细胞与细胞工程

第四章 细胞与细胞工程
【教学时间】 2课时
【学习目标】
1．理解细胞的生物膜系统是一个在结构和功能上都紧密联系的统一整体
2．植物细胞工程的技术手段，组织培养的理论基础、过程和植物体细胞杂交的理论基础和过程
3．动物细胞工程的技术手段，动物细胞培养及融合的过程和应用
理解单克隆抗体制备的原理、过程和应用 【重 点】 １．各种生物膜在结构和功能上的联系
２．组织培养的理论基础、过程和植物体细胞杂交的理论基础和过程 3．动物细胞培养；单克隆抗体制备的原理、过程和应用
【难 点】 植物体细胞杂交的理论基础和过程、单克隆抗体制备的原理、过程和应用
1．什么是生物膜？各种生物膜的化学成分？生物膜的结构和功能特点是什么？
2．简述抗体、胰岛素的分泌合成过程，说明什么问题？
3．什么是生物膜系统？研究生物膜有哪些重要的意义？
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４．动、植物细胞工程技术手段？理论基础分别是什么？
５．植物组织培养、动物细胞培养的过程及应用？
6．动、植物细胞融合的诱导方法、所用酶有何不同？结果有何区别？
7．单克隆抗体的制备过程？有何优点？
１．生物膜组成成分，结构
细胞有膜的结构有：
２．生长激素的分泌体现了膜的特点：；矿质元素的吸收体现了膜
的特点：。

３．分泌蛋白的种类：
4．植物体细胞组织培养一般属于生殖，生殖细胞如花药离体培养（单倍体的培育）属于生殖。

5．在生物体内，细胞没有表现出全能性的原因：。

6．ＡＢ两植物体细胞的原生质体融合成功的标志：。

融合的种类：。

7．单克隆抗体的制备过程中杂交瘤细胞的特点：。

1．原核生物有生物膜系统吗？病毒呢？
2．比较植物体细胞杂交和动物细胞融合，请回答：
细胞与细胞工程
1．下列关于细胞工程的有关叙述，错误的是（ ）
A.试管婴儿实质就是体外受精和胚胎移植的产物，但不能使不产生精子或者卵细胞的夫妇得到自己的孩子
B.进行组织培养时，在根尖细胞形成愈伤组织的过程中，可能发生细胞脱分化，还可能发生染色
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体变异或基因突变，而不可能发生基因重组
C.利用花药离体培养得到单倍体植株、从紫草的愈伤组织中提取紫草素、利用细胞工程培育"番茄-马铃薯"杂种植株，都利用了植物组织培养技术；而利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株则没有采用植物组织培养技术
D.动物细胞融合与植物体细胞杂交相比，诱导融合的方法、所用的技术手段、所依据的原理均相同，都能形成杂种细胞和杂种个体
２．现有甲、乙两种植物(均为二倍体纯合子)，其中甲种植物的光合作用能力高于乙种 植物，但乙种植物很适宜在盐碱地种植，且相关性状均为核基因控制。

若利用甲、乙两种植物的优势，培育出高产、耐盐的植株，可行的方案是（ ） A ．利用植物体细胞杂交技术获得目的植株
B ．将乙种植物耐盐基因导入到甲种植物的卵细胞中，然后进行离体培养
C ．两种植物有性杂交获得F 1，再利用单倍体育种技术
D ．诱导两种植物的花粉融合，并直接培育成幼苗
３．下列是对右图生物膜结构和功能的叙述，正确的是 A ．此生物膜为叶绿体内膜 （ ）
B ．此生物膜产生的ATP 可用于植物体的各项生理活动
C ．此生物膜发生的能量转换是：
光能→电能→活跃化学能→稳定化学能 D ．此生物膜可完成光合作用的光反应过程
4．自然界的细胞融合产生有性后代，细胞工程中细胞杂交被广泛应用于培育杂种植株和生产单克隆抗体等方面。

请回答以下相关问题：
（1）若a 、b 分别为精子和卵细胞，则产生a 、b 的分裂方式是___________________。

（2）若a 、b 表示体细胞，则诱导融合采用的化学诱导剂是 ，由d 细胞形成杂种植
株的原理是________________，其中使用了植物组织培养技术，首先把杂交细胞培养成 组织，然后诱导它再分化形成植株，再分化的实质是 ，植物体细胞杂交的意义是该技术能克服____________________________。

（3）生产单克隆抗体时一般不直接培养效应B 细胞，主要原因是_________________，若用15
N
标记的氨基酸培养能产生单克隆抗体的细胞，放射性物质在细胞器中出现的先后顺序是 。

（4）若该过程是制备人抗某病毒的单克隆抗体的过程，则a 和b 细胞分别是__ ________________，
常用 作为诱导剂。

在培养d 细胞的培养液中通常要加入一定量 物质，d 细胞功能上具有的特点是___ ______________________________________________。

选择题
DAD
.4.
（1）减数分裂
（2）聚乙二醇（PEG）植物细胞的全能性愈伤基因选择性表达有性（远源）杂交不亲和的障碍
（3）效应B细胞不能无限增殖核糖体、内质网、高尔基体
（4）人的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞灭活的病毒抗生素、血清、血浆等既能迅速繁殖，又能产生专一的抗体
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2．下图表示细胞融合简略过程，请回答：
（1）在将A 和B 两种植物细胞进行体细胞杂交前，必须先利用______________________去除细胞的有关结构，D 细胞在______________________操作的情况下，经某些激素诱导，可发育成具分生能力的____________组织，再经一定条件下的培养和包装，最终制造出神奇的人工种子。

（2）若该过程是制备人抗某病毒的单克隆抗体的过程，则A 和B 细胞分别是__________________，在培养D 细胞的培养液中通常要加入一定量_________________物质，D 细胞功能上具有的特点是____________________________________________________。

（3）细胞融合技术与传统的有性杂交相比，其优越性在于__________________；人工诱导动物细胞融合与诱导植物细胞融合的方法相同的是都可利用物理方法和化学方法，此外动物细胞融合还可用__________________________________作为诱导剂。

探究2答案：
（1）纤维素酶和果胶酶 无菌 愈伤
（2）人的B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞 抗生素、血清、血浆等 既能迅速繁殖，又能产生专一
的抗体
（3）克服远缘杂交不亲和的障碍 灭活的病毒
5．科学家经过长期的实验，采用体细胞杂交的方法，克服了物种间的生殖隔离，终于按下 列技术流程得到了“番茄—马铃薯”杂种植株，请据图回答：
（1）图中A 处理表示的含义是。

（2）B 处理表示 ，具体说明可使用的两类方法：。

（3）C过程发生的变化为。

（4）确保D过程的顺序进行应注意的问题是。

（5）目前，该项研究并没有如科学家所想像的那样达到预期效果，但其重要意义是。

（6）科学家利用植物体细胞杂交技术获得的优良品种，可通过人工种子来大量繁殖和推广，请设计制备人工种子的主要流程：。

（1）分别用纤维素酶和果胶酶处理两种细胞获得原生质体。

（2）进行原生质体融合使用离心、振动、电激等物理方法和使用聚乙二醇（PEG）的化学方法（3）经过脱分化，培养出愈伤组织
（4）将生长良好的愈伤组织转移到分化培养基上培养
（5）克服了不同生物远缘杂交的障碍（在培育种间属间杂交方面有较高的应用价值）
（6）诱导愈伤组织→愈伤组织再分化（胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等）（1分）→机械化人工薄膜包装形成人工种子（1分）
2．小黑麦是我国科技工作者利用普通小麦和黑麦远源杂交获得的。

普通小麦与黑麦杂交时，存在远源杂交不亲和现象，实现杂交时需要克服很多困难，而利用植物体细胞杂交技术可有效克服这种现象。

请你利用所学植物体细胞杂交技术知识，设计获得小黑麦的主要步骤和方法
(文字叙述或流程示意图均可，但不要画出细胞及植株)。

⑴用果胶酶、纤维素酶分别处理普通小麦细胞和黑麦细胞(1分)，获得两种植物细胞的原生质体
（1分)
⑵用一定的方法诱导原生质体的融合(1分)，并筛选出杂种原生质体(1分)，进而诱导杂种原生质
体产生细胞壁，形成杂种细胞(1分)
(3)利用植物组织培养技术(1分)，获得杂种植株——小黑麦(1分)
图示(4分)
普通小麦细胞→原生质体A 细胞细胞壁组织
------→新原生质体------→杂种 -------→杂种植株
黑麦细胞——→原生质体B 融合再生细胞培养(小黑麦)
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