专题二 克隆技术
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3．动物细胞融合和单克隆抗体 Ⅱ
考纲解读
1．植物组织培养、植物体细胞杂交的过程及应用
2．动物细胞培养、单克隆抗体的制备及应用
3．动物细胞的培养与有毒物质的检测
抛物面雷达物位计
知识点一 植物组织培养技术
看一看：在诱导愈伤组织分化时哪些物质起作用？
想一想：什么是人工种子？它有什么优点？
议一议：如何通过细胞培养检测有毒物质毒性的大小？
知识点二 动物克隆技术
议一议：鼠的单克隆抗体能否用于人体疾病的？
1． 如何区分植物的组织培养与动物培养
项目 | 原理 | 培养基 | 结果 | 培养目的 | 过程 |
植物 组织 培养 | 细胞的全能性 | 固体；营养物质、激素 | 培养成植株 | 快速繁殖无病毒植株等 | 脱分化再分化 |
动物 细胞 培养 | 细胞的生长和增殖 | 液体；营养物质、动物血清等 | 培养成细胞株或细胞系 | 获得细胞产物或细胞系 | 原代培养、传代培养 |
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2.克隆与组织培养、试管婴儿
| 克隆 | 组织培养 | 试管婴儿 |
生殖方式 | 无性 | 无性 | 有性 |
遗传物质来源 | 2个亲本 | 1个亲本 | 2个亲本 |
性别决定 | 提供核亲本 | 一般没有 | 精子类型 |
用 途 | 优良种畜快速繁育，可选择性别 | 快速繁殖无病毒植株 | 解决不孕不育 |
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可控硅焊机
在单克隆抗体的制备过程中，两次筛选的目的不同
(1)由于B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合方式有多种，因此第一次筛选的目的是选出杂交瘤细胞，淘汰掉未融合的或同种细胞融合的细胞。
(2)由于从小鼠体内提取的B淋巴细胞可能有多种，因此第一次筛选到的杂交瘤细胞可能有多种，通过克隆化培养和抗体检测进行第二次筛选，以选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。自我校对：
①无菌和人工控制 ②离体 ③愈伤组织 ④植物细胞的全能性 ⑤离体 ⑥愈伤组织 ⑦再分化 ⑧细胞 ⑨细胞 纤维素酶和果胶酶 ⑪纤维素酶和果胶酶 ⑫原生质体 ⑬脱分化 ⑭愈伤组织 ⑮人工种子 ⑯花药 ⑰纯合二倍体 ⑱极大地缩短了育种年限，节约了人力物力 ⑲无菌、无毒 ⑳营养 温度、pH 气体环境 两个 DNA 毛辊清洗机杂交 远缘 B宁波溲疏细胞—B细胞 杂交瘤细胞
骨髓瘤—骨髓瘤细胞 杂交瘤细胞 产生专一抗体 单克隆抗体 生物导弹
看一看：植物激素在愈伤组织的分化中起重要作用，生长素用于诱导细胞的分裂和根的分化。细胞分裂素是促进细胞的分裂和不定芽的分化。
想一想：①人工种子是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，包装上人工薄膜制成。
②它的优点是可以保持优良品种的遗传特性，生产上也不受季节的限制。
议一议：用含有一定浓度有毒物质的细胞培养液和正常细胞培养液同时培养正常细胞，通过对照观察变异细胞的百分数来确定其毒性强弱。
议一议：不能。因为小鼠的预测地震的方法B淋巴细胞所产生的抗体与人体B淋巴细胞产生的抗体是不同的。
,植物组织培养与动物细胞培养的比较
技术内容项目 | 植物组织培养 | 动物细胞培养 |
原理 | 细胞的全能性 | 细胞的增殖 |
培养基 成分 | 矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加剂(如甘氨酸、琼脂等)，属于固体培养基 | 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等，属于液体培养基 |
取材 | 较幼嫩的细胞、组织、器官 | 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织 |
培养过程 | | |
培养结果 | 可以获得植株，也可以获得大量细胞 | 只能获得大量细胞，不能得到生物个体 |
应 用 | ①植物快速繁殖与脱毒植物培养 ②生产细胞产品 ③制造人工种子 ④用于转基因植物的培育 | ①生产蛋白质生物制品 ②培养皮肤移植的材料 ③检测有毒物质 ④用于生理、病理、药理学的研究 |
相同点 | ①都需人工条件下的无菌操作 ②都是合成培养基 ③都需适宜的温度、pH等条件 |
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提醒 ①植物组织培养需要生长素和细胞分裂素，其中生长素可诱导愈伤组织生根，细胞分裂素可促进愈伤组织生芽。
②在动物细胞的传代培养中，细胞可能癌变。
③两种技术手段培养过程中都进行了有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂。
④植物组织培养最终产生新个体，体现了细胞的全能性；动物细胞培养产生大量细胞，不形成新个体，故不能体现细胞的全能性。
本考点多与基因工程综合在一起考查，以非选择题的形式进行命题，近年高考单科试卷也多有涉及，也多与必修内容综合在一起考查。
【典例1】►(2011·江苏)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 本题考查植物细胞工程，同时考查综合分析与迁移能力。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
【训练1】►动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于( )。
A．培养基不同
B．动物细胞培养不需要在无菌条件下进行
C．动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能
D．动物细胞能够大量培养，而植物细胞不能
解析 动物细胞培养所用的培养基是液体培养基，其中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。而植物组织培养所用的培养基是固体培养基，通常含有水、矿质元素、激素、蔗糖、氨基酸、琼脂等。可见，动物细胞培养所用的培养基与植物组织培养的培养基是不相同的。
答案 A
,植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较
| 植物体细胞杂交 | 动物细胞融合(单克隆抗体制备) |
理论基础(原理) | 细胞膜的流动性、细胞的全能性 | 细胞膜的流动性、细胞增殖 |
融合前 处理 | 酶解法(纤维素酶、果胶酶)去除细胞壁 | 注射特定抗原使正常小鼠产生免疫反应 |
促融 方法 | ①物理法：离心、振动、电刺激等； ②生物法：灭活的病毒 | ①物化法：与植物细胞融合相同； ②化学法：聚乙二醇(PEG) |
过 程 | 第 一 步 | 原生质体的制备(酶解法) | | | 正常小鼠免疫处理 |
第 二 步 | 原生质体融合(物化法) | 动物细胞融合 |
第 三快装舞台 步 | 细胞的筛选与培养 | 杂交瘤细胞的筛选与培养 |
第 四 步 | 植株诱导与鉴定 | 单克隆抗体的提纯 |
意义和用途 | ①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； ②突破有性杂交的母系遗传，获得细胞质基因的杂合子，研究细胞质遗传 | ①制备单克隆抗体； ②诊断、和预防疾病，例如： a.肿瘤定位诊断，放射性抗体→肿瘤； b.生物导弹，抗体→抗癌药物→肿瘤 |
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提醒 (1)在细胞融合时，可出现多种细胞，如B细胞—B细胞，骨髓瘤细胞—骨髓瘤细胞，B细胞—骨髓瘤细胞。
(2)动物细胞融合和植物体细胞杂交，均需对细胞进行筛选，但筛选的方法不同，前者可用免疫法，后者可用机械方法、生理学或遗传学方法。
(3)各项技术在使用中一般要借助于其他某种技术的协助，如动物细胞融合、单克隆抗体的制备、胚胎移植、核移植等，其中动物细胞培养是动物细胞工程技术的基础。
本考点内容是高考命题的热点内容，特别是单克隆抗体的制备是高考命题的热点，复习中应引起重视。
【典例2】►(2010·福建卷)[生物—现代生物科技专题]
红细胞生成素(EPO)是体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极为有限，目前临床上使用的红细胞生成素主要来自于基因工程技术生产的重组人红细胞生成素(rhEPO)，其简要生产流程如右图。
请回答下列问题。
(1)图中①所指的是________技术。
(2)图中②所指的物质是________，③所指的物质是________。
(3)培养重组CHO细胞时，为便于清除代谢产物，防止细胞产物积累对细胞自身造成危害，应定期更换________。
(4)检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO的单克隆抗体。分泌该单克隆抗体的________细胞，可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成。
解析 (1)核DNA的体外扩增是利用PCR技术。(2)由图示分析：从人胚胎干细胞提取出②，经反转录可形成cDNA，可知②为翻译EPO的模板mRNA，③为rhEPO。(3)细胞培养过程中，应定期更换培养液，以添加营养物质，清除代谢废物。(4)由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合，可以筛选出能够分泌抗rhEPO的单克隆抗体的杂交瘤细胞。
答案 (1)PCR (2)mRNA rhEPO (3)培养液 (4)杂交瘤
【训练2】►(2011·金华模拟)下列有关植物体细胞杂交的叙述，不正确的是( )。
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