生物高考復(fù)習(xí)課件選修專題細(xì)胞工程

考綱內(nèi)容能力要求2013年高考風(fēng)向標(biāo)1.植物的組織培養(yǎng)2．動(dòng)物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆3．細(xì)胞融合與單克隆抗體ⅡⅠⅡ1.以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為背景綜合考查植物的組織培養(yǎng)及其應(yīng)用2．以人類健康為背景考查動(dòng)物細(xì)胞工程的應(yīng)用專題2細(xì)胞工程考綱解讀一、植物細(xì)胞工程無(wú)菌和人工控制離體愈傷組織

1．植物組織培養(yǎng)

(1)概念：在①______________的條件下，將②____的植物器官、組織、細(xì)胞培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生③________、叢芽，最終形成完整的植株。(2)理論基礎(chǔ)：④_____________。細(xì)胞的全能性(3)過(guò)程：離體的植物器官、組織、細(xì)胞⑤__________根、芽→植物體。愈傷組織

一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(水、無(wú)機(jī)鹽、蔗糖、維生素等)強(qiáng)調(diào)：細(xì)胞全能性表達(dá)的條件中的兩個(gè)主要因素分別是_____、_____________________________________。離體2．植物體細(xì)胞雜交雜種細(xì)胞雜種細(xì)胞離心

(1)概念：將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成⑥__________，并把⑦_(dá)__________培育成新的植物體的技術(shù)。 (2)誘導(dǎo)融合的方法：物理法包括⑧______、振動(dòng)、電激等；化學(xué)法一般是用⑨_____________作為誘導(dǎo)劑。(3)過(guò)程纖維素酶果膠酶1)用⑩__________和?_______去細(xì)胞壁形成原生質(zhì)體。2)原生質(zhì)體融合→?__________________→雜種細(xì)胞→?_________→植物體。融合后的原生質(zhì)體愈傷組織(4)意義：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。聚乙二醇(PEG)3．植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用(1)植物繁殖的新途徑：

微型繁殖(快速繁殖)、

作物脫毒、?__________。人工種子

(2)作物新品種的培育：

單倍體育種、

突變體的利用、

細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。二、動(dòng)物細(xì)胞工程單個(gè)細(xì)胞

1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)

(1)概念：從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成?_________，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖。 (2)過(guò)程 動(dòng)物組織→分散成單個(gè)細(xì)胞→細(xì)胞懸液→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)。無(wú)菌、無(wú)毒氣體環(huán)境

(3)條件：?____________的環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)、適宜的溫度和pH、?____________。 (4)應(yīng)用：生物制品的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的培養(yǎng)、檢測(cè)有毒物質(zhì)、醫(yī)學(xué)研究等。2．動(dòng)物體細(xì)胞核移植——克隆卵母細(xì)胞

(1)概念：將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)已經(jīng)去核的?____________中，使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎，這個(gè)胚胎最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體。 (2)過(guò)程3．動(dòng)物細(xì)胞融合兩個(gè)滅活的病毒

(1)概念：又叫細(xì)胞雜交，指?______或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過(guò)程。 (2)融合方法：物理方法和化學(xué)方法與植物體細(xì)胞雜交相似，特有的方法是常用?____________誘導(dǎo)。 (3)過(guò)程不同來(lái)源的兩個(gè)細(xì)胞_______細(xì)胞雜交(4)意義：克服了__________________

遠(yuǎn)緣雜交的不親和性4．單克隆抗體(1)制備過(guò)程B雜交瘤細(xì)胞生物導(dǎo)彈1)抗原處理，并獲得____淋巴細(xì)胞。2)B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞在滅活病毒作用下融合。3)篩選出____________。4)克隆化培養(yǎng)并篩選出產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。5)體外或體內(nèi)培養(yǎng)，提取抗體。(2)優(yōu)點(diǎn)：特異性強(qiáng)、靈敏度高、產(chǎn)量大。_________，用于治療疾病

(3)應(yīng)用：作為診斷試劑；制成和運(yùn)載藥物等。

1.植物體細(xì)胞雜交的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞全能性；動(dòng)物細(xì)胞融合的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞增殖。()√2．動(dòng)植物體細(xì)胞雜交誘導(dǎo)手段中最大的區(qū)別是動(dòng)物細(xì)胞融合可用滅活病毒(滅活仙臺(tái)病毒)誘導(dǎo)，而植物不能。()√判斷題：?jiǎn)慰寺】贵w的制備？考點(diǎn)詳解1：植物細(xì)胞工程

1．細(xì)胞的全能性

(1)細(xì)胞全能性的基礎(chǔ)：生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含有本物種的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成完整個(gè)體的全套基因。 (2)細(xì)胞全能性實(shí)現(xiàn)的條件：離體、提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素及其他適宜條件。 (3)細(xì)胞全能性高低的比較：受精卵＞卵細(xì)胞＞體細(xì)胞；植物體細(xì)胞＞動(dòng)物體細(xì)胞；胚胎干細(xì)胞＞其他干細(xì)胞＞體細(xì)胞。2．胡蘿卜的組織培養(yǎng)技術(shù)(1)實(shí)驗(yàn)原理：離體的植物組織、器官、細(xì)胞表現(xiàn)出植物細(xì)胞的全能性，發(fā)育成新個(gè)體。(2)實(shí)驗(yàn)流程：制備外植體→接種→脫分化培養(yǎng)→再分化培養(yǎng)→移栽培養(yǎng)成正常植株。(3)注意事項(xiàng)

①選材：根尖、莖尖、形成層等最容易誘導(dǎo)脫分化。 ②無(wú)菌：培養(yǎng)基一旦污染，迅速生長(zhǎng)的各種雜菌不僅會(huì)與培養(yǎng)物爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)，而且還會(huì)產(chǎn)生大量對(duì)培養(yǎng)物有害的物質(zhì)。 ③光照：脫分化過(guò)程不需要光照，再分化一定要有光照。④激素的使用3．植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用(1)植物繁殖的新途徑

①微型繁殖：通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)快速繁殖優(yōu)良品種。特點(diǎn)是保持優(yōu)良品種的遺傳特性；高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。②作物脫毒：選取作物無(wú)毒組織(如莖尖)進(jìn)行組織培養(yǎng)，獲得脫毒苗。③人工種子：植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體等用人工薄膜包裝得到的種子。(2)作物新品種的培育：?jiǎn)伪扼w育種和突變體的利用。(3)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。4.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)

(1)誘導(dǎo)融合的方法：物理法包括離心、振動(dòng)、電激等；化學(xué)法一般是用聚乙二醇(PEG)作為誘導(dǎo)劑。 (2)細(xì)胞融合完成的標(biāo)志：新的細(xì)胞壁的生成。 (3)植物體細(xì)胞雜交的終點(diǎn)是培育成雜種植株，而不是形成雜種細(xì)胞就結(jié)束。

(4)該培育新品種的過(guò)程中，遺傳物質(zhì)的傳遞不遵循孟德爾的遺傳定律，只有有性生殖進(jìn)行減數(shù)分裂過(guò)程中才符合遺傳定律，而體細(xì)胞雜交未有此過(guò)程。動(dòng)物細(xì)胞工程1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)(1)流程幼齡動(dòng)物組織或胚胎 細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)

單個(gè)細(xì)胞細(xì)胞懸液

細(xì)胞懸液細(xì)胞株或細(xì)胞系 ①選用幼齡動(dòng)物組織或胚胎的原因：它們的細(xì)胞分化程度低，增殖能力很強(qiáng)，更易于培養(yǎng)?？键c(diǎn)詳解2：

②進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞傳代培養(yǎng)時(shí)用胰蛋白酶分散細(xì)胞，不用胃蛋白酶的原因：胃蛋白酶作用的適宜pH約為2，當(dāng)pH大于6時(shí)，胃蛋白酶就會(huì)失去活性。而胰蛋白酶作用的適宜pH為7.2～8.4，多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4，因此胰蛋白酶適用于細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)細(xì)胞間質(zhì)(主要為蛋白質(zhì))的分解。(2)細(xì)胞貼壁和接觸抑制①細(xì)胞貼壁：懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上。②接觸抑制：細(xì)胞數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖的現(xiàn)象。

(3)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要滿足以下條件 ①充足的營(yíng)養(yǎng)供給：微量元素、無(wú)機(jī)鹽、糖類、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、血清等。 ②適宜的溫度：36.5℃±0.5℃。 ③適宜的pH：7.2～7.4。④氣體環(huán)境O2：有氧呼吸、細(xì)胞代謝(95%的空氣)CO2：維持pH(5%)

⑤無(wú)菌、無(wú)毒環(huán)境：培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具殺菌消毒，培養(yǎng)過(guò)程加抗生素殺菌，定期更換培養(yǎng)液，清除代謝產(chǎn)物。(4)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用①生產(chǎn)生物制品：疫苗、干擾素、抗體等。②作為基因工程中的受體細(xì)胞。③檢測(cè)有毒物質(zhì)及毒性。④科研方面：篩選抗癌藥物、治療和預(yù)防疾病等。2．動(dòng)物核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物(1)動(dòng)物核移植技術(shù)可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植，前者比較容易。

(2)如上圖所示，注入去核卵母細(xì)胞中的不是供體細(xì)胞核，而是整個(gè)細(xì)胞。伴隨著兩細(xì)胞融合，體現(xiàn)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——具有一定的流動(dòng)性。(3)該技術(shù)形成的重組細(xì)胞發(fā)育成一個(gè)新個(gè)體，體現(xiàn)了細(xì)胞核的全能性而非動(dòng)物細(xì)胞的全能性。(4)用卵母細(xì)胞作受體細(xì)胞的原因a．卵母細(xì)胞質(zhì)內(nèi)存在激發(fā)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。b．卵母細(xì)胞體積大，便于操作。c．卵黃多，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富等。(5)克隆屬于無(wú)性繁殖，產(chǎn)生的新個(gè)體的性別、絕大多數(shù)性狀與供核親本一致。(6)體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用

①加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育；

②保護(hù)瀕危物種，增大存活數(shù)量；

③生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白；

④作為異種移植的供體；

⑤用于組織器官的移植等。植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)原理細(xì)胞的全能性細(xì)胞的增殖培養(yǎng)基的物理性質(zhì)固體液體(合成培養(yǎng)基)培養(yǎng)基的成分水、無(wú)機(jī)鹽、維生素、蔗糖、氨基酸、瓊脂等葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素、動(dòng)物血清等結(jié)果產(chǎn)生新的植株或組織產(chǎn)生新的細(xì)胞系或細(xì)胞株取材植物幼嫩的部位或花藥等動(dòng)物胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物器官或組織其他條件均為無(wú)菌操作，需要適宜的溫度、pH、O2等條件3．植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較4.細(xì)胞融合與單克隆抗體

（1）．原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞增殖。

（2）．誘導(dǎo)融合的因素：聚乙二醇(PEG)、電激、

滅活的病毒(動(dòng)物細(xì)胞融合特有的方式)等。

（3）．意義：制備單克隆抗體(重要用途)。（4）.單克隆抗體的制備圖解：(1)細(xì)胞融合完成的標(biāo)志：細(xì)胞核融合成一個(gè)核。(2)篩選出雜交瘤細(xì)胞，它會(huì)兼有兩個(gè)親本細(xì)胞的特性——在體外培養(yǎng)條件下能不斷增殖，同時(shí)能產(chǎn)生具某種特異性的抗體。(3)制備單克隆抗體過(guò)程中有兩次篩選

①第一次篩選：將未融合的B淋巴細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞以及

BB融合、瘤瘤融合等的細(xì)胞通過(guò)選擇培養(yǎng)基淘汰，篩選出雜交

瘤融合的細(xì)胞。

②第二次篩選：將產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞通過(guò)

細(xì)胞培養(yǎng)，用相應(yīng)抗原檢測(cè)的辦法篩選出來(lái)。(4)獲取單克隆抗體的場(chǎng)所①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。②若在小鼠或其他動(dòng)物腹腔中培養(yǎng)，則從腹水中提取。誘導(dǎo)手段物理法：離心、振動(dòng)、電激化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)物理法：離心、振動(dòng)、電激化學(xué)法：聚乙二醇生物法：滅活病毒(滅活仙臺(tái)病毒)過(guò)程去細(xì)胞壁(纖維素酶、果膠酶)→原生質(zhì)體融合(獲得雜種原生質(zhì)體)→植物細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)(獲得植株)獲得分離的單個(gè)動(dòng)物細(xì)胞(胰蛋白酶處理)→誘導(dǎo)融合形成雜交細(xì)胞→動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)(細(xì)胞產(chǎn)品)應(yīng)用白菜—甘藍(lán)等雜種植物單克隆抗體的制備(雜交瘤細(xì)胞)意義和 用途①克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，大大擴(kuò)展雜交親本的組合范圍；②克服有性雜交的母系遺傳的局限性，獲得細(xì)胞質(zhì)基因的雜合子，研究細(xì)胞質(zhì)遺傳①制備單克隆抗體；②診斷、治療、預(yù)防疾病，如單抗診斷盒、“生物導(dǎo)彈”治療癌癥細(xì)胞工程植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合理論基礎(chǔ)細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞全能性細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞增殖5.植物體細(xì)胞雜交與動(dòng)物細(xì)胞融合比較1.植物體細(xì)胞雜交與動(dòng)物細(xì)胞工程中所用技術(shù)或方法與原理不相符的是（）AA．植物組織培養(yǎng)和單克隆抗體——細(xì)胞的全能性B．纖維素酶、果膠酶處理植物細(xì)胞壁——酶的專一性C．原生質(zhì)體