第30讲细胞工程考点一植物细胞工程1.细胞工程(1)操作水平:细胞水平或细胞器水平。?(2)目的:按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质
或获得细胞产品。?2.植物细胞的全能性(1)概念:具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜
能。?(2)原理:细胞内含有本物种的全部遗传信息。?(3)全能性表达条件:具有完整的细胞结构,处于离体状态,提供一定的营
养、激素和其他适宜外界条件。?3.植物组织培养技术(1)原理:植物细胞具有全能性。?(2)过程:4.植物体细胞杂交技术(1)
概念:将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。?(2)原理:体细胞杂交利
用了细胞膜的流动性,杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。?(3)意义:克服不同种生物远缘杂交的不亲和性。?5
.植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径a.微型繁殖:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。特点b.作物脱毒技术:选取作物
无毒组织(如茎尖)进行组织培养,获得脱毒苗的技术。?c.人工种子:以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,
经过人工薄膜包装得到的种子。?(2)作物新品种的培育a.单倍体育种b.突变体的利用:在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断
的分生状态,因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变
体,进而培育成新品种。?(3)细胞产物的工厂化生产a.细胞产物:蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。b.培养阶段:愈伤
组织阶段。?c.技术基础:植物组织培养技术。1.植物组织培养的关键(1)条件:离体,一定的营养物质,激素(生长素、细胞分裂素)
等。(2)培养基状态:固体培养基(需再分化,生根培养基及生芽培养基)。(3)体内细胞未表现出全能性的原因:基因的表达具有选择性。(
4)光照的应用:脱分化阶段不需要给予光照,再分化阶段需要给予光照,以利于叶绿素的形成。2.植物激素在植物组织培养中的作用生长素与细
胞分裂素的比值作用效果比值高时促进根分化、抑制芽形成比值低时促进芽分化、抑制根形成比值适中促进愈伤组织形成考点二动物细胞工程1.动
物细胞工程的技术手段主要有动物细胞培养、体细胞核移植、动物细胞融合、单克隆抗体的制备等。动物细胞培养是动物细胞工程的基
础。?2.动物细胞培养(1)过程(2)培养条件a.无菌、无毒环境b.营养:除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外通常还需
加入血清、血浆等一些天然成分。?c.适宜的温度:36.5±0.5℃;适宜的pH:7.2~7.4。d.气体环境3.动物体细胞克
隆技术(核移植技术)(1)原理:动物细胞核具有全能性。?(2)哺乳动物核移植分类:胚胎细胞核移植和体细胞核移植。?(3)体
细胞核移植过程(以高产奶牛克隆为例)(4)选用去核卵母细胞的原因:卵母细胞比较大,易操作;卵母细胞细胞质多,营养丰富,含有促
进核全能性表达的物质。?(5)体细胞核移植技术存在的问题:克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。?4.动物细胞融合
(1)动物细胞融合原理:细胞膜具有流动性。?(2)动物细胞融合方法:物理法(离心、振动、电激)、化学法(聚乙二醇)和生物法(
灭活的病毒)。?(3)结果:形成杂交细胞。(4)意义:突破了远缘杂交不亲和的障碍。(5)应用:制备单克隆抗体。5.单克隆抗体的制
备(1)单克隆抗体的制备过程(2)单克隆抗体的特点:特异性强、灵敏度高,并可大量制备。?(3)应用a.在理论研究中具有重要意义
。b.用于疾病的诊断、治疗、预防,如单抗诊断试剂盒,具有简单、快速、准确的优点;“生物导弹”定向消灭癌细胞,不损伤健康细胞。1.
核移植中供体动物、提供卵母细胞的动物、代孕动物和克隆动物之间的关系:克隆动物绝大部分性状与供体动物相同,少数由线粒体DNA控制的性
状与提供卵母细胞的动物相同,与代孕动物的性状无遗传关系。2.核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本可能不同的3个原因:①克隆动物细
胞质基因来源于另一个亲本,与植物组织培养不同(来自一个亲本),即克隆动物的遗传物质来自两个亲本。②在发育过程中可能发生基因突变、染
色体变异导致性状改变。③外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。题型一细胞工程流程图——图形分析类【典例】细胞融合技术有着广泛的应
用。下图表示细胞融合的简略过程,据图回答相关问题。(1)若a、b分别是基因型为yyRr和YYrr两个玉米品种的花粉,且这两对基因分
别位于两对同源染色体上。科学家分别将它们的花粉除去细胞壁,然后诱导其融合,再把这些融合细胞进行培养,培育出了玉米新品种。①这两个品
种的花粉可用化学诱导剂诱导融合,共可产生种基因型的融合细胞(仅考虑两两融合),这些融合细胞经过脱分化形成,再经培养可以得到
种不同于亲本基因型的玉米新品种。?②若想培育出基因型为yyRR的玉米植株,也可直接用基因型为yyRr植株的花粉培养,再经过处理并
筛选获得,这种方法叫作。?(2)若a、b表示番茄和马铃薯两种植物的体细胞,请据图回答问题。①在“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程
中,运用了植物细胞工程中的技术,植物体细胞融合完成的标志是。?②在a、b细胞融合之前,要用到的酶是,酶处理后得到。?(3)
若a、b分别为骨髓瘤细胞和已免疫的B淋巴细胞,请据图回答问题。①为了能充分发挥上述两种细胞各自的特点,经特殊处理,在促细胞融合因子
的作用下,两种细胞发生融合,形成图中的d细胞,d细胞的特点是。由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较,具有等特点。?②下列各图
为单克隆抗体制备过程的各阶段图解,请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来:。?【解析】(1)聚乙二醇(P
EG)是诱导细胞融合的常用化学物质。细胞融合过程中会产生自身融合细胞和异种融合细胞。基因型为yyRr和YYrr的玉米产生的花粉的基
因型分别为yR、yr和Yr,即两两融合细胞的基因型有yyRr、YyRr、Yyrr、yyRR、yyrr、YYrr6种。其中基因型为
YyRr、Yyrr、yyRR、yyrr的愈伤组织培养成的玉米新品种的基因型不同于亲本。(2)植物体细胞杂交过程包括植物体细胞融合和
植物组织培养。细胞融合前需要用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁。(3)d细胞具有两种亲本的遗传物质,既能无限增殖,又能产生特异性抗体。【
答案】(1)①聚乙二醇(PEG)6愈伤组织4②染色体加倍(秋水仙素)单倍体育种(2)①植物体细胞杂交再生出细胞壁②
纤维素酶和果胶酶原生质体(3)①既能无限增殖,又能产生特定的抗体特异性强、灵敏度高、可大量制备②1.进行融合的两种植物细胞
,一般选择不同部位、不同颜色的细胞,如一种选择叶肉细胞(绿色),则另一种选择根细胞(白色)。这样融合后的细胞有三种:AA型、BB型
、AB型,符合要求的只有AB型,可以在显微镜下通过颜色进行筛选。2.杂种细胞的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和,属于异源多倍
体,变异类型属于染色体(数目)变异。题型二细胞工程过程分析——过程分析类【典例】下图为某同学根据杂交瘤技术的方法,设计生产破伤风
杆菌抗体的实验方案。请据图回答问题:(1)该方案能达到预期效果吗?。原因是。?(2)图中②为过程,常用作为诱导剂。该细胞继
承了,因此,不仅能,还能。?(3)图中③进行细胞培养的目的是。?(4)在制备破伤风杆菌抗体的过程中,进行了两次筛选,其目的
不同,②是通过筛选获得,④是通过筛选获得。?(5)图中⑤的培养能获得细胞,便于大规模培养。?(6)破伤风杆菌的抗体最终可从
和中提取。?(7)该方案的目的是。?【解析】(1)B淋巴细胞具有以下特点:①在体外不能无限增殖;②只有受到抗原刺激后才能产生相
应抗体;③与骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞后既可无限增殖,又能产生大量所需抗体。所以单克隆抗体制备过程中首先需要对小鼠注射与单克隆抗体
发生特异性免疫反应的抗原,否则小鼠体内不会发生特异性免疫反应,也不会产生合成所需抗体的B淋巴细胞。(2)B淋巴细胞虽能产生抗体,但
不能无限增殖,数量有限,因此获得B淋巴细胞后,需要让其与骨髓瘤细胞融合,融合必须在诱导剂的诱导下才能发生,常用的诱导剂是灭活的病毒
。两细胞融合是随机的,有三种类型,分别是B淋巴细胞—B淋巴细胞、骨髓瘤细胞—骨髓瘤细胞、B淋巴细胞—骨髓瘤细胞,我们需要的是杂种细
胞,它继承了双亲的遗传物质,具备无限增殖和产生特异性抗体的能力,所以需要进行培养筛选出来。(3)在单克隆抗体生产中,经筛选获得的杂
交瘤细胞需要进行体外培养以获得大量的克隆细胞。(4)第一次筛选是选择需要的杂交瘤细胞,第二次筛选是在杂交瘤细胞中选出能产生所需抗体
的杂交瘤细胞。(5)图中⑤的培养能获得足量的杂交瘤细胞。(6)获得的杂交瘤细胞需转移到体外细胞培养液中或小鼠腹腔中生产大量的单克隆
抗体。(7)由图可知,该方案的目的是制备单克隆抗体。【答案】(1)不能没有将特定的抗原注入小鼠体内,无法获得产生单一抗体的B淋巴
细胞(2)细胞融合和筛选灭活的病毒双亲细胞的遗传物质无限增殖产生特异性抗体(3)在体外条件下使杂交瘤细胞大量增殖(4
)杂交瘤细胞能产生破伤风杆菌抗体的杂交瘤细胞(5)足够量杂交瘤(6)细胞培养液小鼠腹水(7)制备单克隆抗体1.制备单克隆抗体过程中的两次筛选筛选的对象方法第一次筛选杂交瘤细胞利用特定的选择培养基:在该培养基中只有杂交瘤细胞能存活,其他细胞(未融合的B细胞和瘤细胞、融合后的B—B细胞和瘤—瘤细胞)均不能存活第二次筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞利用特定抗原通过抗原—抗体杂交技术确认抗体性质2.获取单克隆抗体的场所(1)若在培养基中进行杂交瘤细胞培养,则从培养液中提取。(2)若在小鼠或其他动物腹腔中培养,则从腹水中提取。 |
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