生物高考復習課件選修專題細胞工程

考綱內容能力要求2013年高考風向標1.植物的組織培養(yǎng)2．動物的細胞培養(yǎng)與體細胞克隆3．細胞融合與單克隆抗體ⅡⅠⅡ1.以農業(yè)生產(chǎn)為背景綜合考查植物的組織培養(yǎng)及其應用2．以人類健康為背景考查動物細胞工程的應用專題2細胞工程考綱解讀一、植物細胞工程無菌和人工控制離體愈傷組織

1．植物組織培養(yǎng)

(1)概念：在①______________的條件下，將②____的植物器官、組織、細胞培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導其產(chǎn)生③________、叢芽，最終形成完整的植株。(2)理論基礎：④_____________。細胞的全能性(3)過程：離體的植物器官、組織、細胞⑤__________根、芽→植物體。愈傷組織

一定的營養(yǎng)物質(水、無機鹽、蔗糖、維生素等)強調：細胞全能性表達的條件中的兩個主要因素分別是_____、_____________________________________。離體2．植物體細胞雜交雜種細胞雜種細胞離心

(1)概念：將不同種的植物體細胞，在一定條件下融合成⑥__________，并把⑦___________培育成新的植物體的技術。 (2)誘導融合的方法：物理法包括⑧______、振動、電激等；化學法一般是用⑨_____________作為誘導劑。(3)過程纖維素酶果膠酶1)用⑩__________和?_______去細胞壁形成原生質體。2)原生質體融合→?__________________→雜種細胞→?_________→植物體。融合后的原生質體愈傷組織(4)意義：克服遠緣雜交不親和的障礙。聚乙二醇(PEG)3．植物細胞工程的實際應用(1)植物繁殖的新途徑：

微型繁殖(快速繁殖)、

作物脫毒、?__________。人工種子

(2)作物新品種的培育：

單倍體育種、

突變體的利用、

細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。二、動物細胞工程單個細胞

1．動物細胞培養(yǎng)

(1)概念：從動物機體中取出相關的組織，將它分散成?_________，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞生長和增殖。 (2)過程 動物組織→分散成單個細胞→細胞懸液→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)。無菌、無毒氣體環(huán)境

(3)條件：?____________的環(huán)境、營養(yǎng)、適宜的溫度和pH、?____________。 (4)應用：生物制品的生產(chǎn)、轉基因動物的培養(yǎng)、檢測有毒物質、醫(yī)學研究等。2．動物體細胞核移植——克隆卵母細胞

(1)概念：將動物的一個細胞的細胞核，移入一個已經(jīng)去核的?____________中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個胚胎最終發(fā)育為動物個體。 (2)過程3．動物細胞融合兩個滅活的病毒

(1)概念：又叫細胞雜交，指?______或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程。 (2)融合方法：物理方法和化學方法與植物體細胞雜交相似，特有的方法是常用?____________誘導。 (3)過程不同來源的兩個細胞_______細胞雜交(4)意義：克服了__________________

遠緣雜交的不親和性4．單克隆抗體(1)制備過程B雜交瘤細胞生物導彈1)抗原處理，并獲得____淋巴細胞。2)B淋巴細胞和骨髓瘤細胞在滅活病毒作用下融合。3)篩選出____________。4)克隆化培養(yǎng)并篩選出產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞。5)體外或體內培養(yǎng)，提取抗體。(2)優(yōu)點：特異性強、靈敏度高、產(chǎn)量大。_________，用于治療疾病

(3)應用：作為診斷試劑；制成和運載藥物等。

1.植物體細胞雜交的理論基礎是細胞膜的流動性、植物細胞全能性；動物細胞融合的理論基礎是細胞膜的流動性、細胞增殖。()√2．動植物體細胞雜交誘導手段中最大的區(qū)別是動物細胞融合可用滅活病毒(滅活仙臺病毒)誘導，而植物不能。()√判斷題：單克隆抗體的制備？考點詳解1：植物細胞工程

1．細胞的全能性

(1)細胞全能性的基礎：生物體的每一個細胞都含有本物種的全套遺傳物質，都有發(fā)育成完整個體的全套基因。 (2)細胞全能性實現(xiàn)的條件：離體、提供營養(yǎng)物質、激素及其他適宜條件。 (3)細胞全能性高低的比較：受精卵＞卵細胞＞體細胞；植物體細胞＞動物體細胞；胚胎干細胞＞其他干細胞＞體細胞。2．胡蘿卜的組織培養(yǎng)技術(1)實驗原理：離體的植物組織、器官、細胞表現(xiàn)出植物細胞的全能性，發(fā)育成新個體。(2)實驗流程：制備外植體→接種→脫分化培養(yǎng)→再分化培養(yǎng)→移栽培養(yǎng)成正常植株。(3)注意事項

①選材：根尖、莖尖、形成層等最容易誘導脫分化。 ②無菌：培養(yǎng)基一旦污染，迅速生長的各種雜菌不僅會與培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且還會產(chǎn)生大量對培養(yǎng)物有害的物質。 ③光照：脫分化過程不需要光照，再分化一定要有光照。④激素的使用3．植物細胞工程的實際應用(1)植物繁殖的新途徑

①微型繁殖：通過植物組織培養(yǎng)技術快速繁殖優(yōu)良品種。特點是保持優(yōu)良品種的遺傳特性；高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖。②作物脫毒：選取作物無毒組織(如莖尖)進行組織培養(yǎng)，獲得脫毒苗。③人工種子：植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體等用人工薄膜包裝得到的種子。(2)作物新品種的培育：單倍體育種和突變體的利用。(3)細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。4.植物體細胞雜交技術

(1)誘導融合的方法：物理法包括離心、振動、電激等；化學法一般是用聚乙二醇(PEG)作為誘導劑。 (2)細胞融合完成的標志：新的細胞壁的生成。 (3)植物體細胞雜交的終點是培育成雜種植株，而不是形成雜種細胞就結束。

(4)該培育新品種的過程中，遺傳物質的傳遞不遵循孟德爾的遺傳定律，只有有性生殖進行減數(shù)分裂過程中才符合遺傳定律，而體細胞雜交未有此過程。動物細胞工程1．動物細胞培養(yǎng)(1)流程幼齡動物組織或胚胎 細胞貼壁生長

單個細胞細胞懸液

細胞懸液細胞株或細胞系 ①選用幼齡動物組織或胚胎的原因：它們的細胞分化程度低，增殖能力很強，更易于培養(yǎng)?？键c詳解2：

②進行動物細胞傳代培養(yǎng)時用胰蛋白酶分散細胞，不用胃蛋白酶的原因：胃蛋白酶作用的適宜pH約為2，當pH大于6時，胃蛋白酶就會失去活性。而胰蛋白酶作用的適宜pH為7.2～8.4，多數(shù)動物細胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4，因此胰蛋白酶適用于細胞培養(yǎng)時細胞間質(主要為蛋白質)的分解。(2)細胞貼壁和接觸抑制①細胞貼壁：懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上。②接觸抑制：細胞數(shù)目不斷增多，當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖的現(xiàn)象。

(3)動物細胞培養(yǎng)需要滿足以下條件 ①充足的營養(yǎng)供給：微量元素、無機鹽、糖類、氨基酸、促生長因子、血清等。 ②適宜的溫度：36.5℃±0.5℃。 ③適宜的pH：7.2～7.4。④氣體環(huán)境O2：有氧呼吸、細胞代謝(95%的空氣)CO2：維持pH(5%)

⑤無菌、無毒環(huán)境：培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具殺菌消毒，培養(yǎng)過程加抗生素殺菌，定期更換培養(yǎng)液，清除代謝產(chǎn)物。(4)動物細胞培養(yǎng)技術的應用①生產(chǎn)生物制品：疫苗、干擾素、抗體等。②作為基因工程中的受體細胞。③檢測有毒物質及毒性。④科研方面：篩選抗癌藥物、治療和預防疾病等。2．動物核移植技術和克隆動物(1)動物核移植技術可以分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植，前者比較容易。

(2)如上圖所示，注入去核卵母細胞中的不是供體細胞核，而是整個細胞。伴隨著兩細胞融合，體現(xiàn)細胞膜的結構特點——具有一定的流動性。(3)該技術形成的重組細胞發(fā)育成一個新個體，體現(xiàn)了細胞核的全能性而非動物細胞的全能性。(4)用卵母細胞作受體細胞的原因a．卵母細胞質內存在激發(fā)細胞核全能性表達的物質。b．卵母細胞體積大，便于操作。c．卵黃多，營養(yǎng)物質豐富等。(5)克隆屬于無性繁殖，產(chǎn)生的新個體的性別、絕大多數(shù)性狀與供核親本一致。(6)體細胞核移植技術的應用

①加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育；

②保護瀕危物種，增大存活數(shù)量；

③生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白；

④作為異種移植的供體；

⑤用于組織器官的移植等。植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)原理細胞的全能性細胞的增殖培養(yǎng)基的物理性質固體液體(合成培養(yǎng)基)培養(yǎng)基的成分水、無機鹽、維生素、蔗糖、氨基酸、瓊脂等葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、動物血清等結果產(chǎn)生新的植株或組織產(chǎn)生新的細胞系或細胞株取材植物幼嫩的部位或花藥等動物胚胎或出生不久的幼齡動物器官或組織其他條件均為無菌操作，需要適宜的溫度、pH、O2等條件3．植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的比較4.細胞融合與單克隆抗體

（1）．原理：細胞膜的流動性、細胞增殖。

（2）．誘導融合的因素：聚乙二醇(PEG)、電激、

滅活的病毒(動物細胞融合特有的方式)等。

（3）．意義：制備單克隆抗體(重要用途)。（4）.單克隆抗體的制備圖解：(1)細胞融合完成的標志：細胞核融合成一個核。(2)篩選出雜交瘤細胞，它會兼有兩個親本細胞的特性——在體外培養(yǎng)條件下能不斷增殖，同時能產(chǎn)生具某種特異性的抗體。(3)制備單克隆抗體過程中有兩次篩選

①第一次篩選：將未融合的B淋巴細胞、骨髓瘤細胞以及

BB融合、瘤瘤融合等的細胞通過選擇培養(yǎng)基淘汰，篩選出雜交

瘤融合的細胞。

②第二次篩選：將產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞通過

細胞培養(yǎng)，用相應抗原檢測的辦法篩選出來。(4)獲取單克隆抗體的場所①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。②若在小鼠或其他動物腹腔中培養(yǎng)，則從腹水中提取。誘導手段物理法：離心、振動、電激化學法：聚乙二醇(PEG)物理法：離心、振動、電激化學法：聚乙二醇生物法：滅活病毒(滅活仙臺病毒)過程去細胞壁(纖維素酶、果膠酶)→原生質體融合(獲得雜種原生質體)→植物細胞的篩選和培養(yǎng)(獲得植株)獲得分離的單個動物細胞(胰蛋白酶處理)→誘導融合形成雜交細胞→動物細胞培養(yǎng)(細胞產(chǎn)品)應用白菜—甘藍等雜種植物單克隆抗體的制備(雜交瘤細胞)意義和 用途①克服遠緣雜交不親和的障礙，大大擴展雜交親本的組合范圍；②克服有性雜交的母系遺傳的局限性，獲得細胞質基因的雜合子，研究細胞質遺傳①制備單克隆抗體；②診斷、治療、預防疾病，如單抗診斷盒、“生物導彈”治療癌癥細胞工程植物體細胞雜交動物細胞融合理論基礎細胞膜的流動性、植物細胞全能性細胞膜的流動性、細胞增殖5.植物體細胞雜交與動物細胞融合比較1.植物體細胞雜交與動物細胞工程中所用技術或方法與原理不相符的是（）AA．植物組織培養(yǎng)和單克隆抗體——細胞的全能性B．纖維素酶、果膠酶處理植物細胞壁——酶的專一性C．原生質體