四川省成都经济技术开发区高考生物 专题2 细胞工程 选修1.ppt

专题2细胞工程 要点探究 栏目导航 课前导学 走近高考 一 细胞工程的概念1 原理和方法 应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法 2 操作水平 细胞水平或细胞器水平 3 目的 按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品 4 分类 根据操作对象的不同 分为植物细胞工程和动物细胞工程 二 植物细胞工程1 原理 细胞的全能性 1 原因 生物体的任何一个细胞都包含本物种的全部遗传信息 2 全能性表达的条件 处于离体状态 提供一定的营养 激素和其他适宜外界条件 2 植物组织培养技术 基础梳理 3 植物体细胞杂交技术 1 去壁 酶解法 所用酶为纤维素酶和果胶酶 2 诱导原生质体融合 物理法 离心 震动 电激等 化学法 常用聚乙二醇 peg 作诱导剂 3 植物体细胞杂交成功的标志 杂种细胞再生出细胞壁 4 优点 克服不同生物远缘杂交的障碍 5 变异类型 染色体变异 4 植物细胞工程的应用 2 作物新品种的培育 单倍体育种 突变体的利用 3 细胞产物的工厂化生产 培养到愈伤组织阶段 三 动物细胞工程 1 动物细胞培养 其他动物细胞工程技术的基础 1 过程 2 条件 无菌 无毒的环境 无菌处理 加抗生素杀菌 定期更换培养液 营养 葡萄糖 氨基酸 促生长因子 无机盐和微量元素 血清或血浆等天然成分 适宜的温度 36 5 0 5 和ph 7 2 7 4 气体环境 95 空气 5 co2 维持培养液的ph 3 应用 生产细胞产品 如干扰素 疫苗 单克隆抗体 检测并判断某毒性物质毒性的大小 临床医学研究 2 动物体细胞核移植 1 原理 动物细胞核具有全能性 2 过程 3 单克隆抗体制备 1 诱导动物细胞融合的方法 物理法 离心 震动 电激等 化学法 聚乙二醇 生物法 灭活病毒 2 单克隆抗体制备过程 3 单克隆抗体的优点 特异性强 灵敏度高 可大量制备 4 单克隆抗体的应用 作为诊断试剂 用于治疗疾病和运载药物 知识导图 问题引领 1 植物组织培养和动物细胞培养的结果是否相同 为什么 2 植物体细胞杂交和动物细胞融合在操作流程上有何区别 3 单克隆抗体制备过程中至少需要几次筛选 目的分别是什么 1 植物组织培养和动物细胞培养的比较 要点探究 几种细胞工程技术的比较 探究点 2 植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较 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在原代培养的基础上分瓶继续培养 3 核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原因 核外线粒体中的dna是来自受体卵母细胞 性状是基因与环境共同作用的结果 有可能发生基因突变 4 单克隆抗体制备过程中两次筛选的目的 第一次筛选 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 筛选出杂交瘤细胞 第二次筛选 将产生特定抗体的杂交瘤细胞通过细胞培养 用相应抗原检测的办法筛选出来 因为从体内取出的免疫过的b淋巴细胞有很多种 形成杂交瘤细胞又有很多种 所以需要筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞 例题 科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造 生产出效果更好的鼠 人嵌合抗体 用于癌症治疗 下图表示形成 鼠 人嵌合抗体的过程 请据图回答 1 生产单克隆抗体一般不直接培养浆细胞 主要原因是 2 将注入小鼠体内 从小鼠脾脏中获得淋巴细胞 其中至少1个淋巴细胞能产生该抗原的抗体 3 在单克隆抗体制备过程中之所以选用b淋巴细胞和骨髓瘤细胞 是因为它们融合后的杂交瘤细胞具有 的特性 4 单克隆抗体制备过程运用了和的动物细胞工程技术手段 5 动物细胞培养液的配方通常含有葡萄糖 氨基酸 无机盐 维生素等 与植物细胞培养基有所不同的是 还含有 6 在动物细胞融合过程中 需要将所选取的组织细胞离散开 以利于细胞融合 可用处理离体组织细胞使之分散 7 鼠源杂交瘤抗体与普通血清抗体相比较 具有的特点 8 经过改造的鼠 人嵌合抗体 与鼠源杂交瘤抗体相比较 突出的优点是 思维导引 解析 1 由于浆细胞没有无限增殖的能力 因此不能通过培养浆细胞生产单克隆抗体 2 3 单克隆抗体制备时 需要先把抗原注入小鼠的体内 刺激其产生浆细胞 然后从小鼠的脾脏中把浆细胞分离出来 与骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞 杂交瘤细胞具有无限增殖的特性 也具有合成抗体的能力 4 单克隆抗体制备过程中先使用了动物细胞融合技术得到杂交瘤细胞 后用动物细胞培养技术培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体 5 动物细胞培养液中 必须有动物血清 血浆等天然成分 6 用胰蛋白酶可以把动物组织分散成单个细胞 7 单克隆抗体具有特异性强 灵敏度高的特性 8 鼠 人嵌合抗体与人体内抗体相比较差异较小 故其副作用减小 答案 1 浆细胞不能无限增殖 2 抗原 3 在体外大量繁殖产生特异性抗体 4 动物细胞融合动物细胞培养 5 动物血清 6 胰蛋白酶 7 特异性强 灵敏度高 8 对人体的不良反应 或过敏反应等副作用 减小 迁移应用 2011湖南长郡中学测试 科学家用植物体细胞杂交方法 将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合 成功地培育出了 番茄 马铃薯 杂种植株 如图 其中 表示过程 英文字母表示细胞 组织或植株 据图回答下列问题 1 实现过程 的技术是 在此之前使用酶处理细胞以除去细胞壁 过程 如放在神舟七号飞船上则更易进行 这是因为 与过程 密切相关的具有单层膜结构的细胞器为 2 在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中 依据的原理是 其中过程 相当于过程 涉及的分裂方式为 若利用此技术生产治疗癌症的抗癌药物 紫杉醇 培养将进行到 填字母编号 3 若番茄细胞含m条染色体 马铃薯细胞含n条染色体 则 番茄 马铃薯 细胞内含条染色体 若杂种细胞培育成为 番茄 马铃薯 植株为四倍体 则此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株属于倍体植株 4 如果形成c细胞的a b细胞都是番茄细胞 那么更简单的得到番茄植株f的处理方法是 5 若a b依次为小鼠骨髓瘤细胞和b淋巴细胞 那么该方案的目的是 若将该方案用在sars的研究和治疗上 则从理论上讲c细胞的制备可采用细胞和的融合 解析 1 图示 为原生质体融合 欲实现该融合过程应先用纤维素酶 果胶酶处理植物细胞 去除细胞壁 图示过程 表示再生出细胞壁 这与高尔基体有关 2 利用杂种细胞培育杂种植株 依据的原理是细胞的全能性 过程 为脱分化 过程 为再分化 此过程中的细胞分裂方式为有丝分裂 利用植物细胞工程生产细胞产物 应培养至愈伤组织阶段 使愈伤组织大量增殖并从中提取相应的细胞产物 3 细胞融合后 杂种细胞核内染色体数应为两融合细胞染色体数之和 由生殖细胞发育而来的个体一定是单倍体 4 若a b细胞为同种植物细胞 则可直接通过人工诱导多倍体的方法处理a或b细胞所在的萌发种子或幼苗 即可获得与融合细胞相同遗传物质组成的多倍体 5 若a b依次为小鼠骨髓瘤细胞和b淋巴细胞 则进行该融合过程的目的是制备单克隆抗体 答案 1 原生质体融合纤维素酶和果胶太空中无重力干扰 更易进行细胞融合高尔基体 2 细胞的全能性脱分化有丝分裂e 3 m n单 4 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 5 制备单克隆抗体小鼠的骨髓瘤sars患者或康复者的b淋巴细胞 1 2010年新课标全国高考 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 1 2010年新课标全国高考 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强度 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 本题结合光合作用和植物激素的调节等内容综合考查植物细胞工程技术 意在考查考生对所学知识融会贯通 灵活应用的能力 1 植物组织培养中的微型繁殖技术属于无性生殖 具有可以保持亲代的遗传特性 繁殖速度快等特点 离体的叶肉细胞具有全能性 是因为其含有控制该植物生长发育所需的全部遗传信息 2 植物组织培养过程中要保持无菌条件 以避免微生物的污染 3 生长素能促进生根 植物组织培养中当细胞分裂素浓度大于生长素浓度时可诱导芽的分化 若要抑制试管苗的生长 可使用高浓度的生长素或生长素类似物 如2 4 d 4 分析图示可知 随着培养基中蔗糖浓度的增加 光合作用逐渐减弱 而单株鲜重则是先增加后减小 因蔗糖浓度为0时 虽然光合作用强度较大 但单株鲜重比较低 此时试管苗光合作用产生的有机物量不能满足自身最佳生长的需要 蔗糖浓度为1 左右时才能满足该植物试管苗最佳生长的需要 5 随着蔗糖浓度的增加 光合作用强度逐渐减小 故要提高光合作用能力 则应适当降低培养基中的蔗糖浓度 答案 1 遗传特性快遗传信息 2 微生物 3 生根细胞分裂素2 4 d 4 逐渐减小先增加后下降不能 5 降低 2 2009年上海高考 回答下列有关植物组织培养的问题 1 用于植物组织培养的植物材料称为 2 组织培养中的细胞 从分化状态转变为未分化状态的过程称为 3 在再分化阶段所用培养基中 含有植物激素x和植物激素y 逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比 未分化细胞群的变化情况如图所示 据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽 根 愈伤组织的关系 当植物激素x与植物激素y的浓度比等于1时 4 若植物激素y是生长素 在植物组织培养中其主要作用是 则植物激素x的名称是 5 生产上用试管苗保留植物的优良性状 其原因是 解析 1 植物组织培养的材料是离体的器官 组织或细胞 称为外植体 2 植物组织培养的核心过程是脱分化与再分化 脱分化指由分化状态变为未分化状态 再分化指由未分化状态变为分化状态 3 仔细分析所给示意图 可知植物激素x与植物激素y浓度比为1时 如两激素浓度都为1 利于愈伤组织的形成 大于1时 如植物激素x浓度为1 植物激素y浓度为0 1 利于细胞群分化出芽 小于1时 如植物激素x浓度为0 1 植物激素y浓度为1 利于细胞群分化出根 4 生长素在植物组织培养中主要作用是促进细胞生长 分裂和分化 植物组织培养过程中除需要生长素外还需要细胞分裂素 二者共同起作用 5 植物组织培养是一种无性繁殖技术 利用试管苗繁殖后代不发生性状分离 答案 1 外植体 2 脱分化 去分化 3 未分化细胞群经分裂形成愈伤组织 当植物激素x与植物激素y的浓度比大于1时 未分化细胞群分化形成芽 当植物激素x与植物激素y的浓度比小于1时 未分化细胞群分化形成根 4 促进细胞的生长 伸长 分裂和分化细胞分裂素 5 组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖 后代不发生性状分离 3 2009年江苏高考 动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理 病理过程及其机制意义重大 下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图 请回答下列问题 1 肝脏切成小薄片 这有利于肝脏细胞 2 气室中充入5 co2气体的主要作用是 3 培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长 但要注意选择抗生素的 以保证抗生素对肝脏无害 4 有机物x有毒性 可诱发染色体断裂 利用上图所示装置和提供的下列材料用具 探究肝脏小块对有机物x是否具有解毒作用 材料用具 肝脏小块 外周血淋巴细胞 淋巴细胞培养液 植物凝集素 刺激淋巴细胞分裂 显微镜 载玻片 盖玻片 玻璃皿 滴管 吉姆萨染液 使染色体着色 有机物x溶液等 实验过程 在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞 取4等份 备用 利用甲 乙 丙 丁4组上图所示装置 按下表步骤操作 表示已完成的步骤 上表中还需进行的操作是 培养一段时间后 取4组装置中的等量培养液 分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养 一段时间后取淋巴细胞分别染色 制片 在显微镜下观察 并对比分析 若丙组淋巴细胞出现异常 而甲组的淋巴细胞正常 则说明 解析 本题考查动物细胞培养的相关知识 1 把肝脏切成小薄片 增大了肝脏细胞与外界溶液的接触面积 有利于肝脏细胞与外界进行物质交换 2 气室中充入5 co2的作用是形成碳酸来维持培养液适宜的ph 3