高三生物专题复习 细胞工程课件.ppt

第2讲细胞工程 1 细胞工程的概念 1 原理和方法 应用和分子生物学的原理和方法 2 操作水平 水平或水平 3 工程目的 按照人的意愿来改变细胞内的或获得 4 分类 根据的不同 可分为和 2 植物细胞的全能性 1 概念 具有某种生物的任何一个细胞 都具有的潜能 2 原理 细胞内含有本物种的 3 全能性表达条件 具有完整细胞结构 处于离体状态 提供一定的 和其他适宜外界条件 细胞生物学 细胞 细胞器 遗传物质 细胞产品 操作对象 植物细胞工程 动物细胞工程 全部遗传信息 发育成完整生物体 全部遗传信息 营养 激素 3 植物组织培养 1 概念 在条件下 将离体的植物 培养在人工配制的培养基上 给予适宜的培养条件 诱导产生愈伤组织 丛芽 最终形成完整的植株 2 过程离体器官 组织 细胞 植物体 无菌和人工控制 器官 组织 细胞 愈伤组织 根 芽或胚状体 1 像植物细胞一样动物细胞也可培养成一个动物体 提示 动物细胞的细胞核 移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中 重组并发育成胚胎 才能发育为一个动物体 2 体细胞核移植方法生产的克隆动物的性状与体细胞供体动物完全相同 提示 克隆动物的细胞核遗传物质来自体细胞供体 细胞质中遗传物质来自卵母细胞 同时生物的性状受环境的影响 3 克隆动物的成功率低 并且存在健康问题 1 动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性 2 动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法完全相同 提示 植物细胞融合的方法 离心 振动 电激 聚乙二醇 peg 等诱导 动物细胞融合的方法 灭活的病毒 聚乙二醇 电激等诱导 3 动物细胞融合的重要应用是生产单克隆抗体 1 动物细胞培养条件 1 无菌 无毒的环境 对培养液和所有培养用具进行无菌处理 通常还要在细胞培养液中添加一定量的抗生素 以防污染 定期更换培养液 以便清除代谢产物 2 营养 糖 氨基酸 促生长因子 无机盐 微量元素等合成培养基 另外需加入血清 血浆等天然成分 3 温度和ph 哺乳动物的适宜温度多为36 5 0 5 适宜的ph为7 2 7 4 说明 1 在动物细胞培养的过程中有贴壁生长和接触抑制现象 2 动物细胞培养过程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 3 原代培养与传代培养的分界点为分瓶的继续培养 4 在动物细胞培养过程中 一般情况下10代以前的细胞核型不变 10代以后有些细胞核型发生改变 50代以后的细胞可能发生癌变 2 单克隆抗体的制备 1 原理 细胞膜的流动性 2 诱导融合的因素 聚乙二醇 peg 灭活的病毒 电激等 3 意义 最重要的用途是制备单克隆抗体 4 单克隆抗体的制备 过程 单克隆抗体的主要优点 特异性强 灵敏度高 并可大量制备 说明 灭活是指用物理或化学方法使病毒或细菌失去感染能力 但是并不破坏这些病原体的抗原结构 考向一植物细胞工程及应用 1 植物细胞工程包括植物组织培养和植物体细胞杂交 其理论基础都是植物细胞的全能性 植物细胞的全能性和植物组织培养是重要的命题点 如2011年江苏高考t14 t16 上海高考t22 2010年新课标全国高考t38 江苏高考t24 2 预计2013年高考中 结合实例考查植物组织培养技术的操作和应用将是高考命题方向 1 2011 上海高考 下列关于植物组织培养的表述 错误的是 a 外植体可以来自于植物的任何细胞b 培养应在无菌条件下进行c 以花粉作为外植体可得到单倍体植株d 不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同 解析 植物组织培养的原理是细胞的全能性 作为植物组织培养的细胞必须有完整的细胞核 答案 a 如果要提高植物组织培养的突变率 应该怎样操作 提示 应对愈伤组织进行化学或物理的诱变处理 考向二动物细胞工程及应用 1 动物细胞工程包括细胞培养 体细胞核移植 动物细胞融合和单克隆抗体的制备 在近几年高考中 多次考查动物细胞培养 如2011年安徽高考t31 2010年浙江高考t4 2009年浙江高考t1 2 动物细胞融合和动物细胞培养是制备单克隆抗体的步骤 既可以独立考查 也可在考查单克隆抗体中相联系 尤其在非选择题中综合考查的可能性更大 预计2013年高考极有可能在这方面命题 2 2011 西城区期末 人绒毛膜促性腺激素 hcg 是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白 制备抗hcg单克隆抗体可用于早孕的诊断 下图是抗hcg单克隆抗体制备流程示意图 请分析回答 1 制备单克隆抗体过程中要用到 和 技术 2 制备单克隆抗体过程中 给小鼠注射的hcg相当于 使小鼠产生分泌相应 的淋巴细胞 此过程属于特异性免疫中的 免疫 3 在细胞内dna合成一般有两条途径 主途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸 进而合成dna 而氨基喋呤可以阻断此途径 另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下 经酶催化作用合成dna 而骨髓瘤细胞的dna合成没有此辅助途径 利用dna合成途径不同的特点配制的hat培养基含有多种成分 其中添加的 成分具有筛选杂交瘤细胞的作用 最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是 4 此过程生产的单克隆抗体可以与 特异性结合 从而诊断早孕 解析 图解表示了制备抗hcg单克隆抗体的过程 1 制备单克隆抗体过程要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术 2 给小鼠注射的hcg相当于抗原 使小鼠产生分泌相应抗体的淋巴细胞 此过程为体液免疫 3 根据题目信息hat培养基中添加氨基喋呤可以阻断骨髓瘤细胞的dna合成 而筛选出杂交瘤细胞 杂交瘤细胞既能无限繁殖 又能产生特异性抗体 4 抗hcg单克隆抗体可以与hcg特异性结合 从而诊断是否早孕 答案 1 动物细胞培养动物细胞融合 2 抗原抗体体液 3 氨基喋呤 能无限增殖并分泌特异性抗体 4 人绒毛膜促性腺激素 或 hcg 1 动物细胞体外培养要满足的环境条件有哪些 提示 无菌 无毒 温度和ph 气体 营养物质 2 如何检测杂交瘤细胞是否产生hcg单克隆抗体 提示 可利用抗体与抗原特异性结合原理检测 1 2011 江苏高考 下列有关植物组织培养的叙述 正确的是 a 愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞b 二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株c 用人工薄膜将胚状体 愈伤组织等分别包装可制成人工种子d 植物耐盐突变体可通过添加适量nacl的培养基培养筛选而获得 解析 本题考查植物细胞工程的相关知识 意在考查考生的综合分析与知识迁移能力 a项中愈伤组织是一团排列疏松而无规则 高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞 不具有特定的结构和功能 b项中二倍体植株的花粉中只含一个染色体组 培养得到的个体为单倍体 高度不育 其幼苗需用秋水仙素处理后才能稳定遗传 c项中愈伤组织不能用于制备人工种子 d项中用特定的选择培养基可筛选出所需要的突变体类型 答案 d 2 2011 江苏高考 关于现代生物技术应用的叙述 错误的是 a 蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质b 体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体c 植物组织培养技术可用于植物茎尖脱毒d 动物细胞培养技术可用于转基因动物的培养 解析 本题考查蛋白质工程与细胞工程等相关知识 意在考查考生的判断分析能力 基因工程产生的是自然界中原有的蛋白质 而蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质 a项正确 b项中克隆动物应用的是细胞核移植技术 而制备单克隆抗体应用的是动物细胞融合技术 用茎尖进行植物组织培养可获得脱毒苗 c项正确 动物细胞培养技术可用于转基因动物的胚胎早期培养 d项正确 答案 b 3 2011 上海高考 关于哺乳动物细胞体外培养的难易程度 下列表述正确的是 a 乳腺癌细胞易于乳腺细胞 胚胎细胞易于脂肪细胞b 乳腺细胞易于乳腺癌细胞 胚胎细胞易于脂肪细胞c 乳腺细胞易于乳腺癌细胞 脂肪细胞易于胚胎细胞d 乳腺癌细胞易于乳腺细胞 脂肪细胞易于胚胎细胞 解析 哺乳动物的乳腺细胞和脂肪细胞都是高度分化的细胞 体外培养难度大 乳腺癌细胞能够恶性增殖 容易进行体外培养 胚胎细胞具有很强的分裂增殖能力 容易进行体外培养 故a正确 答案 a 4 2011 天津高考 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 结果如下图 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 絮凝性细菌与石油降解菌融合时 首先需要溶菌酶分解细胞壁获得原生质体 2 原生质体融合时 常用peg诱导融合 3 两种原生质体a b分别经过热处理和紫外线处理失活难以生长 但两者失活部位不同 a b融合后活性部位互补 故仍可在再生培养基上生长 4 我们需要的目的菌株是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长 5 设计实验探究目的菌株不同发酵时间发酵液的絮凝效果时 实验变量是发酵液的有无 对照组是不加发酵液的石油污水 实验组是添加发酵液的石油污水 6 据图知 目的菌株呈 s 型增长 40 44小时 目的菌株及其产生的絮凝性高分子化合物的含量较高 发酵液对石油污水的净化效果最好 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 5 2010 新课标全国高考 请回答 1 植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴 该技术可以保持品种的 繁殖种苗的速度 离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养 最终能够形成完整的植株 说明该叶肉细胞具有该植物的全部 2 把试管苗转接到新的培养基上时 需要在超净工作台上进行 其原因是避免 的污染 3 微型繁殖过程中 适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗 而与 配比适宜时可促进芽的增殖 若要抑制试管苗的生长 促使愈伤组织产生和生长 需要使用的生长调节剂是 脱落酸 2 4 d 4 将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后 单株鲜重和光合作用强度的变化如图 据图分析 随着培养基中蔗糖浓度的增加 光合作用强度的变化趋势是 单株鲜重的变化趋势是 据图判断 培养基中不含蔗糖时 试管苗光合作用产生的有机物的量 能 不能 满足自身最佳生长的需要 5 据图推测 若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力 应 降低 增加 培养基中蔗糖浓度 以便提高试管苗的自养能力 解析 1 植物组织培养属于无性繁殖 后代能够保持亲本的遗传特性 植物微型繁殖技术能够实现快速繁殖 植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性 即已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能 2 植物组织培养接种和试管苗转接过程中都需要无菌操作 以避免微生物 杂菌 污染 3 微型繁殖培养基中使用的生长素与细胞分裂素比例不同 可以分别诱导根 芽的形成 使用高浓