动物胚胎发育中细胞分化开始于图示时期，终止于生命结束C．囊胚腔中含有液体D．进行胚胎分割时，应选择图示时期之后胚胎进行D细胞结构和功能六细胞工程第38页5.动物细胞培养是动物细胞工程基础，如右图所表示，a、b、c表示当代生物工程技术，①、②、③表示其结果，请据图判断下面说法正确是（）A．a是核移植技术，①反应了动物细胞含有全能性B．b是体外受精技术，②设计产生有一定伦理争议C．c是胚胎分割技术，③中个体基因型和表现型一定相同D．①②③中受体均需注射促性腺激素，以到达超数排卵

和同期发情目标B细胞结构和功能六细胞工程第39页6.生物技术发展速度很快，已灭绝生物“复在”将不再是神话。假如世界上最终一只野驴刚死亡，以下较易成功“复生”野驴方法是（） A．将野驴体细胞取出，利用组织培养技术，经脱分化、再分化，培育成新个体B．将野驴体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体C．取出野驴体细胞核移植到母家驴去核卵细胞中，经孕育培养成新个体D．将野驴基因导入家驴受精卵中，培育成新个体C细胞结构和功能六细胞工程第40页7.以下相关生物工程说法正确是：（）A．单克隆抗体制备中使用细胞是小鼠骨髓瘤细胞和卵细胞。融合后得到杂种细胞特点是既能够无限分裂，又能产生专一性抗体。B．基因工程所用工含有限制性内切酶、DNA连接酶、运载体。C．动物细胞培养时，假如缺乏氨基酸供给，细胞普通会停留在细胞周期分裂期。D．胚胎干细胞在功效上最大特点是含有专能性，能分化为成年动物体内任何一个组织细胞

解析

单克隆抗体制备中使用细胞是小鼠骨髓瘤细胞和B淋巴细胞；动物细胞培养时，假如缺乏氨基酸供给，细胞普通会停留在细胞周期分裂间期，因为间期是合成蛋白质，需要氨基酸；胚胎干细胞在功效上最大特点是含有全能性，能分化为成年动物体内任何一个组织细胞

。B细胞结构和功能六细胞工程第41页8.某研究小组为测定药品对体外培养细胞毒性，准备对某种动物肝肿瘤细胞（甲）和正常肝细胞（乙）进行动物细胞培养。以下说法不正确是（）A．在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，也可用胃蛋白酶处理B．细胞培养应在含5%CO2恒温培养箱中进行，CO2作用是维持培养液pHC．为了预防细胞培养过程中细菌污染，可向培养液中加入适量抗生素D．将数量相等甲、乙细胞分别置于相同适宜培养条件下培养，一段时间后，会观察到甲细胞数量比乙细胞数量多A细胞结构和功能六细胞工程第42页9.如图是“白菜一甘蓝”杂种植株培育过程。以下说法正确是（）A.“白菜—甘蓝”杂种植株含有性状是基因选择性表示结果B.图示“白菜—甘蓝”植株不能结籽，植株相对高大C.愈伤组织代谢类型是自养需氧型D.上述过程中包含着有丝分裂，细胞分化和减数分裂等过程A细胞结构和功能六细胞工程第43页10.要证实一个元素是否是哺乳动物必需元素，以下做法合理是()①用天然农产品制作饲料②用营养成份定量合成饲料③选择青蛙为试验对象④选择小鼠为试验对象⑤把试验对象喂养在无尘环境中⑥把试验对象喂养在自然环境中A．①③⑤B．①④⑤C．②④⑤D．②④⑥C解析：天然农产品制作饲料许多成份未知；青蛙是两栖动物不是哺乳动物；喂养在自然环境中有粉尘，而粉尘有许多必需元素。细胞结构和功能六细胞工程第44页11.生物学家研究发觉，癌细胞无限增殖受某调控基因控制，该调控基因能激发全部动物细胞大量增殖，为探究该调控基因是存在于细胞质还是细胞核上，科研人员做了以下试验设计：单个癌细胞单个肝脏细胞宫颈癌细胞小鼠肝脏肝细胞核癌细胞质癌细胞核肝细胞质①胰蛋白酶处理②核质分离③①胰蛋白酶处理③细胞结构和功能六细胞工程第45页依据以上思绪，请继续完成以下试验设计方案：1.此试验需要进行动物细胞培养,在培养液中应含有

等营养成份。（2分）2．试验步骤：（试验提醒：癌细胞能传代培养，细胞形态发生显著改变。怎样观察细胞形态不作试验设计要求。）①用

分别处理宫颈癌细胞和小鼠肝脏使之分散成单个细胞。（1分）②分别使单个癌细胞和单个肝脏细胞核质分离。③

。（2分）④取2只培养皿编号为甲、乙，各加入等量培养液。⑤

。（2分）⑥

。（2分）3．预测试验结果及结论：①

。（2分）②

。（2分）

。（2分）糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、血清胰蛋白酶取癌细胞核和肝细胞质形成重组细胞A，取癌细胞质和肝细胞核形成重组细胞B。分别取等量重组细胞A和重组细胞B，依次加入甲、乙两只培养瓶中，进行细胞培养若甲瓶细胞（或重组甲细胞分裂产生细胞）形态发生显著改变，则调控基因存在细胞核中。分别观察甲、乙培养瓶中细胞形态并记载。若乙瓶中细胞（或重组乙细胞分裂产生细胞）形态发生显著改变，则调控基因存在细胞质中。若甲、乙两瓶中细胞（或重组甲、重组乙细胞分裂产生细胞）形态均发生显著改变，则调控基因可能同时存在细胞核和细胞质中。细胞结构和功能六细胞工程第46页12.烧伤患者皮肤修复和器官移植成为一大医疗难题，皮肤干细胞研制继年后又快速成为热点。请完成以下问题：（1）患者本人皮肤干细胞能

成为其皮肤细胞，既易采集，又防止了移植后

。（2）皮肤干细胞还能够诱导成各种体细胞，其根本原因是

。但皮肤干细胞在体内无法形成其它细胞，原因是

,

。（3）在皮肤干细胞培养过程中科研人员发觉人工合成激素Ry可能引发细胞癌变。分化

排异反应

细胞内含有一套完整遗传信息

基因无法进行选择性表示细胞结构和功能六细胞工程第47页下面是关于这一问题探究试验，请完善对应内容。操作步骤：①取一定量皮肤干细胞培养液随机均分为两组，编号A、B。②

。③将A、B两组干细胞正常培养72小时。④取样镜检，可观察比较以下三点：

以及细胞贴壁生长情况。结果和结论预测：①B组出现了癌变细胞，说明

。②

，说明:在B组皮肤干细胞培养液中添加少许激素Ry,A组不添加

细胞数量、细胞形态激素Ry能引发细胞癌变AB两组出均未出现癌变细胞

激素Ry不能引发细胞癌变细胞结构和功能六细胞工程第48页13.现有甲乙两种可能有一定毒性化学物质，试验室研究人员欲经过动物细胞培养方法来判定它们是否有毒性并比较二者毒性强弱。请你以一个研究人员身份参加此项研究，完成以下试验汇报并回答相关问题。Ⅰ．试验原理：

。依据这种变异细胞占全部培养细胞百分数（以下称Q值），可判断该化学物质毒性。（3分）Ⅱ．试验材料：活小白鼠胚胎。Ⅲ．药品用具：胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动物细胞固定液、适宜浓度龙胆紫溶液、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、培养瓶、恒温箱、载玻片、盖玻片、显微