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

一定的營養(yǎng)物質(zhì)(水、無機(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、電激等；化學(xué)法一般是用⑨_____________作為誘導(dǎo)劑。(3)過程纖維素酶果膠酶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、動物細(xì)胞工程單個細(xì)胞

1．動物細(xì)胞培養(yǎng)

(1)概念：從動物機(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)胞生長和增殖。 (2)過程 動物組織→分散成單個細(xì)胞→細(xì)胞懸液→原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)。無菌、無毒氣體環(huán)境

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

(1)概念：將動物的一個細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個已經(jīng)去核的?____________中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個胚胎最終發(fā)育為動物個體。 (2)過程3．動物細(xì)胞融合兩個滅活的病毒

(1)概念：又叫細(xì)胞雜交，指?______或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程。 (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)過程不同來源的兩個細(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)胞膜的流動性、植物細(xì)胞全能性；動物細(xì)胞融合的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞增殖。()√2．動植物體細(xì)胞雜交誘導(dǎo)手段中最大的區(qū)別是動物細(xì)胞融合可用滅活病毒(滅活仙臺病毒)誘導(dǎo)，而植物不能。()√判斷題：單克隆抗體的制備？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無菌：培養(yǎng)基一旦污染，迅速生長的各種雜菌不僅會與培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且還會產(chǎn)生大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì)。 ③光照：脫分化過程不需要光照，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：單倍體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、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)分裂過程中才符合遺傳定律，而體細(xì)胞雜交未有此過程。動物細(xì)胞工程1．動物細(xì)胞培養(yǎng)(1)流程幼齡動物組織或胚胎 細(xì)胞貼壁生長

單個細(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)。考點(diǎn)詳解2：

②進(jìn)行動物細(xì)胞傳代培養(yǎng)時用胰蛋白酶分散細(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，胃蛋白酶就會失去活性。而胰蛋白酶作用的適宜pH為7.2～8.4，多數(shù)動物細(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)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞就會停止分裂增殖的現(xiàn)象。

(3)動物細(xì)胞培養(yǎng)需要滿足以下條件 ①充足的營養(yǎng)供給：微量元素、無機(jī)鹽、糖類、氨基酸、促生長因子、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無菌、無毒環(huán)境：培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具殺菌消毒，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)動物細(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．動物核移植技術(shù)和克隆動物(1)動物核移植技術(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)——具有一定的流動性。(3)該技術(shù)形成的重組細(xì)胞發(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。(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，營養(yǎng)物質(zhì)豐富等。(5)克隆屬于無性繁殖，產(chǎn)生的新個體的性別、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、無機(jī)鹽、維生素、蔗糖、氨基酸、瓊脂等葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素、動物血清等結(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物胚胎或出生不久的幼齡動物器官或組織其他條件均為無菌操作，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)胞核融合成一個核。(2)篩選出雜交瘤細(xì)胞，它會兼有兩個親本細(xì)胞的特性——在體外培養(yǎng)條件下能不斷增殖，同時能產(chǎn)生具某種特異性的抗體。(3)制備單克隆抗體過程中有兩次篩選

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

細(xì)胞培養(yǎng)，用相應(yīng)抗原檢測的辦法篩選出來。(4)獲取單克隆抗體的場所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、電激化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)物理法：離心、振動、電激化學(xué)法：聚乙二醇生物法：滅活病毒(滅活仙臺病毒)過程去細(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)獲得分離的單個動物細(xì)胞(胰蛋白酶處理)→誘導(dǎo)融合形成雜交細(xì)胞→動物細(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)胞雜交動物細(xì)胞融合理論基礎(chǔ)細(xì)胞膜的流動性、植物細(xì)胞全能性細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞增殖5.植物體細(xì)胞雜交與動物細(xì)胞融合比較1.植物體細(xì)胞雜交與動物細(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