细胞工程3
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1、谷氨酰胺在培养基中的主要作用是什么?配液是应注意哪些问题?答:所有细胞都需要谷胺酰胺,其特殊的作用:(1)、可促进各种氨基酸进入细胞膜;(2)、所含的氨是核酸中嘌呤和嘧啶的来源;(3)、是合成ATP、ADP、AMP 时所需物质;(4)、是能源和碳源的来源。
配液时应注意:谷胺酰胺在溶液中不稳定,应放置在-20℃冰箱保存,用前加入培养液内。
已含有谷胺酰胺的培养液在4℃冰箱内放置,两周以上时重新加入原来量的谷胺酰胺。
2、胎牛血清在细胞培养中起什么作用?答:(1).补充培养液中没有或量不足的营养物质:氨基酸、维生素、无机物、脂类物质、核酸衍生物等,是细胞生长必需的物质;(2).提供激素和各种生长因子:胰岛素、肾上腺皮质激素(氢化可的松、地塞米松)、类固醇、激素(雌二醇、睾酮、孕酮)等。
生长因子如成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、血小板生长因子等;(3). 提供结合蛋白:结合蛋白作用是携带重要的低分子量物质,如白蛋白携带维生素、脂肪、以及激素等,转铁蛋白携带铁。
结合蛋白在细胞代谢过程中起重要作用。
(4). 含有生长基质成分使细胞易贴附在培养器皿上,例如纤粘连蛋白(fibronectin,FN)。
(5). 对培养中的细胞起到某些保护作用:①、提供促接触和伸展因子使细胞贴壁免受机械损伤。
②、有一些细胞,如内皮细胞、骨髓样细胞可以释放蛋白酶,血清中含有抗蛋白酶成分(蛋白酶抑制剂),起到中和作用。
③、血清蛋白形成了血清的粘度,可以保护细胞免受机械损伤,特别是在悬浮培养搅拌时,粘度起到重要作用。
④、血清还含有一些微量元素和离子等中和毒性物质,保护细胞不受伤害,他们在代谢解毒中起重要作用,3、完全培养基中各成分在细胞培养中的作用分别是什么?答:(1)、水:水是一种良好的溶媒,一切营养物质只有溶于水才易被细胞吸收,代谢产物也许溶于水才能排泄,生化反应也必须再溶解状态下才能很好的起作用。
水的比热高、潜热大,对调节温度起着很大作用。
二轮复习专题2细胞工程考点一、植物组织培养(Ⅱ)1、 理解植物组织培养的原理、记住其培养过程、条件。
2、 理解植物组织培养在生产中的一些应用实例植物组织培养 步骤条件 无菌操作、离体、激素、一定的营养物质和其他外界条件 原理 细胞的全能性概念植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
训练题:下图是植物组织培养的简略表示。
据此回答:(1)①表示 ,它能被培养成为④的根本原因是 。
(2)②表示 ,它与①相比分化程度 ,全能性 。
(3)若①是花药,则④是 ,继续对其使用_________ 处理可获得 正常植株,该过程称为 。
(4)若要获得脱毒苗,则应选取 部位进行组织培养,若要对植物细胞产物进行工厂化生产需要培养到 (填数字)阶段(5) 若①是胡萝卜根尖细胞, (能/不能)培养成的④,这说明根尖细胞具有 。
根尖细胞中不含叶绿素,而根尖细胞中 (含有/不含)合成叶绿素的相关的基因,说明基因是 进行表达的。
考点二、植物体细胞杂交针对训练:下图为植物体细胞杂交过程示意图,据图回答:⑴步骤①是去掉 ,使植物细胞成为 ,最常用的方法是 。
⑵步骤②一般常用的化学试剂是 ,目的是 。
⑶③过程表示诱导产生 ,它是细胞融合的标志。
参与细胞壁的细胞器主要有⑷在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中,运用的技术手段是 ,其中步骤④相当于 ,步骤⑤相当于 。
⑷植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株,使两株植物的性状能够在新的植物体上有所表现,其根本原因是 。
⑸从理论上讲,杂种植株的育性为 。
若运用传统有性杂交方法能否实现? 因此,这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 。
考点三、动物细胞培养和体细胞克隆(Ⅰ) 一、动物细胞培养 1.原理:细胞增殖。
2.过程动物胚胎或幼龄动物的组织、器官――→胰蛋白酶剪碎单个细胞――→加培养液制成细胞悬液→原代培养→传代培养二、细胞核移植技术1、概念:将动物细胞的一个细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,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。
细胞工程考点一植物细胞工程1.细胞工程(1)操作水平:细胞水平或细胞器水平。
(2)目的:按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。
2.植物细胞的全能性(1)概念: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。
(2)原理:细胞内含有本物种的全部遗传信息。
(3)全能性表达条件:具有完整的细胞结构,处于离体状态,提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。
3.植物组织培养技术(1)原理:植物细胞具有全能性。
(2)过程:4.植物体细胞杂交技术(1)概念:将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
(2)原理:体细胞杂交利用了细胞膜的流动性,杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。
(3)过程(4)意义:克服不同种生物远缘杂交的不亲和性。
5.植物细胞工程的实际应用(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。
②作物脱毒技术: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①单倍体育种a.实质:花药离体培养过程就是植物组织培养过程。
b.流程:花药单倍体幼苗――――――――→秋水仙素诱导染色体数目加倍纯合子。
c.优点:后代不发生性状分离,都是纯合子,能够稳定遗传,明显缩短了育种年限。
②突变体的利用:筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。
(3)细胞产物的工厂化生产1.植物组织培养的关键(1)条件:离体,一定营养物质,激素(生长素、细胞分裂素)等。
(2)培养基状态:固体培养基(需再分化生根培养基及生芽培养基) (3)体内细胞未表现全能性的原因:基因的表达具有选择性。
(4)光照的应用脱分化阶段不需要给予光照,再分化阶段需要给予光照,以利于叶绿素的形成。
2.杂种植物遗传物质的变化(1)遗传特性:杂种植株中含有两种植物的遗传物质,故杂种植株具备两种植物的遗传特性。
第1课时胚胎工程的理论基础课标内容要求核心素养对接简述胚胎形成经过了受精及早期发育的过程.1。
生命观念:以精子和卵细胞的结构为例,阐述细胞的结构与功能的适应。
2.科学思维:以过程图的形式表示受精作用和胚胎发育的过程。
一、胚胎工程1.概念:对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理,然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代,以满足人类的各种需求.2.主要技术:体外受精、胚胎移植和胚胎分割.二、受精1.概念:精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。
2.场所:雌性动物的输卵管内.3.过程三、胚胎早期发育1.场所:输卵管。
2.过程受精卵↓卵裂期错误!↓桑葚胚:卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团形似桑葚↓孵化:囊胚进一步扩大,会导致透明带破裂,胚胎从其中伸展出来↓原肠胚:形成外胚层、内胚层和中胚层→各种组织、器官判断对错(正确的打“√”,错误的打“×")1.刚排出的精子即能与卵子受精。
(×)提示:精子必须在生殖道中获能后才能与卵子受精。
2.精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是子宫。
提示:精子和卵子相遇形成受精卵的部位是输卵管。
3.精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ,排出第二极体,形成雌原核。
(√)4.囊胚期细胞还没有分化.提示:囊胚期细胞已分化形成内细胞团和滋养层细胞。
5.原肠胚变大导致透明带破裂而孵化出来.提示:发生孵化的是囊胚。
受精的准备及过程1.准备阶段(1)精子获能刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后,才能获得受精能力。
(2)卵子的准备卵子要在输卵管内进一步成熟,到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。
2.受精过程3.防止多精入卵的两道屏障(1)透明带反应:精子触及卵细胞膜的瞬间,会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应,称作透明带反应,它是防止多精入卵受精的第一道屏障。
(2)卵细胞膜反应:精子入卵后,卵细胞膜会立即发生一种生理反应,拒绝其他精子再进入卵内,称为卵细胞膜反应,这是防止多精入卵受精的第二道屏障.合作探究:(1)两道屏障防止多精入卵,其意义是什么?提示:两道屏障防止多精入卵,保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致,从而保证遗传的稳定性。
━动物细胞的培养■ 动物细胞与组织培养是从动物体内取出细胞或组织,模拟体内的生理环境,在无菌、适温和丰富的营养条件下,使离体细胞或组织生存、生长并维持结构和功能的一门技术。
★特性:■ 倍增时间长,生长缓慢,易受污染;■ 无细胞壁,对机械搅拌或剪切力敏感;■ 细胞间主要以聚集体形式存在,大多数需要粘附在载体表面才能生长;■ 原代细胞一般繁殖50代左右即退化死亡,只有癌细胞和发生转化的细胞才能无限生长下去。
━接触性抑制:是指由于细胞相互接触而抑制细胞运动性的现象,使得正常细胞并不会相互重叠,而是呈单层细胞生长。
━密度抑制:细胞接触汇合成片后,只要营养充分,细胞仍能进行增殖分裂。
但当细胞密度达到一定程度后,营养相对缺乏,代谢产物增多,密度保持不变。
━动物大规模培养技术:悬浮培养、微载体培养、微囊化培养、中空纤维法等━原代培养:接种组织块直接长出单层细胞或组织分散成单个细胞在进行培养。
━传代培养:从原代培养的细胞继续转接培养。
★常用细胞━组织工程:应用细胞生物学和工程学原理,将人体某部分的组织细胞种植和吸附在生物材料的支架上进行人工培养繁殖、扩增,然后移植到人体内所需要的部位,从而达到器官修复或再造的治疗目的。
━干细胞:一类具有自我更新和分化能力的细胞。
■ 根据功能分类:单能干细胞、多能干细胞与全能干细胞;■ 根据来源分类分为:成体干细胞、胚胎干细胞(ES细胞)。
━干细胞增殖特性:①缓慢性②自稳性①缓慢性:干细胞的增殖速度一般比较慢。
而一旦机体需要时,干细胞就可以进入分化过程,其增殖速度开始加快。
这种缓慢增殖的特点利于干细胞对特定的外界信号做出反应,以决定进行增殖还是分化程序。
缓慢增殖还可以减少基因发生突变的可能性,使干细胞尽量避免产生自身突变。
②自稳性:自我更新维持自身数目的恒定。
━胚胎干细胞:ES细胞,是一种全能干细胞,是从着床前胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外分化抑制培养分离的一种全能性细胞系,可以分化成任何一种组织类型的细胞。
第2节动物细胞工程第3课时◆教学目标1.阐明动物细胞核移植技术的概念和原理。
2.概述体细胞核移植的过程。
3.认同体细胞移植技术具有广阔的应用前景,客观分析该技术存在的问题。
◆教学重难点【教学重点】概述体细胞核移植的过程。
【教学难点】概述体细胞核移植的过程。
◆教学过程【新课引入】【教师活动】“悟空拔一把毫毛,丢在口中嚼碎,往空中喷去,叫一声‘变!’即变作三二百个小猴,周围攒簇。
”这是《西游记》中的一段描述,展示了作者的想象力。
从生物学角度来说,毫毛来自体细胞,我们能用体细胞“变”出猴来吗?引导学生通过“动物体细胞和移植技术和克隆动物”的学习来尝试解答这个问题。
【新知讲解】一、动物体细胞核移植技术展示资料:资料:2017年“中中”和“华华”的出生轰动了全世界,这是我国科学家的研究成果。
他们是首次使用体细胞核移植技术培育成功的灵长类动物,核移植技术相当于孙悟空实施的“魔法”。
1.概念动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,使这个重新组合的细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。
2.分类根据提供细胞核的种类不同,分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
阅读课本,思考:(1)这两种核移植技术你认为哪种难度更高?(2)动物体细胞核移植中,非人灵长类动物的核移植非常困难。
为什么?【学生活动】思考、回答问题。
(1)动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,而动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难,因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞。
(2)一方面是供体细胞的细胞和在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态,导致胚胎发育率低。
另一方面是对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术不完善。
过渡:我国科学家利用体细胞核移植技术,我国已经成功克隆了牛、羊、猪和猴等多种哺乳动物,以克隆高产奶牛为例,你能设计如何克隆高产奶牛吗?二、动物体细胞核移植过程【学生活动】思考、回答问题。
首先取出高产奶牛的体细胞的细胞核,与去核的卵母细胞进行组合,产生早期胚胎,将胚胎移植到母牛体内,生出小牛。
细胞工程学第三版知识点总结归纳一、细胞工程概述。
1. 定义。
- 细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法,按照人们的设计蓝图,进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。
2. 研究内容。
- 动植物细胞与组织培养,细胞融合(如植物体细胞杂交、动物细胞融合),细胞核移植,染色体工程,胚胎工程等。
3. 细胞工程的发展历程。
- 起步阶段:20世纪初,植物组织培养技术开始发展,Haberlandt提出细胞全能性概念,为细胞工程奠定了理论基础。
- 发展阶段:20世纪中叶后,植物细胞工程取得了一系列成果,如植物体细胞杂交等。
动物细胞工程也逐渐兴起,包括动物细胞培养技术的不断完善等。
- 现代细胞工程:随着基因工程等现代生物技术的发展,细胞工程与之相结合,在生物制药、动植物品种改良等多方面发挥着越来越重要的作用。
二、植物细胞工程。
1. 植物细胞的全能性。
- 概念:植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息,从而具备发育成完整植株的遗传能力。
- 实现全能性的条件:细胞处于离体状态、提供适宜的营养物质(如大量元素、微量元素、有机物等)、植物激素(如生长素和细胞分裂素的比例合适)、适宜的环境条件(温度、光照、pH等)。
2. 植物组织培养。
- 基本过程。
- 外植体选取:通常选择植物的幼嫩组织或器官,如茎尖、根尖、叶片等。
- 消毒:对外植体进行严格的消毒处理,以防止微生物污染。
- 接种:将消毒后的外植体接种到含有营养物质和植物激素的培养基上。
- 脱分化:外植体在适宜条件下形成愈伤组织,愈伤组织细胞的特点是排列疏松、无规则,是一种高度液泡化的薄壁细胞。
- 再分化:愈伤组织在一定条件下重新分化形成根、芽等器官,进而发育成完整植株。
- 培养基的组成。
- 大量元素:包括N、P、K、Ca、Mg、S等,提供植物生长所需的基本营养。
- 微量元素:如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl等,虽然需求量少,但对植物生长发育不可或缺。