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1、第2讲 细胞工程,一、植物细胞工程1植物组织培养(1)组织培养操作流程：,(2)培养条件：营养物质(水、无机盐、蔗糖、氨基酸和有机酸等)、激素(如细胞分裂素、生长素等)及其他条件(无菌、适宜的温度和pH等)。(3)原理：细胞的全能性。,2植物体细胞杂交(1)操作流程,(2)原理：细胞膜的流动性和细胞的全能性。(3)意义：克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出自然界中原来不存在的优良品种。,【例1】用植物细胞工程技术将天竺葵与香茅草进行杂交可产生驱蚊香草，使有驱蚊作用的香茅醛随着天竺葵的蒸腾作用散发到空气中，达到驱蚊的效果。下面有关培育过程的叙述，不正确的是()A原生质体的融合常用PEG作为诱导剂B形
2、成的愈伤组织的代谢类型是自养需氧型C由杂种细胞杂种植株，要通过有丝分裂和细胞的分化D该项生物工程技术可克服远缘杂交不亲和的障碍,B,【解析】植物体细胞杂交过程中，诱导原生质体融合常用的诱导剂是PEG；由杂种细胞杂种植株，要通过有丝分裂、脱分化和再分化才能形成；植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。杂种细胞经组织培养形成的愈伤组织，自身不含叶绿体，无法进行光合作用，其营养物质来自培养基，代谢类型是异养需氧型。,二、动物细胞工程1动物细胞培养(1)操作流程：,(2)原理：细胞的增殖。(3)结果：获得细胞群。,2动物细胞核移植与动物克隆(1)操作流程：,(2)原理：动物细胞核的全能性。(3)存在
3、问题：成功率低；克隆动物的健康问题；克隆动物食品的安全问题。,【例2】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的小鼠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的体细胞杂种与甲乙两品种杂交后代的染色体数目相同,D,【解析】甲乙两个品种的植物体细胞杂交相当于形成了异源四倍体，而常规的杂交形成的是二倍体。,3单克隆抗体(1)操作流程：,(2)优点：化学性质专一，特异性强，灵敏度高，并可大量制备。(3)应用,【例3】下列关于单克隆抗体制备过程的叙述，正确的是()A制备过
4、程中不需要动物细胞培养技术B杂交瘤细胞具有浆细胞与癌细胞的所有特点C经选择培养基筛选出来的杂交瘤细胞即可用于单克隆抗体的生产D单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂,D,【解析】单克隆抗体的制备是将骨髓瘤细胞与浆细胞融合，经过选择培养基的筛选得到杂交瘤细胞并经单一抗体检测后，培养能产生特定抗体的杂交瘤细胞即可用于单克隆抗体的生产，杂交瘤细胞能无限繁殖但不具有癌细胞的易分散转移能力。,1植物组织培养和植物体细胞杂交的比较,续表,2.植物体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体数、基因组数还是染色体组数都采用直接相加的方法。3在细胞融合时会出现多种融合现象，如果只考虑两两融合，会出现三种杂
5、交细胞：AA、BB(同种细胞融合)和AB(异种细胞融合)，其中AB型即需要选择的杂交细胞。4植物体细胞杂交属于无性生殖过程，而杂交育种属于有性生殖过程。,5制备单克隆抗体过程中的两次筛选的不同点第一次筛选是将未融合的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瘤融合的杂交细胞。第二次筛选是将产生特定抗体的杂交瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内获取的免疫过的B淋巴细胞有很多种，形成的杂交瘤细胞也有很多种，所以需要筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。,1.(2011上海卷)下列关于植物组织培养的表述，错误的是( )A外植体可以来自于植物的任何
6、细胞B培养应在无菌条件下进行C以花粉作为外植体可得到单倍体植株D不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同,A,2.(2010浙江卷)下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是( )A培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞B克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变C二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的D恶性细胞系的细胞可进行传代培养,D,【解析】本题主要考查细胞工程的有关知识，动物细胞培养可以分为原代培养和传代培养，原代培养到一定程度后要进行传代，因为细胞有接触抑制现象，当细胞接触时就会停止分裂(在细胞培养过程中进行的是有丝分裂，所以培养出来的多数细胞基因型相同)，但是细胞在培养
7、过程中，传代次数也是有限的，一般为50次，超过就会死亡，留下来的细胞就是发生了癌变的细胞，遗传物质发生改变，具有不死性，但是细胞膜表面糖蛋白减少，细胞易转移，可以无限增殖，即可以进行传代培养，这个也就是人体中癌细胞会转移的原因。,3.(2012山东卷)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。,(1)图中和分别表示辣椒组织培养中细胞的脱分化(或去分化)和再分化过程。,(2)图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是琼脂。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值低(填“高”或“低”)时，有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时，应采取的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。(3)图中外植
8、体的消毒所需酒精的体积分数是70%。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是果胶酶和纤维素酶。(4)提取辣椒素过程中，萃取加热时需安装冷凝回流装置，其目的是防止有机溶剂挥发。,【解析】本题主要考查植物组织培养的过程和植物成分的提取中的注意事项。由外植体得到愈伤组织的过程是脱分化过程，由愈伤组织得到根、芽的过程是再分化过程；培养基中的植物激素能够促进植物的生长和发育，当生长素和细胞分裂素的比值低时有利于芽的分化，当两者的比值高时有利于根的分化；对培养基进行彻底灭菌常用高压蒸汽灭菌法；外植体的消毒所需酒精的体积分数是70%；植物细胞间质的主要成分是纤维素和果胶，分离细胞要用到纤维素酶和果胶酶；
9、用冷凝回流装置可以防止有机溶剂挥发。,4.下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是( )A培养基中添加蔗糖主要目的是提供营养B培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化C离体器官或组织或细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织D同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因和染色体数均相同,D,【解析】采用绿色开花植物的生殖器官部位如花药进行培养获得的愈伤组织的基因只有体细胞的一半。,5. 英国科学家威尔穆特首次用羊的体细胞、乳腺细胞成功地培育出一只小母羊，取名为“多利”，这种方法被称之为“克隆”。以下四项中与此方法在本质上最相近的是( )A将兔的早期胚胎分割后，分别植入两只母兔
10、的子宫内，并最终孕育成两只一样的兔B将人的抗病毒基因嫁接到烟草的DNA分子上，培育出了具有抗病毒能力的烟草新品种C将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞D将人的精、卵在体外受精，待受精卵发育到囊胚期时，再植入女性子宫内发育成“试管婴儿”,A,6.以H1N1病毒核衣壳蛋白为抗原，采用细胞工程制备单克隆抗体，下列叙述正确的是( )A用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清为单克隆抗体B体外培养单个浆细胞可以获得大量针对H1N1病毒的单克隆抗体C将等量浆细胞和骨髓瘤细胞混合，经诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞D利用该单克隆抗体与H1N1病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可以诊断该病毒感染
11、体,D,【解析】单克隆抗体是相应的杂交瘤细胞产生的，培养单个浆细胞不能获得单克隆抗体；用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，血清中的抗体不是单一抗体，还含有体内已存在的其他抗原的抗体；等量浆细胞和骨髓瘤细胞混合，只考虑两个细胞融合，可以形成三种杂交细胞，但只有浆细胞和骨髓瘤细胞融合而成的细胞称为杂交瘤细胞。,7. 野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒能力，但块茎不能食用。俄、德、芬兰专家共同做实验研究，用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交，培育出了生活能力强的杂交系马铃薯。据图分析回答问题：,(1)过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中“酶解”所用的酶应该包括纤维素酶和果胶酶。(2)过程需要用到聚乙二醇(PEG)，其目的是诱导原生质体融合。(3)请用文字和箭头表示出技术过程的实验流程由此过程可以看出植物细胞有形成再生植株的可能性，这是植物细胞全能性的表现。,杂,(4)一般在培养基上培养2448小时后，大部分原生质体已再生出细胞壁。可以取样，通过质壁分离与复原实验来鉴别细胞壁是否已经再生。(5)运用植物体细胞杂交法的最大的好处是可克服远缘杂交不亲和的障碍。,【解析】去除植物细胞壁应用的酶为纤维素酶和果胶酶，诱导融合可用聚乙二醇。表示植物组织培养。检验是否再生细胞壁，可利用质壁分离与复原实验。,
