《部编第33讲 细胞工程[精选]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《部编第33讲 细胞工程[精选]（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第33讲细胞工程,1.细胞工程 (1)原理：细胞生物学和分子生物学。 (2)操作水平：_。 (3)目的：按照人的意愿来改变细胞内的_或获得_。,考点一植物细胞工程,细胞水平或细胞器水平,遗传物质,细胞产品,2.植物细胞的全能性,遗传信息,完整生物体,全部遗传信息,离体,营养、激素,3.植物组织培养技术 (1)原理：植物细胞具有_。 (2)过程：,全能性,人工种子,脱分化,再分化,(3)培养条件： 无菌：培养基_、培养材料和培养器械_。 固体培养基：大多由无机营养成分、 _、激素、琼脂四部分组成。 光照： _阶段不需要光照。 激素调控：培养基中_和_的比例调控组织培养进程。 (4)实例：菊花的组
2、织培养过程 选材：一般选择_植株的茎上部新生的侧枝。 培养基：常用_，其主要成分有大量元素、微量元素、有机物，常需要添加_。,灭菌,消毒,有机营养成分,脱分化,生长素,细胞分裂素,未开花,MS培养基,植物激素,实验操作过程,70%酒精,无菌水,酒精灯火焰,火,焰灼烧,无菌箱,4.植物体细胞杂交技术 (1)概念：将_的植物体细胞，在一定条件下融合成_，并把杂种细胞培育成_的技术。 (2)原理：体细胞杂交利用了细胞膜的_，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的_。,不同种,杂种细胞,新的植物体,流动性,全能性,(3)过程,(4)意义：克服不同种生物远缘杂交的_性。,纤维素酶和果胶,物理,PEG,细
3、胞壁,不亲和,5.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。,作物脱毒技术：选取作物_(如茎尖)进行组织培养，获得脱毒苗的技术。,遗传特性,无毒组织,人工种子：以植物组织培养得到的_、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。,胚状体,(2)作物新品种的培育 单倍体育种 a.实质：花药离体培养过程就是植物组织培养过程。,c.优点：后代不发生性状分离，都是_，能够稳定遗传，明显_。,单倍体幼苗,纯合子,纯合子,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
4、(如射线、化学物质等)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_。 (3)细胞产物的工厂化生产 细胞产物：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等 培养阶段： _阶段 技术基础：植物组织培养技术,新品种,愈伤组织,1.植物组织培养的关键 (1)条件：离体，一定营养物质，激素(生长素、细胞分裂素)等。 (2)培养基状态：固体培养基(需再分化生根培养基及生芽培养基) (3)体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。 (4)光照的应用 脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成。,2.植物激素在植物组织培养中的作用,3.杂种植
5、物遗传物质的变化 (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，属于异源多倍体，变异类型属于染色体变异。 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)条，4个染色体组，基因型为AabbccDd。,(1)(人教版选修三P36“小知识”)固体培养基大多数都是由无机营养成分、_ _、激素、琼脂四部分组成。 (2
6、)(人教版选修三P40“小知识”)化学诱变一般是利用一些化学诱变剂进行处理。常见的有甲基磺酸乙酯(EMS)和叠氮化钠(SA)等。物理诱变一般采用电离辐射处理。电离辐射主要包括射线、射线、中子等。,有机营养,成分,1.(20184月浙江选考节选)取田间不同品种水稻的幼胚，先进行，然后接种到培养基中培养，幼胚发生形成愈伤组织，并进行继代培养。用含重组质粒的农杆菌侵染愈伤组织，再培养愈伤组织，以便获得抗虫的转基因水稻。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：培养条件如光、温度、培养基配方如植物激素配比、以及_ _(答出2点即可)。,解析不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间存在遗传的差异，细胞全
7、能性的表达程度大小不同，小麦水稻等作物在多次继代培养后，会丧失细胞全能性的表达能力。 答案消毒脱分化水稻的基因型、愈伤组织继代的次数,2.(2017海南卷，31)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题： (1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是_ _。 (2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是 (填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。,(3)图中A、B、C所
8、示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是。A中的愈伤组织是叶肉细胞经形成的。,(4)若该种植物是一种杂合子的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是_ _。,解析(1)利用绿色叶片和白色花瓣作为外植体，进行组织培养的原理是高度分化了的植物细胞仍具有全能性。 (2)蔗糖属于二糖，其单位是一分子果糖和一分子葡萄糖，具有完整细胞核的植物细胞才具有全能性。 (3)在组织培养过程中，常需要添加的两种植物激素为细胞分裂素和生长素，由叶肉
9、细胞形成愈伤组织的过程为脱分化。 (4)杂合子经减数分裂形成不同基因型的花粉，若用花粉离体培养，所得到的个体基因型与原植株不同。,答案(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株 (2)葡萄糖、果糖具有完整的细胞核 (3)细胞分裂素、生长素脱分化 (4)不能对杂合子的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株,1.动物细胞培养 (1)地位：动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、_ _等。其中_是其他动物细胞工程技术的基础。,考点二动物细胞工程,动物细,胞融合,动物细胞培养
10、,(2)培养过程,胰蛋白酶,原代培养,二氧化碳,培养箱,胰蛋白酶,传代,(3)培养条件,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_ _等一些天然成分。 适宜的温度：36.5 0.5 ；适宜的pH：7.27.4。,抗生素,培养液,血清、,血浆,细胞代谢,2.动物体细胞克隆技术(核移植技术) (1)原理：_。 (2)核移植分类：_移植和体细胞核移植。 (3)核移植过程(以克隆高产奶牛为例),(4)应用：加速家畜_进程，促进优良畜群繁育。保护_。生产医用蛋白。作为异种移植的供体。用于组织器官的移植。,动物细胞核具有全能性,胚胎细胞核,细胞融合,移植,去核,遗传改良,濒危物种,
11、3.动物细胞融合和单克隆抗体的制备 (1)动物细胞融合 原理：_。 融合方法：聚乙二醇(PEG)、_、电激等。 意义：突破了_的局限，使_成为可能，也为制造_开辟了新途径。,细胞膜的流动性,灭活的病毒,有性杂交方法,远缘杂交,单克隆抗体,(2)单克隆抗体 制备过程,优点：特异性强、_，并可大量制备。 用途：作为_；用于治疗疾病和_。,杂交瘤细胞,能产生所需抗体,灵敏度高,诊断试剂,运载药物,4.胚胎干细胞(ES或EK细胞) (1)来源：_。 (2)特点：形态上，体积小、细胞核大、核仁明显；功能上，具有_；体外培养条件下可以_。 (3)培养过程,早期胚胎或原始性腺,发育的全能性,增殖而不分化,(
12、4)应用 治疗人类的某些顽症 培育人造组织器官 研究体外细胞分化的理想材料,1.动物细胞培养与动物体细胞核移植的比较,2.核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本可能不同的3个原因 克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本，与植物组织培养不同(来自一个亲本)，即克隆动物遗传物质来自两个亲本。在发育过程中可能发生基因突变、染色体变异导致性状改变。外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。,1.(人教版选修三P37、P52拓展)动物细胞融合和植物体细胞杂交有何不同？ 提示主要有三点不同：融合前的处理不同：植物体细胞杂交用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁，制备原生质体才能融合，而动物细胞可以直接融合。 诱导方式不同：
13、动物细胞融合特有的诱导方式是用灭活的病毒处理。 目的不同：植物体细胞杂交的目的是为了培育杂种植株，动物细胞融合只是为了获得杂种细胞。,2.(人教版选修三P48图221)动物体细胞核移植技术为何选用去核卵(母)细胞？ 提示此类细胞体积大，易于操作；卵黄多，可为发育提供充足的营养；卵母细胞的细胞质中存在激发细胞核全能性表达的物质。,1.(2018全国卷，38)生物选修3：现代生物科技专题 2018年细胞期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴“中中”和“华华”。回答下列问题： (1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指。通过核移植方法获得的克隆
14、猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目_ (填“减半”“加倍”或“不变”)。 (2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度(填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其原因是。,(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目(填“相同”或“不同”)，性染色体组合(填“相同”或“不同”)。 解析(1)动物核移植是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。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物，与
15、核供体相比，其细胞的染色体数目不变。(2)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，所以，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度明显低于体细胞核移植。(3)哺乳动物雌性和雄性个体的体细胞中常染色体数目相同，所以分别以雌性和雄性个体的体细胞为供体，克隆动物体细胞的常染色体数目相同，但其性染色体组合不同。,答案(1)将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中不变 (2)小于胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易 (3)相同不同,2.(2018山东重点高中模拟)抗人T淋巴细胞CD3抗原单克隆抗体主要用于治疗和预防肾脏等器官移植病人的急性排斥反
16、应。如图是该抗体的研发和生产流程。请回答：,(1)图中甲是细胞，乙是细胞。 (2)过程需要加入诱导细胞融合，之后需用特定的选择性培养基进行第一次筛选，目的是除去其他细胞，保留细胞。经上述筛选获得的细胞产生的抗体还不是单克隆抗体，这是因为。经克隆化培养后，利用抗体能与分子特异性结合的原理，再次筛选得到能分泌所需抗体的细胞。 (3)表示将丁细胞注射到小鼠内，之后从相应液体中提取该单克隆抗体。该单克隆抗体能够治疗和预防器官移植时的排斥反应，这(填“能”或“不能”)证明免疫排斥主要是细胞免疫引起的。,解析(1)要获得抗人T淋巴细胞CD3抗原单克隆抗体，需要向小鼠体内注射的抗原是人T淋巴细胞；从小鼠体内提取的是在接受特定抗原(人T淋巴细胞)刺激后形成的B淋巴细胞。(2)动物细胞融合的诱导物是聚乙二醇(PEG)或灭活的病毒，诱导细胞融合之后需用特定的选择性培养基进行第一次筛选，目的是在除去其他细胞的同时保留杂交瘤细胞。经第一次筛选获得的细胞产生的抗体还不是单克隆抗体，这是因为从小鼠脾脏内提取的B淋巴细胞不止一种。经克隆化培养后，利用该抗体能与CD3分子特异性结合的原理，再次筛选得到能分泌所需抗体的
