人教版高考生物创新精编课件：选修3-第2讲-细胞工程.ppt

选修三现代生物科技专题 第二讲细胞工程 考点 全线突破考点一植物细胞工程 关键点击 1 细胞全能性 1 原理 细胞含有本物种全部的遗传信息 2 体内细胞全能性不表达的原因 基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果 3 细胞全能性表达的条件 完整细胞核 离体 无菌 一定的营养 激素 适宜的外界条件 4 细胞全能性大小与细胞分化程度成反比 5 全能性大小 植物细胞 受精卵 生殖细胞 体细胞动物细胞 受精卵 生殖细胞 胚胎干细胞 体细胞核 动物细胞全能性受限制 但细胞核具有全能性 2 植物组织培养与植物体细胞杂交 3 人工种子 1 制作方法 人工种子是利用植物组织培养获得胚状体 不定芽 顶芽和腋芽等 然后包上人工种皮就形成了人工种子 如图 2 优点 可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖 因该过程为无性繁殖 所以可保持亲本的优良性状 节约粮食 减少种子的使用 可以控制添加一些物质 如除草剂 农药 促进生长的激素 有益菌等 考点二动物细胞培养与体细胞核移植 关键点击 1 动物细胞培养的过程 2 原代培养和传代培养 1 原代培养 可有两种表述 细胞悬液第一次在瓶中培养 没有分瓶培养之前的细胞培养 第1代细胞的培养与传10代以内的细胞培养统称为原代培养 两种表述没有本质区别 2 传代培养 同样有两种表述 细胞悬液培养一段时间后 分瓶再进行的细胞培养 传10代以后的细胞培养 统称为传代培养 3 细胞株和细胞系 1 细胞株 原代培养的细胞一般传至10代左右会出现生长停滞 衰老死亡 少数度过 危机 的细胞能传50代左右 形成细胞株 细胞株的遗传物质并没有发生改变 2 细胞系 细胞株传至50代以后 会出现第二次危机 少数度过第二次危机的细胞能够无限传代下去 形成细胞系 细胞系的遗传物质发生了改变 带有癌变细胞的特点 4 核移植 1 供体细胞 取供体动物的体细胞培养 一般选用传代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 2 动物体细胞不能经培养直接发育成完整个体的原因 动物体细胞的全能性受到限制 3 该过程用到的技术手段 动物细胞培养 动物细胞融合 早期胚胎培养和胚胎移植 4 核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本可能不同 克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本 与植物组织培养不同 来自一个亲本 即克隆动物遗传物质来自两个亲本 在发育过程中可能发生基因突变 染色体变异导致性状改变 外界环境条件的影响引起不可遗传的变异 5 动物细胞培养与体细胞核移植 考点三动物细胞融合与单克隆抗体 关键点击 1 动物细胞融合 1 概念 指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程 2 融合方法 聚乙二醇 PEG 灭活的病毒 电激等 3 意义 突破了有性杂交方法的局限 使远缘杂交成为可能 也为制造单克隆抗体开辟了新途径 2 植物体细胞杂交和动物细胞融合 3 单克隆抗体的制备过程 1 原理 免疫原理 B淋巴细胞能产生特异性抗体 细胞融合原理 利用病毒对宿主细胞的穿透性使B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合 动物细胞培养技术 对杂交瘤细胞进行体内 体外培养 2 细胞融合后需经两次筛选 第一次筛选的细胞类型和特点 a 细胞类型 在特定的选择培养基上 未融合的亲本细胞 B淋巴细胞和骨髓瘤细胞 和融合的具有同种核的细胞 BB融合细胞 瘤瘤融合细胞 都会死亡 只有融合的杂种细胞 杂交瘤细胞 才能生长 b 特点 既能迅速大量繁殖 又能产生单一的特异性抗体 第二次筛选的培养基类型和细胞特点 a 培养基类型 选择培养基 b 细胞特点 分泌所需抗体的杂交瘤细胞 考情 随堂体验考情一植物细胞工程1 2015 南京模拟 下列有关植物细胞工程应用的叙述错误的是 A 利用细胞培养技术获得紫草素 可实现细胞产物的工厂化生产B 利用细胞培养技术产生的愈伤组织可直接制作 人工种子 C 利用植物组织培养技术可获得脱毒植株D 利用植物体细胞杂交技术培育的 白菜 甘蓝 可获得双亲的遗传特性 解析利用细胞培养技术产生的胚状体可直接制作 人工种子 答案B 在固体培养基上 PLBs的重量 生物碱含量随增殖培养时间的变化如图所示 请回答下列问题 1 选用新生营养芽为外植体的原因是 诱导外植体形成PLBs的过程称 2 与黑暗条件下相比 PLBs在光照条件下生长的优势体现在 3 脱落酸 ABA 能提高生物碱含量 但会抑制PLBs的生长 若采用液体培养 推测添加适量的ABA可提高生物碱产量 同学们拟开展探究实验验证该推测 在设计实验方案是探讨了以下问题 ABA的浓度梯度设置和添加方式 设4个ABA处理组 1个空白对照组 3次重复 因ABA受热易分解 故一定浓度的无菌ABA母液应在各组液体培养基 后按比例加入 实验进程和取样 实验50天完成 每10天取样 将样品 PLBs 称重 g 瓶 后再测定生物碱含量 如初始 第0天 数据已知 实验过程中还需测定的样品数为 依所测定数据确定适宜的ABA浓度和培养时间 当某3个样品 重复样 的 时 其对应的ABA浓度为适宜浓度 对应的培养时间是适宜培养时间 解析 1 新生营养芽分裂能力强 全能性容易表达 根据题干可知 PLBs类似愈伤组织 外植体形成愈伤组织的过程是脱分化 2 据图分析 光照下PLBs的重量高于黑暗条件下 原因可能是光照有利于细胞增殖 叶绿体的形成和进行光合作用制造有机物 3 由于ABA受热易分解 所以各种液体培养基灭菌后 冷却 再加入不同浓度的ABA 根据题干可知 实验50天完成 每10天取样 需要取样5次 4个ABA处理组 1个空白对照组 3次重复 因此每次取样需要记录15个样品中的数据 共需要测定样品数75 适量的ABA可提高生物碱产量 当样品的平均值最大时 所对应的ABA浓度和时间为最适 答案 1 细胞分化程度低 容易诱导形成PLBs细胞的脱分化 2 生长起始快快速生长时间较长PLBs产量较高 3 灭菌 冷却 75 PLBs重量和生物碱含量乘积的平均值最大 考情二动物细胞培养与体细胞核移植3 2013 全国卷大纲版 关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述 错误的是 A 动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同B 动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶C 烟草叶片离体培养能产生新个体 小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖D 动物细胞培养可用于检测有毒物质 茎尖培养可用于植物脱除病毒解析植物组织培养不需要用胰蛋白酶 B错误 答案B 4 絮凝性细菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物 能与石油污水中的悬浮颗粒和有机物等形成絮状沉淀 起到净化污水的作用 为进一步提高对石油污水的净化效果 将絮凝性细菌和石油降解菌融合 构建目的菌株 其流程图如下 据图回答 1 溶菌酶的作用是 2 PEG的作用是 3 经处理后 在再生培养基上 未融合的A B难以生长 图中AB融合菌能生长和繁殖的原因是 4 目的菌株的筛选 筛选既能分泌具有絮凝活性的化合物 又能在含有 的培养基上生长的AB融合菌 选择效果最好的作为目的菌株 5 为探究目的菌株不同发酵时间发酵液的絮凝效果 将目的菌株进行发酵培养 定时取发酵液 加入石油污水中 同时设置 为对照组 经搅拌 静置各3分钟后 分别测定上层水样的石油浓度和COD值 COD值越高表示有机物污染程度越高 计算石油去除率和COD去除率 结果如图 6 目的菌的种群增长曲线呈 型 在40 44小时 发酵液对石油污水的净化效果最好 其原因是 解析 1 细胞融合是两个细胞原生质体的融合 细菌细胞膜外具有细胞壁 需要用溶菌酶除去细胞壁后才能进行融合 2 PEG为聚乙二醇 其作用是诱导原生质体融合 3 未融合的A B失活部位不同 即活性部位不同 不能在培养基上生存 而融合后细菌的活性部位可互补 因而能够存活 4 由题意可知 目的菌株是将絮凝性细菌和石油降解菌融合后建立的 因此该菌株既能分泌具有絮凝活性的化合物 又能在含有石油的培养基上生存 5 该实验的目的是探究目的菌株不同发酵时间发酵液的絮凝效果 故需要设置不加发酵液的石油污水作为对照 从而确定目的菌株的絮凝效果 6 非理想条件下种群数量增长曲线大多数呈 S 型 由图可知 COD去除率及石油去除率随目的菌相对数量的增加而增加 而去污效果取决于絮凝活性物质 故可判定40 44小时 发酵液净化效果最好的原因是目的菌及其产生的絮凝活性高分子化合物的含量高 答案 1 分解细胞壁 2 诱导原生质体融合 3 两亲本失活部位不同 融合后活性部位互补 4 石油 5 不加发酵液的石油污水 6 S此期间 目的菌及其产生的絮凝活性高分子化合物的含量高 考情三动物细胞融合与单克隆抗体5 2015 南京模拟 下列方案中不能制备出抗H1N1流感病毒单克隆抗体的是 A 将H1N1流感病毒抗原的基因导入骨髓瘤细胞 并使该基因表达B 将抗H1N1流感病毒抗体的基因导入骨髓瘤细胞 并使该基因表达C 将产生抗H1N1流感病毒抗体的效应B细胞和骨髓瘤细胞融合 筛选出杂交瘤细胞并进行体外大规模培养D 将骨髓瘤细胞中的癌基因导入能产生抗H1N1流感病毒抗体的效应B细胞中 并使癌基因表达 解析H1N1流感病毒的遗传物质是RNA 该病毒抗原的基因片段因不能与DNA连接而无法正常表达 答案A 6 人类在预防与诊疗传染性疾病过程中 经常使用疫苗和抗体 已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒 该病毒表面的A蛋白为主要抗原 其疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图 请回答 1 过程 代表的是 2 过程 构建A基因表达载体时 必须使用 和 两种工具酶 3 过程 采用的实验技术是 获得的X是 4 对健康人进行该传染病免疫预防时 可选用图中基因工程生产的 所制备的疫苗 对该传染病疑似患者确诊时 可从疑似患者体内分离病毒 与已知病毒进行 比较 或用图中的 进行特异性结合检测 解析 1 根据图中 过程中由RNA指导合成DNA可判断 为逆转录 2 基因工程构建基因表达载体时用限制性核酸内切酶 限制性内切酶 限制酶 将目的基因和运载体切出相同的黏性末端 再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接起来 3 图中 为小鼠骨髓瘤细胞和效应B淋巴细胞的融合过程 可得到杂交瘤细胞 杂交瘤细胞既能无限增殖 又能产生特异性抗体 4 病