资料简介
专题2 细胞工程
• 植物组织培养和动物细胞培养的比较
• 动物细胞融合与植物体细胞杂交
• 单克隆抗体的制备
• 植物细胞工程的应用
• 动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.1技术过程
• 植物组织培养
脱分化 再分化 发育
外植体 愈伤组织 幼苗 植株
（根、茎、叶等）
• 动物细胞培养
动物胚胎或幼龄动 单个细胞 细胞悬浮液 原代培养 传代培养
物的组织或器官
都需要在人工条件下进行无菌操作！
胰蛋
白酶
贴壁生长
接触抑制
1.2横向比较，辨清关系
植物组织培养 动物细胞培养
理论基础
培养基
结果
用途
细胞全能性 细胞增殖
营养物质+激素+光照（固体）营养物质+维生素+血清（液体）
获得新个体或细胞产品 产生大量细胞或细胞产物
①快速繁殖名贵花和果树
②培育无病毒植物、转基因植物
③大规模生产药物、食品添加剂、
香料、色素等
①生产蛋白质制品，如疫苗、干
扰素、单克隆抗体
②检测有毒物质
③用于生理、药理等方面的研究
• 植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。
（1）植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖
方法相比，这种微型繁殖技术的特点___________（答出2点即可）
（2）通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，
再通过人工种皮（人工薄膜）包装得到人工种子（如图所示），
这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是______________。
人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、___________和
___________等几类物质
（3）用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的
___________进行组织培养。
（4）植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细
胞培养成一个完整植株的基本程序是______________________________________________（用流程
图表示）。
2.动物细胞融合与植物体细胞杂交
• 动物细胞融合
灭活的病毒 有丝分裂
不同DNA的 细胞融合 杂交细胞
两个细胞
植物体细胞杂交
细胞A 原生质体A
融合原生质体 杂种细胞 愈伤组织 植株
细胞B 原生质体B
去壁
2.动物细胞融合与植物体细胞杂交
项目 原理 诱导手段 用途
植物体细胞
杂交
动物细胞融
合
细胞膜的
流动性
物理：离心、震动、电
刺激
化学：聚乙二醇（PEG）
除物理和化学方法，还
有用灭活的病毒诱导的
方法。
克服远缘杂交不亲和性，
获得杂种植株
制备单克隆抗体
3.单克隆抗体制备
• 原理：
①每个浆细胞只能分泌一种特异性抗体，不同种类浆细胞分泌的抗体不同。
②浆细胞在体外培养时不能无限增殖，骨髓瘤细胞能无限增殖。
③浆细胞与骨髓瘤细胞的杂交细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体。
• 过程：
注射特定抗原蛋白
免疫小鼠 B淋巴细胞 B-B细胞 体外培养
瘤-瘤细胞 杂交瘤细胞
骨髓瘤细胞 杂交瘤细胞 注射小鼠体内
融合 筛选
植物细胞工程的应用
• 植物繁殖新途径
①微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术（保持优良性状、高效快速）
②作物脱毒：选取作物无毒组织进行组织培养，获得脱毒苗的技术
③人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等为材料，经过人工
薄膜包被得到的种子。
• 作物新品种培育
①单倍体育种：通过花药培养获得单倍体植株，染色体加倍可获得稳定遗传的优良品种，
优势在于缩短育种年限，节约人力物力。
②突变体的利用：组织培养过程的细胞易发生突变，可以筛选出对人们有用的突变体。
③细胞产物工厂化生产：常见类型包括蛋白质（抗体、酶、干扰素等）、脂肪、糖类、
药物、香料、生物碱。
4.动植物体细胞核移植技术和克隆动物
过程
供体体细胞 细胞培养 供体细胞核
重组细胞
卵巢卵母细胞 去核 无核卵母细胞
生出与供体遗传物质相同的个体 代孕母体 胚胎
种类
体细胞核移植：分化程度高，全能性小，难度大
胚胎细胞核移植：分化程度低，全能性大，难度小
实战演练
1.某种荧光蛋白（GFP）在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光,这一特性可用于检测细胞
中目的基因的表达,某科研团队将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因的5’末
端,获得了L1-GFP融合基因（简称为甲）,并将其插入质粒P0,构建了真核表达载体P1,其部分
结构和酶切位点的示意图如下,图中E1~E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。
（1）据图推断,该团队在将甲插入质粒P0时,使用了两种限制酶,这两种酶是______,使用这两
种酶进行酶切是为了保证 ______，也是为了保证______。
（2）将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后,若在该细胞中观察到了绿色荧光,则说明L1基因在
牛的皮肤细胞中完成了_____和______过程。
实战演练
某种荧光蛋白（GFP）在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光,这一特性可用于检测细胞中
目的基因的表达,某科研团队将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因的5’末端,
获得了L1-GFP融合基因（简称为甲）,并将其插入质粒P0,构建了真核表达载体P1,其部分结
构和酶切位点的示意图如下,图中E1~E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。
（3）为了获得含有甲的牛,该团队需要做的工作包括:将能够产生绿色荧光细胞的_____移入
牛的______中、体外培养、胚胎移植等。
（4）为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中,某同学用PCR方法进行鉴定,在鉴定
时应分别以该牛不同组织细胞中的______（填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”）作为
PCR模板。
实战演练
2.培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。
（1）利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整
的植株，这是因为植物细胞具有__________。
（2）步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是____________。
（3）从步骤⑤到步骤⑥需要更换新 培养基，其原因是____________。在新的培养基上愈伤
组织通过细胞的____________过程，最终可形成试管苗。
（4）步骤⑥要进行照光培养，其作用是____________。
（5）经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的__________，这种繁殖方式属于
____________繁殖。
实战演练
3.（2015四川）将苏云金杆菌Bt蛋白的基因导入棉花细胞中，可获得抗棉铃虫的转基因棉，
其过程如下图所示（注：农杆菌中Ti质拉上只有T－DNA片段能转移到植物细胞中）。
（1）过程①需用同种＿＿＿＿酶对含Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切。为将过程②
获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来，应使用＿＿＿＿培养基。
（2）过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让＿＿进入棉花细胞；除
尽农杆菌后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，目的是＿＿＿＿＿＿＿
＿。
实战演练
3.（2015四川）将苏云金杆菌Bt蛋白的基因导入棉花细胞中，可获得抗棉铃虫的转基因棉，
其过程如下图所示（注：农杆菌中Ti质拉上只有T－DNA片段能转移到植物细胞中）。
（3）若过程④仅获得大量的根，则应在培养基中增加＿＿＿＿以获得芽；部分接种在
无激素培养基上的芽也能长根，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是＿＿＿＿。种植转基因抗虫棉能减少＿＿
＿的使用，以减轻环境污染。
实战演练
4.2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克
隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题：
（1）“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指_____________。通过核移植
方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目____（填“减半”“加倍”
或“不变”）
（2）哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得
克隆动物的难度_________（填“大于”或“小于”）体细胞核移植，其原因是
________________________________。
（3）在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，
通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目____________（填“相同”或“不相
同”），性染色体组合____________（填“相同”或“不相同”）。
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