选修三1-2细胞工程.ppt

,自主梳理1植物细胞工程的基本技术(1)植物组织培养技术原理：植物细胞的全能性，即具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整个体的潜能。,过程,2植物体细胞杂交技术(1)概念：将不同植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，培育成新的植物体的技术。(2)细胞融合的生物学原理：细胞膜的流动性。(3)过程：,(4)人工诱导的方法物理法：离心、振动、电刺激等。化学法：一般用乙二醇(PEG)作为诱导剂诱导原生质体融合。融合成功的标志：杂种细胞再生出细胞壁。(5)与传统有性杂交相比，其优越性表现在：克服植物有性杂交不亲和性；打破物种之间的生殖隔离；扩大遗传重组的范围。,3植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径微型繁殖：是无性繁殖技术，没有基因重组，保持优良品种的遗传特性；高效快速地实现种苗的大量繁殖，有利于工厂化培养；选材少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。作物脱毒；切取茎尖进行组织培养获得的。人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等材料，经过人工薄膜包装得到的种子。后代无性状分离；不受季节、气候和地域的限制。,(2)作物新品种的培育单倍体育种突变体的利用：筛选对人们有用的突变体，进而培育出新品种。细胞产物的工厂化生产：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。,感悟拓展植物组织培养可单独使用，也可与其他的生物工程技术组合使用，如转基因植物的培育。因为基因工程应用于植物时可以植物体细胞或受精卵作为受体细胞，而培育转基因动物时，则只能以受精卵作受体细胞。,1将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是()A具有完整细胞核的细胞B一定的营养物质和植物激素C离体状态D导入指示基因,解析植物细胞具有全能性，即每一个细胞中都含有本物种体细胞的全套遗传物质。在进行组织培养时，需要离体的组织或细胞(具有完整细胞核)，需要一定的营养物质和植物激素(细胞分裂素、生长素)，不需要导入指示基因。答案D,在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列各项中为非必要条件的是()A培养基需消毒灭菌B给予适宜的温度C给予充足的光照D给予适宜的养料和激素答案C解析愈伤组织再分化成根、芽的胚状体时，需给予光照刺激，以促进叶绿素的合成，为随后的光合作用提供有利条件，本题中的限定前提是细胞脱分化形成愈伤组织的过程而不是再分化过程。,自主梳理1动物细胞培养和核移植技术(1)动物细胞培养过程(2)应用：病毒疫苗、干扰素、单克隆技术、细胞移植材料等。,2动物体细胞核移植技术和克隆动物过程,3动物细胞融合和单克隆抗体(1)动物细胞融合原理：细胞膜的流动性；过程：不同物种的两个或多个细胞经灭活的病毒或PEG诱导融合形成杂交细胞。意义：克服了有性杂交的不亲合性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。,(2)单克隆抗体过程：说明：(1)图中的B淋巴细胞是经过免疫的，实际上就是效应B细胞或浆细胞。,(2)对小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行融合时，要选用多个B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行融合。因为就目前常用的细胞融合方法来看，不管是用物理的、化学的方法，还是生物的方法，其融合率都不可能是100%。仅用两个细胞融合，其效率太低，不一定能得到融合细胞；其次，即使两个细胞已发生融合，但并不一定是研究者期望得到的细胞类型。,(3)用于筛选杂交瘤细胞的培养基属于选择培养基。(4)单克隆抗体的生产可分为体内生产和体外生产，最后从腹水或培养液中进行提取。优点：特异性强，灵敏度高，产量大。应用：作为诊断试剂，具有准确、高效、简易、快速的优点；用于治疗疾病和运载药物；主要用于治疗癌症，可制成“生物导弹”，“生物导弹”的组成成分为单克隆抗体和药物。,感悟拓展1植物组织培养和动物细胞培养的区别,2.动物细胞融合与植物体细胞杂交之间既有共性又有差异，如下表所示：,3.基因工程中受体细胞为动物细胞时，一般用动物病毒作为载体，不需要灭活；而动物细胞融合技术中，促融剂为灭活的仙台病毒，所谓灭活，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毒的抗原结构。,4制备单克隆抗体的原理及其分布(1)原理免疫原理利用效应B淋巴细胞能产生特异性抗体。细胞融合原理利用病毒对宿主细胞的穿透性使效应B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合。动物细胞培养技术对杂交瘤细胞进行体内、体外培养。(2)分布：主要分布于血清中，也分布于组织液及外分泌液中。,2如图表示用生物工程制备人抗A抗体的过程。请回答下列问题。(1)人的红细胞膜表面有被称为凝集原的特异_；从免疫学角度看，这种凝集原是_。,(2)图中细胞1是小鼠体内注入人A型血红细胞后而获得的_细胞，这种细胞具有产生_的特点，但难以在体外培养。甲培养皿中培养的细胞2，是从患骨髓瘤的小鼠体内获取的骨髓瘤细胞，这种细胞在体外培养时能_，但不会产生抗体。,(3)为了能充分发挥上述两种细胞各自的特点，经特殊外理，在促细胞融合因子的作用下，使两种细胞发生融合，形成图中的细胞3，这种细胞称为_。把它在乙培养皿中进行培养则能产生大量的细胞群，这种方法称为_。(4)过程的主要目的是_。通过过程或的培养方法能产生大量_抗体。,解析(1)红细胞膜表面的凝集原是膜上的糖蛋白，从免疫角度看该凝集原是抗原。(2)1是免疫B淋巴细胞，能产生单一的特异性抗体，骨髓瘤细胞能快速大量增殖。(3)3是杂交瘤细胞，其大量繁殖的过程叫做克隆。(4)过程是筛选能产生单一抗体的杂交瘤细胞的过程。,答案(1)糖蛋白抗原(2)免疫B淋巴单一的抗A抗体(或单一的特异性抗体)快速大量增殖(3)杂交瘤细胞单克隆(4)筛选出能产生单一抗A抗体的杂交瘤细胞抗A单克隆,用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是()A将抗原注入小鼠体内，获得能产生所需抗体的细胞B用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞C用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合D筛选杂交瘤细胞，并从中选出能产生抗体的B淋巴细胞群，培养后提取单克隆抗体,答案B解析将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞，把小鼠骨髓瘤细胞与能产生抗体的B淋巴细胞在聚乙二醇或灭活的仙台病毒的诱导下融合，融合后的杂交瘤细胞具有两个亲本细胞的特性，可以分泌化学性质单一、特异性强的抗体，即单克隆抗体。,命题热点1动、植物细胞工程应用【例1】通过植物组织培养技术，可以快速繁殖、培育无病毒的植物。培养过程如下：,(1)紫草细胞中提取的紫草素是制造治疗烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料。若要从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素，不再需要经过_过程，且哪项条件是不需要的_。A消毒灭菌B适宜温度C充足光照D适宜养料和激素,(2)用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构，若包裹上人造种皮，制成人工种子，可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。图中的相当于种子结构中的_，主要作用是_。(3)为了有利于幼苗茁状成长，提高农作物产量，请设计两种对人工种子处理的方法。_。,答案(1)再分化C(2)胚乳提供胚状体发育所需营养(3)在人工胚乳中添加固氮细菌、防病虫农药、除草剂和植物激素类似物等(答对2项即可)解析植物组织培养利用细胞的全能性，在离体的情况下通过脱分化和再分化，形成愈伤组织，还可以再通过发酵工程等用于生产药物。,命题热点2关于实验考查教材中有许多知识可以通过实验的方式进行考查：影响光合作用、呼吸作用的因素，各种激素生理功能，神经系统中反射弧的功能及兴奋在神经纤维上的传导，植物激素的发现及生理作用，微生物的培养及选择等。本节内容中应用动物细胞培养技术检测某物质的毒性就是这方面的典型例证。其实验原理为：应用动物细胞培养技术验证某物质的毒性。,利用含该物质的培养液培养动物细胞，一段时间后，取所培养的细胞制成装片观察，若发现标本中有发生染色体变异的细胞说明此物质有毒性，另外可根据染色体发生变异细胞占所有培养细胞的比例判断此物质毒性的大小。,【例2】现有甲、乙两种可能有一定毒性的化学物质，实验室研究人员欲通过动物细胞培养的方法来鉴定它们是否有毒性并比较二者毒性的强弱。请你以一个研究人员的身份参与此项研究，完成下列实验报告并回答有关问题。.实验原理：_。,根据这种变异细胞占全部培养细胞的百分数(以下称Q值)。可判断该化学物质的毒性。.实验材料：活的小白鼠胚胎。.药品用具：胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、培养瓶、恒温箱、载玻片、盖玻片、显微镜、小白鼠正常体细胞有丝分裂各时期高倍显微照片。,.实验步骤(1)制备细胞悬浮液把活的小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎，转入锥形瓶中，加入胰蛋白酶液处理，使胚胎组织离散成单个细胞，再加入动物细胞培养液，制成细胞悬浮液。,(2)进行细胞培养取A、B、C三个洁净的培养瓶，_。向A培养瓶中加入化学物质甲，向B培养瓶中加入等量的化学物质乙，并将培养瓶摇匀。向C瓶内_。,(3)制作临时装片当细胞增殖到大约第8代左右时，同时从恒温箱中取出三个培养瓶，用胰蛋白酶液处理，使培养的细胞从瓶壁上脱落，再加入动物细胞固定液以迅速杀死细胞并固定细胞。静置一段时间后，分别从各培养瓶底部吸取适量的细胞悬浮液，滴在与培养瓶有相同编号的载玻片的中央，_，35min后，盖上盖玻片。,(4)镜检和统计把临时装片放在显微镜下，先用低倍镜后用高倍镜，寻找处于_期的细胞，并与_对比以确认发生变异的细胞，同时统计该期变异的细胞占该期细胞总数的百分数(Q值)。.结果与结论经研究人员实验得知：A、B、C三个培养瓶的Q值依次为：QA1.3%、QB12.5%、QC0.1%，由此可知该实验的结论是_。,.回答问题：在实验中，C培养瓶起什么作用？_。答案.有毒物质能诱导细胞产生变异.(2)消毒灭菌，加入等量的细胞悬浮液加入等量蒸馏水(3)用适宜浓度龙胆紫溶液染色(4)细胞有丝分裂中C组.甲、乙都是有毒性的，且乙的毒性大于甲.对照,1(2009浙江，1)用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是()A都需用CO2培养箱B都须用液体培养基C都要在无菌条件下进行D都可体现细胞的全能性,答案C解析用动、植物成体的体细胞进行离体培