高考生物一轮复习 32克隆技术课件 教科版选修3.ppt

第2讲克隆技术 植物的克隆 动物的克隆 知识点一植物的克隆1 植物组织培养 1 理论基础 植物细胞的 2 程序 半固体培养基的配制 小组织块的切取 的获得 新植株的再生 2 植物细胞培养和器官培养的措施通过平衡的进行调控 1 适量的和配比 可诱导芽的分化 2 适量的及适当减除其他某些激素 可诱导生根 全能性 愈伤组织 植物激素配比 激动素 细胞分裂素 吲哚乙酸 转基因细胞 次生代谢 基因工程 思考 植物器官发生和形态建成是如何通过调控来实现的 提示 主要通过平衡植物激素配比进行调控植物器官发生和形态建成 如适量的激动素和细胞分裂素配比可诱导芽的分化 适量的吲哚乙酸及适当减除其他某些激素 则可以诱导生根 知识点二动物的克隆1 动物细胞组织培养 1 动物克隆的技术基础是 2 动物细胞培养的过程 动物细胞培养包括 及三个阶段 分散组织细胞常用的方法有和 动物的细胞和组织培养 组织块的切取 组织细胞的分散 细胞培养 机械消化法 胰酶消化法 3 原代培养和传代培养的含义 原代培养 从取出后立即进行的细胞 组织培养的过程 传代培养 将分成若干份 接种到若干份培养基中 使其继续生长 增殖 4 动物成纤维细胞的培养过程 切取组织小片 培养 培养 机体 原代培养细胞 胰蛋白酶酶解 原代 传代 2 细胞系和细胞株 1 细胞系的类型 细胞系 细胞系 具有异体致瘤性 细胞系 保留接触抑制现象 不致癌 和细胞系 2 细胞株 通过一定的选择或纯化方法 从中获得的具有的细胞 可分为细胞株和细胞株 连续 恶性 不死性 有限 原代培养物或细胞系 特殊性质 连续 有限 3 克隆培养法 1 概念 把一个单细胞从群体中分离出来单独培养 使之繁衍成一个的技术 2 基本要求 必须肯定所建成的克隆来源于 3 提高细胞克隆形成率的措施 选择适宜的培养基 添加 支持生长 刺激 使用培养箱 调节 新的细胞群体 单个细胞 血清 以滋养细胞 激素 co2 ph 4 动物的克隆繁殖 1 动物细胞全能性的表现程度 具有全能性 细胞只具有分化出多种组织细胞的潜能 单能细胞只能分化为一种细胞 高度分化的细胞不再分化为其他细胞 受精卵 多能 2 动物难以克隆的根本原因在动物的个体发育过程中 细胞分化使得细胞发生了 细胞基因组中基因的活动很不完全 3 细胞核移植实验和动物的克隆繁殖 核移植 利用一个细胞的来取代另一个细胞中的细胞核 形成一个 动物的克隆繁殖 基因的差异化表达 细胞核 重建的 合子 学法点睛 植物组织培养的三种目的及相应的三个培养阶段 1 动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶 第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞 第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来 2 原代培养与传代培养的分界点为分瓶培养时 3 取供体动物的体细胞培养 一般选用传至10代以内的细胞 因为10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 判断正误 1 培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞 2 克隆过程中多数细胞的基因型会发生改变 3 二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的 4 恶性细胞系的细胞可进行传代培养 5 在培养瓶中要定期用胰蛋白酶处理使细胞从瓶壁上脱离 制成悬浮液 6 动物细胞培养只能传至50代左右 所培育的细胞会衰老死亡 提醒 一般抗血清中的抗体是一群识别不同抗原部位的抗体复合物 而单抗对抗原识别部位具有专一性 因此单抗具有专一性更强 灵敏度更高等优势 植物的克隆 高考地位 5年9考 2012 广东理综 山东理综 34 典例1 2012 山东理综 34 1 2 3 辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健 医药工业等领域 辣椒素的获得途径如图 1 图中 和 分别表示辣椒组织培养中细胞的 和 过程 2 图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是 培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值 填 高 或 低 时 有利于芽的分化 对培养基彻底灭菌时 应采取的灭菌方法是 3 图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是 用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时 常用的酶是 和纤维素酶 解析此题借助辣椒素的制取与分离考查植物组织培养知识 1 由外植体培养成脱毒苗的过程为植物组织培养过程 需经过脱分化 再分化两个阶段 2 植物组织培养常用固体培养基 固体培养基常用的凝固剂是琼脂 植物组织培养时 常用生长素和细胞分裂素启动细胞分裂 脱分化和再分化 当细胞分裂素较多时 利于芽的分化 当生长素较多时 利于根的分化 培养基的彻底灭菌常用高压蒸汽灭菌法 3 体积分数为70 的酒精杀菌效果最强 操作者和外植体的消毒常用70 的酒精 将愈伤组织分离成单个细胞常用纤维素酶和果胶酶 答案 1 脱分化 或去分化 再分化 2 琼脂低高压蒸汽灭菌 3 70 果胶酶 高考对本考点的考查主要侧重于植物组织培养的原理 培养过程及影响组织培养成功的因素 植物克隆技术的应用等 题目既包括选择题也包括非选择题 1 植物组织培养的操作流程及操作要求 1 操作流程 2 脱分化和再分化的比较 3 植物组织培养基本操作要求 取材 含形成层 分生组织 的部分易于诱导形成愈伤组织 尽管植物体其他已分化的部分也可以用于组织培养 但诱导愈伤组织的形成比较困难 消毒 培养基中含有丰富的营养物质 不仅有利于培养物的生长 也利于各种杂菌的生长 一旦污染 迅速生长的各种杂菌不仅会与培养物争夺营养 而且杂菌会产生大量对培养物有害的物质 导致培养物死亡 激素的使用a 生长素类 细胞分裂素类 诱导植物组织脱分化和根原基形成 b 生长素类 细胞分裂素类 诱导愈伤组织再分化和芽原基形成 c 赤霉素类 促进分化的丛芽和小植株快速生长 但使用中要注意内外源激素的含量 2 植物体细胞杂交技术 1 图示过程 2 过程解读 植物体细胞杂交的障碍a 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壁 b 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 peg 诱导等 杂种细胞的类型有三种 aa bb ab 符合要求的只有ab 需要进行筛选 杂种细胞ab形成的标志 新的细胞壁的生成 杂种植株遗传物质的变化 细胞融合属于染色体畸变 杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和 形成异源多倍体 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 植物细胞培养 器官培养和原生质体培养统称为植物的组织培养 整个过程都有脱分化和再分化 最终都能得到完整的植株 但由于培养的目的不同 有时需要对愈伤组织进行特殊处理 以达到目的 植物细胞的全能性辨析 1 基本含义 植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性 因而都具有发育成完整植株的潜能 2 基础 植物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全部遗传信息 3 全能性表达的条件 离体 无菌 一定的营养物质 如水 无机盐 蔗糖 维生素等 植物生长调节剂 生长素 细胞分裂素等 其他条件 温度 光照 ph等 4 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件下选择性表达 细胞分化为不同的组织 器官 训练1 2013 浙江名校联盟一模 11 对图所示的培养过程的叙述正确的是 a a b c d中的植物细胞都具有完全相同的dna和rnab a b与b c的培养过程中 植物生长调节剂的种类可能相同 但比例不同c 此为植物花药离体培养 其中花药经a d发育成试管苗的过程中可能存在基因突变 基因重组和染色体畸变等变异d d中的试管苗可以直接转移至土中培养 解析a b c d中的植物细胞都具有完全相同的dna 但因细胞分化 细胞中的rna不同 a b与b c分别是脱分化和再分化 两过程均需要相同的植物激素调节 但比例不同 花药经a d发育成试管苗的过程中可能存在基因突变和染色体畸变等变异 d中试管苗为单倍体 需要用秋水仙素处理后再移栽大田 答案b 训练2 2013 全国重点中学冲刺卷 为了培育菊花新品种 科学家利用二倍体野生夏菊和六倍体栽培秋菊进行杂交 培育过程如图所示 下列有关叙述正确的是 a 野生夏菊和栽培秋菊自然杂交后是四倍体 属于同一物种b 过程常选择酶解法去壁 一般在低渗溶液中进行c 过程有关的细胞器只有高尔基体比较活跃d d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质解析夏菊和秋菊二者存在生殖隔离 二者属于不同物种 酶解后原生质体没有细胞壁 在低渗溶液中会出现吸水胀破的现象 过程属于形成新细胞壁的过程 细胞中线粒体和高尔基体都比较活跃 d植株属于杂种植株 含有亲本夏菊和秋菊的遗传物质 答案d 学习笔记 动物的细胞培养与体细胞克隆 高考地位 5年7考 2011 上海单科 15 2010 浙江理综 4 典例2 2010 浙江卷 4 下列关于动物细胞培养的叙述 正确的是 a 培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞b 克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变c 二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的d 恶性细胞系的细胞可进行传代培养 解析保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上只能形成单层细胞 克隆培养法在培养细胞时由于所有子代细胞来自于一个亲代细胞 所以基因型一般都相同 二倍体细胞的传代培养在培养10代左右多数会死亡 少数生存下来的细胞在50代左右会大量死亡 只有少数遗传物质改变成为癌细胞 可无限增殖进行传代培养 答案d 典例3 2009 浙江卷 用动 植物成体的体细胞进行离体培养 下列叙述正确的是 a 都需用co2培养箱b 都须用液体培养基c 都要在无菌条件下进行d 都可体现细胞的全能性解析动 植物成体的体细胞进行离体培养都要在无菌条件下进行 动物成体的体细胞离体培养用液体培养基 不能体现细胞的全能性 植物成体的体细胞离体培养不一定用液体培养基 能体现细胞的全能性 故c正确 答案c 动物细胞培养中的取材很重要 大部分取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织 这是因为这些组织或器官的细胞生命力旺盛 分裂能力强 本考点在高考中多以选择题形式呈现 对单克隆抗体的考查多为非选择题 题目考查角度主要侧重于动物细胞培养过程 原理 条件等 对动物体细胞克隆及细胞融合技术也多有考查 2 植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较 制备单克隆抗体过程中两次筛选的目的 第一次筛选是将未融合的b淋巴细胞 骨髓瘤细胞以及bb融合 瘤瘤融合的细胞通过选择培养基淘汰 筛选出b瘤融合的细胞 第二次筛选是将产生特定抗体的b瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来 因为从体内取免疫过的b淋巴细胞时取出很多种 形成的杂交瘤细胞有很多种 所以需筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞 3 细胞工程的几个过程流程图比较 植物组织培养与动物细胞培养的比较 训练3 有性生殖的生物产生后代需进行受精作用 植物体细胞杂交要进行原生质体融合 单克隆抗体的制备需进行动物细胞融合 可见细胞的融合技术有着广泛的应用 如图为细胞融合的简略过程 请据图回答相关问题 1 若a b分别是基因型为hhrr hhrr的两个烟草品种的花粉 且这两对基因分别位于两对同源染色体上 由于一对隐性纯合基因 rr或hh 的作用 在光照强度大于800lx时植株都不能生长 要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为hhrr的杂种细胞 较为简便的筛选方法是 2 若a b表示两种植物体细胞 则由d细胞形成杂种植株的原理是 这种育种方法的优点是 3 若a b分别为骨髓瘤细胞和效应b细胞 则d细胞的特点是 由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较 具有 的特点 生产上一般不能通过直接培养浆细胞的方法生产单克隆抗体的主要原因是 4 下列各图是单克隆抗体制备过程的各阶段图解 请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来 解析 1 a b分别是基因型为hhrr hhrr的两个烟草品种的花粉 故a b的基因组成可能为hr hr hr 融合后可以形成以下6种类型 hhrr hhrr hhrr hhrr hhrr hhrr 由于一对隐性纯合基因 rr或hh 的作用 在光照强度大于800lx时植株不能生长 所以只需提供大于800lx的光照 使其他5种类型的植株都不能生长 只有基因型为hhrr的植株能够正常生长 2 植物体细胞融合后 根据植物体细胞的全能性 进行培养后可以得到杂种植株 这种育种方法克服了远缘杂交不亲和的障碍 3 d细胞是杂交瘤细胞 其同时具备骨髓瘤细胞和浆细胞的特点 可以生产出特异性强 灵敏度高 化学性质单一的抗体 由于浆细胞是高度分化的动物细胞 通常不再具有增殖能力 无法通过单独培养来获得较多的单克隆抗体 4 根据单克隆抗体的制备过程将各图连接即可 答案 1 用大于800lx的光照射培养液 2 植物细胞的全能性克服了远缘杂交不亲和的障碍 3 既能无限增殖 又能产生特定的抗体特异性强 灵敏度高 化学性质单一效应b细胞高度分化 不能增殖 4 易混点1混淆原代培养与传代培养 细胞株与细胞系点拨 1 比较原代培养和传代培养 规避2个易混点 2 比较细胞系和细胞株 易混点2混淆克隆繁殖 试管动物与转基因动物点拨克隆动物 试管动物 转基因动物的异同 以羊为例 注 可从受精卵或重构卵的获得方式和处理过程两方面区分 后面的培养过程及技术是相同的 纠错演练1 2013 浙江宁波期末 28 下列关于动物细胞培养的说法正确的是 a 连续细胞系不具有异倍体核型b 动物组织细胞间的胶原纤维可用纤维素酶水解c 原代培养细胞 有限细胞系比无限细胞系 肿瘤细胞更容易克隆d 提高动物细胞克隆形成率需要以滋养细胞支持生长及激素刺激等条件 解析连续细胞系大多数具有异倍体核型 动物组织细胞间的胶原纤维的主要成分是胶原蛋白 可以用胰蛋白酶酶解 不能用纤维素酶水解 在进行细胞克隆时 原代细胞 有限细胞系通常不如无限细胞系 转化或肿瘤细胞 答案d 2 动物细胞培养的正确过程是 a 原代培养 传代培养 细胞株 细胞系b 原代培养 传代培养 细胞系 细胞株c 传代培养 细胞系 原代培养 细胞株d 原代培养 细胞系 传代培养 细胞株解析在动物细胞培养过程中 将动物胚胎或幼龄动物器官剪碎 用胰蛋白酶处理 制成细胞悬浮液 通过原代培养得到10代细胞 再通过传代培养得到细胞株和细胞系 答案a 3 试管婴儿 试管苗和克隆羊这三者可以说是现代生物科技的杰出成果 下列对其生物学原理及技术的叙述 正确的是 a 都属于无性生殖b 都属于细胞工程的某些技术c 都不会发生基因重组d 都体现了分化的细胞具有全能性 解析试管婴儿的原理为有性生殖 但该过程需要动物细胞培养和胚胎移植等技术 试管苗是植物组织培养的结果 体现了细胞的全能性 克隆羊利用了核移植技术 体现了动物细胞核的全能性 在三项成果中 试管婴儿培育的第一步是体外人工授精 而参与受精的精子和卵细胞在经减数分裂形成的过程中都会发生基因重组 综合以上分析 只有b项叙述正确 答案b 1 2012 江苏卷 下列事实能体现细胞全能性的是 多选 a 棉花根尖细胞经诱导形成幼苗b 单细胞的dna在体外大量扩增c 动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体d 小鼠体细胞经诱导培育成小鼠 植物的克隆 解析细胞全能性是指已分化的细胞 仍然具有发育成完整个体的潜能 选项中只有a d项符合 b项dna的扩增和c项杂交瘤细胞的培养分别属于分子水平和细胞水平的克隆 不能体现细胞全能性 答案ad 2 2012 广东理综 2 培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是 a 组织培养b 细胞杂交c 显微注射d 核移植解析本题主要考查现代生物技术应用的相关知识 由于植物分生组织中病毒很少或没有病毒 常用茎尖通过组织培养技术培育脱毒苗 细胞杂交通常用于培育杂种个体 显微注射技术常用于基因工程 培育转基因生物 核移植技术常用于培养克隆动物 故只有a选项符合题意 答案a 3 2012 上海卷 相对细菌和植物细胞而言 动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压 这是因为动物细胞 a 没有细胞壁 对培养基的渗透压更敏感b 渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压c 没有成熟大液泡 渗透压调节能力差d 生长缓慢 各生长阶段对环境的渗诱压要求不同解析动物细胞无细胞壁 对培养基的渗透压比细菌和植物细胞更敏感 会因吸水或失水过多而导致细胞死亡 答案a 动物细胞培养和体细胞克隆 4 2012 浙江卷 请根据以下提供的实验材料