新课标高考生物总复习配套选修细胞工程克隆技术.pptx

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1、一、细胞工程概念理解第1页/共69页二、植物细胞工程 第2页/共69页第3页/共69页第4页/共69页第5页/共69页三、动物细胞工程第6页/共69页第7页/共69页第8页/共69页第9页/共69页第10页/共69页第11页/共69页(教师资源备选题库)1(2013年东城模拟)图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形成试管苗的过程示意图。有关叙述正确的是()A利用此过程获得的试管苗可能为杂合子B过程中都会发生细胞的增殖和分化C多倍体植株的培育需经过如图所示过程D此过程依据的生物学原理是细胞膜流动性第12页/共69页解析：植物的组织培养过程是无性繁殖的过程，如果离体的组织来自纯合子，将来得到的试

2、管苗是纯合子，如果离体的组织来自杂合子，将来得到的试管苗是杂合子；为脱分化，为再分化，脱分化过程没有细胞的分化；用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗培养就可获得多倍体植株，不需组织培养过程；植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性而不是细胞膜流动性。答案：A第13页/共69页2(2013年南京模拟)下列是应用动物细胞工程获取单克隆抗X抗体的具体操作步骤，其中对单克隆抗体制备的相关叙述错误的是()从患骨髓瘤的小鼠体内获取骨髓瘤细胞将X抗原注入小鼠体内，获得能产生抗X抗体的B淋巴细胞 将杂交瘤细胞注入小鼠腹腔内培养筛选出能产生抗X抗体的杂交瘤细胞利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞从小鼠腹水中提取抗体利用促细

3、胞融合因子促使细胞融合A实验顺序应该是B过程产生多个杂交瘤细胞的过程称为克隆C过程获得的细胞均可无限增殖D利用细胞融合生产单克隆抗体过程中通常要经过两次筛选第14页/共69页解析：在细胞融合过程中，如果只考虑两两细胞的融合，有骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞的融合，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞的融合，B淋巴细胞和B淋巴细胞的融合，其中B淋巴细胞和B淋巴细胞的融合不能无限增殖。答案：C第15页/共69页3(2013年南京模拟)某研究小组对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行培养，下列叙述正确的是()A制备肝细胞悬浮液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理B肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO

4、2刺激细胞呼吸C为了防止培养过程中杂菌的污染，可向培养液中加入适量的干扰素D用血球计数板计数的方法，可推断乙细胞比甲细胞增殖周期长第16页/共69页解析：制备肝细胞悬浮液时，用胰蛋白酶处理使细胞分散开；肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2的目的是调节pH；为了防止培养过程中杂菌的污染，可向培养液中加入适量的抗生素；肿瘤细胞、癌细胞有无限增殖的能力，即分裂旺盛，细胞周期会缩短。答案：D第17页/共69页4用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是()A都需用CO2培养箱B都须用液体培养基C都要在无菌条件下进行 D都可体现细胞的全能性解析：动、植物成体的体细胞进行离体培养都要在

5、无菌条件下进行。动物成体的体细胞离体培养用液体培养基，不能发育成一个完整的个体，不能体现细胞的全能性；植物成体的体细胞离体培养不一定用液体培养基，可以发育成一个完整的个体，能体现细胞的全能性。答案：C第18页/共69页5科学家用植物体细胞杂交方法，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了“番茄马铃薯”杂种植株，如图，其中表示过程，英文字母表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题：(1)实现过程的技术是_，在此之前使用_酶处理细胞以除去细胞壁。如果将已除去细胞壁的植物细胞放入等渗溶液中，细胞是何形状？_。过 程 如 放 在 神 舟 七 号 飞 船 上 则 更 易 进 行，这 是 因

6、为_。第19页/共69页(2)若番茄细胞含m条染色体，马铃薯细胞含n条染色体，则“番茄马铃薯”细胞内含_条染色体；若杂种细胞培育成为“番茄马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于_倍体植株。(3)如果形成c细胞的a、b细胞都是番茄细胞，那么更简单的得到番茄植株f的处理方法是_。(4)若 a、b依 次 为 小 鼠 骨 髓 瘤 细 胞 和 B淋 巴 细 胞，那 么 该 方 案 的 目 的 是_。若将该方案用在SARS的研究和治疗上，则从理论上讲c细胞的制备可采用_细胞和_的融合。如果分析出了所产生抗体的氨基酸序列，则可采用_方法，以_为原料合成出该SARS抗体的基因。第20

7、页/共69页解析：(1)图示为原生质体融合，欲实现该融合过程应先用纤维素酶、果胶酶处理植物细胞，去除细胞壁；制备的原生质体在等渗溶液中应呈球形。(2)细胞融合后，杂种细胞核内染色体数应为两融合细胞染色体数之和。(3)若a、b细胞为同种植物细胞，则可直接通过人工诱导多倍体方法处理a或b细胞的萌发种子或幼苗，即可获得与融合细胞相同遗传物质组成的多倍体。(4)若a、b依次为小鼠骨髓瘤细胞和B淋巴细胞，则进行该融合过程的目的是制备单克隆抗体。第21页/共69页答案：(1)原生质体融合纤维素酶和果胶呈圆球形太空中无重力干扰，更易进行细胞融合(2)mn单(3)用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(4)制备单克隆

8、抗体小鼠的骨髓瘤SARS患者或康复者的B淋巴细胞化学合成脱氧核苷酸第22页/共69页考点一植物细胞工程1植物组织培养的原理：植物细胞的全能性(1)全能性的概念：全能性是指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)全能性表达的难易程度：受精卵生殖细胞干细胞体细胞；植物细胞动物细胞。第23页/共69页2植物组织培养(1)过程(2)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。第24页/共69页3植物体细胞杂交(1)诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。(2)表示细胞融合完成的标志是新的细胞壁

9、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。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。第25页/共69页(4)体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。若一植物细胞含有2N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 为 2N 2M，基 因 型 为AabbccDd。(5)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

10、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。(6)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。第26页/共69页4植物组织培养技术的实践应用(1)微型繁殖微型繁殖就是用于快速繁殖优良品种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，由于微型繁殖操作过程必须在无菌条件下操作，所以所获幼苗是无毒的。第27页/共69页(3)人工种子制作方法：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，然后包上人工

11、种皮就形成了人工种子，如图。第28页/共69页优点：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。(4)细胞产物的工厂化生产：用人工培养的愈伤组织提取细胞中的某种成分，如紫草素、香料等。第29页/共69页1(2013年长沙联考)下图是基因型为AaBb的菊花茎尖离体培养示意图，据图回答下列问题：(1)图 中 B是 _。菊 花 茎 尖 培 养 成 植 物 体 的 根 本 原 因 是_。(2)菊 花 的 组 织 培 养 形 成 试 管 苗 的 过 程 中，其 中 应 大

12、 量 供 给 的 元 素 是_。试 管 苗 形 成 过 程 中 要 给 予 一 定 光 照，其 目 的 是_。要促进茎尖细胞分裂、分化和生长，培养基中应含有_两种激素。第30页/共69页(3)脱分化是指_，脱分化和再分化这两个过程的进行除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，还要保证_。否则植物组织培养就不能成功。(4)这样培养成的试管苗的基因型是_。解析：(1)离体的植物组织或细胞，在培养了一段时间以后，会通过细胞分裂，形成愈伤组织。脱分化产生的愈伤组织继续培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植物体。菊花茎尖培养成植物体的根本

13、原因是植物细胞具有全能性。第31页/共69页(2)离体的植物组织和细胞，对营养、环境等条件的要求相对特殊，需要配制适宜的培养基。常用的一种培养基是MS培养基，其主要成分包括大量元素，如N、P、K、Ca、Mg、S。试管苗形成过程中要每日用日光照射12 h，其目的是试管苗形成过程中要进行光合作用合成有机物。植物激素中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，故培养基中要加入生长素和细胞分裂素。(3)由高度分化的植物组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程称为植物细胞的脱分化，或者叫做去分化。脱分化和再分化这两个过程的进行除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，还要保证无菌。否则

14、植物组织培养就不能成功。(4)由于植物组织培养过程，细胞进行的是有丝分裂，故培育成的试管苗的基因型是AaBb。第32页/共69页答案：(1)具根、芽的胚状体(丛芽、根和芽)植物细胞具有全能性(2)N、S、P、K、Ca、Mg试管苗形成过程中要进行光合作用合成有机物细胞分裂素和生长素(3)高度分化的植物器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程无菌(4)AaBb第33页/共69页考点二动物细胞工程1动物细胞培养(1)动物细胞培养液的成分：葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。(2)动物细胞培养液的特点：液体培养基含动物血清。(3)动物细胞培养需要满足以下条件充足的营养供给微量元素、

15、无机盐、糖类、氨基酸、促生长因子、血清等。适宜的温度：36.50.5；适宜的pH：7.27.4。第34页/共69页第35页/共69页(4)动物细胞培养的过程(5)细胞贴壁和接触抑制悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。第36页/共69页(6)动物细胞培养技术的应用生产病毒疫苗、单克隆抗体、干扰素等。利用动物细胞培养技术中的细胞贴壁生长和接触抑制的特点，可用烧伤病人自己的健康皮肤细胞培养出大量的自身薄层皮肤细胞，以供植皮所需。培养的动物细胞用于检测有毒物质，判断物质的毒性。特别提醒

16、(1)动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶，第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。(2)原代培养与传代培养的分界点为分瓶的继续培养。第37页/共69页2动物体细胞核移植技术和克隆动物(1)原理：动物细胞核的全能性和细胞膜的一定的流动性。(2)种类：动物核移植技术可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，前者比较容易。(3)材料供体细胞。减数第二次分裂中期的次级卵母细胞(受体细胞)：a.卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质；b.卵母细胞体积大，便于操作；c.卵黄多，营养物质丰富。第38页/共69页(4)过程(5)体细胞核移植技术的应用加速家畜遗传改良进程

17、，促进良畜种群繁育。保护濒危物种，增大存活数量。生产珍贵的医用蛋白。作为异种移植的供体。用于组织器官的移植等。(6)体细胞核移植技术存在的问题：克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。第39页/共69页3细胞融合与单克隆抗体(1)动物细胞融合动物细胞融合：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。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)。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的重要手段。第40页/共69页(2)单克隆抗体的制备血清抗体

18、与单克隆抗体第41页/共69页单克隆抗体的制备制备单克隆抗体过程中有两次筛选第一次筛选是将未融合的B淋巴细胞、骨髓瘤细胞以及BB融合、瘤瘤融合的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出B瘤融合的细胞。第二次筛选是将产生特定抗体的B瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内取免疫过的B淋巴细胞时取出很多种，形成的杂交瘤细胞有很多种，所以需筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。第42页/共69页获取单克隆抗体的场所a若在培养基中进行杂交瘤细胞培养，则从培养液中提取。b若在小鼠或其他动物腹腔中培养，则从腹水中提取。单克隆抗体的作用a作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并与一定抗原发生特异性

19、结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。b用于治疗疾病和运载药物：主要用于癌症治疗，可制成“生物导弹”，也有少量用于治疗其他疾病。第43页/共69页2回答下列有关动物细胞培养的问题：(1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面_时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的_。此时，瓶壁上形成的细胞层数是_。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是_。(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现_的现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成_细胞，该种细胞的黏着性_，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量_。第44页/共69页(3)现

20、用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是_。(4)检 查 某 种 毒 物 是 否 能 改 变 细 胞 染 色 体 的 数 目，最 好 选 用 细 胞 分 裂 到_期的细胞用显微镜进行观察。(5)在细胞培养过程中，通常在_条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中_的活性降低，细胞_的速率降低。(6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作_进行攻击。第45页/共69页解析：(1)动物细胞培养过程中，有接触抑制的现象，当细胞在瓶壁上长满一层时，停止生长，此时需要用胰蛋白酶处理，使贴壁的细胞分离下来。(2)细胞培养到

21、4050代时，有些细胞的遗传物质发生改变，变成不死性细胞(癌细胞)。(3)细胞膜具有选择透过性，大分子物质不能通过，细胞死亡后，细胞膜的选择透过性消失，大分子物质可以自由进出细胞。(4)观察染色体的数目和形态，应该选取有丝分裂中期的细胞进行观察。(5)细胞在超低温的情况下，酶的活性降低，新陈代谢的速率降低，因此，需要在低温或冷冻的条件下保存。(6)对于患者来说，移植的皮肤属于抗原，有可能引起排斥现象。第46页/共69页答案：(1)相互接触接触抑制单层(或一层)胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡不死性降低减少(3)由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色(或由于死细胞的

22、膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色)(4)中 (5)冷冻(或超低温、液氮)酶新陈代谢(6)抗原第47页/共69页考点三动植物细胞工程的比较1植物组织培养和动物细胞培养的比较第48页/共69页第49页/共69页第50页/共69页2.植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较第51页/共69页第52页/共69页第53页/共69页3(2013年福州统考)甲流(H1N1)在世界各地大面积蔓延，有些国家还出现了死亡病例。科学家已分离出H1N1病毒(一种RNA病毒)。某制药厂根据下面流程图生产预防和治疗甲流的抗体，请据图回答有关问题：第54页/共69页(1)若 A细 胞 是 小 鼠 骨 髓 瘤

23、细 胞，则 B细 胞 是 取 自 感 染 病 毒 的 人 体 内 的_细胞，促进d过程的常用诱导剂是_。(2)假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成_种类型的C细胞，因此需用培养基筛选出_(填特点)的D细胞用于培养。D细胞的名称是_。(3)理 论 上，注 射 了 该 抗 体 的 人 群 不 能 长 期 对 甲 流 免 疫，试 分 析 原 因_。(4)不 同 种 动 物 的 体 细 胞 融 合，相 比 诱 变 育 种 和 杂 交 育 种 方 法，具 有_等突出的优点。(5)请说明单克隆抗体的主要作用_。第55页/共69页解析：(1)由于本题的目的是制备用于预防和治疗甲流的单克隆抗体，所以B细胞只能

24、是取自感染H1N1病毒的动物或人体内的B淋巴细胞，经诱导剂聚乙二醇或灭活的病毒等诱导融合，得到的杂交瘤细胞才能用于生产预防和治疗甲流的单克隆抗体。(2)仅考虑两个细胞的融合，则可形成A细胞A细胞、B细胞B细胞、A细胞B细胞3种类型的C细胞，为了从中筛选出A细胞B细胞，必须用特定的选择培养基进行筛选，筛选出的D细胞(杂交瘤细胞)既能无限增殖又能产生特异性抗体。(3)因为单链RNA容易发生变异，一旦变异后体内的记忆细胞和抗体就不能对其发挥作用。(5)单克隆抗体可用于诊断疾病、药物导向治疗等方面。第56页/共69页答案：(1)B淋巴(效应B)聚乙二醇(PEG)(灭活的病毒)(2)3既能无限增殖又能产

25、生特异性抗体杂交瘤细胞(杂交细胞)(3)引起甲流的病毒不断发生变异(意思相同即可)(4)目的性强；克服远缘杂交不亲和性(能有效地打破物种的生殖隔离界限，意思相同即可，任写一点)(5)作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物(意思相同即可)第57页/共69页类型一细胞工程的有关内容分析例1某同学在学习“细胞工程”时，列表比较了动植物细胞工程的有关内容，你认为有几处是不正确的()第58页/共69页A.1B2C3 D4解析动物细胞工程的技术手段是动物细胞培养、动物细胞融合、动物体细胞核移植，单克隆抗体是细胞融合的特殊应用。植物细胞壁的去除应使用纤维素酶和果胶酶。答案B第59页/共69页类型二植物细胞工程

26、例2(2013年合肥模拟)下图是“白菜甘蓝”(均为二倍体)杂种植株培育过程，及杂种植株在密闭玻璃温室中一昼夜CO2浓度变化曲线。请据图回答有关问题：第60页/共69页(1)过程常用的试剂是_，与其相比，动物细胞融合过程中特有的方法是用_来处理。(2)同白菜和甘蓝的有性杂交后代相比，上述方法得到的新植株_(是否)可育，这是因为_。(3)据曲线分析，该植株开始积累有机物的时间在_，积累有机物最多的时间在_，该植株经过一昼夜后，_(能否)积累有机物。(4)与曲线中CO2浓度变化有关的细胞器是_，请写出其增加膜面积的结构名称：_。第61页/共69页解析(1)过程为原生质体融合，常用的促融剂为聚乙二醇。

27、(2)白菜和甘蓝体细胞杂交产生的是异源四倍体，其杂种细胞中有同源染色体存在，故可育。(3)b点CO2浓度开始下降，表明植物开始从外界吸收CO2进行光合作用故开始积累有机物。c点是曲线最低点，从c点以后开始有机物的消耗，经过一天的积累，到18时，有机物积累量最多。由于吸收量与释放量一致，可见一昼夜后净产量为零，故一昼夜后不能积累有机物。答案(1)聚乙二醇灭活的病毒(2)是杂种细胞中有同源染色体，能产生正常的配子(3)6时18时不能(4)叶绿体和线粒体基粒(或类囊体)和嵴第62页/共69页类型三动物细胞工程与单克隆抗体制备例3(2013年北京西城质检)1975年科学家首次利用B淋巴细胞杂交瘤技术制

28、备出单克隆抗体。请根据图回答问题：第63页/共69页(1)病原体注入小鼠体内后，要经过_细胞处理后形成抗原MHC复合体，才能被免疫细胞识别。(2)制备单克隆抗体所用的B淋巴细胞一般从脾中采集，然后以_作诱导剂，使B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。通过筛选和克隆培养，获得的杂交瘤细胞具有_的特点。(3)单克隆抗体的特点是_。根据上图写出应用杂交瘤技术获得单克隆抗体的两种主要方法_。第64页/共69页解析灭活的病毒和聚乙二醇均可诱导动物细胞融合。杂交瘤细胞同时具有两个亲代细胞的遗传特性。可以在体外也可以在体内培养杂交瘤细胞获得单克隆抗体。答案(1)吞噬(或巨噬)(2)灭活的病毒或聚乙二醇既能产生特异性抗体，又能无限增殖(3)特异性强，纯度高(或：专一性强、灵敏度高)体外培养法和动物体内培养法第65页/共69页第66页/共69页第67页/共69页本小节结束请按ESC键返回第68页/共69页感谢您的观看！第69页/共69页