江苏专用2021高考生物一轮复习专题24细胞工程与胚胎工程课件

1、专题24细胞工程与胚胎工程,考点1细胞工程,考点清单,一、细胞工程的概念与理论基础 1.细胞工程 (1)操作水平:细胞水平或细胞器水平。 (2)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。 2.细胞的全能性 (1)概念: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 完整生物体的潜能。 (2)原理:细胞内含有本物种的全套遗传信息,3)全能性表达条件:具有完整的细胞结构,处于离体状态,提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。 (4)细胞全能性大小与细胞分化程度成反比,5)全能性大小: 植物细胞:受精卵生殖细胞体细胞 动物细胞:受精卵生殖细胞体细胞核(动物细胞全能性受限制,但细胞

2、核具有全能性) 二、植物细胞工程 1.植物组织培养 (1)理论基础:植物细胞的全能性,2)概念 理解 (3)操作流程,a过程为脱分化,b过程为再分化。 a表示愈伤组织,b表示丛芽、丛根或胚状体,脱分化和再分化的比较,植物激素在植物组织培养中的作用,2.植物体细胞杂交技术 (1)原理:体细胞杂交利用了细胞膜的流动性,杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。 (2)操作流程,3)意义:克服不同种生物远缘杂交不亲和的障碍。 3.植物细胞工程的实际应用 (1)植物繁殖的新途径 a.微型繁殖:优点是繁殖快,并可保持亲本的优良性状。 b.作物脱毒:利用茎尖组织培养技术获得脱毒苗。 c.人工种子:以植

3、物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子。 (2)作物新品种的培育:单倍体育种和突变体的利用,三、动物细胞工程 1.动物细胞工程常用的技术:动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合等。其中动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础。 2.动物细胞培养 (1)过程,2)培养条件 a.无菌、无毒环境,b.营养:除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外通常还需加入血清、血浆等一些天然成分。 c.适宜的温度:36.5 0.5 ;适宜的ph:7.27.4。 d.气体环境 3.动物体细胞克隆 (1)原理:动物细胞核具有全能性,2)核移植过程 (3)结果:获得与供

4、体遗传物质基本相同的个体,4)受体细胞选用m中期卵母细胞的原因:a.细胞比较大,易于操作;b.细胞质多,营养丰富;c.m中期的卵母细胞含有促进细胞核全能性表达 的物质。 4.动物细胞融合及单克隆抗体制备 (1)动物细胞融合原理:细胞膜具有流动性。 (2)动物细胞融合方法:物理法(离心、振动、电激)、化学法和灭活病毒,3)动物细胞融合应用:制备单克隆抗体,过程如下,制备单克隆抗体过程中的两次筛选,获取单克隆抗体的场所 a.若在培养基中进行杂交瘤细胞培养,则从培养液中提取。 b.若在小鼠或其他动物腹腔中培养,则从腹水中提取。 (4)单克隆抗体的应用 a.作为诊断试剂:准确识别各种抗原物质的细微差异

5、,并与一定抗原发生特异性结合,具有准确、高效、简易、快速的优点。 b.用于治疗疾病和运载药物:主要用于癌症治疗,可制成“生物导弹”,也有少量用于治疗其他疾病,考点2胚胎工程,一、体内受精与早期胚胎 1.精子与卵子的发生,2.受精 (1)精子获能:刚排出的精子,必须在雌性生殖道内发生相应的生理变化后,才能获得受精能力,2)卵子的准备:卵子要在输卵管内进一步成熟,到减中期才具有受精能力。 (3)体内受精的过程“四步曲” 第一步:精子穿越放射冠和透明带。顶体反应使顶体内的酶释放出来并溶解卵丘细胞之间的物质,透明带反应是防止多精入卵受精的第一道屏障。 第二步:精子与卵细胞膜相互接触,精子入卵。卵细胞膜

6、反应是防止多精入卵受精的第二道屏障。 第三步:原核形成。雄原核形成和雌原核形成。 第四步:合子形成。雌雄原核融合形成合子(受精卵,知能拓展受精的标志是卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体;受精过程结束的标志是雌、雄原核融合成合子。 3.胚胎发育过程,二、体外受精、胚胎移植、胚胎分割与胚胎干细胞 1.体外受精 (1)精子的采集与获能:采集方法有假阴道法、手握法和电刺激法等;获能方法有培养法和化学诱导法。 (2)卵母细胞的采集:给动物注射促性腺激素,使其超数排卵,然后从输卵管中冲取卵子;也可从废弃的卵巢或活体卵巢中采集,但需要培养到 减中期时,才可受精。 (3)体外受精:获能的精子和成熟的卵子

7、在相应溶液中受精。 2.早期胚胎培养 (1)培养液成分:无机盐、有机盐(两盐),维生素、激素(两素), 氨基酸、核苷酸(两酸),另外还有水、血清等物质,2)胚胎去向:向受体移植或冷冻保存。 3.胚胎移植 (1)概念:将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术,2)胚胎移植的基本程序,3)胚胎移植的生理学基础(胚胎移植成功的保障,4)实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换,而胚胎本身的遗传物质几乎不发生改变,因此能保持其原来的优良特性。 (5)意义:充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。 4.胚胎分割

8、 (1)材料:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。 (2)实质:胚胎分割可增加动物后代数目,其实质是动物的无性繁殖或克隆。 (3)注意:对囊胚分割时,注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割 后胚胎的恢复和进一步发育。 5.胚胎干细胞 (1)来源:早期胚胎或原始性腺。 (2)特点:形态上,表现为体积小、细胞核大、核仁明显;功能上具有,发育的全能性;体外培养条件下可以增殖而不分化。 (3)培养过程 说明:饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞,在干细胞培养时,可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞,三、试管动物与克隆动物的比较,知能拓展,提升植物细胞工程与动物细胞工程的比较,1.通过列表,比较植物组织培养和动

9、物细胞培养,2.植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较,3.杂种细胞的类型 体细胞融合成功后培养基中共有5种细胞类型(a、b、aa、bb、ab),其中融合细胞类型有3种(aa、bb、ab),符合要求的是ab,因此要对融合细胞进行筛选,实践探究,应用世界首例体细胞克隆猴萌萌哒 “中中”和“华华”在中国诞生啦,情境材料名为“中中”和“华华”的雌性克隆猴在2017年年底相继诞生在中国科学院的实验室里,它们的基因都来自同一个流产的雌性猕猴胎儿,科学家们提取了其体细胞,然后将细胞核“植入”若干个“摘除”了细胞核的卵细胞内。从克隆羊“多利”到这次克隆猴“中中”和“华华”, 历经20多年。其间人们先后克隆出牛、马、羊、鼠、猫、狗、猪等动物。克隆猴一直是世界上许多科学家追逐的目标,但克隆猴操作难度大,尤,其是猴的卵细胞去核难以把控,卵细胞易被提前激活,体细胞克隆胚胎的发育成功率低。克隆猴除在基础研究上有着重大意义外,还将在疾病研究、新药测试等领域发挥至关重要的作用,问题探究(1)克隆猴可能涉及哪些生物工程技术? (2)请画出克隆猴的简易流程图,要点点拨(1)克隆猴涉及的生物工程技术有动物细胞核移植技术、显微注射技术、早期胚胎培养技术、胚胎移植技术。若期间要