选修专题细胞工程选修专题植物的组织培养技术

选修专题细胞工程选修专题植物的组织培养技术第1页，课件共99页，创作于2023年2月

【考纲展示】123植物的组织培养（Ⅱ）动物的细胞培养与体细胞克隆(Ⅰ)

细胞融合与单克隆抗体（Ⅱ）植物的组织培养细胞——选修1专题3植物的组织培养技术选修3专题2细胞工程1选修3

克隆技术选修1第2页，课件共99页，创作于2023年2月是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。（一）原理和方法：（二）操作水平：细胞水平或细胞器水平。（三）目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。

（四）分类：根据操作对象的不同，分为植物细胞工程和动物细胞工程。一、细胞工程的概念：应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法。第3页，课件共99页，创作于2023年2月二、植物细胞工程（一）植物细胞工程的基本技术

植物细胞工程通常采用的技术手段有植物组织培养和植物体细胞杂交等。这些技术的理论基础是植物细胞的全能性。第4页，课件共99页，创作于2023年2月（1）概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。1.细胞的全能性（2）原因：生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。第5页，课件共99页，创作于2023年2月离体、一定的营养物质（矿质元素、蔗糖、维生素等）、激素（生长素和细胞分裂素）、无菌和适宜的外界条件（光照、温度等）。在生物体内细胞不表现全能性，而是分化为不同的组织、器官，其原因在于基因在特定的时间和空间条件下选择性表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官。（3）细胞在生物体内没有表现全能性的原因（4）实现条件第6页，课件共99页，创作于2023年2月⑤分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞。（5）大小①受精卵＞生殖细胞（配子、精子、卵细胞、花粉）＞干细胞＞体细胞；②植物细胞＞动物细胞（动物细胞只有细胞核具有全能性）；③分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞；④幼嫩的细胞＞衰老的细胞；第7页，课件共99页，创作于2023年2月（1）概念：在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、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，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。2.植物组织培养技术（2）原理：植物细胞的全能性第8页，课件共99页，创作于2023年2月（3）过程

再分化：愈伤组织在一定的培养条件下重新分化成根或芽等器官的过程完整植株离体的植物器官、组织、细胞（外植体）愈伤组织幼根和芽（胚状体、幼苗、试管苗）脱分化：让已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程营养生长、生殖生长激素、一定的营养、避光激素、光第9页，课件共99页，创作于2023年2月（4）影响因素及成功的关键①影响因素A.内部因素：材料的选取（A）不同植物的组织培养难度不同。（B）对于同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短等也会影响实验结果。生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。第10页，课件共99页，创作于2023年2月B.外部因素：（A）营养成分的种类及配比；（B）植物激素生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，其作用及特点为：a.在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。第11页，课件共99页，创作于2023年2月b.使用顺序不同，结果不同，具体如下：使用顺序实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂又分化同时使用分化频率提高第12页，课件共99页，创作于2023年2月c.用量比例不同，结果也不同：高：利于根的分化、抑制芽的形成低：利于芽的分化、抑制根的形成适中：促进愈伤组织的生长

第13页，课件共99页，创作于2023年2月【例】某校生物兴趣小组的同学们以“探究生长素与细胞分裂素的相对含量对植物生长发育的影响”为课题进行了实验，实验结果如图所示，以下所得结论合理的是(

)A.

植物是否发芽主要取决于生长素的浓度

B.

细胞分裂素能促进根的分化

C.

细胞分裂素/生长素的比值高时，可促进发芽;当该比值低时，可促进生根

D.

当两种激素浓度相等时，不能促进生根和发芽C第14页，课件共99页，创作于2023年2月（C）pH、温度、光照等。第15页，课件共99页，创作于2023年2月②获得成功的关键A.植物组织培养所利用的植物材料体积小、

抗逆性差，对培养条件要求较高。B.培养材料一旦被微生物污染，就会导致实验失败。原因是微生物增殖快，生长迅速，消耗养分多，并产生代谢废物毒害培养材料。C.无菌技术主要包括对操作空间、实验用具、实验材料以及操作者的消毒灭菌。第16页，课件共99页，创作于2023年2月（5）地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。第17页，课件共99页，创作于2023年2月①选材：根尖、茎尖、形成层等最容易诱导脱分化。（6）注意事项：②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。③光照：脱分化过程不需要光照，再分化过程一定要有光照。第18页，课件共99页，创作于2023年2月赤霉素类：促进分化的丛芽和小植株快速生长。④激素的使用：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。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。第19页，课件共99页，创作于2023年2月（7）菊花的组织培养过程：①影响植物组织培养的主要因素A.选材：一般选择未开花植株的茎上部新生的侧枝。B.营养供应培养基：常用MS培养基营养成分：大量元素、微量元素、有机物、植物激素（生长素和细胞分裂素）第20页，课件共99页，创作于2023年2月②实验操作过程制备MS固体培养基：配制好的培养基进行高压蒸汽灭菌↓外植体消毒：70%的酒精消毒无菌水清洗0.1%的氯化汞溶液消毒无菌水清洗↓接种：始终在酒精灯旁进行，对接种工具要用火焰灼烧灭菌。将菊花茎段插入培养基中时注意不要倒插。↓培养与移栽：在18℃～22℃的无菌箱中培养，得到

试管苗后进行移载栽培：将幼苗移栽后，每天观察并记录幼苗生长情况，实时浇水、施肥，直至开花↓第21页，课件共99页，创作于2023年2月②产生花粉植株的两种途径（8）月季的花药培养过程：①花粉发育过程：花粉母细胞(小孢子母细胞)

→四分体时期→单核期→双核期→花粉粒。第22页，课件共99页，创作于2023年2月③影响花药培养的因素：主要因素是材料的选择和培养基的组成。花药培养一般选择在初花期，选择的花粉处于发育过程中的单核靠边期。第23页，课件共99页，创作于2023年2月④过程：材料的选取→材料的消毒→接种和培养→鉴定和筛选第24页，课件共99页，创作于2023年2月⑤实验操作关键A.材料的选取：挑选完全未开放的花蕾，确定花粉发育时期最常用方法是醋酸洋红法。对细胞核不易着色的花粉需采用焙花青—铬矾法，将花粉细胞核染成蓝黑色。第25页，课件共99页，创作于2023年2月B.接种：灭菌后的花蕾，在无菌条件下除去萼片和花瓣，并立即将花药接种到培养基上。剥离花药时尽量不要损伤花药，否则接种后容易从

受伤部位产生愈伤组织，同时还要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。第26页，课件共99页，创作于2023年2月C.培养：温度控制在25℃左右，幼小植株形成后才需要光照。如果花药开裂长出愈伤组织或

释放出胚状体，就要在花药开裂后尽快将幼小植株分开。第27页，课件共99页，创作于2023年2月（9）植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同项目内容菊花的组织培养月季的花药培养相同点理论依据植物细胞的全能性基本过程脱分化→再分化影响因素选材、营养、植物激素、pH、温度、光照等不同点外植体的细胞类型体细胞生殖细胞操作流程制备培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培选材→消毒→接种和培养→筛选和诱导→移栽→栽培选育培养结果正常植株单倍体植株生殖方式无性生殖有性生殖可育性可育高度不育，秋水仙素处理后可育第28页，课件共99页，创作于2023年2月注意：

②外植体消毒：植物组织培养过程应该在无菌的条件下进行，外植体消毒所用消毒剂为体积分数

为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液，

所使用的清洗液是无菌水。

①材料的选取：菊花的组织培养实验中，应选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝；月季的花药培养实验中，应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养。第29页，课件共99页，创作于2023年2月

④激素：组织培养时不用天然激素而是用人工合成的激素，是因为植物中存在相应的分解天然激素的酶而没有分解相应的人工合成激素的酶，所以天然激素在植物体内作用和存在的时间短，人工合成激素的作用和存在的时间长，作用效果明显。

③光照：在初期，菊花的组织培养需光照，月季的

花药培养不需光照；而在后期均需光照。第30页，课件共99页，创作于2023年2月植物组织培养在选修3和选修1都有所涉及，但侧重点不同，选修1的内容注重实际操作。在高考试题中，也主要从实验操作的角度进行命题，如2009山东卷T34、上海卷T36、2010浙江卷T6、安徽卷T31(Ⅰ)、2011江苏卷T16、上海卷T22、2012广东卷T2、山东卷T34、江苏卷T31、课标全国卷T39、2013重庆卷T5本部分内容与必修内容细胞分化有密切关系，是高考命题的热点，命题多考查植物组织培养基成分与作用、微型繁殖技术、脱病毒苗培养、名贵中药材工厂化生产等具体实例，复习中应多加关注。第31页，课件共99页，创作于2023年2月1．（2013·重庆·5）某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述，错误的是（）A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害B．在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞C．出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控D．生根时，培养基通常应含α—萘乙酸等生长素类调节剂【解析】消毒剂的使用既要杀死表面微生物，又要防止伤害组织细胞，影响组织培养，A项正确；植物细胞融合是指经纤维素酶和果胶酶处理后得到的原生质体的诱导融合，带有细胞壁的愈伤组织细胞不能诱导融合形成染色体加倍的细胞，B项错误；出芽和生根都是细胞再分化的结果，其实质是基因的选择性表达，C项正确；α—萘乙酸为生长素类似物，可诱导愈伤组织生根，D项正确。

B第32页，课件共99页，创作于2023年2月2．（2012·广东·2）培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是()A．组织培养B．细胞杂交C．显微注射D．核移植

A【解析】草莓植株分生区细胞不含病毒或含病毒的量少，可以利用茎尖（或根尖）经植物组织培养技术培养出脱毒幼苗。第33页，课件共99页，创作于2023年2月（1）概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。包括植物原生质体融合和植物组织培养两个阶段。（2）细胞融合的生物学原理：细胞膜的流动性。3.植物体细胞杂交技术第34页，课件共99页，创作于2023年2月（3）过程：①去壁：酶解法，所用酶为纤维素酶和果胶酶。②诱导原生质体融合：物理法——离心、振动、电激等；化学法——常用聚乙二醇

(PEG)作诱导剂。③植物体细胞杂交成功的标志：杂种细胞再生出细胞壁。④优点：克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。第35页，课件共99页，创作于2023年2月⑤变异类型：基因重组、染色体变异。植物有性杂交的结果：子代细胞中染色体数、基因型

分别为“X＋Y”、“AbcD”或“abcD”或“Abcd”或

“abcd”，即先减半再相加。植物体细胞杂交的结果：若两个不同品种的植物细胞A、B进行融合，A含有2X条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，B含有2Y条染色体，2个染色体组，其基因型为ccDd，则新植株应为四倍体，其体细胞中染色体数为2X＋2Y，基因型为AabbccDd。从中不难看出，体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管是染色体数、基因型还是染色体组都采用直接相加的方法。第36页，课件共99页，创作于2023年2月（四）植物细胞工程的应用1.植物繁殖的新途径（1）微型繁殖：①概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术，实际上是一种无性繁殖。第37页，课件共99页，创作于2023年2月②特点：A、能够保持优良品种的遗传特性：这种技术具有取材少、繁殖率高、培养周期短的特点，因此能够高效快速地实现种苗的大量繁殖。繁殖过程的细胞分裂方式是有丝分裂，没有基因重组，亲子代细胞内DNA不变，具有相同的基因，因此能够保持亲子代遗传特性不变。B、能够高效快速地实现种苗的大量繁殖：第38页，课件共99页，创作于2023年2月①原因：进行无性繁殖的作物，它们感染的病毒很容易传播给后代。②方法：茎尖组织培养（植物分生区附近，如根尖、茎尖的病毒极少，甚至无病毒）。（2）作物脱毒：第39页，课件共99页，创作于2023年2月①概念：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，经过人工薄膜包装得到的种子。人工种子在适宜条件下同样能够萌发长成幼苗。（3）制备人工种子第40页，课件共99页，创作于2023年2月②结构胚状体：相当于天然种子的胚，由胚芽、胚轴、胚根构成，无子叶，是有生命的结构。不能认为人工种子是人工制造的，因为人工种子的主要部分胚状体并不是人工制成的。人工胚乳：供胚状体维持生命力和保证其在适宜的环境条件下生长发育。人工种皮：具有保护作用注意：第41页，课件共99页，创作于2023年2月前者是通过植物组织培养（无性繁殖）形成的，能保持一个亲本的性状，而后者是有性生殖形成的，具有可变性。③人工种子和天然种子的区别第42页，课件共99页，创作于2023年2月A、解决了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。④优点（与天然种子相比）B、固定杂种优势。C、用人工种子播种可以节约粮食和大量留种地。天然种子是有性繁殖，往往杂种优势只能体现在第一代，第二代便参差不齐了。而人工种子在本质上属于无性繁殖，后代无性状分离，一旦获得优良品种，便可以保持杂种优势。第43页，课件共99页，创作于2023年2月D、可人为控制植物的生长发育与抗逆性。E、种子的生产（制种）不受季节、气候和地域的限制。人工胚乳除了含有供胚状体发育成植株所必需的营养物质外，还可以在其中加入除草剂、弱病毒、杀菌剂、农药、抵制休眠的物质及对植物的生长有益的细菌（如固氮细菌）等，使其具备抗逆性和耐储性等优良特性，也可添加激素类物质以调节植物的生长发育。第44页，课件共99页，创作于2023年2月2.作物新品种的培育：（1）单倍体育种①概念：通过花药离体培养获得单倍体植株，经染色体加倍后当年便可获得稳定遗传的优良品种。②优点花药单倍体植株纯合体植株离体培养人工诱导A、后代无性状分离，能够稳定遗传，即后代都是纯合子。B、极大地缩短了育种的年限，只需一年就可获得纯种。第45页，课件共99页，创作于2023年2月（2）突变体的利用：②应用：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草等。①来源：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。第46页，课件共99页，创作于2023年2月3.细胞产物（蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等）的工厂化生产（以人参皂甙（dài)的生产为例）：培养到愈伤组织阶段。第一步：选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株作为种质，其中一部分保存下来，以备下一次生产用，一部分进行发酵生产。第二步：将第一步选择到得细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。第三步：将发酵罐中培养的细胞进行破碎，以从中提取人参皂甙。第47页，课件共99页，创作于2023年2月

植物组织培养可单独使用，也可与其他的生物工程技术组合使用，如转基因植物的培育。因为基因工程应用于植物时可以植物体细胞或受精卵作为受体细胞，而培育转基因动物时，则只能以受精卵作受体细胞。注意：第48页，课件共99页，创作于2023年2月本考点多与基因工程综合在一起考查，以非选择题的形式进行命题，近年高考单科试卷也多有涉及，也多与必修内容综合在一起考查。第49页，课件共99页，创作于2023年2月【例1】如图所示为植株繁殖的四种人工方式示意图，请据图回答：第50页，课件共99页，创作于2023年2月(1)图中单倍体植株通常的获取方式是_____________。若图中单倍体细胞含2个染色体组，A有4个染色体组，则③过程所用化学试剂的作用是

_______________________________________。(2)图中B和C过程的不同点是___________________________________________，这种不同主要的决定因素是__________________________。(3)若想在C过程中获得突变体，进而培育成新品种植株，应用物理诱变或化学诱变的方法处理________。花药离体培养抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成B过程中形成的是胚状体，而C过程形成的是丛芽细胞分裂素与生长素的比值愈伤组织解析：(1)图中A过程表示单倍体育种，获取单倍体时常用花药离体培养的方法。若要使单倍体的染色体加倍，变成A植株，则需要在③过程中用秋水仙素处理幼苗，以抑制纺锤体的形成过程。解析：(2)图中B和C过程都是体细胞的组织培养，其不同点是B过程中形成的是胚状体，而C过程形成的是丛芽，这种不同主要的决定因素是细胞分裂素与生长素的比值。解析：(3)在组织培养过程中获得突变体，一般用物理诱变或化学诱变的方法处理愈伤组织，再由愈伤组织经再分化形成突变植株。第51页，课件共99页，创作于2023年2月(4)若要获得水稻的人工种子，则应选用图中________

的结构，该结构与正常受精卵形成的________有类似的结构和发育过程。(5)若D为胡萝卜－羊角芹，②过程常用的物理方法有

_________________等；经融合处理后，含有的细胞类型有________种(若融合的细胞只考虑两两融合)。胚状体胚离心、振动、电激3解析：(4)若要获得水稻的人工种子，则应选用图中的胚状体结构，该结构与正常受精卵形成的胚有类似的结构和发育过程。解析：(5)若D为植物细胞融合的过程，②过程常用的物理方法有离心、振动、电激等；经融合处理后，不一定所有细胞都参与融合过程，所以含有的细胞类型有5种：正常的胡萝卜细胞、正常的羊角芹细胞、胡萝卜－胡萝卜融合细胞、羊角芹－羊角芹融合细胞和胡萝卜－羊角芹融合细胞，而两两融合的为3种。第52页，课件共99页，创作于2023年2月三、动物细胞工程常用技术手段：动物细胞培养（基础）、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等。第53页，课件共99页，创作于2023年2月（一）动物细胞培养：1.概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。第54页，课件共99页，创作于2023年2月2.过程：动物胚胎或幼年动物组织块剪碎胰蛋白酶加培养液接触抑制少数少数单个细胞细胞悬液贴壁生长分瓶培养10代细胞50代细胞癌变不死细胞原代培养传代培养（1）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。（2）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pH为7.2－8.4，多数动物

细胞培养的适宜pH为7.2－7.4，因此胰蛋白酶

适用于细胞培养时细胞间质(主要为蛋白质)的分解。第55页，课件共99页，创作于2023年2月3.有关概念（1）细胞贴壁：细胞悬液中分散的细胞在培养时贴附在培养瓶壁上。（2）细胞的接触抑制：动物细胞培养时，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就停止增殖的现象。第56页，课件共99页，创作于2023年2月（3）原代培养：动物组织消化后的初次培养，也有人把第一代细胞的培养与10代以内的细胞培养统称为原代培养。（4）传代培养：贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。这样的培养过程叫做传代培养。第57页，课件共99页，创作于2023年2月（6）细胞系：当细胞株传至50代以后又会出现“危机”，不能再传下去。但是有部分细胞的遗传物质发生了改变，带有癌变的特点，有可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞叫做细胞系。（5）细胞株：传代培养的细胞一般传至10代后就不容易传下去了，细胞的生长就会出现停滞，大部分细胞衰老死亡，但是有部分细胞能够度过“危机”而继续传下去，这些存活的细胞一般能够传到40～50代，这种传代细胞叫做细胞株。第58页，课件共99页，创作于2023年2月4.条件（1）无菌、无毒的环境①要对培养液和所有培养用具进行无菌处理。②细胞培养液中要添加一定量的抗生素。（以防培养过程中的污染）③定期更换培养液。（以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。）第59页，课件共99页，创作于2023年2月（2）营养与体内细胞所需营养物质基本相同，如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，另外，通常要加入血清、血浆等一些天然成分。（4）气体环境

（3）温度和PH

适宜的温度：一般与动物体温相近。（哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜。）适宜的pH：7.2～7.4（多数细胞）。95%空气：O2是细胞代谢所必需。5%CO2：维持培养液的pH。第60页，课件共99页，创作于2023年2月（5）解决烧伤病人的植皮问题：用取自烧伤病人皮肤的健康细胞进行培养，可以获得大量自身的皮肤细胞，为大面积烧伤的病人移植。3.应用：（1）生产蛋白质生物制品：如病毒疫苗、干扰素、单克隆技术、细胞移植材料等。（3）检测有毒物质：许多致畸、致癌物质加入培养液后，培养细胞会发生染色体结构和数目的变异。根据变异细胞占全部培养细胞的百分数，可以判断某种物质的毒性。（4）用于生理、病理、药理等方面的研究：如用于筛选抗癌药物等，为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据。（2）作为基因工程中的受体细胞。第61页，课件共99页，创作于2023年2月技术内容项目植物组织培养动物细胞培养原理细胞的全能性细胞的增殖培养基的物理性质固体液体(合成培养基)培养基成分矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加剂(如甘氨酸、琼脂等)，属于固体培养基葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等，属于液体培养基取材较幼嫩的细胞、组织、器官动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织4.植物组织培养与动物细胞培养的比较第62页，课件共99页，创作于2023年2月技术内容项目植物组织培养动物细胞培养培养过程第63页，课件共99页，创作于2023年2月技术内容项目植物组织培养动物细胞培养培养结果可以获得植株，也可以获得大量细胞只能获得大量细胞，不能得到生物个体应用①植物快速繁殖与脱毒植物培养②生产细胞产品③制造人工种子④用于转基因植物的培育①生产蛋白质生物制品②培养皮肤移植的材料③检测有毒物质④用于生理、病理、药理学的研究相同点①都需人工条件下的无菌操作②都是合成培养基③都需适宜的温度、pH等条件第64页，课件共99页，创作于2023年2月注意：（1）植物组织培养需要生长素和细胞分裂素，其中生长素可诱导愈伤组织生根，细胞分裂素可促进愈伤组织生芽。（2）在动物细胞的传代培养中，细胞可能癌变。（3）两种技术手段培养过程中都进行了有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂。（4）植物组织培养最终产生新个体，体现了细胞的全能性；动物细胞培养产生大量细胞，不形成新个体，故不能体现细胞的全能性。第65页，课件共99页，创作于2023年2月（二）动物体细胞核移植技术和克隆动物1.概念：将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。此技术是一种无性繁殖技术,用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。2.供核细胞：一般选优良动物的传代培养10代以内的细胞。3.受体细胞：去核的MⅡ中期卵母细胞。4.原理：动物细胞核的全能性。第66页，课件共99页，创作于2023年2月（2）体细胞核移植：比较难（动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，因此，动物体细胞核移植的难度也就明显高于胚胎细胞核移植。）5.种类（1）胚胎细胞核移植：比较容易（动物胚胎细胞分化程度低。恢复其全能性相对容易。）第67页，课件共99页，创作于2023年2月6.过程供体体细胞卵巢卵母细胞细胞培养供体体细胞减Ⅱ中期去核去核卵母细胞注入电激使两细胞融合重组细胞重组胚胎胚胎移植代孕母体生出与供体遗传物质基本相同的个体第68页，课件共99页，创作于2023年2月注意：③植物组织培养成的植株与提供外植体的植株完全相同，而动物细胞核移植形成的个体与供体大部分性状相同，也有部分性状与受体相同。①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。②该技术形成的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。第69页，课件共99页，创作于2023年2月（1）畜牧生产：加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。（2）保护濒危物种：增加存活数量。7.应用前景第70页，课件共99页，创作于2023年2月B.用克隆动物做疾病模型，能使人们更好的追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。（3）医药卫生①利用转基因克隆动物作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白。②利用转基因克隆动物细胞、组织和器官作为异体移植的供体。③人的核移植胚胎干细胞经诱导分化形成相应的组织、器官后，用于组织、器官的移植。④用于医学研究A.研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。第71页，课件共99页，创作于2023年2月（1）成功率非常低。8.存在的问题（2）克隆动物存在着健康问题、遗传缺陷、生理缺陷等。（3）克隆动物食品的安全性问题存在争议。第72页，课件共99页，创作于2023年2月本考点内容在高考中单独考查较少，但在高考命题中多以此内容为背景进行命题考查其它方面知识。第73页，课件共99页，创作于2023年2月【例2】人的血清白蛋白（HAS）在临床上需求量很大，通常从血液中提取。但由于艾滋病病毒等的威胁与日俱增，使人们对血液制品的使用顾虑重重。如果应用现代生物科学技术，将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中，那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全、高效地满足人类需求。如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据图示回答：第74页，课件共99页，创作于2023年2月(1)以上过程涉及的现代生物技术中，属于细胞工程的有__________________________。(2)在基因工程中，我们称①为目的基因，请举出获取目的基因的主要方法：__________________________________________(至少答两种)。在①进入③之前要构建基因表达载体，这是基因工程的核心，除目的基因外，基因表达载体还必须含有__________________________，将①导入③的常用方法是_____________。核移植技术、动物细胞培养基因文库中提取、PCR技术扩增、人工化学合成启动子、终止子、标记基因显微注射法解析：(1)图中形成④的过程为核移植，由重组细胞发育成⑤的过程需经动物细胞培养。解析：(2)获取目的基因的方法主要有PCR扩增技术、人工合成法和从基因文库中提取法，获取的目的基因导入动物细胞常用显微注射法。第75页，课件共99页，创作于2023年2月(3)图中②一般经过______________________处理可以得到③，从③到④的过程中一般利用未受精的卵母细胞去核后作为受体细胞，对卵母细胞的去核处理一般选择在___________________________期进行。(4)用④细胞进行培养发育成胚胎时，一般不超过

________代，原因是____________________________________，此培养过程与植物细胞培养所用的培养基有何不同？

__________________________________。(5)将⑤送入⑦的最佳时期是_____________期。胰蛋白酶或胶原蛋白酶MⅡ中(或减数第二次分裂中)1010代以内的细胞，细胞核型不发生变化此培养基中加入动物血清、血浆等桑椹胚或囊胚解析：(3)动物组织分散成单个细胞常用胰蛋白酶处理，对卵母细胞的去核处理一般选择在MⅡ中期。解析：(4)动物细胞培养时，一般不超过10代，超过10代后细胞的核型可能会发生变化。解析：(5)胚胎移植的最佳时期是桑椹胚或囊胚期。第76页，课件共99页，创作于2023年2月

（三）动物细胞融合（细胞杂交）1.概念：2.原理：细胞膜的流动性（与植物原生质体融合原理相同）两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。第77页，课件共99页，创作于2023年2月细胞A细胞B杂种细胞灭活的病毒物理法化学法仙台病毒疱疹病毒新城鸡瘟病毒3.过程：第78页，课件共99页，创作于2023年2月4.诱导动物细胞融合的方法：物理法：离心、振动、电激化学法：聚乙二醇（PEG）作诱导剂来诱导。生物法：灭活的动物病毒（丧失感染活性）病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝集，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。灭活是指用物理或化学手段杀死病毒、细菌等，但是不损害它们体内的有用抗原的方法，灭活的病毒既保留了诱导细胞融合的能力，又不会感染细胞。第79页，课件共99页，创作于2023年2月5.主要用途：制备单克隆抗体突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。6.意义：第80页，课件共99页，创作于2023年2月植物体细胞杂交动物细胞融合（单克隆抗体制备）理论基础(原理)细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性、细胞增殖融合前处理酶解法（纤维素酶、果胶酶）去除细胞壁注射特定抗原使正常小鼠产生免疫反应促融方法①物理法：离心、振动、电刺激等；②化学法：聚乙二醇

(PEG)①物化法：与植物细胞融合相同；②生物法：灭活的病毒7.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较第81页，课件共99页，创作于2023年2月植物体细胞杂交动物细胞融合(单克隆抗体制备)过程第一步原生质体的制备(酶解法)正常小鼠免疫处理第二步原生质体融合(物化法)动物细胞融合第三步杂种细胞的筛选与培养杂交瘤细胞的筛选与培养第四步杂种植株诱导与鉴定单克隆抗体的提纯意义和用途①克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围；②突破有性杂交的母系遗传，获得细胞质基因的杂合子，研究细胞质遗传①制备单克隆抗体；②诊断、治疗和预防疾病，例如：a.肿瘤定位诊断，放射性抗体→肿瘤；b.生物导弹治疗，抗体→抗癌药物

→肿瘤第82页，课件共99页，创作于2023年2月注意：（1）在细胞融合时，可出现多种杂种细胞，如B细胞－

B细胞，骨髓瘤细胞－骨髓瘤细胞，B细胞－骨髓瘤细胞。（2）动物细胞融合和植物体细胞杂交，均需对杂种细胞进行筛选，但筛选的方法不同，前者可用免疫法，后者可用机械方法、生理学或遗传学方法。（3）各项技术在使用中一般要借助于其他某种技术的协助，如动物细胞融合、单克隆抗体的制备、胚胎移植、核移植等，其中动物细胞培养是动物细胞工程技术的基础。第83页，课件共99页，创作于2023年2月（四）单克隆抗体制备1.单克隆抗体的概念：每一个效应B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，用单个效应B淋巴细胞进行无性生殖（克隆），形成细胞群而获得的化学性质单一、特异性强的抗体。2.优点（与血清抗体相比）（1）产量高；（2）特异性强；（3）纯度高；（4）灵敏度高。第84页，课件共99页，创作于2023年2月3.制备过程：选择性杂交瘤细胞从小鼠腹水第85页，课件共99页，创作于2023年2月注意：（2）图中的B细胞是经过免疫的，实际上就是效应B细胞或浆细胞。（1）制备单克隆抗体时选用一种抗原处理的B细胞

与骨髓瘤细胞进行细胞融合，筛选出杂交瘤细胞，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，同时能产生具某种特异性的抗体。第86页，课件共99页，创作于2023年2月（3）对小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行融合时，要选用多个B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行融合。因为就目前常用的细胞融合方法来看，不管是用物理的、化学的方法，还是生物的方法，其融合率都不可能是100%。仅用两个细胞融合，其效率太低，不一定能得到融合细胞；其次，即使两个细胞已发生融合，但并不一定是研究者期望得到的细胞类型。第87页，课件共99页，创作于2023年2月（4）制备单克隆抗体过程中有两次筛选：②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。①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、瘤瘤融合等的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出B瘤融合的细胞。第88页，课件共99页，创作于2023年2月（5）获取单克隆抗体的场所：②若在小鼠或其他动物腹腔中培养，则从腹水中提取。①若在培养基中培养，则从培养液中提取。第89页，课件共99页，创作于2023年2月4、应用：（2）用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症，可制成“生物导弹”，“生物导弹”的组成成分为单克隆抗体和药物，借助单克隆抗体的导向作用，能够把药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞。（1）作为诊断试剂：具有准确、高效、简易、快速的优点；第90页，课件共99页，创作于2023年2月本考点内容是高考命题的热点内容，特别是单克隆抗体的制备是高考命题的热点，复习中应引起重视。第91页，课件共99页，创作于2023年2月【例3】（2010·福建高考）红细胞生成素（EPO）是体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极为有限，目前临床上使用的红细胞生成素主要来自于基因工程技术生产的重组人红细胞生成（rhEPO），其简要生产流程如图。