高考生物一轮复习 第33讲 克隆技术课件.ppt

第33讲克隆技术 考点克隆技术 一 植物的克隆1 植物克隆 1 技术基础 2 理论基础 植物细胞的 原因 植物体的每个生活细胞都具有 3 植物细胞的全能性的实现条件 离体 适当的 包括水 无机盐 氨基酸等 适宜条件 温度 光照等 以及物质 4 植物激素的作用 诱导的形成和生长 诱导和控制过程 植物组织培养 全能性 完整的全套遗传物质 营养 维生素 蔗糖 无菌 湿度 生长调节 愈伤组织 再分化 2 植物组织培养 1 程序 培养基的配制 小组织块的切取 的获得 新植株的再生 2 填写基本操作过程图 图中 a表示 b表示或 半固体 愈伤组织 脱分化 再分化 愈伤组织 胚状体 丛状苗 3 植物细胞培养和器官培养 1 植物细胞培养程序 愈伤组织 用进行培养 单个胚性细胞 在适宜培养基中培养 细胞团 胚 胚 完整植株 2 器官发生和形态建成的实现 通过平衡的进行调控 如适量的和配比 可诱导芽的分化 适量的及适当减除其他某些激素 可诱导生根 摇床 液体悬浮 球形 心形 胚状体 植物激素配比 生长素 细胞分裂素 吲哚乙酸 4 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的溶液环境 较高渗透压 下 用和混合液处理根尖 叶片 愈伤组织或悬浮培养细胞 除去 获得的原生质体 2 植物细胞工程的操作过程 甘露醇 纤维素酶 果胶酶 细胞壁 球形 基因工程 转基因细胞 5 植物克隆技术的应用 1 实现工厂化的植物快速繁殖 2 生产 恢复品种的性状 3 生产重要的 如药物 色素 香料 杀虫剂等 4 植物细胞工程 转基因作物 突变体选择 单倍体育种 脱毒苗 次生代谢产物 育种 二 动物的克隆1 动物细胞 组织培养 1 动物克隆的技术基础是 动物的细胞和组织培养 2 动物 成纤维 细胞培养的过程 胰酶消化 原代培养 传化培养 分瓶 细胞系 有限细胞系 连续细胞系 细胞株 有限细胞株 连续细胞株 3 动物细胞培养必需传代的原因 细胞培养到一定时期 细胞会因为密度过大造成 或者因为代谢消耗引起 不能正常生长 4 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 接触抑制 营养枯竭 机体 原代培养细胞 2 细胞系和细胞株 1 细胞系 是指可连续传代的细胞 可分为细胞系 恶性细胞系 具有异体致瘤性 良性 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 连续 有限 原代培养物或细胞系 特殊性质 连续 有限 3 克隆培养法 1 概念 把单细胞从群体中分离出来单独培养 使之繁衍成一个新的的技术 单抗等都是应用克隆培养法建立的 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 调节 co2培养箱 一个 细胞群体 细胞株 单个细胞 血清 滋养细胞 激素 ph 4 动物的克隆繁殖 1 动物难以克隆的根本原因是体细胞中基因 细胞质中存在 2 细胞核移植实验和动物的克隆繁殖 选择性表达 调节因子 营养限制性 融合 八细胞 胚胎移植 同期发情 3 动物体细胞核成功克隆的原因 去除了的限制 多莉 诞生说明 动物仍能表现全能性 胚胎和个体发育中 细胞质具有作用 核基因表达 体细胞核 调控 5 单克隆抗体 1 制备过程 2 单克隆抗体的特点 抗原 骨髓瘤细胞 单克隆抗体 产生特定抗体 杂交瘤细胞 特异性强 灵敏度高 1 2015 10月浙江选考节选 科研人员拟将已知的花色基因 目的基因 转入矮牵牛的核基因组中 培育新花色的矮牵牛 请回答 将消毒后的矮牵牛叶片剪成小片 在含有目的基因的农杆菌溶液中浸泡后 取出并转移至加有适当配比生长调节剂的ms培养基 含蔗糖 琼脂和抗生素 下同 上 使小叶先脱分化形成 再将其转移至另一培养基诱导形成芽 芽切割后转移至 a lb培养基b ms培养基 适宜浓度naac ms培养基 适宜浓度bad naa ba小于1的ms培养基 上生根 形成完整植株 解析组培时 先将处理后的外植体接种在适当的培养基上 先经脱分化形成愈伤组织 再将其转移至另一培养基诱导生芽形成的丛状苗 丛状苗经分离后转移至添加适宜浓度naa的ms培养基上生根 形成完整植株 注意生根培养基中生长素类物质浓度需大于细胞分裂素类 答案愈伤组织b 2 2016 4月浙江选考节选 兔肝细胞中的基因e编码代谢甲醛的酶 拟利用基因工程技术将基因e转入矮牵牛中 以提高矮牵牛对甲醛的代谢能力 请回答 1 将被侵染的叶片除菌后进行培养 最终得到转基因矮牵牛 其中培养过程正确的是 a 叶片在含合适浓度生长素的培养基上分化形成愈伤组织b 愈伤组织在含细胞分裂素和生长素配比较高的培养基上形成芽c 再生的芽在细胞分裂素含量高的培养基上生根d 愈伤组织在含合适浓度植物生长调节剂的培养基上脱分化形成再生植株 2 取转基因矮牵牛叶片 放入含ms液体培养基和适量浓度甲醛且密封的试管中 将试管置于 上 进行液体悬浮培养 一段时间后测定培养基中甲醛的含量 以判断基因e是否在转基因矮牵牛中正常表达 培养过程中液体培养基的作用 一是提供营养 二是 从而使叶片保持正常形态 解析 1 在植物组织培养过程中 植物激素的浓度配比影响着脱分化和再分化过程 培养基中细胞分裂素配比较高时诱导愈伤组织生芽 培养基中生长素配比较高时诱导生根 培养基中含合适浓度配比的植物激素时再分化成再生植株 2 将转基因矮牵牛叶片接种在液体培养基上 用揺床进行液体悬浮培养可获得单细胞 若在培养液中加入甲醛 可以通过测定培养基中甲醛的含量 以判断基因e是否在转基因矮牵牛中正常表达 液体悬浮培养中用到液体培养基 液体培养基除提供营养外还需要维持渗透压 维持细胞的正常形态和功能 答案 1 b 2 摇床维持渗透压 3 2016 10月浙江选考节选 某小组欲进行烟草原生质体分离与培养的研究 请回答 1 原生质体的分离 在无菌条件下 取烟草无菌苗的叶片 放入含有0 5mol l甘露醇 维持较高渗透压 的 混合液处理 经过离心纯化后获得原生质体 2 原生质体的培养 将原生质体进行培养 重新长出细胞壁 形成胚性细胞 此时 应该 培养基中甘露醇浓度 以利于胚性细胞继续培养形成细胞团 然后经两条途径形成再生植株 途径一 细胞团经球形胚 和胚状体 最后发育成植株 途径二 细胞团增殖为愈伤组织 然后在发芽培养基上诱导出芽 切割芽经过生根后形成完整植株 上述发芽培养基中含量相对较高的激素是 胚性细胞的主要特点是 a 液泡小 细胞核小b 液泡大 细胞核大c 液泡大 细胞核小d 液泡小 细胞核大 3 为了对烟草的某些性状进行改良 分离到两种烟草的原生质体后 通过 方法将他们的遗传物质组合在一起 经培养获得具有新性状的再生植株 提取再生植株的dna 采用 扩增相关基因 来鉴定遗传物质是否成功重组 解析 1 原生质体取得 需要在较高渗透压的甘露醇溶液中 将植物细胞用纤维素酶和果胶酶处理 去除细胞壁 从而得到原生质体 2 当原生质体再生出细胞壁后 应当降低培养基中甘露醇浓度 否则将会影响细胞的分裂和生长 胚性细胞继续培养形成细胞团 然后经球形胚 心形胚和胚状体 最后发育成植株 发芽培养基中含量相对较高的激素是细胞分裂素 而生长素含量较低 胚性细胞的主要特点是细胞质丰富 液泡小而细胞核大 3 分离到两种烟草的原生质体后 可以通过原生质体融合的方法将他们的遗传物质组合在一起 经培养获得具有新性状的再生植株 在体外扩增相关基因的方法是采用pcr技术 答案 1 纤维素酶和果胶酶 2 降低心形胚细胞分裂素d 3 原生质体融合pcr 本题组对应选修三p21 p37 克隆技术 1 愈伤组织是由相对的活的细胞团组成 其细胞具有细胞质 液泡而细胞核 2 由于不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间 差异 细胞全能性大不相同 有的如拟南芥 烟草和番茄等的培养细胞很再生出新植株 并能在多个世代中细胞全能性表达 而有的如小麦 玉米和水稻等的一些品种或品系的培养细胞所诱导出的再生植株 在多次继代培养后 会细胞全能性表达能力 没有分化 薄壁 丰富 小 大 遗传性 表达程度 容易 保持 丧失 3 在长期培养中 培养物的胚胎发生和器官形成能力下降的可能原因有染色体 细胞核或产生等 而且其结果是的 细胞或组织中平衡被打破 或细胞对外源生长物质的发生改变 随着时间推移 由于其他各种原因产生了缺乏的细胞系 4 通过大量培养特定细胞系 实现了能产生重要的细胞的大量克隆和产物的工业化生产 通过培养 进行单倍体克隆 在培养基中加入不同浓度的或病原体的 诱发和筛选了抗盐或抗病突变体 畸变 变异 非整倍体 不可逆 激素 敏感性 成胚性 次生代谢产物 花药 nacl 毒蛋白 5 动物的组织经过或消化 使其分散成细胞 然后 在人工控制的培养条件下 使这些细胞得以 并保持生长 分裂乃和有规律的衰老 死亡等生命活动现象 6 理论上各种培养细胞都可被 但原代培养细胞和有限细胞系克隆较 相反 无限细胞系 转化细胞系和肿瘤细胞系克隆较 这是因为只有对培养环境有和具有较强能力的细胞 才容易做细胞克隆 在这方面 单细胞通常群体细胞 原代细胞 有限细胞通常无限细胞 转化或肿瘤细胞 机械消化 胰酶 单个 生存 接触抑制 克隆 困难 容易 较大适应范围 独立生存 不如 不如 7 动物的受精卵具有 具有使后代细胞形成的潜能 随胚胎发育 细胞的全能表达能力下降 成为 直到体细胞 不再能分化为其他细胞 低等动物细胞的全能性一般比较容易 癌细胞逆转为正常细胞 所以 无论分化还是癌化 变化的都是 基因组成的完整性可以 动物体细胞中基因组成是完整的 但细胞分化使得基因的表达发生了 细胞中合成了 细胞全能性难以发挥 8 体细胞羊的克隆成功证明了 1 高度分化的细胞经过一定技术处理 也可以回复到类似时期的功能 2 在胚胎和个体发育中 细胞质具有的作用 全能性 完整个体 多能细胞 专能细胞 体现 仍能 表现型 保留 差异化 专一的蛋白质 受精卵 调控细胞核发育 9 克隆羊获得成功的部分原因 重组卵细胞最初分裂时虽然复制了dna 但并未开始 同时 供体核dna开始丢失来源于乳腺细胞的 在重组卵细胞开始分裂时 原乳腺细胞的调节蛋白便全部被中的蛋白因子替换了 因此核dna被重新编排 胚细胞开始基因 进而调控胚在代孕母亲子宫中的进一步发育 因此 采用技术 选择细胞进行移植 并在核移植前对乳腺细胞进行了培养 有利于细胞核的一系列变化和细胞融合后基因表达的的启动 基因的转录 调节蛋白 第三次 卵细胞质 表达自己的 电脉冲细胞融合 分裂3次时的 营养限制性 分子开关 角度1植物的克隆1 下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程 据图分析错误的是 a 过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理b 过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变c 过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能d 过程需用适宜配比的植物激素处理 解析植物细胞壁主要是由纤维素和果胶组成的 常选用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 获得具有活力的原生质体 a正确 紫外线照射诱变育种所依据的原理是基因突变或染色体畸变 这种变异是不定向的 b错误 过程是脱分化 指已经分化的植物器官 组织或细胞 当受到创伤或进行离体 也受到创伤 培养时 已停止分裂的细胞 又重新恢复分裂 细胞改变原有的分化状态 失去原有结构和功能 成为具有未分化特性的细胞 c正确 是再分化 需用适宜配比的植物激素诱导 d正确 答案b 2 甲 乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物 甲含有效成分a 乙含有效成分b 某研究小组拟培育同时含有a和b的新型药用植物 回答下列问题 1 为了培育该新型药用植物 可取甲和乙的叶片 先用 酶和 酶去除细胞壁 获得具有活力的 再用化学诱导剂诱导二者融合 形成的融合细胞进一步培养形成 组织 然后经过 形成完整的杂种植株 这种培育技术称为 2 上述杂种植株属于多倍体 多倍体是指 假设甲与乙有性杂交的后代是不育的 而上述杂种植株是可育的 造成这种差异的原因是 3 这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖 经植物组织培养得到的 用人工薄膜包装后可得到人工种子 解析 1 该新型药用植物是通过植物体细胞杂交技术获得的 要获得有活力的原生质体才能进行体细胞杂交 因此首先用纤维素酶和果胶酶去掉植物的细胞壁 然后用peg化学诱导剂 物理方法 离心 振动等 诱导二者的原生质体融合 然后采用植物组织培养技术获得杂种植株 植物组织培养的主要过程是 先脱分化形成愈伤组织 然后再分化形成植物体 利用了植物细胞的全能性 2 如果植物甲 乙是两个物种 二者不能通过有性杂交产生可育后代 原因是甲 乙有性杂交所产生的后代在减数分裂过程中同源染色体联会异常 也就是存在着生殖隔离 但植物甲 乙通过植物体细胞杂交技术产生的后代却是可育的 因为在减数分裂过程中同源染色体能完成正常的联会 产生正常的配子 由于甲 乙都是二倍体 因此 植物体细胞杂交得到的后代是异源多倍体 四倍体 3 人工种子生产不受气候 季节和地域等因素限制 而且可以避免后代发生性状分离等优点 因此 植物细胞工程重要的应用之一是制备人工种子 用到的核心技术是植物组织培养技术 将植物组织培养得到的胚状体 不定芽 顶芽 腋芽等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子 答案 1 纤维素果胶原生质体愈伤再分化 分化 植物体细胞杂交技术 2 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体在减数分裂过程中 前者染色体联会异常 而后者染色体联会正常 3 胚状体 1 植物组织培养的操作流程 2 脱分化和再分化的比较 角度2动物的克隆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一般都培养了多代 具有了连续增殖能力 二倍体核型发生了改变 大多数细胞具有异倍体核型 a错误 细胞癌变是由相关基因突变引起的 如果癌细胞在一定条件下发生回复性的基因突变 则有可能恢复成正常细胞 b正确 细胞克隆的最基本的要求是 必须确定所建立的克隆来源于单个细胞 c错误 未经克隆化培养的细胞系具有异质性 而克隆化培养成的细胞株则具有相同的性状 d错误 答案b 2 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