（B版浙江選考專用）高考生物總復(fù)習(xí) 專題30 克隆技術(shù)課件

1、專題30克隆技術(shù)生物（浙江選考專用）考點考點1 1植物的克隆植物的克隆基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識考點清單重點難點重點難點一、植物細(xì)胞的全能性一、植物細(xì)胞的全能性1.基本含義基本含義:植物體的每個生活細(xì)胞都具有遺傳上的全能性,因而都具有發(fā)育成完整植株的潛能。2.基礎(chǔ)基礎(chǔ):植物體的每一個細(xì)胞都含有該物種發(fā)育所需的全部遺傳物質(zhì)。3.全能性表達(dá)的條件全能性表達(dá)的條件(1)離體、無菌。(2)一定的營養(yǎng)物質(zhì),如水、無機鹽、蔗糖、維生素等。(3)植物生長調(diào)節(jié)劑。4.在生物體內(nèi)細(xì)胞并沒有表現(xiàn)出全能性的原因在生物體內(nèi)細(xì)胞并沒有表現(xiàn)出全能性的原因基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達(dá),細(xì)胞分化為不同的組織、器官。5.植物細(xì)

2、胞全能性的大小植物細(xì)胞全能性的大小受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞分化程度低的細(xì)胞分化程度高的細(xì)胞6.培養(yǎng)物的胚胎發(fā)生和器官形成能力下降的原因培養(yǎng)物的胚胎發(fā)生和器官形成能力下降的原因(1)染色體畸變、細(xì)胞核變異或非整倍體產(chǎn)生等,而且其結(jié)果是不可逆的;(2)細(xì)胞或組織中激素平衡被打破,或細(xì)胞對外源生長物質(zhì)的敏感性發(fā)生改變;(3)隨著時間推移,由于其他各種原因產(chǎn)生了缺乏成胚性的細(xì)胞系。二、植物組織培養(yǎng)和植物細(xì)胞工程二、植物組織培養(yǎng)和植物細(xì)胞工程1.植物組織培養(yǎng)程序植物組織培養(yǎng)程序2.植物細(xì)胞工程的操作過程植物細(xì)胞工程的操作過程名稱過程形成體特點光脫分化由外植體脫分化為愈傷組織排列疏松、高度液泡化的薄壁細(xì)胞團(tuán)避

3、光再分化由愈傷組織分化為幼苗或胚狀結(jié)構(gòu)有根、芽或有生根發(fā)芽的能力需光營養(yǎng)生長和生殖生長發(fā)育成完整的植物體由根、莖、葉、花、果實、種子組成需光3.植物組織培養(yǎng)關(guān)鍵過程總結(jié)植物組織培養(yǎng)關(guān)鍵過程總結(jié)4.植物組織培養(yǎng)基本操作要求植物組織培養(yǎng)基本操作要求(1)取材:含形成層(分生組織)的部分易于誘導(dǎo)形成愈傷組織。盡管植物體其他已分化的部分也可以用于組織培養(yǎng),但誘導(dǎo)形成愈傷組織比較困難。(2)消毒:培養(yǎng)基中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),不僅有利于培養(yǎng)物的生長,也利于各種雜菌的生長。一旦污染,迅速生長的各種雜菌不僅會與培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng),還會產(chǎn)生大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì),導(dǎo)致培養(yǎng)物死亡。知能拓展知能拓展(1)植物激素是影響

4、脫分化、再分化的重要因素。細(xì)胞分裂素與生長素不同濃度的配比在再分化過程中,分別對誘導(dǎo)根或芽的產(chǎn)生起關(guān)鍵作用。當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長素的濃度比高時,有利于芽的產(chǎn)生;濃度比低時,有利于根的產(chǎn)生。(2)光照:對于植物組織培養(yǎng)來說,光照條件非常重要,包括光照強度、時間和波長。但在愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要暗培養(yǎng),而在分化再生的過程中一定要有光照。愈傷組織誘導(dǎo)階段的暗培養(yǎng)有利于細(xì)胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織,如果在光照條件下容易分化產(chǎn)生維管等組織,則不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織。(3)無菌:如果在培養(yǎng)基上有細(xì)菌等微生物,它們相比植物細(xì)胞具有更強的新陳代謝能力,比植物細(xì)胞生長繁殖得更快,而且它們會產(chǎn)生毒素,使培養(yǎng)基上的植

5、物細(xì)胞死亡。因此,在培養(yǎng)過程中要求一系列的消毒、滅菌,并且要求無菌操作。(4)非離體狀態(tài)下,植物體細(xì)胞不能表達(dá)全能性的原因:植物體細(xì)胞內(nèi)的基因選擇性表達(dá)。5.植物細(xì)胞培養(yǎng)、器官培養(yǎng)和原生質(zhì)體培養(yǎng)的關(guān)系植物細(xì)胞培養(yǎng)、器官培養(yǎng)和原生質(zhì)體培養(yǎng)的關(guān)系知能拓展知能拓展植物細(xì)胞培養(yǎng)、器官培養(yǎng)和原生質(zhì)體培養(yǎng)統(tǒng)稱為植物的組織培養(yǎng),都有脫分化和再分化過程,最終都能得到完整的植株,但由于培養(yǎng)的目的不同,有時需要對愈傷組織進(jìn)行特殊處理,以達(dá)到目的。6.植物組織培養(yǎng)技術(shù)的實踐應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的實踐應(yīng)用(1)植物繁殖新途徑:微型繁殖:用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù),也叫快速繁殖技術(shù)。作物脫毒:利用莖尖、根尖

6、等無毒組織,進(jìn)行微型繁殖。制造人工種子:利用植物組織培養(yǎng)獲得胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等,然后包上人工種皮就形成了人工種子,如圖:(2)作物新品種的培育:單倍體育種;突變體的利用。舉例如下:突變體Aa中A為突變新基因,并控制著優(yōu)良性狀,利用單倍體育種的方法步驟如下:優(yōu)點:穩(wěn)定遺傳,縮短育種年限。(3)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn):從人工培養(yǎng)的愈傷組織中提取細(xì)胞中的某種成分,如紫草素等?？键c考點2 2動物的克隆動物的克隆基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識一、動物細(xì)胞培養(yǎng)一、動物細(xì)胞培養(yǎng)從動物體中取出相關(guān)的組織,將其分散成單個的細(xì)胞,然后在人工控制的培養(yǎng)條件下,使這些細(xì)胞得以生存,并保持生長、分裂(繁殖)乃至接觸抑制和有規(guī)

7、律的衰老、死亡等生命活動現(xiàn)象。二、動物組織培養(yǎng)二、動物組織培養(yǎng)動物組織在體外及人工條件下維持生活狀態(tài)或生長特性。動物組織培養(yǎng)過程中可以伴隨組織分化。三、原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)三、原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)1.原代培養(yǎng)原代培養(yǎng):從機體取出后立即進(jìn)行的細(xì)胞、組織培養(yǎng)。2.傳代培養(yǎng)傳代培養(yǎng):將原代培養(yǎng)的細(xì)胞分成若干份,接種到若干份培養(yǎng)基中,使其繼續(xù)生長、增殖。四、細(xì)胞系和細(xì)胞株四、細(xì)胞系和細(xì)胞株1.細(xì)胞系細(xì)胞系:原代培養(yǎng)物在首次傳代時就成為細(xì)胞系。2.細(xì)胞株細(xì)胞株:從原代培養(yǎng)物或細(xì)胞系中獲得的具有特殊性質(zhì)的細(xì)胞,一般具有恒定的染色體組型、同功酶類型、病毒敏感性和生化特性等。五、克隆培養(yǎng)法五、克隆培養(yǎng)法1.概念概

8、念:把一個單細(xì)胞從群體中分離出來單獨培養(yǎng),使之繁衍成一個新的細(xì)胞群體的技術(shù)。2.基本要求基本要求:必須肯定所建成的克隆來源于單個細(xì)胞。3.提高細(xì)胞克隆形成率的措施提高細(xì)胞克隆形成率的措施六、動物細(xì)胞融合技術(shù)及應(yīng)用六、動物細(xì)胞融合技術(shù)及應(yīng)用1.原理原理:細(xì)胞膜的流動性。2.方法方法:物理法(電激)、化學(xué)法和生物法(滅活病毒)。3.應(yīng)用應(yīng)用:制備單克隆抗體,過程如下:4.單克隆抗體的特點:特異性強,靈敏度高,并可大量制備。七、動物的克隆繁殖七、動物的克隆繁殖1.動物細(xì)胞全能性的表現(xiàn)程度動物細(xì)胞全能性的表現(xiàn)程度2.動物難以克隆的根本原因是動物的個體發(fā)育過程中,細(xì)胞分化使得細(xì)胞發(fā)生了基因的差異化表達(dá),

9、細(xì)胞基因組中基因的活動很不完全。3.細(xì)胞核移植實驗和動物的克隆繁殖細(xì)胞核移植實驗和動物的克隆繁殖(1)核移植:利用一個細(xì)胞的細(xì)胞核來取代另一個細(xì)胞中的細(xì)胞核,形成一個重建的“合子”。(2)動物的克隆繁殖重點難點重點難點一、動物的克隆一、動物的克隆1.動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)(1)過程知能拓展知能拓展動物細(xì)胞培養(yǎng)中的取材很重要,大部分取自動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織,這是因為這些組織或器官的細(xì)胞生命力旺盛,分裂能力強。動物細(xì)胞培養(yǎng)中胰蛋白酶可消化組織中的膠原纖維和細(xì)胞外的其他成分,獲得細(xì)胞懸浮液。培養(yǎng)前要將組織細(xì)胞分散成單個細(xì)胞的原因:成塊組織不利于培養(yǎng),其中的細(xì)胞不能與培養(yǎng)液充分接

10、觸,而且動物細(xì)胞具有接觸抑制的特性,分散成單個細(xì)胞有利于培養(yǎng)。原代培養(yǎng)的細(xì)胞因代謝消耗和接觸抑制現(xiàn)象,培養(yǎng)到一定時期必須進(jìn)行傳代培養(yǎng)。(2)原理:細(xì)胞增殖。(3)條件充足的營養(yǎng)供給微量元素、無機鹽、糖類、氨基酸、促生長因子、血清等。適宜的溫度:36.50.5;適宜的pH:7.27.4。氣體環(huán)境無菌、無毒環(huán)境22O (95%):CO (5%):pH的空氣用于需氧呼吸、細(xì)胞代謝維持,培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具無菌處理培養(yǎng)過程加抗生素殺菌定期更換培養(yǎng)液 清除代謝產(chǎn)物(4)應(yīng)用生產(chǎn)病毒疫苗、單克隆抗體、干擾素等。利用動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)中的細(xì)胞貼壁生長和接觸抑制的特點,可用燒傷病人自己的健康皮膚細(xì)胞培養(yǎng)出大量的自身

11、薄層皮膚細(xì)胞,以供植皮所需。培養(yǎng)的動物細(xì)胞用于檢測有毒物質(zhì),判斷某種物質(zhì)的毒性。用于生理、病理、藥理等方面的研究。表述方法原代培養(yǎng)細(xì)胞懸浮液第一次在瓶中培養(yǎng),沒有分瓶培養(yǎng)之前的細(xì)胞培養(yǎng)第1代細(xì)胞的培養(yǎng)與傳10代以內(nèi)的細(xì)胞培養(yǎng)統(tǒng)稱為原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)細(xì)胞懸浮液培養(yǎng)一段時間后,分瓶再進(jìn)行的細(xì)胞培養(yǎng)傳10代以后的細(xì)胞培養(yǎng),統(tǒng)稱為傳代培養(yǎng)2.原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)3.細(xì)胞系和細(xì)胞株細(xì)胞系和細(xì)胞株種類來源特點有限細(xì)胞系由二倍體細(xì)胞傳代培養(yǎng)建成有接觸抑制;不能連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)細(xì)胞系由傳代細(xì)胞連續(xù)培養(yǎng)建成發(fā)生了轉(zhuǎn)化,多數(shù)具有異倍體核型;有些具有異體致瘤性;有些具有不死性,但不致癌有限細(xì)胞株通過一定的

12、選擇或純化方法,從原代培養(yǎng)物或細(xì)胞系中獲得的具有特殊性質(zhì)的細(xì)胞傳代次數(shù)有限一般具有恒定的染色體組型、同功酶類型、病毒敏感性和生化特性等連續(xù)細(xì)胞株可連續(xù)多次傳代4.克隆培養(yǎng)法克隆培養(yǎng)法(1)概念:把一個單細(xì)胞從群體中分離出來單獨培養(yǎng),使之繁衍成一個新的細(xì)胞群體的技術(shù),又稱細(xì)胞克隆。(2)培養(yǎng)結(jié)果:細(xì)胞克隆的遺傳性狀均一,表現(xiàn)的性狀相似,稱為純系。(3)應(yīng)用分離出缺乏特殊基因的突變細(xì)胞系。研究遺傳規(guī)律和生理特性的重要材料。5.克隆與核移植克隆與核移植(1)原理:動物體細(xì)胞核具有全能性。(2)過程:(3)結(jié)果:產(chǎn)生新個體。易混易錯易混易錯動物難以克隆的根本原因:分化了的動物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的調(diào)節(jié)蛋白,

13、關(guān)閉了細(xì)胞核中與個體發(fā)育有關(guān)的基因。重組卵發(fā)育成一個新個體,體現(xiàn)了細(xì)胞核的全能性而非動物細(xì)胞的全能性。重建合子的細(xì)胞質(zhì)必須來自卵的原因:卵中沒有關(guān)閉與個體發(fā)育有關(guān)的調(diào)節(jié)蛋白。動物克隆屬于無性繁殖,產(chǎn)生新個體的性別、絕大多數(shù)性狀與供核親本一致。動物細(xì)胞培養(yǎng)動物體細(xì)胞核移植原理細(xì)胞增殖動物細(xì)胞核的全能性過程動物組織塊細(xì)胞懸浮液原代培養(yǎng)細(xì)胞懸浮液傳代培養(yǎng)結(jié)果獲得細(xì)胞群獲得與供體遺傳物質(zhì)基本相同的個體二、動物細(xì)胞培養(yǎng)和動物體細(xì)胞核移植的比較二、動物細(xì)胞培養(yǎng)和動物體細(xì)胞核移植的比較易混易錯易混易錯動物細(xì)胞培養(yǎng)中兩次用到胰蛋白酶,第一次用胰蛋白酶處理剪碎的組織使之分散成單個細(xì)胞,第二次使貼壁細(xì)胞從瓶壁上脫

14、落下來。原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)的分界點為分瓶培養(yǎng)時。三、單克隆抗體的制備三、單克隆抗體的制備(1)原理:一個(或一種)漿細(xì)胞(效應(yīng)B細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞)只產(chǎn)生一種抗體,小鼠骨髓瘤細(xì)胞能夠無限增殖。因此雜交瘤細(xì)胞就具備了既能無限增殖,又能大量產(chǎn)生單一抗體的特征。(2)過程:(3)培養(yǎng)方法:體內(nèi)培養(yǎng)和體外培養(yǎng)。(4)單克隆抗體的主要優(yōu)點:特異性強,靈敏度高,可大量制備。(5)關(guān)鍵點分析:細(xì)胞融合完成的標(biāo)志:細(xì)胞核融合成一個核。雜交瘤細(xì)胞特性:既能無限增殖,又能產(chǎn)生大量特異抗體。獲取單克隆抗體的場所:若在培養(yǎng)基中進(jìn)行雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng),則從培養(yǎng)液中提取;若在小鼠或其他動物腹腔中培養(yǎng),則從腹水中提取。兩次篩選的

15、比較:項目第一次篩選第二次篩選篩選原因誘導(dǎo)融合后得到多種雜交細(xì)胞,另外還有未融合的細(xì)胞由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激,所以經(jīng)選擇性培養(yǎng)獲得的雜交瘤細(xì)胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細(xì)胞篩選方法用特定的選擇培養(yǎng)基篩選:未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞(“BB”細(xì)胞、“瘤瘤”細(xì)胞)都會死亡,只有融合的雜交瘤細(xì)胞(“B瘤”細(xì)胞)才能生長用多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng),在每個孔只有一個雜交瘤細(xì)胞的情況下開始克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生特異抗體的細(xì)胞群篩選目的得到雜交瘤細(xì)胞得到能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞方法方法植物組織培養(yǎng)和動物細(xì)胞培養(yǎng)的比較植物組織培養(yǎng)和動物細(xì)胞培養(yǎng)的比較項目植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)理論基礎(chǔ)植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖類型固體或半固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基成分水、礦質(zhì)元素、維生素、蔗糖、氨基酸、瓊脂、植物激素等葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、促生長因子、動物血清等取材植物幼嫩部位或花藥等動