选修克隆技术.ppt

第34讲克隆技术,本讲目录,回归教材夯实基础,知能演练强化闯关,高频考点深度剖析,易错辨析技法提升,一、植物的克隆,遗传上的全能性,获得愈伤组织,原生质体,受体细胞,想一想1植物细胞表现出全能性的前提条件是什么？【提示】必须是离体的植物器官、组织或细胞(外植体)。,二、动物的克隆1动物细胞的培养从动物体中取出相关的组织，将它分散成_的悬浮液，然后在人工控制的培养条件下，使这些细胞得以生存，并保持生长、分裂(繁殖)乃至接触抑制和有规律的衰老、死亡性能等生命活动现象。2动物组织培养动物组织在体外及人工条件下维持生活状态或生态特性。动物组织培养过程中可以伴随_。,单个细胞,组织分化,3原代培养和传代培养(1)原代培养从机体取出后立即进行的细胞、组织培养。(2)传代培养将_的细胞分成若干份,接种到若干份培养基中，使其继续生长、增殖。4细胞系和细胞株(1)细胞系：指可连续传代的细胞。原代培养物在_时就成为细胞系。(2)细胞株：从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞，一般具有恒定的染色体组型、_、病毒敏感性和_等。,原代培养,首次传代,同功酶类型,生化特性,5克隆培养法(1)概念：把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。(2)基本要求：必须肯定所建成的克隆来源于_。(3)提高成功率的措施选择适宜的培养基、添加_、以_支持生长、激素刺激、使用CO2培养箱、调节pH。,单个细胞,血清,滋养细胞,想一想2动物细胞培养和植物细胞培养的培养基有什么不同？动物组织培养与植物组织培养的目的有什么不同？【提示】动物细胞培养的培养基一般要添加动物血清；动物组织培养是为了获取大量细胞群，植物组织培养是为了获取完整植株。,受精卵,(2)动物难以克隆的根本原因在动物的个体发育过程中，细胞分化使得细胞发生了基因的差异表达，细胞基因组中基因的活动很不完全。(3)细胞核移植实验和动物的克隆繁殖核移植：利用一个细胞的_来取代另一个细胞中的细胞核，形成一个_。动物的克隆繁殖,细胞核,重建的“合子”,1细胞的全能性(1)含义：植物体的每个生活细胞都具有发育成完整植株的潜能。(2)基础：植物体的每一个细胞都包含该物种所特有的全部遗传信息。(3)全能性表达的条件离体、无菌。一定的营养物质，如水、无机盐、蔗糖、维生素等。植物生长调节剂。,(4)在生物体内细胞并没有表现出全能性的原因：基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，细胞分化为不同的组织、器官。(5)全能性表达的程度(由易到难)受精卵生殖细胞体细胞。植物细胞动物细胞。,2植物组织培养过程,特别提醒(1)脱分化过程实际上是有丝分裂过程，该过程不需要光。(2)再分化过程诱导愈伤组织分化为幼苗或胚状体结构，该过程需要光。(3)胚状体继续分裂分化成完整植株，该过程需要光。(4)生长素和细胞分裂素比例不同,植物组织培养的结果不同。,3植物细胞工程,特别提醒(1)原生质体的获得：需用纤维素酶和果胶酶混合液除去植物的细胞壁。(2)原生质体培养是植物细胞工程技术发展的基础。,(2013绍兴模拟)下列有关植物克隆技术的叙述中，错误的是()A植物组织培养中通过调节营养物质的配比可以实现器官发生和形态建成B诱导某些植物的愈伤组织能使其直接发育成花芽C植物愈伤组织通过液体悬浮培养能分散成单细胞，这种单细胞能发育成胚状体D植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压,【解析】植物组织培养中通过调节营养物质和植物生长调节剂的配比可以实现器官发生和形态建成；有的植物(如风信子)可以在愈伤组织的基础上直接发育出花器官。【答案】A,变式训练下列有关植物细胞工程的叙述，错误的是()A通过培养植物细胞，可获取大量的细胞代谢产物B在培养基中加入不同浓度的氯化钠溶液，可诱发和筛选出抗盐植株C原生质体培养结合基因工程技术，可获得具有特定性状的新植株D由于植物细胞具有全能性，同种植物的不同基因型个体，它们细胞全能性的表达程度相同,解析：选D。如果植物细胞培养仅培养到愈伤组织阶段，则可利用愈伤组织增殖能力强、种类单一等特点，生产细胞代谢产物，A正确；改变外界条件，既可进行筛选也可进行诱变，B正确；基因工程可以定向改造生物性状，C正确；对于同种植物的不同基因型的个体，它们的细胞会发生分化，而细胞分化的程度不同，直接导致细胞全能性的表达程度不同，D错。,4应用(1)生产病毒疫苗、单克隆抗体、干扰素等。(2)利用动物细胞培养技术中的细胞贴壁生长和接触抑制的特点，可用烧伤病人自己的健康皮肤细胞培养出大量的自身薄层皮肤细胞，以供植皮所需。(3)培养的动物细胞用于检测有毒物质，判断物质的毒性。,5原代培养和传代培养,6.细胞系和细胞株,(2013宁波模拟)下列关于动物细胞培养的说法正确的是()A连续细胞系不具有异倍体核型B动物组织细胞间的胶原纤维可用纤维素酶水解C原代培养细胞、有限细胞系比无限细胞系、肿瘤细胞更容易克隆D提高动物细胞克隆形成率需要以滋养细胞支持生长及激素刺激等条件,【解析】连续细胞系大多数具有异倍体核型；动物组织细胞间的胶原纤维的主要成分是胶原蛋白，可以用胰蛋白酶酶解，不能用纤维素酶水解；在进行细胞克隆时，原代细胞、有限细胞系通常不如无限细胞系、转化或肿瘤细胞更容易克隆。【答案】D,变式训练下列关于动物细胞克隆培养法的叙述，错误的是()A必须把一个单细胞从群体中分离出来单独培养B可利用胰岛素刺激来提高细胞克隆形成率C在实际操作中，原代细胞比肿瘤细胞更容易克隆D细胞克隆的最主要用途之一是从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系解析：选C。动物细胞培养过程需要用胰蛋白酶分解组织细胞间蛋白质的联系，使其分散成单个细胞；肿瘤细胞具有无限增殖的特点，原代培养的细胞培养到第10代时，大部分细胞出现生长停滞的现象；细胞克隆过程中，传代培养中部分细胞会发生癌变，有些细胞能无限增殖。,1克隆羊培育过程,(1)克隆原理：动物细胞核具有全能性。(2)克隆技术：核移植和胚胎移植。(3)克隆繁殖：无性繁殖。2体细胞核移植技术的应用前景遗传疾病的治疗、优良品种的培育、物种的优化、濒危动物的保存、转基因动物的扩群等。,下面关于克隆技术和动物胚胎工程的叙述，正确的是()A将花药离体培养成单倍体植株过程属于克隆B皮肤干细胞经过脱分化和再分化形成皮肤器官C从卵巢中取出的卵母细胞可直接与获能后的精子完成受精作用D核移植形成的重组细胞在初次分裂时核基因不转录,【解析】花药离体培养属于植物组织培养；动物细胞培养一般不包括脱分化和再分化过程，植物组织培养包括脱分化和再分化；卵巢中取出的卵母细胞培养成熟后才能与获能处理后的精子完成受精作用；核移植形成的重组细胞在进行分裂前,核DNA在复制(不是转录),接着就高度螺旋，这时无法转录,而此时分裂的准备应该在重组前就完成了。【答案】D,变式训练近年来，克隆技术飞速发展，其成果令人瞩目。下列有关克隆技术的叙述正确的是()A动物克隆的技术基础是动物细胞的全能性B试管山羊的培育成功是克隆技术在生产实践中的具体应用C在分子水平上，基因克隆是指某种目的基因的复制、分离过程D植物组织培养中愈伤组织通过液体悬浮培养分散成的单细胞具有细胞质丰富、液泡大而细胞核小的特征,解析：选C。动物克隆技术说明动物细胞的细胞核具有全能性；试管山羊培育成功是精卵细胞体外结合形成的受精卵发育成的；分子水平克隆一般指基因克隆即指基因的复制过程；外植体脱分化形成愈伤组织，愈伤组织是高度液泡化、无定形状态的薄壁细胞。,易错警示对克隆与组织培养、试管动物(婴儿)区分不清试管婴儿、试管苗和克隆羊这三者可以说是现代生物科技的杰出成果,下列对其生物学原理及技术的叙述，正确的是()A都属于无性生殖B都利用了细胞工程的某些技术C都不会发生基因重组D都体现了已分化的细胞具有全能性,【解析】试管婴儿属于有性生殖，在有性生殖过程中，会发生基因重组，A、C错误，上述三种技术中，仅试管苗体现了已分化的细胞具有全能性，D错误。【答案】B,【纠错笔记】,考题链接对植物克隆的考查某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研究，请回答下列问题：(1)2,4D常用于籼稻愈伤组织的诱导，对形态的发生有一定的抑制作用。为促进愈伤组织再分化，在配制分化培养基时需_(填“升高”、“保持”或“降低”)2,4D的浓度。(2)当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时，出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽，通常在培养基中添加_，以促进幼苗形成。,(3)研究中用显微镜可以观察到的现象是_(填下列序号)。绿色芽点细胞排列松散刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离胚状体细胞中有叶绿体分化的愈伤组织内各细胞的形态大小一致,(4)经组织培养筛选获得的籼稻叶绿素突变体，其叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，叶绿素总量不变。某同学用_(填序号：绿色；红色；蓝紫色；黄色)光照射突变体和对照叶片，检测到两者光合放氧速率差异不大。若取等量色素提取液进行层析，会发现突变体第_条色素带(自上而下)窄于对照组。(5)胚乳(3n)由一个精子与两个极核受精发育而成。若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织，培育三倍体，需适时剔除胚，以免胚的存在影响愈伤组织细胞的_，还可避免再生苗中混有_。,【解析】(1)2,4D常用于植物愈伤组织的诱导和生长，但它趋向于抑制植物形态的发生，当愈伤组织再分化形成新的植株个体时，要减小2,4D抑制植物形态发生的作用。所以在配制分化培养基时需降低2,4D的浓度。(2)根据题意，此时已经出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽。由于生长素有促进再分化过程中芽的生长，所以在培养基中添加适量的生长素，以促进幼苗形成。(3)绿色芽点细胞为分生区细胞，排列紧密；刚融合的杂种细胞没有细胞壁，不可能发生质壁分离；愈伤组织细胞排列疏松无规则；再分化产生胚状体，需要光照刺激，会促进叶绿体的形成，可在光学显微镜下观察到叶绿体。,(4)色素具有不同的吸收光谱，叶绿素a、b主要吸收的是红光和蓝紫光。而对绿光和黄光吸收很少。在本题中，通过光合放氧速率反映出二者光合作用强度的大小，自变量是叶绿素a、b比例上的差异。从结果来看，二者放氧速率差异不大，而突变体中叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，说明该同学用的光不是红色和蓝紫色，所以是绿色和黄色。通过纸层析法分离色素时，叶绿素a、b分布于第3、4条(自上而下)。因为突变体中叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，所以会发现突变体第4条色素带窄于对照组。,(5)利用胚乳诱导愈伤组织，由于胚中含有植物激素，会影响愈伤组织的增殖和分化，所以需适时剔除胚。因为胚是由受精卵发育而来的，是二倍体，剔除胚也可以避免再生苗中混有二倍体幼苗。【答案】(1)降低(2)适量的生长素(3)(4)4(5)增殖与分化二倍体幼苗,对动物克隆与基因工程、胚胎工程的结合考查因羊奶的营养价值比牛奶高许多，所以可设想让牛产羊奶，科学家对此做了相关的构想，过程如图所示。请据图完成有关问题。,(1)图中涉及的现代生物技术有_。(至少写三种)(2)小牛a、小牛b、小牛c的性状表现_(填“相同”或“不同”)，你的理由是_；小牛a与牛N呢？_，理由是_。(3)若研究发现牛N细胞中线粒体发达，故而它的产奶率高，则小牛a会有这一优良性状吗？_，你的依据是_。(4)有人设想将羊体细胞与牛体细胞进行融合，以获得新物种“羊牛”，你认为依据目前的生物技术能否实现这一构想？_，你的理由是_。,【解析】解答本题要重点关注以下几点：动物细胞核移植的基本过程。重组细胞的遗传物质来源于供体细胞的细