选修三 专题二 细胞工程

(2)过程 过程
3.应用 应用 (1)植物繁殖 植物繁殖 ①微型繁殖 ② 作物脱毒 ③生产 人工种子
单倍体育种 (2)培养作物新品种 突变体的利用 培养作物新品种 (3)生产细胞产物，如紫杉醇 生产细胞产物， 生产细胞产物
二、植物体细胞杂交 1.概念：将不同种植物 体细胞 ，在一定条件下融合成 杂种细胞， 概念： 概念 并培养成新植物体的技术。 并培养成新植物体的技术。 2.过程 过程 (1)图示 图示
[例1] (2009·浙江高考 用动、植物成体的体细胞进行离体 例 浙江高考)用动 浙江高考 用动、 培养， 培养，下列叙述正确的是 A.都需用 2培养箱 都需用CO 都需用 C.都要在无菌条件下进行 都要在无菌条件下进行 B.都须用液体培养基 都须用液体培养基 D.都可体现细胞的全能性 都可体现细胞的全能性
胞的方法生产单克隆抗体的主要原因是
(4)下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请用箭 下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解， 下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解 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。 起来。顺序是 。
[课堂笔记 (1)Hhrr产生的花粉的基因型为 、hr，基因型为 课堂笔记] 产生的花粉的基因型为Hr、 ， 课堂笔记 产生的花粉的基因型为 hhRr产生 、hr两种花粉，花粉融合后的基因型共 种：HhRr、 产生hR、 两种花粉 花粉融合后的基因型共4种 两种花粉， 产生 、 Hhrr、hhRr、hhrr，其中 、 在光照强度大于800 lx 、 ，其中Hhrr、hhRr、hhrr在光照强度大于 、 、 在光照强度大于 时都不能正常生长，因此可用大于 光照进行筛选。 时都不能正常生长，因此可用大于800 lx光照进行筛选。 光照进行筛选 (2)植物体细胞杂交和组织培养可培育杂种植株，其依据的原理 植物体细胞杂交和组织培养可培育杂种植株， 植物体细胞杂交和组织培养可培育杂种植株 是细胞的全能性。 是细胞的全能性。 (3)骨髓瘤细胞和效应 细胞融合为杂交瘤细胞，杂交瘤细胞既 能 骨髓瘤细胞和效应B细胞融合为杂交瘤细胞 骨髓瘤细胞和效应 细胞融合为杂交瘤细胞， 无限增殖，又能产生特定抗体。单克隆抗体具有特异性强和灵 无限增殖，又能产生特定抗体。 敏度高的特点。 敏度高的特点。 (4)单克隆抗体的制备需经过抗原处理、细胞融合、筛选、培养 单克隆抗体的制备需经过抗原处理、细胞融合、筛选、 单克隆抗体的制备需经过抗原处理 等过程。 等过程。
植物体细胞杂交
动物细胞融合 (单克隆抗体的制备 单克隆抗体的制备) 单克隆抗体的制备
过程
植物体细胞杂交
动物细胞融合 (单克隆抗体的制备 单克隆抗体的制备) 单克隆抗体的制备
意义和 用途
克服远缘杂交不亲和的障 ①制备单克隆抗体 诊断、 碍，大大扩展了可用于杂 ②诊断、治疗和预防 交的亲本组合范围 疾病
(1)若a、b分别是基因型为 若 、 分别是基因型为 分别是基因型为Hhrr、hhRr两个烟草品种的花粉， 两个烟草品种的花粉， 、 两个烟草品种的花粉 且这两对基因分别位于两对同源染色体上。 且这两对基因分别位于两对同源染色体上。由于一对隐 性纯合基因(rr或 的作用 在光照强度大于800 lx时都 的作用， 性纯合基因 或hh)的作用，在光照强度大于 时都 不能生长，要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为 不能生长， HhRr的杂种细胞，较为简便的筛选方法是 的杂种细胞， 的杂种细胞 。
原代培养、传代培养、 原代培养、传代培养、细胞株与细胞系辨析 (1)原代培养：可有两种表述，①细胞悬浮液第一 原代培养：可有两种表述， 原代培养 次在瓶中培养， 次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培 代细胞的培养与传10代以内的细胞培 养；②第1代细胞的培养与传 代以内的细胞培 代细胞的培养与传 养统称为原代培养。两种表述没有本质区别。 养统称为原代培养。两种表述没有本质区别。 (2)传代培养：同样有两种表述，①细胞悬浮液培 传代培养：同样有两种表述， 传代培养 养一段时间后，分瓶再进行的细胞培养； 养一段时间后，分瓶再进行的细胞培养；②传 10代以后的细胞培养，统称为传代培养。 代以后的细胞培养，统称为传代培养。 代以后的细胞培养
六、单克隆抗体 1..优点： 2.优点： 特异 性强， 性强， 并可以大量制备。 优点 作为诊断试剂 3.应用 应用 用于治疗疾病和运载药物
技术 内容 项目 培养基 成分
植物组织培养 矿质元素、蔗糖、 矿质元素、蔗糖、维生 素、植物激素和有机添 加剂(如甘氨酸 如甘氨酸、 加剂 如甘氨酸、琼脂 等)，属于固体培养基 ，
(2)图示分析 图示分析 去除细胞壁； ①常用 纤维素酶和果胶酶 去除细胞壁； 物理法：离心、振动、 物理法：离心、振动、电刺激 ②诱导融合 化学法： 化学法：一般用 聚乙二醇 作为诱导剂 ③表示脱分化； ④表示 再分化 。 3.意义：能克服 远缘杂交 不亲和的障碍，可培育自然界中 意义： 不亲和的障碍， 意义 没有的优良品种。 没有的优良品种。
(3)细胞株：原代培养的细胞一般传至10代左右会 细胞株：原代培养的细胞一般传至 代左右会 细胞株 出现生长停滞，衰老死亡，少数度过“危机” 出现生长停滞，衰老死亡，少数度过“危机” 的细胞能传40～ 代 形成细胞株。 的细胞能传 ～50代，形成细胞株。细胞株的 遗传物质并没有发生改变。 遗传物质并没有发生改变。 (4)细胞系：细胞株传至 代以后，会出现第二次 细胞系： 代以后， 细胞系 细胞株传至50代以后 危机， 危机，少数度过第二次危机的细胞能够无限制 传下去，形成细胞系。 传下去，形成细胞系。细胞系的遗传物质发生 了改变，带有癌变细胞的特点。 了改变，带有癌变细胞的特点。 四个概念之间关系如图所示： 四个概念之间关系如图所示：
三、动物细胞培养 1.含义：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成 单个细胞， 含义：从动物机体中取出相关的组织， 含义 让这些细胞生长和繁殖。 然后放在适宜的 培养基 中，让这些细胞生长和繁殖。 2.过程 过程
3.培养 培养 条件
无菌、 ①无菌、无毒的环境 营养，包括糖、氨基酸、促生长因子、 ②营养，包括糖、氨基酸、促生长因子、 无机盐、 血清 等 无机盐、 温度和pH ③温度和 气体环境： ④气体环境：主要是 O2和CO2 生物制品的生产 转基因动物 的培养 检测 有毒物质 医学研究
【热点考向】 热点考向】 【考纲展示】 考纲展示】 1.植物组织培养 Ⅱ) 植物组织培养(Ⅱ 植物组织培养 2.动物细胞培养和体细胞克 动物细胞培养和体细胞克 隆(Ⅰ) Ⅰ 3.动物细胞融合和单克隆抗 动物细胞融合和单克隆抗 体(Ⅱ) Ⅱ 1.植物组织培养的原理、 植物组织培养的原理、 植物组织培养的原理 过程及应用 2.动物细胞培养的过程及 动物细胞培养的过程及 应用 3.单克隆抗体的制备过程 单克隆抗体的制备过程 及应用
培养过程
技术 内容 项目 培养结果
植物组织培养
动物细胞培养
可以获得植株， 只能获得大量细胞， 可以获得植株，也可 只能获得大量细胞，不 能得到生物个体 以获得大量细胞 ①植物快速繁殖与脱 毒植物培养 ②生产细胞产品 ③制造人工种子 ④用于转基因植物的 培育 ①生产蛋白质生物制品 ②培养皮肤移植的材料 ③检测有毒物质 用于生理、病理、 ④用于生理、病理、药 理学的研究
4.应用 应用
克隆) 四、体细胞核移植(克隆 体细胞核移植 克隆 1.概念：将动物的一个细胞的 细胞核，移入一个已经去 概念： 概念 掉细胞核的卵母细胞中，使其重新发育成一个新胚胎， 使其重新发育成一个新胚胎， 并最终发育为动物个体。 并最终发育为动物个体。 2.过程 过程
3.应用前景 应用前景
(2)若a、b表示两种植物体细胞，则由 细胞形成杂种植株的 若 、 表示两种植物体细胞 则由d细胞形成杂种植株的 表示两种植物体细胞， 原理是 ，这种育种方法的优点是 。
(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和效应 淋巴细胞，则d细胞特点 若 、 分别为骨髓瘤细胞和效应 淋巴细胞， 分别为骨髓瘤细胞和效应B淋巴细胞 细胞特点 是 具有 细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较， 。由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较， 细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较 的特点。生产一般不能通过直接培养效应B细 的特点。生产一般不能通过直接培养效应 细 。
进程， ①畜牧业：加速家畜 遗传改良 进程，促进优 畜牧业： 良畜群繁育 物种， ②保护 濒危 物种，增加存活数量 医药：生物反应器， ③医药：生物反应器，移植性克隆 科研： 及衰老过程的研究； ④科研：可用于 胚胎发育 及衰老过程的研究； 用作疾病模型等
4.存在问题：成功率低；克隆动物的 健康 问题；克隆动物 存在问题：成功率低； 问题； 存在问题 问题。 食品的 安全性 问题。
植物体细胞杂交 理论基 融合前 处理 促融 方法
动物细胞融合 (单克隆抗体的制备 单克隆抗体的制备) 单克隆抗体的制备 增殖 注射特定抗原免疫处理
细胞膜的流动性、 细胞膜的流动性、 细胞膜的流动性、细 细胞膜的流动性、细胞 酶解法去除细胞壁
原理) 础(原理 胞的全能性 原理
(纤维素酶、果胶酶) 正常小鼠 纤维素酶、果胶酶 纤维素酶 物化法： ①物理法：离心、振 ①物化法：与植物细胞 物理法：离心、 动、电刺激等 (PEG) 融合相同 病毒 生物法： ②化学法：聚乙二醇 ②生物法：灭活的仙台 化学法：
动物细胞培养 葡萄糖、氨基酸、 葡萄糖、氨基酸、 无机盐、维生素、 无机盐、维生素、 动物血清等， 动物血清等，属于 液体培养基
取材 原理
动物胚胎或出生不 较幼嫩的细胞、组织、 较幼嫩的细胞、组织、 久的幼龄动物的器 器官 官或组织 细胞的全能性 细胞的增殖
技术 内容 项目
植物组织培养
动物细胞培养
应 用
相同点
①都需人工条件下的无菌操作 ②都是合成培养基 都需适宜的温度、 等条件 ③都需适宜的温度、pH等条件
(1)两种技术手段培养过程中都进行了有丝分裂，都是无性 两种技术手段培养过程中都进行了有丝分裂， 两种技术手段培养过程中都进行了有丝分裂 繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂。 繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂。 (2)植物组织培养最终产生新个体，体现了细胞的全能性； 植物组织培养最终产生新个体，体现了细胞的全能性； 植物组织培养最终产生新个体 动物细胞培养产生大量细胞，不形成新个体， 动物细胞培养产生大量细胞，不形成新个体，故不能体 现细胞的全能性。 现细胞的全能性。 (3)细胞系与细胞株相比，遗传物质发生了改变。 细胞系与细胞株相比，遗传物质发生了改变。 细胞系与细胞株相比