資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。專題2細胞工程(一)植物細胞工程1.理論基礎(chǔ)(原理):細胞全能性全能性表示的難易程度:受精卵＞生殖細胞＞干細胞＞體細胞;植物細胞＞動物細胞2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)(1)過程:離體的植物器官、組織或細胞―→愈傷組織―→試管苗―→植物體(2)用途:微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。(3)地位:是培育轉(zhuǎn)基因植物、植物體細胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。3.植物體細胞雜交技術(shù)(1)過程:(2)誘導(dǎo)融合的方法:物理法包括離心、振動、電刺激等?；瘜W(xué)法一般是用聚乙二醇(PEG)作為誘導(dǎo)劑。(3)意義:克服了遠緣雜交不親和的障礙。(二)動物細胞工程1.動物細胞培養(yǎng)(1)概念:動物細胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個細胞,然后放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細胞生長和繁殖。(2)動物細胞培養(yǎng)的流程:取動物組織塊(動物胚胎或幼齡動物的器官或組織)→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞→制成細胞懸液→轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進行原代培養(yǎng)→貼滿瓶壁的細胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續(xù)傳代培養(yǎng)。(3)細胞貼壁和接觸抑制:懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上,稱為細胞貼壁。細胞數(shù)目不斷增多,當貼壁細胞分裂生長到表面相互抑制時,細胞就會停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。(4)動物細胞培養(yǎng)需要滿足以下條件①無菌、無毒的環(huán)境:培養(yǎng)液應(yīng)進行無菌處理。一般還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素,以防培養(yǎng)過程中的污染。另外,應(yīng)定期更換培養(yǎng)液,防止代謝產(chǎn)物積累對細胞自身造成危害。②營養(yǎng):合成培養(yǎng)基成分:糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。一般需加入血清、血漿等天然成分。③溫度:適宜溫度:哺乳動物多是36.5℃＋0.5℃;pH:④氣體環(huán)境:(5)動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用:制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質(zhì)、培養(yǎng)醫(yī)學(xué)研究的各種細胞。2.動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物(1)哺乳動物核移植能夠分為胚胎細胞核移植(比較容易)和體細胞核移植(比較難)。(2)選用去核卵(母)細胞的原因:卵(母)細胞比較大,容易操作;卵(母)細胞細胞質(zhì)多,營養(yǎng)豐富。(3)體細胞核移植的大致過程是:(右圖)(4)體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用:①加速家畜遺傳改良進程,促進良畜群繁育;②保護瀕危物種,增大存活數(shù)量;③生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白;④作為異種移植的供體;⑤用于組織器官的移植等。(5)體細胞核移植技術(shù)存在的問題:克隆動物存在著健康問題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。3.動物細胞融合(1)動物細胞融合也稱細胞雜交,是指兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的過程。融合后形成的具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞,稱為雜交細胞。(2)動物細胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理基本相同,誘導(dǎo)動物細胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類似,常見的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。(3)動物細胞融合的意義:克服了遠緣雜交的不親和性,成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物生物新品種培育的重要手段。(4)動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較:比較項目細胞融合的原理細胞融合的方法誘導(dǎo)手段用法植物體細胞雜交細胞膜的流動性去除細胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合離心、電刺激、振動,聚乙二醇等試劑誘導(dǎo)克服了遠緣雜交的不親和性,獲得雜種植株動物細胞融合細胞膜的流動性使細胞分散后誘導(dǎo)細胞融合除應(yīng)用植物細胞雜交手段外,再加滅活的病毒誘導(dǎo)制備單克隆抗體的技術(shù)之一4.單克隆抗體(1)抗體:一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分離出的抗體產(chǎn)量低、純度低、特異性差。(2)單克隆抗體的制備過程:注入小鼠注入小鼠細胞融合分離抗原注入小鼠體內(nèi)B淋巴細胞骨髓瘤細胞雜交瘤細胞細胞培養(yǎng)選擇培養(yǎng)細胞培養(yǎng)基體內(nèi)培養(yǎng)體外培養(yǎng)從腹水提取從培養(yǎng)液提取單克隆抗體(3)雜交瘤細胞的特點:既能大量繁殖,又能產(chǎn)生專一的抗體。(4)單克隆抗體的優(yōu)點:特異性強,靈敏度高,并能大量制備。(5)單克隆抗體的作用:①作為診斷試劑:準確識別各種抗原物質(zhì)的細微差異,并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合,具有準確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。②用于治療疾病和運載藥物:主要用于治療癌癥治療,可制成”生物導(dǎo)彈”,也有少量用于治療其它疾病。(三)動植物細胞工程的比較1．動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較項目動物細胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)前處理無菌、用胰蛋白酶處理,使組織細胞相互分散開無菌、離體培養(yǎng)基成分葡萄糖、氨基酸、無機鹽、促生長因子、微量元素、動物血清等礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素等培養(yǎng)基狀態(tài)液體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基過程動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)→細胞群離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織根、芽→植物體能否培養(yǎng)成個體不能能應(yīng)用舉例大規(guī)模生產(chǎn)有重要價值的生物制品,如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等;皮膚移植;檢測有毒物質(zhì)的毒性等快速繁殖、培育無病毒植株;生產(chǎn)藥物;制造人工種子;培育轉(zhuǎn)基因作物等2.植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合(單克隆抗體的制備)理論基礎(chǔ)(原理)細胞膜的流動性、細胞的全能性細胞膜的流動性、細胞增殖融合前處理酶解法去除細胞壁(纖維素酶、果膠酶等)注射特定抗原,免疫小鼠,獲取效應(yīng)B淋巴細胞促融(1)物理法:離心、振動、電激等;(2)化學(xué)法:聚乙二醇(PEG)(1)物化法:與植物細胞融合相同;(2)生物法:滅活的仙臺病毒過程第一步:原生質(zhì)體的制備;第二步:原生質(zhì)體的融合;第三步:雜種細胞的篩選與培養(yǎng);第四步:雜種植株的誘導(dǎo)與鑒定第一步:正常小鼠免疫處理;第二步:動物細胞融合;第三步:雜交瘤細胞篩選與培養(yǎng);第四步:單克隆抗體的提純用途(1)克服遠緣雜交不親和的障礙,大大擴展雜交親本的組合范圍;(2)克服有性雜交的母系遺傳,獲得細胞質(zhì)基因的雜合子,研究細胞質(zhì)遺傳(1)制備單克隆抗體;(2)診斷、治療疾病,如生物導(dǎo)彈【例】(·東城區(qū)抽樣測試)細胞工程是按照人們的意愿經(jīng)過某種工程手段改變細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的綜合科學(xué)技術(shù)?？茖W(xué)家從紅豆杉的體細胞中分離出具有獨特抗腫瘤的物質(zhì)——紫杉醇。由于全世界每年紫杉醇的需求量是4000kg,但全世界紫杉醇的產(chǎn)量是250kg,供求嚴重失衡,導(dǎo)致一些地區(qū)紅豆杉資源遭到嚴重破壞?，F(xiàn)在能夠采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)解決這一問題。

(1)植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理是________________________________________________________________________。

(2)在得到紅豆杉的________________________________后,經(jīng)過消毒就能夠在培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)。人工合成的培養(yǎng)基中除水、蔗糖、維生素、有機添加物外,_____________________________是其生長必須的,________是植物細胞脫分化及再分化不能缺少的調(diào)節(jié)物質(zhì)。從該生產(chǎn)的目的看,得到________就能夠提取紫杉醇。答案:(1)植物細胞的全能性(2)離體的植物器官、組織或細胞礦質(zhì)元素或無機鹽植物激素愈傷組織【互動探究】(·南寧調(diào)研)有性生殖的生物產(chǎn)生后代需要進行受精作用,植物體細胞雜交要進行原生質(zhì)體的融合,單克隆抗體的制備需要進行動物細胞融合,可見細胞的融合技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用。下列為細胞融合的簡略過程,據(jù)圖回答相關(guān)問題:

(1)若a、b分別是基因型為Hhrr、hhRr兩個煙草品種的花粉,且這兩對基因分別位于兩對同源染色體上。由于一對隱性純合基因(rr或hh)的作用,在光照強度大于800lx時兩種煙草都不能生長。要想從融合細胞的培養(yǎng)液中分離出基因型為HhRr的雜種細胞,較為簡便的篩選方法是________________________________________。

(2)若a、b表示兩種植物體細胞,則由d細胞形成雜種植株的原理是_________________________,這種育種方法的優(yōu)點是_______________________________________________(3)若a、b分別為骨髓瘤細胞和B淋巴細胞,則d細胞的特點是___________________________________。由d細胞產(chǎn)生的抗體與普通血清抗體相比較,具有_______________________________的特點。生產(chǎn)上一般不能經(jīng)過直接培養(yǎng)B淋巴細胞的方法生產(chǎn)單克隆抗體的主要原因是______________________________________________________________。(4)下列各圖表示單克隆抗體制備過程的各階段圖解,請用箭頭把代表各圖解的字母按單克隆抗體制備過程的順序連接起來,順序是。答案:(1)大于800lx光照(2)植物細胞的全能性克服了遠緣雜交不親和的障礙(3)既能無限繁殖,又能產(chǎn)生特定的抗體特異性強、靈敏度高、化學(xué)性質(zhì)單一B淋巴細胞高度分化,不能增殖(4)基礎(chǔ)練習(xí)1.用高度分化的植物細胞、組織和器官進行組織培養(yǎng)能夠形成愈傷組織,下列敘述錯誤的是()A.該愈傷組織是細胞經(jīng)過脫分化和分裂形成的B.該愈傷組織的細胞沒有全能性C.該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細胞組成D.該愈傷組織能夠形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu)2.在下列選項中,需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是()①.利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,獲得多倍體植株②.獲取大量的脫毒苗③.利用基因工程培養(yǎng)抗棉鈴蟲的植株④.單倍體育種⑤.無子西瓜的快速大量繁殖A.①②③B.③④⑤C.①②④⑤D.②③④⑤3.植物組織培養(yǎng)過程的順序是()①離體的植物器官、組織或細胞②根、芽③愈傷組織④脫分化⑤再分化⑥植物體A.①④③⑤②⑥B.①④③②⑤⑥C.①⑤④③②⑥D(zhuǎn).⑥①④③⑤②4.下圖所示為植物體細胞雜交技術(shù)的過程,錯誤的是()A.A和B細胞誘導(dǎo)融合前要先去除細胞壁,可用纖維素酶和果膠酶處理B.從A和B細胞到C細胞的過程中,常見離心、振動、電刺激用聚乙二醇(PEG)作為誘導(dǎo)劑C.A和B細胞融合完成的標志是再生出新的細胞壁D.植物體細胞雜交技術(shù)的目的是獲得雜種細胞5．下圖為植物組織培養(yǎng)的基本過程,則制作人工種子,及生產(chǎn)治療燙傷、割傷的藥物紫草素,應(yīng)分別選用編號是的()A．④②B．③②C．③④D．④③6.下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述中,錯誤的是()A、培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓B、培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素影響愈傷組織的生長和分化C、離體器官或組織的細胞都必須經(jīng)過脫分化才能形成愈傷組織D、同一株綠色開花植物不同部位的細胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因相同7.下列不屬于動物細胞工程應(yīng)用的是()A.大規(guī)模生產(chǎn)干擾素．用于抵抗病毒引起的感染B.為大面積燒傷的病人提供移植的皮膚細胞 C.大規(guī)模生產(chǎn)食品添加劑、殺蟲劑等D.利用胚胎移植技術(shù),加快優(yōu)良種畜的繁殖8.下列有關(guān)細胞融合的敘述中,正確的是()A.可進行不同屬間的雜交B.可培育成鯉鯽雜交魚C.可使骨髓瘤細胞產(chǎn)生特異抗體D.可克隆綿羊及其它哺乳動物9．用動物細胞工程技術(shù)獲取單克隆抗體,下列實驗步驟中錯誤的是()A．將抗原注入小鼠體內(nèi),獲得能產(chǎn)生抗體的B淋巴細胞B．用纖維素酶處理B淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞C．用聚乙二醇作誘導(dǎo)劑,促使能產(chǎn)生抗體的B淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞融合D．篩選雜交瘤細胞,并從中選出能產(chǎn)生所需抗體的細胞群,培養(yǎng)后提取單克隆抗體10．下列屬于動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)主要區(qū)別的是()A.培養(yǎng)基成分不同B.動物細胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進行C.動物細胞能夠傳代培養(yǎng),而植物細胞不能D.動物細胞能夠大量培養(yǎng),而植物細胞只能培養(yǎng)成植株11．用動物細胞工程技術(shù)獲取單克隆抗體,下列實驗步驟中錯誤的是()A．將抗原注入小鼠體內(nèi),獲得能產(chǎn)生抗體的B淋巴細胞B．用胰蛋白酶處理培養(yǎng)過程中的雜交髓瘤細胞C．用聚乙二醇(PEG)作誘導(dǎo)劑,促使能產(chǎn)生抗體的B淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞融合D．篩選雜交瘤細胞,并從中選出能產(chǎn)生所需抗體的細胞群,培養(yǎng)后提取單克隆抗體12．下列關(guān)于細胞工程的有關(guān)敘述,不正確的是()A．利用花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株,從紫草的愈傷組織中提取紫草素,利用細胞工程培育”番茄-馬鈴薯”雜種植株,都利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù),而利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗得到多倍體植株沒有采用植物組織培養(yǎng)技術(shù) B．在進行組織培養(yǎng)時,由根尖細胞形成愈傷組織的過程中,可能會發(fā)生細胞脫分化,染色體變異或基因突變,而不可能發(fā)生細胞分化和基因重組 C．動物細胞融合與植物體細胞雜交相比,誘導(dǎo)融合的方法,所用的技術(shù)手段,所依據(jù)的原理均相同,都能形成雜種細胞和雜種個體 D．”試管嬰兒”實質(zhì)上就是”體外受精”和”胚胎移植”的”產(chǎn)物”,能使不能產(chǎn)生精子或卵細胞的夫婦能得到自己的孩子;單克隆抗體的制備采用了動物細胞融合技術(shù)和動物細胞培養(yǎng)技術(shù)13.制備單克隆抗體所采用的細胞工程技術(shù)包括()①細胞培養(yǎng)②細胞融合③胚胎移植④細胞核移植A．①②B．①③C．②③D．③④14.以下不能說明細胞全能性的實驗是()A.胡蘿卜韌皮部細胞培育出植株 B.紫色糯性王米種子培育出植株C.轉(zhuǎn)入抗蟲基因的棉花細胞培育出植株 D.番茄與馬鈴薯體細胞雜交后培育出植株15.下列不屬于動物細胞工程應(yīng)用的是()A．大規(guī)模生產(chǎn)干擾素．用于抵抗病毒引起的感染B．為大面積燒傷的病人提供移植的皮膚細胞C．大規(guī)模生產(chǎn)食品添加劑、香料等D．利用胚胎移植技術(shù),加快優(yōu)良種畜的繁殖16．用動、植物成體的體細胞進行離體培養(yǎng),下列敘述正確的是()A．都需用CO2培養(yǎng)箱B．都須用液體培養(yǎng)基C．都要在無菌條件下進行D．都可體現(xiàn)細胞的全能性17.回答下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的問題。(1)用于植物組織培養(yǎng)的植物材料稱為＿＿＿＿。

(2)在再分化階段所用培養(yǎng)基中,含有植物激素X和植物激素Y。逐漸改變培養(yǎng)基中這兩種植物激素的濃度比,未分化細胞群的變化情況如下圖所示。據(jù)圖指出兩種激素的不同濃度比與形成芽、根、愈傷組織的關(guān)系:①當植物激素X與植物激素Y的濃度比等于1時,;(2分)②;(2分)③;(2分)(3)若植物激素Y是生長素,在植物組織培養(yǎng)中其主要作用是;則植物激素X的名稱是。(4)生產(chǎn)上用試管苗保留植物的優(yōu)良性狀,其原因是。18.回答下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)的問題:(1)在動物細胞培養(yǎng)過程中,當貼壁細胞分裂長到細胞表面時,細胞會停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細胞的。此時,瓶壁上形成的細胞層數(shù)是。要使貼壁細胞從瓶壁上分離下來,需要用酶處理,可用的酶是。(2)隨著細胞傳代次數(shù)的增多,絕大部分細胞分裂停止,進而出現(xiàn)的現(xiàn)象;但極少數(shù)細胞能夠連續(xù)增殖,其中有些細胞會因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成細胞,該種細胞的黏著性,細胞膜表面蛋白質(zhì)(糖蛋白)的量。(3)現(xiàn)用某種大分子染料,對細胞進行染色時,觀察到死細胞被染色,而活細胞不染色,原因是。(4)檢查某種毒物是否能改變細胞染色體的數(shù)目,最好選用細胞分裂到期的細胞用顯微鏡進行觀察。(5)在細胞培養(yǎng)過程中,一般在條件下保存細胞。因為在這種條件下,細胞中的活性降低,細胞的速率降低。(6)給患者移植經(jīng)細胞培養(yǎng)形成的皮膚組織后,發(fā)生了排斥現(xiàn)象,這是因為機體把移植的皮膚組織當作進行攻擊。答案:1-5BDADA6-10DCABA11-15BAABC16C17.(1)外植體(2)①未分化細胞群經(jīng)分裂形成愈傷組織②當植物激素X與植物激素Y的濃度比大于1時,未分化細胞群分化形成芽③當植物激素X與植物激素Y的濃度比小于1時,未分化細胞群分化形成根(3)促進細胞的生長、分裂分化、生根細胞分裂素(4)屬于無性生殖,保持親本的優(yōu)良性狀,不發(fā)生性狀分離18.(1)相互接觸 接觸抑制 單層(或一層) 胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡 不死性(癌) 降低 減少 (3)由于活細胞的膜具有選擇透過性,大分子染料不能進入活細胞內(nèi),故活細胞不能著色(或由于死細胞的膜喪失了選擇透過性,大分子染料能夠進入死細胞內(nèi)而著色)(4)中(5)冷凍(或超低溫、液氮) 酶 新陳代謝(6)抗原感受高考1.(山東理綜)人類在預(yù)防與診療傳染性疾病過程中,經(jīng)常使用疫苗和抗體。已知某傳染性疾病的病原體為RNA病毒,該病毒表面的A蛋白為主要抗原,且疾苗生產(chǎn)和抗體制備的流程之一如下圖:請回答:(1)過程①代表的是。(2)過程③采用的實驗技術(shù)是,獲得的X是。要制備單克隆抗體應(yīng)讓細胞和骨髓瘤細胞融合,經(jīng)次篩選才能選出產(chǎn)生所需單一抗體的雜交瘤細胞,然后要用技術(shù)在體外培養(yǎng),培養(yǎng)時配置的培養(yǎng)基中是(固體、液體)培養(yǎng)基,其成分與培養(yǎng)植物相比不同的是用和替代了和。(3)對健康人進行該傳染病免疫預(yù)防時,可選用圖中基因工程生產(chǎn)的所制備的疫苗。對該傳染病疑似患者確診時,可從疑似患者體內(nèi)分離病毒,與已