动物细胞工程1.动物细胞培养(1)概念从动物机体中取出

动物细胞工程1.动物细胞培养(1)概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成______细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。(2)过程：动物胚胎或幼龄动物的器官剪碎酶细胞悬浮液→原代培养→传代培养→细胞群。(4)应用：利用动物细胞培养技术可生产疫苗、干扰素、单克隆抗体，还可以用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性以及应用于临床医学。2.体细胞核移植(1)概念：动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的________中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物称为________动物。2过程：取具有优良性状个体的供体细胞→→体细胞收集卵巢，采集卵母细胞→体外培养――→减数第二次分裂中期卵母细胞去核→细胞融合→构建________→移植到代孕母体内→得到______动物。(3)原理：动物细胞的________具有全能性。(4)应用：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育、保护濒危物种、克隆器官用于移植等。3.动物细胞地融合(1)概念：两个或多个动物细胞融合________的过程。(2)原理：生物膜的________性。(3)方法：聚乙二醇、________的病毒、电激等。(4)过程：不同________的两个细胞________细胞。(5)意义：①突破有性杂交方法的局限，使________杂交成为可能。②细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的研究。③________的制备。――→灭活的病毒诱导因素(4)过程：不同________的两个细胞________细胞。(5)意义：①突破有性杂交方法的局限，使________杂交成为可能。②细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的研究。③________的制备。4.单克隆抗体(1)制备：B淋巴细胞骨髓瘤细胞――→融合灭活病毒杂交瘤细胞――→培养筛选产生________抗体的细胞群――→扩大培养体外培养体内培养――→提取________抗体(2)特点：化学性质专一、________强、灵敏度高，并可以大量制备。(3)应用作为诊断试剂用于治疗疾病和运载药物血清抗体与单克隆抗体有何区别？【自我校对】一、1.（1）分子生物学（2）细胞器（3）细胞内的遗传物质细胞产品2.（2）动物二、1.（1）全部遗传信息完整生物体（2）全套遗传物质（3）脱离离体2.（1）离体愈伤组织（2）愈伤组织（3）全能（4）固体培养（5）再生植株3.（1）体细胞杂种细胞杂种细胞（2）原生质体纤维素酶和果胶酶原生质体融合（3）细胞壁（4）远缘杂交不亲和三、1.（1）单个（2）胰蛋白（3）无菌动物血清2.（1）卵母细胞克隆（2）细胞培养重组胚胎克隆（3）细胞核3.（1）形成一个细胞（2）流动（3）灭活（4）生物杂交（5）①远缘③单克隆抗体4.（1）特异性单克隆（2）特异性思考：（1）血清抗体：产量低、种类多、纯度差、特异性差、反应不够灵敏。（2）单克隆抗体：化学性质单一、特异性强、反应灵敏。植物组织培养一、脱分化和再分化的比较比较内容脱分化再分化过程外植体→愈伤组织愈伤组织→幼苗形成体特点排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞有根、芽需要条件a.离体b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例适中d.不需光a.离体b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例高或低诱导生芽或生根d.光照二、应用1.植物繁殖的新途径(1)微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。特点①保持优良品种的遗传特性②高效快速地实现种苗的大量繁殖(2)作物脱毒：选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养，获得脱毒苗的技术。(3)人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。2.作物新品种的培育：单倍体育种或突变体的利用突变体Aa中A为突变新基因，并控制着优良性状，利用单倍体育种方法步骤如下：优点：稳定遗传，缩短育种年限。3.细胞产物的工厂化生产：细胞产物有蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。突变体Aa――→减数分裂配子A、a――→花药离体培养单倍体A、a――→秋水仙素处理二倍体AA、aa1.愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理，以便诱导叶绿素的形成。2.生长素和细胞分裂素在植物内含量很低，因此植物组织培养中常用人工合成的生长素类似物和细胞分裂素类似物。细胞分裂素/生长素的比例适中，有利于外植体脱分化，比例升高有利于愈伤组织再分化形成丛芽，比例降低则有利于生根。【例1】(2010·安徽高考·T31)草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低。品质变差。运用微型繁殖技术可以培养出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：外植体――→①愈伤组织――→②芽、根→植株请回答：(1)微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取________作为外植体，其依据是________。(2)在过程①中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素，微量元素和________，在配制好的培养基中，常常需要添加________，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后2～5d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是________________。(3)在过程②中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是________________________________________________________________________。【解析】(1)外植体一般选取茎尖、根尖等，既不含病毒又易于培养。(2)MS培养基主要成分除元素外还应有蔗糖等有机物，添加植物激素。如培养过程中外植体局部污染，可能是其消毒不彻底。(3)细胞分裂素和生长素的比例影响生根、生芽。【答案】(1)茎尖、根尖不含病毒(2)有机物植物激素外植体消毒不彻底(3)培养基中生长素类物质和细胞分裂素类物质用量比值偏低植物组织培养基中的两类激素——细胞分裂素和生长素生长素主要被用于诱导愈伤组织形成、诱导根的分化和促进细胞伸长生长；细胞分裂素有诱导芽的分化、促进侧芽萌发生长、促进细胞分裂、抑制根的分化等作用。生长素与细胞分裂素的比例决定着愈伤组织发育的方向，如图所示。1.图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形成试管苗的过程示意图。有关叙述正确的是()A.利用此过程获得的试管苗可能为杂合子B.①②过程中都会发生细胞的增殖和分化C.多倍体植株的培育需经过如图所示过程D.此过程依据的生物学原理是细胞膜具有流动性【解析】植物组织培养过程是无性繁殖过程，如果离体的组织来自纯合子，将来得到的试管苗是纯合子，如果离体的组织来自杂合子，将来得到的试管苗是杂合子；①为脱分化；②为再分化，脱分化过程没有细胞分化。用秋水仙素处理萌发的种子和幼苗就可获得多倍体植株，不需要该组织培养过程；植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性而不是细胞膜的流动性。【答案】A植物组织培养与动物细胞培养的比较技术项目内容植物组织培养动物细胞培养原理细胞的全能性细胞的增殖培养基成分矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加剂(如甘氨酸、琼脂等)，属于固体培养基葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等，属于液体培养基取材较幼嫩的细胞、组织、器官动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织培养过程培养结果可以获得植株，也可以获得大量细胞只能获得大量细胞，不能得到生物个体应用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④用于生理、病理、药理学的研究相同点①都需人工条件下的无菌操作②都是合成培养基③都需适宜的温度、pH等条件1.动物细胞培养与植物组织培养均需无菌条件下进行。2.动物细胞培养与植物组织培养都需要各种必需的营养物质，此外动物细胞培养需加动物血清，植物组织培养需加植物激素。3.动物细胞培养结果是只能获大量细胞，植物组织培养既可获得大量细胞，也可获得个体。【例2】下列属于动物细胞培养与植物组织培养主要区别的是()A.培养基成分不同B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行C.动物细胞可传代培养，在植物细胞不能D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株【解析】动物细胞培养与植物组织培养主要不同点是它们的培养基的成分不同。动物细胞培养的培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐和维生素，另外还有动物血清。植物组织培养所需要的培养基包含植物生长和发育的全部营养成分，如矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加剂，没有动物血清。【答案】A1.两种技术手段培养过程中都进行了有丝分裂，都是无性繁殖，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；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。3.离体的动物体细胞，其全能性受到限制，但其细胞核仍然保持全能性(如克隆技术培养动物个体)，然而需要卵细胞质才能体现出来，这说明细胞质中有调控核内基因表达的因素存在。2.用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是()A.都需用CO2培养箱B.都须用液体培养基C.都要在无菌条件下进行D.都可体现细胞的全能性【解析】植物组织培养用固体培养基不需要用CO2培养箱，植物组织培养可得到完整的植物个体，体现了细胞的全能性，动物细胞培养获得的是动物或代谢产物，未体现细胞的全能性；植物组织培养和动物细胞培养均需要在无菌条件下进行。【答案】C单克隆抗体的制备一、植物体细胞杂交和单克隆抗体的制备的比较植物体细胞杂交动物细胞融合(单克隆抗体的制备)(原理)细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性、细胞增殖前处理酶解法去除细胞壁(纤维素酶、果胶酶)注射特定抗原，免疫处理正常小鼠方法(1)物理法：离心、振动、电刺激等(2)化学法：聚乙二醇(PEG)(1)物、化法：与植物细胞融合相同(2)生物法：灭活的病毒过程原生质体的制备(酶解法)正常小鼠免疫处理原生质体的融合(物、化法)动物细胞的融合(物、化、生法)杂种细胞的筛选和培养杂交瘤细胞的筛选与培养杂种植株的诱导与鉴定单克隆抗体的提纯意义(1)克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展杂交的亲本组合范围(2)克服有性杂交的母系遗传现象、获得细胞质基因的杂合子、研究细胞质遗传(1)制备单克隆抗体(2)诊断、治疗、预防疾病。例如：单抗诊断盒、“生物导弹”治疗癌症灭活是指用物理或化学方法使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。二、单克隆抗体的主要优点特异性强、灵敏度高，并可大量制备。在单克隆抗体的制备过程中，两次筛选的目的不同：（1）由于B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合方式有多种，因此第一次筛选的目的是选出杂交瘤细胞，淘汰掉未融合的或同种细胞融合的细胞。（2）由于从小鼠体内提取的B淋巴细胞可能有多种，因此第一次筛选到的杂交瘤细胞可能多种，通过克隆化培养和抗体检测进行第二次筛选，以选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。【例3】甲流(H1N1)在世界各地大面积蔓延，有些国家还出现了死亡病例。科学家已分离出H1N1病毒(一种RNA病毒)。某制药厂根据下面流程图生产预防和治疗甲流的抗体，请据图回答有关问题：(1)若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞是取自感染病毒的人体内的________细胞，促进d过程的常用诱导剂是________。(2)假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成________种类型的C细胞，因此需用培养基筛选出________(填特点)的D细胞用于培养。D细胞的名称是________。(3)理论上，注射了该抗体的人群不能长期对甲流免疫，试分析原因________________。(4)不同种动物的体细胞融合，相比诱变育种和杂交育种方法，具有________________________等突出的优点。(5)请说明单克隆抗体的主要作用________________。【解析】(1)由于本题的目的是制备用于预防和治疗甲流的单克隆抗体，所以B细胞只能是取自感染H1N1病毒的动物或人体内的