课件42张PPT。专题2 细胞工程植物细胞工程 番茄与马铃薯同属茄科植物，但不是同属的植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们经常食用的蔬菜。马铃薯的块茎生长在土壤中。 人们曾经有这样一个幻想：让一株植株地上部分结番茄，地下部分长土豆。这个幻想可能实现吗？一个梦想?细胞工程 指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，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。 细胞工程理论基础细胞的全能性主要技术植物组织培养植物体细胞杂交动物细胞培养动物细胞融合单克隆抗体技术胚胎移植核移植植物细胞工程技术动物细胞工程技术异种植物细胞杂种细胞转基因植物异种动物细胞动物细胞群重组细胞体细胞细胞核早期胚胎受精卵去核卵细胞克隆动物试管婴儿动物细胞融合植物体细胞杂交植物组织培养动物细胞培养核移植胚胎移植体外受精所采用技术的理论基础 植物细胞工程通常采用的技术手段 植物组织培养 植物体细胞杂交植物细胞的全能性（一） 细胞的全能性1、定义： 生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。 2、原理： 生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。 3、差异： （1） 受精卵的全能性最高 （2） 受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的低。 植物细胞的全能性4、大小例一：非洲爪蟾实验
突变型蝌蚪肠上皮细胞 野生型未受精卵细胞 紫外线破坏细胞核
取出细胞核 无核的未受精卵
（含有一个核仁）
“重组细胞”
囊胚 囊胚 蝌蚪 成蛙（细胞核含一个核仁）
已经分化的动物细胞可以发育成为一个动物体5.细胞表现出全能性的条件离体状态
有一定营养物质、激素和其他外界条件蜜蜂（2N=32）
减数分裂
卵细胞(N=16)
发育
雄蜂(N=16)卵细胞可以直接发育成为一个新个体例二： 思考讨论：为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？ 基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞表达的基因是不同的，合成的蛋白质也不一样，从而形成了不同的组织和器官。5、例题辨析： 下列有关细胞全能性的含义，正确的是：A、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能 B、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能 C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能 D、 生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程 Schwann在1839 年明确的指出：“如果具有与有机体内一样的条件时，每个细胞应该可以独立生活和发展”。背景资料 德国著名植物学家G.Haberlandt在细胞学说的基础上于1902年提出了细胞全能性学说。他认为，高等植物的组织、器官可以不断分割，直到单个细胞。如果每个细胞都有植物个体一样的性质和能力，那么，可以通过植物细胞培养使单个细胞发育成为一个新个体。
植物组织培养的发展简史① 探索阶段（19世纪初－30年代中）
德国植物生理学家HaHerlandt首次进行了植物细胞培养实验
② 奠基阶段（30－50年代）
1934年，White培养番茄离体根尖成功
1939年，Gautheret连续培养胡萝卜根形成层首次成功
White:烟草种间杂种的瘤组织进行组培
Nobecourt：胡萝卜进行组培
以上三人是植物组织培养的奠基人
③ 迅速发展阶段（60年代后）
原生质体，花药，快繁技术迅速发展
科学研究表明，处于离体状态的植物活细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养。 1958年Steward和Reinert用胡萝卜根的愈伤组织诱导成了体细胞胚，并进而获得了完整植株。 植物组织培养的发展简史植物组织培养关键词：外植体、脱分化、再分化、愈伤组织细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件必要条件：植物组织培养外植体：从活植物体上切下进行培养的那部分组织或器官
1）外植体灭菌消毒（根尖、茎、芽、嫩叶、种子、花粉等）
2）用消毒过的器械将外植体置于培养皿上
3）切取所需的外植体
4）将外植体接种于培养容器的培养基上
整个试验在超净工作台上进行，保持无菌！
外植体经过一段时间在培养基上生长后，会形成愈伤组织
植物组织培养的培养基定义：含有一定营养成分，供组织培养植物生长的基质
无机营养成分：C，H，O大量元素及部分微量元素
有机营养成分
① 含N物质：包括维生素和氨基酸
② 碳源：2%—5%的蔗糖
③ 琼脂：起支持作用
④ 生长激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素
PH值：5.0－6.0试管苗大规模培养过程离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体外植体脱分化植物激素：
细胞分裂素、生长素再分化植物组织培养植物组织培养条件： 含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的PH、适时光照等。 1972年卡尔森等通过两个烟草品种之间原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种。背景资料1978年梅尔彻斯(Melchers)等首次获得了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种——“Potamato”。 目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代，获得了有价值的新品系或育种上有用的新材料。 （三） 植物体细胞杂交1、定义： 用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。 2、优势：（与有性杂交方法比较） 打破了不同种生物间的生殖隔离限制，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。植物体细胞杂交去壁去壁纤维素酶果胶酶原生质体植物细胞原生质体融合离心、振动、电刺激、
聚乙二醇再生细胞壁杂种细胞去分化愈伤组织杂种植株激素筛选等量激素再分化植物体细胞杂交过程示意图融合体杂种细胞去壁的常用方法： 原生质体融合方法：植物体细胞杂交过程示意图制备原生质体：酶解法去掉细胞壁
诱导融会
新的原生质体
生出细胞壁
杂种细胞
组织培养
杂种植株
意义：克服远缘杂交不亲和的障碍、培育新品种植物体细胞杂交方法及意义几个概念：愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间以后，通过细胞分裂，形成一种高度液泡化、无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。植物细胞的脱分化：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，又称去分化。
植物细胞的再分化：脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。
植物体细胞杂交尚未解决的问题有：A、去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体
B、将杂种细胞培育成植株
C、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性
D、尚未培育出属间杂种植物不能人工诱导原生质体融合的方法是：A、振动 B、电刺激、
C、PEG试剂、 D、重压在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为： A、细胞丧失了全能性 B、基因的表达有选择性 C、不同的细胞内基因不完全相同 植物组织培养形成的愈伤组织进行培养， 又可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为： 下列不能作为植物组织培养的材料是：1、当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，下列有可能使其表现出全能性，发育成完整的植株的是（ ） A、细胞分裂素 B、生长素 C、一定的营养物质 D、以上三者均是
2、细胞工程是一门综合科学技术。下列哪项技术不属于细胞工程（ ） A、有性杂交 B、体细胞杂交 C、组织培养 D、细胞核移植
3、在生物体的所有细胞中，全能性最高的是 A、卵细胞 B、植物花粉 C、体细胞 D、受精卵4、在生物体内 ，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为（ ） A、细胞丧失了全能性 B、基因的表达有选择性 C、不同的细胞内基因不完全相同 D、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化
5、植物体细胞杂交尚未解决的问题是（ ） A、去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 B、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状 C、将杂种细胞培育成植株 D、尚未培育出属间杂种植物6、用植物组织培养技术，可以培育或生产出 A、食品添加剂 B、无病毒植物 C、人工种子 D、A、B、C均是
7、不能人工诱导原生质体融合的方法是（ ） A、振动 B、电剌激 C、PEG试剂 D、重压
8、能剌激愈伤组织形成的激素是 （ ） A、细胞分裂素 B、赤霉素 C、生长素和赤霉素 D、细胞分裂素和乙烯植物细胞工程的实际应用一、植物繁殖的新途径1.微型繁殖
(1)微型繁殖技术:快速繁殖优良品种的植物组织培养技术.
(2)特点:
保持优良品种的遗传特性;
高效快速地实现种苗的大量繁殖.2.作物脱毒
(1)材料:无病毒的茎尖
(2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得3.神奇的人工种子
(1)特点:
后代无形状分离
不受气候,季节和地域限制
(2)技术:植物组织培养.
(3)结构:人工薄膜胚状体或不定芽或顶芽或腋芽.二、作物新品种的培育1.单倍体育种
(1)方法:花药的离体培养
(2)优点:
后代稳定遗传,都是纯合体;
明显缩短育种年限.2.突变体的利用
(1)产生:植物组织培养
(2)利用:筛选对人们有利突变体,进而培育新品种三、细胞产物的工厂化生产1.种类:蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等.
2.技术:植物的组织培养.课件43张PPT。动物细胞工程专题2 细胞工程动物细胞培养动物细胞融合单克隆抗体技术核移植动物细胞工程常用技术动物细胞培养和
核移植技术一、教学目标：
1、简述动物细胞培养的过程、条件及应用
2、简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程及应用前景
3、举例说出动物细胞融合与单克隆抗体的原理和应用
二、教学重点和难点：
1.动物细胞培养的过程及条件
2.用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程
3.单克隆抗体的制备和应用一、动物细胞培养 1.发展历史:
20世纪初，人们不知道神经纤维是由神经细胞的细胞质向外突出形成的，还是由神经细胞周围的其他细胞融合而成的。生物学家们就这个问题展开了激烈的争论。1907年，美国生物学家哈里森(Harrison)从蝌蚪的脊索中分离出神经组织，把它放在青蛙的凝固的淋巴液中培养。蝌蚪的神经组织存活了好几周，并且从神经细胞中长出了神经纤维。哈里森的实验不仅解决了神经纤维的起源问题，而且开创了动物组织培养的先河。此后，在许多科学家的不懈努力下，动物组织培养不断改进并逐渐发展成为动物细胞培养。2、动物细胞培养的应用和概念： 动物细胞培养就是从动物有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.3、动物细胞培养过程：动物胚胎或幼龄动物的组织、器官细胞悬浮液胰蛋白酶10代细胞原代培养传代培养无限传代单个细胞加培养液动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。（分解弹性纤维）动物细胞的培养过程
幼龄动物取动物器官
和组织剪碎组织胰蛋白酶处理细胞培养单个细胞动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础思考讨论：在动物细胞培养过程中，
为什么要用胰蛋白酶对取出的动物
组织进行处理？ 胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的胶原纤维和细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞。 有关概念:原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。培养的第1代细胞与传10代以内的细胞称为原代细胞培养。
传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传代培养。有关概念 细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到40~50代，这种传代细胞为细胞株。
细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。
细胞株和细胞系的区别： 细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。3.动物细胞培养的条件:1.无菌无毒的环境
2.营养
3.温度和pH
4.气体环境
4.动物细胞培养技术的应用:1.蛋白质生物制品的生产
如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体
2.健康细胞培养
培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植
3.细胞的生理、药理、病理研究 植物组织培养和动物细胞培养的比较思考：2、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？1、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有何独特之处？3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？4、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个体？主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。独特之处有：1、液体培养基 2、成分中有动物血清等因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物个体二、动物体细胞核移植技术和克隆动物 动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核,移如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.胚胎移植技术胚胎移植的基本程序如下（以牛胚胎移植为例）核移植技术1.克隆羊培育过程另一头绵羊的子宫多利羊2.体细胞核移植技术的应用前景3.体细胞核移植技术存在的问题动物细胞融合与
单克隆抗体思考下列问题：1、什么叫动物细胞融合？植物体杂交技术与动物细胞融合有什么不同呢？
2、动物细胞在结构上有何区别？这与它们杂交或融合过程有什么影响？
3、动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理是否相同？两者的融合过程是否也一样？一、动物细胞融合
细胞融合是正常的生命活动两个细胞正在融合 受精作用动物细胞融合细胞A细胞B杂种细胞灭活的病毒物理法
化学法仙台病毒
疱疹病毒
新城鸡瘟病毒用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程细胞融合与融合诱导细胞融合物质：诱导剂：仙台病毒、聚乙二醇 诱导细胞融合的仙台病毒必须灭活。
思考讨论：为什么细胞融合过程中使用的病毒需要灭活？不灭活行吗？ 因为灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂
质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合，不灭
活的话会感染细胞，而不能诱导细胞融合。 细胞融合技术应用于哪些方面？ 细胞学、遗传学、免疫学及制备单克隆抗体。二、单克隆抗体什么是抗体？
抗体是机体受抗原刺激后产生的、并能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。
B淋巴细胞产生抗体。B淋巴细胞与抗体的关系： １．B淋巴细胞受抗原刺激后，可以产生抗体。
２．动物体内的B淋巴细胞可以产生百万种以上的抗体，每种抗体对特定的抗原具有特异性免疫作用。
３．每一个淋巴细胞只能产生一种抗体。所以传统的抗体的生产方法及缺陷是什么？
怎样解决这个问题？单克隆抗体 由单个B淋巴细胞经过无性繁殖（克隆），形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体。
特点：
特异性强、灵敏度高 如何大量生产单克隆抗体？利用淋巴细胞产生抗体的功能
利用肿瘤细胞无限增殖的特性
利用细胞融合的技术将两种细胞融合获得具有淋巴细胞和肿瘤细胞特性的杂交瘤细胞
利用动物细胞培养技术大量培养杂交瘤细胞如何筛选？融合方式？ 单克隆抗体制备过程细胞融合、筛选足够数量的、能产生特定抗体的细胞群单克隆抗体思考：1、本过程利用了哪些原理？免疫原理，细胞融合原理和动物细胞培养原理2、为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B细胞融合？这样融合成的杂交瘤细胞，继承了双亲细胞的遗传物质，不仅具有B细胞分泌抗体的能力，而且还有无限增殖的本领，因而可以获得大量单克隆抗体单克隆抗体的应用与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，特异性强，灵敏度高，优越性十分明显。应用主要有：1、临床诊断2、作为载体，运载抗癌药物，形成“生物导弹”治疗肿瘤 资料：目前世界各国已经研制出数以百计的单克隆抗体。许多缺乏良好诊断手段的传染病、免疫性疾病、血液病、内分泌疾病和遗传病，用单克隆抗体作为诊断手段，是一个必然趋势。另外，用单克隆抗体做体内诊断，借以鉴别和定位体内“病灶”也引起人们的注意，目前，主要用于肿瘤追踪及心肌梗塞的诊断。植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较小结两个过程动物细胞培养过程单克隆抗体制备过程三个“一”一个诱导细胞融合的新方法－－灭活病毒一个新细胞－－杂交瘤细胞一个优势－－单克隆抗体特异性 强、灵敏度高的优势 下图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌的实验方案制备单克隆抗体B细胞抗体细胞融合灭活病毒双亲细胞分泌抗体无限增殖原代传代501.动物细胞工程技术的基础是：（ ）
A．动物细胞融合
B．胚胎移植
C．动物细胞培养
D．核移植Ｃ２．在动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是（ ）
A．结果是相同的
B．杂种细胞的形成过程基本相同
C．操作过程中酶的作用相同
D．诱导融合的手段相同
Ｂ３. 单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞
诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞，
在这种培养基上不能存活增殖的细胞是（ ）
①淋巴细胞
②小鼠骨髓瘤细胞
③B淋巴细胞自身融合细胞
④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞
⑤杂交瘤细胞
A． ②④ B．①③⑤
C． ①②③④ D．②③ C第三课时
一、学习目标
1．简述动物细胞培养的过程、条件及应用。
2．简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和应用前景。
二、自主学习 自我检测
（一）动物细胞培养
1.动物细胞培养的概念：从动物机体中取出相关的组织，将它______________________，然后，__________________让这些细胞_______________________。
2.动物细胞培养的过程：取动物组织块 ________________，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理________________，制成细胞悬液。分瓶侯细胞细胞贴附在瓶壁上称为____________，贴壁细胞停止分裂增殖现象称为 。分散的细胞初次培养称为 ，贴满瓶壁的细胞重新处理使其增殖的培养称为 。
3.条件： 。
4.应用 ：（1）生产生物制品： （2）检测有毒物质 。
（二）动物体细胞核移植技术
1．概念：将动物一个细胞的_________________,移入一个______________________________中，使其重组并发育成一个新的________________这个新的胚胎最终发育为新的个体。
2．过程：
(1)取供体_________________ →供体细胞培养。
(2)从卵巢中采集_________________ →在体外培养到_______________________ →去核。
(3)将供体细胞注入_____________________ →使两细胞____________→供体核进人受体卵母细胞→构建_________________。
(4)将胚胎______________到代孕母体内→生出与供体遗传物质基本相同的个体。
3．应用：(1)加速家畜_________________进程，促进优良畜群繁育。
(2)保护_________________物种。
(3)生产_________________。
(4)作为异种移植的_____________。
(5)用于_________________的移植。
三、合作探究
探究一：动物细胞培养
1．概念要点有哪些？
2．动物细胞培养的过程：
（1）什么是细胞贴壁？什么是接触抑制？
（2）如何打破接触抑制？
（3）细胞传代培养代数有什么特点？
3．动物细胞培养的条件：
4．延伸：
（1）动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有何独特之处？
（2）为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？
（3）为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？
（4）动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个体？
探究二： 动物体细胞核移植技术和克隆动物
1．为什么不能直接利用动物细胞培育动物体？
2．概念要点有哪些？
3．受体细胞为什么选用卵母细胞？
4．细胞胞核移植技术的意义是什么？
5．细胞核移植技术存在哪些问题？
（三）讲解提高：1.植物组织培养和动物细胞培养的比较
植物组织培养
动物细胞培养
原理
细胞全能性
培养基性质
液体培养基
培养基特有成分
蔗糖、植物激素
培养结果
植物体
细胞株、细胞系
培养目的
快速繁殖、培育无病毒植株等
2.在动物细胞培养的过程中有贴壁生长和接触抑制现象。
3．动物细胞培养过程中两次用到胰蛋白酶，第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。
4．细胞核移植选用去核卵(母)细胞的原因：虽然细胞核内具有发展成为一个完整个体所需的全套基因，但动物体细胞分化程度较高，因此很难表达全能性。而卵(母)细胞比较大，容易操作；卵(母)细胞的细胞质多，营养丰富，含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。将体细胞核移植入去核卵(母)细胞内，既保证了重组细胞的完整性，又能刺激体细胞核表达其全能性，发育成为一个新的个体。
5．与克隆动物有关的亲本的遗传关系：动物体细胞核移植产生的新个体的亲本有三个：体细胞核供体、卵(母)细胞细胞质供体、代孕母体。新个体细胞核基因型与体细胞核供体完全一样，因此新个体性状与体细胞核供体基本相同。卵(母)细胞细胞质中也有少量的DNA，新个体性状与卵(母)细胞细胞质供体有一些地方相同。代孕母体没有为新个体提供遗传物质，新个体性状与代孕母体基本没有联系。
6．在细胞融合时，可出现多种杂种细胞，如B细胞—B细胞，骨髓瘤细胞—骨髓瘤细胞，B细胞—骨髓瘤细胞。
7．动物细胞融合和植物体细胞杂交，均需对杂种细胞进行筛选，但筛选的方法不同，前者可用免疫法，后者可用机械方法、生理学或遗传学方法。
8.各项技术在使用中一般要借助于其他某种技术的协助，如动物细胞融合、单克隆抗体的制备、胚胎移植、核移植等，其中动物细胞培养是动物细胞工程技术的基础。
四、当堂训练
1.1952~1953年，美国科学家斯提瓦用胡萝卜根的悬浮培养细胞进行人工培养，发现单个细胞能像受精卵发育成胚一样的途径，发育成完整植株。1997年英国维尔穆特等人从白面母绵羊体内取出乳腺上皮细胞静息培养，然后把它的核移入黑面母绵羊去核的卵细胞中形成重组细胞，并将重组细胞培养成胚胎，将胚胎植入另一母羊的子宫内后获得了克隆羊多利。
阅读这段材料后，回答下列问题：
(1)文中的悬浮培养细胞和乳腺上皮细胞均为____________。
(2)斯提瓦的实验证明了____________。维尔穆特的实验证明了_____________。从细胞结构和遗传角度分析，两位科学家实验结论的得出，根本原因在于____________。
(3)斯提瓦和维尔穆特实验的差别在于____________。
(4)维尔穆特的实验技术又称为_____________________技术。该技术的经济意义在于：①_____________；②____________
2.回答下列有关动物细胞培养的问题：
（1）在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面 时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的 。此时，瓶壁上形成细胞层数是 。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是 。
（2）随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现 细胞，但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成 细胞，该种细胞的黏着性 ，细胞膜表面蛋白质（糖蛋白）的量 。
（3）现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是 。
（4）检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到 期的细胞用显微镜进行观察。
（5）在细胞培养过程中，通常在 条件下保存细胞，因为在这种条件下，细胞中
的活性降低，细胞的速率降低。
（6）给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作 进行攻击。
第二课时
一、学习目标
1．掌握微型繁殖和植物组织培养的联系
2．掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义
3．了解单倍体育种和突变体的利用
二、自主学习 自我检测
1.微型繁殖与无性生殖
微型繁殖是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，实际上是无性生殖的一种。在繁殖的过程中，细胞进行有丝分裂，因此亲、子代细胞内DNA相同，具有相同的基因，因此能保证亲、子代遗传特性不变。利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。
2.微型繁殖与作物脱毒、人工种子、单倍体育种
作物脱毒、人工种子、单倍体育种的培育过程均有采用微型繁殖的技术。作物脱毒主要是强调微型繁殖的取材一定是无毒（的如茎尖、根尖），才能繁殖出无毒的幼苗。
人工种子采用的还是微型繁殖的技术，但是只需培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽，包上人工种皮就可形成人工种子。人工种子与微型繁殖得到的幼苗一样能保持亲本的优良性状，另外还可不受气候、季节和地域的限制。
单倍体育种的优点是后代无性状分离，后代都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短育种年限。单倍体育种从本质上说属于有性生殖，这一点与微型繁殖有所区别。但单倍体育种首先要进行花药离体培养，采用还是微型繁殖的技术，然后用秋水仙素处理，获得纯合子。
三、合作探究
1．植物微型繁殖技术高效快速的实例有哪些？
2．什么是人工种子？制备人工种子技术是什么？
3．工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么？
四、讲解提高
在植物微型繁殖新途径的教学中，首先可由植物组织培养技术引入，让学生回忆植物组织培养技术的基本原理和过程，思考利用这项技术能做哪些工作？再逐一讲解微型繁殖技术、作物脱毒及人工种子。
（一）植物微型繁殖新途径
1.微型繁殖与无性生殖
微型繁殖是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，实际上是无性生殖的一种。在繁殖的过程中，细胞进行有丝分裂，因此亲、子代细胞内DNA相同，具有相同的基因，因此能保证亲、子代遗传特性不变。利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。
2．微型繁殖与作物脱毒、人工种子
作物脱毒、人工种子、单倍体育种的培育过程均有采用微型繁殖的技术。作物脱毒主要是强调微型繁殖的取材一定是无毒（的如茎尖、根尖），才能繁殖出无毒的幼苗。
人工种子采用的还是微型繁殖的技术，但是只需培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽，包上人工种皮就可形成人工种子。人工种子与微型繁殖得到的幼苗一样能保持亲本的优良性状，另外还可不受气候、季节和地域的限制。
（二）作物新品种的培育
1．单倍体育种的优点是：后代无性状分离，后代都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短育种年限。单倍体育种从本质上说属于有性生殖，这一点与微型繁殖有所区别。但单倍体育种首先要进行花药离体培养，采用还是微型繁殖的技术，然后用秋水仙素处理，获得纯合子。
2．突变体的利用：在植物组织培养的过程中，由于培养细胞一直处于不断地分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。从这些产生的突变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。
（三） 细胞产物的工厂化生产
人参皂甙的工厂化生产过程、蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱的生产，应用的都是植物组织培养技术。
生产过程：
第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株作为种质，其中一部分作为保存用，以备下一次生产用，一部分进行发酵生产。
第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。
第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。
讲解提高
五、当堂训练
1.基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，问：
（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得
________等营养物质。
（2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_____________和________________两类激素。
（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是_____________能利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。
（4）试管苗的细胞核中含_________条脱氧核糖核苷酸链。
（5）培育成的试管苗可能出现的基因型有_____________。。
2.美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成完整的新植株（如下图）。请据图回答：
（1）这种生殖方式属于___________________。
（2）图中③过程叫________________，④过程叫_____________，此处的“细胞团”在生物学上叫做
_______________________。
（3）本实验说明植物细胞具有___________________。
（4）在培养试管植物时，试管内应加入植物所必需的矿质元素。其中应大量供给的元素是___________________。
3. 传统农作物育种途径往往是通过杂交获得，随着生物工程技术的不断发展，新品种的培育途径逐渐被扩宽。目前至少有7种培育农作物新品种的途径被广泛应用。下图为水稻的几种不同的育种方法示意图。请据图回答：
（1）图中A、D方向所示的途径表示_____________育种方式，A→B→C的途径表示_____________育种方式。两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的途径是__________。这两种育种方式相比较，后者优越性主要表现在____________________________________。
（2）B方法为________________________。
（3）E方法原理为________________________。上述培育新品种的方法中原理相同的有_______________。
（4）G所示过程可以采用花粉粒通道法，这是基因工程操作“四步曲”的___________环节。检测目的基因是否表达的方法有_______________。
（5）科学家从悬浮培养的单细胞或胚囊中，通过植物组织培养技术获得胚状体，并将其包埋在一个能提供营养的胶质中，外包裹上人造种皮，制成人工种子。目前，我国科学家利用植物组织培养技术已在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上成功诱导出胚状体，而美、日等国正着手将人工种子商品化。离体细胞进行植物组织培养获得胚状体需要通过______________、____________过程。人工种子中包埋胚状体的胶质可看作玉米种子的
________结构。
（6）由人工种子萌发出的植株与天然种子萌发出的植株有何区别？_________________。
中科院上海植物生理生态研究所在“神舟四号”飞船进入太空后为一对“新人”——黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体举办了特殊的“婚礼”。将两个“新人”放入融合器中，当充满液体的融合器加上直流电场，两个原本相互游离的细胞一下子贴到一起，开始了“窃窃私语”。紧接着，在瞬间高压脉冲的作用下，细胞膜被击出了一个小孔，透过这微小的空间，两股细胞质展开了“心灵沟通”。渐渐地，细胞核也扭摆着“亲热”起来，20min后，它们俩已是你中有我，我中有你，一个新生命就这样诞生了。地面实验结果显示：用于融洽的两个“新人”，一个开的是粉花（标记为“一号”），一个开的是黄花（标记为“二号”）融合后的细胞再生植株开的是黄花，但形状却和一号相同（称“一号形状”，另一个称“二号形状”）。这种“太空烟草”比普通烟草个子矮，株秆粗，烟叶多，是我国太空育种试验的一项重大成果。据此回答下列问题：
（1）由于细胞的密度不同，因此在地面上进行细胞融合非常困难。从理论上讲，在太空中细胞更容易融合，可能的原因是 。在显微镜下观察，“新人”的细胞膜融合在一起，使细胞呈圆球状，这是因为膜具有 特性。“细胞婚礼”中用到的诱导融合技术是 。
（2）两种烟草原生质体融合时， 类型是我们需要的，这样的细胞经组织培养后，再生的植株属 倍体。
（3）植物体细胞融合技术与传统的有性杂交相比，其优点是 。
（4）“太空烟草”能稳定遗传吗？为什么？ 。
专题二 克隆技术
高考真题
1.【2012新课标卷.39题，15分】为了探究6-BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在ＭＳ培养基中加入6-BA和IAA，配制成四种培养基（见下表），灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率（m），以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数（n），结果如表。回答下列问题：
（1）按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为 和 两类。上述培养基中，6-BA属于 类生长调节剂。（2）在该实验中，自变量是 ，因变量是 ，自变量的取值范围是 。（3）从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是 号培养基。
（4）为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入 （填“6-BA”或“IAA”）。
2.【2011山东35题，8分】
人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。
（1）卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已处死的雌鼠________中获取。
（2）图中的高血压相关基因作为__________，质粒作为_________,二者需用________切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有________有关。?
（3）子代大鼠如果________和__________，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。（4）在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是___________、早期胚胎培养和胚胎移植。
3. 【2010山东35题.8分】
胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。 1.从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是_____；从良种公牛采集的精子需_____后才能进行受精作用。 2.在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供____气体以维持____。 3.图中过程A称为 ，它在胚胎工程中的意义在于 ，研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是____；获得转基因母牛后，如果_____即说明目的基因已经表达。
考纲要求
1.植物的组织培养 Ⅱ
2.动物的细胞培养与体细胞克隆Ⅰ
3.细胞融合与单克隆抗体 Ⅱ
第一课时
一、学习目标
1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。
2.尝试进行植物组织培养。
二、自主学习 自我检测
(一)细胞工程
1．概念：应用 和 的原理和方法，通过 或 上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的 或获得 的一门综合科学技术。
2．分类：根据操作对象不同，可分为 、 。
（二）植物细胞的全能性
1．植物细胞的基本结构包括 、 、 、 。
2．植物细胞主要的增殖方式是 ，细胞分化是指 ，_______________________________________________原因是 ___ 。
3．全能性是指 ，表现为全能性的原因是 。
4．在理论上，生物的任何一个细胞都 ，但在生物的生长发育过程中，细胞并不表现 ，-而是分化成各种 。
5．特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有 地表达出各种 ，分化形成不同的细胞，从而构成生物体的不同 。
（三）植物组织培养技术
1．原理：植物细胞具有 ，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 的潜能。
2．过程
离体植物的 _ 组织幼根和芽或胚状体 完整植株。
3．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。
4．植物组织培养：在 和 的条件下，将 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 、丛芽，最终形成完整植株。
（四）植物体细胞杂交技术
1．概念：不同种植物的 ，在一定条件下融合成 ，并把杂种细胞培育成新的 的技术。
2．过程
离体的细胞不同细胞原生质体原生质体融合 →杂种细胞→杂种植株。
3．植物体细胞杂交步骤：
(1)去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体，目前最常用的去细胞壁的方法是酶解法，也就是在温和条件下用纤维素酶、果胶酶去除植物细胞的细胞壁。
(2)不同植物体细胞原生质体融合，必须通过物理法和化学法来诱导融合。物理方法有：离心、振动、电激等促使原生质体融合。化学法是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂来诱导融合。融合后再生出细胞壁。
(3)用植物组织培养方法进行培育，可得到杂种植株。如图
在此过程中需要注意的问题有：①植物体细胞杂交过程中，植物细胞融合所依据的生物学原理是细胞膜的流动性；植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。②体细胞融合成功以后，既有AB型杂种细胞，还能形成AA型和BB型两种融合细胞，但只有AB型细胞是植物体细胞杂交所形成的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。③目前常用的去除细胞壁的方法是酶解法，保证了原生质体活性。植物体细胞杂交完成的标志是新细胞壁的形成。④植物体细胞杂交过程仍以植物组织培养为前提，通过植物组织培养完成杂种植株的培育过程。⑤植物体细胞杂交的最大突破是克服远缘杂交不亲和的障碍，但是目前仍有许多理论和技术问题没有解决，离推广应用仍有一定距离。
三、讲解提高
1．外植体的选择与制备
①选择外植体时，由于外植体的脱分化难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而有很大差异，因此，选择哪些作为外植体应该注意。一般来讲，烟草、胡萝卜，植物的花和幼嫩的组织脱分化相对较易，而植物的茎、叶和成熟的老组织则较难。
②制备外植体首先要消毒，其次要选取有形成层的部分，因形成层细胞易脱分化。
2．植物组织培养注意的要点
①培养基包括所有操作工具都应进行消毒和灭菌，谨防杂菌污染。
②需在无菌条件下操作。
③接种，继代培养的转移都应在接种箱内进行。
3．对于植物组织培养来说，光照条件非常重要，包括光照强度、时间和波长。但在由高度分化的组织形成愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化形成试管苗的再生的过程中一定要有光照。诱导形成愈伤组织阶段的暗培养有利于细胞的脱分化产生愈伤组织，如果在光照条件下容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织。由愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗的过程中需要光照，原因是叶中叶绿素的合成需要光照条件。
4．植物细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。
5．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。
四、当堂训练
1.如图为两个种间植物细胞融合和再生植株示意图。请据图回答：（一～八表示各主要步骤）
（1）从步骤一到步骤二是植物细胞形成
的阶段，其关键是使用酶去掉 。
（2）从步骤二到步骤三一般要用 作为促融剂。
（3）步骤四为 过程。
（4）在形成再生植株的过程中与组织培养有相似之处的
步骤是 ，理由是 。
（5）步骤八表示选择体细胞杂种植株，杂种植株不仅在形态上表现为 ，而且在 等方面发生了明显的重组现象。
2.下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：
（1）步骤①是去掉 ，使植物细胞成为 ，最常用的方法是 。
（2）步骤②一般常用的化学试剂是 ，目的是 。
（3）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 。
（4）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 。
（5）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？
理由是 。因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 。
（7）利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？
专题二 细胞工程
高考试题
1.（1）大量元素 微量元素 细胞分裂素
（2）IAA的浓度 菊花再生丛芽外植体的比率（m）和再生丛芽外植体上的丛芽平均数（n） 0—0.5mg.L-1 (3)1 （4）6-BA
2．（1）卵巢
（2）目的基因 运载体 同一种限制酶 限制酶识别位点
（3）检测到相应蛋白质 出现高血压（4）体外受精
3.（1）使卵母细胞成熟（或使卵母细胞获得受精能力）； 获能 （2）CO2 ； 培养液（基）的pH （3）胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率。“汉水丑生的生物同行”超级群公益作品（汉水丑生2012-7-13标记）
（4）显微注射法 牛奶中含有人类白细胞介素（或：牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素）
第一课时
自主学习
细胞生物学 分子生物学 细胞水平 细胞器水平 遗传物质 细胞产品
植物细胞工程和动物细胞工程 细胞壁 细胞膜 细胞质 细胞核
有丝分裂 在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。 在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息执行情况不同（或基因选择性表达） 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。 每个细胞都含有该物种全部遗传信息 发育成完整植株的潜力 全能性 组织和器官 选择性 蛋白质 组织和器官 全能性 完整生物体 器官、组织、细胞 愈伤 分化 结构和功能 无菌 人工控制条件 离体 愈伤组织 全能性
愈伤组织 完整的植株 胡萝卜根 无菌水 次氯酸钠溶液 无菌 消毒 形成层
胡萝卜组织块 23——26℃ 愈伤组织 试管苗 正常植株 体细胞 杂种细胞、植物体
当堂训练
1.分离的原生质体 细胞壁 聚乙二醇（PEG） 原生质体融合 七 都有转移愈伤组织到分化培养基的过程 杂种特性 染色体组
2.细胞壁 原生质体 酶解法 聚乙二醇 诱导原生质体融合 组织培养 脱分化 再分化 杂种细胞具有两个亲本的遗传物质 可育 不能 因为不同生物之间存在生殖隔离 克服远缘杂交不亲和的障碍 不遵循，因为生物在进行有性生殖过程中才遵循孟德尔的遗传定律，而植物体细胞杂交不属于有性生殖。
第二课时
当堂训练
1.（1）水、无机盐、维生素和小分子有机物 （2）细胞分裂素 植物生长素
（3）叶绿体 （4）24 （5）AB、aB、Ab、ab
2.（1）无性生殖 （2）脱分化 再分化 愈伤组织 （3）全能性 （4）N、P、S、K、Ca、Mg
3.（1）重力作用很弱 细胞膜有具一定的流动性 电刺激诱导融合
（2）自身融合 多（或四 （3）克服了远缘杂交不亲和的障碍
（4）如果“太空烟草”为纯合子，无性繁殖和有性繁殖都能稳定遗传；如果为杂合子，无性繁殖能稳定遗传，有性繁殖会出现性状分离。培养过程中也可能会发生基因突变
4.（1）杂交育种1 单倍体育种1 A→B→C1 能较快得到纯合体，缩短育种年限1
（2）花药离体培养1
（3）基因突变1 A、D和G（或B、K、F）2
（4）目的基因导入受体细胞 1 DNA杂交等1
（5）脱分化 1 再分化 1 胚乳1
（6）天然种子萌发出的植株属于有性生殖，可能因性状分离而丧失其优良特性
第三课时
自主学习
（一）动物细胞培养
1、分散成单个细胞； 放在适宜的培养基中；生长和增殖。2、剪碎组织；分散成单个细胞；细胞贴壁 细胞的接触抑制 原代培养；传代培养。3、（1）无菌、无毒的环境；（2）适宜的温度和PH；（3）全面的营养物质；（4）95%空气加5%二氧化碳的混合气体环境。
4、（2）应用于基因工程
（二）动物细胞核移植技术
1、细胞核；已经去掉细胞核的卵母细胞；胚胎2、(1)体细胞 (2)卵母细胞；减数
第二次分裂中期 (3)去核卵母细胞；融合；重组胚胎 (4)移植
3、(1)遗传改良 (2濒危(3)医用蛋白 (4)供体 (5)组织器官
合作探究
1．概念要点有哪些？
（1）需分散成单个细胞；（2）需要在培养基上培养；（3）动物细胞培养的实质是细胞增殖。
2、动物细胞培养的过程：
（1）什么是细胞贴壁？什么是接触抑制？
悬液中分散的细胞很快就贴附在有丝分裂，称为细胞贴壁。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
（2）如何打破接触抑制？
需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分别继续培养，让细胞继续增殖。
（3）细胞传代培养代数有什么特点？
传代培养的细胞一般传至10代后就不易传下去了，一般来说，细胞在传至10～50代左右时，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的细胞核型可能发生变化，当继续传代培养时，少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性。所以目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型。
3、动物细胞培养的条件：
（1）如何保证无菌、无毒环境？
（1）对培养液和所有培养用具进行无菌处理；（2）通常还需要在细胞培养液中添加一定量的抗生素；（3）应定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
4、延伸：
1、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有何独特之处？
主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。独特之处有：1）、液体培养基 2）、成分中有动物血清等
2、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？
因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强
3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？
成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养
4、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个体？
不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物个体
探究二： 动物体细胞核移植技术和克隆动物
1、为什么不能直接利用动物细胞培育动物体？
动物细胞的全能性会随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。因此，需要借助核移植来实现。
2、概念要点有哪些？
（1）移植的是动物细胞的细胞核；（2）利用去核卵母细胞作为受体细胞；（3）重组细胞需培育成一个新的胚胎。
3、受体细胞为什么选用卵母细胞？
因为卵母细胞体积大，易操作，而且含有促使细胞核表达全能性的某种物质和营养物质。
[思考]教材49页《讨论》
4、细胞胞核移植技术的意义是什么？
①可以快速繁殖动物；②属于无性繁殖，可保持优良性状。
5、细胞核移植技术存在哪些问题？
（1）存活率低。（2）绝大多数克隆动物还存在着健康问题。（3）克隆动物食品的安全性问题仍然存有争议。
（三）反思总结：植物组织培养和动物细胞培养的比较
植物组织培养
动物细胞培养
原理
细胞全能性
细胞增殖
培养基性质
固体培养基
液体培养基
培养基特有成分
蔗糖、植物激素
葡萄糖、动物血清
培养结果
植物体
细胞株、细胞系
培养目的
快速繁殖、培育无病毒植株等
获得细胞或细胞产物
当堂训练
1.(1)体细胞
(2)植物细胞具有全能性 动物细胞也具有全能性 细胞核中具有个体发育的全套基因 (3)动物细胞全能性的证实还需借助于卵子，而植物体细胞直接就可发育成植株
(4)克隆 利用克隆技术繁殖珍稀物种 克隆组织、器官，降低手术费用
2.⑴相互接触 接触抑制 单层（或一层 ） 胰蛋白酶
⑵衰老甚至死亡 不死性 降低 减少
⑶由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色（或由于死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色）
⑷中 ⑸冷冻（或超低温、液氮） 酶 新陈代谢 ⑹抗原
专题二检测题答案
1. (1)茎尖(或根尖) 茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒
(2)有机物 植物激素 外植体消毒不彻底
(3)培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低
2. (1)Pst Ⅰ、EcoR Ⅰ 含抗病基因的DNA、质粒
(2)抗卡那霉素基因
(3)全能性 脱分化、再分化
3. Ⅰ.(1)胰蛋白(或胶原蛋白)
(2)减Ⅱ中 使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞(或“避免卵细胞中的遗传物质对后代造成干扰”，其他合理答案可酌情给分)
(3)贴壁生长(或细胞贴壁) 接触抑制(两空顺序可以颠倒)
(4)生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制 生物的性状还受环境因素的影响(两空顺序可以颠倒。其他合理答案也可)
(5)核移植(或体细胞核移植) 细胞培养 胚胎移植 体细胞的细胞核
Ⅱ.整体性原理
4. (1)动物细胞培养 动物细胞融合 (2)抗原 抗体 体液 (3)①氨基嘌呤 ②能无限增殖并分泌特异性抗体 (4)人绒毛膜促性腺激素(或“HCG”)
5. （1）植物体细胞杂交技术 基因工程 植物组织培养
（2）启动子 终止子 标记基因。
（3）植物激素
（4）单倍体 全能性 染色体数目加倍
（5）B
（6）多年不结种子、果实，杂种优势衰退，生产种子受到季节、气候和地域的影响，生产种子占用大量土地等(答出两点即可)
（7）可以克服生物远缘杂交不亲和的障碍
6．(1)植物细胞的全能性 基因选择性表达 (2)单
(3)①长势相似的普通“白菜—甘蓝” ②昆虫幼虫
③甲、乙植株上昆虫幼虫均正常生活 甲植株上昆虫幼虫死亡，乙植株上昆虫幼虫正常生活(②、③其他答案合理也可)
解析 (1)D→F的过程说明细胞具有全能性，杂种植物具有的性状是基因选择性表达的结果。(2)凡是由未受精的配子发育而成的个体都是单倍体。(3)应注意实验设计的对照原则、等量原则及单一变量原则。
7(1)愈伤组织 植物细胞全能性 (2)无菌
(3)有丝分裂 YYmm或Yymm或yymm (4)纤维素酶和果胶酶 (5)具有两个亲本的遗传物质
【解析】 (1)Ⅰ中高度分化的植物细胞脱分化形成的是愈伤组织。而已分化的韧皮细胞再次成长为植物个体(幼苗)属于组织培养。其理论基础(原理)是植物细胞的全能性。
组织培养时由于营养物质丰富、外界环境条件(温度、光照、激素)优越，很适合生物生长，也特别适合细菌等微生物生长，为避免微生物过度繁殖对组织培养的影响，应保持组织培养的用具与环境无菌且进行无菌操作。
Ⅱ中花粉经组织培养直接长成的幼苗是单倍体，该过程属于单倍体体细胞的增殖，而体细胞增殖是通过有丝分裂完成的。植物C是基因型为Yymm的植株的花粉经过花粉两两融合后形成的细胞A以组织培养方式得到的。依据基因分离定律可知，亲本为Yymm的植物的花粉基因型为Ym或ym。这样融合细胞A可能是Ym与Ym的花粉融合得到，也可能是ym与ym的花粉融合得到，还可能是Ym与ym的花粉融合得到。即融合细胞A的基因型可能是YYmm、yymm、Yymm。组织培养得到的植物体C是细胞A全能性的体现，故植物体C的基因型取决于细胞A。所以植物C的基因型是YYmm或yymm或Yymm。
(4)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，要去除植物细胞壁则必定要使用纤维素酶与果胶酶。(5)Ⅳ是植物体细胞杂交的过程。由于细胞B是番茄与马铃薯的体细胞融合而成，则细胞B具有番茄和马铃薯两亲本的遗传物质。植物D是由细胞B经组织培养而成，细胞B的基因型决定了植物D的基因型。故植物D与细胞B一样具有两亲本的遗传物质。
8. (1)选取香蕉外植体，通过诱导脱分化产生愈伤组织·，然后通过调整植物激素比 例，再分化形成芽和根，获得大量试管苗（或通过诱导大量形成胚状体，制成人工种子，适宜条件下萌发长成幼苗）。(2）茎尖（分生组织）组织培养；茎尖不带病毒（或病毒在植物体内分布不均匀）；植物细胞全能性。(3)①BBTV病毒基因的检测（DNA分子杂交技术）；②BBTV病毒蛋白的检测（获得抗血清，利用抗原一抗体的杂交反应，判断病毒是否存在）。(4）①选择NaCl溶液的合适浓度，利用DNA和其它杂质在不同NaCl溶液中溶解度不同的特性，达到分离目的；②加人一定量酒精，使部分蛋白质杂质溶解酒精，与DNA分离；③加人蛋白酶，除去蛋白质杂质的干扰；④控制DNA提取的温度，使大多数蛋白质杂质变性。（5)将基因插人土壤农杆菌的质粒，构建表达载体，通过农杆菌的转化导人香蕉受体细胞，成功转化的香蕉细胞通过组织培养形成植株。生态安全问题包括：①外源基因扩散到其他物种（外源基因漂移）；②转基因植株扩散影响生态系统的结构和功能；③转基因植株扩散对生物多样性的影响；④转基因植物残体或分泌物对环境的影响。（6）体细胞杂交育种，其依据是将不同品种的香蕉体细胞利用细胞融合技术融合成 杂种细胞后培育出抗寒香蕉品种（或体细胞诱变育种，其依据是利用诱变剂等 方法使香蕉离体培养细胞发生基因突变，然后筛选培育出抗寒品种）。蛋白质工程方法的步骤为：①果胶裂解酶蛋白的功能分析，②果胶裂解酶蛋白的结构预测和设计，③果胶裂解酶基因的改造。
专题二单元检测题
1.草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染病毒传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：
外植体愈伤组织芽、根植株
请回答：
(1)微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取________作为外植体，其依据是
________________________________________________________________________。
(2)在过程①中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和________，在配制好的培养基中，常常需要添加________，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织，接种后2～5 d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在过程②中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是
________________________________________________________________________。
2．转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有Pst Ⅰ、Sma Ⅰ、EcoR Ⅰ、Apa Ⅰ 等四种限制酶切割位点。请回答：
(1)构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶________________，对________________进行切割。
(2)培养板中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有________________，作为标记基因。
(3)香蕉组织细胞具有________，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的
________________________________________________________________________。
3．Ⅰ.科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆(如下图所示)，请结合图示回答下列问题：
(1)在进行细胞培养时，要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分散处理，形成单个细胞，这个过程中需要利用________酶处理。
(2)形成重组细胞时应选用________期的卵母细胞，去掉其细胞核的原因是
________________________________________________________________________。
(3)如果重组细胞为贴附性细胞，则在进行原代培养时，会表现出________和____________等特点。
(4)图中犊牛并非是对体细胞核供体母牛100%的复制，其主要原因是
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(5)上图中所示的生物技术整体被称为________。其包括的具体生物技术有________、________等。转基因奶牛的克隆成功，说明了动物____________具有全能性。
Ⅱ.在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，保护环境。另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。其体现的生态工程的基本原理是________________________。
4．人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答问题。
(1)制备单克隆抗体过程中要用到____________________和____________________技术。
(2)制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于________，使小鼠产生分泌相应________的淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的________免疫。
(3)在细胞内DNA的合成一般有两条途径，主途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基嘌呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经酶催化作用合成DNA，而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。
①利用DNA合成途径不同的特点配制的HAT培养基含有多种成分，其中添加的________成分具有筛选杂交瘤细胞的作用。
②最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)此过程生产的单克隆抗体可以_______________________________________特异性结合，从而诊断早孕。
5.下图所示为培育农作物新品种的过程示意图。请回答：
（1）图示育种过程涉及到的生物工程技术有 、 、 等。
（2）图中①②分别表示一个已插入外源DNA片段的重组Ti质粒载体的 、
和 。
（3）图中从愈伤组织到形成完整的新品种植株的途径有两条，具体通过哪条途径主要取决于培养基中的 的种类及其浓度配比。
（4）若仅用二倍体植物甲的未成熟花粉培养完整植株，称为 植株，说明未成熟花粉具有 ；这些植株只有通过 才能结实。
（5）若要从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素，则 条件是不需要的。
A．消毒灭菌 B．充足光照 C．适宜温度 D．适宜养料和激素
（6）用植物组织培养制作的人工种子，可解决有些作物品种的 等问题（至少答出2点）。
（7）图示育种方法与传统杂交育种相比，主要优点是 。
6.科学家利用细胞工程培育了“白菜—甘蓝”杂种植株，如图所示，请据图回答下列问题：
(1)由D形成F过程所依据的原理是________________，从本质上讲，“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是_________的结果。
(2)若“白菜—甘蓝”杂种植株为四倍体，则该植株的花粉经离体培养得到的植株是________倍体。
(3)“白菜—甘蓝”杂种植株的食用部分是叶，但叶又易受昆虫危害而影响产量，科学家又利用基因工程培育出带有抗虫基因的“白菜—甘蓝”植株，请你设计实验，检测此植株的抗虫基因是否表达。
①取昆虫幼虫放到带有抗虫基因的“白菜—甘蓝”植株甲上，再取等量生活状态基本一致的昆虫幼虫放在________________________________植株乙上。
②适宜条件下培养一段时间后，分别观察_____________________________的生活情况。
③若____________________________，说明甲植株的抗虫基因未得到表达；若
____________________________，说明甲植株的抗虫基因得到表达。
7.已知番茄的红果(Y)对黄果(y)为显性，二室(M)对多室(m)为显性，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。育种工作者利用不同的方法进行了如下四组实验。请据图回答问题。
(1)图Ⅰ过程由番茄韧皮细胞形成幼苗A的过程要经过脱分化形成________________，再分化形成幼苗，该过程依据的原理是___________________________________________。
(2)植物组织培养除了需要提供一定的营养、激素、温度和光照外，还必须在________的条件下培养。
(3)用红果多室(Yymm)番茄植株的花粉进行Ⅱ、Ⅲ有关实验。则Ⅱ过程中，从花粉形成幼苗B所进行的细胞分裂方式是________________________。植物体C的基因型有________________________________________________________________________。
(4)图Ⅲ、Ⅳ过程中需要去除细胞壁，此时要用到的酶是________。
(5)在图Ⅳ过程中，通常植物体D能表现出两个亲本的遗传性状，根本原因是________________________________________________________________________。
8. 香蕉原产热带地区，是我国南方重要的经济作物之一。广东省冬季常受强寒潮和霜冻影响，对香蕉生长发育影响很大。由香蕉束顶病毒(BBTV，单链环状DNA病毒)引起的香蕉束顶病，对香蕉生产的危害十分严重。当前香蕉栽培品种多为三倍体，由于无性繁殖是香蕉繁育的主要方式，缺少遗传变异性，因此利用基因工程等现代科技手段提高其种植水平，具有重要意义。请根据上述材料，回答下列问题：
(1)简述香蕉大规模快速繁殖技术的过程。
(2)脱毒香蕉苗的获得，可采用__________的方法，此方法的依据是__________和__________。
(3)建立可靠的BBTV检测方法可以监控脱毒香蕉苗的质量，请问可用哪些方法检测病毒的存在？(列举两种方法)
(4)在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因 afp对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值，该基因可以从这些鱼的DNA中扩增得到。试述在提取和纯化DNA时影响提纯效果的因素及其依据。(列举两点)
(5)如何利用afp基因，通过转基因技术获得抗寒能力提高的香蕉植株？在运用转基因香蕉的过程中，在生态安全方面可能会出现什么问题？(列举两点)
(6)从细胞工程的角度出发，简述一种培育抗寒香蕉品种的方法及其依据。另外，抑制果胶裂解酶的活性可以延长香蕉果实储藏期，请描述采用蛋白质工程技术降低该酶活性的一般过程。
