细胞工程专题复习

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1、细胞工程专题复习　　　　　　　　　　　　　　　　撰稿教师：李文强　责编：陈莉章节概述　　本专题包括《植物细胞工程》、《动物细胞工程》。本专题的内容和必修一的知识联系密切，需要学生提高对于知识的综合运用能力。细胞工程是生物工程的重要内容，将有关的学科知识置于细胞工程科研成果的背景材料中，来考察学生分析综合问题的能力，如克隆、动物细胞的培养、单克隆抗体的制备、植物组织培养等知识点要高度重视。目标认知学习目标：　　植物的组织培养；动物的细胞培养与体细胞克隆；细胞融合与单克隆抗体重点：　　动物细胞培养与体细胞克隆；植物的组织培养难点：　　单克隆抗体的制备知识要点梳理知识网络

2、图：　　　知识链接：植物细胞工程　　介绍植物细胞工程的基本原理和技术，并通过一些实例让学生了解它的实际应用动物细胞工程　　本节内容包括动物细胞的培养、动物体细胞核移植及克隆动物、细胞融合和单克隆抗体四部分内容知识结构梳理：细胞的全能性　　细胞全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育的潜能，大量科学实验证明，高度分化的植物细胞仍然有发育为完整植株的能力。例如，1958年曾有美国科学家将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养，而最终发育成完整的新植物，体现了细胞的全能性。细胞全能性的原因是，由于体细胞一般是通过有丝分裂繁殖而来的，一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的染色体，携

3、带有本物种相同的DNA分子。因此，分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。在合适的条件下，有些分化的细胞具有恢复分裂、重新分化发育成完整新个体的能力。高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，它的细胞全能性受到限制，主要是细胞质内的遗传物质有所变化，但是它的细胞核仍然保持着全能性，这是因为细胞核内含有保持物种遗传性所需要的全套遗传物质。可以说，任何一个具有完整结构的体细胞都可以在一定条件下发育成一个完整的生物体的能力。现代克隆技术的理论基础就是细胞的全能性。植物体细胞杂交　　近年来研究正热的细胞杂交技术是对细胞全能性更高层次的利用，植物细胞融合技术在植物育种上有重大的应用价

4、值，它不仅打破了常规有性杂交育种的不亲和性障碍，而且为实现“超远缘杂交”提供了可能。植物体细胞杂交的过程包括原生质体的制备，原生质体融合的诱导，杂种细胞的筛选和培养，以及杂种植株的再生与鉴定等环节。下面以烟草和大豆的体细胞杂交为例，简要介绍植物体细胞杂交的过程。　　①原生质体制备选取烟草植株上的幼嫩叶片和培养好的大豆细胞，用酶解法制备原生质体。烟草的原生质呈绿色，大豆为无色，在显微镜下很容易区别开来。　　②原生质体融合取等量的烟草和大豆的原生质体混合后，加入聚乙二醇溶液。在显微镜下观察，可以看到原生质体相互粘集在一起。隔一段时间后，加入高钙、高pH的溶液，这时原生质

5、体才开始融合。原生质体融合包括膜融合和核融合两个过程。诱导融合只能诱导细胞膜的融合，两个核的融合是在杂种细胞第一次有丝分裂时进行的。　　③杂种细胞的筛选和培养。烟草与大豆的原生质体融合后，将原生质体转移到适当的培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁。这时，在细胞混合物中，不仅有烟草——大豆杂种细胞，还有烟草细胞、大豆细胞、烟草——烟草细胞、大豆——大豆细胞。杂种细胞的筛选，可以用机械方法，也可以用生理学或遗传学的方法。以机械方法为例，根据两种亲本细胞在形态、色泽上的差异，将细胞分别接种在带有小格的培养皿中，每个小格中约放1～3个细胞。在显微镜下找出杂种细胞，并且标定位

6、置。等杂种细胞分裂成细胞团时，转移到培养皿中，培养成愈伤组织。　　④杂种植物的再生与鉴定。杂种植株的再生是指从愈伤组织培养出杂种植株的过程。由于烟草和大豆分属于茄科和豆科，二者的原生质体融合后，只能长成杂种愈伤组织，还不能分化，因此谈不上杂种植株的再生和鉴定。对于能够再生出杂种植株的，如烟草——海岛烟草、白菜——甘蓝、胡萝卜——羊角芹等，长出的植株究竟是不是杂种，还需要经过鉴定才能确定下来。杂种植株的鉴定方法有形态学方法、生化方法(如电泳)、细胞学方法(如染色体组型分析)、分子生物学方法(如分子杂交)等。人工种子　　人工种子是指通过植物组织培养的方法获得的具有正常发

7、育能力的材料，外面包被着特定的物质，在适宜的条件下可以发芽成苗的植物幼体。人工种子的概念中包含的“具有正常发育能力的材料”通常是指胚状体（目前国外有使用不定芽、顶芽和腋芽的），它可以由三种途径产生：（1）由已脱分化的外植体直接产生；（2）由愈伤组织产生；（3）由悬浮细胞培养产生。对胚状体的基本要求是：①播种后能快速出苗；②根和芽几乎同时生长，不产生愈伤组织；③同步化程度高；④活力强；⑤形成的幼苗的形态与生长要正常。“外面包被着特定的物质”是指人工种皮，制作人工种皮的材料有海藻酸钠、明胶、树脂、琼脂糖、淀粉等。对人工种皮的要求是：能保持胚状体的活力，有利于贮藏运输