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高中二年级生物

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    下列关于细胞工程的有关叙述,不正确的是
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    A.利用花药离体培养得到单倍体植株、从紫草的愈伤组织中提取紫草素,利用细胞工程培育“番茄一马铃薯”杂种植株,都利用了植物组织培养技术,而利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株没有采用植物组织培养技术
    B.在进行组织培养时,由根尖细胞形成愈伤组织的过程中,可能会发生细胞脱分化、染色体变异或基因突变,而不可能发生细胞分化和基因重组
    C.动物细胞融合与植物体细胞杂交相比,诱导融合的方法、利用的技术手段、所依据的原理均相同,都能形成杂种细胞和杂种个体
    D.“试管婴儿”实质上就是“体外受精”和“胚胎移植”的“产物”,不能使不能产生精子或卵细胞的夫妇得到自己的孩子;单克隆抗体的制备采用了动物细胞融合技术和动物细胞培养技术
    本题信息:2011年同步题生物单选题难度一般 来源:马娟
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本试题 “下列关于细胞工程的有关叙述,不正确的是[ ]A.利用花药离体培养得到单倍体植株、从紫草的愈伤组织中提取紫草素,利用细胞工程培育“番茄一马铃薯”杂种植株,...” 主要考查您对

植物体细胞杂交技术

植物的组织培养技术

动物细胞的融合

体外受精和早期胚胎培养

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 植物体细胞杂交技术
  • 植物的组织培养技术
  • 动物细胞的融合
  • 体外受精和早期胚胎培养
植物体细胞杂交技术:

1、植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
2、过程:

(1)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。
(2)细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。
(3)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。
(4)杂种植株的特征: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。
3、意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。

知识点拨:

1、体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞,不管染色体数、基因组数还是染色体组数都采用直接相加的方法。若一植物细胞含有2Ⅳ条染色体,2个染色体组,基因型为Aabb,另一植物细胞含有2M条染色体,2 个染色体组,其基因型为ccDd,则新植株应为四倍体,其体细胞中染色体数为2N+2M,基因型为AabbccDd。 2、用该过程培育新品种的过程中,遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传定律。只有有性生殖进行减数分裂过程中才符合遗传定律,而体细胞杂交没有此过程。
3、植物体细胞杂交克服远缘杂交不亲和的障碍,大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。.


知识拓展:

1、植物体细胞杂交包括植物体细胞(原生质体)融合和杂种细胞培育成一个新植株的过程。融合的细胞有多种类型,必须经过筛选,然后才能培育出我们所需要的杂种植株。
2、植物体细胞杂交过程中无有性生殖细胞的结合,属于无性生殖。
3、从杂种植株的染色体组成上看,染色体数目增加,属于染色体数目的变异。
植物组织培养技术:

1、植物组织培养过程:
(1)原理:植物细胞具有全能性。
(2)过程:

2、用途:
(1)微型繁殖
微型繁殖就是用于快速繁殖优良品神的植物组织培养技术,也叫快速繁殖技术。繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂,亲、子代细胞内DNA不变,所以能够保证亲、子代遗传特性不变。
(2)作物脱毒
作物脱毒是利用茎尖、根尖等无毒组织,进行微型繁殖,所获幼苗是无毒的。
(3)人工种子:通过组织培养技术,可把植物组织的细胞培养成在形态及生理上与天然种子胚相似的胚状体,也叫作体细胞胚。这种体细胞胚有于叶、根、茎分生组织的结构。科学家把体细胞胚包埋在胶囊内形成球状结构,使其具备种子机能。所以,人工种子是一种人工制造的代替天然种子的颗粒体,可以直接播种于田间。
①制作方法:人工种子是利用植物组织培养获得胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等,然后包上人丁种皮就形成了人工种子,如图:

②优点:可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖;保持亲本的优良性状,因该过程为无性繁殖;节约粮食,减少种子的使用;可以控制添加一些物质,如除草剂、农药、促进生长的激素、有益菌等。 周期短,易储存和运输,不受气候和地域的限制。
(4)细胞产物的工厂化生产:从人工培养的愈伤组织细胞中提取某种成分,如紫草素、香料等。

 知识点拨:

1、植物组织培养的注意事项:
(1)接种时应注意的事项:①接种室要消毒;②无菌操作;③接种时要防止交叉污染;④接种完立刻盖好瓶口。
(2)外植体接种前,需要将接种室、接种箱灭菌和对外植体消毒的操作:
①接种前一天,将接种室的四个角落用甲醛溶液和高锰酸钾熏蒸。
②接种前1小时,在接种室内用喷雾器喷洒来苏水;桌椅也用来苏水擦拭;接种箱内用甲醛溶液和高锰酸钾熏蒸。
③将灭菌室和接种箱内用紫外灯灭菌。
④接种前,操作者用肥皂清洗双手,擦干,再用酒精棉球擦拭双手。
⑤用次氯酸钠溶液将外植体消毒。
2、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,需要的条件:①消毒灭菌;②一定浓度的植物激素;③适宜的温度;④充足的养料。
3、影响植物组织培养的因素:①培养基配制;②外植体选取;③激素的运用;④消毒;⑤温度、pH、光照。
4、植物组织培养中植物激素使用:物组织培养中关键性激素是生长素和细胞分裂素;同时使用生长素和细胞分裂素时,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向;先使用细胞分裂素,后使用生长素,细胞既分裂5、植物组织培养过程中分化成的幼苗需要移栽,移栽时,应先将培养瓶的封口膜打开一段时间,让试管苗在培养间生长几日;移栽时需用流水清洗根部的培养基;最后幼苗需移植到消过毒的新环境下生活一段时间,等幼苗长壮后再移栽到土壤中。


知识拓展:

1、植物细胞的全能性
(1)概念: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。
(2)原理:细胞内含有本物种的全部遗传信息。
(3)全能性表达条件:具有完整的细胞结构,处于离体状态,提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。
2、作物新品种培育
(1)单倍体育种:
①过程:植株(AaBb)通过减数分裂得到花粉(AB、Ab、aB、ab四种类型);对花粉进行花药离体培养(技术是植物组织培养);得到单倍体植株;对其幼苗时期进行秋水仙素处理;得到了正常的纯合二倍体植株(AABB、Aabb、aaBB、aabb四种类型)。
②优点:明显缩短育种年限
(2)突变体利用:在组织培养中会出现突变体,通过从有用的突变体中选育出新品种(如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体)
3、细胞产物的生产:通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养,从而让它们能够产生大量的细胞产物。地位:是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
4、植物组织培养的优点:
①不受生长季节限制地繁殖植物。
②不携带病毒。
③培养周期短。
④可用组培中的愈伤组织制取特殊的生化制品。
⑤可短时间大量繁殖,用于拯救濒危植物。
⑥可诱导之分化成需要的器官,如根和芽。
⑦解决有些植物产种子少或无的难题。如将香蕉进行组培得到人工种以方便移种。
5、培养基的制作:制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培。肉汤培养基以有机营养为主,MS培养基则需提供大量无机营养。制备MS固体培养基操作过程:配制母液时,无机物中大量元素浓缩10倍,微量元素浓缩100倍;激素类、维生索类以及用量较小的有机物一般可按1mg/mL的质量浓度单独配制成母液;将分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌。
6、消毒和灭菌:外植体可以用酒精消毒;操作前手需用酒精消毒;培养基需用高压蒸汽灭菌。

 
动物细胞的融合:

1、动物细胞融合:两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞。
2、诱导方法:化学法(聚乙二醇),灭活的病毒,物理法(离心、振动、电激等)。
3、动物细胞融合的意义:克服了远缘杂交的不亲和性,成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。

动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较:

细胞工程

植物体细胞杂交

动物细胞融合

理论基础

细胞的全能性、细胞膜的流动性

细胞增殖、细胞膜的流动性

融合前处理

酶解法去除细胞壁
(纤维素酶、果胶酶)

注射特定抗原,免疫处理正常小鼠

诱导手段

物理法:离心、振动、电激
化学法:聚乙二醇(PEG)

物理法:离心、振动、电激
化学法:聚乙二醇
生物法:灭活的病毒(灭活的仙台病毒)

诱导过程

第一步:原生质体的制备(酶解法)
第二步:原生质体融合(物、化法)
第三步:杂种细胞的筛选和培养
第四步:杂种植株的诱导与鉴定

正常小鼠免疫处理动物细胞的融合
(物、化、生法)杂交瘤细胞的筛
选与培养专一抗体检验阳性细胞培
养单克隆抗体的提纯

用途和意义

克服远缘杂交的不亲和障碍,
大大扩展杂交的亲本组合范围
应用:白菜——甘蓝等杂种植株

(1)制备单克隆抗体
(2)诊断、治疗、预防疾病,例如“生物导弹”治疗癌症


知识点拨:

动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同,诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似,常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。
知识拓展:

1、在诱导剂的作用下进行细胞的诱导融合,形成的杂种细胞有三种:AA型、BB型、AB型。只有AB型才是我们所需要的杂种细胞,所以需要用选择性培养基进行筛选。
2、相比较植物体细胞杂交,动物细胞融合特有的诱导方式是用灭活的病毒处理,其他物理化学诱导融合的方法与植物体细胞杂交过程中原生质体融合方法相同。
体外受精与胚胎的早期培养:

1、体外受精的原理:人工模拟体内环境(包括营养、温度、pH等),使初级卵母细胞成熟和精子获能,最
终完成受精和胚胎保存。
2、体外受精主要操作步骤
(1)卵母细胞的采集和培养:
方法一:对小型动物一般用促性腺激素处理,使其排出更多的卵子,然后,从输卵管中冲取卵子,直接与获能的精子在体外受精。
方法二:对大型动物是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞,在体外经人工培养成熟后,才能与获能的精子受精(或从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞)
(2) 精子的采集和获能:在体外受精前,要对精子进行获能处理。
采集方法:假阴道法、手握法和电刺激法等。
获能方法:培养法和化学法。
(3) 受精:获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
3、胚胎的早期培养:
(1)培养目的:精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入发育培养液中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。
(2)培养液成分:除一些无机盐和有机盐外,还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分,以及血清等物质。
(3)当胚胎发育到适宜的阶段时,可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植,小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植,人的体外受精胚胎可在4个细胞阶段移植)。
知识拓展:

1、早期胚胎是指可用于移植的胚胎,在原肠胚之前的囊胚、桑椹胚甚至更早的阶段。
2、受精后形成的受精卵需经早期发育培养,才能完成植入或着床。
3、胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分基本相同,除无机盐、营养成分和调节物质外,还需要血清、抗生素等,两者都是液体培养基,但植物组织培养为固体培养基,其中加入琼脂,所需植物激素主要是生长素和细胞分裂素两大类。
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