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专题整合植物细胞工程、动物细胞工程、基因工程的比较植物细胞工程动物细胞工程技术手段植物组织培养、植物体细胞杂交等动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体制备、核移植等应用的酶纤维素酶和果胶酶(去除细胞壁)胰蛋白酶(离散细胞)杂种细胞培养离体的植物器官、组织或细胞――――→脱分化愈伤组织―――――→再分化根、芽→植物体原代培养→传代培养→细胞株→细胞系培养基成分矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素等葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、维生素和动物血清等动物细胞培养动物体细胞核移植原理细胞增殖动物体细胞核的全能性过程结果获得细胞群获得与供体遗传物质基本相同的个体动物细胞培养与动物体细胞核移植1．植物组织培养技术和花药离体培养技术植物组织培养和花药离体培养及植物激素在其中的作用植物组织培养技术花药离体培养技术选材体细胞生殖细胞(精子)生殖方式无性生殖有性生殖相同点植物细胞全能性；外植体→愈伤组织→丛芽→生根→移栽；无菌技术；接种等2.植物激素在组织培养过程中的重要作用生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，其作用及特点如下表。激素使用实验结果使用顺序先生长素后细胞分裂素有利于细胞分裂先细胞分裂素后生长素细胞既分裂也分化生长素与细胞分裂素同时使用分化频率提高生长素用量与细胞分裂素用量的比例该比值高时利于根的分化，抑制芽的形成该比值低时利于芽的分化，抑制根的形成该比值适中时促进愈伤组织的生长【典例1】请回答下列有关植物组织培养的问题。(1)用于植物组织培养的植物材料称为________。(2)组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称为________。(3)在再分化阶段所用培养基中，含有植物激素X和植物激素Y。逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如下图所示。据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系。①当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时，________。②____________________________________________________。③____________________________________________________。(4)若植物激素Y是生长素，在植物组织培养中其主要作用是______________________________________________________；则植物激素X的名称是_________________________________。(5)生产上用试管苗保存植物的优良性状，其原因是________________________________________________。解析(1)植物组织培养的材料叫外植体。(2)植物组织培养的核心过程是脱分化与再分化，脱分化指由分化状态变为未分化状态，再分化指由未分化状态变为分化状态。(3)仔细分析所给示意图，可知植物激素X与植物激素Y浓度比为1时，利于愈伤组织的形成；大于1时利于细胞群分化出芽；小于1时利于细胞群分化出根。(4)生长素在植物组织培养中主要作用是促进细胞生长、分裂和分化，植物组织培养过程中除需要生长素外还需要细胞分裂素，二者共同起作用。(5)植物组织培养是一种无性繁殖技术，利于保护亲本的优良性状。答案(1)外植体(2)脱分化(或去分化)(3)①未分化细胞群经分裂形成愈伤组织②当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时，未分化细胞群分化形成芽③当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时，未分化细胞群分化形成根(4)促进细胞的生长、分裂和分化细胞分裂素(5)组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖，后代不发生性状分离1．贴壁生长现象及接触抑制现象(1)贴壁生长：动物细胞在液体培养基中悬浮生长一段时间之后，大部分细胞会贴附在培养瓶的表面生长。(2)接触抑制：细胞有丝分裂，数目增加到表面相互接触时，停止分裂增殖，出现接触抑制现象。动物细胞培养中相关概念的比较2．原代培养和传代培养(1)原代培养：动物组织消化后的初次培养。(2)传代培养：原代培养过程中，贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶培养，让细胞继续增殖。(3)癌细胞失去了接触抑制的机制，可以在培养瓶中形成多层细胞。3．细胞株和细胞系(1)细胞株：传代培养的细胞能传到10～50代，这样的传代细胞称为细胞株。(2)细胞系：传代培养的细胞在传到50代后，有部分细胞的遗传物质发生改变，并且具有癌变的特点，能无限地传代下去，叫细胞系。图示如下：【典例2】在动物细胞培养过程中，出现遗传物质改变的细胞是()。A．细胞系B．细胞株C．原代细胞D．传代细胞解析解答本题需要记清动物细胞培养过程，细胞株是一些分裂能力较强的正常细胞，其遗传物质没有发生变化；而细胞系则是一些具有癌变特征的细胞，具有无限增殖能力。答案A【例1】(2011·江苏卷)下列有关植物组织培养的叙述，正确的是()。A．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞B．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株C．用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子D．植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得解析愈伤组织细胞是一团排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的、具分生能力的薄壁细胞，不具有特定的结构和功能。二倍体植株的花粉中只含一个染色体组，培养得到的个体为单倍体，高度不育，幼苗用秋水仙素处理后得到的植株才能稳定遗传。人工种子中包裹的不能是愈伤组织。用特定的选择培养基可筛选出所需要的突变体类型。答案D【例2】(2011·安徽卷)家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可提取干扰素用于制药。(1)进行转基因操作前，需用________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的________和________之间。(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg2＋)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、______和________。(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以________，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。解析用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理可以将动物组织分解成单个细胞；基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子、标记基因等，其中启动子和终止子有利于目的基因的表达，标记基因有利于目的基因的检测；PCR技术中需要原料(4种脱氧核糖核苷酸)、缓冲液、模板DNA、引物和耐热DNA聚合酶等；在生物反应器中放入多孔的中空薄壁小玻璃珠的目的是：一方面有利于细胞的贴壁生长，避免接触抑制；另一方面有利于气体交换。答案(1)胰蛋白(或胶原蛋白)(2)启动子终止子(3)对干扰素基因特异的DNA引物对TaqDNA聚合酶(4)扩大细胞贴壁生长的附着面积考情分析细胞工程(包括植物细胞工程、动物细胞工程)是高考中的一个高频考点。考查细胞工程，既可以单独考查细胞工程中的某个知识点，也可以与其他知识结合起来考，如与生物育种等结合在一起考查细胞工程在生产实践上的应用等。