内容正文:
必过知识
第二章 细胞工程
第一节 植物细胞工程
一、植物细胞工程
1.基本技术:①植物组织培养技术
②植物体细胞杂交技术
2.理论基础:植物细胞具有全能性:
①细胞经过分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能,即细胞具有全能性
②原因:高度分化的细胞仍含有该物种的全部遗传信息,具有发育成完整个体所需要的全套基因
3.分化的过程:①分化的根本原因:基因的选择性表达,结果:形成不同的组织
②分化的细胞遗传物质不变,仍然具有该物种全部遗产物质
③生物体内的细胞分化不可逆(不能脱分化),体外植物细胞分化后可以脱分化
二、植物组织培养技术
1.概念:将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。
2.理论基础:植物细胞的全能性
3.过程:
①外植体:离体的植物器官、组织或细胞(一般为分生组织:全能性高、易得到愈伤组织)
②愈伤组织:细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、高度未分化、呈无定形状态的薄壁细胞团(具有分生能力的无定形态的一团薄壁细胞)
③生长素/细胞分裂素适中→利于愈伤组织的形成
生长素/细胞分裂素低→利于芽的分化
生长素/细胞分裂素高→利于根的分化
④条件:离体、营养物质(水、无机盐、有机物)、植物激素、适宜的外界条件、无菌条件
⑤再分化成为胚状体(具有生根发芽的能力)或丛芽
4.优点:无性生殖(后代保持前代的优良性状)、繁殖快、培养无病毒植株(取材:根尖、茎尖)
三、植物体细胞杂交技术
1.概念:将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术
2.理论基础:细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
3.过程:
①植物细胞去掉细胞壁,获得原生质体:酶解法(纤维素酶和果胶酶)
②促融的方法:a:物理方法:电融合法、离心法等
b:化学方法:聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法
③杂交成功的标志:融合的原生质体重新产生细胞壁,形成杂种细胞(高尔基体)
④杂种细胞:5种情况(A、B、AA、BB、AB)
⑤杂种植株细胞中染色体组的数目:简单相加(A、B中染色体组的数目相加)
4.优点:打破远缘亲本杂交不亲和的障碍,大大扩展杂交的亲本组合范围(植物体细胞杂交技术可用于多倍体育种)
四、植物细胞工程
1.植物繁殖的新途径:①快速繁殖
②作物脱毒:采用顶端分生区(如茎尖、根尖:病毒极少,甚至无毒)进行植物组织培养技术获得脱毒苗
2.植物新品质的培育:①单倍体育种:a:方法:花药离体培养、人工诱导染色体加倍
b:过程:
②突变体的利用
3.细胞产物的工厂化生产:
①次生代谢物:植物代谢产生一些不是植物基本生命活动所必需的产物
②细胞产物工厂化生产
第二节 动物细胞工程
一、动物细胞培养(是其他技术基础)
1.概念:指从动物体中取出相关组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术
2.理论基础:细胞增殖
3.过程:
①培养条件:无菌无毒、营养、适宜温度(36.5±0.5℃)、pH(7.2~7.4)和渗透压(等渗环境)、适宜的气体环境(95%空气(细胞代谢必需)+ 5%CO2(维持培养液pH))
②动物组织块:动物胚胎、幼龄动物的组织器官
③细胞分散的方法:用机械、胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
④原代培养是细胞的特点:a:细胞贴壁生长(悬液中大多数分散的细胞很快就贴附在瓶壁上生长增殖)
b:接触抑制(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)
⑤原代培养:分瓶之前的细胞培养,即动物组织经过处理后的初次培养称为原代培养(1~10代)
传代培养:分瓶后的细胞培养(细胞株、细胞系,遗传物质不改变(1~50代),增殖能力有限
注:癌细胞(遗传物质改变)失去接触抑制,在培养液可以无限增殖下去(50代以后)
⑥冷冻保存的细胞通常为10代以内(原因:以保持细胞正常的二倍体核型)
⑦培养过程中加入一定量的抗生素(防止培养过程中的污染),定期更换培养液(防止代谢废物对自身的损害),通常需要加动物血清
二、干细胞培养及其运用
1.干细胞:一类具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下,可以分化成其他类型的细胞
2.分布:早期胚胎、骨髓、脐带血
3.种类:①胚胎干细胞(ES细胞):存在于早期胚胎中,具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至的潜能
②成体干细胞:成体组织或器官内的干细胞,具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的潜能
4.特点:体积小、细胞核大、核仁明显、具有发育的全能性
5.ES细胞在饲养层细胞上获添加抑制因子的培养液中,能维持不分化状态;在培养液中不加饲养层细胞或加入诱导因子就可诱导分化(饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞,在干细胞培养时,可作为培养干细胞分裂、增殖的营养细胞)
6.应用:①干细胞与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关
②诱导多能干细胞(iPS细胞)
三、动物细胞融合技术
1.概念:动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术
2.理论基础:细胞膜的流动性(融合后形成的杂交细胞就有原来两个细胞的遗传遗传信息)
3.过程:
①融合方法:a:物理方法:电融合法等
b:化学方法:PEG融合法
c:生物方法:灭活病毒诱导法(动物细胞融合特有)
注:物理和化学方法与植物原生质体融合的诱导方法相同
4.意义:突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能
四、单克隆抗体及其应用
1.单克隆抗体的制备:
①第一次筛选:从5种细胞中筛选出杂交瘤细胞(B、瘤、B-B、瘤-瘤、B-瘤)
第二次筛选:从杂交瘤细胞中筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞
②骨髓瘤细胞:能无限增殖
③杂交瘤细胞的特点:能产生特异性抗体,又能无限增殖
2.特点:特异性强、灵敏度高、能大量制备
3.运用:①用作诊断试剂
②用于运载药物和治疗疾病
五、动物体细胞核移植技术
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.理论基础:动物细胞核的全能性
3.过程:
①受体细胞选择卵母细胞的原因:a:卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质
b:卵母细胞体积大,便于操作
c:卵母细胞内卵黄多,营养物质丰富
②卵母细胞去核的原因:保证克隆动物的遗传物质最大限度来自优良供体
去核的方法:显微操作去核法(微型吸管)
③胚胎为桑葚胚或囊胚时移植到母体
4.运用:①加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育
②生产医用蛋白
③转基因克隆动物的细胞、组织和器官用于异种器官移植
④保护濒危物种
5.克隆动物存在的问题:①存在健康问题、遗传缺陷、生理缺陷
②克隆动物食品的安全问题也有争议
第三节 胚胎工程
一、胚胎工程
1.概念:指对生殖细胞、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.理论基础:哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的规律
3.操作对象:生殖细胞、受精卵或早期胚胎
4.技术手段:体外受精、早期胚胎培养、胚胎分割、胚胎移植
5.实质:在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作
二、受精
1.概念:指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程
2.场所:雌性动物的输卵管
3.过程:①准备阶段:a:精子获能(体内:雌性个体生殖道获能;体外:提供获能液)
b:卵细胞的准备(到减Ⅱ中期才具有与精子受精的能力)
②受精阶段:
a:阻止多精入卵的第一道屏障:透明带发生生理反应
阻止多精入卵的第二道屏障:卵细胞膜发生生理反应
b:观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
三、胚胎的早期发育
1.场所:输卵管、子宫
2.过程:
①桑葚胚:细胞全能性最高(32个细胞)
3.卵裂:①概念:胚胎发育早期,有一段时间在透明带内进行,细胞的数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,这种受精卵的早期分类称为卵裂
②特点:有丝分裂,细胞数量增加,但胚胎的总体积基本不变,每个细胞的体积减小,DNA含量增加
四、体外受精技术:
1.过程:
①技术主要包括:卵母细胞的采集、精子的获取、(体外)受精
②精子离心处理的目的:精液由精子和精清两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质,因此在一般情况下,精液中的精子无法获能。精子获能前进行离心处理,目的是除去精清以利于精子获能
2.卵子获取的方法:①注射促性腺激素,促进超数排卵,从输卵管中冲取卵子,这样得到的是成熟卵子,可直接受精,不需要人工培养
②从卵巢中获取(不成熟,需人工培养)
3.精子获取的方法:①假阴道法
②手握法(用于猪、犬体型小,容易控制的家畜)
③电刺激法(用于野生经济动物)
4.精子获能的方法:①获能培养液
②化学诱导法(精子放在肝素或钙离子载体A23187溶液中,用化学药物诱导获能)
五、胚胎移植
1.概念:指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术
2.过程:
①供体:选择遗传性状优良,生产能力强的个体
受体:选择有健康的体质和正常繁殖能力的个体
②用孕激素(促性腺激素)处理供体和受体,使它们同期发情
用外源促性腺激素处理供体,使之超数排卵
③同期发情处理的目的:使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致,供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件,这是胚胎移植成功与否的关键
④胚胎的收集:冲卵(冲的是早期胚胎)
胚胎的检查:桑椹胚或囊胚阶段
⑤收集的胚胎直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存
3.生理学基础:
①胚胎移入的基础: 供、受体有相同的生理状态(同期发情)
②胚胎收集的基础:早期胚胎形成后,在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系,而是处于游离状态
③移入胚胎存活的基础:受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
④保留胚胎遗传特性基础:供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,其遗传物质不会发生改变
4.意义:充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,大大缩短了供体本身的繁殖周期,增加供体一生繁殖后代的数量
六、胚胎分割
1.概念:指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术
2.理论基础:胚胎细胞的全能性
3.主要仪器设备:实体显微镜和显微操作仪
4.操作程序:①选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,移入盛有操作液的培养皿中
②在显微镜下用分割针或分割刀片对胚胎进行分割
③分割后的胚胎可直接移植给受体,或经体外培养后,再移植给受体
a:可用分割针分割滋养层,做DNA分析,鉴定性别
b:分割要求:主要将内细胞团均等分割
5.意义:①提高胚胎利用率,促进优良动物品种的繁殖
②产生遗传性状相同的后代,作为遗传学研究的宝贵材料
③胚胎移植前,进行性别鉴定、遗传病筛查,对于人工控制动物性别,繁育健康动物后代具有重要意义
必过试题
1.某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,你认为错误的是()
比较内容
植物细胞工程
动物细胞工程
A
特殊处理
酶解法去除细胞壁
用胰蛋白酶处制成细胞悬浮液
B
融合方法
物理方法、化学方法、生物方法
物理方法、化学方法
C
典型应用
人工种子、种间杂种植物
单克隆抗体的制备
D
培养基区别
植物激素具有重要作用
动物血清不可缺少
2.下列关于细胞工程的叙述,正确的是()
A.电激可诱导植物原生质体融合,不能诱导动物细胞融合
B.去除植物细胞壁需酶处理,将动物组织分散成单个细胞不需酶处理
C.小鼠骨髓癌细胞和经抗原免疫的B淋巴细胞融合后培养可制备单克隆抗体
D.动植物细胞培养都需要经过脱分化处理
3.治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义,简要流程如图。下列有关叙述正确的是()
A.过程①、②分别应用了核移植技术和胚胎移植技术
B.细胞培养中需提供5%CO2,目的是调节细胞外液的渗透压
C.胚胎干细胞可来源于囊胚中的内细胞团,具有发育的全能性
D.将图中获得的组织器官移植给个体A,不会发生免疫排斥反应
解析:选项A过程①是核移植技术,过程②是早期胚胎培养,A错误;选项B细胞培养中需提供5%CO2,目的是维持培养液的pH值,B错误;选项C胚胎干细胞来源于囊胚的内细胞团或原始性腺,具有发育的全能性,C正确;选项D图中的重组细胞的细胞核来自个体B,因此将图中获得的组织器官移植给A个体,会发生免疫排斥,D错误。
4.下列关于动物细胞工程的叙述,正确的是( )
A.生物导弹是用癌细胞的单克隆抗体杀死癌细胞
B.乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养
C.细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行
D.灭活病毒可使细胞相互凝聚并让细胞膜上的分子重新排布
解析:选项A生物导弹是用单克隆抗体的导向作用,能将药物定向带到癌细胞所在的位置杀死癌细胞,A错误; 选项B癌细胞分裂能力强,乳腺癌细胞比乳腺细胞更容易进行离体培养,B错误;选项C细胞核移植可以在不同动物的不同组织间进行,C错误;选项D灭活病毒可使细胞相互凝聚并让细胞膜上的分子重新排布,D正确。
5.据《细胞报告》最近报道,我国科学家成功将小鼠的颗粒细胞(卵泡中卵母细胞周围的细胞)转化为GV卵母细胞,进而恢复减数分裂并顺利培育出健康后代(如下图)。有关叙述错误的是()
A.过程①的实质是基因选择性表达 B.X细胞应处于减数第二次分裂中期
C.过程③中受精的实质是雌雄原核融合 D.过程③选择原肠胚进行胚胎移植
6.关于胚胎工程的叙述正确的是( )
A.胚胎工程的理论基础是受精和胚胎早期发育
B.早期胚胎的形成依次经历了卵裂、囊胚、桑椹胚、原肠胚等几个阶段
C.胚胎分割技术可以获得基因型不同的个体
D.胚胎移植时对所有供体牛和受体牛都要进行同期发情处理
解析:选项A胚胎工程的理论基础是受精和胚胎早期发育,A正确;选项B早期胚胎的形成依次经历了卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚等几个阶段,B错误;选项C来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,胚胎分割技术可以获得基因型相同的个体,C错误;选项D胚胎移植时对供体母牛和受体母牛都要进行同期发情处理,但对供体公牛不需要进行同期发情处理,D错误。
7.下面为克隆羊的培育流程图,相关说法不正确的是 ()
A.卵母细胞可以从屠宰场收集,并在体外培养到减数第一次分裂中期
B.从供体羊中取得的上皮细胞需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理
C.用微型吸管将卵母细胞的细胞核和第一极体吸出
D.代孕母羊和供体羊需经过同期发情处理
解析:选项A从屠宰场中收集的卵母细胞,需在体外培养到减数第二次分裂中期,A错误;
选项B动物细胞培养时,需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织使其分散成单个细胞,B正确;选项C核移植过程中,通过显微操作法吸出卵母细胞中的细胞核,除了将细胞核吸出外,往往还要将第一极体一并吸出,C正确;选项D在胚胎移植的过程中,将重组胚胎发育到一定阶段,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内,即代孕母羊和供体羊需经过同期发情处理,D正确。
8.下列有关细胞工程技术原理及目的的叙述,错误的是( )
技术名称
原理
目的
①
植物体细胞杂交
细胞膜的流动性及植物细胞的全能性
获得杂种植物
②
植物组织培养
植物细胞的全能性
获得植物个体或细胞产品
③
动物细胞培养
细胞增殖
获得大量细胞或细胞产品
④
动物细胞核移植
动物细胞的全能性
获得克隆动物
A. ① B. ② C. ③ D. ④
9.2018年科学家首次完成了孤雄生殖,获得了孤雄小鼠,具体操作如下图所示。据此分析,以下说法错误的是()
A.用性激素对雌性小鼠进行处理可得到卵母细胞
B.卵母细胞在去核时被去除的不是核膜包被的细胞核,而是纺锤体和染色体的结合物
C.孤雄小鼠的性染色体组成可能是XX、XY或YY
D.只依赖雄性小鼠是不能得到孤雄小鼠的
10.无论是植物细胞,还是动物细胞,都可以利用一定的方法诱导融合,可用模型图表示细胞融合技术的一些过程,有关叙述错误的是( )
A.若该过程表示植物原生质体的融合,则甲、乙细胞可用酶解法获取
B.若该过程表示动物细胞融合,可用灭活的病毒诱导
C.若该过程表示制备单克隆抗体,则丙细胞是杂交瘤细胞
D.以上三个过程体现了细胞的全能性
11.下列关于从配子形成到早期胚胎发育过程的叙述中,正确的是( )
A.排卵就是排出成熟卵细胞的过程
B.受精作用完成的标志是透明带内出现三个极体
C.囊胚期的内细胞团将来发育成胎盘和胎膜
D.胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的
12.如表为不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间,依据下表分析不正确的是()
A.小鼠胚胎进入子宫时的发育程度比牛的高
B.体外马胚胎移植到子宫时选择16细胞阶段
C.受精卵发育的阶段顺序为:2细胞→4细胞→8细胞→16细胞→桑葚胚→囊胚
D.2—4—8—16细胞发育阶段进行的是有丝分裂
13.如图为烟草植物组织培养过程的流程图。下列有关叙述正确的是()
A.对过程①获取的根组织块应做较彻底的灭菌处理
B.过程②应根据要求使用适宜的培养基
C.过程③表示脱分化,其实质是基因的选择性表达
D.植物组织培养过程需要适宜的光照
14.“白菜-甘蓝”具有生长期短、耐热性强和易储存等优点,它是细胞工程培育的新品种,下图是“白菜-甘蓝”培育过程示意图,请回答下列问题:
(1)由杂种细胞D培育成“白菜-甘蓝”植株,采用的技术手段是______________________。该技术常被用来进行工厂化育苗生产,这是利用了该技术________________和____________________的特点。
(2)在d过程中,培养基的成分通常包括水、无机营养、有机营养和______________等,同时,在培养过程中,除必要的温度、光照和O2等外界条件外,成功的另一个关键是操作过程中必须保证________。
(3)要制备“白菜-甘蓝”的人工种子,要在d步骤选取组织培养得到的____________、__________等为材料,包裹上人工薄膜即可。
(4)“白菜-甘蓝”同时具有白菜和甘蓝的优点,而“番茄-马铃薯”却没有结出番茄和马铃薯,根本原因是___________________________________。
解析:(1)由杂种细胞D培育成“白菜-甘蓝”植株,采用的技术手段是植物组织培养技术。该技术常被用来进行工厂化育苗生产,这是利用了该技术高效快速和保持优良遗传性状的特点。
(2)在d过程中,培养基的成分通常包括水、无机营养、有机营养和植物激素等,同时,在培养过程中,除必要的温度、光照和O2等外界条件外,成功的另一个关键是操作过程中必须保证无菌条件。
(3)要制备“白菜-甘蓝”的人工种子,要在d步骤选取组织培养得到的胚状体、顶芽、腋芽、不定芽等为材料,包裹上人工薄膜即可。
(4)“白菜-甘蓝”同时具有白菜和甘蓝的优点,而“番茄-马铃薯”却没有结出番茄和马铃薯,根本原因是基因的表达不是孤立的,它们之间会相互调控、相互影响。
15.细胞的融合技术有着广泛的应用。下列为细胞融合的简略过程,请据图回答相关问题:
(1) 若a、b分别为精子和卵母细胞,则从良种母牛体内采集的卵母细胞,一般要培养到____________阶段才能进行体外受精。判断卵子受精的重要标志是___________________。
(2) 若a、b表示两种植物体细胞,在融合前,往往用__________去除细胞壁。若采用化学法形成c时,一般是用____作为诱导剂。由d细胞形成杂种植株的原理是__________,这种育种方法的优点是___________。
(3) 若a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞,则d细胞的特点是_________________。用特定的筛选培养基筛选获得d细胞,然后再经__________筛选获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。其中d细胞克隆化培养的方法有两种: ___________,这样经克隆化培养后制备的抗体有____________的特点。
(3) 动物细胞杂交常用来制备单克隆抗体,用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合可生成既能产生抗体又能无限增殖的杂交瘤细胞,杂交瘤细胞产生的单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的特点。
16.下图为牛胚胎移植的基本程序,请据图回答:
(1)图中a、b、c过程分别是指 ____________、________________、 ___________。
(2)在胚胎移植过程中,供、受体母牛选择好后,要用激素进行______________处理,这样处理的原因是供体和受体生殖器官的生理变化相同,为胚胎移入受体提供了相同的生理环境,以保证移植的胚胎能够继续正常发育。
(3)为了提高牛胚胎的利用率,常采取的方法是____________________;处理的时期是 ________________或者桑椹胚。
(4)从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞,称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有______________________________________。
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第二章 细胞工程
第一节 植物细胞工程
一、植物细胞工程
1.基本技术:①植物组织培养技术
②植物体细胞杂交技术
2.理论基础:植物细胞具有全能性:
①细胞经过分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能,即细胞具有全能性
②原因:高度分化的细胞仍含有该物种的全部遗传信息,具有发育成完整个体所需要的全套基因
3.分化的过程:①分化的根本原因:基因的选择性表达,结果:形成不同的组织
②分化的细胞遗传物质不变,仍然具有该物种全部遗产物质
③生物体内的细胞分化不可逆(不能脱分化),体外植物细胞分化后可以脱分化
二、植物组织培养技术
1.概念:将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。
2.理论基础:植物细胞的全能性
3.过程:
①外植体:离体的植物器官、组织或细胞(一般为分生组织:全能性高、易得到愈伤组织)
②愈伤组织:细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、高度未分化、呈无定形状态的薄壁细胞团(具有分生能力的无定形态的一团薄壁细胞)
③生长素/细胞分裂素适中→利于愈伤组织的形成
生长素/细胞分裂素低→利于芽的分化
生长素/细胞分裂素高→利于根的分化
④条件:离体、营养物质(水、无机盐、有机物)、植物激素、适宜的外界条件、无菌条件
⑤再分化成为胚状体(具有生根发芽的能力)或丛芽
4.优点:无性生殖(后代保持前代的优良性状)、繁殖快、培养无病毒植株(取材:根尖、茎尖)
三、植物体细胞杂交技术
1.概念:将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术
2.理论基础:细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
3.过程:
①植物细胞去掉细胞壁,获得原生质体:酶解法(纤维素酶和果胶酶)
②促融的方法:a:物理方法:电融合法、离心法等
b:化学方法:聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法
③杂交成功的标志:融合的原生质体重新产生细胞壁,形成杂种细胞(高尔基体)
④杂种细胞:5种情况(A、B、AA、BB、AB)
⑤杂种植株细胞中染色体组的数目:简单相加(A、B中染色体组的数目相加)
4.优点:打破远缘亲本杂交不亲和的障碍,大大扩展杂交的亲本组合范围(植物体细胞杂交技术可用于多倍体育种)
四、植物细胞工程
1.植物繁殖的新途径:①快速繁殖
②作物脱毒:采用顶端分生区(如茎尖、根尖:病毒极少,甚至无毒)进行植物组织培养技术获得脱毒苗
2.植物新品质的培育:①单倍体育种:a:方法:花药离体培养、人工诱导染色体加倍
b:过程:
②突变体的利用
3.细胞产物的工厂化生产:
①次生代谢物:植物代谢产生一些不是植物基本生命活动所必需的产物
②细胞产物工厂化生产
第二节 动物细胞工程
一、动物细胞培养(是其他技术基础)
1.概念:指从动物体中取出相关组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术
2.理论基础:细胞增殖
3.过程:
①培养条件:无菌无毒、营养、适宜温度(36.5±0.5℃)、pH(7.2~7.4)和渗透压(等渗环境)、适宜的气体环境(95%空气(细胞代谢必需)+ 5%CO2(维持培养液pH))
②动物组织块:动物胚胎、幼龄动物的组织器官
③细胞分散的方法:用机械、胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
④原代培养是细胞的特点:a:细胞贴壁生长(悬液中大多数分散的细胞很快就贴附在瓶壁上生长增殖)
b:接触抑制(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)
⑤原代培养:分瓶之前的细胞培养,即动物组织经过处理后的初次培养称为原代培养(1~10代)
传代培养:分瓶后的细胞培养(细胞株、细胞系,遗传物质不改变(1~50代),增殖能力有限
注:癌细胞(遗传物质改变)失去接触抑制,在培养液可以无限增殖下去(50代以后)
⑥冷冻保存的细胞通常为10代以内(原因:以保持细胞正常的二倍体核型)
⑦培养过程中加入一定量的抗生素(防止培养过程中的污染),定期更换培养液(防止代谢废物对自身的损害),通常需要加动物血清
二、干细胞培养及其运用
1.干细胞:一类具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下,可以分化成其他类型的细胞
2.分布:早期胚胎、骨髓、脐带血
3.种类:①胚胎干细胞(ES细胞):存在于早期胚胎中,具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至的潜能
②成体干细胞:成体组织或器官内的干细胞,具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的潜能
4.特点:体积小、细胞核大、核仁明显、具有发育的全能性
5.ES细胞在饲养层细胞上获添加抑制因子的培养液中,能维持不分化状态;在培养液中不加饲养层细胞或加入诱导因子就可诱导分化(饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞,在干细胞培养时,可作为培养干细胞分裂、增殖的营养细胞)
6.应用:①干细胞与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关
②诱导多能干细胞(iPS细胞)
三、动物细胞融合技术
1.概念:动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术
2.理论基础:细胞膜的流动性(融合后形成的杂交细胞就有原来两个细胞的遗传遗传信息)
3.过程:
①融合方法:a:物理方法:电融合法等
b:化学方法:PEG融合法
c:生物方法:灭活病毒诱导法(动物细胞融合特有)
注:物理和化学方法与植物原生质体融合的诱导方法相同
4.意义:突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能
四、单克隆抗体及其应用
1.单克隆抗体的制备:
①第一次筛选:从5种细胞中筛选出杂交瘤细胞(B、瘤、B-B、瘤-瘤、B-瘤)
第二次筛选:从杂交瘤细胞中筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞
②骨髓瘤细胞:能无限增殖
③杂交瘤细胞的特点:能产生特异性抗体,又能无限增殖
2.特点:特异性强、灵敏度高、能大量制备
3.运用:①用作诊断试剂
②用于运载药物和治疗疾病
五、动物体细胞核移植技术
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.理论基础:动物细胞核的全能性
3.过程:
①受体细胞选择卵母细胞的原因:a:卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质
b:卵母细胞体积大,便于操作
c:卵母细胞内卵黄多,营养物质丰富
②卵母细胞去核的原因:保证克隆动物的遗传物质最大限度来自优良供体
去核的方法:显微操作去核法(微型吸管)
③胚胎为桑葚胚或囊胚时移植到母体
4.运用:①加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育
②生产医用蛋白
③转基因克隆动物的细胞、组织和器官用于异种器官移植
④保护濒危物种
5.克隆动物存在的问题:①存在健康问题、遗传缺陷、生理缺陷
②克隆动物食品的安全问题也有争议
第三节 胚胎工程
一、胚胎工程
1.概念:指对生殖细胞、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.理论基础:哺乳动物体内受精和早期胚胎发育的规律
3.操作对象:生殖细胞、受精卵或早期胚胎
4.技术手段:体外受精、早期胚胎培养、胚胎分割、胚胎移植
5.实质:在体外条件下,对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作
二、受精
1.概念:指精子和卵子结合形成合子(即受精卵)的过程
2.场所:雌性动物的输卵管
3.过程:①准备阶段:a:精子获能(体内:雌性个体生殖道获能;体外:提供获能液)
b:卵细胞的准备(到减Ⅱ中期才具有与精子受精的能力)
②受精阶段:
a:阻止多精入卵的第一道屏障:透明带发生生理反应
阻止多精入卵的第二道屏障:卵细胞膜发生生理反应
b:观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志
三、胚胎的早期发育
1.场所:输卵管、子宫
2.过程:
①桑葚胚:细胞全能性最高(32个细胞)
3.卵裂:①概念:胚胎发育早期,有一段时间在透明带内进行,细胞的数量不断增加,但胚胎的总体积并不增加,这种受精卵的早期分类称为卵裂
②特点:有丝分裂,细胞数量增加,但胚胎的总体积基本不变,每个细胞的体积减小,DNA含量增加
四、体外受精技术:
1.过程:
①技术主要包括:卵母细胞的采集、精子的获取、(体外)受精
②精子离心处理的目的:精液由精子和精清两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质,因此在一般情况下,精液中的精子无法获能。精子获能前进行离心处理,目的是除去精清以利于精子获能
2.卵子获取的方法:①注射促性腺激素,促进超数排卵,从输卵管中冲取卵子,这样得到的是成熟卵子,可直接受精,不需要人工培养
②从卵巢中获取(不成熟,需人工培养)
3.精子获取的方法:①假阴道法
②手握法(用于猪、犬体型小,容易控制的家畜)
③电刺激法(用于野生经济动物)
4.精子获能的方法:①获能培养液
②化学诱导法(精子放在肝素或钙离子载体A23187溶液中,用化学药物诱导获能)
五、胚胎移植
1.概念:指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术
2.过程:
①供体:选择遗传性状优良,生产能力强的个体
受体:选择有健康的体质和正常繁殖能力的个体
②用孕激素(促性腺激素)处理供体和受体,使它们同期发情
用外源促性腺激素处理供体,使之超数排卵
③同期发情处理的目的:使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致,供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件,这是胚胎移植成功与否的关键
④胚胎的收集:冲卵(冲的是早期胚胎)
胚胎的检查:桑椹胚或囊胚阶段
⑤收集的胚胎直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存
3.生理学基础:
①胚胎移入的基础: 供、受体有相同的生理状态(同期发情)
②胚胎收集的基础:早期胚胎形成后,在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系,而是处于游离状态
③移入胚胎存活的基础:受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
④保留胚胎遗传特性基础:供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,其遗传物质不会发生改变
4.意义:充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,大大缩短了供体本身的繁殖周期,增加供体一生繁殖后代的数量
六、胚胎分割
1.概念:指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术
2.理论基础:胚胎细胞的全能性
3.主要仪器设备:实体显微镜和显微操作仪
4.操作程序:①选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚,移入盛有操作液的培养皿中
②在显微镜下用分割针或分割刀片对胚胎进行分割
③分割后的胚胎可直接移植给受体,或经体外培养后,再移植给受体
a:可用分割针分割滋养层,做DNA分析,鉴定性别
b:分割要求:主要将内细胞团均等分割
5.意义:①提高胚胎利用率,促进优良动物品种的繁殖
②产生遗传性状相同的后代,作为遗传学研究的宝贵材料
③胚胎移植前,进行性别鉴定、遗传病筛查,对于人工控制动物性别,繁育健康动物后代具有重要意义
必过试题
1.某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,你认为错误的是()
比较内容
植物细胞工程
动物细胞工程
A
特殊处理
酶解法去除细胞壁
用胰蛋白酶处制成细胞悬浮液
B
融合方法
物理方法、化学方法、生物方法
物理方法、化学方法
C
典型应用
人工种子、种间杂种植物
单克隆抗体的制备
D
培养基区别
植物激素具有重要作用
动物血清不可缺少
答案:B
解析:选项A植物细胞工程中用纤维素酶或果胶酶去除植物细胞的细胞壁,而动物细胞培工程中用胰蛋白酶将细胞分散成单个细胞;故特殊处理过程正确,A正确;选项B植物细胞工程中运用物理法和化学法将原生质体进行融合,没有生物方法,而动物细胞融合可以利用三种方法,其中生物方法指利用灭活的病毒。故融合方法中错误,B错误;选项C可以利用植物组织培养技术获得无病毒植物和人工种子,利用植物体细胞杂交进行种间植物杂交,动物细胞工程中利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体,故典型应用正确,C正确;
选项D植物组织培养中培养基上植物激素具有重要作用,动物血清在动物细胞工程培养基中不可缺少,故培养基区别正确,D正确。
2.下列关于细胞工程的叙述,正确的是()
A.电激可诱导植物原生质体融合,不能诱导动物细胞融合
B.去除植物细胞壁需酶处理,将动物组织分散成单个细胞不需酶处理
C.小鼠骨髓癌细胞和经抗原免疫的B淋巴细胞融合后培养可制备单克隆抗体
D.动植物细胞培养都需要经过脱分化处理
答案:C
解析:选项A诱导植物原生质体融合或动物细胞融合均可采用物理方法(如电激)或化学方法,A错误;选项B去除植物细胞壁需要用纤维素酶和果胶酶处理,将动物组织分散成单个细胞需用胰蛋白酶处理,B错误;选项C小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫的B淋巴细胞融合后可形成既能合成抗体,又能无限增殖的杂交瘤细胞,将杂交瘤细胞培养可大量制备单克隆抗体,C正确;选项D植物组织培养经过脱分化和再分化,动物细胞培养不需要经过脱分化和再分化,D错误。
3.治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义,简要流程如图。下列有关叙述正确的是()
A.过程①、②分别应用了核移植技术和胚胎移植技术
B.细胞培养中需提供5%CO2,目的是调节细胞外液的渗透压
C.胚胎干细胞可来源于囊胚中的内细胞团,具有发育的全能性
D.将图中获得的组织器官移植给个体A,不会发生免疫排斥反应
答案:C
解析:选项A过程①是核移植技术,过程②是早期胚胎培养,A错误;选项B细胞培养中需提供5%CO2,目的是维持培养液的pH值,B错误;选项C胚胎干细胞来源于囊胚的内细胞团或原始性腺,具有发育的全能性,C正确;选项D图中的重组细胞的细胞核来自个体B,因此将图中获得的组织器官移植给A个体,会发生免疫排斥,D错误。
4.下列关于动物细胞工程的叙述,正确的是( )
A.生物导弹是用癌细胞的单克隆抗体杀死癌细胞
B.乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养
C.细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行
D.灭活病毒可使细胞相互凝聚并让细胞膜上的分子重新排布
答案:D
解析:选项A生物导弹是用单克隆抗体的导向作用,能将药物定向带到癌细胞所在的位置杀死癌细胞,A错误; 选项B癌细胞分裂能力强,乳腺癌细胞比乳腺细胞更容易进行离体培养,B错误;选项C细胞核移植可以在不同动物的不同组织间进行,C错误;选项D灭活病毒可使细胞相互凝聚并让细胞膜上的分子重新排布,D正确。
5.据《细胞报告》最近报道,我国科学家成功将小鼠的颗粒细胞(卵泡中卵母细胞周围的细胞)转化为GV卵母细胞,进而恢复减数分裂并顺利培育出健康后代(如下图)。有关叙述错误的是()
A.过程①的实质是基因选择性表达 B.X细胞应处于减数第二次分裂中期
C.过程③中受精的实质是雌雄原核融合 D.过程③选择原肠胚进行胚胎移植
答案:D
解析:选项A过程①卵泡中的颗粒细胞经诱导成为多能干细胞,其实质是基因选择性表达,
A正确;选项B X细胞具有受精作用的能力,应处于减数第二次分裂中期,B正确;
选项C过程③中受精的实质是雌雄原核融合,C正确;选项D过程③选择桑椹胚或囊胚进行胚胎移植,不能选原肠胚时期的,D错误。
6.关于胚胎工程的叙述正确的是( )
A.胚胎工程的理论基础是受精和胚胎早期发育
B.早期胚胎的形成依次经历了卵裂、囊胚、桑椹胚、原肠胚等几个阶段
C.胚胎分割技术可以获得基因型不同的个体
D.胚胎移植时对所有供体牛和受体牛都要进行同期发情处理
答案:A
解析:选项A胚胎工程的理论基础是受精和胚胎早期发育,A正确;选项B早期胚胎的形成依次经历了卵裂、桑椹胚、囊胚、原肠胚等几个阶段,B错误;选项C来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质,胚胎分割技术可以获得基因型相同的个体,C错误;选项D胚胎移植时对供体母牛和受体母牛都要进行同期发情处理,但对供体公牛不需要进行同期发情处理,D错误。
7.下面为克隆羊的培育流程图,相关说法不正确的是 ()
A.卵母细胞可以从屠宰场收集,并在体外培养到减数第一次分裂中期
B.从供体羊中取得的上皮细胞需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理
C.用微型吸管将卵母细胞的细胞核和第一极体吸出
D.代孕母羊和供体羊需经过同期发情处理
答案:A
解析:选项A从屠宰场中收集的卵母细胞,需在体外培养到减数第二次分裂中期,A错误;
选项B动物细胞培养时,需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织使其分散成单个细胞,B正确;选项C核移植过程中,通过显微操作法吸出卵母细胞中的细胞核,除了将细胞核吸出外,往往还要将第一极体一并吸出,C正确;选项D在胚胎移植的过程中,将重组胚胎发育到一定阶段,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内,即代孕母羊和供体羊需经过同期发情处理,D正确。
8.下列有关细胞工程技术原理及目的的叙述,错误的是( )
技术名称
原理
目的
①
植物体细胞杂交
细胞膜的流动性及植物细胞的全能性
获得杂种植物
②
植物组织培养
植物细胞的全能性
获得植物个体或细胞产品
③
动物细胞培养
细胞增殖
获得大量细胞或细胞产品
④
动物细胞核移植
动物细胞的全能性
获得克隆动物
A. ① B. ② C. ③ D. ④
答案:D
解析:植物体细胞杂交利用细胞膜的流动性及植物细胞的全能性,故①正确;植物组织培养体现了全能性,故②正确;无论是动物细胞培养还是植物细胞培养,原理都有细胞增殖,进行有丝分裂,故③正确;动物体细胞核移植获得克隆动物所依据的原理是高度分化的动物体细胞核仍然具有全能性。受卵母细胞质中遗传物质以及环境因素的影响,克隆出的动物的性状与提供体细胞核的供体不完全相同,故④错误。综上所述D符合题意。
故选D。
9.2018年科学家首次完成了孤雄生殖,获得了孤雄小鼠,具体操作如下图所示。据此分析,以下说法错误的是()
A.用性激素对雌性小鼠进行处理可得到卵母细胞
B.卵母细胞在去核时被去除的不是核膜包被的细胞核,而是纺锤体和染色体的结合物
C.孤雄小鼠的性染色体组成可能是XX、XY或YY
D.只依赖雄性小鼠是不能得到孤雄小鼠的
答案:A
解析:选项A用促性腺激素对雌性小鼠进行处理可得到卵母细胞,A错误;
选项B卵母细胞在去核时被去除的不是核膜包被的细胞核, 而是纺锤体和染色体的结合物,B正确;选项C孤雄小鼠的性染色体组成可能是XX、XY或YY,C正确;选项D只依赖雄性小鼠是不能得到孤雄小鼠的,还要依赖于雌鼠进行胚胎发育,D正确。
10.无论是植物细胞,还是动物细胞,都可以利用一定的方法诱导融合,可用模型图表示细胞融合技术的一些过程,有关叙述错误的是( )
A.若该过程表示植物原生质体的融合,则甲、乙细胞可用酶解法获取
B.若该过程表示动物细胞融合,可用灭活的病毒诱导
C.若该过程表示制备单克隆抗体,则丙细胞是杂交瘤细胞
D.以上三个过程体现了细胞的全能性
答案:D
解析:选项A植物细胞须先用酶除去细胞壁,制备原生质体,再诱导细胞融合,A正确;
选项B若该过程表示动物细胞融合,则可用灭活的病毒诱导,B正确;选项C若该过程表示制备单克隆抗体,则丙细胞是杂交瘤细胞,既能无限增殖,又能产生特异性抗体,C正确;选项D动物细胞融合和制备单克隆抗体两个过程不能体现细胞的全能性,D错误。
11.下列关于从配子形成到早期胚胎发育过程的叙述中,正确的是( )
A.排卵就是排出成熟卵细胞的过程
B.受精作用完成的标志是透明带内出现三个极体
C.囊胚期的内细胞团将来发育成胎盘和胎膜
D.胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的
答案:D
解析:选项A排卵是指卵细胞从卵泡中排出,可能是初级卵母细胞或次级卵母细胞,因此排卵排出的不一定是成熟卵细胞,A错误;选项B受精的标志是透明带内出现两个极体(一个是第一极体,另一个是第二极体),受精作用完成的标志雌雄原核的融合,B错误;选项C囊胚期的滋养层将来发育成胎盘和胎膜,内细胞团将发育成各种组织,C错误;选项D胚胎发育的早期有一段时间是在透明带内进行的,D正确。
12.如表为不同动物受精卵发育及其进入子宫的时间,依据下表分析不正确的是()
A.小鼠胚胎进入子宫时的发育程度比牛的高
B.体外马胚胎移植到子宫时选择16细胞阶段
C.受精卵发育的阶段顺序为:2细胞→4细胞→8细胞→16细胞→桑葚胚→囊胚
D.2—4—8—16细胞发育阶段进行的是有丝分裂
答案:B
解析:小鼠胚胎发育3天进入子宫,此时处于桑葚胚时期,牛胚胎发育4~5天进入子宫,此时处于16细胞时期,发育程度较低,故小鼠胚胎进入子宫时的发育程度比牛的高,A正确;马胚胎发育6天进入子宫,此时处于囊胚期,故体外马胚胎移植到子宫时选择囊胚期,B错误;受精卵发育的阶段顺序为:2细胞→4细胞→8细胞→16细胞→桑葚胚→囊胚,C正确;2—4—8—16细胞发育阶段进行的是有丝分裂,D正确。
13.如图为烟草植物组织培养过程的流程图。下列有关叙述正确的是()
A.对过程①获取的根组织块应做较彻底的灭菌处理
B.过程②应根据要求使用适宜的培养基
C.过程③表示脱分化,其实质是基因的选择性表达
D.植物组织培养过程需要适宜的光照
答案:B
解析:选项A因为灭菌的高温条件会使细胞死亡,所以对过程①获取的根组织块应做消毒处理,A错误;选项B过程②是脱分化,根据要求使用适宜的培养基,B正确;选项C过程③是再分化,实质是基因的选择性表达,C错误;选项D植物组织培养过程中,脱分化过程不需要光照,再分化过程需要适宜的光照,D错误。
14.“白菜-甘蓝”具有生长期短、耐热性强和易储存等优点,它是细胞工程培育的新品种,下图是“白菜-甘蓝”培育过程示意图,请回答下列问题:
(1)由杂种细胞D培育成“白菜-甘蓝”植株,采用的技术手段是______________________。该技术常被用来进行工厂化育苗生产,这是利用了该技术________________和____________________的特点。
(2)在d过程中,培养基的成分通常包括水、无机营养、有机营养和______________等,同时,在培养过程中,除必要的温度、光照和O2等外界条件外,成功的另一个关键是操作过程中必须保证________。
(3)要制备“白菜-甘蓝”的人工种子,要在d步骤选取组织培养得到的____________、__________等为材料,包裹上人工薄膜即可。
(4)“白菜-甘蓝”同时具有白菜和甘蓝的优点,而“番茄-马铃薯”却没有结出番茄和马铃薯,根本原因是___________________________________。
答案:(1)植物组织培养技术;高效快速;保持优良遗传性状
(2)植物激素;无菌条件
(3)胚状体、顶芽、腋芽、不定芽(答对其中两个即可)
(4)基因的表达不是孤立的,它们之间会相互调控、相互影响
解析:(1)由杂种细胞D培育成“白菜-甘蓝”植株,采用的技术手段是植物组织培养技术。该技术常被用来进行工厂化育苗生产,这是利用了该技术高效快速和保持优良遗传性状的特点。
(2)在d过程中,培养基的成分通常包括水、无机营养、有机营养和植物激素等,同时,在培养过程中,除必要的温度、光照和O2等外界条件外,成功的另一个关键是操作过程中必须保证无菌条件。
(3)要制备“白菜-甘蓝”的人工种子,要在d步骤选取组织培养得到的胚状体、顶芽、腋芽、不定芽等为材料,包裹上人工薄膜即可。
(4)“白菜-甘蓝”同时具有白菜和甘蓝的优点,而“番茄-马铃薯”却没有结出番茄和马铃薯,根本原因是基因的表达不是孤立的,它们之间会相互调控、相互影响。
15.细胞的融合技术有着广泛的应用。下列为细胞融合的简略过程,请据图回答相关问题:
(1) 若a、b分别为精子和卵母细胞,则从良种母牛体内采集的卵母细胞,一般要培养到____________阶段才能进行体外受精。判断卵子受精的重要标志是___________________。
(2) 若a、b表示两种植物体细胞,在融合前,往往用__________去除细胞壁。若采用化学法形成c时,一般是用____作为诱导剂。由d细胞形成杂种植株的原理是__________,这种育种方法的优点是___________。
(3) 若a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞,则d细胞的特点是_________________。用特定的筛选培养基筛选获得d细胞,然后再经__________筛选获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。其中d细胞克隆化培养的方法有两种: ___________,这样经克隆化培养后制备的抗体有____________的特点。
答案:(1)减数第二次分裂中期(MⅡ中期) 在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体
(2)纤维素酶和果胶酶 聚乙二醇 植物细胞具有全能性 克服远缘杂交不亲和的障碍
(3)既能产生抗体又能无限增殖 克隆化培养和抗体检测 体内培养和体外培养 特异性强、灵敏度高,并可能大量制备
解析:(1) 体外受精过程中,获能的精子与处于减数第二次分裂中期的卵子结合形成受精卵。
(2) 植物体细胞杂交要注意先用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁制备原生质体,然后用一定的物理或化学手段促进原生质体融合,常用的促融剂是聚乙二醇。
(3) 动物细胞杂交常用来制备单克隆抗体,用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合可生成既能产生抗体又能无限增殖的杂交瘤细胞,杂交瘤细胞产生的单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的特点。
16.下图为牛胚胎移植的基本程序,请据图回答:
(1)图中a、b、c过程分别是指 ____________、________________、 ___________。
(2)在胚胎移植过程中,供、受体母牛选择好后,要用激素进行______________处理,这样处理的原因是供体和受体生殖器官的生理变化相同,为胚胎移入受体提供了相同的生理环境,以保证移植的胚胎能够继续正常发育。
(3)为了提高牛胚胎的利用率,常采取的方法是____________________;处理的时期是 ________________或者桑椹胚。
(4)从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞,称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有______________________________________。
答案:(1)超数排卵处理;胚胎的收集(冲卵);胚胎移植
(2)同期发情
(3)胚胎分割移植;囊胚期
(4)体积小,细胞核大,核仁明显
解析:(1)由图可知,图中a表示超数排卵,b表示冲卵,c表示胚胎移植。
(2)在胚胎移植过程中,供、受体母牛选择好后,要用孕激素进行同期发情处理,这样处理的原因是供体和受体生殖器官的生理变化相同,为胚胎移入受体提供了相同的生理环境,以保证移植的胚胎能够继续正常发育。
(3)为了提高牛胚胎的利用率,可以在囊胚期或者桑椹胚期采用胚胎分割移植处理。
(4)胚胎干细胞的特征:体积小,细胞核大,核仁明显,具有发育的全能性。
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