苏教版选修三 细胞工程概述 课件（50张）.ppt

细胞工程概述 2 考点一 自主梳理 核心突破 典题试做 考点二 考点三 考点一植物细胞工程 3 考点一 自主梳理 核心突破 典题试做 考点二 考点三 2 植物细胞的全能性 1 概念 具有某种生物全套遗传信息的细胞都具有发育成为一个新的生物个体的潜能 2 物质基础 细胞内含有本物种全套的遗传信息 3 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 形成不同的组织 器官 4 考点一 自主梳理 核心突破 典题试做 考点二 考点三 3 植物组织培养技术 1 原理 细胞的全能性 5 考点一 自主梳理 核心突破 典题试做 考点二 考点三 4 植物体细胞杂交技术 1 概念 在一定条件下把不同种的生物的体细胞融合形成杂种细胞 并把杂种细胞培育成新的生物体的技术 2 操作流程 6 考点一 自主梳理 核心突破 典题试做 考点二 考点三 a 过程 为去除细胞壁获得具有活力的原生质体 常用方法是酶解法 所用到的酶是纤维素酶 果胶酶 b 过程 是原生质体的融合 人工诱导的物理法为电场诱导融合法 化学法一般用聚乙二醇诱导融合法 c 过程 是原生质体融合后再生出细胞壁 这是原生质体融合成功的标志 d 植物细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性 3 意义 可以逾越种间 属间的杂交障碍培育出新的生物 7 考点一 自主梳理 核心突破 典题试做 考点二 考点三 5 植物细胞工程的实际应用 1 植物繁殖的新途径 快速繁殖 培育无病毒植物 人工种子 2 作物新品种的培育 单倍体育种 突变体的利用 3 植物细胞代谢产物的工厂化生产 8 考点一 自主梳理 核心突破 典题试做 考点二 考点三 判一判 1 离体的棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞的全能性 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 外植体通过脱分化和再分化形成愈伤组织 提示 植物细胞表现出全能性的首要条件是离体 9 考点一 自主梳理 核心突破 典题试做 考点二 考点三 4 利用物理法和化学法 可以直接将两个植物细胞进行诱导融合 5 再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志 6 在植物组织培养过程中 可以将愈伤组织经过人工薄膜包装得到人工种子 提示 在原生质体融合之前要首先利用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁 提示 人工种子是以植物组织培养得到的胚状体 不定芽 顶芽和腋芽等为材料 经过人工薄膜包装得到的 10 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 植物组织培养技术流程 11 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 知识拓展 1 外植体 宜选用幼嫩的组织或含分生组织的部分 脱分化较为容易 2 消毒 植物组织培养要想取得成功 必须有效防止细菌等的污染 可用体积分数为70 的酒精和体积分数为20 的次氯酸钠对外植体进行消毒 3 光照 离体的植物细胞 组织和器官脱分化形成愈伤组织时 需避光处理 愈伤组织再分化形成植物幼苗时 需光照处理 12 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 4 脱分化和再分化的比较 13 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 例题水稻 二倍体 的花药通过无菌操作 在一定条件下形成试管苗 请回答下列问题 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 在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 2 要促进花粉细胞分裂和生长 培养基中应有和两类激素 3 愈伤组织再分化是指愈伤组织形成芽和根 再发育成具有根 茎和叶的植物体 这一过程必须给予光照 其原因是的形成需要光照 4 这种利用花药离体培养成的试管苗属于体 要使它繁殖后代必须采取的措施是 14 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 答案 1 水矿质元素 无机盐 2 生长素细胞分裂素 3 叶绿素 4 单倍用秋水仙素处理 15 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 对应训练花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病 野生黑芥具有黑腐病的抗性基因 用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化 并丧失再生能力 再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合 以获得抗黑腐病杂种植株 流程如下图 16 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 据图回答下列问题 1 过程 所需的酶是 2 过程 后 在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的存在 这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志 3 原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压 其作用是 原生质体经过再生 进而分裂和脱分化形成愈伤组织 4 若分析再生植株的染色体变异类型 应剪取再生植株和植株的根尖 通过 染色和制片等过程制成装片 然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目 17 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 5 采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组dna进行pcr扩增 得到两亲本的差异性条带 可用于杂种植株的鉴定 下图是用该引物对双亲及再生植株1 4进行pcr扩增的结果 据图判断 再生植株1 4中一定是杂种植株的有 6 对杂种植株进行接种实验 可筛选出具有高抗性的杂种植株 18 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 答案 1 纤维素酶和果胶酶 2 叶绿体 3 保持原生质体完整性细胞壁 4 双亲 或花椰菜和黑芥 解离漂洗 5 1 2 4 6 黑腐病菌 19 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 解析 1 据题图分析 为获得有活力原生质体的过程 常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 2 过程为诱导原生质体融合 叶肉细胞中含有叶绿体 融合成功的活细胞中肯定含有叶绿体 3 原生质体在培养液浓度过高时会失水皱缩 在培养液浓度过低时则会吸水涨破 在培养液中加入适宜浓度的甘露醇以保持与原生质体内相同的渗透压 目的是维持原生质体的正常形态 保持其完整性 原生质体再生出新细胞壁后 可经脱分化形成愈伤组织 4 染色体变异在显微镜下可见 为确定再生植株的变异类型 可选取再生植株与双亲植株根尖分生区细胞 经解离 漂洗 染色 制片后 观察比较它们之间染色体的不同 5 再生植株1 2 4中既有花椰菜的dna 又有黑芥的dna 应为杂种植株 6 为筛选高抗性的杂种植株 可对杂种植株接种黑腐病菌 据其接种后的表现进行选择 20 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 考点二动物细胞培养与体细胞克隆1 动物细胞培养 1 过程 21 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 2 培养条件 无菌 无毒的环境 对培养液和所用培养用具进行无菌处理 并在培养液中添加抗生素 以防止培养过程中的污染 定期更换培养液以清除代谢产物 营养 除正常的无机营养和有机营养外 加入血清 血浆等天然成分 适宜的温度和ph 温度为36 5 左右 ph为7 2 7 4 气体环境 95 的空气加5 的co2的混合气体 3 应用 生物制品的生产 转基因动物的培养 检测有毒物质 医学研究等 22 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 2 动物细胞核移植 1 概念 把一个动物细胞的细胞核移入一个已经去除细胞核的卵母细胞中 使其重组并发育成一个新的胚胎 最终发育为一个动物个体的技术 2 过程 23 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 3 应用 加速家畜遗传改良的进程 促进优良畜群的繁育 保护濒危物种 生产医用蛋白 作为异种移植的供体 24 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 判一判 1 植物组织培养常用液体培养基 动物细胞培养常用固体培养基 2 具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞是生物克隆的重要条件之一 3 在原代培养过程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 提示 植物组织培养常用固体培养基 动物细胞培养常用液体培养基 25 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 4 核移植过程中供体理论上是提供细胞核 但操作过程中可以把整个细胞注入去核的卵母细胞中去 5 动物细胞培养中 co2的主要作用是维持培养液的ph 6 克隆动物的性状完全与供体动物相同 提示 克隆动物部分细胞质基因来自去核的卵母细胞 所以克隆动物的性状不完全与供体动物相同 26 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 植物组织培养 动物细胞培养和核移植的比较 27 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 28 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 错混辨析 1 植物组织培养和动物细胞培养都存在细胞的培养过程 但植物细胞可以先分裂再分化 而动物细胞不分化只分裂 2 区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养 贴壁生长到一定程度需要用胰蛋白酶处理 然后再分瓶培养 原代培养结束 开始了传代培养 3 经植物组织培养成的植株与提供外植体的植株完全相同 而动物细胞核移植形成的个体与供体大部分性状相同 也有部分性状与提供卵母细胞的个体相同 4 核移植过程中供体理论上是提供细胞核 但操作过程中可以把整个体细胞注入去核的卵母细胞中去 原因是体细胞体积相对较小 取核难度较大 另外细胞膜对核融合的障碍性较小 5 植物组织培养时 植物细胞在激素的诱导下能表达出全能性 但动物杂交细胞不能表达出全能性 29 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 例题 2015河北唐山二模 阅读以下材料 回答问题 材料1 某研究小组对小鼠的肝肿瘤细胞 甲 和正常肝细胞 乙 进行培养 材料2 基因敲除是通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术 1 材料1属于工程范畴 制备肝细胞悬浮液时剪碎肝组织 再用处理 肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5 的co2 其主要作用是 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 30 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 2 材料2属于基因工程的范畴 将某基因插入基因表达载体的目的基因中 使目的基因 通过技术导入es细胞中 观察基因敲除前后生物体性状的变化 可以研究目的基因 敲除基因 的 敲除抗原决定基因 还可获得适合人体移植的其他动物器官 减弱或消除 31 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 答案 1 细胞胰蛋白酶 或胶原蛋白酶 维持培养液的ph抗生素 2 失活 或灭活 显微注射功能免疫排斥 或排斥反应 解析 1 培养小鼠的肝肿瘤细胞和正常肝细胞的技术手段是动物细胞培养 制备肝细胞悬浮液时剪碎肝组织 再用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 肝细胞培养过程中在培养液中通入5 的co2的目的是维持培养液的ph 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抗生素 2 基因工程中将某基因插入基因表达载体的目的基因中 则目的基因因结构改变而失去活性 通过显微注射技术导入es细胞中 观察基因敲除前后生物体性状的变化 可以研究目的基因 敲除基因 的功能 敲除抗原决定基因 还可获得适合人体移植的其他动物器官 减弱或消除免疫排斥 32 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 对应训练1 2015北京重点中学月考 rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞 科研人员利用胚胎干细胞 es细胞 对rag2基因缺失小鼠进行基因治疗 其技术流程如图 33 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 1 步骤 中 在核移植前应去除卵母细胞的 结构 2 培养细胞过程中 要置于co2培养箱中 其中co2的主要作用是 3 步骤 中 需要构建含有rag2基因的表达载体 可以根据rag2基因的设计引物 利用pcr技术扩增rag2基因片段 用hind 和pst 限制酶分别在片段两侧进行酶切获得rag2基因片段 为将该片段直接连接到表达载体 所选择的表达载体上应具有酶的酶切位点 4 为检测rag2基因的表达情况 可提取治疗后小鼠骨髓细胞的 用抗rag2蛋白的抗体进行杂交实验 34 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 答案 1 细胞核 2 维持培养液的ph 3 核苷酸序列hind 和pst 4 蛋白质 解析 1 核移植是将体细胞核移植到去核的卵母细胞中 所以实验前要去除卵母细胞的细胞核 2 用于动物细胞培养的co2培养箱中的co2的主要作用是维持培养液的ph 3 设计引物要循序碱基互补配对原则 所以根据rag2基因的核苷酸序列进行设计 rag2基因是利用限制酶hind 和pst 切割获得的 所以表达载体应具有hind 和pst 的酶切位点 4 基因表达的产物是蛋白质 所以提取小鼠骨髓细胞的蛋白质进行抗原 抗体杂交 35 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 对应训练2人类在预防与诊疗传染性疾病的过程中 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 36 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 请回答下列问题 1 过程 代表的是 2 上述基因工程中的核心步骤是 构建a基因表达载体时 必须使用和两种工具酶 3 若将含有a基因的受体细胞在体外培养 必须满足无菌无毒 营养 气体环境等条件 才能使细胞大量增殖 若受体细胞是受精卵 则需将其在体外培养到时期 将其移入母体子宫 培育成转基因动物 转基因动物可以作为 生产a蛋白 4 过程 采用的实验技术是 过程 可以用电激 聚乙二醇 等作诱导因素 获得的x是 37 考点一 考点二 考点三 自主梳理 典题试做 核心突破 答案 1 逆转录 或反转录 2 基因表达载体的构建限制性核酸内切酶 或限制酶 dna连接酶 3 温度和ph桑椹胚或囊胚生物反应器 4 细胞融合 或动物细胞融合 灭活的病毒杂交瘤细胞 解析 图中 为逆转录合成dna的过程 为获得目的基因 为细胞融合 x是能生产抗a蛋白的单克隆抗体的杂交瘤细胞 38 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 考点三动物细胞融合和单克隆抗体1 动物细胞融合 1 概念 动物细胞融合是指在一定条件下将两个或多个动物细胞融合为一个细胞的过程 3 意义 突破了有性杂交方法的局限 使远缘杂交成为可能 也为制备单克隆抗体开辟了新的途径 39 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 2 单克隆抗体 1 过程 2 优点 特异性强 灵敏度高 可大量制备 3 用途 作为诊断试剂 用于治疗疾病和运载药物 40 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 判一判 1 植物体细胞杂交和动物细胞融合的原理相同 融合的方法也相同 2 必须是经过免疫的b淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后才可以产生单克隆抗体 3 单克隆抗体制备过程中 每次筛选的方法是相同的 4 单克隆抗体的优点是灵敏度高 特异性强 并可大量制备 提示 用灭活的病毒诱导细胞融合是动物细胞融合特有的方法 提示 单克隆抗体制备过程中 第一次筛选用选择性培养基 之后的筛选方法为克隆化培养和抗体检测 41 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 1 植物体细胞杂交和动物细胞融合比较 42 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 错混辨析 1 植物体细胞杂交的目的是获得杂种植株 而动物细胞融合的目的是获得杂交细胞 2 植物体细胞杂交所使用的工具酶是纤维素酶和果胶酶 动物细胞培养使用的工具酶为胰蛋白酶 动物细胞融合不需要工具酶 43 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 2 单克隆抗体 1 原理 一种b淋巴细胞只产生一种特异性抗体 肿瘤细胞可无限增殖 两种细胞融合产生的杂交瘤细胞可以保持亲代双方的特点 既能无限增殖 又能产生单一抗体 44 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 2 制备流程 3 单克隆抗体的优点 特异性强 灵敏度高 能大量制备 45 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 知识拓展单克隆抗体制备过程中经过两类筛选 1 筛选出杂交瘤细胞 在特定的选择培养基中进行筛选 未融合的亲本细胞和融合的具有同种核型的细胞都会死亡 只有经过免疫的b淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成的杂种细胞才能生长 2 抗体检测 利用专一抗体检验阳性 筛选出能够产生所需特异性抗体的杂交瘤细胞群 46 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 例题 2014全国 卷 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 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 47 考点一 考点二 考点三 自主梳理 核心突破 典题试做 1 制备融合所需的b淋巴细胞时 所用免疫小鼠的