新高考生物一轮复习 第十一单元 现代生物科技专题 第37讲 克隆技术课件 浙科版.ppt

第37讲克隆技术 考试标准 栏目索引 考点一植物的克隆 考点二动物的克隆 练出高分 知识梳理 题组精练 考点一植物的克隆 返回总目录 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 知识梳理 答案 愈伤组织 植物激素配比 激动素 细胞分裂素 吲哚乙酸 答案 3 原生质体培养与植物细胞工程 1 原生质体的获得方法 在0 5 0 6mol l的甘露醇溶液环境 较高渗透压 下 用纤维素酶和果胶酶混合液处理根尖 叶片 愈伤组织或悬浮培养细胞 除去细胞壁 获得球形的原生质体 基因工程 转基因细胞 3 细胞产物的工业化生产 生产一些重要的细胞产物 如某些中药 次生代谢 1 判断下列叙述的正误 1 棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞全能性 2 植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性 3 在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中 不会发生细胞的增殖和分化 4 愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的 5 用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性 诊断与思考 答案 2 完善植物组织 细胞 器官培养和原生质体培养的关系 器官 答案 细胞 胚状体 3 完善植物细胞工程的操作过程流程图 返回 转基因 答案 题组植物组织培养及植物克隆的应用 1 下列关于植物克隆的叙述 错误的是 a 通过花药离体培养可获得单倍体b 通过平衡植物激素种类可实现器官发生c 可利用细胞培养生产人参皂甙等中药成分d 对植物愈伤组织进行诱变 培育和筛选可获得新品种解析通过平衡植物激素配比可调控器官发生和形态建成 题组精练 1 2 解析答案 b 1 2 解析答案 2 下图表示植物组织培养过程 据图分析下列叙述正确的是 a 植株根尖细胞的全能性比 植株根尖细胞的强b 试管的培养基中含有植物生长调节剂 不含有机物c 试管中的细胞具有细胞质丰富 细胞核和液泡都大的特性d 调节 培养基中植物生长调节剂的比例可诱导产生不同的植物器官 解析由于 是由 上的组织经培养形成的个体 故二者的全能性应该相同 a错 由 到 的过程中植物细胞不能进行光合作用 因而 试管中含有有机物如蔗糖等 故b错 试管中细胞为愈伤组织细胞 液泡小 故c错 答案d 归纳提升 具有全能性 体现 实现 全能性 1 具有全能性 理论上 活细胞都具有全能性 2 体现全能性 只有发育成完整个体 才能说明实现了细胞的全能性 返回 知识梳理 题组精练 考点二动物的克隆 返回总目录 知识梳理 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 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 答案 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 机体 原代培养细胞 答案 4 动物成纤维细胞的培养过程 切取组织小片 培养 培养 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 恶性细胞系 具有异体致瘤性 不死性细胞系 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 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有 选择适宜的培养基 添加 以支持生长 刺激 使用培养箱 调节 连续 答案 有限 原代培养物或细胞系 特殊性质 连续 有限 新的细胞群体 单个细胞 血清 滋养细胞 激素 co2 ph 4 动物的细胞融合技术及其应用 1 细胞融合 概念 是指在一定的条件下将2个或多个动物细胞融合为一个细胞的过程 原理 诱导融合的方法a 物理方法和化学方法 电激法 等 b 生物方法 如仙台病毒 答案 细胞膜的流动性 聚乙二醇 灭活的病毒 2 细胞杂交 概念 就是细胞杂交 过程 答案 基因型不同的细胞间的融合 应用 由于细胞杂交中染色体容易丢失 利用杂交细胞检测特定染色体丢失与特定基因产物 蛋白质 减少的对应关系可以进行 基因定位 3 杂交瘤技术和单克隆抗体的制备过程 根据上图完善下面的过程 b淋巴细胞 答案 骨髓瘤细胞 产生特定抗体的杂交细胞 提取抗体 为什么选择b淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合 答案a 选择b淋巴细胞 若采取单个的b淋巴细胞进行无性繁殖 形成细胞群 这样的细胞群就能产生化学性质单一 特异性强的抗体 b 选择骨髓瘤细胞 在体外培养的条件下 肿瘤细胞 如骨髓瘤细胞 具有无限增殖的特性 答案 5 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 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 答案 受精卵 多能 基因的差异表达 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 形成一个重建的 合子 动物的克隆繁殖 细胞核 答案 早期胚胎 诊断与思考 1 判断下列叙述的正误 1 连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型 2 制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织 再用胃蛋白酶处理 3 肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5 的co2刺激细胞呼吸 4 与 多莉 羊等克隆哺乳动物相关的技术有胚胎移植 细胞培养和核移植 5 植物原生质体融合和动物细胞融合原理是相同的 6 杂交瘤细胞进行体内培养 是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎 答案 2 列表法比较细胞系和细胞株 答案 二倍体细胞传代 传代细胞连续 3 动物细胞培养过程中 也需要将动物细胞分散开来 这与观察植物细胞的有丝分裂中的解离作用类似 两种处理方法的结果最大的区别是什么 提示动物细胞培养过程中的处理 动物细胞还保持活性 但在植物细胞的解离过程中 细胞被解离液杀死 已经失去活性 4 通过动物体细胞核移植技术获得的克隆动物 其遗传物质是否和供核细胞的遗传物质完全一样 提示不完全一样 细胞核遗传物质一样 但细胞质遗传物质和提供去核卵细胞的个体几乎完全一样 分析遗传物质来源时 一定要注意细胞核遗传物质和细胞质遗传物质的区别 答案 返回 题组动物细胞培养 单克隆抗体的制备及动物克隆繁殖的过程分析 1 下列关于动物细胞培养的叙述 正确的是 a 连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型b 某些癌细胞在合适条件下能逆转为正常细胞c 由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆d 未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状解析连续细胞系的细胞大多数具有异倍体核型 癌细胞仍能逆转为正常细胞 如小鼠畸胎癌细胞能分化为各种正常体细胞 由一个共同的祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆 未经克隆化培养的细胞系具有异质性 题组精练 1 2 解析答案 b 3 解析答案 2 关于下面制备单克隆抗体过程示意图的叙述 不正确的是 a 表示已免疫的b淋巴细胞和骨髓瘤细胞均是从小鼠的脾脏中提取的b 促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇作介导c 中的筛选是通过抗原 抗体反应进行的d 可以无限增殖 1 2 3 解析已免疫的b淋巴细胞可以从小鼠的脾脏中提取 也可以从血浆中提取 骨髓瘤细胞是从小鼠的骨髓中提取的 单克隆抗体是利用已免疫的b淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞得到的 融合方法可以用化学方法 聚乙二醇 生物方法 灭活的病毒等 如果要筛选能产生特定抗体的细胞群 可以通过检测抗原 抗体反应 如果有反应说明产生了抗体 融合细胞具有双亲的特点 既能无限增殖又能产生单一抗体 答案a 解析答案 3 如图所示为哺乳动物生殖的过程 其中b为卵细胞 c为体细胞 下列叙述不正确的是 a 形成动物 的过程分别属于有性生殖和无性生殖b 产生动物 的过程中可发生基因突变 基因重组等c 动物 的产生表明动物细胞的细胞核具有全能性d a b c细胞的形成过程 仅c细胞为有丝分裂 1 2 3 解析动物 通过受精作用形成 属于有性生殖 动物 通过细胞核移植技术形成 利用的原理是动物细胞的细胞核具有全能性 形成动物 的过程属于无性生殖 a c正确 a b细胞分别由精原细胞和卵原细胞通过减数分裂形成 c细胞是体细胞 通过有丝分裂形成 d正确 产生动物 的过程中并没有发生基因重组 故b错误 答案b 技法提炼 单克隆抗体制备过程的几个问题分析 返回 1 对动物免疫的原因 b淋巴细胞要经过免疫过程 即接触抗原 增殖分化为有特异性免疫功能的b淋巴细胞 才能产生相应的抗体 所以 与骨髓瘤细胞融合的b淋巴细胞实际上是效应b细胞 2 在单克隆抗体制备过程中 一般认为有两次筛选过程 第一次是筛选出杂交瘤细胞 用选择培养基 第二次是进一步筛选出能产生人们所需要抗体的杂交瘤细胞 3 杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质 不仅具有效应b细胞产生特异性抗体的能力 还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力 从而可以克服单纯b淋巴细胞不能无限增殖的缺点 而大量生产单克隆抗体 练出高分 1 2 3 4 5 7 6 1 铁皮石斛是我国名贵中药 生物碱是其有效成分之一 应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎 简称plbs 类似愈伤组织 生产生物碱的实验流程如下 答案 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 营养芽细胞分裂能力强 几乎不含病毒 脱分化 解析 1 2 3 4 5 7 6 解析选用新生营养芽为外植体是因为其分裂能力旺盛且几乎不携带病毒 诱导外植体形成类似愈伤组织的plbs的过程称为脱分化 1 2 3 4 5 7 6 2 与黑暗条件下相比 plbs在光照条件下生长的优势体现在 解析分析曲线图可知 在光照条件下plbs开始增重的时间早 增重持续的时间长 增重的量更多 开始增重的时间早 增重持续的时间长 plbs增重的量更多 解析答案 1 2 3 4 5 7 6 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 在设计实验方案时探讨了以下问题 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 答案 灭菌冷却 75 产量最高 解析 生物碱 1 2 3 4 5 7 6 解析 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灭菌冷却后按比例加入 据题意可知 该实验共设置4个实验组和1个对照组 共5组 实验50天完成 每10天取样 初始数据已知 只需测5次 故5组样品重复3次 共需测定的样品数为25 3 75 在适宜的aba浓度和适宜的培养时间下 样品生物碱含量最高 2 基因型为aabb的水稻 24条染色体 的花药通过无菌操作 接入试管后 在一定条件下培养形成试管苗 据图回答下列问题 1 2 3 4 5 7 6 答案 1 愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团 愈伤组织形成过程中 必须从培养基中获得和小分子有机物等营养物质 水 无机盐 2 花药在培养基所提供的特定条件下发生多次细胞分裂 形成愈伤组织 此过程叫做 细胞分裂的方式是 3 诱导愈伤组织分化出芽和根 最后长成植株 这一过程叫 该植株是植株 其特点是 生产上没有推广应用的价值 4 要促进花粉细胞分裂生长 培养基中应有和两类激素 5 愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和茎 这一过程中必须给予光照 其原因是 6 试管苗的细胞核中含有个dna分子 7 培养成的试管苗可能出现的基因型有 如果要获得育种需要的植株 并能繁殖新品种 后面的育种步骤是 1 2 3 4 5 7 6 答案 脱分化 有丝分裂 再分化 单倍体 长势弱小 高度不育 生长素 细胞分裂素 光是叶绿体形成的必要条件 光合作用需要光 12 ab ab ab ab 用秋水仙素处理单倍体幼苗 1 2 3 4 5 7 6 3 美国科学家将胡萝卜韧皮部的细胞培养产生完整植株 如图所示 请据图回答下列问题 解析答案 1 科学家所用的胡萝卜韧皮部的细胞 在正常生物体内能否进行有丝分裂 说明原因 不能 因为植物韧皮部的细胞已经分化 在正常植物体内 不再分裂 解析在生物体内已经分化的细胞不再具有分裂能力 1 2 3 4 5 7 6 2 韧皮部细胞通过和形成的许多植株的特点是 3 此实验证明了高度分化的植物细胞仍具有发育成完整植株的能力 即具有 高度分化的细胞具有此特性是由于 解析答案 细胞分裂 细胞分化 彼此性状极为相似 全能性 这些细胞最终由同一细胞 受精卵 经有丝分裂形成 细胞核中含有保持该物种遗传特性所需要的全套遗传物质 解析韧皮部细胞为胡萝卜体细胞 其细胞核内含有其生长发育所需要的全套遗传物质 遗传物质在特定时间和特定空间表达 从而形成许多植株 1 2 3 4 5 7 6 4 下表为几种组织培养的培养基配方的部分成分及培养条件和特点 根据上表分析说明 组织培养的条件是 解析答案 1 2 3 4 5 7 6 解析在植物组织培养过程中 不同的营养条件 不同的植物激素对植物细胞的表达影响不同 答案组织培养的培养基中一般都含有能维持细胞正常生活的物质 如蔗糖 大量元素和微量元素等 不同功能的培养基中还含有不同的植物激素 同时因为培养的目的不同 培养的外界条件 光照和温度等 也不同 1 2 3 4 5 7 6 5 试简要说明组织培养技术的优点以及这一技术在实践中的具体应用 举例 优点 取材少 培养周期短 繁殖率高 而且便于自动化管 理 应用 快速繁殖花卉和果树 培育无病毒植物 生产药物 食品添加剂 制造人工种子等 解析答案 解析该项技术属于无性繁殖范畴 不但能保持亲本的优良性状 而且便于管理 1 2 3 4 5 7 6 解析答案 4 某研究小组进行药物试验时 以动物肝细胞为材料 测定药物对体外培养细胞的毒性 供培养的细胞有甲 乙两种 甲细胞为肝肿瘤细胞 乙细胞为正常肝细胞 请回答下列有关动物细胞培养的问题 1 将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养 培养液及其他培养条件均相同 一段时间后 观察到甲细胞数量比乙细胞数量 多 解析甲细胞为肝肿瘤细胞 乙细胞为正常肝细胞 肿瘤细胞为无限增殖的细胞 细胞周期短 在相同条件下 培养相同的时间 甲细胞的数量多于乙细胞 1 2 3 4 5 7 6 解析答案 2 在动物细胞培养时 通常在合成培养基中加入适量血清 其原因是 细胞培养应在含5 的co2的恒温培养箱中进行 co2的作用是 解析动物细胞培养液中必须加入动物血清 血清中含有血清蛋白 生长因子 促进细胞贴壁的因子 激素等合成培养基中缺乏的物质 大多数细胞培养液所需ph在7 2 7 4 而多数培养液靠碳酸氢钠 nahco3 与co2体系进行缓冲 所以二氧化碳的作用是调节培养液ph 血清可以补充合成培养基中缺乏的物质 维持培养液ph 1 2 3 4 5 7 6 解析答案 3 在两种细胞生长过程中 当乙细胞铺满瓶壁时 其生长 药物试验需要大量细胞 两种细胞频繁传代 甲细胞比乙细胞可以传代的次数更 若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液 需用消化处理 解析甲为肿瘤细胞能无限增殖 传代的次数要比乙细胞多 乙细胞 正常肝细胞 在培养瓶中贴壁生长 当铺满瓶壁时 生长停止 为得到更多的肝细胞 需要定期地用胰蛋白酶使细胞脱离瓶壁 进行传代培养 停止 多 胰蛋白酶 1 2 3 4 5 7 6 4 为了防止细胞培养过程中细菌的污染 可向培养液中加入适量的 解析培养液中加入抗生素来抑制和杀灭微生物 抗生素对动物细胞没有影响 抗生素 解析答案 1 2 3 4 5 7 6 解析答案 5 已知癌细胞x基因过量表达与肝肿瘤的发生密切相关 要试验一种抗肿瘤药物y对甲细胞生长的影响 可将甲细胞分为a b两组 a组细胞培养液中加入 b组细胞培养液中加入无菌生理盐水 经培养后 从a b两组收集等量细胞 通过分别检测x基因在a b两组细胞中的或合成水平的差异 确定y的药效 y mrna蛋白质 解析设计一组加入抗癌药物的实验组 一组不加药物的对照组 通过检测药物影响x基因的表达过程 即转录形成mrna 翻译形成蛋白质的量来检验药效 5 某研究者用抗原 a 分别免疫3只同种小鼠 x y和z 每只小鼠免疫5次 每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价 能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数 结果如下图所示 1 2 3 4 5 7 6 若要制备杂交瘤细胞 需取免疫后小鼠的b淋巴细胞 染色体数目为40条 并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞 染色体数目为60条 按一定比例加入试管中 再加入聚乙二醇诱导细胞融合 经筛选培养及抗体检测 得到不断分泌抗a抗体的杂交瘤细胞 回答下列问题 1 制备融合所需的b淋巴细胞时 所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16000以上 则小鼠最少需要经过次免疫后才能有符合要求的 达到要求后的x y z这3只免疫小鼠中 最适合用于制备b淋巴细胞的是小鼠 理由是 1 2 3 4 5 7 6 4 y y小鼠的血清抗体效价最高 解析据图分析可知 第四次注射后x y z小鼠的血清抗体效价几乎都达到16000以上 小鼠y的血清抗体的效价最高 最适合用于制备单克隆抗体 解析答案 2 细胞融合实验完成后 融合体系中除含有未融合的细胞和杂交廇细胞外 还含有 体系中出现多种类型细胞的原因是 1 2 3 4 5 7 6 b淋巴细胞相互融合形成的细胞 骨髓瘤细胞相互融合形 成的细胞 细胞融合是随机的 解析答案 解析融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞之外 还有骨髓瘤细胞的自身融合细胞和b淋巴细胞的自身融合细胞 细胞的融合是随机的 并且不可能所有细胞都融合 故体系中会出现多种类型的细胞 且融合率达不到100 3 杂交瘤细胞中有个细胞核 染色体数目最多是条 1 2 3 4 5 7 6 1 100 4 未融合的b淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活 原因是 不能无限增殖 解析动物细胞融合后形成的是具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞 杂交瘤细胞的细胞核中的染色体数目最多为40 60 100 条 解析正常细胞的分裂次数是有限的 且经过免疫的b淋巴细胞高度分化 不能无限增殖 故经多次传代培养后逐渐衰老死亡 解析答案 6 如图所示为用两栖动物未受精卵所做的实验图解 请据图回答下列问题 1 2 3 4 5 7 6 解析答案 1 蝌蚪肠上皮细胞核中含有青蛙发育所需的 重新组合的细胞相当于蛙的细胞 经过和形成组织和器官 本实验结果说明具有全能性 全部基因 全部遗传物质 受精卵 细胞分裂 分化 动物细胞核 解析该过程重组的细胞经细胞分裂和分化能发育为完整的个体 因此重组细胞相当于受精卵 含有本物种发育所需的全部遗传信息 1 2 3 4 5 7 6 解析答案 2 图中a过程采用的技术手段称为技术 核移植 解析图中获取重组细胞的过程采用了核移植技术 1 2 3 4 5 7 6 解析答案 3 图中培养过程采用的培养基与植物组织培养基成分的主要不同是 前者必须含有血清 血浆等 解析动物细胞培养过程中为保证顺利增殖 培养基中一般要加入血清 血浆等 1 2 3 4 5 7 6 解析答案 4 通过