高考生物總復習專題30克隆技術全國公開課一等獎百校聯(lián)賽示范課賽課特等獎課件

專題30克隆技術生物（浙江選考專用）第1頁考點1植物克隆基礎知識考點清單第2頁重點難點一、植物細胞全能性1.基本含義:植物體每個生活細胞都含有遺傳上全能性,因而都含有

發(fā)育成完整植株潛能。2.基礎:植物體每一個細胞都含有該物種發(fā)育所需全部遺傳物質。3.全能性表示條件(1)離體、無菌。(2)一定營養(yǎng)物質,如水、無機鹽、蔗糖、維生素等。(3)植物生長調整劑。第3頁4.在生物體內細胞并沒有表現出全能性原因基因在特定時間和空間條件下選擇性表示,細胞分化為不一樣組織、器官。5.植物細胞全能性大小受精卵>生殖細胞>體細胞分化程度低細胞>分化程度高細胞6.培養(yǎng)物胚胎發(fā)生和器官形成能力下降原因(1)染色體畸變、細胞核變異或非整倍體產生等,而且其結果是不可逆;(2)細胞或組織中激素平衡被打破,或細胞對外源生長物質敏感性發(fā)生改變;(3)伴隨時間推移,因為其它各種原因產生了缺乏成胚性細胞系。第4頁二、植物組織培養(yǎng)和植物細胞工程1.植物組織培養(yǎng)程序第5頁2.植物細胞工程操作過程第6頁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、高度液泡化薄壁細胞團避光再分化由愈傷組織分化為幼苗或胚狀結構有根、芽或有生根發(fā)芽能力需光營養(yǎng)生長和生殖生長發(fā)育成完整植物體由根、莖、葉、花、果實、種子組成需光3.植物組織培養(yǎng)關鍵過程總結第7頁4.植物組織培養(yǎng)基本操作要求(1)取材:含形成層(分生組織)部分易于誘導形成愈傷組織。盡管植物體其它已分化部分也能夠用于組織培養(yǎng),但誘導形成愈傷組織比較困難。(2)消毒:培養(yǎng)基中含有豐富營養(yǎng)物質,不但有利于培養(yǎng)物生長,也利

于各種雜菌生長。一旦污染,快速生長各種雜菌不但會與培養(yǎng)物爭

奪營養(yǎng),還會產生大量對培養(yǎng)物有害物質,造成培養(yǎng)物死亡。[知能拓展]

(1)植物激素是影響脫分化、再分化主要原因。細胞分

裂素與生長素不一樣濃度配比在再分化過程中,分別對誘導根或芽產

生起關鍵作用。當細胞分裂素與生長素濃度比高時,有利于芽產

生;濃度比低時,有利于根產生。第8頁(2)光照:對于植物組織培養(yǎng)來說,光照條件非常主要,包含光照強度、時

間和波長。但在愈傷組織誘導階段往往要暗培養(yǎng),而在分化再生過

程中一定要有光照。愈傷組織誘導階段暗培養(yǎng)有利于細胞脫分化

產生愈傷組織,假如在光照條件下輕易分化產生維管等組織,則不利于

產生大量愈傷組織。(3)無菌:假如在培養(yǎng)基上有細菌等微生物,它們相比植物細胞含有更強

新陳代謝能力,比植物細胞生長繁殖得更加快,而且它們會產生毒素,使

培養(yǎng)基上植物細胞死亡。所以,在培養(yǎng)過程中要求一系列消毒、滅

菌,而且要求無菌操作。(4)非離體狀態(tài)下,植物體細胞不能表示全能性原因:植物體細胞內

基因選擇性表示。第9頁5.植物細胞培養(yǎng)、器官培養(yǎng)和原生質體培養(yǎng)關系第10頁[知能拓展]

植物細胞培養(yǎng)、器官培養(yǎng)和原生質體培養(yǎng)統(tǒng)稱為植物

組織培養(yǎng),都有脫分化和再分化過程,最終都能得到完整植株,但因為

培養(yǎng)目標不一樣,有時需要對愈傷組織進行特殊處理,以到達目標。6.植物組織培養(yǎng)技術實踐應用(1)植物繁殖新路徑:①微型繁殖:用于快速繁殖優(yōu)良品種植物組織培養(yǎng)技術,也叫快速繁

殖技術。②作物脫毒:利用莖尖、根尖等無毒組織,進行微型繁殖。③制造人工種子:利用植物組織培養(yǎng)取得胚狀體、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:第11頁(2)作物新品種培育:①單倍體育種;②突變體利用。舉例以下:突變體Aa中A為突變新基因,并控制著優(yōu)良性狀,利用單倍體育種方

法步驟以下:優(yōu)點:穩(wěn)定遺傳,縮短育種年限。(3)細胞產物工廠化生產:從人工培養(yǎng)愈傷組織中提取細胞中某

種成份,如紫草素等。第12頁考點2動物克隆基礎知識一、動物細胞培養(yǎng)從動物體中取出相關組織,將其分散成①單個

細胞,然后在人

工控制培養(yǎng)條件下,使這些細胞得以生存,并保持生長、分裂(繁殖)乃

至②接觸抑制

和有規(guī)律③衰老、死亡

等生命活動現象。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)或生長特征。動物組織培

養(yǎng)過程中能夠伴隨④組織分化

。第13頁三、原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)1.原代培養(yǎng):從機體取出后馬上進行細胞、組織培養(yǎng)。2.傳代培養(yǎng):將⑤原代

培養(yǎng)細胞分成若干份,接種到若干份培養(yǎng)基中,使其繼續(xù)生長、增殖。四、細胞系和細胞株1.細胞系:原代培養(yǎng)物在⑥首次傳代

時就成為細胞系。2.細胞株:從原代培養(yǎng)物或⑦細胞系

中取得含有特殊性質細胞,

普通含有恒定染色體組型、⑧同功酶類型

、病毒敏感性和⑨

生化特征

等。第14頁五、克隆培養(yǎng)法1.概念:把一個單細胞從群體中分離出來單獨培養(yǎng),使之繁衍成一個新

⑩細胞群體

技術。2.基本要求:必須必定所建成克隆起源于

單個細胞

。3.提升細胞克隆形成率辦法第15頁六、動物細胞融合技術及應用1.原理:細胞膜

流動性

。2.方法:物理法(電激)、化學法和

生物法

(滅活病毒)。3.應用:制備單克隆抗體,過程以下:第16頁4.單克隆抗體特點:

特異性強

,靈敏度高,并可大量制備。七、動物克隆繁殖1.動物細胞全能性表現程度第17頁2.動物難以克隆根本原因是動物個體發(fā)育過程中,細胞分化使得細

胞發(fā)生了

基因

差異化表示,細胞基因組中基因活動很不完全。3.細胞核移植試驗和動物克隆繁殖(1)核移植:利用一個細胞

細胞核

來取代另一個細胞中細胞核,形成一個

重建

“合子”。(2)動物克隆繁殖第18頁重點難點一、動物克隆1.動物細胞培養(yǎng)(1)過程第19頁[知能拓展]

①動物細胞培養(yǎng)中取材很主要,大部分取自動物胚胎或

出生很快幼齡動物器官或組織,這是因為這些組織或器官細胞生

命力旺盛,分裂能力強。②動物細胞培養(yǎng)中胰蛋白酶可消化組織中膠

原纖維和細胞外其它成份,取得細胞懸浮液。培養(yǎng)前要將組織細胞分

散成單個細胞原因:成塊組織不利于培養(yǎng),其中細胞不能與培養(yǎng)液

充分接觸,而且動物細胞含有接觸抑制特征,分散成單個細胞有利于

培養(yǎng)。③原代培養(yǎng)細胞因代謝消耗和接觸抑制現象,培養(yǎng)到一定時期

必須進行傳代培養(yǎng)。第20頁(2)原理:細胞增殖。(3)條件①充分營養(yǎng)供給——微量元素、無機鹽、糖類、氨基酸、促生長因

子、血清等。②適宜溫度:36.5℃±0.5℃;適宜pH:7.2~7.4。③氣體環(huán)境

④無菌、無毒環(huán)境

第21頁(4)應用①生產病毒疫苗、單克隆抗體、干擾素等。②利用動物細胞培養(yǎng)技術中細胞貼壁生長和接觸抑制特點,可用燒傷病人自己健康皮膚細胞培養(yǎng)出大量本身薄層皮膚細胞,以供植皮

所需。③培養(yǎng)動物細胞用于檢測有毒物質,判斷某種物質毒性。④用于生理、病理、藥理等方面研究。第22頁

表述方法原代培養(yǎng)①細胞懸浮液第一次在瓶中培養(yǎng),沒有分瓶培養(yǎng)之前細胞培養(yǎng)②第1代細胞培養(yǎng)與傳10代以內細胞培養(yǎng)統(tǒng)稱為原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)①細胞懸浮液培養(yǎng)一段時間后,分瓶再進行細胞培養(yǎng)②傳10代以后細胞培養(yǎng),統(tǒng)稱為傳代培養(yǎng)2.原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)第23頁3.細胞系和細胞株種類起源特點

有限細胞系由二倍體細胞傳代培養(yǎng)建成有接觸抑制;不能連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)細胞系由傳代細胞連續(xù)培養(yǎng)建成發(fā)生了轉化,多數含有異倍體核型;有些含有異體致瘤性;有些含有不死性,但不致癌

有限細胞株經過一定選擇或純化方法,從原代培養(yǎng)物或細胞系中取得含有特殊性質細胞傳代次數有限普通含有恒定染色體組型、同功酶類型、病毒敏感性和生化特征等連續(xù)細胞株可連續(xù)屢次傳代第24頁4.克隆培養(yǎng)法(1)概念:把一個單細胞從群體中分離出來單獨培養(yǎng),使之繁衍成一個新

細胞群體技術,又稱細胞克隆。(2)培養(yǎng)結果:細胞克隆遺傳性狀均一,表現性狀相同,稱為純系。(3)應用①分離出缺乏特殊基因突變細胞系。②研究遺傳規(guī)律和生理特征主要材料。第25頁5.克隆與核移植(1)原理:動物體細胞核含有全能性。(2)過程:(3)結果:產生新個體。第26頁[易混易錯]

①動物難以克隆根本原因:分化了動物細胞細胞質

中調整蛋白,關閉了細胞核中與個體發(fā)育相關基因。②重組卵發(fā)育成一個新個體,表達了細胞核全能性而非動物細胞全

能性。③重建合子細胞質必須來自卵原因:卵中沒相關閉與個體發(fā)育相關

調整蛋白。④動物克隆屬于無性繁殖,產生新個體性別、絕大多數性狀與供核親

本一致。第27頁

動物細胞培養(yǎng)動物體細胞核移植原理細胞增殖動物細胞核全能性過程動物組織塊

細胞懸浮液

原代培養(yǎng)

細胞懸浮液

傳代培養(yǎng)

結果取得細胞群取得與供體遺傳物質基本相同個體二、動物細胞培養(yǎng)和動物體細胞核移植比較第28頁[易混易錯]

①動物細胞培養(yǎng)中兩次用到胰蛋白酶,第一次用胰蛋白酶

處理剪碎組織使之分散成單個細胞,第二次使貼壁細胞從瓶壁上脫落

下來。②原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)分界點為分瓶培養(yǎng)時。第29頁三、單克隆抗體制備(1)原理:一個(或一個)漿細胞(效應B細胞、B淋巴細胞)只產生一個抗

體,小鼠骨髓瘤細胞能夠無限增殖。所以雜交瘤細胞就具備了既能無限

增殖,又能大量產生單一抗體特征。第30頁(2)過程:第31頁(3)培養(yǎng)方法:體內培養(yǎng)和體外培養(yǎng)。(4)單克隆抗體主要優(yōu)點:特異性強,靈敏度高,可大量制備。(5)關鍵點分析:①細胞融合完成標志:細胞核融合成一個核。②雜交瘤細胞特征:既能無限增殖,又能產生大量特異抗體。③獲取單克隆抗體場所:若在培養(yǎng)基中進行雜交瘤細胞培養(yǎng),則從培

養(yǎng)液中提取;若在小鼠或其它動物腹腔中培養(yǎng),則從腹水中提取。④兩次篩選比較:第32頁項目第一次篩選第二次篩選篩選原因誘導融合后得到各種雜交細胞,另外還有未融合細胞因為小鼠在生活中還受到其它抗原刺激,所以經選擇性培養(yǎng)取得雜交瘤細胞中有能產生其它抗體細胞篩選方法用特定選擇培養(yǎng)基篩選:未融合細胞和同種細胞融合后形成細胞(“BB”細胞、“瘤瘤”細胞)都會死亡,只有融合雜交瘤細胞(“B瘤”細胞)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胞情況下開始克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,經屢次篩選得到能產生特異抗體細胞群篩選目標得到雜交瘤細胞得到能分泌所需抗體雜交瘤細胞第33頁方法

植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)比較項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)理論基礎植物細胞全能性細胞增殖

類型固體或半固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基成份水、礦質元素、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物胚胎或出生很快幼齡動物器官或組織過程