考点48 细胞工程

一轮复习讲义,选修三 2018-03-14

1.植物细胞工程
     (1)植物组织培养技术: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,培养在人工培植的培养基上,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。

     ①植物组织培养的过程
植物组织培养.png

     ②为什么植物的一瓣花瓣就可以培育出完整的植株呢?
     因为组成花瓣的细胞具有全能性

     为什么花瓣细胞具有全能性?
     因为花瓣细胞具有该种生物全部的遗传信息,具有发育成完整生物体的潜能。

     为什么生物的生长发育过程中,细胞并不会表现出全能性,而是分化成各种组织和器官?
     这是因为在特定的实践和空间条件下,细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质,从而构成生物体的不同组织和器官。

     使植物细胞表现出全能性,需要哪些条件?
         a.离体的状态
         b.提供营养物质(无机物:大量微量元素;有机物:甘氨酸、维生素、蔗糖等)
         c.提供激素(生长素、细胞分裂素等)
         d.提供其他适宜条件(适宜的温度和pH、无菌条件等)

     ③胡萝卜的组织培养(强调注意事项,特别是无菌操作)

     (2)植物体细胞杂交技术:植物体细胞杂交就是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。
     意义:克服不同生物远缘杂交的障碍。
植物体细胞杂交技术流程图.jpg
     (3)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
          2)作物脱毒
          3)人工种子
     ②作物新品种的培育
         1)单倍体育种
          2)突变体的利用
     ③细胞产物的工厂化生产

     (4)植物生长调节剂在组织培养中的神奇作用
     培养基中常用的植物生长调节剂一般可以分为生长素类、细胞分裂素类和赤霉素类。此外脱落酸(ABA)和多效唑(PP333)也可以用于植物的组织培养。
     生长素用于诱导细胞的分裂和根的分化。
     细胞分裂素的主要作用是促进组织细胞的分裂或从愈伤组织和器官上分化出不定芽。
     赤霉素类植物生长调节剂的主要作用是刺激培养细胞的伸长,所以在组织培养中一般使用赤霉素来刺激分化的丛芽或小植株快速长高。赤霉素在高温下极易降解,一般是在过滤除菌后再加入到已经高温灭菌的培养基中。
     当生长素与细胞分裂素的比例适中,且生长素含量高于细胞分裂素时,主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成;而当细胞分裂素的效应高于生长素时,则主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。
     植物生长调节剂在培养基中的用量要考虑组织内源激素的含量。

2.动物细胞工程
     (1)动物细胞培养:动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
     ①动物细胞培养的过程
          胰蛋白酶或胶原蛋白酶
          细胞贴壁
          细胞的接触抑制
          原代培养
          传代培养
     ②动物细胞培养的条件
          无菌、无毒的环境
          营养
          温度和pH
          气体环境

     (2)动物体细胞核移植:动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核,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。
     哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。因为动物胚胎细胞分化程度低,恢复其全能性相对容易,而动物体细胞分化程度高,恢复其全能性十分困难。
     掌握图2-21体细胞核移植过程

     (3)动物细胞融合:也称细胞杂交,是指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。
     诱导动物细胞融合的方法:用聚乙二醇作为诱导剂来诱导细胞融合,用灭活的病毒作为诱导剂来诱导细胞融合,电激等。

     (4)单克隆抗体
     单克隆抗体:单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原表位的抗体,称为单克隆抗体。
     单克隆抗体的制备过程P53
     制备单克隆抗体至少要经过两次筛选:

     第一次筛选:用特定的选择性培养基进行筛选。
     原理:选择性培养的目的是筛选融合的杂交瘤细胞,一般采用HAT选择性培养基。在HAT培养基中,未融合的骨髓瘤细胞因缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶,不能利用补救途径合成DNA而死亡。 未融合的淋巴细胞虽具有次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶,但其本身不能在体外长期存活也逐渐死亡。 只有融合的杂交瘤细胞由于从脾细胞获得了次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶,并具有骨髓瘤细胞能无限增殖的特性,因此能在HAT培养基中存活和增殖。

     第二次筛选:专一抗体检验/抗体检测

     杂交瘤细胞的特点:既能迅速大量繁殖,又能产生专一的抗体。
     单克隆抗体的优点:特异性强、灵敏度高、并可能大量制备
     单克隆抗体的应用:作为诊断试剂、用于治疗疾病和运载药物


本文由 刘道占 创作,采用 知识共享署名 3.0,可自由转载、引用,但需署名作者且注明文章出处。

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