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1、选修3,考纲导学,1植物的组织培养。2.动物的细胞培养与体细胞克隆。3.细胞融合与单克隆抗体。,专题2 细胞工程,微知识 小题练,微考点 大讲堂,微考场 大收获,微知识一 细胞工程的概念 1原理和方法：应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法。 2操作水平：_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_。 4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。,细胞,细胞产品,细胞的全能性,全部遗传信息,离体,激素,脱分化,愈伤组织,再分化,纤维素酶和果胶酶,聚乙二醇,杂种细胞再生出细胞壁,不同生物远缘杂交不亲和的障碍,染色体变异,优良品种的遗传特性,分生区,愈伤
2、组织,胰蛋白酶,原代,传代,抗生素,血清或血浆,培养液的pH,动物细胞核具有全能性,灭活病毒,(2)单克隆抗体制备过程,选择,杂交瘤细胞,腹水,特异性强,诊断试剂,运载药物,1植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。( ) 2愈伤组织是外植体脱分化和再分化后形成的。( ) 3再生出细胞壁是植物体细胞原生质体融合成功的标志。( ) 4在25的实验条件下可顺利完成大鼠神经细胞的培养。( ) 5动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶。( ) 6动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞。( ) 7克隆动物的性状与供体动物完全相同。( ) 8在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获
3、得染色体加倍的细胞。( ) 9经植物组织培养得到的胚状体用人工薄膜包装后可得到人工种子。( ),(一)植物组织培养 1细胞的全能性 (1)全能性的基础：生物体的每一个细胞都含有本物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体的全套基因。,(2)全能性实现的条件： 离体； 提供营养物质； 植物激素及其他适宜条件。 (3)体现全能性能力大小的比较： 受精卵卵细胞体细胞； 植物体细胞动物体细胞； 胚胎干细胞其他干细胞体细胞。,2胡萝卜的组织培养技术 (1)实验原理：离体的植物组织、器官、细胞表现出植物细胞的全能性，发育成新个体。 (2)实验流程：制备外植体接种脱分化培养再分化培养移栽培养成正常植株。 (3)
4、注意事项： 选材：根尖、茎尖、形成层等最容易诱导脱分化的部分。 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。 光照：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物营养成分，而试管苗需要进行光合作用。,激素的使用： a生长素类的量细胞分裂素类的量：诱导植物组织脱分化和根原基形成； b生长素类的量细胞分裂素类的量：诱导植物组织再分化和芽原基形成； c赤霉素类：促进分化的丛芽和小植株快速生长。,(二)植物组织培养与植物体细胞杂交的比较,【例1】 下图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形成试管苗的过程示意图。有关叙述
5、正确的是( ) A过程中都会发生细胞的增殖和分化 B在利用多倍体育种法培育无子西瓜的过程中，不经过愈伤组织阶段 C此过程依据的生物学原理是细胞膜具有流动性 D利用此过程获得的试管苗一定为纯合子,解析：过程分别为脱分化和再分化，中不会发生细胞的分化；此过程依据的生物学原理是细胞全能性；此过程为无性生殖，获得的试管苗基因与母本相同，不一定为纯合子；在利用多倍体育种法培育无子西瓜的过程中没有用到植物组织培养，所以也没有经过愈伤组织阶段。 答案：B,对点微练1 下列关于运用植物组织培养技术产生新个体的叙述错误的是( ) A属于无性生殖，主要理论依据是植物细胞具有全能性 B愈伤组织可作为基因工程的受体，
6、其细胞特点是排列疏松、无规则、高度液泡化 C整个培养过程都不需要光照的条件 D人工培养基中含植物生长发育所需的全部营养物质，包括矿质元素、糖、维生素等,解析：植物组织培养属于无性生殖，依据的理论基础为细胞的全能性；在培养基中含有植物细胞发育所需要的全部营养物质；组织培养的脱分化阶段不需要光，但是再分化阶段需要光。 答案：C,对点微练2 花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图。,据图回答下列问题： (
7、1)过程所需的酶是_。 (2)过程后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的_存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。 (3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是_。原生质体经过_再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。 (4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和_植株的根尖，通过_、_、染色和制片等过程制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。,纤维素酶和果胶酶,叶绿体,保持原生质体完整性,细胞壁,双亲(或花椰菜和黑芥),解离,漂洗,(5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。
8、下图是用该引物对双亲及再生植株14进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株14中一定是杂种植株的有_。 (6)对杂种植株进行_接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。,黑腐病菌,1、2、4,解析：(1)过程是获得黑芥叶肉细胞的原生质体和花椰菜根细胞的原生质体，该过程需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。(2)供体细胞为黑芥叶肉细胞含有叶绿体，而受体花椰菜的根细胞无叶绿体，因此可以根据叶绿体的有无初步筛选出杂种细胞。(3)加入甘露醇以保持渗透压，是为了维持原生质体的完整性，防止原生质体吸水涨破。原生质体再生出细胞壁，经过脱分化形成愈伤组织。(4)若分析再生植株的染色体变异类型，需将再生植株细胞的染色体
9、与亲本即黑芥和花椰菜的染色体进行比较；观察染色体的形态和数目需在有丝分裂中期观察，因此需要经过解离、漂洗、染色、制片等过程制成装片。,(5)杂种植株需含有双亲的遗传物质，分析图形可知，再生植株1、2、3、4均含有花椰菜的DNA，其中1含有黑芥的全部DNA,2、4含有黑芥的部分DNA，而3不含有黑芥的DNA，因此1、2、4一定是杂种植株。(6)为培育具有抗黑腐病的杂种植株，需对得到的杂种植株进行黑腐病菌接种实验，观察其是否患病，不患病的即为高抗性的杂种植株。,1.区别,【例2】 动物细胞培养和植物组织培养的主要区别是( ) A动物细胞培养所用的培养基的成分与植物的不同 B动物细胞培养是培养单个细
10、胞，植物组织培养是培养组织 C动物细胞培养可以传代培养，而植物组织培养不能传代培养 D动物细胞培养过程中可发生遗传物质的改变，而植物组织培养不能,解析：动物细胞培养通常用液体培养基，成分中糖类用葡萄糖，还必须含有动物血清；植物组织培养通常用固体培养基，成分中含有蔗糖、植物激素等物质。 答案：A,解析：图示甲过程是进行动物细胞培养的第一步获取动物组织，为了避免杂菌的污染，应进行消毒处理；乙过程为获取单个动物细胞，可用胰蛋白酶消化；丙过程得到的细胞系通常为有限细胞系，遗传物质和染色体数未发生变化，大多数不具有异倍体核型；未经克隆化培养的细胞系具有异质性。 答案：C,对点微练4 下图是某实验室做的通
11、过动物纤维母细胞等获得单抗的实验研究。据图回答相关问题。 (1)X、Y、Z细胞的名称分别是_、_、_。 (2)过程类似于植物组织培养技术中的_过程。与纤维母细胞相比，诱导干细胞的全能性较_。过程的实质是_。 (3)过程中需用到的生物诱导剂是_。,骨髓瘤细胞,抗原刺激过的(效应)B细胞,杂交瘤细胞,脱分化,高,基因的选择性表达,灭活的病毒,(4)处需要筛选，其目的是_。 (5)若用含放射性32P标记的核苷酸的培养基培养Z细胞，能测到放射性32P的细胞器是_、_。 解析：(1)X、Y、Z细胞的名称分别是骨髓瘤细胞、抗原刺激过的B细胞、杂交瘤细胞。(2)过程是将甲小鼠的纤维母细胞诱导成诱导干细胞，相
12、当于植物组织培养技术中的脱分化过程，与纤维母细胞相比诱导干细胞的全能性较高。过程是诱导干细胞分化成各种体细胞，细胞分化的实质是基因选择性表达。(3)诱导动物细胞融合，需用到的生物诱导剂是灭活的病毒。(5)核苷酸是核酸的基本组成单位，动物细胞中线粒体含有少量DNA，核糖体是由蛋白质和rRNA构成的。因此用32P标记的核苷酸的培养基培养Z细胞，则在线粒体和核糖体中能检测到32P。,筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,核糖体,线粒体,1.植物体细胞杂交与动物细胞融合比较,2.单克隆抗体的制备 (1)制备过程：,(2)关键点分析： 细胞融合完成的标志：细胞核融合成一个核； 制备单克隆抗体时选用一种经抗
13、原处理的 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合，筛选出杂交瘤细胞，它兼有两个亲本细胞的特性在体外培养条件下能不断增殖，同时能产生具有某种特异性的抗体； 获取单克隆抗体的场所：若在培养基中进行杂交瘤细胞培养，则从培养液中提取；若在小鼠或其他动物腹腔中培养，则从腹水中提取。,【例3】 下列有关利用动物细胞工程生产单克隆抗体的叙述，错误的是( ) A单克隆抗体制备使用的主要生物材料是骨髓瘤细胞和浆细胞 B单克隆抗体制备的原理之一是一个浆细胞可以产生多种特异性抗体 C筛选能分泌所需抗体的杂交瘤细胞运用了抗原抗体特异性反应原理 D单克隆抗体具有纯度高、产量大、灵敏度高等优点,解析：单克隆抗体制备使用的主
14、要生物材料是骨髓瘤细胞和已免疫的B细胞；一个浆细胞只能产生一种抗体；抗体的本质是免疫球蛋白，抗体可以和抗原进行特异性结合，所以筛选抗体时可以使用抗原抗体特异性反应原理；单克隆抗体的特点是：特异性强、灵敏度高，可以大量制备。 答案：B,对点微练5 人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答问题。 (1)制备单克隆抗体过程中要用到_和_技术。,动物细胞培养,动物细胞融合,(2)制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于_，使小鼠产生分泌相应_的淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的_免疫。 (3)在细胞内DNA的合成一般有两条途径，主途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基嘌呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经酶催化作用合成DNA，而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。 利用DNA合成途径不同的特点配制的HAT培养基含有多种成分，其中添加的_成分具有筛选杂交瘤细胞的作用。 最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是_。 (4)此过程生产的单克隆抗体可以与_特异性结
