第34講細(xì)胞工程[最新考綱]

1.植物的組織培養(yǎng)(Ⅱ)。2.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆(Ⅱ)。3.細(xì)胞融合與單克隆抗體(Ⅱ)。細(xì)胞工程的概念理解:1.原理和方法：細(xì)胞生物學(xué)和_______________。2.操作水平：

____________或細(xì)胞器水平。3.工程目的：按照人的意愿來(lái)改變________________________

或_________________________。4.根據(jù)操作對(duì)象的不同分類：植物細(xì)胞工程和___________________。分子生物學(xué)細(xì)胞水平細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)獲得細(xì)胞產(chǎn)品動(dòng)物細(xì)胞工程5.所涉及的主要技術(shù)有____________、______________、

____________、______________、____________和________________等方面。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞核移植動(dòng)物細(xì)胞融合植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交單克隆抗體技術(shù)教材P311、有關(guān)全能性的敘述，不正確的是A．受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體，因此全能性最高B．生物體內(nèi)細(xì)胞由于分化，全能性不能表達(dá)C．卵細(xì)胞與受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能性很高D．植物細(xì)胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性C一、細(xì)胞的全能性1．原因：每個(gè)細(xì)胞都含有該物種全部遺傳信息。2．全能性比較（1）受精卵＞配子＞體細(xì)胞（2）植物體細(xì)胞＞動(dòng)物體細(xì)胞（3）胚胎細(xì)胞＞體細(xì)胞，干細(xì)胞＞已分化的細(xì)胞1.條件：(1)離體：在體內(nèi)因?yàn)榛虻倪x擇性表達(dá)，其全能性不能表現(xiàn)出來(lái)。(2)無(wú)菌：細(xì)胞在有菌條件下會(huì)因微生物的存在影響其正常代謝和分裂、分化，使組織培養(yǎng)失敗。所以培養(yǎng)基、外植體(接種到培養(yǎng)基上的組織細(xì)胞)、所用操作工具及操作環(huán)境必須嚴(yán)格消毒，如無(wú)菌水、無(wú)菌濾紙、無(wú)菌解剖刀、無(wú)菌工作臺(tái)等。(3)人為控制：在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行，人工配制培養(yǎng)基，人工控制各種條件，若不是人工條件而是自然條件下產(chǎn)生的不叫組織培養(yǎng)。二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)(4)培養(yǎng)基成分：無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分：H2O和無(wú)機(jī)鹽；有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分：蔗糖、氨基酸等；激素：生長(zhǎng)素類和細(xì)胞分裂素類。當(dāng)生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素這一比例適中時(shí)，誘導(dǎo)愈傷組織形成，當(dāng)比例大時(shí)，主要誘導(dǎo)脫分化和根原基形成，當(dāng)比例小時(shí)，主要誘導(dǎo)再分化和芽原基的形成；瓊脂：凝固形成固體培養(yǎng)基。(5)環(huán)境條件：脫分化避光；再分化需光，光使細(xì)胞內(nèi)形成葉綠體、葉綠素，進(jìn)行光合作用；適宜的pH和充足的氧氣。

大本P2402．基本過(guò)程：教材P34-35

3.植物組織培養(yǎng)過(guò)程中注意的問(wèn)題(1)該過(guò)程從繁殖方式上應(yīng)為無(wú)性繁殖，細(xì)胞分裂方式為有絲分裂，包含脫分化和再分化兩個(gè)階段。(2)愈傷組織是脫分化、高度液泡化細(xì)胞，故細(xì)胞內(nèi)無(wú)葉綠體，不能進(jìn)行光合作用，只能以現(xiàn)成有機(jī)物來(lái)提供物質(zhì)和能量；其代謝方式為異養(yǎng)、需氧；該過(guò)程進(jìn)行有絲分裂，故愈傷組織應(yīng)是具有細(xì)胞周期的細(xì)胞；愈傷組織為脫分化后形成的細(xì)胞，故應(yīng)視為未分化的細(xì)胞(同受精卵一樣，未分化)。(3)獲取細(xì)胞產(chǎn)品的時(shí)期應(yīng)為脫分化之后再分化之前的愈傷組織；制作人工種子需要再分化后形成的胚狀體階段。植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B纖維素酶果膠酶纖維素酶果膠酶原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)物理法：離心、振動(dòng)、電刺激等原生質(zhì)體融合雜種細(xì)胞愈傷組織脫分化雜種植株再分化植物組織培養(yǎng)再生壁去壁原生質(zhì)體融合再生壁植物細(xì)胞融合三、植物體細(xì)胞雜交的過(guò)程1．原理：細(xì)胞的全能性、細(xì)胞膜的流動(dòng)性。2．過(guò)程：4．意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。

植物體細(xì)胞雜交的終點(diǎn)是培育成雜種植株，而不是形成雜種細(xì)胞就結(jié)束。雜種植株特征：具備兩種植物的遺傳特征，原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)。3.目的：2.將基因型為Aa的植株的花粉和基因型為Bb的植株的花粉，除去細(xì)胞壁后，進(jìn)行原生質(zhì)體融合（最多只能有兩個(gè)細(xì)胞融合），可以得到多少種基因型不同的細(xì)胞A.4種 B.6種 C.10種 D.12種C3.根據(jù)下面植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖，回答相關(guān)問(wèn)題。(1)運(yùn)用傳統(tǒng)有性雜交(即用番茄、馬鈴薯雜交)自然狀

態(tài)下不能得到雜種植株，原因是______________________________。(2)在利用雜種細(xì)胞培育雜種植株的過(guò)程中，依據(jù)的原

理是_______________，其中過(guò)程②稱為_(kāi)_____________，植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是________________。

酶解法原生質(zhì)體融合

產(chǎn)生新的細(xì)胞壁

脫分化

再分化不同種的植物存在生殖隔離植物細(xì)胞的全能性原生質(zhì)體融合產(chǎn)生新的細(xì)胞壁(3)已知番茄、馬鈴薯分別為四倍體、二倍體，則“番

茄—馬鈴薯”屬于________倍體植株。(4)已知柴油樹(shù)種子含有的柴油是植物細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，

可用植物組織培養(yǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)柴油的工業(yè)化生產(chǎn)。若利

用此技術(shù)，將柴油樹(shù)細(xì)胞培養(yǎng)到________階段即可(填字母編號(hào))。(5)若培育抗蟲(chóng)棉，將抗蟲(chóng)基因通過(guò)適當(dāng)?shù)耐緩綄?dǎo)入棉

花受精卵，然后進(jìn)行組織培養(yǎng)，該過(guò)程相當(dāng)于________(填數(shù)字編號(hào))。(6)人工種子是由發(fā)育到________過(guò)程(填字母編號(hào))的結(jié)

構(gòu)包裹上人工種皮制備的。

六

e

④⑤

f四、植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用①微型繁殖：

不僅可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性,還可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。1.植物繁殖的新途徑②作物脫毒：利用植物分生組織(如莖尖)進(jìn)行培養(yǎng),可以使新長(zhǎng)成的植株脫除病毒。注意

人工種皮中可以加入適量的養(yǎng)分、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等,以利于胚狀體生長(zhǎng)發(fā)育成幼苗。植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽或腋芽,包上人工種皮就可以形成人工種子。右圖是人工種子的結(jié)構(gòu)示意圖。③人工種子：優(yōu)點(diǎn)：

快速繁殖，解決作物繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問(wèn)題。保持雜種優(yōu)勢(shì)。④培育轉(zhuǎn)基因植物（如抗蟲(chóng)棉等）①單倍體育種：花藥離體培養(yǎng)過(guò)程就是植物組織培養(yǎng)過(guò)程。單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是后代不發(fā)生性狀分離,都是純合子，能夠穩(wěn)定遺傳,明顯縮短了育種年限。2、作物新品種的培育②突變體的利用：

在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中,由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于

不斷的分生狀態(tài),因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力(如射線、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而發(fā)生突變。

3、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：從這些產(chǎn)生突變的個(gè)體中可以篩選出對(duì)人們有用的突變體,進(jìn)而培育成新品種。蛋白質(zhì),脂肪,糖類,藥物,香料,生物堿等①細(xì)胞產(chǎn)物種類：植物的組織培養(yǎng)②技術(shù)：③方法：大規(guī)模培養(yǎng)植物細(xì)胞，從中提取細(xì)胞產(chǎn)物（愈傷組織）4.(2013·全國(guó)課標(biāo)卷Ⅱ，40)甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時(shí)含有A和B的新型藥用植物?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先

用________酶和________酶去除細(xì)胞壁，獲得具有

活力的_________，再用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)二者融合。

形成的融合細(xì)胞進(jìn)一步培養(yǎng)形成________組織，然

后經(jīng)過(guò)________形成完整的雜種植株。這種培育技

術(shù)稱為_(kāi)___________________。纖維素果膠原生質(zhì)體愈傷再分化植物體細(xì)胞雜交技術(shù)(2)上述雜種植株屬于多倍體，多倍體是指________________________________________________________。

假設(shè)甲與乙有性雜交的后代是不育的，而上述雜種植

株是可育的，造成這種差異的原因是_____________________________________________________________________________。(3)這種雜種植株可通過(guò)制作人工種子的方法來(lái)大量繁

殖。經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的_____________________________等材料用人工薄膜包裝后可得到人工

種子。

由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體在減數(shù)分裂過(guò)程中，前者同源染色體聯(lián)會(huì)異常，而后者同源染色體聯(lián)會(huì)正常胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽5、紫杉醇是一種高效、低毒、廣譜的天然抗癌藥物。利用紅豆杉細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇是最有可能解決紫杉醇

藥源緊缺問(wèn)題的途徑?？茖W(xué)家經(jīng)過(guò)多年研究，終于成

功利用生物技術(shù)人工合成出大量的紫杉醇。(1)通過(guò)＿＿＿＿法和放在＿＿＿＿（較高滲/低滲）條件

下能制備出紅豆杉細(xì)胞的原生質(zhì)體。(2)將紫杉醇合成的關(guān)鍵酶基因?qū)爰t豆杉原生質(zhì)體中，再生出細(xì)胞壁，將轉(zhuǎn)基因成功的細(xì)胞作為＿＿＿＿，接種到MS培養(yǎng)基上。在MS培養(yǎng)基上，往往還要添加____________________________，其作用是＿＿＿_(dá)___________________________________________。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的培養(yǎng)，會(huì)形成愈傷組織，此組織的細(xì)胞特

點(diǎn)是＿＿_(dá)___________________＿_(dá)___________＿。酶解較高滲外植體植物激素（細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素）促進(jìn)愈傷組織形成和細(xì)胞分裂（促進(jìn)細(xì)胞分裂和脫分化）排列疏松無(wú)規(guī)則，高度液泡化的無(wú)定形薄壁細(xì)