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1、1 1 1 1涵盖范围涵盖范围 本单元包括选修本单元包括选修3 3全部内容全部内容基因工程、细胞工程、胚胎工程、生物技术的安基因工程、细胞工程、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题以及生态工程。全性和伦理问题以及生态工程。单元教学分析单元教学分析2 2 2 2考情分析考情分析 (1)(1)考查力度：考查力度：占占分比重相对稳定，如山东理综只出一个分比重相对稳定，如山东理综只出一个8 8分的简答题。分的简答题。(2)(2)考查内容考查内容 基因工程中三种工具。基因工程中三种工具。基因工程操作四步曲。基因工程操作四步曲。基因工程成果基因工程成果转基因生物实例及安全性讨论。转基因生物实例及安全性讨论
2、。细胞工程中植物组织培养、植物体细胞杂交。细胞工程中植物组织培养、植物体细胞杂交。第1页/共57页 动物细胞培养和单克隆抗体的制备及应用。动物细胞培养和单克隆抗体的制备及应用。核移植技术。核移植技术。胚胎工程中胚胎移植和胚胎分割。胚胎工程中胚胎移植和胚胎分割。干细胞的研究。干细胞的研究。(3)(3)考查形式考查形式 有的省将选修与必修有机结合，既可出简答题也可出选择题。有的省将选修与必修有机结合，既可出简答题也可出选择题。有的省如山东省全部以简答题形式呈现，且不与必修联系。有的省如山东省全部以简答题形式呈现，且不与必修联系。第2页/共57页3 3 3 3复习指导复习指导 (1)(1)复习线索复
3、习线索 以基因工程的具体成果以基因工程的具体成果(如抗虫棉如抗虫棉)为主线，系统复习基因工程的操作工具和为主线，系统复习基因工程的操作工具和操作步骤等知识点。操作步骤等知识点。以植物的组织培养和动物细胞培养为基础，系统复习其他细胞工程技术手段。以植物的组织培养和动物细胞培养为基础，系统复习其他细胞工程技术手段。以体内受精作用和个体发育过程为基础，系统复习胚胎工程的流程。以体内受精作用和个体发育过程为基础，系统复习胚胎工程的流程。(2)(2)复习方法复习方法 图解法复习基因工程和胚胎工程。图解法复习基因工程和胚胎工程。比较法复习植物组织培养和动物细胞培养；植物体细胞杂交和动物细胞融合比较法复习植
4、物组织培养和动物细胞培养；植物体细胞杂交和动物细胞融合及单克隆抗体制备。及单克隆抗体制备。关注热点科研成果，注意知识的实践应用。关注热点科研成果，注意知识的实践应用。第3页/共57页第 3838 课时细胞工程及克隆技术引起的伦理问题 第4页/共57页突破考点提炼方法第5页/共57页 1 1 1 1操作流程及培养条件操作流程及培养条件 (1)(1)(1)(1)操作流程操作流程考点考点116116116116 技术原理技术原理植物组织培养及细胞全能性植物组织培养及细胞全能性 (2)(2)培养条件：营养物质培养条件：营养物质(水、无机盐、蔗糖、氨基酸和有机酸等水、无机盐、蔗糖、氨基酸和有机酸等)、激
5、素、激素(如细如细胞分裂素、生长素等胞分裂素、生长素等)及其他条件及其他条件(无菌、适宜的温度和无菌、适宜的温度和pHpH等等)。提醒提醒幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化，幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难。而植物的茎、叶和成熟的组织则较难。对外植体要进行消毒处理，而对各种器械要彻底灭菌。对外植体要进行消毒处理，而对各种器械要彻底灭菌。第6页/共57页第7页/共57页 植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成本高。本高。
6、诱导愈伤组织再分化形成胚状体或丛芽及生根的过程中，要进行换瓶处理，诱导愈伤组织再分化形成胚状体或丛芽及生根的过程中，要进行换瓶处理，以改变培养基中的激素配比及浓度。以改变培养基中的激素配比及浓度。2 2脱分化和再分化的比较脱分化和再分化的比较 比较内容比较内容脱分化脱分化再分化再分化过程过程外植体外植体愈伤组织愈伤组织愈伤组织愈伤组织幼苗幼苗形成体特点形成体特点排列疏松、高度液泡化的排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞薄壁细胞有根、芽有根、芽需要条件需要条件a.a.离体；离体；b.b.适宜的营养；适宜的营养；c.c.生长素生长素/细胞分裂素的比细胞分裂素的比例适中；例适中；d.d.不需光不需光a.a
7、.离体；离体；b.b.适宜的营养；适宜的营养；c.c.生长素生长素/细胞分裂素的比例高细胞分裂素的比例高或低诱导生根或生芽；或低诱导生根或生芽；d.d.光照光照第8页/共57页 提醒提醒愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理，以便诱导叶绿素的形成。愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理，以便诱导叶绿素的形成。生长素和细胞分裂素在植物体内含量很低，因此植物组织培养中常用人工合成生长素和细胞分裂素在植物体内含量很低，因此植物组织培养中常用人工合成的生长素类似物和细胞分裂素类似物。细胞分裂素的生长素类似物和细胞分裂素类似物。细胞分裂素/生长素的比例适中，有利于外植生长素的比例适中，有利于外植体脱
8、分化，比例升高有利于愈伤组织再分化形成丛芽体脱分化，比例升高有利于愈伤组织再分化形成丛芽,比例降低则有利于生根。比例降低则有利于生根。3 3原理：全能性原理：全能性 (1)(1)含义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。含义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。(2)(2)物质基础：生物的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都物质基础：生物的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。有发育成完整个体所必需的全部基因。第9页/共57页 (3)(3)在生物体内细胞并没有表现出全能性的原因：基因在特定的时间和空间条在生物体内细胞并
9、没有表现出全能性的原因：基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，细胞分化形成不同的组件下选择性表达，细胞分化形成不同的组织、器官。织、器官。(4)(4)全能性的实例：花药的离体培养、植物的组织培养、克隆技术等。全能性的实例：花药的离体培养、植物的组织培养、克隆技术等。第10页/共57页对位训练对位训练 1 1(20112011江苏卷，江苏卷，1414)关于现代生物技术应用的叙述，错误的是关于现代生物技术应用的叙述，错误的是 ()A A蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质 B B体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备
10、单克隆抗体 C C植物细胞培养技术可用于植物茎尖脱毒植物细胞培养技术可用于植物茎尖脱毒 D D动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育 答案答案B B 解析解析克隆动物是核移植工程的应用；茎尖分生能力强，没有病毒侵染，以茎克隆动物是核移植工程的应用；茎尖分生能力强，没有病毒侵染，以茎尖为外植体，通过植物组织培养可获得无病毒植株；导入目的基因的受体细胞，需尖为外植体，通过植物组织培养可获得无病毒植株；导入目的基因的受体细胞，需通过动物细胞培养技术获得早期胚胎，才能进一步培育成转基因动物。通过动物细胞培养技术获得早期胚胎，才能进一步培育成转基因动物。第11页/共
11、57页 排雷排雷 (1)(1)蛋白质工程是指按照人们的意愿改变蛋白质的结构和功能或创造新蛋白质工程是指按照人们的意愿改变蛋白质的结构和功能或创造新的蛋白质的过程，可以合成自然界中不存在的蛋白质。的蛋白质的过程，可以合成自然界中不存在的蛋白质。(2)(2)克隆动物是核移植工程的应用，而不是体细胞杂交技术的应用。克隆动物是核移植工程的应用，而不是体细胞杂交技术的应用。(3)(3)在一个植物体内，病毒易于通过维管系统而移动，但在分生组织中不存在维在一个植物体内，病毒易于通过维管系统而移动，但在分生组织中不存在维管系统。病毒在细胞间移动只能通过胞间连丝，速度很慢，难以赶上活跃生长的茎管系统。病毒在细胞
12、间移动只能通过胞间连丝，速度很慢，难以赶上活跃生长的茎尖。尖。(4)(4)动物细胞培养技术在转基因动物的培育中有所应用。动物细胞培养技术在转基因动物的培育中有所应用。第12页/共57页考点考点117117117117 实践应用实践应用植物组织培养技术的应用植物组织培养技术的应用 1 1植物繁殖的新途径植物繁殖的新途径 (1)(1)微型繁殖：不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现微型繁殖：不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。种苗的大量繁殖。(2)(2)作物脱毒：生产上许多无性繁殖作物均受到病毒的侵染，从而导致品种作物脱毒：生产上许多无性繁殖作物均受到
13、病毒的侵染，从而导致品种严重退化、产量降低和品质变差。利用植物分生组织严重退化、产量降低和品质变差。利用植物分生组织(如茎尖、根尖如茎尖、根尖)进行培养，进行培养，可以使新长成的植株脱除病毒。可以使新长成的植株脱除病毒。(3)(3)人工种子：植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽，包上人人工种子：植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽，包上人工种皮就工种皮就可以形成人工种子。如图是可以形成人工种子。如图是人工种子的结构示意图。人工种子的结构示意图。第13页/共57页 注意注意人工种皮中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药人工种皮中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药
14、,抗生素抗生素,有益菌等有益菌等,以利于胚状体生长发育成幼苗。以利于胚状体生长发育成幼苗。2 2作物新品种的培育作物新品种的培育 (1)(1)单倍体育种：花药离体培养过程就是植物组织培养过程。单倍体育种：花药离体培养过程就是植物组织培养过程。花药花药 单倍体幼苗单倍体幼苗 纯合子纯合子 单倍体育种的优点是后代不发生性状分离，都是纯合子，能够稳定遗传，明单倍体育种的优点是后代不发生性状分离，都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短了育种年限。显缩短了育种年限。(2)(2)突变体的利用：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分突变体的利用：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状
15、态，因此容易受到培养条件和外界压力生状态，因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等如射线、化学物质等)的影响而发生的影响而发生突变。从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新突变。从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。品种。秋水仙素诱导秋水仙素诱导离体培养离体培养染色体数目加倍染色体数目加倍第14页/共57页 (3)(3)细胞产物的工厂化生产：可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产细胞产物的工厂化生产：可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物，如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。物，如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料
16、、生物碱等。第15页/共57页 2 2(20102010课标全国理综，课标全国理综，3838)请回答：请回答：(1)(1)植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的_，繁殖种苗的速度，繁殖种苗的速度_。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部_。(2)(2)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是
17、避免免_的污染。的污染。(3)(3)微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗_，而与，而与_配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长，促进愈伤组织产配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长，促进愈伤组织产生和生长，需要使用的生长调节剂是生和生长，需要使用的生长调节剂是_(_(脱落酸、脱落酸、2,4D)2,4D)。对位训练对位训练遗传特性遗传特性快快遗传信息遗传信息微生物微生物生根生根细胞分裂素细胞分裂素2,42,4 D D第16页/共57页 (4)(4)将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重将
18、某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用和光合作用强度的变化如图。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋势是强度的变化趋势是_，单株鲜重的变化趋势是，单株鲜重的变化趋势是_。据图判断，培。据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量_(_(能、不能能、不能)满足自身最满足自身最佳生长的需要。佳生长的需要。逐渐下降逐渐下降先增加后下降先增加后下降不能不能第17页/共57页 (5)(5)据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程
19、中提高其光合作用能力，应据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应_(降低，增加降低，增加)培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。降低降低 解析解析题目考查知识点较为基础，植物组织培养是一种无性繁殖题目考查知识点较为基础，植物组织培养是一种无性繁殖(克隆克隆)，其主，其主要依据是植物细胞的全能性，即每一个细胞含有本物种全部的遗传信息，植物组织要依据是植物细胞的全能性，即每一个细胞含有本物种全部的遗传信息，植物组织培养所培养出的种苗与亲本的遗传特性相同，保持了亲本的遗传特性；植物组织培培养所培养出的种苗与亲本的遗传特性相同，保持
20、了亲本的遗传特性；植物组织培养时，培养基应是杀菌消毒的，还应在无菌环境中培养，以防止微生物的污染；由养时，培养基应是杀菌消毒的，还应在无菌环境中培养，以防止微生物的污染；由于愈伤组织可以持续培养，不断分化，因此能够快速大量地得到种苗。由愈伤组织于愈伤组织可以持续培养，不断分化，因此能够快速大量地得到种苗。由愈伤组织再分化形成根与芽的过程中，要通过调节生长素与细胞分裂素含量比例才能实现；再分化形成根与芽的过程中，要通过调节生长素与细胞分裂素含量比例才能实现；生长素浓度较高时，易分化生成根，细胞分裂素较高时，易分化生成芽。较高浓度生长素浓度较高时，易分化生成根，细胞分裂素较高时，易分化生成芽。较高
21、浓度的的2,42,4 D D能够抑制细胞的生长；培养基中能够抑制细胞的生长；培养基中第18页/共57页加入蔗糖，是为了提供能源和维持细胞的渗透压，加大蔗糖的浓度，幼苗得到较多加入蔗糖，是为了提供能源和维持细胞的渗透压，加大蔗糖的浓度，幼苗得到较多的能源物质，能源充足，单株幼苗的鲜重会增加，光合作用会下降，随着蔗糖浓度的能源物质，能源充足，单株幼苗的鲜重会增加，光合作用会下降，随着蔗糖浓度的增加，会抑制幼苗对水分的吸收及代谢，则幼苗的鲜重会下降，如果培养基中不的增加，会抑制幼苗对水分的吸收及代谢，则幼苗的鲜重会下降，如果培养基中不含蔗糖，光合作用又很弱，则不能满足幼苗的生长需要。要提高幼苗的自养
22、能力，含蔗糖，光合作用又很弱，则不能满足幼苗的生长需要。要提高幼苗的自养能力，应适当降低蔗糖的供应。应适当降低蔗糖的供应。排雷排雷明党参是我国珍稀药用植物，对其进行保护性开发利用可采用以下四种明党参是我国珍稀药用植物，对其进行保护性开发利用可采用以下四种方法：方法：(1)(1)设计细胞培养反应器，实现药用成分的工厂化生产。设计细胞培养反应器，实现药用成分的工厂化生产。(2)(2)大量培养愈伤组织，直接提取药用成分。大量培养愈伤组织，直接提取药用成分。(3)(3)大规模栽培组织培养苗，获取药用成分。大规模栽培组织培养苗，获取药用成分。(4)(4)利用组织培养获得胚状体，制成人工种子。利用组织培养
23、获得胚状体，制成人工种子。第19页/共57页考点考点118118118118 技术原理技术原理植物体细胞杂交植物体细胞杂交 1 1概念：植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成概念：植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。2 2图示过程图示过程 第20页/共57页 3 3考点解读考点解读 (1)(1)植物体细胞杂交的障碍植物体细胞杂交的障碍 植物细胞都有细胞壁。根据酶的专一性原理，用纤维素酶和果胶酶去除细胞植物细胞都有细胞壁。根据酶的专一性原理，用纤维素酶和果胶酶去除
24、细胞壁。壁。原生质体融合。人工诱导方法包括物理法，如离心、振动、电激；化学法，原生质体融合。人工诱导方法包括物理法，如离心、振动、电激；化学法，如聚乙二醇如聚乙二醇(PEG)(PEG)诱导等。诱导等。(2)(2)杂种细胞的类型有三种：杂种细胞的类型有三种：AAAA、BBBB、ABAB，符合要求的只有，符合要求的只有ABAB，需要进行筛选。，需要进行筛选。(3)(3)杂种细胞杂种细胞ABAB形成的标志：新的细胞壁的生成。形成的标志：新的细胞壁的生成。(4)(4)杂种植株遗传物质的变化：细胞融合属于染色体变异，杂种植株的染色体杂种植株遗传物质的变化：细胞融合属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是
25、两亲本细胞染色体数目之和，形成异源多倍体。数通常是两亲本细胞染色体数目之和，形成异源多倍体。第21页/共57页 (5)(5)植物体细胞杂交的原理：原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂植物体细胞杂交的原理：原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂种细胞发育成杂种植株利用了细胞的全能性。种细胞发育成杂种植株利用了细胞的全能性。第22页/共57页对位训练对位训练 3 3据下面体细胞杂交技术流程图回答下列问题：据下面体细胞杂交技术流程图回答下列问题：第23页/共57页 (1)(1)若运用传统有性杂交若运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交即用番茄、马铃薯杂交)能否得到杂种植株？为什么？能否得到
26、杂种植株？为什么？_。(2)(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用的技术手段是在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用的技术手段是_，依据的原理是依据的原理是_，其中过程，其中过程称为称为_，与过程，与过程密切相关的具密切相关的具有单层膜结构的细胞器为有单层膜结构的细胞器为_，过程，过程相当于相当于_，过程涉及的分裂方过程涉及的分裂方式为式为_。(3)(3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄番茄马铃薯马铃薯”属于属于_倍体倍体植株。植株。(4)(4)随随“神六神六”太空旅行的种苗中，最受关注的是柴油树试管苗。柴油树种子含太空旅行的种苗
27、中，最受关注的是柴油树试管苗。柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养进行到利用此技术，将柴油树细胞培养进行到_过程过程(填字母编号填字母编号)即可。即可。不能，不同种的植物间存在生殖隔离不能，不同种的植物间存在生殖隔离植物组织培养植物组织培养 细胞全能性细胞全能性 原生质体融合原生质体融合 高尔基体高尔基体 有丝分裂有丝分裂 六六 e e 脱分化脱分化第24页/共57页 解析解析(1)(1)番茄和马铃薯属于两种植物，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产番
28、茄和马铃薯属于两种植物，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。生后代。(2)(2)过程过程是把是把a a、b b两个原生质体融合在一起，所以称为原生质体融合。两个原生质体融合在一起，所以称为原生质体融合。过程过程是在融合的原生质体外再生一层细胞壁，而细胞壁的形成与高尔基体有关。是在融合的原生质体外再生一层细胞壁，而细胞壁的形成与高尔基体有关。过程过程的结果是形成了愈伤组织，所以的结果是形成了愈伤组织，所以为脱分化。为脱分化。(3)(3)“番茄番茄-马铃薯马铃薯”属于异源属于异源多倍体里面的异源六倍体。多倍体里面的异源六倍体。(4)(4)柴油是植物细胞的代谢产物，将柴油树细胞培养进柴油是植物细
29、胞的代谢产物，将柴油树细胞培养进行到愈伤组织即可。行到愈伤组织即可。排雷排雷(1)(1)该技术的目的：植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是该技术的目的：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。杂种植株特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株形成杂种细胞就结束。杂种植株特征：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。中含有两种植物的遗传物质。(2)(2)新物种形成的标志是杂种植物与原植株存在生殖新物种形成的标志是杂种植物与原植株存在生殖隔离。隔离。(3)(3)该技术在育种上应用时最大的优点：克服远缘杂交不亲和的障碍。该技术在育种上应用时最
30、大的优点：克服远缘杂交不亲和的障碍。第25页/共57页考点考点119119119119 解读操作流程图解读操作流程图动物细胞培养动物细胞培养 1 1概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。2 2操作流程操作流程 3 3考点解读考点解读 (1)(1)培养条件培养条件 无菌、无毒的环境无菌、无毒的环境无菌处理、加抗生素杀菌、定期更换培养液。无菌处理、加抗生素杀菌、定期更换培养液。营养营养葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐和微量元素血清或
31、血浆葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐和微量元素血清或血浆等天然成分。等天然成分。第26页/共57页 温度和温度和pH(36.50.5)pH(36.50.5)和和(7.2(7.27.4)7.4)。气体环境气体环境95%95%空气空气5%CO5%CO2 2。提醒提醒COCO2 2作用作用调节培养基调节培养基pHpH；空气中空气中O O2 2作用作用细胞有氧呼吸；细胞有氧呼吸；所所用装置用装置COCO2 2培养箱。培养箱。(2)(2)原理：细胞增殖。原理：细胞增殖。(3)(3)动物细胞培养时，一般选取幼龄动物的组织、器官，其细胞的分化程度较低动物细胞培养时，一般选取幼龄动物的组织、器官，其细胞的分
32、化程度较低,增殖能力强增殖能力强,有丝分裂旺盛，容易培养。有丝分裂旺盛，容易培养。(4)(4)在动物细胞培养过程中，一般情况下在动物细胞培养过程中，一般情况下1010代以前的细胞核型不变，代以前的细胞核型不变，1010代以后有代以后有些细胞核型发生改变，些细胞核型发生改变，5050代以后的细胞可能发生癌变。代以后的细胞可能发生癌变。(5)(5)胰蛋白酶在动物细胞培养过程中的作用包括将组织分散成单个细胞，以及将胰蛋白酶在动物细胞培养过程中的作用包括将组织分散成单个细胞，以及将贴壁细胞从瓶壁上分离下来，这样做的目的是避免动物细胞的接触抑制现象。贴壁细胞从瓶壁上分离下来，这样做的目的是避免动物细胞的
33、接触抑制现象。第27页/共57页 4 4应用应用 (1)(1)生产细胞产品：干扰素、疫苗、单克隆抗体。生产细胞产品：干扰素、疫苗、单克隆抗体。(2)(2)检测并判断某毒性物质毒性的大小。检测并判断某毒性物质毒性的大小。(3)(3)临床医学研究。临床医学研究。拓展提升拓展提升 植物组织培养与动物细胞培养的比较植物组织培养与动物细胞培养的比较第28页/共57页 4 4如图是动物细胞培养的基本过程示意图，如图是动物细胞培养的基本过程示意图，请据图回答。请据图回答。(1)(1)容器容器A A中放置的是动物器官或组织。它一中放置的是动物器官或组织。它一般取自般取自_。(2)(2)容器容器A A中的动物器
34、官或组织首先要进行的中的动物器官或组织首先要进行的处理是处理是_，然后用，然后用_酶酶处理，这是为了使细胞分散开来。这样做的目的处理，这是为了使细胞分散开来。这样做的目的是是_。(3)(3)培养首先在培养首先在B B瓶中进行。瓶中的培养基成瓶中进行。瓶中的培养基成分有分有_等。在此瓶中培养一段时间后，等。在此瓶中培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，这时培养到第有许多细胞衰老死亡，这时培养到第_代，到这时的培养称为代，到这时的培养称为_。对位训练对位训练动物胚胎或幼龄动物的器官、组织动物胚胎或幼龄动物的器官、组织 剪碎组织剪碎组织 胰蛋白胰蛋白(或胶原蛋白或胶原蛋白)使细胞与培养液充分接触使细胞
35、与培养液充分接触 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清 10 10 原代培养原代培养 第29页/共57页 (4)(4)为了把为了把B B瓶中的细胞分装到瓶中的细胞分装到C C瓶中，用瓶中，用_处理，然后配制成处理，然后配制成_，再分装。，再分装。(5)(5)在在C C瓶中正常培养了一段时间后，发现细胞全部死亡，原因是瓶中正常培养了一段时间后，发现细胞全部死亡，原因是_。胰蛋白酶胰蛋白酶 细胞悬液细胞悬液 细胞没有发生癌变细胞没有发生癌变 排雷排雷(1)(1)培养的过程分为原代培养和传代培养两个大阶段。当培养到第培养的过程分为原代培养和传代培养两个大阶
36、段。当培养到第1010代代左右，出现许多细胞衰老死亡现象，这时为原代培养；到第左右，出现许多细胞衰老死亡现象，这时为原代培养；到第1010代左右需要用胰蛋代左右需要用胰蛋白酶处理，使细胞分散，从玻璃瓶壁上脱离下来，配制成细胞悬液继续培养，此白酶处理，使细胞分散，从玻璃瓶壁上脱离下来，配制成细胞悬液继续培养，此时的培养属于传代培养。时的培养属于传代培养。(2)(2)在传代培养到在传代培养到5050代左右时，大部分细胞死亡，有些细胞可能发生遗传物质代左右时，大部分细胞死亡，有些细胞可能发生遗传物质的改变，还能继续增殖。如果无此现象，则说明细胞遗传物质没有改变，无癌变的改变，还能继续增殖。如果无此现
37、象，则说明细胞遗传物质没有改变，无癌变特点，并不是到特点，并不是到5050代时必须发生癌变。代时必须发生癌变。第30页/共57页考点考点120120120120 关注生物新技术关注生物新技术动物细胞融合与单克隆抗体动物细胞融合与单克隆抗体 1 1动物细胞融合动物细胞融合 (1)(1)概念：两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。概念：两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。(2)(2)原理：生物膜的流动性。原理：生物膜的流动性。(3)(3)方法：聚乙二醇、灭活的病毒、电激等。方法：聚乙二醇、灭活的病毒、电激等。(4)(4)意义：意义：突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能；突破有性杂交
38、方法的局限，使远缘杂交成为可能；成为研究细成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段；胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段；制备单克隆抗体。制备单克隆抗体。2 2单克隆抗体单克隆抗体 (1)(1)取相应取相应B B细胞前必须先注射相应抗原，形象地说先细胞前必须先注射相应抗原，形象地说先“打针打针”，否则失败。，否则失败。(2)(2)诱导融合的两种细胞名称及作用。诱导融合的两种细胞名称及作用。第31页/共57页 免疫过的免疫过的B B淋巴细胞淋巴细胞(浆细胞浆细胞)产生抗体；骨髓瘤细胞产生抗体；骨髓瘤细胞无限增殖。无限增殖。(3)(3)诱导融合与原生质体融合的不同
39、方法。诱导融合与原生质体融合的不同方法。动物细胞诱导融合的特有方法动物细胞诱导融合的特有方法灭活的病毒诱导。灭活的病毒诱导。(4)(4)两次筛选的目的及方法两次筛选的目的及方法 在特定的选择培养基上，未融合的亲本细胞在特定的选择培养基上，未融合的亲本细胞(浆细胞和骨髓瘤细胞浆细胞和骨髓瘤细胞)和融合的和融合的具有同种核的细胞具有同种核的细胞(BB(BB融合细胞、瘤瘤融合细胞融合细胞、瘤瘤融合细胞)都会死亡，只有融合的杂种细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞杂交瘤细胞)才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生单一才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生单一
40、的特异性抗体。的特异性抗体。经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞(很多种杂交瘤很多种杂交瘤细胞细胞)，需经克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后就可获得足够数量的能分泌所，需经克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。需抗体的细胞。第32页/共57页 (5)(5)两种培养提取场所两种培养提取场所 体外培养体外培养培养液提取。培养液提取。体内小鼠腹腔中培养体内小鼠腹腔中培养小鼠腹水中提取。小鼠腹水中提取。拓展提升拓展提升 植物体细胞杂交和单克隆抗体的制备的比较植物体细胞杂交和单克隆抗体的制备的比较 植
41、物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞融合（单克隆抗体的制备）动物细胞融合（单克隆抗体的制备）理论理论基础基础细胞膜的流动性、细胞的细胞膜的流动性、细胞的全能性全能性细胞膜的流动性、细胞增殖细胞膜的流动性、细胞增殖融合前融合前处理处理酶解法去除细胞壁酶解法去除细胞壁(纤维素纤维素酶、果胶酶酶、果胶酶)注射特定抗原，免疫处理正常小鼠注射特定抗原，免疫处理正常小鼠促融促融方法方法(1)(1)物理法：离心、振动、物理法：离心、振动、电刺激等电刺激等(2)(2)化学法：聚乙二醇化学法：聚乙二醇(PEG)(PEG)(1)(1)物、化法：与植物细胞融合相同；物、化法：与植物细胞融合相同；(2)(2)生物法：灭
42、活的病毒生物法：灭活的病毒第33页/共57页过过程程第第一一步步原生质原生质体的制体的制备备(酶解酶解法法)正常小鼠正常小鼠免疫处理免疫处理第第二二步步原生质原生质体的融体的融合合(物、物、化法化法)动物细胞动物细胞的融合的融合(物、化、物、化、生法生法)第第三三步步杂种细杂种细胞的筛胞的筛选和培选和培养养杂交瘤细杂交瘤细胞的筛选胞的筛选与培养与培养第第四四步步杂种植杂种植株的诱株的诱导与鉴导与鉴定定单克隆抗单克隆抗体的提纯体的提纯第34页/共57页对位训练对位训练 5 5 19751975年科学家首次利用年科学家首次利用B B淋巴细胞杂交瘤技术制备出单克隆抗体。请据图淋巴细胞杂交瘤技术制备出
43、单克隆抗体。请据图回答问题：回答问题：(1)(1)病原体注入小鼠体内后，要经过病原体注入小鼠体内后，要经过_细胞处理后，才能被免疫细胞识别。细胞处理后，才能被免疫细胞识别。(2)(2)制备单克隆抗体所用的制备单克隆抗体所用的B B淋巴细胞一淋巴细胞一般从脾中采集，然后以般从脾中采集，然后以_作诱导剂，使作诱导剂，使B B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。通过筛选和克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隆培养，获得的杂交瘤细胞具有_吞噬吞噬 灭活的仙台病毒或聚乙二醇灭活的仙台病毒或聚乙二醇 产生特异性抗体，又能无限增殖产生特异性抗体，又能无限增殖 既能既能的特点。的特点。第
44、35页/共57页 (3)(3)单克隆抗体的特点是单克隆抗体的特点是_。根据上图写出应用杂交瘤技术获。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得单克隆抗体的两种主要方法_。解析解析灭活的仙台病毒和聚乙二醇均可诱导动物细胞融合。杂交瘤细胞同时具灭活的仙台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。抗体。排雷排雷(1)(1)制备单克隆抗体时选用一种抗原处理的制备单克隆抗体时选用一种抗原处理的B B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行淋巴细胞与
45、骨髓瘤细胞进行细胞融合，产生杂交瘤细胞，它会兼有两个亲本细胞的特性细胞融合，产生杂交瘤细胞，它会兼有两个亲本细胞的特性在体外培养条件下在体外培养条件下能不断增殖，同时能产生出某种特异性抗体。能不断增殖，同时能产生出某种特异性抗体。(2)(2)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：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：AAAA型、型、BBBB型、型、ABAB型，只有型，只有ABAB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。筛选。特异性强，纯度高特异性强，纯度高 和动物体内培养法和动物体
46、内培养法 体外培养法体外培养法第36页/共57页 (3)(3)相比较植物体细胞杂交，动物细胞融合特有的诱导方式为灭活的病毒处理，相比较植物体细胞杂交，动物细胞融合特有的诱导方式为灭活的病毒处理，其他物理、化学诱导融合的手段与植物体细胞杂交过程中原生质体融合方法相同。其他物理、化学诱导融合的手段与植物体细胞杂交过程中原生质体融合方法相同。第37页/共57页考点考点121121121121 关注生物学热点内容关注生物学热点内容动物细胞核移植动物细胞核移植 与克隆技术引起的伦理问题与克隆技术引起的伦理问题 1 1概念：动物细胞核移植是将动物的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母概念：动物细胞核移植是将
47、动物的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。2 2操作流程操作流程 第38页/共57页 3 3考点解读考点解读 (1)(1)原理原理:动物细胞核的全能性动物细胞核的全能性(不能说动物细胞全能性不能说动物细胞全能性)。(2)(2)卵母细胞选择时期及原因卵母细胞选择时期及原因 减减中期的卵母细胞，此时具备受精能力，细胞质中合成与分裂、分化有关的中期的卵母细胞，此时具备受精能力，细胞质中合成与分裂、分化有关的物质能刺激融合后重组细胞进行分裂分化，形成重组胚胎。物质能
48、刺激融合后重组细胞进行分裂分化，形成重组胚胎。(3)(3)选卵细胞作为受体细胞的原因选卵细胞作为受体细胞的原因 大，易于操作；大，易于操作；卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养；卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养；能激发重能激发重组细胞分裂分化。组细胞分裂分化。(4)(4)供体细胞：取供体动物的体细胞培养，一般选用传代供体细胞：取供体动物的体细胞培养，一般选用传代1010代以内的细胞，因代以内的细胞，因为为1010代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。(5)(5)动物体细胞不能经培养直接
49、发育成完整个体，原因是动物体细胞不能经培养直接发育成完整个体，原因是第39页/共57页动物体细胞的全能性受到限制。用体细胞核移植技术能够得到克隆动物，说明动物动物体细胞的全能性受到限制。用体细胞核移植技术能够得到克隆动物，说明动物体细胞的细胞核具有全能性。体细胞的细胞核具有全能性。(6)(6)该过程用到的技术手段：动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养和胚该过程用到的技术手段：动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植。胎移植。(7)(7)核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本不同的原因核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本不同的原因 克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本。所以与植物组
50、织培养不同克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本。所以与植物组织培养不同(只来自于只来自于一个亲本一个亲本),),克隆动物遗传物质来自克隆动物遗传物质来自2 2个亲本。个亲本。在发育过程中可能发生基因突变，染色体变异导致性状改变。在发育过程中可能发生基因突变，染色体变异导致性状改变。外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。4 4应用及存在问题应用及存在问题 (1)(1)应用：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育、应用：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育、第40页/共57页 5 5克隆人克隆人 (1)(1)过程过程 (2)(2)分类分类 类型类型项目项目治疗