细胞工程专题复习..docVIP

细胞工程专题复习章节概述目标认知学习目标：重点：难点：知识要点梳理知识网络图：　　　知识链接：　　介绍植物细胞工程的基本原理和技术，并通过一些实例让学生了解它的实际应用动物细胞工程　　本节内容包括动物细胞的培养、动物体细胞核移植及克隆动物、细胞融合和单克隆抗体四部分内容知识结构梳理：　　细胞全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育的潜能，大量科学实验证明，高度分化的植物细胞仍然有发育为完整植株的能力。例如，1958年曾有美国科学家将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养，而最终发育成完整的新植物，体现了细胞的全能性。细胞全能性的原因是，由于体细胞一般是通过有丝分裂繁殖而来的，一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的染色体，携带有本物种相同的DNA分子。因此，分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。在合适的条件下，有些分化的细胞具有恢复分裂、重新分化发育成完整新个体的能力。高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，它的细胞全能性受到限制，主要是细胞质内的遗传物质有所变化，但是它的细胞核仍然保持着全能性，这是因为细胞核内含有保持物种遗传性所需要的全套遗传物质。可以说，任何一个具有完整结构的体细胞都可以在一定条件下发育成一个完整的生物体的能力。现代克隆技术的理论基础就是细胞的全能性。植物体细胞杂交　　近年来研究正热的细胞杂交技术是对细胞全能性更高层次的利用，植物细胞融合技术在植物育种上有重大的应用价值，它不仅打破了常规有性杂交育种的不亲和性障碍，而且为实现“超远缘杂交”提供了可能。 植物体细胞杂交的过程包括原生质体的制备，原生质体融合的诱导，杂种细胞的筛选和培养，以及杂种植株的再生与鉴定等环节。下面以烟草和大豆的体细胞杂交为例，简要介绍植物体细胞杂交的过程。　　①原生质体制备选取烟草植株上的幼嫩叶片和培养好的大豆细胞，用酶解法制备原生质体。烟草的原生质呈绿色，大豆为无色，在显微镜下很容易区别开来。　　②原生质体融合取等量的烟草和大豆的原生质体混合后，加入聚乙二醇溶液。在显微镜下观察，可以看到原生质体相互粘集在一起。隔一段时间后，加入高钙、高pH的溶液，这时原生质体才开始融合。原生质体融合包括膜融合和核融合两个过程。诱导融合只能诱导细胞膜的融合，两个核的融合是在杂种细胞第一次有丝分裂时进行的。　　③杂种细胞的筛选和培养。烟草与大豆的原生质体融合后，将原生质体转移到适当的培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁。这时，在细胞混合物中，不仅有烟草——大豆杂种细胞，还有烟草细胞、大豆细胞、烟草——烟草细胞、大豆——大豆细胞。杂种细胞的筛选，可以用机械方法，也可以用生理学或遗传学的方法。以机械方法为例，根据两种亲本细胞在形态、色泽上的差异，将细胞分别接种在带有小格的培养皿中，每个小格中约放1～3个细胞。在显微镜下找出杂种细胞，并且标定位置。等杂种细胞分裂成细胞团时，转移到培养皿中，培养成愈伤组织。　　④杂种植物的再生与鉴定。杂种植株的再生是指从愈伤组织培养出杂种植株的过程。由于烟草和大豆分属于茄科和豆科，二者的原生质体融合后，只能长成杂种愈伤组织，还不能分化，因此谈不上杂种植株的再生和鉴定。对于 能够再生出杂种植株的，如烟草——海岛烟草、白菜——甘 蓝、胡萝卜——羊角芹等，长出的植株究竟是不是杂种，还需要经过鉴定才能确定下来。杂种植株的鉴定方法有形态 学方法、生化方法(如电泳)、细胞学方法(如染色体组型分 析)、分子生物学方法(如分子杂交)等。人工种子　　人工种子是指通过植物组织培养的方法获得的具有正常发育能力的材料，外面包被着特定的物质，在适宜的条件下可以发芽成苗的植物幼体。人工种子的概念中包含的“具有正常发育能力的材料”通常是指胚状体（目前国外有使用不定芽、顶芽和腋芽的），它可以由三种途径产生：（1）由已脱分化的外植体直接产生；（2）由愈伤组织产生；（3）由悬浮细胞培养产生。对胚状体的基本要求是：①播种后能快速出苗；②根和芽几乎同时生长，不产生愈伤组织；③同步化程度高；④活力强；⑤形成的幼苗的形态与生长要正常。“外面包被着特定的物质”是指人工种皮，制作人工种皮的材料有海藻酸钠、明胶、树脂、琼脂糖、淀粉等。对人工种皮的要求是：能保持胚状体的活力，有利于贮藏运输和萌发。选取的材料要有韧性，耐压，对胚状体无毒害，含有胚状体发芽所需要的营养成分或植物激素，还应含有杀菌剂，以防播种后微生物的侵害。人工种子目前还存在不少问题。例如，现有重要经济价值的植物产生胚状体能力弱，难以形成同步化的有强活力的胚状体；成本较高；运输贮藏以及机械化播种问题也未解决。因此，现在很少有人以生产为目的进行人工种子的研制。试管动物与克隆动物　　试管动物（婴儿）:通过体外受精和胚胎移植技术而产生的动物或婴儿。在这一技术过程中，精子和卵子从动物（人）体内取出来