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專題二十六克隆技術(shù) 植物細(xì)胞工程 1 植物細(xì)胞的全能性 1 原理 細(xì)胞內(nèi)含有本物種的 2 全能性表達條件 具有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu) 處于狀態(tài) 提供一定的和其他適宜外界條件 全部遺傳信息 離體 營養(yǎng)物質(zhì) 激素 2 植物組織培養(yǎng)技術(shù) 1 原理 植物細(xì)胞具有 2 過程 全能性 人工種子 再分化 3 植物體細(xì)胞雜交技術(shù) 1 概念將不同種的植物體細(xì)胞 在一定條件下融合成 并將其培育成的技術(shù) 2 原理 原生質(zhì)體融合 利用了細(xì)胞膜的 雜種細(xì)胞發(fā)育成雜種植株 利用了細(xì)胞的 雜種細(xì)胞 新的植物體 流動性 全能性 過程 纖維素酶和果膠酶 原生質(zhì)體 聚乙二醇 細(xì)胞壁 雜種植株 4 植物細(xì)胞工程的應(yīng)用 1 應(yīng)用舉例 植物繁殖新途徑 作物新品種的培育 2 人工種子的獲取方法及解決的問題 獲取方法 以植物組織培養(yǎng)得到的 不定芽 頂芽和等為材料 用人工薄膜包裝 胚狀體 腋芽 解決的問題 a 一些植物繁殖周期長 數(shù)年后才能結(jié)出種子 b 有些作物優(yōu)良雜種的后代因發(fā)生性狀分離而喪失其優(yōu)良特性 c 常規(guī)種子的生產(chǎn)受季節(jié) 氣候和地域的限制 并且占用大量的土地 動物細(xì)胞工程 1 動物細(xì)胞培養(yǎng) 動物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ) 1 動物細(xì)胞的培養(yǎng)過程 胰蛋白酶 原代培養(yǎng) 胰蛋白酶 傳代培養(yǎng) 2 動物細(xì)胞培養(yǎng)的原理 條件及應(yīng)用 細(xì)胞增植 促生長因子 7 2 7 4 維持pH 更換培養(yǎng)液 有毒物質(zhì) 醫(yī)學(xué)研究等 2 動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物 1 動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的過程 細(xì)胞培養(yǎng) 中期 去核 重組細(xì)胞 胚胎移植 2 原理 具有全能性 3 結(jié)果 動物體細(xì)胞核 產(chǎn)生新個體 遺傳改良 瀕危物種 供體 移植 3 動物細(xì)胞融合與單克隆抗體 1 動物細(xì)胞融合 原理 融合方法 聚乙二醇 PEG 電激等 意義 突破了的局限 使成為可能 為制造開辟了新途徑 細(xì)胞膜的流動性 滅活的病毒 有性雜交方法 遠緣雜交 單克隆抗體 2 單克隆抗體 制備過程 優(yōu)點 特異性強 可大量制備 用途 作為 用于治療疾病和 雜交瘤細(xì)胞 能產(chǎn)生所需抗體 靈敏度高 診斷試劑 運載藥物 植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交的比較 植物細(xì)胞工程 典例1 2015 河南省洛陽市統(tǒng)考 如圖表示通過二倍體植株甲 自花受粉植物 和植株乙培育植株A B C D E的過程 其中植株甲的基因型為AaBb 兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上 請據(jù)圖回答 1 植株A是 倍體 經(jīng)秋水仙素處理后獲得的植株B的基因型為 2 植株C與植株甲表現(xiàn)型相同的概率為 3 培養(yǎng)植株D的過程中 由離體細(xì)胞形成愈傷組織的過程稱為 若要制備人工種子 則需誘導(dǎo)愈傷組織形成 結(jié)構(gòu) 再包裹上人工種皮 4 獲得植株E的過程稱為 其中兩個原生質(zhì)體融合時常用的誘導(dǎo)劑是 5 植株A D E的培育過程中都需要采用的生物技術(shù)是 其理論基礎(chǔ)是 其培養(yǎng)過程一定要保證 條件 防止培養(yǎng)失敗 植株A B C D E中可能與植株甲的基因型相同的是植株 解析 1 將二倍體植株甲的花粉粒進行花藥離體培養(yǎng)得到的植株就是單倍體植株A 其基因型可能是AB Ab aB ab 因此秋水仙素處理之后染色體加倍 其基因型是AABB或AAbb或aaBB或aabb 2 植株C是植株甲自花受粉的后代 因此植株C與植株甲表現(xiàn)型相同的概率是 3 4 3 4 9 16 3 由離體細(xì)胞形成愈傷組織的過程是脫分化 再經(jīng)過再分化形成胚狀體 進一步分化形成新植物體 如果制備人工種子 則形成胚狀體即可 4 植株E是兩種不同的植物經(jīng)過植物體細(xì)胞雜交形成的新物種 兩個原生質(zhì)體融合時常用的誘導(dǎo)劑是聚乙二醇 5 植株A D E的培育過程中都是由細(xì)胞培養(yǎng)得到植株 都需要采用的生物技術(shù)是植物組織培養(yǎng) 其理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性 培養(yǎng)過程中一定要注意保證無菌條件 防止雜菌污染而導(dǎo)致培養(yǎng)失敗 植株D與植株甲的基因型一定是相同的 植株C中有部分與植株甲的基因型相同 答案 1 單AABB或AAbb或aaBB或aabb 2 9 16 3 脫分化胚狀 體 4 植物體細(xì)胞雜交聚乙二醇 5 植物組織培養(yǎng)細(xì)胞的全能性無菌C D 1 植物體細(xì)胞雜交和動物細(xì)胞融合的比較 動物細(xì)胞工程 特別提醒 植物體細(xì)胞融合獲得的雜交細(xì)胞可形成雜種植株 而動物細(xì)胞融合獲得的雜交細(xì)胞不會發(fā)育成個體 2 動物細(xì)胞培養(yǎng)與動物體細(xì)胞核移植 特別提醒 1 卵母細(xì)胞選擇時期及原因 選取處于減 中期的卵母細(xì)胞 其具備受精能力 2 選卵細(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因 細(xì)胞體積大 易于操作 卵黃多 營養(yǎng)豐富 為發(fā)育提供充足的營養(yǎng) 能激發(fā)重組細(xì)胞分裂分化 典例2 2015 四川達州質(zhì)檢 如圖所示為細(xì)胞融合技術(shù)的一些過程 1 若A B細(xì)胞為植物細(xì)胞 那么這樣的細(xì)胞已經(jīng)用酶降解去掉了 這種酶可能是 由此生成的A和B細(xì)胞稱為 2 從A和B細(xì)胞到C細(xì)胞的過程中 必須用 處理 3 若A細(xì)胞為骨髓瘤細(xì)胞 B細(xì)胞為已免疫的B淋巴細(xì)胞 那么D細(xì)胞稱為 細(xì)胞 由D細(xì)胞連續(xù)分裂產(chǎn)生大量細(xì)胞的過程 稱為 這種細(xì)胞既能無限增殖 又能產(chǎn)生 4 若A細(xì)胞為人細(xì)胞 B細(xì)胞為鼠細(xì)胞 并分別用紅 綠熒光染料標(biāo)記細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì) 在C細(xì)胞階段 細(xì)胞一半發(fā)紅色熒光 一半發(fā)綠色熒光 到D細(xì)胞階段 兩種顏色的熒光均勻分布 請解釋原因 5 下圖表示利用細(xì)胞工程技術(shù)治療肝病患者的流程圖 圖中的甲細(xì)胞應(yīng)是取自 患者父母 患者 患者的兄弟姐妹 的正常體細(xì)胞 早期胚胎細(xì)胞的分裂方式是 圖中a b所涉及的生物工程技術(shù)分別有 解析本題考查動植物細(xì)胞融合與單克隆抗體制備的有關(guān)知識 1 植物細(xì)胞外有細(xì)胞壁 阻礙了植物體細(xì)胞的雜交 因此要用纖維素酶和果膠酶分解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁 分離出有活力的原生質(zhì)體 2 細(xì)胞之間必須用誘導(dǎo)劑 促融劑 處理才能實現(xiàn)融合 3 在單克隆抗體的制備過程中 首先將已免疫的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞在滅活的病毒等因素誘導(dǎo)下融合 再篩選出雜交瘤細(xì)胞 雜交瘤細(xì)胞具有既能產(chǎn)生特異性抗體 又能迅速大量增殖的特點 4 依題意 用熒光標(biāo)記的蛋白質(zhì)能在雜交細(xì)胞的細(xì)胞膜上均勻分布 說明細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)是可以移動的 從而體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有一定的流動性 5 在細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)胞只進行有絲分裂 a b過程分別表示核移植 早期胚胎培養(yǎng) 答案 1 細(xì)胞壁纖維素酶和果膠酶原生質(zhì)體 2 誘導(dǎo)劑 3 雜交瘤克隆特異性抗體 4 細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)是可以移動的 5 患者有絲分裂 核移植 早期胚胎培養(yǎng) 題后歸納 關(guān)注細(xì)胞工程技術(shù)中的六個 兩 1 植物體細(xì)胞雜交中 兩種工具酶 纖維素酶 果膠酶兩種細(xì)胞融合方法 物理法 化學(xué)誘導(dǎo)法2 動物細(xì)胞培養(yǎng)中的兩次使用胰蛋白酶第一次在原代培養(yǎng)前 用胰蛋白酶處理剪碎的組織塊 目的是使之分散成單個細(xì)胞 第二次是在原代培養(yǎng)過程中 目的是使貼壁生長的細(xì)胞從瓶壁上脫離下來 3 動物細(xì)胞的兩種培養(yǎng) 原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)的分界點 貼滿瓶壁的細(xì)胞脫離瓶壁后的分瓶培養(yǎng) 分瓶前的培養(yǎng)為原代培養(yǎng) 分瓶后的培養(yǎng)為傳代培養(yǎng) 4 界定兩種抗體 血清抗體與單克隆抗體 1 血清抗體 產(chǎn)量低 種類多 純度差 特異性差 反應(yīng)不夠靈敏 2 單克隆抗體 化學(xué)性質(zhì)單一 特異性強 反應(yīng)靈敏度高 5 單克隆抗體制備中的 兩次篩選 第一次為篩選 雜交廇細(xì)胞 第二次為篩選 產(chǎn)單克隆抗體 的雜交廇細(xì)胞