课题：生物选修3 专题2 细胞工程导学案 谢俊平
【学习目标】
1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术 2.列举植物细胞工程的实际应用3.简述动物细胞培养的过程、条件及其应用 4.简述体细胞核移植技术和体细胞克隆及其应用前景，关注体细胞克隆技术的安全性和伦理性问题 5.简述动物细胞融合的方法和过程 6.说出单克隆抗体的制备过程及其应用 7.关注细胞工程研究的发展和应用前景
【知识梳理】
细胞工程的概念：细胞工程是指应用＿＿＿＿＿＿＿＿＿生物学和＿＿＿＿＿生物学的原理和方法，通过＿＿＿＿水平或＿＿＿水平的操作，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。 （一）植物细胞工程
1.常采用的技术手段有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等。 2.理论基础（原理）：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
3.不同细胞全能性表达的难易程度＿＿＿：＿＿＿＿＞＿＿＿细胞＞干细胞＞＿＿＿细胞；＿＿细胞＞＿细胞 4.植物组织培养技术
（1）概念：植物的组织培养就是在＿＿＿＿＿＿＿和人工控制的条件下，将＿＿＿＿的植物器官、组织、细胞，培养在人工配置的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生＿＿＿＿＿＿、＿＿＿，最终形成完整的植株。 （2）原理：植物细胞具有＿＿＿＿，即具有某种生物＿＿＿＿的任何一个细胞，都具有发育成＿＿＿＿的潜能。 （3）植物组织培养的条件：＿＿＿＿＿，提供营养物质（水、无机盐、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和有机酸等）、激素（如＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿等）和其他适宜条件（如＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿等)。 （4）过程：＿＿＿的器官、组织或细胞 ＿＿分化 ＿＿＿＿组织 ＿＿分化 幼根和芽 完整植株 （5）植物组织培养的地位：是培育＿＿＿＿＿＿＿ 植物、＿＿＿＿＿＿＿＿培育植物新品种的最后一道工序。 （6）细胞脱分化：已＿＿＿＿的细胞，经过诱导后，失去其特有的＿＿＿＿＿＿＿而转变成未分化细胞的过程。 （7）体内的细胞不表达全能性的原因：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，从而构成植物的不同组织和器官。 （8）生长素和细胞分裂素在植物体内含量＿＿＿＿，因此植物组织培养中常用人工合成的生长素类似物和细胞分裂素类似物。细胞分裂素/生长素的比例＿＿＿，有利于外植体＿＿＿＿＿，比例升高有利于愈伤组织＿＿＿＿＿形成丛芽，比例降低则有利于＿＿＿＿。 （9）进行植物组织培养时应注意的问题：
①对外植体要进行＿＿＿＿＿＿处理，而对各种器械要＿＿＿＿＿＿。 ②接种过程要进行严格的＿＿＿＿＿＿。
③愈伤组织培养：最初＿＿＿＿＿＿培养，后期＿＿＿＿＿＿培养。
④诱导愈伤组织再分化形成胚状体或丛芽及生根的过程中，要先进行＿＿＿＿培养，再进行＿＿＿培养，并要进行＿＿＿处理，以改变培养基中的激素配比及浓度。试管苗培养要在＿＿＿条件下进行，以便诱导＿的形成。 （10）脱分化和再分化的比较
比较内容 过程 形成体特点 脱分化 外植体→＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿的薄壁细胞 a.离体 b.适宜的营养 c.生长素/细胞分裂素的比例适中 d.不需光 再分化 ＿＿＿＿＿＿→幼苗 有根、芽 a. ＿＿＿＿ b. ＿＿＿＿＿＿＿＿ c.生长素/细胞分裂素的比例＿＿或＿＿诱导生根或生芽 d. ＿＿＿＿光照 需要条件
5.植物体细胞杂交技术
（1）概念：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＿＿＿＿，并把＿＿＿＿＿＿＿＿培育成新的植物体的技术。 （2）过程：
①去除细胞壁的方法为＿＿＿＿＿。
②人工诱导的方法：a. ＿＿＿＿＿法包括离心、振动、＿＿＿＿＿等；b.化学法一般是用＿＿＿＿＿＿＿。 ③指＿＿＿＿＿，④指＿＿＿＿＿。
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（3）融合成功的标志是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 （4）植物体细胞杂交利用了细胞膜具有一定的＿＿＿＿＿＿和细胞的＿＿＿＿＿的原理。
（5）意义：克服了＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的障碍。 （6）植物体细胞杂交的障碍
①植物细胞都有＿＿＿＿＿。根据酶的专一性原理，用＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿去除。
②＿＿＿＿＿融合。利用＿＿＿＿＿＿原理，需用人工方法诱导。 （7）杂种细胞的类型：
有三种：＿＿＿、＿＿＿、AB，符合要求的只有＿＿，需要用＿＿＿培养基进行＿＿＿。
（8）杂种植株遗传物质的变化：细胞融合属于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，杂种植株的染色体数通常是＿＿＿＿＿细胞染色体数目之和，形成异源多倍体。 6.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：既保持优良品种的＿＿＿＿＿＿，又能＿＿＿＿＿＿地实现种苗的大量繁殖。
②作物脱毒：利用植物＿＿＿＿组织（如＿＿＿＿、＿＿＿＿）进行培养，可以使新长成的植株脱除病毒。 ③人工种子：植物组织培养得到的＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿或＿＿＿＿，包上＿＿＿＿就可以形成人工种子。人工种子由＿＿＿＿＿、胶质和＿＿＿＿三部分组成，其中的胶质相当于单子叶植物种子的＿＿＿＿或双子叶植物种子的＿＿＿＿。人工种皮的制备是＿＿＿＿结构和功能的研究深入到分子水平的体现。人工种皮中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等，以利于胚状体生长发育成幼苗。 （2）作物新品种的培育
①＿＿＿＿＿＿育种：育种过程中的＿＿＿＿＿＿＿＿过程就是植物组织培养过程。其优点是后代不发生＿＿＿＿＿＿，都是纯合子，能够＿＿＿＿＿＿，明显缩短了＿＿＿＿＿。
②＿＿＿＿＿＿的利用：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的＿＿＿＿状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而发生＿＿＿＿。从这些产生＿＿＿＿＿的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。
（3）＿＿＿＿＿＿的工厂化生产：可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物，如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 （二）动物细胞工程
1．动物细胞工程常用的技术手段有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿等，其中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿是其他动物细胞工程技术的基础。 2.动物细胞培养
（1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的＿＿＿＿，将它分散成＿＿＿＿，然后放在适宜的＿＿＿中，让这些细胞＿＿＿＿＿。 （2）流程：取动物胚胎或幼龄动物的器官或组织→剪碎→用＿＿＿＿＿或＿＿＿＿处理分散成＿＿＿＿＿→制成＿＿＿＿＿→转入培养瓶中进行＿＿＿培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续＿＿＿＿＿培养。
（3）原代培养：人们通常将动物组织消化后的＿＿＿＿称为原代培养。 （4）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为＿＿＿＿。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面＿＿＿＿＿＿时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的＿＿＿＿＿＿。 （5）动物细胞培养需要满足以下条件
①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿：培养液应进行＿＿＿＿＿＿处理。通常
还要在培养液中添加一定量的＿＿＿＿＿＿＿＿＿，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②＿＿＿：合成培养基。成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入＿＿等天然成分。 ③温度和pH：哺乳动物适宜温度：＿＿＿＿＿＿＿＿＿；多数细菌适宜pH：＿＿＿＿＿。
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④气体环境：95%空气＋5%CO2。O2是＿＿＿＿＿＿所必需的，CO2的主要作用是＿＿＿＿＿。
（6）动物细胞培养技术的应用：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 3.动物体细胞核移植技术和克隆动物 （1）概念：动物细胞核移植是将动物的细胞核移入一个已经＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的＿＿＿＿＿＿细胞中，使其重组并发育成一个＿＿＿＿＿＿，这个新的胚胎最终发育为动物个体。可以分为＿＿＿＿＿＿核移植（比较容易）和＿＿＿＿＿＿核移植（比较难）。 （2）原理：＿＿＿＿＿＿的全能性 （3）过程：如右图
①用于核移植的供体细胞一般都选用传代＿＿＿以内的细胞，因为这样的细胞能保持正常的＿＿＿＿核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。通过细胞核移植方法生产的克隆动物，并不是对核供体动物100%的复制，因为生物的性状除受＿＿＿＿＿控制以外，还受＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿的影响。 ②动物细胞核移植通常用＿＿＿＿＿＿时期的＿＿＿＿＿＿细胞作为受体细胞。原因是：该种细胞＿＿＿＿＿＿，容易
操作；＿＿＿＿＿＿，营养丰富；能激发重组细胞分裂分化；具备受精能力。 （4）体细胞核移植技术的应用：
促进＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；保护＿＿＿＿＿＿；生产珍贵的＿＿＿＿＿＿；作为异种移植的＿＿＿＿＿＿；用于组织器官的移植等。
（5）体细胞核移植技术存在的问题：
成功率＿＿＿＿＿；克隆动物的健康问题：表现出＿＿＿＿＿＿＿缺陷等；克隆动物食品的安全性问题。 4.动物细胞融合
（1）概念：也称＿＿＿＿＿＿，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。 （2）原理：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）诱导融合的方法：＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿等。
（4）意义：①突破有性杂交方法的局限，使＿＿＿＿＿成为可能；②成为研究＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等的重要手段；③制备＿＿＿＿＿＿。 5.单克隆抗体 （1）制备流程：（如右图）
①取相应B细胞前必须先注射＿＿＿＿＿。 ②诱导融合的两种细胞名称及作用。
免疫过的＿＿＿＿细胞（浆细胞）——＿＿＿＿＿；＿＿＿＿细胞——＿＿＿增殖。
③两次筛选的目的及方法：第一次：在特定的＿＿＿＿＿＿培养基（HAT）上，筛选出既能＿＿＿＿＿＿，又能产生＿＿＿＿＿的＿＿＿＿＿细胞。 第二次：克隆化培养和＿＿＿＿＿检测，选择出能＿＿＿＿＿＿＿＿＿的杂交瘤细胞。
（2）单克隆抗体特点：化学性质专一、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿，并能大量制备。
（3）应用：①作为＿＿＿＿＿＿：准确识别各种＿＿＿＿＿＿物质并特异性结合。②用于＿＿＿＿和＿＿＿＿＿：制成“＿＿＿＿＿”。
选修3练习：专题二《细胞工程》
一、单项选择题
1、对细胞全能性的表达正确的是
A．离体的植物细胞均能够表现出全能性 B．动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现 C．花粉可培育成单倍体植株是细胞全能性的表现 D．单克隆抗体的制备依据的原理是细胞的全能性
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2、在下列选项中，需要采用植物组织培养技术的是
①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株 ②获取大量的脱毒苗 ③制备人工种子 ④单倍体育种 ⑤无子西瓜的快速大量繁殖
A.①②③ B.③④⑤ C.①②④⑤ D.②③④⑤ 3、植物组织培养过程的顺序是
①离体的植物器官、组织或细胞 ②根、芽 ③愈伤组织 ④脱分化 ⑤再分化⑥植物体 A.①④③⑤②⑥ B.①④③②⑤⑥ C.①⑤④③②⑥ D.⑥①④③⑤② 4、下面为植物组织培养过程流程图解，以下相关叙述不正确的是
植物 a 叶组b 愈伤c 有生根发芽能力的胚d 人工e 种苗 叶片 织块 种子 组织 状结构 A.上述过程中脱分化发生在b步骤，形成愈伤组织，在此过程中植物激素发挥了重要作用 B.再分化发生在d步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程 C.从叶组织块到种苗形成的过程说明番茄叶片细胞具有全能性
D.人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题 5、下列关于植物体细胞杂交的叙述，错误的是
A．不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程 B．参与杂种细胞壁形成的细胞器主要是线粒体和核糖体
C．植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制，培育远缘杂种植株 D．杂种植株表现出的性状是基因选择性表达的结果 6、下图所示为植物体细胞杂交技术的过程，错误的是
A.A和B细胞诱导融合前要先去除细胞壁，可用纤维素酶和果胶酶处理
B.从A和B细胞到C细胞的过程中，常用离心、振动、电刺激用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂
C.A和B细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁 D.植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞 7、在动物细胞培养过程中，下列处理不恰当的是
A．培养液和培养用具要进行无菌处理 B．提供种类齐全的营养物质 C．提供纯氧以保证细胞的呼吸作用 D．保证提供适宜的温度和pH 8、下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是
A．培养中的人效应T细胞能产生单克隆抗体 B．培养中的人B细胞能够无限地增殖
C．人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株 D．用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞 9、关于动物细胞培养的下列叙述中正确的是
A．动物细胞培养不能获得有重要价值的蛋白质生物制品 B．动物细胞培养前要用胰蛋白酶处理使细胞分散
C．细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中 D．培养至50代后能继续传代的细胞叫细胞株 10、动物细胞融合和植物原生质体融合比较，特殊性表现在
A．融合的原因 B．融合的优点 C．融合的诱导手段 D．融合的过程 11、用于核移植的供体细胞一般都选用
A.受精卵 B.传代10代以内的细胞
C.传代10~50代以内的细胞 D.处于减数分裂第二次分裂中期的次级卵母细胞
12、科学家将雌黑鼠乳腺细胞的细胞核移入白鼠去核的卵细胞内，待发育成早期胚胎后移植入褐鼠的子宫，该
褐鼠产下小鼠的体色和性别是
A．黑、雌 B．褐、雌 C．白、雄 D．黑、雄
13、生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一只野驴刚死亡，以下
较易成为“复生”野驴的方法是
A.将野驴的体细胞取出，利用组织培养技术，经脱分化、再分化，培育成新个体 B.将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体
C.取出野驴的体细胞的细胞核移植到母家驴的去核卵细胞中，再经胚胎移植孕育培养成新个体 D.将野驴的基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体
14、下列关于利用细胞工程技术制备单克隆抗体的叙述，不正确的是
A．给小鼠注射抗原，是为了获得能产生相应抗体的效应B细胞
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B．效应B细胞与骨髓瘤细胞混合培养，是为了获得融合细胞 C．杂交瘤细胞进行体外培养，是为了获得单克隆抗体
D．杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎 15、下列用动物细胞工程技术获取单克隆抗体的实验步骤中，错误的是 A.将抗原注人小鼠体内，获得能产生抗体的效应B细胞 B.用纤维素酶处理效应B细胞和小鼠骨髓瘤细胞
C.用灭活的仙台病毒作诱导剂，促使效应B细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
D.筛选杂交瘤细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体
16、通过细胞工程生产单克隆抗体时，要涉及到以下三个筛选过程： ① 在特定培养基中筛选出杂交瘤细胞
② 选出能产生抗体的效应B细胞 ③选出能产生特定抗体并能大量增殖的细胞群。这三个过程的先后次序是 A.②③① B.③①② C.②①③ D.①③② 17、下列不属于单克隆抗体在实践上应用的实例是 A．将抗药菌的某基因引入小鼠细胞内
B．利用同位素标记的单克隆抗体，定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病 C．利用免疫毒素清除异体骨髓移植中的供体骨髓T细胞 D．制成“生物导弹”，将药物定向地带到癌细胞所在部位
18、植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不相符的是
A．纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理——酶的专一性 B．植物组织培养和动物细胞培养——细胞的全能性 C．原生质体融合和动物细胞融合——生物膜的流动性 D．紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞增殖
19、下列关于细胞工程的叙述，错误的是
A.电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合
B.去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理
C.小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的效应B细胞融合可制备单克隆抗体 D.某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品种杂交后代的染色体数目相同 20、下列有关生物工程的叙述中正确的是
A．植物体细胞杂交和动物细胞融合都依赖于细胞膜的流动性和细胞全能性 B．病毒既可用于细胞工程技术，也可用于基因工程技术
C．用基因工程生产乙肝疫苗，可将乙肝病毒的表面抗原导入酵母菌制成“工程菌” D．人工诱变、基因工程、细胞工程都可以定向改造微生物菌种
21、现有甲、乙两种植物(均为二倍体纯种)，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。要利用甲、乙两种植物的优势，培育出高产、耐盐的植株，有多种生物技术手段可以利用。下列所采用的技术手段中，理论上不可行的是 A．利用植物体细胞杂交技术，有可能获得满足要求的四倍体杂种目的植株 B．将乙种植物耐盐基因导入甲种植物的受精卵中，有可能培育出目的植株
C．两种植物杂交后，得到的F1再利用单倍体育种技术，有可能较快获得纯种目的植株 D．诱导两种植物的花粉融合并培育成幼苗，幼苗用秋水仙素处理后可能培育出目的植株 二、双项选择题
22、下列各项技术中能克服远缘杂交不亲和的是 A．植物组织培养B．植物体细胞杂交 C．基因工程 D．单倍体育种
23、下图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图，据图判断正确的有
①②花粉――→植株A――→植株B
A．过程②通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为有丝分裂间期
B．通过过程①得到的植株A基因型为aaBB的可能性为1/4
C．过程①属于植物的组织培养，在此过程中必须使用一定量的植物激素 D．与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种年限 24、植物体细胞杂交过程中可以使用到
A．胰蛋白酶 B．纤维素酶 C．聚乙二醇 D．灭活病毒
25、将小鼠骨髓瘤细胞与效应B细胞融合，可使融合细胞经培养产生单克隆抗体，其依据是
A．效应B细胞可以产生抗体，但不能无限增殖 B．效应B细胞只有与骨髓瘤细胞融合后才能产生抗体 C．骨髓瘤细胞可以无限增殖，但不能产生抗体 D．骨髓瘤细胞可以产生抗体，但不能无限增殖
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