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第2章細胞工程 學習目標 1、植物的組織培養(yǎng) 2、動物的細胞培養(yǎng)與體細胞克隆 3、細胞融合與單克隆抗體 預習探究 1.細胞工程 (1)操作水平： 。 (2)目的：按照人的意愿來改變細胞內(nèi)的 或獲得 。 2.植物細胞的全能性 (1)概念：具有某種生物全部 的任何一個細胞，都具有發(fā)育成 的潛能。 (2)原理：細胞內(nèi)含有本物種的 。 (3)全能性表達條件：具有完整的細胞結構，處于離體狀態(tài)，提供一定的 和其他適宜外界條件。 3.植物組織培養(yǎng)技術 (1)原理：植物細胞具有 。 (2)過程 4.植物細胞工程的應用 (1)微型繁殖：優(yōu)點是能夠 。 (2)作物脫毒：利用 等無毒組織進行微型繁殖。 (3)培育 ：可以解決某些植物結實率低、繁殖困難的問題。 (4)作物新品種的培育：單倍體育種和突變體的利用。 (5)細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：即利用 技術生產(chǎn)蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料和生物堿等。 5.動物細胞培養(yǎng)條件 ①無菌、無毒的環(huán)境：對 和所有培養(yǎng)用具進行無菌處理，添加 ，定期更換培養(yǎng)液以清除 。 ②營養(yǎng)：除正常的有機和無機營養(yǎng)外，需加入 等一些天然成分。 ③適宜的溫度和pH：溫度為 ℃(哺乳動物)，pH為 。 6.動物細胞融合 (1)原理： 。 (2)融合方法：聚乙二醇(PEG)、 、電激等。 (3)意義：突破了 的局限，使 成為可能，也為制造 開辟了新途徑。 7.單克隆抗體 (1)制備過程 (2)優(yōu)點：特異性強、 ，可大量制備。 (3)用途：作為診斷試劑；用于治療疾病和 。 ④氣體環(huán)境：含95%空氣加5%CO2的混合氣體，其中后者的作用是 。 (3)應用：生物制品的生產(chǎn)、檢測 、醫(yī)學研究。 8.動物體細胞核移植技術和克隆動物 (1)動物體細胞核移植技術的過程 (2)原理： 。 (3)結果： 。 課堂探究 1.動物細胞培養(yǎng)過程中，也需要將動物細胞分散開來，這與觀察植物細胞的有絲分裂中的解離作用類似。兩種處理方法的結果最大的區(qū)別是什么？ 2．通過動物體細胞核移植技術獲得的克隆動物，其遺傳物質(zhì)是否和供核細胞的遺傳物質(zhì)完全一樣？ 3.單克隆抗體制備過程中，第一次篩選和第二次篩選的目的有何不同？ 當堂達標 1.下圖是通過植物細胞工程技術獲得紫杉醇的途徑，下列敘述不正確的是(　　) A.該途徑依據(jù)的原理是植物細胞具有全能性 B.過程①需控制好培養(yǎng)基中植物激素的比例 C.經(jīng)過程①細胞的形態(tài)和結構發(fā)生了變化 D.過程③需使用液體培養(yǎng)基，有利于細胞增殖 2.“白菜—甘藍”是用細胞工程的方法培育出來的蔬菜新品種，它具有生長期短、耐熱性強和易于儲藏等優(yōu)點。如圖是“白菜—甘藍”的雜交過程示意圖。以下說法正確的是(　　) A.除去細胞壁形成原生質(zhì)體，可運用的酶是纖維素酶、淀粉酶和果膠酶 B.通常可誘導上述原生質(zhì)體相互融合的方法是PEG和滅活的病毒誘導 C.雜種細胞形成的標志是誘導產(chǎn)生了新的細胞壁 D.愈傷組織形成“白菜—甘藍”植物體必須經(jīng)過脫分化和再分化兩個過程 3.某研究小組為測定某種藥物對體外培養(yǎng)細胞的毒性，準備對某種動物的肝腫瘤細胞(甲)和正常肝細胞(乙)進行動物細胞培養(yǎng)。下列敘述正確的是(　　) A.制備肝細胞懸液時，可用胃蛋白酶處理肝組織塊 B.恒溫培養(yǎng)箱中的CO2濃度維持在5%左右，以促進細胞呼吸 C.為了保證細胞培養(yǎng)所需的無毒環(huán)境，需大量添加各種抗生素 D.本實驗應設置對照實驗，以檢測藥物對甲、乙細胞的毒性大小 4.如圖所示為哺乳動物生殖的過程。其中b為卵細胞，c為體細胞。下列敘述不正確的是(　　) A.形成動物①②的過程分別屬于有性生殖和無性生殖 B.產(chǎn)生動物②的過程中可發(fā)生基因突變、基因重組等 C.動物②的產(chǎn)生表明動物細胞的細胞核具有全能性 D.a、b、c細胞的形成過程，僅c細胞為有絲分裂 5.關于下面制備單克隆抗體過程示意圖的敘述，不正確的是(　　) A.①表示已免疫的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞均是從小鼠的脾臟中提取的 B.②促進細胞融合的方法可以利用聚乙二醇作介導 C.④中的篩選是通過抗原—抗體反應進行的 D.⑤可以無限增殖 6.植物葉肉細胞原生質(zhì)體的分離和培養(yǎng)的主要過程可用下面所示圖解簡單表示： (1)培育胚狀體利用了__________________這一項生物技術，胚狀體再繼續(xù)培養(yǎng)，則可培育出完整的植株，這體現(xiàn)了________________。培養(yǎng)基中除了含有一定的營養(yǎng)外，還必須含有____________________等植物激素，還需要對培養(yǎng)基進行嚴格的________________。 (2)如果愈傷組織是三七葉肉細胞培養(yǎng)產(chǎn)生的，若為了獲得三七的細胞產(chǎn)物，則只需要培養(yǎng)到________________；若為了獲得三七的人工種子，則需要培養(yǎng)到________________。如果愈傷組織是棉花葉肉細胞培養(yǎng)產(chǎn)生的，通過基因工程要獲取抗蟲棉，目的基因導入棉花愈傷組織細胞常用的方法是________________法。 (3)從葉片的葉肉細胞到獲得胚狀體的過程中，必須要經(jīng)過________________。 ①無絲分裂?、谟薪z分裂?、蹨p數(shù)分裂?、茉囵B(yǎng)?、輦鞔囵B(yǎng)?、拗参矬w細胞雜交?、呒毎诤稀、嗝摲只、嵩俜只? 7.野生黑芥(染色體數(shù)為2A)具有黑腐病的抗性基因，而花椰菜(染色體數(shù)為2B)易感染黑腐病菌而患病，用生物工程技術獲得抗黑腐病雜種黑芥—花椰菜植株，操作流程如圖。請據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中涉及到的生物工程技術有________________。過程①PEG的作用是______________，此時培養(yǎng)液需要保持一定滲透壓的目的是________________。 (2)經(jīng)過①操作后，篩選出融合的雜種細胞，進而脫分化形成________________，經(jīng)過②________________形成雜種植株。 (3)若要分析雜種植株的染色體變異類型，應剪取該植株根尖和雙親植株的根尖，制成臨時裝片，然后在顯微鏡下觀察比較有絲分裂中期染色體的________________。 (4)用上述方法培養(yǎng)的該雜種植株含有的染色體數(shù)目是________________；用黑腐病菌感染雜種植株，篩選出具有________________________________的雜種植株。 8.科學家利用植物體細胞雜交技術成功獲得了番茄—馬鈴薯雜種植株，為了便于雜種細胞的篩選和鑒定，科學家利用紅色熒光和綠色熒光分別標記番茄和馬鈴薯的原生質(zhì)體膜上的蛋白質(zhì)，其培育過程如圖所示，請據(jù)圖回答下列問題： (1)植物體細胞雜交依據(jù)的生物學原理有________________________________。 (2)過程①常用的酶是____________________，細胞融合完成的標志是__________________。 (3)植物原生質(zhì)體融合過程常利用化學試劑____________誘導融合，在鑒定雜種原生質(zhì)體時可用顯微鏡觀察，根據(jù)細胞膜表面熒光的不同可觀察到__________種不同的原生質(zhì)體(只考慮細胞兩兩融合的情況)，當觀察到______________________________________時可判斷該原生質(zhì)體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。 (4)過程③和過程④依次為_______________________________________________________， 過程④中的培養(yǎng)基常添加的植物激素是__________________________。 (5)若番茄細胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯細胞內(nèi)有n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細胞在有絲分裂后期含______條染色體。若雜種細胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培育得到的植株屬于____________植株。