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1、第二讲细胞工程考纲展示1植物的组织培养()2.动物细胞培养与体细胞克隆()3.细胞融合与单克隆抗体()授课提示：对应学生用书第255页一、细胞工程1细胞工程的概述(1)原理方法：细胞生物学和分子生物学的原理和方法。(2)操作水平：细胞水平或细胞器水平。(3)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。2植物细胞的全能性(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。(2)原理：细胞内含有本物种的全部遗传信息。(3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，需要一定的营养、激素和其他适宜外界条件。(4)细胞全能性大小与细胞分化程度成反比。(5
2、)全能性大小：植物细胞：受精卵生殖细胞体细胞。动物细胞：受精卵生殖细胞体细胞核(动物细胞全能性受限制，但细胞核具有全能性)。二、植物组织培养技术1原理：植物细胞具有全能性。2植物组织培养技术(1)离体的器官、组织或细胞常称为外植体。(2)a过程为脱分化，b过程为再分化，A表示愈伤组织，B表示丛芽或胚状体。3植物体细胞杂交技术(1)概念：指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。(2)原理：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。(3)过程植物细胞A、B酶解法纤维素酶和果胶酶处理去掉细胞壁原生质体A、B诱导融合聚乙二醇处理/离心/振动/电激融合的原生质体再生
3、出细胞壁(融合完成的标志)杂种细胞愈伤组织杂种植株(4)意义：克服远缘杂交不亲和的障碍，培育作物新品种。(5)变异类型：染色体变异。4植物细胞工程的实际应用(1)(2)作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用。(3)细胞产物的工厂化生产：培养到愈伤组织阶段。三、动物细胞工程1动物细胞工程的技术手段：动物细胞培养、动物体细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等。动物细胞培养是动物细胞工程的基础。2动物细胞培养(1)过程取动物组织块配制细胞悬液原代培养：具有贴壁生长和接触抑制的特点传代培养(2)培养条件无菌、无毒环境营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外通常还需加入血清、血浆等一
4、些天然成分。适宜的温度：36.50.5 ；适宜的pH：7.27.4。气体环境3动物体细胞克隆技术(核移植技术)(1)原理：动物细胞核具有全能性。(2)核移植分类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。(3)核移植过程(以高产奶牛克隆为例)(4)选用去核卵母细胞的原因：卵母细胞比较大，易操作；卵母细胞细胞质多，营养丰富，含有促进核全能性表达的物质。(5)体细胞核移植技术存在的问题：克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。4动物细胞融合(1)动物细胞融合原理：细胞膜具有流动性。(2)动物细胞融合方法：物理法(离心、振动、电激)、化学法和灭活病毒(生物法)。(3)结果：形成杂交细胞。(4)意义：突破
5、了远缘杂交不亲和的障碍。(5)应用：制备单克隆抗体。5单克隆抗体的制备(1)单克隆抗体制备过程(2)单克隆抗体的特点：特异性强，灵敏度高，并可大量制备。(3)应用在理论研究中具有重要意义。用于疾病的诊断、治疗、预防，如单抗诊断试剂盒，具有简单、快速、准确的优点；“生物导弹”定向消灭癌细胞，不损伤健康细胞。1植物组织培养的过程主要包括脱分化和再分化两个阶段，脱分化的结果是形成愈伤组织，再分化的结果是形成根和芽。2植物体细胞杂交需要用酶解法制备原生质体，所用的酶包括纤维素酶和果胶酶。3无论是植物体细胞杂交还是动物细胞融合，都需要诱导。4植物组织培养需要各种营养成分和植物激素，动物细胞培养也需要各种
6、营养成分及血清。5植物体细胞杂交可用于作物育种，动物细胞融合可用于单克隆抗体的制备。6产生单克隆抗体的细胞是杂交瘤细胞，它既能产生单克隆抗体又能无限增殖。有关细胞工程的6个易混易错点(1)不同细胞的全能性不同，具体表现为：受精卵生殖细胞体细胞，离体细胞的全能性表达与分化程度呈负相关，但生殖细胞特殊。(2)脱分化形成愈伤组织的过程不需要光，再分化过程需要光，因为愈伤组织利用有机营养成分，而试管苗需要进行光合作用以自养。(3)植物组织培养中不同培养阶段培养基含有的激素不同，因为培养的目的不同(生根或生芽)。(4)灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。(
7、5)除了受到注射的抗原的刺激，小鼠在生活过程中还可能受到其他抗原的刺激，因此从小鼠体内取出的多个B淋巴细胞可能产生多种不同抗体。(6)单克隆抗体制备过程中，进行了多次动物细胞培养的操作，说明动物细胞培养是动物细胞工程的基础。授课提示：对应学生用书第257页考点一植物细胞工程核心考点通关1植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系名称植物组织培养植物体细胞杂交原理植物细胞的全能性细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性过程选材选取根尖、茎尖、形成层部位最容易诱导脱分化不同种的植物体细胞融合后形成杂种细胞技术操作脱分化、再分化等除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导原生质体融合应用
8、 繁殖 培育新品种生产细胞产品克服远缘杂交的不亲和性，培育作物新品种 关系植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂特别提醒(1)进行融合的两种植物细胞，一般选择不同部位、不同颜色的细胞，如一种选择叶肉细胞(绿色)，则另一种选择根细胞(白色)。这样融合后的细胞有三种(以上图为例)：AA型、BB型、AB型，符合要求的只有AB型，可以在显微镜下通过颜色进行筛选。(2)杂种细胞的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，属于异源多倍体，变异类型属于染色体变异。(3)由于植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，所以常采用茎尖组织培养技术获得脱毒苗。(4)愈伤组织处于不断的分生状态，容
9、易受到射线、化学物质等的影响而产生突变。2植物激素在植物组织培养中的作用生长素/细胞分裂素的比值作用效果比值高时促进根分化、抑制芽形成比值低时促进芽分化、抑制根形成比值适中促进愈伤组织形成3.植物体细胞杂交后的遗传物质分析(1)遗传特性：杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。(2)染色体组数染色体组数两种植物体细胞内染色体组数之和。植物体细胞杂交形成的杂种植株，有几个染色体组就称为几倍体。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，则新植株应为异源四倍体，其体细胞中染色体为(2x2y)
10、条，4个染色体组，基因型为AabbccDd。4植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。特点作物脱毒技术：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：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。(2)作物新品种的培育单倍体育种实质：花药离体培养过程就是植物组织培养过程。流程：花药单倍体幼苗纯合子。优点：后代不发生性状分离，都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短了育种年限。突变体的利用：在植物组织培养过程中，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
11、学物质等)的影响而发生突变。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。(3)细胞产物的工厂化生产可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物，如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。特别提醒(1)利用植物组织培养生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。(2)人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳或子叶提供。针对训练1(2017江西九江七校联考)根据下面植物体细胞杂交技术流程图，回答相关问题。(1)运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)自然状态下不能得到杂种植株，原因是_。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是_，
12、其中过程称为_，植物体细胞融合完成的标志是_。(3)已知番茄、马铃薯分别为二倍体、四倍体，则“番茄马铃薯”属于_倍体植株。(4)已知柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养到_阶段即可(填字母编号)。(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵，然后进行组织培养，该过程相当于_(填字母编号)。(6)人工种子是由发育到_过程(填字母编号)的结构包裹上人工种皮制备的。解析：(1)番茄和马铃薯属于两个物种，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是细胞的全能性，其
13、中过程称为原生质体融合，植物体细胞融合完成的标志是产生新的细胞壁。(3)由于番茄、马铃薯分别为二倍体、四倍体，因此“番茄马铃薯”属异源六倍体。(4)柴油是植物细胞的代谢产物，将柴油树细胞培养到愈伤组织阶段即可提取，愈伤组织阶段为图中的e阶段。(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵，然后进行组织培养，包括脱分化和再分化两个阶段，即图中的。(6)人工种子是用胚状体包上人工种皮制成的。答案：(1)不同种的植物存在生殖隔离(2)细胞的全能性原生质体融合产生新的细胞壁(3)六(4)e(5)(6)f考点二动物细胞工程核心考点通关1动物细胞培养与动物体细胞核移植动物细胞培养动物体细胞核移
14、植原理细胞增殖动物细胞核的全能性过程结果获得细胞群获得克隆动物应用(1)生产生物制品；(2)用于基因工程；(3)检测有毒物质；(4)临床医学研究(1)加速家畜遗传改良进程，促进良种繁育；(2)保护濒危物种；(3)生产医用蛋白；(4)提供克隆器官、组织等易混易错动物细胞培养和核移植技术的理解(1)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同：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壁上脱落下来。(2)细胞核移植技术形成重组细胞并发育成一个新个体，体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。(3)克隆属于无性繁殖，产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。(4)核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原因：克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其线粒体中的DNA来自于去核卵细胞。性状受基因与环境共同影响。在个体发育过程中有可能
