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文檔簡(jiǎn)介
第35講動(dòng)植物細(xì)胞工程及應(yīng)用
課標(biāo)要求植物細(xì)胞工程包括組織培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交等技術(shù);動(dòng)物細(xì)胞工程包
括細(xì)胞培養(yǎng)、核移植、細(xì)胞融合和干細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。
考點(diǎn)一植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)和應(yīng)用
必備知識(shí)整合
L細(xì)胞工程的含義
原理和方法細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科
操作水平細(xì)胞器、細(xì)胞或組織水平
目的獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體或其產(chǎn)品
2.細(xì)胞的全能性:細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后,仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成
其他各種細(xì)胞的潛能。在生物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,并不是所有的細(xì)胞都表現(xiàn)出
全能性,這是因?yàn)樵谔囟ǖ臅r(shí)間和空間條件下.細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性地表
達(dá)O
3.植物組織培養(yǎng)技術(shù)
1)植物組織培養(yǎng)的概念:將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等,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)其形成完整植株的技術(shù)。離體培
養(yǎng)的植物器官、組織或細(xì)胞被稱為外植體。
2)流程
植
物
體
①脫分化:在一定的激素和營(yíng)養(yǎng)等條件的誘導(dǎo)下,已經(jīng)分化的細(xì)胞,失去
其特有的結(jié)構(gòu)和功能,轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞的過(guò)程。
②再分化:愈傷組織重新分化形成芽、根等器官的過(guò)程。
3)菊花的組織培養(yǎng)
[①用畫(huà)拉擦拭雙手和超凈工作臺(tái)臺(tái)面。
消.4②外植體:流水充分沖洗f酒精消毒30Sf
無(wú)菌水潔講水3次f次氯酸鈉溶液處理
30min→?無(wú)菌水清注2~3次
r切段:拉消過(guò)毒的外植體置于無(wú)菌的培養(yǎng)皿
中,用無(wú)菌濾紙吸去表面的水分用
解剖刀將外植體切成0.5~lcm長(zhǎng)的小段。
接種接種:在酒精燈火焰旁,將外植體的1∕3~1∕2
I插入誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基中。
封蓋:用封口膜或瓶蓋封蓋瓶口,并在培養(yǎng)
瓶上做好標(biāo)記
誘導(dǎo)愈傷組織生成:置于∣8~22霓的培養(yǎng)箱中
培養(yǎng)。
誘導(dǎo)生芽:培養(yǎng)15~20d后,將生長(zhǎng)良好的金
培養(yǎng)傷組織轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基上,
誘導(dǎo)生根:長(zhǎng)出芽后,再將其轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)工
拒的培養(yǎng)基上,進(jìn)一步誘導(dǎo)形成
試管苗。
rr①移栽前先打開(kāi)封口膜或瓶蓋后,讓
試管苗在培養(yǎng)箱內(nèi)生長(zhǎng)幾日
煉苗②用流水清洗掉根部的培養(yǎng)基后?將
堂鳥(niǎo)和幼苗移植到消過(guò)毒的蛭石或珍珠巖等
移栽I環(huán)境中。
移栽:幼苗長(zhǎng)壯后移栽入土。每天觀察并記
錄幼苗的生K情況,適時(shí)澆水、施肥、直
至開(kāi)花。
答案見(jiàn)圖中
4.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)
1)概念:將不同來(lái)源的植物體細(xì)胞,在一定條件下融合成雜種細(xì)胞,并
把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)。
2)操作流程
植物細(xì)胞融合(1
①去壁:對(duì)應(yīng)圖中__過(guò)程,即去除細(xì)胞壁,獲得具有活力的原生質(zhì)
體,用到的酶是纖維素酶和果膠酶。
②誘導(dǎo)融合:對(duì)應(yīng)圖中」—過(guò)程。
③誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法:a.物理法:離心法、電融合法。b.化學(xué)法:聚
乙二醇(PEG)融合法、高Ca?+-高DH融合法。
3)意義
在打破生殖隔離,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種,培育植物新品種等方面展示
出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
5.植物細(xì)胞工程的應(yīng)用
1)植物繁殖的新途徑
①快速繁殖:高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖,保持優(yōu)良品種的遺傳特
性。
②作物脫毒:利用植物頂端分生區(qū)附近(如莖尖)進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得脫毒
苗。
2)作物新品種的培育
項(xiàng)單倍體育種突變體的利用
目
原染色體變異突變
理
優(yōu)明顯縮短育種年限產(chǎn)生突變,大幅度改良某些性
點(diǎn)狀
過(guò)人工誘導(dǎo)
程雜交一花藥離體培養(yǎng)一單倍體植株----->純合子誘變處理
染色體加倍
植株(以二倍體為例)
外植體?愈傷組織
篩選
誘導(dǎo)分化—突變體一新品種
培育
3)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)
①方法:植物細(xì)胞培養(yǎng)。
a.概念:在離體條件下對(duì)單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的
技術(shù)。
b.原理:細(xì)胞增殖。
c?優(yōu)點(diǎn):不占用耕地,幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制,對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)具有
重要意義。
②應(yīng)用舉例:人參皂甘、紫杉醇的工廠化生產(chǎn)。
教材基礎(chǔ)診斷
1.愈傷組織是一團(tuán)未分化、不定形的薄壁組織團(tuán)體。(選必3P35、36探
究?實(shí)踐)(J)
2.培養(yǎng)基添加生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素后,愈傷組織一定能發(fā)育成完整的植株。
(選必3P35、36探究?實(shí)踐)(X)
3.外植體用酒精消毒后,需要用清水沖洗后再用次氯酸鈉溶液進(jìn)行消毒處理。
(選必3P35、36探究?實(shí)踐)(×)
4.“番茄一馬鈴薯”雜種植株已經(jīng)實(shí)現(xiàn)地上結(jié)番茄,地下長(zhǎng)馬鈴薯。(選必3
P38拓展應(yīng)用)(X)
5.初生代謝和次生代謝在整個(gè)的生命過(guò)程中始終進(jìn)行。(選必3P41相關(guān)信
息)(×)
教材深度拓展
1.(選必3P35正文)植物組織培養(yǎng)離體的細(xì)胞能表達(dá)全能性的原因是宣住細(xì)
胞含有本物種全部的遺傳信息,若不離體這些細(xì)胞在母體上發(fā)生基因選擇性表
達(dá)而分化。
2.(選必3P40正文)作物脫毒時(shí)應(yīng)選取哪些部位的組織進(jìn)行組織培養(yǎng)?原因
是什么?一般選取根尖或莖尖的分生區(qū);植物頂端分生區(qū)病毒極少,甚至無(wú)病
毒,用分生區(qū)細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng),能得到大量脫毒苗。
3.(選必3P41正文)植物組織培養(yǎng)過(guò)程中需培養(yǎng)到愈傷組織才能誘變處理獲
得突變體的原因是在植物的組織培養(yǎng)過(guò)程中,由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖
的狀態(tài),因此它們?nèi)菀资艿脚囵B(yǎng)條件和誘變因素的影響而產(chǎn)生突變。
4.(選必3P42拓展應(yīng)用)利用紫色非甜玉米(基因型為AASUSU)和白色甜
玉米(基因型為aasusu),如何快速地篩選出純合的紫色甜玉米(AASUSU)?
先利用紫色非甜玉米(基因型為AASUSU)和白色甜玉米(基因型為aasusu]
雜交,得到K(AaSUSU)。取Fl的花粉進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)得到單倍體,然后將
單倍體幼苗用秋水仙素處理誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍,就可從純合的二倍體中篩選
出紫色甜玉米的純合體。
重難突破
1.植物細(xì)胞全能性表達(dá)所需條件
1)體細(xì)胞未表現(xiàn)全能性的原因:基因的選擇性表達(dá)。
2)表現(xiàn)出細(xì)胞全能性的條件
材料離體的器官、組織或細(xì)胞
培養(yǎng)基種類齊全、比例合適的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及一定的植物激素
外界條件①無(wú)菌操作
②光照:愈傷組織培養(yǎng)初期避光培養(yǎng),后期照光培養(yǎng)
特別提醒①細(xì)胞全能性表達(dá)的標(biāo)志是發(fā)育成完整個(gè)體或分化成其他各種細(xì)
胞。②細(xì)胞具有全能性是因?yàn)榧?xì)胞中具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的“全套基
因”而不是“全部基因”,配子中有全套基因,因此仍然具有全能性。
2.植物組織培養(yǎng)過(guò)程中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比值和效果
生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比值作用效果
高時(shí)有利于根的分化,抑制芽的形成
低時(shí)有利于芽的分化,抑制根的形成
適中時(shí)促進(jìn)愈傷組織形成
3.植物體細(xì)胞雜交與植物有性雜交遺傳物質(zhì)分析
關(guān)鍵能力提升
考向一植物組織培養(yǎng)技術(shù)(生命觀念)
1.[2021江蘇宿迂如東中學(xué)模擬]下列有關(guān)菊花組織培養(yǎng)的敘述,錯(cuò)誤的是(C)
A.外植體接種前常進(jìn)行流水沖洗、酒精處理、消毒液處理等消毒措施
B.外植體一般選自未開(kāi)花植株的莖上部新萌生的嫩枝
C.培養(yǎng)形成的愈傷組織可繼續(xù)在原培養(yǎng)基中分化形成植株
D.為充分利用培養(yǎng)條件,每個(gè)錐形瓶可接種6?8個(gè)外植體
[解析]培養(yǎng)形成的愈傷組織需要轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基中才能再分化形成植株,C錯(cuò)
誤。
2.[2021北京海淀區(qū)模擬]為拯救珍稀植物紅豆杉,并同時(shí)獲得高抗癌活性物質(zhì)
——紫杉醇,科研小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)流程。下列相關(guān)敘述正確的是
(C)
ggg?t愈傷好胚狀體一紅豆杉植株
房組織組織源、愈傷組織凝?紫杉醇
A.誘導(dǎo)紅豆杉莖尖經(jīng)過(guò)再分化形成愈傷組織
B.整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例固定不變
C.用液體培養(yǎng)基擴(kuò)大培養(yǎng)愈傷組織生產(chǎn)紫杉醇時(shí),通常要通入無(wú)菌空氣
D.同一株植物不同部位的組織細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)培養(yǎng)獲得的植株基因型一定相同
[解析]誘導(dǎo)紅豆杉莖尖經(jīng)過(guò)脫分化形成愈傷組織,A錯(cuò)誤;培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素和
細(xì)胞分裂素的用量比會(huì)影響細(xì)胞分化的方向,整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分
裂素的比例不是固定不變的,B錯(cuò)誤;用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)固定在一定空間內(nèi)的
愈傷組織生產(chǎn)紫杉醇時(shí),需要通入無(wú)菌空氣,利于細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸,C正
確;同一植株不同部位的組織細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)培養(yǎng)獲得的植株基因型不一定相同,
如花粉粒培養(yǎng)獲得的愈傷組織細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目是正常體細(xì)胞的一半,D錯(cuò)
誤。
考向二植物體細(xì)胞雜交技術(shù)(科學(xué)思維)
3.[2021遼寧大連模擬]如圖是利用甲、乙兩種植物的各自優(yōu)勢(shì),通過(guò)植物細(xì)胞
工程技術(shù)培育高產(chǎn)、耐鹽的雜種植株的實(shí)驗(yàn)流程圖。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是
(C)
甲植物細(xì)胞?a/甲原生質(zhì)體?PEG
乙植物細(xì)胞一處理,乙原生質(zhì)體無(wú)星承“'一
細(xì)胞分裂
目的植株*選?擇C的4固器體培工養(yǎng)基鬟培罐養(yǎng)愈傷組織
A.進(jìn)行a處理時(shí)能用果膠酶和纖維素酶
B.b是誘導(dǎo)融合后得到的雜種細(xì)胞
C.c是培養(yǎng)后得到的具有高產(chǎn)、耐鹽性狀的幼芽
D.進(jìn)行d選擇時(shí)要將植株種在高鹽環(huán)境中
[解析]a處理表示酶解法去除細(xì)胞壁,用纖維素酶和果膠酶,A正確;b表示
誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合,形成細(xì)胞壁得到雜種細(xì)胞,B正確;C表示再分化形成的
胚狀體,C錯(cuò)誤;d選擇時(shí),要將植株種在高鹽環(huán)境中,篩選獲得耐鹽植株,
D正確。
4.[2021山東聊城東阿一中模擬]如圖為幾種主要育種方法的流程圖,下列相關(guān)
敘述錯(cuò)誤的是(C)
原雜交育種
種子代植株I
單倍體育種
植子代植株π
株誘變育種
子代植株HI
A.雜交育種可以將同一物種里兩個(gè)或多個(gè)優(yōu)良性狀集中在一個(gè)新品種中
B.植株I、植株II、植株III的基因型都與原種植株的不同
C.培育植株∏的過(guò)程中,可用秋水仙素處理單倍體幼苗或種子
D.在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中用誘變因素處理更易產(chǎn)生突變體,進(jìn)而培育成子代植
株In
[解析]選育植株∏運(yùn)用的是單倍體育種方法,單倍體植株一般高度不育且沒(méi)有
種子,只能用秋水仙素處理單倍體幼苗,C錯(cuò)誤。
考點(diǎn)二動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用
必備知識(shí)整合
1.動(dòng)物細(xì)胞工程
1)概念:從動(dòng)物體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個(gè)細(xì)胞,然后在適宜
的培養(yǎng)條件下,讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的技術(shù)。
2)條件
①營(yíng)養(yǎng)(a.營(yíng)養(yǎng)物質(zhì):糖類、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素……b.血清:補(bǔ)
充培養(yǎng)液中尚未研究清楚的成分
②無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境(a.培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具滅菌處理,無(wú)菌環(huán)境下操
作b.定期更換培養(yǎng)液,以便清除代謝物
③溫度、pH和滲透壓{溫度:哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的溫度多以(36.5+0.5)。C
為宜PH:多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞生存的適宜PH為7.2?7.4—滲透壓:是動(dòng)物細(xì)胞培
養(yǎng)過(guò)程中需要考慮的一個(gè)重要環(huán)境參數(shù)
④氣體環(huán)境{。2:細(xì)胞代謝所必需的CO?:主要維持培養(yǎng)液的DH
3)培養(yǎng)過(guò)程
取動(dòng)物相關(guān)組織塊組手)
I剪碎,用胺蛋?白薛、
]膠原蛋白。等處理
分散1成單個(gè)細(xì)胞一?單個(gè)細(xì)胞
放人適宜培養(yǎng)基T細(xì)胞懸液
細(xì)庖急液]
一用膠蛋白酶等
讓細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖-
處理.分瓶培養(yǎng)
答案見(jiàn)圖中
2.三種干細(xì)胞的比較
項(xiàng)胚胎干細(xì)胞成體干細(xì)胞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞
目
來(lái)早期胚胎成體組織或器官中,包括高度分化的組織細(xì)胞誘導(dǎo)而來(lái)
源骨髓中的造血干細(xì)胞、神
或經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)干細(xì)胞和
分睪丸中的精原干細(xì)胞
類等
特具有分化為成年動(dòng)物體內(nèi)具有組織特異性,只誘導(dǎo)過(guò)程中無(wú)須破壞胚胎,且iPS
性的任何一種類型的細(xì)能分化成特定的細(xì)胞或組細(xì)胞可以來(lái)源于病人自身的體細(xì)
胞,并進(jìn)一步形成機(jī)體的_織,不具有發(fā)育成完整個(gè)胞,將它移植回病人體內(nèi)后,理
所有組織和器官甚至個(gè)體體的能力論上可以避免免疫排斥反
的潛能應(yīng),無(wú)倫理問(wèn)題
分胚胎干細(xì)胞<成體干細(xì)胞<誘導(dǎo)多能干細(xì)胞
化
程
度
教材基礎(chǔ)診斷
1.用燒傷病人自體皮膚的單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)出的皮膚進(jìn)行自體移植可避免免疫排斥
反應(yīng)。(選必3P43從社會(huì)中來(lái))(√)
2.體外培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞一類能懸浮在培養(yǎng)液中生長(zhǎng)增殖,另一類需要貼附于某些
基質(zhì)表面才能生長(zhǎng)增殖。(選必3P44正文)(J)
3.進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)常用胃蛋白酶分散成單個(gè)細(xì)胞。(選必3P44旁欄思
考)(X)
4.幼齡動(dòng)物的細(xì)胞比老齡動(dòng)物的細(xì)胞更容易進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。(選必3P45
思考?討論)(√)
5.可借助載體將特定基因?qū)爰?xì)胞中,直接將特定蛋白導(dǎo)入細(xì)胞中或者用小分
子化合物等來(lái)誘導(dǎo)形成iPS細(xì)胞。(選必3P46相關(guān)信息)(√)
6.干細(xì)胞存在于早期胚胎、骨髓和臍帶血等多種組織和器官中。(選必3P46
正文)(√)
教材深度拓展
1.(選必3P44正文)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),要將動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞的原因是
①保證細(xì)胞所需要的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng);②保證細(xì)胞內(nèi)有害代謝物的及時(shí)排出;③防止細(xì)
胞與細(xì)胞靠在一起限制彼此的生長(zhǎng)和增殖。
2.(選必3P44正文)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)通常需要95%空氣加5%CC>2的氣體環(huán)境
的原因是。2維持細(xì)胞代謝,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的PH0
3.(選必3P46相關(guān)信息)為什么說(shuō)iPS細(xì)胞的應(yīng)用前景要優(yōu)于ES細(xì)胞?ES
細(xì)胞必須從胚胎中獲取,涉及倫理問(wèn)題,限制了在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。iPS細(xì)胞的
誘導(dǎo)過(guò)程無(wú)須破壞胚胎,而且iPS細(xì)胞可以來(lái)為病人自身的體細(xì)胞,將它移植
回病人體內(nèi)后,理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)。
重難突破
1.辨析動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)相關(guān)的兩組概念
1)細(xì)胞貼壁與接觸抑制
①細(xì)胞貼壁:懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上,稱為細(xì)胞貼壁。
②接觸抑制: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,這種現(xiàn)象稱為接觸抑制。
2)原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)
①原代培養(yǎng):動(dòng)物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。原代培養(yǎng)的細(xì)胞核
型一般正常。
②傳代培養(yǎng):懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞直接用離心法收集;貼滿瓶壁的細(xì)胞需要重新用
胰蛋白酶等處理,然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng),讓細(xì)胞繼續(xù)增殖。這樣的培養(yǎng)過(guò)程通常
被稱為傳代培養(yǎng)。
2.植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較
比較項(xiàng)植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)
目
理論基植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖
礎(chǔ)
前處理無(wú)菌、離體無(wú)菌;用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理,使
組織細(xì)胞相互分散開(kāi)
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)物的器官或組
織
培養(yǎng)基固體液體
性質(zhì)
培養(yǎng)基水、礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素、動(dòng)物血清等
成分物激素、瓊脂等
結(jié)果最終產(chǎn)生新個(gè)體,體現(xiàn)了細(xì)胞的全細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生大量細(xì)胞,不形成新個(gè)體,不
能性能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性
相同點(diǎn)①都需人工條件下的無(wú)菌操作;②都需要適宜的溫度、PH等條件;③都進(jìn)行有
絲分裂,都不涉及減數(shù)分裂
關(guān)鍵能力提升
考向一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程(生命觀念)
1.[2021浙江湖州模擬]如圖為實(shí)驗(yàn)小鼠皮膚組織進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程,下列敘
述正確的是(D)
A.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)體現(xiàn)了動(dòng)物細(xì)胞的全能性
B.乙過(guò)程對(duì)皮膚組織可用胃蛋白酶消化
C.丙過(guò)程為原代培養(yǎng),遺傳物質(zhì)一定不變
D.丁過(guò)程中某些細(xì)胞可能會(huì)無(wú)限增殖
[解析]動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)沒(méi)有體現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞的全能性,A錯(cuò)誤;乙過(guò)程對(duì)皮膚組織
可用胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理,B錯(cuò)誤;丙過(guò)程屬于原代培養(yǎng),此過(guò)程的細(xì)
胞大部分能保持正常的二倍體核型,有些細(xì)胞的遺傳物質(zhì)也可能發(fā)生改變,C
錯(cuò)誤;丁過(guò)程屬于傳代培養(yǎng),此過(guò)程少數(shù)細(xì)胞會(huì)發(fā)生突變,朝著癌細(xì)胞方向發(fā)
展,可能會(huì)無(wú)限增殖,D正確。
2.[2021遼寧大連模擬]某研究小組為測(cè)定藥物對(duì)體外培養(yǎng)細(xì)胞的毒性,準(zhǔn)備對(duì)
某種動(dòng)物的肝腫瘤細(xì)胞(甲)和正常肝細(xì)胞(乙)進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。下列敘
述正確的是(D)
A.制備肝細(xì)胞懸液時(shí)能用胃蛋白酶代替胰蛋白酶處理肝組織
B.恒溫培養(yǎng)箱中的CO2濃度維持在5%左右,以促進(jìn)細(xì)胞呼吸
C.為了保證細(xì)胞培養(yǎng)所需的無(wú)毒環(huán)境,需大量添加各種抗生素
D.本實(shí)驗(yàn)應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn),以檢測(cè)藥物對(duì)甲、乙的毒性大小
[解析]為了檢測(cè)藥物對(duì)甲、乙的毒性大小,應(yīng)設(shè)置培養(yǎng)液中不加該藥物的對(duì)照
實(shí)驗(yàn),D正確。
考向二干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用(生命觀念、社會(huì)責(zé)任)
3.2019年11月180,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)宣布培育出了國(guó)內(nèi)首例由動(dòng)物干細(xì)胞擴(kuò)增
培養(yǎng)而成的人造肉。關(guān)于動(dòng)物干細(xì)胞的敘述正確的是(D)
A.干細(xì)胞在培養(yǎng)過(guò)程,其中的線粒體可將糖類徹底氧化分解
B.干細(xì)胞在培養(yǎng)過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生同源染色體的分離現(xiàn)象
C.干細(xì)胞中主要由纖維素參與構(gòu)成的細(xì)胞骨架與細(xì)胞大多數(shù)生命活動(dòng)密切相關(guān)
D.干細(xì)胞中存在具有催化功能的DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物
[解析]糖類在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解成丙酮酸后,才能到線粒體徹底氧化分解,A
錯(cuò)誤;干細(xì)胞在培養(yǎng)過(guò)程中會(huì)發(fā)生有絲分裂,不會(huì)發(fā)生減數(shù)分裂,即不會(huì)發(fā)生
同源染色體的分離,B錯(cuò)誤;細(xì)胞骨架是由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),C錯(cuò)
誤。
4.[2021遼寧大連模擬]科學(xué)家將C-MyC、KIfA、Sox2和。Ct-3/4這四個(gè)
關(guān)鍵基因轉(zhuǎn)入高度分化的小鼠成纖維細(xì)胞內(nèi),細(xì)胞在一定條件下轉(zhuǎn)變成iPS細(xì)
胞。在適當(dāng)條件誘導(dǎo)下,iPS細(xì)胞可以定向分化成各種細(xì)胞。下列敘述錯(cuò)誤的
是(C)
c-Myc
平轉(zhuǎn)入培養(yǎng)0iPS細(xì)胞
1S
()ct-3∕4So.x2
小鼠的成
d
纖維細(xì)胞
脂肪成纖維肌成骨
細(xì)晌細(xì)胞細(xì)晌細(xì)胞
A.圖示過(guò)程運(yùn)用了轉(zhuǎn)基因技術(shù)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)
B.iPS細(xì)胞分化成各種組織細(xì)胞過(guò)程中DNA序列不變
C.iPS細(xì)胞的分裂、分化能力比造血干細(xì)胞弱
D.小鼠成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變成iPS細(xì)胞與植物組織培養(yǎng)的脫分化過(guò)程類似
[解析]據(jù)圖分析,將四個(gè)關(guān)鍵基因轉(zhuǎn)入高度分化的小鼠成纖維細(xì)胞,再通過(guò)培
養(yǎng)轉(zhuǎn)變成iPS細(xì)胞,運(yùn)用了轉(zhuǎn)基因技術(shù)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù),A正確;細(xì)胞分
化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá),使得細(xì)胞內(nèi)信使RNA和蛋白質(zhì)改變,但DNA
不變,B正確;iPS細(xì)胞可以分化為多種組織細(xì)胞,造血干細(xì)胞只能分化為各
種血細(xì)胞或免疫細(xì)胞,故iPS的分裂分化能力比造血干細(xì)胞強(qiáng),C錯(cuò)誤;小鼠
成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變成iPS細(xì)胞過(guò)程中,細(xì)胞恢復(fù)分裂、分化能力,與植物組織培
養(yǎng)的脫分化過(guò)程類似,D正確。
考點(diǎn)三動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)和單克隆抗體
必備知識(shí)整合
L動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)
1)概念:動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)是使兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞
的技術(shù)。融合后形成的雜交細(xì)胞具有原來(lái)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞的遺傳佶息。
2)原理:細(xì)胞膜的流動(dòng)性。
3)常用方法:PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導(dǎo)法等。
4)意義:突破了有性雜交的局限,使遠(yuǎn)緣雜交成為可能:為制造單克隆抗體
開(kāi)辟了新途徑。
2.單克隆抗體
1)制備原理
B淋巴細(xì)胞能產(chǎn)生特異性抗體;骨髓瘤細(xì)胞能夠無(wú)限增殖;B淋巴細(xì)
胞與其融合形成雜交瘤細(xì)胞,既能迅速大量增殖,又能產(chǎn)生專一抗體。
特別提醒血清抗體與單克隆抗體的比較
名稱產(chǎn)生特點(diǎn)
血清抗體由漿細(xì)胞分泌一般從血清中分離,產(chǎn)量低、純度低、特異性差
單克隆抗體由雜交瘤細(xì)胞分泌特異性強(qiáng),靈敏度高,能大量制備
2)制備過(guò)程
注射把.培養(yǎng)骨
的抗原髓輟細(xì)胞
甯S?0
蘇林、/竹粉揄
淋巴細(xì)胞I細(xì)胞
S3>?S>€?
??S?
將卅ft?相細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合
篩選、克
隆化培養(yǎng)多種全交細(xì)胞
I注射到生顯
體外力叫/\、腹腔內(nèi)
抗體檢測(cè)是
陽(yáng)性的雜交
痛細(xì)胞
從培養(yǎng)液?A小鼠腹
中獲取I水中獲取
單克隆抗體
答案見(jiàn)圖中
3)優(yōu)點(diǎn):特異性強(qiáng)、靈敏度高,并可大量制備。
4)用途:作為診斷試劑;用于治療疾病和運(yùn)載藥物。
教材基礎(chǔ)診斷
1.滅活的病毒能促進(jìn)動(dòng)物細(xì)胞融合,但不能促進(jìn)植物細(xì)胞融合。(選必3
P37、48正文)(√)
2.滅活是用極端的物理或化學(xué)手段殺滅細(xì)菌或病毒,使其各種結(jié)構(gòu)都失去相應(yīng)
的功能。(選必3P48相關(guān)信息)(X)
3.B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞融合后有三種細(xì)胞類型(只考慮兩個(gè)細(xì)胞間
融合)。(選必3P48、49圖2-16)(√)
4.多種B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合篩選后,還需經(jīng)克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè),才
能獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。(選必3P48、49圖2-16)
(√)
5.單克隆抗體能準(zhǔn)確地識(shí)別抗原的細(xì)微差異,與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合,并且
可以大量制備。(選必3P5O正文)(J)
6.抗體一藥物偶聯(lián)物(ADC)通常由抗體、接頭、藥物(如細(xì)胞毒素)三部分組
成。(選必3P5O思考?討論)(√)
教材深度拓展
1.(選必3P48、49圖2-16)制備單克隆抗體過(guò)程中,第一次篩選的目的是箍
選出雜交瘤細(xì)胞;第二次篩選的目的是篩選出能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。
2.(選必3P50正文)雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)是既能迅速大量繁殖,又能產(chǎn)生足夠
數(shù)量的特定抗體。
重難突破
L植物體細(xì)胞雜交和動(dòng)物細(xì)胞融合的比較
比較項(xiàng)目植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合
原理細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞增殖
融合前處除去細(xì)胞壁使細(xì)胞分散開(kāi)
理
相關(guān)酶纖維素酶和果膠酶胰蛋白酶、膠原蛋白酶等
誘導(dǎo)方法物理法:電融合法、離心法等PEG融合法、電融合法、滅活病
化學(xué)法:聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca?+-高毒誘導(dǎo)法等
PH融合法等
結(jié)果雜種植株雜交細(xì)胞
應(yīng)用培育植物新品種等主要用于制備單克隆抗體
意義突破有性雜交的局限,打破了生殖隔離,使遠(yuǎn)緣雜交成為可能
2.單克隆抗體制備過(guò)程中兩次篩選的方法及目的
項(xiàng)第一次篩選第二次篩選
目
篩誘導(dǎo)融合后會(huì)得到多種雜交細(xì)胞,另外還有未融合的由于小鼠在生活中還受到其他抗
選細(xì)胞原的刺激,所以經(jīng)選擇培養(yǎng)獲得
原的雜交瘤細(xì)胞中有能產(chǎn)生其他抗
因體的細(xì)胞
篩用特定的選擇培養(yǎng)基篩選:在該培養(yǎng)基上,未融合的用多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng),在每個(gè)孔只
選細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞(“B—B”細(xì)有一個(gè)雜交瘤細(xì)胞的情況下開(kāi)始
方胞、“瘤一瘤”細(xì)胞)都會(huì)死亡,只有融合的雜交瘤克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè),經(jīng)多次
法細(xì)胞(“B—瘤”細(xì)胞)才能生長(zhǎng)篩選得到能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)
胞群
篩得到雜交瘤細(xì)胞得到能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)
選胞
目
的
關(guān)鍵能力提升
考向一動(dòng)物細(xì)胞融合(生命觀念)
1.[2021山東濟(jì)南大學(xué)城實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué)質(zhì)檢]骨髓瘤細(xì)胞由于缺乏次黃喋吟磷酸
核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT-),在HAT篩選培養(yǎng)液中不能正常合成DNA,無(wú)法生
長(zhǎng)。如圖為雜交瘤細(xì)胞制備示意圖,下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(B)
B淋巴細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞
體外長(zhǎng)期培融合的細(xì)胞在HAT培養(yǎng)
兼市死亡液中死亡
A.可用滅活的仙臺(tái)病毒和聚乙二醇誘導(dǎo)細(xì)胞融合
B.培養(yǎng)液中的細(xì)胞兩兩融合后都能在HAT培養(yǎng)液中生長(zhǎng)
C.雜交瘤細(xì)胞需經(jīng)過(guò)HAT培養(yǎng)液篩選后才能用于生產(chǎn)
D.細(xì)胞膜的流動(dòng)性是細(xì)胞融合的基礎(chǔ)
[解析]兩兩融合的細(xì)胞包括B淋巴細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合的具有同種核的細(xì)
胞、骨髓瘤細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的具有同種核的細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤
細(xì)胞融合的雜交瘤細(xì)胞,骨髓瘤細(xì)胞雖然能無(wú)限增殖,但缺乏次黃口票嶺磷酸核
糖轉(zhuǎn)移酶,B淋巴細(xì)胞雖然有次黃喋吟磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶,但不能無(wú)限增殖,所
以在HAT培養(yǎng)液中,兩兩融合的具有同種核的細(xì)胞都無(wú)法生長(zhǎng),只有雜交瘤細(xì)
胞才能生長(zhǎng),B錯(cuò)誤。
考向二單克隆抗體的制備過(guò)程(生命觀念)
2.[2021江蘇揚(yáng)州模擬]青蒿素主要用于惡性瘧疾的癥狀控制以及耐氯喳蟲(chóng)株的
治療。為了快速檢測(cè)青蒿素,科研人員利用細(xì)胞工程技術(shù)制備了抗青蒿素的單
克隆抗體,其基本操作過(guò)程如圖。以下相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(D)
給小鼠注射
青蒿素一牛細(xì)胞甲
血清白蛋’
結(jié)合抗原
①
細(xì)胞乙細(xì)胞丙細(xì)胞丁
小鼠骨髓
瘤細(xì)胞抗青蒿素的
單克隆抗體
A.過(guò)程②體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性,過(guò)程⑤若在體內(nèi)進(jìn)行則操作更簡(jiǎn)單
B.過(guò)程③常使用選擇培養(yǎng)基,過(guò)程④常使用抗原一抗體雜交技術(shù)
C.若細(xì)胞乙均由細(xì)胞兩兩融合而成,則細(xì)胞乙、丙、丁的染色體組數(shù)一定相同
D.骨髓瘤細(xì)胞通常是從小鼠脾臟中提取的,其表面糖蛋白減少,培養(yǎng)時(shí)無(wú)接觸
抑制
[解析]過(guò)程②體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性,過(guò)程⑤若在體內(nèi)進(jìn)行則操作更簡(jiǎn)單,A
正確;過(guò)程③是篩選雜交瘤細(xì)胞,常使用選擇培養(yǎng)基,過(guò)程④用抗體檢測(cè)和克
隆培養(yǎng)得到能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞,常使用抗原一抗體雜交技術(shù),B正
確;若細(xì)胞乙均由細(xì)胞兩兩融合而成,則細(xì)胞乙、丙、丁的染色體組數(shù)一定相
同,C正確;骨髓瘤細(xì)胞是從小鼠的骨髓中提取的,脾臟中無(wú)骨髓瘤細(xì)胞,D
錯(cuò)誤。
3.[2021山東濟(jì)南模擬]NRP-1是人體血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的受體,在腫瘤新生
血管形成與腫瘤細(xì)胞遷移、黏附、侵襲等方面起重要調(diào)控作用。為探究NRP-
IMAb(NRP-I的單克隆抗體)對(duì)乳腺癌的治療作用,研究人員以兔子為實(shí)
驗(yàn)材料進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn),得到以下數(shù)據(jù)。下列敘述錯(cuò)誤的是(C)
A.據(jù)圖推測(cè),NRP-1MAb能夠有效降低腫瘤的體積,中、高劑量抗體的降
低效果比低劑量的效果更顯著
B.NRP-1MAb的制備過(guò)程中利用滅活的病毒誘導(dǎo)兩細(xì)胞融合,其原理是利
用了病毒表面的糖蛋白和相關(guān)酶與細(xì)胞膜表面的糖蛋白發(fā)生作用
C.將NRP-I反復(fù)給兔子注射,提取已免疫的B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合,再
經(jīng)選擇培養(yǎng)基篩選獲得的雜交瘤細(xì)胞都能產(chǎn)生NRP-1MAb
D.治療機(jī)理可能為NRP-IMAb與NRP-I特異性結(jié)合,阻止了NRP-1與
血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的結(jié)合,從而抑制了腫瘤血管的生成和腫瘤細(xì)胞的分散轉(zhuǎn)移
[解析]經(jīng)過(guò)選擇培養(yǎng)基篩選的雜交瘤細(xì)胞還需要進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體陽(yáng)性檢
測(cè),最終篩選到能只產(chǎn)生NRP—1MAb的雜交瘤細(xì)胞,C錯(cuò)誤。
考點(diǎn)四動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)與克隆動(dòng)物
必備知識(shí)整合
動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)與克隆動(dòng)物
1)原理:動(dòng)物體細(xì)胞核具有全能性。
2)過(guò)程
細(xì)胞
培養(yǎng)
注細(xì)胞重組
入融合細(xì)胞
無(wú)核卵發(fā)育
母細(xì)胞
I重構(gòu)胚
胚胎移植
生出與
基本相同的個(gè)體ΓI母體
答案見(jiàn)圖中
3)應(yīng)用前景和存在的問(wèn)題
前畜牧加速家畜遺傳改良進(jìn)程、促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育
景業(yè)
其他保護(hù)瀕危物種,了解胚胎發(fā)育及衰老過(guò)程
領(lǐng)域
醫(yī)藥①作為生物反應(yīng)器,生產(chǎn)醫(yī)用蛋白;②轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物的細(xì)胞、組織或器
衛(wèi)生官可作為異種移植的供體:③以患者作為供體培育的人核移植胚胎干細(xì)胞經(jīng)過(guò)
誘導(dǎo)分化形成相應(yīng)的細(xì)胞、組織或器官,可用于器官移植
問(wèn)成功率北常低;克隆動(dòng)物存在健康問(wèn)題,表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷;對(duì)克隆動(dòng)物
題食品的安全性問(wèn)題存在爭(zhēng)
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