高三生物x克隆技术.pptx
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1、专题二专题二克隆技术最新考纲1植物组织培养2动物细胞培养和体细胞克隆3动物细胞融合和单克隆抗体考纲解读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 知识点一植物组织培养技术知识点一植物组织培养技术答案:答案:无无菌和人工控制离体愈伤组织植物细胞的全能性离体愈伤组织再分化 看一看:在诱导愈伤组织分化时哪些物质起作用?答案: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:什么是人工种子?它有什么优点?答案:人工种子是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽
2、和腋芽等为材料,包装上人工薄膜制成。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:如何通过细胞培养检测有毒物质毒性的大小?答案: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。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治疗?,答案:不能。因为小鼠的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。1如何区分植物的组织培养与动物培养项目项目原理原理培养基培养基结果结果培养目的培养目的过程过程植物植物组织组织培养培养细胞的全细胞的全能性能性固体;营养固体;营养物质、激素物质、激素培养
3、成植培养成植株株快速繁殖快速繁殖无病毒植无病毒植株等株等脱分化再分脱分化再分化化动物动物细胞细胞培养培养细胞的生细胞的生长和增殖长和增殖液体;营养液体;营养物质、动物物质、动物血清等血清等培养成细培养成细胞株或细胞株或细胞系胞系获得细胞获得细胞产物或细产物或细胞系胞系原代培养、原代培养、传代培养传代培养2.克隆与组织培养、试管婴儿克隆克隆组织培养组织培养试管婴儿试管婴儿生殖方式生殖方式无性无性无性无性有性有性遗传物质遗传物质来源来源2个亲本个亲本1个亲本个亲本2个亲本个亲本性别决定性别决定提供核亲本提供核亲本一般没有一般没有精子类型精子类型用用 途途优良种畜快速繁优良种畜快速繁育,可选择性别育
4、,可选择性别快速繁殖无病快速繁殖无病毒植株毒植株解决不孕不育解决不孕不育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。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 技术技术内容内容项目项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养原理原理细胞的全能性细胞的全能性细胞的增殖细胞的增殖培养基培
5、养基成分成分矿质元素、蔗糖、维生矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加素、植物激素和有机添加剂剂(如甘氨酸、琼脂等如甘氨酸、琼脂等),属于固体培养基属于固体培养基葡萄糖、氨基酸、无葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物机盐、维生素、动物血清等,属于液体培血清等,属于液体培养基养基取材取材较幼嫩的细胞、组织、较幼嫩的细胞、组织、器官器官动物胚胎或出生不久的幼龄动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织动物的器官或组织培养培养过程过程培养培养结果结果可以获得植株,也可以获可以获得植株,也可以获得大量细胞得大量细胞只能获得大量细胞,不能只能获得大量细胞,不能得到生物个体得到生物个体应应用用植物快速繁
6、殖与脱毒植植物快速繁殖与脱毒植物培养物培养生产细胞产品生产细胞产品制造人工种子制造人工种子用于转基因植物的培育用于转基因植物的培育生产蛋白质生物制品生产蛋白质生物制品培养皮肤移植的材料培养皮肤移植的材料检测有毒物质检测有毒物质用于生理、病理、药理用于生理、病理、药理学的研究学的研究相相同同点点都需人工条件下的无菌操作都需人工条件下的无菌操作都是合成培养基都是合成培养基都需适宜的温度、都需适宜的温度、pH等条件等条件提醒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。在动物细胞的传代培养中,细胞可能癌变。两种技术手段培养过程中都进行了有丝分裂,都是
7、无性繁殖,都可称克隆,都不涉及减数分裂。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
8、。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色体组,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
9、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与动物细胞融合的比较植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞融合动物细胞融合(单克隆抗体单克隆抗体制备制备)理论基理论基础础(原原理理)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酶解法(纤维素酶、果胶纤维素酶、果胶酶酶)去除细胞壁去除细胞壁注射特定抗原使正常小鼠产注射特定抗原使正常小鼠产生免疫反应生免疫反应促融促融方法
10、方法物理法:离心、振动、物理法:离心、振动、电刺激等;电刺激等;生物法:灭活的病毒生物法:灭活的病毒物化法:与植物细胞融合物化法:与植物细胞融合相同;相同;化学法:聚乙二醇化学法:聚乙二醇(PEG)过过程程第一步第一步原生质体的制原生质体的制备备(酶酶正常小正常小鼠免疫鼠免疫处理处理解法解法)第二步第二步原生质体融合原生质体融合(物化物化法法)动物细胞动物细胞融合融合第三步第三步杂种细胞的筛杂种细胞的筛选与选与培养培养杂交瘤细胞杂交瘤细胞的筛选与培的筛选与培养养第四步第四步杂种植株诱导杂种植株诱导与鉴定与鉴定单克隆单克隆抗体的抗体的提纯提纯意义和意义和用途用途克服远缘杂交不亲和的障碍,克服远缘
11、杂交不亲和的障碍,大大扩展了可用于杂交的亲本组大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围;合范围;突破有性杂交的母系遗传,获突破有性杂交的母系遗传,获得细胞质基因的杂合子,研究细得细胞质基因的杂合子,研究细胞质遗传胞质遗传制备单克隆抗体;制备单克隆抗体;诊断、治疗和预防诊断、治疗和预防疾病,例如:疾病,例如:a.肿瘤定位诊断,放肿瘤定位诊断,放射性抗体射性抗体肿瘤;肿瘤;b.生物导弹治疗,抗生物导弹治疗,抗体体抗癌药物抗癌药物肿瘤肿瘤提醒(1)在细胞融合时,可出现多种杂种细胞,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,均需对杂种细胞进行筛选,但筛选的方
12、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,可用于治疗肾衰性贫血等疾病。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
13、所指的是_技术。(2)图中所指的物质是_,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,经反转录可形成cDNA,可知为翻译EPO的模板mRNA,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
14、出能够分泌抗rhEPO的单克隆抗体的杂交瘤细胞。答案(1)PCR(2)mRNArhEPO(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()。A用酶解法去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体B诱导两种植物的原生质体融合,进而形成杂种细胞C植物体细胞杂交的最终目的是获得细胞代谢产物D植物体细胞杂交技术可以克服不同种间远缘杂交不亲和的障碍解析去除植物细胞壁可以用纤维素酶和果胶酶;原生质体融合后再产生出细胞壁标志着杂种细胞的形成;植物体细胞杂交的目的是为了获得杂种植株;植物体细胞杂交不经过有性生殖过程,所以可以克服远缘杂交不亲和的障碍。答案C【训练3】(20
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