3.克隆技术:广义上的克隆指所有离体细胞的繁殖。
案例剖析 旁征博引 举一反三
考题1 分)用水稻(基因型为AaBb)的花药通过无菌操作,接人试管.经过如图2-7-1过程形成试管苗.以下选项中正确的是( )
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A.a:用花药离体培养法获得的是单倍体植株;b:通过有丝分裂产生愈伤组织;c:培养基中应有固氮菌;d:试管苗的生长发育不需光照
B.a:用花药离体培养法获得的是二倍体植株;b:通过减数分裂产生愈伤组织;c:培养基是由碳源物质组成的;d:试管苗的生长发育不需光照
C.a:用花药离体培养法最终获得的是单倍体植株.b:通过有丝分裂产生愈伤组织;c:培养基中应有植物生长和发育所需的全部物质;d:试管苗的生长发育需要光照
D.a:用花药离体培养法获得的是二倍体植株;b:通过有丝分裂产生愈伤组织;c:培养基是由氮源物质组成的;d:试管苗的生长发育需要光照
考题1点拨:本题重在考查花药离体培养过程,此过程培养的是花粉粒,花粉粒的获得是经减数分裂,则此过程为有性生殖。植物组 织培养过程要求在无菌条件下,故不可能存在固氮菌,并且在开始时植物细胞不进行光合作用,故需添加植物生长发育的全部物质和生长素、细胞分裂素等植物激素;d试管中存在植物幼苗,可进行光合作用,故需在有光条件,而其他试管则需在无光条件下进行。答案:C。 总结提示:植物组织培养技术是植物细胞工程所有技术中的基础技术,对此不仅要了解其过程,还要理解此过程中的细节。在解答此类试题时,我们应明确脱分化、再分化、愈伤组织等定义及其实质,并注意离体的植物细胞不进行光合作用,在培养基中要加入细胞生活所必需的各种营养物质和必要的植物激素。
考点2植物细胞杂交与动物细胞融合
(1)区别(见表2 7-1):
表2-7-1
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原理 |
方法 |
诱导方法 |
结果 |
用途 |
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植物体细胞杂交 |
细胞膜流动性和细胞全能性 |
去壁后诱导原生质体融合,形成杂种细胞后再培育成植株 |
物理:电刺激、振动、 离心等化学:PEG |
诱导成植株 |
克服远缘杂交不亲 和障碍,培育优良 性状的杂交植株 |
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动物细胞融合 |
细胞膜流动性 |
分散成单个细胞 后,诱导细胞融合 |
物理:电刺激、振动、 离心等化学:PEG 生物:灭活的病毒 |
形成杂 种细胞 |
培育杂种细胞或大 量获得细胞产品 |
(2)植物体细胞杂交:①概念:用两个来自不同生物的体细胞融合成一个杂种细胞,并将其培育成新植物体的方法;②理论基础:细胞膜的流动性、植物细胞的全能性;
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④目的:获杂种植株;⑤植物体细胞杂交研究的现状:这项研究在克服远缘杂交不亲和的障碍、培育作物新品种方面取得的重大突破,大大扩大了杂交的亲本组合范围。目前植物体细胞杂交还有许多理论和技术问题没有解决,这项技术仍然处于研究阶段,距离推广应用还有一定差距。
考题2 )将阔叶粉花烟草(AAbb)和柳叶黄花烟草(aaBB)这两个品种的体细胞进行杂交,杂种细胞再经组织培养长成的杂种植株表现为阔叶黄花。请回答:
(1)两种烟草体细胞杂交的第一步是 ,它们能融合为一体的部分叫做 ,它们能融合为一体的原因是细胞膜具有 。这样形成的杂种细胞,在组织培养过程中所产生的愈伤组织,还要经过 过程,才能发育成杂种植株。
(2)从表现型来看,烟草的柳叶和阔叶、粉花和黄花都属于 。
(3)烟草常有虫害,如果长期使用同一种农药治虫,治虫效果就会降低,这是由于的缘故。
(4)为了使烟草的叶片长得宽大,常常需添施氮肥。
(3)动物细胞融合:①理论基础:细胞膜具有一定的流动性;②过程:在一定的手段下,使来自不同动物的细胞融合在一起。
①氮肥中的有效成分是如何进入根毛细胞的?②如果一次施肥过多,会造成“烧苗”现象,请解释原因 。
考题2点拨:去掉细胞壁的植物细胞称为原生质体,原生质体的最外侧是细胞膜,由于细胞膜具有一定的流动性,当有一定的诱导剂 存在时,原生质体才能融合成为杂种细胞。由杂种细胞经分裂增殖产生愈伤组织,经再分化的过程,才能形成植株幼苗。由于将阔叶粉花烟草(AAbb)和柳叶黄花烟草(aaBB)这两个品种的体细胞进行杂交,杂种细胞再经组织培养长成的杂种植株表现为阔叶黄花(AAaaBBbb),所以阔叶和黄花是显性性状,阔叶和柳叶是一对相对性状,黄花和粉花是另一对相对性状。由于农药对害虫的选择作用,使害虫的抗药性逐渐增强。植物通过主动运输的方式从土壤中吸收矿质元素,当一次施肥过多,引起土壤溶液浓度过大,根细胞不能吸水反而会失水,就会造成植物“烧苗”现象。答案:(1)去掉细胞壁;原生质体;一定的流动性;再分化(2)相对性状(3)农药对害虫产生了选择性 (4)①通过主动运输。②土壤溶液浓度大于根细胞液浓度,使细胞失水过多总结提示:植物细胞杂交利用了较多的技术方法,利用酶解法去除细胞壁,利用促融剂促进细胞的融合,利用植物组织培养技术获得杂种植株,对这些技术应多加注重。
考点3动物细胞培养及单克隆抗体的制备
(1)动物细胞培养:①培养基:液体培养基;②培养的对象:取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织;③过程:原代培养(10代)一细胞株(40-50代)一(遗传物质改变)细胞系;④应用.a.大规模生产蛋白质生物制品。b.医学上皮肤移植、生理、病理、药理研究。c.检测有毒物质。
(2)动物细胞融合:①促融方法:常用灭活的病毒;②应用:制备单克隆抗体。
(3)单克隆抗体:①单克隆抗体的制备:取免疫过的动
特定的细胞群一体外培养或体内培养一提取单克隆抗体;②应用:a.理论研究。b.实践应用:疾病的诊断、治疗和预防、生物导弹。
(4)动物胚胎移植:试管动物。
(5)核移植技术与克隆动物。
(6)单克隆抗体:特异性强、化学性质单一、灵敏度高。
考题3 图2-7-2是单克隆抗体制备过程示意图。据图回答:
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(1)通过①过程得到的B淋巴细胞从小鼠体内分离出之前,应对小鼠进行的处理是 ,该处理的实质是在小鼠体内发生
的过程。
(2)骨髓瘤细胞与进行原代培养的细胞相比较,核物质发生的主要变化是 ,从而违背了“程序性细胞死亡”规则,打破了细胞产生与死亡的动态平衡。
(3)培养瓶中的杂交瘤细胞在有丝分裂中期,核内DNA分子数:染色体数= 。
(4)试设想运用生物工程其他领域的技术制备单克隆抗体的一条途径。
考题3点拨:单克隆抗体实际上是化学性质单一的抗体,抗体的化学本质为免疫球蛋白,要获得抗体必须有相应抗原的刺激,在抗原 的刺激下,机体内发生体液免疫过程产生相应的效应B细胞,而效应B细胞是高度分化的细胞,已经失去分裂能力,要使其恢复分裂能力,应与骨髓瘤细胞结合,利用其无限增殖的特性使其增殖,产生大量化学性质单一的抗体,即单克隆抗体。答案:(1)注射相应的抗原;体液免疫 (2)遗传物质(原癌基因)发生了改变 (3)2:1 (4)运用基因工程方法制造含抗体基因的工程菌,并通过发酵产生单克隆抗体。 总结提示:在考查动植物细胞工程时,一般联合其他生物工程进行相关知识的考查,并且基因工程、细胞工程同属于基础工程为上游工程,而发酵工程则属于下游工程,故在获取特殊(区别于一般生物、一般细胞)的细胞生物时,常结合细\胞工程和基因工程进行综合考查,我们应加以重视。