5.某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,你认为错误的有几处 ( )
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比较内容 |
植物细胞工程 |
动物细胞工程 |
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特殊处理 |
酶解法去除细胞壁 |
用胰蛋白酶处理后制成细胞悬浮液 |
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融合方法 |
物理方法、化学方法、生物方法 |
物理方法、化学方法 |
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典型应用 |
人工种子、种间杂种植物 |
单克隆抗体的制备 |
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培养基区别 |
葡萄糖是离体组织赖以生长的成分 |
动物血清不可缺少 |
A.0处 B.1处 C.2处 D.3处
[解析] 诱导植物细胞融合的常用方法是物理方法和化学方法,诱导动物细胞融合的常用方法除了物理方法和化学方法之外,还有生物方法;蔗糖是离体植物组织赖以生长的成分。
[答案] C
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植物细胞杂交(番茄马铃薯植株) |
动物细胞融合(单克隆抗体) |
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过程 |
第1步 |
原生质体的制备(酶解法) |
正常小鼠的处理(注射灭活抗原) |
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第2步 |
原生质体的融合(物、化法) |
动物细胞融合(物、化、生法) |
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第3步 |
杂种细胞的筛选和培养 |
杂交瘤细胞的筛选和培养 |
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第4步 |
杂种植株鉴定 |
提纯单克隆抗体(特异性强、灵敏度高) |
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原理 |
细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 |
细胞膜的流动性、细胞增殖 |
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融合前 处理 |
酶解法除去细胞壁:纤维素酶、果胶酶 |
注射特定抗原法免疫处理正常小鼠 |
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促融因子 |
物理法:电激、离心、振动 化学法:聚乙二醇、CaCl2等 |
物化法:与植物相同 生物法:灭活的仙台病毒 |
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意义和 用途 |
(1)克服有性远缘杂交不亲和性 (2)克服有性杂交的母系遗传,获得细胞质基因的杂合子,是研究细胞质遗传的有力手段 |
有助于疾病的诊断、治疗、预防 |
典例精析
[例1](2009·浙江高考)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
[精析]CO2培养箱是通过在培养箱内模拟形成一个类似细胞在生物体内的生长环境如:恒定的酸碱度(pH值:7.2-7.4)、稳定的温度(37°C)、稳定的CO2水平(5%)等,来对细胞进行体外培养的一种装置,动物体细胞一般生活在一个相对稳定的内环境中,对这方面的要求较严格,离体培养时需要使用,而植物细胞对环境有着更大的适应能力,故不需要;动物细胞培养时一般选用液体培养基,获得的只是细胞株或细胞系,并没有获得新的个体,所以不能体现细胞全能性,而植物组织培养一般用固体培养基,并能获得完整的植株,故B、D错误; 动植物细胞培养基上有细菌等微生物存在时,它们比动植物细胞生长、繁殖得更快,而且还会产生毒素,使培养的细胞很快中毒死亡,因此都必须在无菌条件下操作。
[答案] C
[例2](2009·上海)回答下列有关植物组织培养的问题。
(1)用于植物组织培养的植物材料称为________。
(2)组织培养中的细胞,从分化状态转变为未分化状态的过程称为________。
(3)在再分化阶段所用的培养基中,含有植物激素X和植物激素Y,逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比,未分化细胞群的变化情况如下图所示,据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系:
![]()
1)当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时,______________________________;
2)________________________________________________________;
3)________________________________________________________;
(4)若植物激素Y是生长素,在植物组织培养中其主要作用是______________________________;则植物激素X的名称是______________________。
(5)生产上用试管苗保留植物的优良性状,其原因是_______________________________________________________________________。
[精析]本题主要考查植物组织培养相关基础知识及学生读表获取与处理信息能。
[答案](1)外植体
(2)去分化(脱分化)
(3)1)未分化细胞群经分裂形成愈伤组织;
2)当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时,未分化细胞群分化形成芽;
3)当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时,未分化细胞群分化形成根。
(4)促进细胞的生长(伸长)、分裂和分化 细胞分裂素
(5)组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖,后代不发生性状分离。
[例3]自然界中有一种含有叶绿体的原生动物-眼虫,这说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活。某同学提出问题“动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗?”他尝试设计出下列具体的实验方案。结合实验方案回答:
实验原理:根据眼虫的特点,动物细胞和植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的。实验步骤如下:
![]()
(1)①中选的植物材料细胞中,必须有的细胞器是 ;①到②要经历的过程是 ,
(2)③过程所用的酶是 和
(3)④过程除了用电激之外,还可以用 、 等做诱导因素。
(4)⑤过程动物细胞体外培养需要满足的条件是 、 、 、 。
(5)在整个实验过程中,要强调所用的器械的灭菌和实验人员的无菌操作,原因是
。
(6)在⑤⑥过程中,通常要添加血清,原因是 。
(7)如果让动植物杂交种批量培养生产,可以用 技术。
(8)动植物杂交种细胞是否有细胞壁? 。理由是 。
[精析]⑴本实验的原理就是根据眼虫中含叶绿体,从而认为动物细胞和植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的,故所选用的植物细胞应含有叶绿体。⑵ 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,去除细胞壁要用纤维素酶和果胶酶。⑹ 血清可以为动物细胞生存提供各种必需而人类还未完全弄清楚的营养成分;可以避免由于营养缺乏对结果的影响。⑺ 通过动物细胞培养技术获得大量的动植物杂交细胞,诱导发育成胚胎后,再通过胚胎移植技术就可以产生很多这样的动植物杂交种。⑻ 根据题意,杂交后的细胞的发育采用了动物胚胎的发育模式,不会产生细胞壁。
[答案] ⑴ 叶绿体 脱分化;⑵ 纤维素酶和果胶酶;⑶ 病毒、聚乙二醇(振荡、离心、生物、化学因素等);⑷ 无菌、无毒的环境,营养,温度,pH,气体环境;⑸ 各种杂菌可以在培养基上面迅速生长,培养基一旦被污染,迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养,而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物有害的物质,导致培养物迅速死亡;⑹ 由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚,通常加入血清、血浆等一些天然成分(或动物血清中具有使动物细胞正常生长分裂的一些物质)(答案合理即可);
⑺ 动物细胞培养;⑻无,因为胚胎在母体子宫中完成胚胎发育。
[点拨] 本题考察了学生由图获得相关信息的能力及动物细胞融合中的各个环节,属于理解、应用层次的考查。
巩固演练
1.单克隆抗体制备过程中,骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后,要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞,在这种培养基上不能存活增殖的细胞是( )
①B淋巴细胞 ②小鼠骨髓瘤细胞 ③B淋巴细胞自身融合细胞 ④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞 ⑤杂交瘤细胞 A.①②③④ B.①③⑤
C.②④ D.②③
[解析] 单克隆抗体制备过程中,骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合时,发生了以下三种情况,未发生融合的细胞(B淋巴细胞,小鼠骨髓瘤细胞),自身融合的细胞(B淋巴细胞自身融合,小鼠骨髓瘤细胞自身融合),骨髓瘤细胞与单个淋巴细胞融合的杂交瘤细胞,杂交瘤细胞是制备单克隆抗体所必需的,因此,将其筛选出来。本题考查的是杂交瘤细胞筛选的机理和方法,使学生学会用学过的知识进行推理和判断。
[答案] A
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比较项目 |
植物组织培养 |
动物细胞培养 |
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培养原理 |
细胞全能性 |
细胞增殖 |
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培养 基 |
物理性质 |
固体 |
液体 |
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化学成分 |
营养物质、激素 |
营养物质、动物血清 |
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培养材料 |
常用植物幼嫩部位或花药 |
常用动物胚胎或出生不久的幼龄 动物的器官或组织 |
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培养结果 |
培育成植株 |
培育成细胞株或细胞系 |
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培养目的 |
快速繁殖、培育无病毒植株 |
获得细胞或细胞产品等 |
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联系 |
均为无菌操作,需要适宜的温度,pH值,O2等条件 |