细胞工程知识梳理

高考生物一轮复习第三期 现代生物科技专题专题聚焦二 细胞工程一、植物细胞工程植物组织培养的原理：植物细胞的全能性。全能性的概念：全能性是指具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。全能性表达的难易程度：受精卵〉生殖细胞〉干细胞＞体细胞；植物细胞〉动物细胞。植物组织培养过程：蕾体黑堕紫号晌室―愈伤组织片J根、芽试管苗人为便用械物溅素控割地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。植物体细胞杂交杂交的两种用纤维素髭原牛些旦欧或.融合后的杂种，愈作杂种植物细胞果胶髭去灯匏W质体糜乙二薜与诱导原生质体—细胞分裂组织*直株组织培养诱导融合的方法：物理法：离心、振动、电激等。化学法：一般用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。细胞融合完成的标志：新的细胞壁的生成。植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束。杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。体细胞杂交：两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。用该过程培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传定律。只有有性生殖进行减数分裂过程中才符合遗传定律，而体细胞杂交不符合该定律。植物体细胞杂交的优点：克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。植物组织培养技术的实践应用微型繁殖微型繁殖就是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞内DNA不变，所以能够保证亲、子代遗传特性不变。作物脱毒作物脱毒是利用茎尖、根尖等无毒组织，进行微型繁殖，由于微型繁殖操作过程必须在无菌条件下操作，所以获得的幼苗是无毒的。人工种子•制作方法：人工种子是利用植物组织培养获得的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等，然后包上人工种皮就形成了人工种子。•优点：可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖；保持亲本的优良性状，因该过程为无性繁殖；节约粮食，减少种子的使用；可以控制添加一些物质，如除草剂、农药、植物激素、有益菌等。（4）细胞产物的工厂化生产：用人工培养的愈伤组织提取细胞中的某种成分，如紫草素、香料等。二、 动物细胞培养动物细胞培养液的特点：液体培养基，需加动物血清。动物细胞培养条件：（1） 营养条件：微量元素、无机盐、糖类、氨基酸、促生长因子、动物血清等。（2） 温度：36.5°C±0.5°C；适宜的pH：7.2〜7.4。（3） 气体环境：•02：95%的空气，维持有氧呼吸、细胞代谢-C02：5%，维持pH（4） 无菌、无毒环境培养液和培养用具杀菌消毒；培养过程加抗生素杀菌；定期更换培养液，清除代谢产物。动物细胞培养的过程动物胚胎或幼龄动物器官I胰蛋白酶原代培养： 细胞悬浮液（原代细胞）I10代细胞传代培养 I40〜50代细胞（细胞株）I无限繁殖（细胞系）细胞贴壁生长和接触抑制悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。动物细胞培养技术的应用（1） 生产病毒疫苗、单克隆抗体、干扰素等。（2） 利用动物细胞培养技术中的细胞贴壁生长和接触抑制的特点，可用烧伤病人自己的健康皮肤培养出大量的自身薄层皮肤细胞，以供植皮所需。（3） 培养的动物细胞用于检测有毒物质，判断物质的毒性。三、 植物组织培养和动物细胞培养的比较项目植物组织培养动物细胞培养理论基础植物细胞全能性细胞增殖培类型固体或半固体培养基液体培养基养成分水、矿质元素、维生素、蔗葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因基糖、氨基酸、琼脂子、动物血清等取材植物幼嫩部位或花药等动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织

过程外植体r离体根r茎、叶等）化愈伤组织f胚状体化九嘿 芯神度* V试管幼苗 人工种子植株 1动物旌脂或幼龄动物的组织器官"胰虫白弱处埋单个细胞细胞悬浮液格券海中康代塔舞细胞贴壁生长增殖传代姑券e〜40^50代＞细胞获得不死性〔遗传物质发生改变）结果新的组织或植株个体新的细胞系或细胞株，不形成个体目的植物快速繁殖；脱毒苗的培育；人工种子；生产药物、杀虫剂等；转基因植物的培育。蛋白质生物制品的生产；皮肤移植材料的培育；检测有毒物质；生理、病理、药理学研究相同点两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂；均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件。三、动物体细胞核移植技术和克隆动物原理：动物细胞核的全能性和细胞膜的一定的流动性。种类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。材料：（1） 供体细胞（2） 减数第二次分裂中期的次级卵母细胞（受体细胞）：•卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质；•卵母细胞体积大，便于操作；•卵黄多，营养物质丰富。过程：体细胞核一+A1 »重组细胞一有丝分裂—早期胚胎一胚胎移植—代孕母体一生产—新个体卵细胞质， 一体细胞核移植技术的应用（1） 加速家畜遗传改良进程，促进良畜种群繁育。（2） 保护濒危物种，增大存活数量。（3） 生产珍贵的医用蛋白。（4） 作为异种移植的供体。（5） 用于组织器官的移植等。体细胞核移植技术存在的问题：克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。

四、细胞融合与单克隆抗体动物细胞融合（1） 动物细胞融合：两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。（2） 诱导方法:化学法：聚乙二醇（PEG）生物法：灭活的病毒物理法：离心、振动、电激等。（3） 动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。单克隆抗体的制备（1）血清抗体与单克隆抗体B淋巴细胞.细胞略B淋巴细胞.细胞略，细胞眼,杂变瘤细胞骨髓瘤细胞/体内培养—单克隆抗体体外培养名称产生特点血清抗体由B淋巴细胞产生一般从血清中分离，产量低、纯度低、特异性差单克隆抗体由杂交瘤细胞产生特异性强、灵敏度高，能大量制备（2）单克隆抗体的制备注意：制备单克隆抗体时选用一种抗原处理的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合，产生杂交瘤细胞，它会兼有两个亲本细胞的特性一在体外培养条件下能不断增殖，同时能产生某种特异性的抗体。在诱导剂的作用下进行细胞融合，形成的细胞有五种：未融合的A、B细胞，融合的A-A型、B-B型、A-B型，只有A-B型才是我们需要的杂种细胞，所以需要用选择培养基进行筛选。想比较植物体细胞杂交，动物细胞融合特有的诱导方式为灭活的病毒处理，其他物理和化学方法诱导融合的手段与植物体细胞杂交过程中原生质体融合方法相同。（3） 制备单克隆抗体过程中的两次筛选：第一次筛选：将未融合的B淋巴细胞、骨髓瘤细胞以及B-B融合、瘤-瘤融合的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出B-瘤融合的细胞。第二次筛选:将产生特定抗体的杂交瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内取免疫过的B淋巴细胞时取出很多种，形成的杂交瘤细胞有很多种，所以需筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。（4） 获取单克隆抗体的场所-若在培