1、二、植物细胞工程,三、动物细胞工程,植物细胞工程,1植物组织培养和植物体细胞杂交,知识拓展 (1)全能性的高低(大小) 受精卵配子体细胞。 分化程度低的细胞分化程度高的细胞。 植物细胞动物细胞。 (2)体细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。 (3)细胞全能性表达的条件： 离体、无菌； 一定的营养物质：水、无机盐、蔗糖、维生素等； 激素：主要是细胞分裂素和生长素； 适宜的温度和光照(培养后期)。 (4)植物细胞融合的标志为产生新的细胞壁，本过程的目的是为了获取杂种植株。,(4)世界上第一只克隆绵羊“多利”的培育成功是动物细胞工程方面的重大成果，证明了动物细胞核也具有全能性。其培育过程中
2、要用到的三大细胞工程技术依次是_、_和_。 解析：离体的组织先经脱分化形成愈伤组织，然后经再分化形成具有茎、叶的植物体。多利羊的培育先经核移植再经动物细胞培养，再经胚胎移植到代孕母羊子宫内才能产生“多利”。 答案：(1)愈伤组织 再分化 (2)离体状态 调控细胞分裂和分化过程(或调控脱分化及再分化过程) (3)获得无病毒感染的植株 异养需氧型 (4)核移植 动物细胞培养 胚胎移植(注：顺序不能颠倒),动物细胞工程,1动物细胞培养与动物体细胞核移植,知识拓展 (1)动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶，第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。 (2)原代培养
3、与传代培养的分界点为分瓶的继续培养。 2动物细胞融合与单克隆抗体制备 (1)原理：细胞膜的流动性。 (2)诱导融合的因素：聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。 (3)意义：最重要的用途是制备单克隆抗体。 (4)单克隆抗体的制备,过程单克隆抗体的主要优点：特异性强、灵敏度高，并可大量制备。 知识拓展灭活是指用物理或化学方法使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。,2(高考上海卷)如图表示用生物工程制备人抗A抗体的过程。回答下列问题。 (1)人的红细胞膜表面有被称为凝集原的特异_；从免疫学角度看，这种凝集原是_。,(3)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
4、细胞融合因子的作用下，使两种细胞发生融合，形成图中的细胞3，这种细胞称为_。把它在乙培养皿中进行培养，则能产生大量的细胞群，这种方法称为_。 (4)过程的主要目的是_。通过过程或的培养方法能产生大量_抗体。 (2)图中细胞1是小鼠体内注入人A型血红细胞后获得的_细胞，这种细胞具有产生_的特点，但难以在体外培养。甲培养皿中培养的细胞2，是从患骨髓瘤的小鼠体内获取的骨髓瘤细胞，这种细 胞在体外培养时能_，但不会产生抗体。,解析：杂交瘤抗体技术的基本原理是通过融合两种细胞而同时保持两者的主要特征。这两种细胞分别是经抗原免疫的小鼠B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞。效应B淋巴细胞的主要特征是它的抗体分泌功能和
5、能够在选择培养基中生长，小鼠骨髓瘤细胞则可在培养条件下无限分裂、增殖，即所谓永生性。在选择培养基中，只有效应B细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞才具有持续增殖的能力，形成同时具备抗体分泌功能和保持细胞永生性两种特征的细胞克隆。这种技术的主要用途是制备单克隆抗体，各种单克隆抗体的制备过程基本相同。 答案：(1)糖蛋白 抗原 (2)免疫B淋巴 单一的抗A抗体(或单一的特异性抗体) 快速大量增殖 (3)杂交瘤细胞 单克隆 (4)筛选出能产生单一抗A抗体的杂交瘤细胞 抗A单克隆,植物、动物的细胞工程,科学家用植物体细胞杂交方法，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了“番茄马铃薯”杂种植株
6、，如图，其中表示过程，英文字母表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题：(1)实现过程的技术是_，在此之前使用_酶处理细胞以除去细胞壁。如果将已除去细胞壁的植物细胞放入等渗溶液中，细胞是何形状？_。 过程如放在神舟七号飞船上则更易进行，这是因为_。与过程密切相关的具有单层膜结构的细胞器为_。,(2)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，依据的原理是_，其中过程相当于_过程，涉及的分裂方式为_。若利用此技术生产治疗癌症的抗癌药物紫杉醇，培养将进行到_(填字母编号)。 (3)若番茄细胞含m条染色体，马铃薯细胞含n条染色体，则“番茄马铃薯”细胞内含_条染色体；若杂种细胞培育成为“番茄马铃薯”植株为四
7、倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于_倍体植株。 (4)如果形成c细胞的a、b细胞都是番茄细胞，那么更简单的得到番茄植株f的处理方法是_。 (5)若a、b依次为小鼠骨髓瘤细胞和B淋巴细胞，那么该方案的目的是_。若将该方案用在SARS的研究和治疗上，则从理论上讲c细胞的制备可采用_细胞和_的融合。如果分析出了所产生抗体的氨基酸序列，则可采用_方法，以_为原料合成出该SARS抗体的基因。,【解析】 (1)图示为原生质体融合，欲实现该融合过程应先用纤维素酶、果胶酶处理植物细胞，去除细胞壁；制备的原生质体在等渗溶液中应呈球形；图示过程表示再生出细胞壁，这与高尔基体有关。 (2)利用杂种细胞
8、培育杂种植株，依据的原理是细胞的全能性。 (3)细胞融合后，杂种细胞核内染色体数应为两融合细胞染色体数之和。 (4)若a、b细胞为同种植物细胞，则可直接通过人工诱导多倍体方法处理a或b细胞所在的萌发种子或幼苗，即可获得与融合细胞相同遗传物质组成的多倍体。 (5)若a、b依次为小鼠骨髓瘤细胞和B淋巴细胞，则进行该融合过程的目的是制备单克隆抗体。,【答案】 (1)原生质体融合 纤维素酶和果胶 呈圆球形 太空中无重力干扰，更易进行细胞融合 高尔基体 (2)细胞的全能性 脱分化 有丝分裂 e (3)mn 单 (4)用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 (5)制备单克隆抗体 小鼠的骨髓瘤 SARS患者或康复者
9、的B淋巴细胞 化学合成 脱氧核苷酸,基因工程与细胞工程,(2009年高考山东理综) 人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，其疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图：,请回答： (1)过程代表的是_。 (2)过程构建A基因表达载体时，必须使用_和_两种工具酶。 (3)过程采用的实验技术是 _，获得的X是_。 (4)对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的_所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行_比较；或用图中的_进行特异性结合检测。 【解析】 由RNA得到DN
10、A的过程为逆转录；基因工程中常用的是限制酶和DNA连接酶；通过细胞融合得到杂交瘤细胞，才能具备两个细胞的特点。 【答案】 (1)逆(反)转录 (2)限制性核酸内切酶(限制酶) DNA连接酶(注：两空顺序可颠倒) (3)细胞融合 杂交瘤细胞 (4)A蛋白 核酸(基因)序列 抗A蛋白的单克隆抗体,动物的细胞工程,回答下列有关动物细胞培养的问题： (1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面_时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的_。此时，瓶壁上形成的细胞层数是_。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是_。 (2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出
11、现_的现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成_细胞，该种细胞的黏着性_，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量_。,(3)现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是_。 (4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到_期的细胞用显微镜进行观察。 (5)在细胞培养过程中，通常在_条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中_的活性降低，细胞_的速率降低。 (6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作_进行攻击。,【解析】 在动物细胞培养过程中，细胞会表现出接触抑制现象，此时
12、是单层细胞。用胰蛋白酶可以使贴壁细胞从瓶壁上分离开来。随着细胞传代培养代数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡的现象，但极少数细胞可以连续增殖，有些细胞会因遗传物质改变而变成不死性细胞。由于活细胞的膜具选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，而死细胞的细胞膜丧失选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色。由于中期染色体形态固定、数目清晰，因此最好选用细胞分裂到中期的细胞用显微镜观察染色体数目。由于在冷冻超低温液氮下，细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低，通常在此条件下保存细胞。机体把移植的皮肤组织当作抗原攻击，会发生排斥现象。,【答案】 (1)相互接触 接触抑制 单层(或
13、一层) 胰蛋白酶 (2)衰老甚至死亡 不死性 降低 减少 (3)由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色(或由于死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色) (4)中 (5)冷冻(或超低温、液氮) 酶 新陈代谢 (6)抗原,1(2011年南昌调研) 对细胞全能性的表述正确的是( ) A非离体植物细胞能够表现全能性 B动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现 C单克隆抗体的制备原理依据是细胞的全能性 D花粉可培育成单倍体，是细胞全能性的体现 解析：非离体植物细胞选择性表达，发育成器官。动物细胞全能性还不能实现。单克隆抗体的制备原理是免疫和细胞融合
14、。 答案：D,2(2011年聊城一模)某小鼠生活过程中被多种病原体感染过，科学家却能够以该小鼠为实验材料，通过细胞工程技术获得抗某种病原体的高纯度单克隆抗体，这是因为( ) A小鼠体内只有一种抗体 B小鼠体内只有一种B淋巴细胞 CB淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后只产生一种杂交瘤细胞 D可以通过克隆培养法和抗体检测筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞 解析：小鼠的多种B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后产生多种杂交瘤细胞，可通过克隆培养法和抗体检测筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞，从而获得单克隆抗体。 答案：D,3(2008年高考江苏卷)某组织培养实验室的愈伤组织被真菌严重污染，为查找污染原因设计了4个实验，实
15、验条件除图示外其他均相同。下列各图表示实验结果，据图可得出的初步结论是(多选)( ),A污染主要不是培养基灭菌时间短造成的 B污染主要来源于组织培养所用的离体组织 C调节培养基pH不能解决污染问题 D调节培养温度不能解决污染问题 解析：由图可知，培养基的灭菌时间、pH以及培养温度对污染率的影响不大；离体组织灭菌时间越长污染率越低，说明离体组织是污染的主要来源。 答案：ABCD,4人CD20单克隆抗体是治疗一些恶性肿瘤的特效药物，目前主要是通过培养哺乳动物细胞的方式生产。我国科学家已经培育出世界上第一头转入了CD20抗体基因的转基因牛，可以从它产的牛奶中直接提取CD20抗体。这项技术成熟后，有望
16、使这一特效药的生产成本降至现在的1/10。请回答： (1)单克隆抗体的制备需先将_和_融合，这一过程的诱导方法与植物体细胞杂交不同的是_。 (2)动物细胞培养需要在含_混合气体的培养箱中进行，培养液中通常需加入_等一些天然成分。 (3)转基因技术的核心是_。该过程用到的工具酶有_和_。,解析：单克隆抗体是通过细胞融合技术制备的。此项技术需先获得浆(效应B)细胞，并使之与瘤细胞融合成杂交瘤细胞，此过程可用灭活的病毒诱导。在培养时需提供气体环境，其中含5%CO2，是为了维持培养液的pH。转基因技术的核心是第二步基因表达载体的构建。 答案：(1)经过免疫的B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 可用灭活病毒诱导 (
17、2)95%空气加5%CO2 血清、血浆 (3)基因表达载体的构建 限制性核酸内切酶(限制酶) DNA连接酶,5(2008年高考海南卷)某二倍体植物是杂合体如图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生 完整植株的过程。据图回答： (1)图中表示的是该花粉培养过 程中的_过程，表示 的是_过程，X代表的是 _，表示的是_过程，表示的是诱导_过程。 (2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中_的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为_植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有_。,(3)对植株甲进行_，才能使其
18、结实产生后代(乙)，否则植株甲只有通过_的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是_植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为_种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为_种。花药培养在育种上的特殊意义是_，从而开辟育种新途径。,解析：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程为植物细胞的脱分化，愈伤组织继续培养，重新分化成根或芽等器官的过程为再分化。而植物激素是植物细胞脱化、再分化不可缺少的调节物质，且不同激素的浓度比影响再分化过程。乙植株为纯合的二倍体，所以每一株乙植株产生可育花粉的基因组成种类为1种。该群体植株有多种基因型的纯合体，所以，该群体
19、植物产生的可育花粉的基因组成种类为多种。 答案：(1)脱分化 再分化 胚状体 分化(或发育) 生根 (2)激素 单倍体 细胞的全能性 (3)染色体加倍 无性繁殖 乙(或经过染色体加倍) 一 多 缩短育种周期,6某研究小组进行药物试验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。 请回答下列有关动物细胞培养的问题： (1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量_。 (2)在动物细胞培养时，通常在合成培养基中加入适量血清，其原因是_。 细胞培养应在
20、含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是_。 (3)在两种细胞生长过程中，当乙细胞铺满瓶壁时，其生长_。药物试验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞可以传代的次数更_。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需用_处理。,(4)为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的_。 (5)已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为A、B两组，A组细胞培养液中加入_，B组细胞培养液中加入无菌生理盐水，经培养后，从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的_或_合成水平的差异，确定Y的药效。 解析：(1
21、)甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。肿瘤细胞为无限增殖的细胞，细胞周期短。在相同条件下，培养相同的时间，甲细胞的数量多于乙细胞。(2)动物细胞培养液中必须加入动物血清，血清中含有血清蛋白、生长因子，促进细胞贴壁的因子、激素等合成培养基中缺乏的物质。大多数细胞培养液所需pH为7.27.4，而多数培养液靠碳酸氢钠(NaHCO3)与CO2体系进行缓冲，所以CO2的作用是调节培养液pH。,(3)甲为肿瘤细胞能无限增殖，传代的次数要比乙细胞多，乙细胞(正常肝细胞)在培养瓶中贴壁生长，当铺满瓶壁时，生长停止。为得到更多的肝细胞，需要定期地用胰蛋白酶使细胞脱离瓶壁，进行传代培养。(4)培养液中加入抗生素来抑制和杀灭微生物，抗生素对动物细胞没有影响。(5)设计一组加入抗癌药物的实验组，一组不加药物的对照组，通过检测药物影响X基因的表达过程，即转录形成mRNA、翻译形成蛋白质的量来检验药效。 答案：(1)多 (2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质 维持培养液pH (3)停止 多 胰蛋白酶 (4)抗生素 (5)药物Y mRNA 蛋白质,本小节结束 请按ESC键返回,
