《（新課標）2018高考生物一輪復習 現(xiàn)代生物科技專題 第37講 細胞工程課件（選修3）[共50頁]》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（新課標）2018高考生物一輪復習 現(xiàn)代生物科技專題 第37講 細胞工程課件（選修3）[共50頁]（50頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、生物課標版第37講細胞工程考點一植物細胞工程考點一植物細胞工程教材研讀教材研讀一、細胞工程的概念與理論基礎(chǔ)1.細胞工程(1)操作水平:細胞水平或細胞器水平。(2)目的:按照人的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品。2.植物細胞的全能性(1)概念:具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞,都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。(2)原理:細胞內(nèi)含有本物種的全套遺傳信息。(3)全能性表達條件:具有完整的細胞結(jié)構(gòu),處于離體狀態(tài),提供一定的營養(yǎng)、激素和其他適宜外界條件。二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)1.理論基礎(chǔ):植物細胞的全能性。2.操作流程:(1)離體的器官、組織或細胞常稱為外植體。(2)a過程為脫分化,b過程為再

2、分化,A表示愈傷組織,B表示叢芽或胚狀體。三、植物體細胞雜交1.概念:將不同種的植物體細胞,在一定條件下融合成雜種細胞,并把雜種細胞培育成新的植物體的技術(shù)。2.原理:體細胞雜交利用了細胞膜的流動性,雜種細胞培育成雜種植株利用了植物細胞的全能性。3.過程植物細胞A、B原生質(zhì)體A、B融合的原生質(zhì)體雜種細胞愈傷組織胚狀體或叢芽雜種植株4.意義:克服不同種生物遠緣雜交的不親和性。四、植物細胞工程的應用1.植物繁殖的新途徑(連線)2.作物新品種的培育考點二動物細胞工程考點二動物細胞工程一、動物細胞培養(yǎng)1.地位:動物細胞工程常用的技術(shù)手段有動物細胞培養(yǎng)、動物細胞核移植、動物細胞融合等。其中動物細胞培養(yǎng)是其

3、他動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。2.過程3.培養(yǎng)條件(1)無菌、無毒環(huán)境(2)營養(yǎng):除糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素之外通常還需加入血清、血漿等一些天然成分。(3)適宜的溫度:36.50.5;適宜的pH:7.27.4。(4)氣體環(huán)境,培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具進行無菌處理培養(yǎng)過程加抗生素定期更換培養(yǎng)液 清除代謝產(chǎn)物2295%:O5%CO:pH的空氣 其中為細胞代謝必需的維持培養(yǎng)液的二、動物體細胞克隆技術(shù)(核移植技術(shù))1.原理:動物細胞核具有全能性。2.核移植分類:胚胎細胞核移植和體細胞核移植。3.核移植過程(以克隆高產(chǎn)奶牛為例)4.選用去核卵(母)細胞的原因:卵(母)細胞比較大,容易操作;卵(母)細

4、胞細胞質(zhì)多,營養(yǎng)豐富,含有促進核全能性表達的物質(zhì)。5.體細胞核移植技術(shù)存在的問題:克隆動物存在著健康問題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。三、生物技術(shù)中的倫理問題1.克隆人(1)分類a.生殖性克隆是指以繁殖個體為目的,即用于產(chǎn)生人類個體。b.治療性克隆是指利用核移植技術(shù)獲得克隆人胚胎,然后從胚胎中提取干細胞進行醫(yī)學研究,是利用克隆技術(shù)產(chǎn)生特定細胞和組織(皮膚、神經(jīng)或肌肉等)用于治療性移植。(2)中國政府態(tài)度:禁止生殖性克隆,不反對治療性克隆。2.試管嬰兒與設(shè)計試管嬰兒(1)試管嬰兒:運用體外受精和胚胎移植技術(shù)繁殖個體,目的是解決不孕夫婦的生育問題。(2)設(shè)計試管嬰兒:體外受精獲得的胚胎在移植前進行遺傳

5、學診斷,以便篩選出符合特定要求的胚胎?？键c三細胞融合與單克隆抗體考點三細胞融合與單克隆抗體一、動物細胞融合1.概念:指兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的過程,也稱細胞雜交。2.原理:細胞膜具有一定的流動性。3.結(jié)果:形成雜交細胞。4.誘導因素:(1)物理因素:離心、振動、電激。(2)化學因素:聚乙二醇(PEG)誘導。(3)生物因素:滅活病毒誘導。5.過程6.意義:突破了有性雜交的局限,使遠緣雜交成為可能。7.應用(1)研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和培育生物新品種。(2)制備單克隆抗體。二、單克隆抗體1.傳統(tǒng)抗體的獲得(1)方法(2)缺點:產(chǎn)量低、純度低、特異性差。,向動物體內(nèi)反復注射某種抗原

6、 使之產(chǎn)生抗體從動物血清中分離抗體2.單克隆抗體的制備(1)(2)解決思路:將B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合為雜交瘤細胞。(3)過程(4)雜交瘤細胞的特點:既能迅速大量繁殖,又能產(chǎn)生專一抗體。3.單克隆抗體的特點:特異性強,靈敏度高,并可大量制備。4.單克隆抗體的應用(1)作為診斷試劑,具有準確、高效、簡易、快速的優(yōu)點。(2)用于治療疾病和運載藥物(生物導彈)。1.判斷有關(guān)植物細胞工程說法的正誤。(1)在愈傷組織培養(yǎng)中加入細胞融合的誘導劑,可獲得染色體加倍的細胞。()(2)在誘導離體菊花莖段形成幼苗的過程中,不會發(fā)生細胞的增殖和分化。()(3)培養(yǎng)草莓脫毒苗所采用的主要技術(shù)是細胞雜交。()(4)棉

7、花根尖細胞經(jīng)誘導形成幼苗能體現(xiàn)細胞全能性。()(5)植物的每個細胞在植物體內(nèi)和體外都能表現(xiàn)出細胞的全能性。()(6)愈傷組織是外植體經(jīng)脫分化和再分化后形成的。()(7)利用物理法或化學法,可以直接將兩個植物細胞進行誘導融合。()(8)再生出細胞壁是植物體細胞原生質(zhì)體融合成功的標志。()2.判斷有關(guān)動物細胞工程說法的正誤。(1)(2014北京理綜,5C)在25的實驗條件下可順利完成大鼠神經(jīng)細胞的培養(yǎng)。()(2)(2014浙江理綜,3A)連續(xù)細胞系的細胞大多具有二倍體核型。()(3)動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)過程中都要用到胰蛋白酶。()(4)動物細胞培養(yǎng)可用于檢測有毒物質(zhì),莖尖培養(yǎng)可用于植物脫除病

8、毒。()(5)肝細胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2刺激細胞呼吸。()(6)體細胞雜交技術(shù)可用于克隆動物和制備單克隆抗體。()(7)動物細胞培養(yǎng)技術(shù)可用于轉(zhuǎn)基因動物的培育。()(8)培養(yǎng)保留接觸抑制的細胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細胞。()(9)克隆培養(yǎng)法培養(yǎng)過程中多數(shù)細胞的基因型會發(fā)生改變。()(10)二倍體細胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的。()(11)動物細胞核移植的受體細胞必須是卵細胞。()(12)克隆動物的性狀與供體動物完全相同。()突破一植物細胞工程操作與應用突破一植物細胞工程操作與應用1.細胞全能性(1)原理:細胞內(nèi)含有本物種全部的遺傳信息。(2)體內(nèi)細胞全能性不表達的原因:基因

9、在特定的時間和空間條件下選擇性表達。(3)細胞全能性表達的條件:具完整細胞結(jié)構(gòu),離體,無菌,一定的營養(yǎng)、激素和其他適宜的外界條件。(4)細胞全能性大小與細胞分化程度成反比?？键c突破考點突破(5)全能性大小:植物細胞:受精卵生殖細胞體細胞動物細胞:受精卵生殖細胞體細胞核(動物細胞全能性受限制,但細胞核具有全能性)2.植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用生長素/細胞分裂素的比值作用效果比值高時利于根分化、抑制芽形成比值低時利于芽分化、抑制根形成比值適中促進愈傷組織形成3.植物體細胞雜交后的遺傳物質(zhì)分析(1)遺傳特性:雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì),故雜種植株具備兩種植物的遺傳特性。(2)染色體組數(shù)染色

10、體組數(shù)=兩種植物體細胞內(nèi)染色體組數(shù)之和。植物體細胞雜交形成的雜種植株,有幾個染色體組就稱為幾倍體。若一植物細胞含有2x條染色體,2個染色體組,基因型為Aabb,另一植物細胞含有2y條染色體,2個染色體組,基因型為ccDd,則新植株應為異源四倍體,其體細胞中染色體為(2x+2y)條,4個染色體組,基因型為Aab-bccDd。4.植物組織培養(yǎng)與植物體細胞雜交的比較知能拓展知能拓展(1)植物體細胞雜交獲得的雜種細胞的類型有三種(以上圖為例):AA型、BB型、AB型,符合要求的只有AB型,需要進行篩選。(2)由于植物分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少,所以常采用莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)獲得脫毒苗。(3)愈傷組織處

11、于不斷的分生狀態(tài),容易受到射線、化學物質(zhì)等的影響而產(chǎn)生突變。考向一依托實例分析考向一依托實例分析,考查植物組織培養(yǎng)技術(shù)考查植物組織培養(yǎng)技術(shù)1.(2017江西上高二中第二次周練,19)藍莓中富含的花青素能有效地改善視力,下面為科學家利用植物組織培養(yǎng)的方法,大量培養(yǎng)藍莓具體流程的文字圖解。請回答下列問題:藍莓組織愈傷組織長出叢芽生根移栽成活(1)用于離體培養(yǎng)的藍莓組織叫做,該技術(shù)的原理是。(2)配制MS培養(yǎng)基時,應加入一定量的瓊脂、蔗糖、無機鹽、維生素、有機物等營養(yǎng)物質(zhì),蔗糖除作為碳源外,還具有的功能。常用的培養(yǎng)基有脫分化培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基和生芽培養(yǎng)基,這三種培養(yǎng)基的主要差異是。(3)圖中藍莓組織

12、要經(jīng)過消毒處理后才能進行培養(yǎng)。其過程中,細胞的分化程度會(選填“升高”、“降低”或“不變”)。(4)愈傷組織經(jīng)過過程重新分化成根或叢芽的過程叫。(5)藍莓花青素在60以下的熱穩(wěn)定性較好,將含花青素的粗品經(jīng)真空干燥(可使水的沸點降低40)制成成品。采用該方法的主要原因是。答案答案(1)外植體(植物)細胞具全能性(2)提供能量和維持滲透壓生長素和細胞分裂素的用量及比例不同(3)降低(4)再分化(5)避免(干燥時溫度過高導致)花青素分解解析解析(1)植物組織培養(yǎng)的原理是植物細胞具有全能性,用于離體培養(yǎng)的組織叫做外植體。(2)配制MS培養(yǎng)基時,應加入一定量的瓊脂、蔗糖、無機鹽、維生素、有機物等營養(yǎng)物質(zhì)

13、,蔗糖除作為碳源外,還具有提供能量和維持滲透壓的功能。常用的培養(yǎng)基有脫分化培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基和生芽培養(yǎng)基,這三種培養(yǎng)基的主要差異是生長素和細胞分裂素的用量及比例不同。(3)圖中過程是脫分化形成愈傷組織的過程,高度分化的細胞恢復分裂能力,則分化程度降低。(4)圖中過程是愈傷組織經(jīng)過再分化形成叢芽或根的過程。(5)含花青素的粗品經(jīng)真空干燥(可使水的沸點降至40)制成成品,采用該方法的主要原因是避免(干燥時溫度過高導致)花青素分解?？枷蚨柚鷮嵗枷蚨柚鷮嵗?考查植物體細胞雜交技術(shù)考查植物體細胞雜交技術(shù)2.(2017陜西西安長安一中第一次檢測,43)下圖是植物體細胞雜交過程示意圖,請據(jù)圖回答:(1

14、)植物體細胞雜交的第步是去掉細胞壁,分離出有活力的原生質(zhì)體。目前此步驟最常用的方法是酶解法,也就是在溫和的條件下用等分解植物的細胞壁。(2)過程的發(fā)生,必須進行人工誘導。人工誘導原生質(zhì)體融合常用的化學方法是用試劑作為誘導劑誘導融合。動物細胞融合還常用到作為誘導劑。(3)與過程密切相關(guān)的具有單層膜結(jié)構(gòu)的細胞器為。(4)過程稱為,過程稱為。若利用此技術(shù)生產(chǎn)治療癌癥的抗癌藥物紫杉醇,培養(yǎng)將進行到(填字母編號)即可。(5)植物體細胞雜交在育種工作中具有廣泛的應用價值,其突出的優(yōu)點是可以。答案答案(1)纖維素酶、果膠酶(2)聚乙二醇滅活的病毒(3)高爾基體(4)脫分化再分化e(5)克服遠緣雜交不親和的障

15、礙解析解析(1)植物體細胞雜交的第步是用纖維素酶和果膠酶去掉細胞壁,分離出有活力的原生質(zhì)體。(2)人工誘導原生質(zhì)體融合常用的化學方法是用聚乙二醇試劑作為誘導劑誘導融合。動物細胞融合還常用到滅活的病毒作為誘導劑。(3)過程是雜種細胞生出細胞壁,高爾基體與植物細胞壁形成有關(guān)。(4)過程分別為脫分化和再分化,治療癌癥的抗癌藥物紫杉醇是從紫杉細胞中提取的,只需將植物組織培養(yǎng)進行到愈傷組織階段即可。(5)植物體細胞雜交在育種工作中具有廣泛的應用價值,其突出的優(yōu)點是可以克服遠緣雜交不親和障礙,大大擴展可用于雜交的親本組合范圍。突破二動物細胞工程突破二動物細胞工程1.動物細胞培養(yǎng)與動物體細胞核移植2.單克隆

16、抗體的制備(1)血清抗體與單克隆抗體(2)制備單克隆抗體過程中的兩次篩選名稱產(chǎn)生特點血清抗體由漿細胞分泌一般從血清中分離,產(chǎn)量低、純度低、特異性差單克隆抗體由雜交瘤細胞分泌特異性強,靈敏度高,能大量制備項目第一次篩選第二次篩選篩選原因誘導融合后得到多種雜交細胞,另外還有未融合的細胞由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激,所以經(jīng)選擇性培養(yǎng)獲得的雜交瘤細胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細胞篩選方法用特定的選擇培養(yǎng)基篩選:未融合的細胞和同種細胞融合后形成的細胞都會死亡,只有融合的雜交瘤細胞才能生長用多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng),在每個孔只有一個雜交瘤細胞的情況下開始克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生特異性抗體的細胞群

17、篩選目的得到雜交瘤細胞得到能分泌所需抗體的雜交瘤細胞名師點撥名師點撥(1)雜交瘤細胞的特點:既能迅速大量繁殖,又能產(chǎn)生專一抗體。(2)進行動物細胞的誘導融合,形成的雜種細胞有三種:AA型、BB型、AB型。只有AB型才是我們所需要的雜種細胞,所以需要用選擇性培養(yǎng)基進行篩選。(3)獲取單克隆抗體的場所若在培養(yǎng)基中進行雜交瘤細胞培養(yǎng),則從培養(yǎng)液中提取。若在小鼠或其他動物腹腔中培養(yǎng),則從腹水中提取?？枷蛞灰劳袑嵗治隹枷蛞灰劳袑嵗治?考查動物細胞培養(yǎng)考查動物細胞培養(yǎng)1.(2016寧夏銀川一中第一次月考,12)某研究小組進行藥物試驗時,以動物肝細胞為材料,測定藥物對體外培養(yǎng)細胞的毒性。供培養(yǎng)的細胞有甲

18、、乙兩種,甲細胞為肝腫瘤細胞,乙細胞為正常肝細胞。請回答下列有關(guān)動物細胞培養(yǎng)的問題:(1)將數(shù)量相等的甲細胞和乙細胞分別置于培養(yǎng)瓶中培養(yǎng),培養(yǎng)液及其他培養(yǎng)條件均相同。一段時間后,觀察到甲細胞數(shù)量比乙細胞數(shù)量。(2)細胞培養(yǎng)應在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行,CO2的作用是。(3)在兩種細胞生長過程中,當乙細胞鋪滿瓶壁時,其生長。藥物試驗需要大量細胞,兩種細胞頻繁傳代,甲細胞比乙細胞可以傳代的次數(shù)更。若用動物的肝臟組織塊制備肝細胞懸液,需用消化處理。(4)已知癌細胞X過量表達與肝腫瘤的發(fā)生密切相關(guān),要試驗一種抗腫瘤藥物Y對甲細胞生長的影響,可將甲細胞分為A、B兩組,A組細胞培養(yǎng)液中加入,B組細胞

19、培養(yǎng)液中加入無菌生理鹽水,經(jīng)培養(yǎng)后,從A、B兩組收集等量細胞,通過分別檢測X基因在A、B兩組細胞中的或合成水平的差異,確定Y的藥效。答案答案(1)多(2)維持培養(yǎng)液pH(3)停止多胰蛋白酶(4)YmRNA蛋白質(zhì)解析解析(1)甲細胞為肝腫瘤細胞,乙細胞為正常肝細胞。腫瘤細胞為無限增殖的細胞,細胞周期較短。在相同條件下,將數(shù)量相等的甲細胞和乙細胞培養(yǎng)相同的時間,甲細胞的數(shù)量多于乙細胞的。(2)細胞培養(yǎng)應在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行,CO2的作用是維持培養(yǎng)液pH。(3)甲細胞為腫瘤細胞,能無限增殖,傳代的次數(shù)要比乙細胞多,乙細胞(正常肝細胞)在培養(yǎng)瓶中貼壁生長,當鋪滿瓶壁時,生長停止。若用動物的

20、肝臟組織塊制備肝細胞懸液,需用胰蛋白酶消化處理。(4)設(shè)計加入抗腫瘤藥物Y的實驗組,不加抗腫瘤藥物Y的對照組,通過檢測X基因轉(zhuǎn)錄形成mRNA的量、翻譯形成蛋白質(zhì)的量來確定Y的藥效?？枷蚨柚鷪D形分析考向二借助圖形分析,考查單克隆抗體的制備過程考查單克隆抗體的制備過程2.(2017寧夏平羅中學第一次月考,35)類風濕性關(guān)節(jié)炎(RA)是一種自身免疫病,致殘性強。研究表明,該病的病理與腫瘤壞死因子-(TNF-)密切相關(guān),而一種人鼠嵌合的抗TNF-單克隆抗體能有效治療RA。如圖為該單克隆抗體制備過程示意圖。(1)單克隆抗體的制備涉及細胞工程中的、技術(shù)。(2)圖中的抗原A是,HAT培養(yǎng)基的作用是。將B淋

21、巴細胞與骨髓瘤細胞融合后的雜交細胞具有的特點是。(3)醫(yī)療上,把單克隆抗體與化學藥物或細胞毒素相結(jié)合制成“”,借助抗體的定向作用將藥物帶到病變細胞并將其殺死。(4)克隆動物是指用方法得到的動物。(5)單克隆抗體的特點是、。答案答案(1)動物細胞融合(或雜交瘤)動物細胞培養(yǎng)(2)腫瘤壞死因子-(或TNF-)篩選出雜交瘤細胞既能大量增殖,又能產(chǎn)生特異性抗體(3)生物導彈(4)(動物體細胞)核移植(5)特異性強靈敏度高并可能大量制備解析解析(1)單克隆抗體制備涉及動物細胞培養(yǎng)和動物細胞融合技術(shù)。(2)圖中刺激產(chǎn)生抗TNF-單克隆抗體的抗原是腫瘤壞死因子-(TNF-)。HAT培養(yǎng)基的作用是篩選出雜交瘤

22、細胞。雜交瘤細胞既能無限增殖,又能產(chǎn)生特異性抗體。(3)醫(yī)療上,把單克隆抗體與化學藥物或細胞毒素相結(jié)合制成“生物導彈”,借助抗體的定向作用將藥物帶到病變細胞并將其殺死。(4)克隆動物是指用核移植方法得到的動物。(5)單克隆抗體的特點是:特異性強、靈敏度高,并可能大量制備?？枷蛉?lián)系實例考向三聯(lián)系實例,考查核移植技術(shù)考查核移植技術(shù)3.(2016課標全國,40,15分)如圖表示通過核移植等技術(shù)獲得某種克隆哺乳動物(二倍體)的流程。回答下列問題:(1)圖中A表示正常細胞核,染色體數(shù)為2n,則其性染色體的組成可為。過程表示去除細胞核,該過程一般要在卵母細胞培養(yǎng)至適當時期再進行,去核時常采用的方法。代表

23、的過程是。(2)經(jīng)過多次傳代后,供體細胞中的穩(wěn)定性會降低。因此,選材時必須關(guān)注傳代次數(shù)。(3)若獲得的克隆動物與供體動物性狀不完全相同,從遺傳物質(zhì)的角度分析其原因是。(4)與克隆羊“多莉(利)”培育成功一樣,其他克隆動物的成功獲得也證明了。答案答案(15分)(1)XX或XY顯微操作胚胎移植(2)遺傳物質(zhì)(3)卵母細胞的細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)會對克隆動物的性狀產(chǎn)生影響(4)動物已分化體細胞的細胞核具有全能性解析解析(1)因供體的性別不確定,故其細胞核內(nèi)的性染色體組成為XX或XY;一般將卵母細胞培養(yǎng)到M中期,用顯微操作法將其細胞核去除;代表的過程是胚胎移植。(2)傳代培養(yǎng)10代以內(nèi)的細胞可以保持正常的二倍體核型,超過10代以后,供體細胞中遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性會降低。(3)克隆動物細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)來自卵母細胞的細胞質(zhì),卵母細胞細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)對克隆動物的性狀會產(chǎn)生影響。(4)克隆動物的成功可以證明動物已分化的體細胞的細胞核具有全能性。