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1、第四章 细胞与细胞工程【菜单】第一节 细胞的生物膜系统各种生物膜在结构上的联系直接联系：各膜之间的相连。间接联系：通过“出芽”，小泡的移动、融合。各种生物膜在功能上的联系例：胰岛细胞分泌蛋白的形成、分泌过程中各种细胞结构的分工和联系。生物膜系统的概念与作用概念：各种膜形成的结构体系是统一的整体。作用使细胞具稳定的内环境。代谢的场所，为酶提供附着点。进一步分隔细胞，使代谢高效有序进行。研究生物膜的意义理论上：阐明细胞生命规律。实践上：模拟选择透过性设计结构，用于工业、农业、医学等。第二节 细胞工程简介细胞工程概念植物细胞工程细胞全能性概念、机理、体内不表现的原因、表现的条件植物组织培养过程：离体
2、部分脱分化再分化植物体应用：培养无病毒植物，快速繁殖、人工种子等植物体细胞杂交过程：去细胞壁原生质体融合组织培养植株意义与应用：克服远缘杂交不亲和、培养新品种动物细胞工程常用技术：细胞培养、细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植动物细胞培养过程：取材原代培养传代培养细胞株细胞系应用：生产生物制品、皮肤移植、检测有毒物质、治疗预防疾病动物细胞融合：条件、用途单克隆抗体原理、实例、过程应用：疾病的诊断、治疗、预防等方面。【精解】例1、动物细胞分泌蛋白从内质网腔内分泌到细胞外，需穿过膜的层数为( )A0 B1 C2 D3解析：分泌蛋白在内质网的核糖体上合成后需经内质网的粗加工，再经高尔基体的进一步加
3、工，最后经细胞膜分泌到细胞外。在此过程中都先通过膜融合，小泡的转移进行的，分泌小泡并没穿过膜。从细胞膜的内容中也可分析：大分子物质不能通过膜。只能经内吞、外排进出细胞。所以答案选( A )例2、相对膜面积指的是单位体积具有的膜面积，把真核细胞的相对细胞膜面积记为A真，原核细胞的记为A原。把真核细胞的相对生物膜面积记为B真，原核细胞的记为B原，则一般细胞中下列判断正确的是( )AA真A原 B真B原 BA真A原 B真B原 CA真A原 B真B原 DA真A原 B真B原解析：因为原核细胞比真核细胞要小得多，所以相对表面积即相对细胞膜面积要大于真核细胞，而原核细胞除细胞膜外，细胞内基本无其他膜结构，真核细
4、胞内则有核膜，各种细胞器的膜。所以，相对生物膜面积原核细胞要小于真核细胞，答案选( C )例3、生物膜的结构特点是具一定的流动性，下列各过程与膜的流动性无关的是( )A白细胞吞噬病菌 B内质网的分泌蛋白送到高尔基体进一步加工C颗粒性物质从细胞内排出 DRNA聚合酶从细胞质进入细胞核解析：A需要细胞膜凹陷为小囊，把病菌包围在囊中，小囊从细胞膜上分离而进入细胞。C则相反，但也需要膜与颗粒性物质形成小囊，再与细胞膜融合继而把它排出，B过程也是通过膜的“出芽”形成小泡而转移的，它们都离不开膜的流动性。只有D过程，是通过核孔进入细胞核，而不需要膜的变化。所以答案选( D )例4、下列各项生物科学成果，属
5、于细胞工程的是A用DNA探针检测白血病 B用苏云金芽孢杆菌的抗虫性培育抗虫棉C单克隆抗体的制备 D培养能同时分解多种烃的“超级细菌”解析：A是用白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的。B是通过转基因技术把苏云金芽孢杆菌导入棉植株培育而成的。D是把多种细菌的有关基因同时转入一种菌的结果。它们都属于基因工程，而C是把淋巴细胞和肿瘤细胞融合，利用两种细胞的特点制备的，属于细胞工程的成果，所以答案选“C”。例5、用植物离体细胞进行组织培养，需要多种外界因素的作用，上面各项不是组织培养必需条件的是( )A一定的光照和CO2 B适宜的温度和O2C水和矿质元素 D有机营养和激素解析：组织培养是在实验室条件下进
6、行的，不需要植物细胞的光合作用提供养料，所以A是非必要的。而B是植物生命活动所必需的。C对植物的生长也不可缺少，由于没有光合作用，组织培养过程还必须有机营养以维持细胞的分裂和生长，组织培养过程中的脱分化和再分化还离不开有关的植物激素，所以D也是必需的。答案选( A )。例6、小黑麦是通过种间杂交，再使杂种细胞染色体加倍培育而成的，它同时具备小麦和黑麦的优良特点。用细胞工程的技术，也能做到这一点，回答下列问题：要使两种生物的特点在一个个体上体现，可用细胞工程的手段，它和小黑麦培育具共同的生物学意义是。如用细胞工程培育小黑麦，其大致过程为：你认为上述过程的关键步骤是解析：小黑麦是自然界没有的物种，
7、它是小麦和黑麦的遗传物质在一个个体上同时表达的结果，杂交再加倍可以实现，用植物体细胞杂交也能把小麦和黑麦的遗传物质融合在一个个体。它们一个是通过生殖细胞的结合再加倍一个是通过体细胞的融合。其共同意义就是克服了远缘杂交不亲和或逾越了生殖隔离。植物体细胞杂交是用两个来自不同植物的体细胞融合，并把杂种细胞培养成新植物体的方法，它首先要把二体细胞的原生质体融合，这需要去掉细胞壁。常用的是酶解方法，再给以一定的刺激，让原生质体融合，然后经组织培养培育为新植株。答案：植物体细胞杂交，克服了远缘杂交障碍小麦细胞去细胞壁原生质体融合杂种细胞培养愈伤组织根、芽植物体黑麦细胞 去分化 再分化原生质体的融合，愈伤组
8、织的再分化例7、在细菌身上几乎可以找到植物所需的各种抗性，我们可以把这些抗性基因转移到植物体内，从根本上改变植物的特点。据此回答下列问题：将细菌基因转移到植物细胞的技术属生物工程中的工程。将获得抗性基因的植物细胞培养为植株属生物工程中的工程。要把细菌的基因转入植物细胞，需要基因的运载体。为了筛选运载体必须具备标记基因，现有两种运载体，一种含抗青霉素基因。另一种含能产生金黄色产物的基因，你认为应选哪一种运载体？为什么？所选运载体是。理由是。植物组织培养需要通过细胞的分裂和生长，培养基中应有。人工种子的主体是什么？。如何形成？人工种皮对胚状结构起保护作用。在制备时可据需要添加防霉药物，它应加在哪一
9、部分？解析：生物工程包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程等。转基因技术是在分子水平上改变遗传特性属于基因工程，而将一个植物细胞培育为植物需组织培养，属于细胞工程。选用标记基因的目的是为了便于筛选，一定要考虑受体细胞的特性。因为青霉素只能抑制细菌的繁殖，所以不能用它来筛选植物细胞，应选有颜色反应的运载体。植物组织培养需要通过细胞的分裂和生长，培养基中应有植物生长素和细胞分裂素。人工种子的主体是具生根发芽能力的胚状结构，是愈伤组织经再分化后形成的。人工种皮对胚状结构起保护作用，在制备时据需要添加多种原料用来防虫、防霉等，以保证发芽率。答案：基因工程、细胞工程含能产生金黄色产物的基因的运载体。因
10、为抗青霉素的只能用于筛选细菌，青霉素不能作用于植物细胞。而颜色反应是所有细胞中都可观察辩认的。生长素、细胞分裂素D人工种皮。例8、动物细胞工程的基础技术是动物细胞培养，其过程大致是：取动物胚胎或幼龄动物的器官和组织单个分散细胞细胞系细胞株传代细胞原代细胞回答下列问题：器官组织先要用胰蛋白酶处理，其目的是。如换用胃蛋白酶处理行吗？为什么？过程中细胞株的传代细胞很难形成细胞系，可加以一定的处理，使之成为细胞系，这种处理方法类似于( )A诱变育种 B单倍体育种 C多倍体育种 D杂交育种解析：动物细胞培养需单个分散的细胞制作悬浮液，这样可使细胞更多地接触培养基，利于细胞的分裂生长，而在组织、器官里细胞
11、是成团的，若直接培养，各细胞接触培养基少且不均匀，所以首先要使细胞分开。因动物细胞互相间的粘着性糖蛋白起着主要作用，所以要用胰岛蛋白酶处理，使之分散。胃蛋白酶虽然也能分解蛋白质，但需要很强的酶性环境，这对细胞不利，所以用胰蛋白酶而不能用胃蛋白酶。细胞株的细胞一般不能无限分裂，只有出现癌变的才能继续分裂发展为细胞系，用一定方法使之产生癌变就可达到目的，诱导细胞癌变也就是使之产生基因突变。答案：使细胞分散、不行、所需酸性太强会伤害细胞 A例9、用动物细胞培养获得的细胞可用来检测有毒物质。请根据条件设计实验检测不同浓度的农药甲胺磷对兔子细胞形态变异的影响。所给材料：已培养好的兔子细胞悬浮液，浓度分别
12、为50PPM、100PPM、200PPM、400PPM的甲胺磷溶液、兔子细胞的液体培养基、显微镜一台、载玻片、盖玻片、细胞培养瓶各若干。实验步骤：结果及分析解析：理论上分析这个实验难度并不大，要注意设置正常细胞为对照，观察结果时数据处理合理就可以。参考答案：实验步骤：将兔子细胞悬浮液均匀分为5份，分装五个培养瓶中，各加等量培养基标上1、2、3、4、5。然后在1号瓶不加甲胺磷、2-5号瓶分别加等量的50400PPM的甲胺磷液。在一定条件下培养，一定时间后取各瓶中悬浮液各二滴(等量)在两块载片上加盖玻片(载玻片上标相应的1、2、3、4、5)观察。结果及分析：以1号瓶细胞为标准，其它瓶的细胞在两块载
13、玻片各随机取一视野，把形态变异的细胞计数，取平均值以视野中细胞总数为分母，计算比例，统计制表即可。瓶号细胞总数变异细胞数变异比例2345例10、破伤风杆菌侵入哺乳动物后能产生破伤风毒素，使动物致死，为获得抗破伤风毒素的单克隆抗体，可以采用如下办法：破伤风杆菌老鼠提取细胞A 鼠骨髓瘤细胞 细胞融合筛选细胞B细胞培养筛选细胞C继续培养从培养液中提取抗体回答下列问题：细胞融合所用的细胞A应是，要使两种细胞融合，可用作为诱导剂。过程中有两次筛选，第一次筛选的细胞B是细胞，第二次筛选的细胞C是细胞。实验前用破伤风杆菌感染老鼠诱导老鼠产生特异性免疫的。进行感染时需划破老鼠皮肤进行按种，划破的伤口应深一些还是浅一些？为什么？解析：实验目的是为了获取抗破伤风毒素的抗体，产生抗体的是经免疫的淋巴B细胞。为使细胞相互融合，必须有一定的诱导剂辅助，常用的有灭活的仙台病毒、聚乙二醇等。经诱导后的细胞不一定融合，且融合的细胞也有多种，可能是A与A融合，A与瘤细胞融合或瘤细胞与瘤细胞融合。所以要用一定的方法筛选，选出目的细胞A与瘤细胞融合的杂种种瘤细胞，得到的杂种瘤细胞不一定能产生抗体。能产生抗体的也不定是抗破伤风毒素的抗体，所以要再一次筛选，选出产生抗破伤风毒素抗体的细胞。抗体的产生属于特异性
