導(dǎo)與練高考生物一輪復(fù)習(xí)專題2細胞工程名師優(yōu)質(zhì)課件新人教版選修3

1、專題 細胞工程 課前導(dǎo)學(xué)課前導(dǎo)學(xué) 要點探究要點探究 課堂自測課堂自測 1.植物組織培養(yǎng)技術(shù)的過程。 2.植物體細胞雜交技術(shù)的過程。 3.細胞工程的應(yīng)用。 4.動物細胞培養(yǎng)的條件。 5.單克隆抗體制備的過程。 一、細胞工程的概念 1.原理和方法:應(yīng)用細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法。 2.操作水平:細胞細胞水平或細胞器水平。 3.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)品細胞產(chǎn)品。 4.分類:根據(jù)操作對象的不同,分為植物細胞工程和動物細胞工程。 二、植物細胞工程 1.原理:細胞的全能性細胞的全能性。 (1)原因:生物體的任何一個細胞都包含本物種的全部遺傳信息全部遺傳信息。 (2)全

2、能性表達的條件:處于離體離體狀態(tài),提供一定的營養(yǎng)、激素激素和其他適宜外界條件。 2.植物組織培養(yǎng)技術(shù) 3.植物體細胞雜交技術(shù) (1)去壁:酶解法,所用酶為纖維素酶和果膠酶纖維素酶和果膠酶。 (2)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合:物理法離心、振動、電激等;化學(xué)法常用聚乙二醇聚乙二醇(PEG)作誘導(dǎo)劑。 (3)植物體細胞雜交成功的標(biāo)志:雜種細胞再生出雜種細胞再生出細胞壁細胞壁。 (4)優(yōu)點:克服不同生物遠緣雜交的障礙不同生物遠緣雜交的障礙。 (5)變異類型:染色體變異染色體變異。 4.植物細胞工程的應(yīng)用 (2)作物新品種的培育:單倍體育種、 突變體的利用。 (3)細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn):培養(yǎng)到愈傷組織階段。 三、

3、動物細胞工程 1.動物細胞培養(yǎng):其他動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。 (1)過程 (2)條件 無菌、無毒的環(huán)境無菌處理、加抗生素抗生素殺菌、定期更換培養(yǎng)液。 營養(yǎng)葡萄糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽和微量元素+血清或血漿血清或血漿等天然成分。 適宜的溫度(36.50.5 )和 pH(7.27.4)。 氣體環(huán)境95%空氣+5%CO2(維持培養(yǎng)液的培養(yǎng)液的 pHpH)。 (3)應(yīng)用:生產(chǎn)生物制品,如干擾素、病毒疫苗、單克隆抗體;檢測并判斷某種物質(zhì)毒性的大小;臨床醫(yī)學(xué)研究。 2.動物體細胞核移植 (1)原理:動物細胞核具有全能性動物細胞核具有全能性。 (2)過程 3.單克隆抗體制備 (1)誘導(dǎo)動物細胞融合的方

4、法:物理法離心、振動、電激等;化學(xué)法聚乙二醇;生物法滅活病毒。 (2)單克隆抗體制備過程 (3)單克隆抗體的優(yōu)點:特異性強、靈敏度高、可大量制備。 (4)單克隆抗體的應(yīng)用:作為診斷試劑;用于治療疾病和運載藥物。 1.判斷正誤 (1)愈傷組織是外植體經(jīng)脫分化和再分化后形成的。( ) (2)克隆動物的性狀與供體動物完全相同。( ) (3)體細胞核移植技術(shù)可通過克隆組織器官用于人類某些疾病的治療。( ) (4)植物體細胞雜交與動物細胞融合的原理完全相同。( ) 2.(2012 年廣東理綜)培育草莓脫毒苗所采用的主要技術(shù)是( A A ) A.組織培養(yǎng) B.細胞雜交 C.顯微注射 D.核移植 3.動物細

5、胞培養(yǎng)過程的順序是( D D ) 原代培養(yǎng) 傳代培養(yǎng) 用胰蛋白酶處理組織,形成分散的懸浮液 A. B. C. D. 4.用動、植物體的體細胞進行離體培養(yǎng),下列敘述正確的是( C C ) A.都需用 CO2培養(yǎng)箱 B.都需用液體培養(yǎng)基 C.都要在無菌條件下進行 D.都可體現(xiàn)細胞的全能性 幾種細胞工程技術(shù)的比較 問題引領(lǐng): 植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的結(jié)果是否相同 ,為什么? 植物體細胞雜交和動物細胞融合在操作流程上有何區(qū)別? 單克隆抗體制備過程中至少需要幾次篩選 ?目的分別是什么? 1.植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較 項目 植物組織培養(yǎng) 動物細胞培養(yǎng) 原理 植物細胞的全能性全能性、 細胞的增殖

6、細胞的增殖 細胞的增殖細胞的增殖 取材 較幼嫩的細胞、組織或器官 培養(yǎng) 基成分 結(jié)果 相同胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織 葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、動物血清等 只能獲得大量細胞大量細胞,不能得到 生物個體生物個體 礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素、瓊脂等 可以獲得植株植株,也可以獲得大量大量細胞細胞 點 都需人工條件下的無菌操作 ;都需適宜的溫度、pH 等條件 2.植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較 原理 融合前 處理 促融 方法 結(jié)果 植物體細胞雜交 細胞膜的流動性流動性、細胞的全能性全能性 酶解法(纖維素酶、果膠酶)去除細胞壁 物理法:離心、振動、電激等 ; 化學(xué)法:聚乙二醇(

7、PEG) 獲得雜種植株雜種植株 克服遠緣雜交不親和的障礙 ,擴展雜交親本組合范圍,培育新品種 動物細胞融合 細胞膜的流動性流動性、細胞增殖細胞增殖 除物理法和化學(xué)法外,也可用滅活的病毒誘導(dǎo) 獲得雜交細胞雜交細胞,以生產(chǎn)細胞產(chǎn)品 (1)制備單克隆抗體 (2)診斷、治療和預(yù)防疾病 應(yīng)用 (1)(1)動物細胞培養(yǎng)中兩次用到胰動物細胞培養(yǎng)中兩次用到胰蛋白酶蛋白酶, ,第一次用胰蛋白酶處理剪碎的組織使第一次用胰蛋白酶處理剪碎的組織使之分散成單個細胞之分散成單個細胞, ,第二次使貼壁細胞從瓶壁第二次使貼壁細胞從瓶壁上脫落下來。上脫落下來。 (2)(2)原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)的分界點為在原代培原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)

8、的分界點為在原代培養(yǎng)的基礎(chǔ)上分瓶繼續(xù)培養(yǎng)。養(yǎng)的基礎(chǔ)上分瓶繼續(xù)培養(yǎng)。 (3)(3)核移植技術(shù)獲得的動物與供核動物性狀不核移植技術(shù)獲得的動物與供核動物性狀不 完全相同的原因完全相同的原因: :核外線粒體中的核外線粒體中的 DNADNA 是來自受體是來自受體卵母細胞卵母細胞; ;性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果; ;有有可能發(fā)生基因突變?？赡馨l(fā)生基因突變。 (4)(4)單克隆抗體制備過程中兩次篩選的目的單克隆抗體制備過程中兩次篩選的目的: :第一第一次篩選次篩選, ,將未融合的將未融合的 B B 淋巴細胞、骨髓瘤細胞以及淋巴細胞、骨髓瘤細胞以及BBBB 融合、融合、瘤瘤融

9、合的細胞通過選擇培養(yǎng)基淘汰瘤瘤融合的細胞通過選擇培養(yǎng)基淘汰, ,篩篩選出雜交瘤細胞。第二次篩選選出雜交瘤細胞。第二次篩選, ,將產(chǎn)生特定抗體的將產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞通過細胞培養(yǎng)雜交瘤細胞通過細胞培養(yǎng), , 用相應(yīng)抗體檢測的辦法篩選出來用相應(yīng)抗體檢測的辦法篩選出來, ,因為從因為從體內(nèi)取出的免疫過的體內(nèi)取出的免疫過的B B 淋巴細胞有很多種淋巴細胞有很多種, ,形成雜交瘤細胞就有很多種形成雜交瘤細胞就有很多種, ,所以需要篩所以需要篩選出產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞。選出產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞。 【命題視角】 本考點內(nèi)容與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、 科技前沿及一些社會熱點知識相關(guān)聯(lián),是近年高考中的熱點。 常以

10、圖解的形式呈現(xiàn),考查考生應(yīng)用基本原理分析解決實際問題的能力。 【典例】 有性生殖的生物產(chǎn)生后代需要進行受精作用,植物體細胞雜交要進行原生質(zhì)體的融合,單克隆抗體的制備需要進行動物細胞融合,可見細胞的融合技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用。下列為細胞融合的簡略過程,據(jù)圖回答相關(guān)問題: (1)若 a、b 分別是基因型為Hhrr、hhRr 兩個煙草品種的花粉,且這兩對基因分別位于兩對同源染色體上。由于一對隱性純合基因 (rr或 hh)的作用,在光照強度大于800 lx 時兩種煙草都不能生長。要想從融合細胞的培養(yǎng)液中分離出基因型為HhRr 的雜種細胞,較為簡便的篩選方法是 。 (2)若 a、 b 是植物細胞,在誘導(dǎo)細胞

11、融合之前須經(jīng)過處理以獲得原生質(zhì)體,一般是采用 處理,由 a、 b 到細胞 c 的過程中,常用的化學(xué)促融劑是 ,融合成功的標(biāo)志是 。由 d 細胞形成雜種植株還要應(yīng)用 技術(shù)把 d 培養(yǎng)成植株,利用的原理是 。 這種育種方法的優(yōu)點是 。 (3)若 a、b 分別為骨髓瘤細胞和經(jīng)某種抗原免疫后的 B 淋巴細胞,則 d 細胞的特點是 。 由 d 細胞產(chǎn)生的抗體與普通血清抗體相比較,具有 的特點。 (4)下列各圖表示單克隆抗體制備過程的各階段圖解,請用箭頭把代表各圖解的字母按單克隆抗體制備過程的順序連接起來。順序是 。 思維導(dǎo)引思維導(dǎo)引: :1.1.篩選篩選HhrrHhrr 和和 hhRrhhRr 兩種煙草

12、兩種煙草的花粉融合形成幾種基因型的細胞的花粉融合形成幾種基因型的細胞?800 lx?800 lx光光照對不同基因型的細胞的生長有何影響照對不同基因型的細胞的生長有何影響 ? ? 2.2.抗體抗體單克隆抗體是什么細胞產(chǎn)生的單克隆抗體是什么細胞產(chǎn)生的? ?單單克隆抗體有何優(yōu)點克隆抗體有何優(yōu)點? ? 3.3.順序順序單克隆抗體制備的流程是怎樣的單克隆抗體制備的流程是怎樣的 ? ? 解析解析: :(1)(1)具有具有 rrrr 或或 hhhh 的個體不能在大于的個體不能在大于800 800 lxlx 光照條件下生長光照條件下生長, ,說明雜種細胞若含說明雜種細胞若含有有 rrrr 或或 hhhh 基因

13、基因, ,同樣不能在大于同樣不能在大于 800 lx800 lx光照條件的培養(yǎng)液中正常生長光照條件的培養(yǎng)液中正常生長, ,而而 HhRrHhRr 的的個體可以正常生長個體可以正常生長, ,所以要在大于所以要在大于 800 lx800 lx光照條件下培養(yǎng)光照條件下培養(yǎng), ,進行篩選。進行篩選。 (2)(2)植物細胞誘植物細胞誘導(dǎo)融合前導(dǎo)融合前, ,需進行去除細胞壁的處理需進行去除細胞壁的處理, , 要用纖維素酶和果膠酶要用纖維素酶和果膠酶; ;去除細胞壁后去除細胞壁后, ,將兩將兩個原生質(zhì)體融合在一起個原生質(zhì)體融合在一起, ,常用常用 PEGPEG 作為誘導(dǎo)劑作為誘導(dǎo)劑; ;融合成功的標(biāo)志是新細

14、胞壁的產(chǎn)生。融合成功的標(biāo)志是新細胞壁的產(chǎn)生。將雜種細將雜種細胞培養(yǎng)成植株胞培養(yǎng)成植株, ,需采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)需采用植物組織培養(yǎng)技術(shù), ,其其原理是植物細胞的全能性。原理是植物細胞的全能性。 通過植物體細胞雜通過植物體細胞雜交技術(shù)交技術(shù), ,可以將不同種類植物的優(yōu)良性狀集中可以將不同種類植物的優(yōu)良性狀集中到同一個植株上來到同一個植株上來, ,克服了遠緣克服了遠緣( (源源) )雜交不親雜交不親和的障礙。和的障礙。 (3)(3)雜交瘤細胞既具有骨髓瘤細胞的無限增殖雜交瘤細胞既具有骨髓瘤細胞的無限增殖能力能力, ,也具有也具有B B 淋巴細胞產(chǎn)生特異性抗體的能淋巴細胞產(chǎn)生特異性抗體的能力。力。

15、雜交瘤細胞是經(jīng)過篩選得到的雜交瘤細胞是經(jīng)過篩選得到的, ,其產(chǎn)生的抗其產(chǎn)生的抗體純度高體純度高, ,具有特異性強、靈敏度高、可大量制具有特異性強、靈敏度高、可大量制備的特點。備的特點。 (4)(4)單克隆抗體的制備過程單克隆抗體的制備過程: :免疫小鼠得到免疫小鼠得到B B 淋淋巴細胞巴細胞, ,培養(yǎng)小鼠骨髓瘤細胞培養(yǎng)小鼠骨髓瘤細胞, ,將兩種細胞融合將兩種細胞融合在一起在一起, ,選擇性培養(yǎng)、選擇性培養(yǎng)、 篩選出能產(chǎn)生特定抗體的篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞雜交瘤細胞, ,將雜交瘤細胞進行培養(yǎng)將雜交瘤細胞進行培養(yǎng), , 提取得到專一性抗體。提取得到專一性抗體。 答案答案: :(1)(1)大

16、于大于 800 lx800 lx 光照條件培養(yǎng)光照條件培養(yǎng) (2)(2)纖維素酶和果膠酶纖維素酶和果膠酶 PEG PEG 再生出新的細胞再生出新的細胞壁壁 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng) 植物細胞的全能性植物細胞的全能性 克服克服不同生物遠緣不同生物遠緣( (源源) )雜交不親和的障礙雜交不親和的障礙 (3)(3)既能迅速大量繁殖既能迅速大量繁殖, ,又能產(chǎn)生特異性抗體又能產(chǎn)生特異性抗體 特異性強特異性強, ,靈敏度高靈敏度高, ,可大量制備可大量制備 (4) 1.(2012 江蘇鹽城一模)下列有關(guān)植物細胞工程應(yīng)用的敘述,錯誤的是( B B ) A.利用組織培養(yǎng)技術(shù)獲得紫草素,可實現(xiàn)細胞產(chǎn)物的工廠化

17、生產(chǎn) B.利用組織培養(yǎng)技術(shù)產(chǎn)生的愈傷組織可直接制作“人工種子” C.利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可獲得脫毒植株 D.利用植物體細胞雜交技術(shù)培育的“白菜甘藍”,可獲得雙親的遺傳特性 解析解析: :經(jīng)組織培養(yǎng)產(chǎn)生的胚狀體可直接經(jīng)組織培養(yǎng)產(chǎn)生的胚狀體可直接制作制作“人工種子人工種子”, ,愈傷組織不能直接愈傷組織不能直接制作。制作。 2.(2013 南京二模)某研究小組對某種動物的肝腫瘤細胞(甲)和正常肝細胞(乙)進行培養(yǎng),下列敘述正確的是( D D ) A.制備肝細胞懸浮液時先用剪刀剪碎肝組織,再用胃蛋白酶處理 B.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 C.為了防止培養(yǎng)過程中雜菌

18、的污染,可向培養(yǎng) 液中加入適量的干擾素 D.用血細胞計數(shù)板計數(shù)的方法,可推斷乙細胞比甲細胞增殖周期長 解析解析: :制備肝細胞懸浮液時先用剪刀剪碎肝組制備肝細胞懸浮液時先用剪刀剪碎肝組織織, ,再用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理。再用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理。 肝細胞培肝細胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入 5%5%的的 COCO2 2維持培維持培養(yǎng)液養(yǎng)液 pHpH。為了防止培養(yǎng)過程中雜菌的污染。為了防止培養(yǎng)過程中雜菌的污染, ,可可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素。向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素。 3.(2013深圳模擬)以下為植物體細胞雜交技術(shù)流程圖,其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細胞,所含有的染色體組分別是AA 和 BB。據(jù)圖分析不正確的是( B B ) A.圖中過程發(fā)生的化學(xué)變化是纖維素和果膠 水解 B.經(jīng)過和過程形成的 c 細胞只有 AABB 這一種 類型 C.過程一般使用聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑 D.過程和分別是脫分化和再分化 解析解析: :將若干將若干 a a 和和 b b 等量混合后轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)基上培養(yǎng)