。 内部文件,版权追溯 考点2 细胞工程
1.明确细胞工程技术的原理 (1)植物组织培养:细胞的全能性。
(2)植物体细胞杂交:细胞的全能性、细胞膜的流动性。 (3)动物细胞培养:细胞的增殖。 (4)体细胞核移植:动物细胞核的全能性。
(5)单克隆抗体的制备:细胞膜的流动性、细胞的增殖。 (6)动物细胞融合:细胞膜的流动性。 2.理清植物组织培养的流程
提醒 (1)条件:无菌、离体。
(2)培养基组成:无机营养、有机营养、激素、琼脂。 (3)植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。 (4)植物组织培养的目的不同,培养阶段也就不同: ①若生产人工种子,则培养到胚状体阶段; ②若提取细胞产品,则一般培养到愈伤组织阶段; ③若培育新个体,则应培养到试管苗阶段。 3.理清植物体细胞杂交技术
(1)酶解方法:用纤维素酶和果胶酶处理。
(2)促融方法:①物理法:离心、振动、电激等;②化学法:聚乙二醇(PEG)。
(3)植物体细胞杂交即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过程,不管是染色体数、基因型还是染色体组数都采用直接相加的方法。 4.理清动物细胞培养流程
提醒 (1)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同:
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第一次:处理剪碎的组织,使其分散成单个细胞; 第二次:使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来。 (2)传代细胞的特点
传代培养到10代以内的细胞核型稳定,10~50代时部分细胞核型发生变化,50代以后遗传物质可能发生变化。
(3)原代培养与传代培养的区别
区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。贴壁生长到一定程度需要用胰蛋白酶处理,然后再分瓶培养,让细胞继续增殖,这样的培养过程通常称为传代培养。 (4)动物细胞培养的条件
①无菌、无毒的环境;②特殊营养:血清、血浆;③适宜的温度和pH;④气体环境:含95%空气加5%CO2的混合气体。 5.理清动物体细胞核移植
提醒 (1)选择受体细胞为去核卵母细胞的原因
①营养丰富;②体积大,易操作;③含有激发细胞核全能性表达的物质。 (2)核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状可能不同的三个原因: ①克隆动物遗传物质来自两个亲本;
②发育过程中可能发生基因突变或染色体变异; ③外界环境可能引起不遗传的变异。 6.关注制备单克隆抗体常考点 (1)3种细胞特点不同
①免疫后的B淋巴细胞:能分泌抗体,不能大量增殖。 ②骨髓瘤细胞:能大量增殖,不能分泌抗体。 ③杂交瘤细胞:既能分泌抗体,又能大量增殖。 (2)2次筛选目的不同
第一次筛选:利用特定选择培养基筛选,获得杂交瘤细胞,即AB型细胞(A为B淋巴细胞,B为骨髓瘤细胞),该细胞既能分泌抗体又能大量增殖,筛选掉A、B、AA、BB型细胞。 第二次筛选:利用多孔培养皿和抗原—抗体杂交法筛选,获得产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
1.(2018·全国Ⅲ,38)2018年《细胞》期刊报道,中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆,获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题:
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(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程,核移植是指_________________________。通过核移植方法获得的克隆猴,与核供体相比,克隆猴体细胞的染色体数目________(填“减半”“加倍”或“不变”)。
(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度________(填“大于”或“小于”)体细胞核移植,其原因是________________ ______________________________。
(3)在哺乳动物核移植的过程中,若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体,通常,所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目________(填“相同”或“不同”),性染色体组合________(填“相同”或“不同”)。
答案 (1)将动物的一个细胞核,移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中 不变 (2)小于 胚胎细胞分化程度低,恢复全能性相对容易 (3)相同 不同
解析 (1)核移植是指将动物的一个细胞核,移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中,形成重组细胞。重组细胞形成的早期胚胎可移植到受体子宫内进一步发育,最终分娩得到克隆动物。因为染色体在细胞核中,所以克隆动物体细胞的染色体数目与提供细胞核的个体的体细胞相同。 (2)由于动物的胚胎细胞分化程度低,恢复全能性相对容易,而动物的体细胞分化程度高,恢复全能性十分困难,因此,动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。 (3)哺乳动物雌雄个体的体细胞中,细胞核内常染色体的数目是相同的,性染色体组合是不同的。若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体,则得到的克隆动物的体细胞中常染色体的数目相同,性染色体组合不同。
方法技巧 (1)核移植属于无性繁殖;(2)核移植可以选择子代克隆动物性别——看提供核的亲本是♂还是♀;(3)核移植过程需要动物细胞培养和胚胎移植技术;(4)该技术体现的是动物细胞核的全能性。
2.(2013·全国Ⅱ,40)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物,甲含有效成分A,乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。 回答下列问题:
(1)为了培育该新型药用植物,可取甲和乙的叶片,先用______________酶和______________酶去除细胞壁,获得具有活力的________________________,再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成______________组织,然后经过____________形成完整的杂种植株。这种培育技术称为_______________________________________________。 (2)上述杂种植株属于多倍体,多倍体是指______________________________。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的,而上述杂种植株是可育的,造成这种差异的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的
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______________________________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。
答案 (1)纤维素 果胶 原生质体 愈伤 再分化(分化) 植物体细胞杂交技术 (2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 在减数分裂过程中,前者染色体联会异常,而后者染色体联会正常 (3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽
解析 (1)该新型药用植物是通过植物体细胞杂交技术获得的。要获得有活力的原生质体才能进行体细胞杂交,因此首先用纤维素酶和果胶酶去掉植物的细胞壁,然后用PEG化学诱导剂(物理方法:离心、振动等)诱导二者的原生质体融合。然后采用植物组织培养技术获得杂种植株,植物组织培养的主要过程是:先脱分化形成愈伤组织,然后再分化形成植物体,利用了植物细胞的全能性。
(2)如果植物甲、乙是两个物种,二者不能通过有性杂交产生可育后代,原因是甲、乙有性杂交所产生的后代在减数分裂过程中同源染色体联会异常,也就是存在生殖隔离。但植物甲、乙通过植物体细胞杂交技术产生的后代却是可育的,因为在减数分裂过程中同源染色体能完成正常的联会,产生正常的配子。由于甲、乙都是二倍体,因此,植物体细胞杂交得到的后代是异源多倍体(四倍体)。
(3)人工种子生产不受气候、季节和地域等因素限制,而且可以避免后代发生性状分离等优点,因此,植物细胞工程重要的应用之一是制备人工种子,用到的核心技术是植物组织培养技术。将植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。
方法技巧 植物体细胞杂交≠植物杂交:若甲、乙两亲本都含2个染色体组,染色体数分别为20和30,基因型分别为AAbb和CCDD,则经植物体细胞杂交后子代杂种植株含有4个染色体组,50条染色体,基因组成为AAbbCCDD,是可育的;若经植物杂交(即有性杂交),则子代个体内含2个染色体组,染色体数为10+15=25(条),基因组成为AbCD,后代不可育。
3.(2018·德州高三模拟)双特异性单克隆抗体是指可同时与癌细胞和药物结合的特异性抗体。下图是科研人员通过杂交—杂交瘤细胞技术(免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术)生产能同时识别癌胚抗原和长春碱(一种抗癌药物)的双特异性单克隆抗体的部分过程。分析回答下列问题:
(1)过程①的目的是______________________________________________________ ______________________,制备双特异性单克隆抗体的过程中用到的技术有_________________________________________________________(至少答出两条)。
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