高三生物一轮复习 专题2 细胞工程课件.ppt

走向高考 生物 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 高考总复习 现代生物科技专题 选修三 选考内容 专题二细胞工程 选修三 考情考点探究 方法警示探究 课前基础回扣 核心考点突破 课时作业 方法技巧警示 1 2014 浙江 3 下列关于动物细胞培养的叙述 正确的是 A 连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型B 某些癌细胞在合适条件下能逆转为正常细胞C 由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆D 未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状答案B解析本题考查细胞培养的有关知识 连续细胞系的细胞其核型已发生改变 A错误 一个祖细胞培养形成的细胞群才为一个克隆 C错误 未经克隆化培养的细胞系细胞可能是不同细胞分裂形成的 其性状可能不同 D错误 关于癌细胞转化为正常细胞的事例已有报道 2013年10月26日在澳门特区澳门政府山顶医院大礼堂召开的世界中联男科第六届学术年会 国际中医男科第八届学术年会 第三届海峡两岸中医男科学术论坛上 我国南京中医药大学教学和研究基地的盛明山医师宣布 人体癌细胞逆转为正常细胞的医疗技术在肝癌肺癌等的临床治疗中获得成功 解答此类题目一定要准确理解有关的概念内涵 进行解答相关问题 同时关注科学的发展 2 2013 全国大纲 2 关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述 错误的是 A 动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同B 动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶C 烟草叶片离体培养能产生新个体 小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖D 动物细胞培养可用于检测有毒物质 茎尖培养可用于植物脱除病毒答案B 解析本题考查了细胞培养的相关基础知识 由于动物细胞和植物细胞培养环境要求和营养物质不同 二者培养时所选的培养基也不同 A正确 植物组织培养过程中不需要胰蛋白酶 B不正确 烟草叶片离体可培养成新个体 体现了细胞的全能性 小鼠杂交瘤细胞由于具备癌细胞持续分裂增殖的特点 可用离体培养增殖 C正确 许多致畸 致癌物质加入细胞培养液后 培养细胞会发生染色体结构和数目的变异 根据变异细胞占全部培养细胞的百分数 可以判断某种物质的毒性 刚刚分裂形成的茎尖细胞一般不含病毒 可用于植物脱除病毒 D正确 解析本题以小鼠皮肤细胞培养为载体 综合考查了动物细胞培养相关操作过程和考生的识记理解能力 涉及组织块的处理 原代培养和传代培养等相关内容 动物细胞培养需要无毒无菌的环境 甲过程指从实验小鼠身上取下皮肤组织 该过程需要对小鼠进行消毒处理 A项正确 乙过程表示将得到的皮肤组织分散成单个细胞制备成细胞悬液 可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理 B项正确 丙过程表示原代培养 此时的细胞仍能保持正常的二倍体核型 C项错误 丁过程表示传代培养 此时得到的细胞会克服细胞寿命的自然极限 获得不死性 这些细胞已经发生突变 正在朝着等同于癌细胞的方向发展 D项正确 4 2013 重庆 2 下图是单克隆抗体制备流程的简明示意图 下列有关叙述 正确的是 A 是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞B 中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成 C 同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性D 是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群答案D解析本题考查单克隆抗体的制备原理方法及识图 分析题图信息可得 是免疫的B细胞 是诱导细胞融合 一般用灭活的病毒作为诱导剂 是指融合后的杂交瘤细胞 既具有骨髓瘤细胞无限繁殖的特点 又具有浆细胞产生抗体的特征 是筛选能够分泌特定抗体的杂交瘤细胞 一 细胞工程的概念理解1 原理和方法细胞生物学和 2 操作水平 3 工程目的按照人的意愿来改变 或获得细胞产品 分子生物学 细胞整体水平或细胞器水平 细胞内的遗传物质 4 根据操作对象的不同分类植物细胞工程和 二 植物细胞工程1 理论基础 1 概念 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞 都具有发育成 的潜能 2 物质基础 细胞中具有本物种 动物细胞工程 细胞的全能性 完整生物体 全部遗传信息 离体的植物器官 组织 细胞 完整的植株 脱分化 愈伤组织 再分化 3 植物体细胞杂交技术 1 概念 将 的植物体细胞 在一定条件下融合成 并把杂种细胞培育成 的技术 2 操作流程 不同种 杂种细胞 新的植物体 3 流程分析 过程a为去除 获得具有活力的原生质体 用到的酶是 过程b是原生质体的融合 其原理是 诱导b融合的两种方法 物理法包括 等 化学法一般用 作为诱导剂 细胞壁 纤维素酶和果胶酶 细胞膜具有一定的流动性 离心 振动 电激 聚乙二醇 PEG 过程c是原生质体融合后再生出 过程d是 技术 其原理是 4 意义 细胞壁 植物组织培养 细胞的全能性 克服了远缘杂交不亲和的障碍 微型繁殖 作物脱毒 胚状体 人工薄膜 突变体的利用 四 动物细胞培养 动物细胞工程技术的基础1 动物细胞的培养过程 胰蛋白酶 原代培养 胰蛋白酶 传代培养 2 培养条件 1 无菌 无毒的环境 对 和所有培养用具进行无菌处理 添加 定期更换培养液以清除 2 营养 除正常的有机和无机营养外 加入 等一些天然成分 3 适宜的温度和pH 温度为 哺乳动物 pH为 4 气体环境 含95 空气加 的混合气体 其中后者的作用是 3 应用生物制品的生产 检测 医学研究 培养液 抗生素 代谢产物 血清 血浆 36 5 0 5 7 2 7 4 5 CO2 维持培养液的pH 有毒物质 细胞培养 去核 重组细胞 胚胎移植 供体 2 原理 3 结果 4 应用 1 加速家畜 进程 促进优良畜群繁育 2 保护 3 生产医用蛋白 4 作为异种移植的 5 用于组织器官的 动物体细胞核具有全能性 产生新个体 遗传改良 濒危物种 供体 移植 六 动物细胞融合与单克隆抗体1 动物细胞融合 1 原理 2 融合方法 聚乙二醇 PEG 电激等 3 意义 突破了 的局限 使 成为可能 也为制造 开辟了新途径 细胞膜的流动性 灭活的病毒 有性杂交方法 远缘杂交 单克隆抗体 2 单克隆抗体 1 制备过程 2 优点 特异性强 可大量制备 3 用途 作为 用于治疗疾病和 杂交瘤细胞 能产生所需抗体 灵敏度高 诊断试剂 运载药物 1 植物激素中生长素和细胞分裂素的作用如何 提示 植物激素在愈伤组织的分化中起重要作用 生长素用于诱导细胞的分裂和根的分化 细胞分裂素是促进细胞的分裂和不定芽的分化 2 单克隆抗体制备过程中两次筛选的目的是什么 提示 单克隆抗体制备过程中两次筛选的目的 第一次筛选是为了得到杂交瘤细胞 用选择培养基筛选 第二次筛选是为了得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞 抗原 抗体杂交检测 1 下列有关植物组织培养的叙述 正确的是 A 愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞B 二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株C 用人工薄膜将胚状体 愈伤组织等分别包装可制成人工种子D 植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得答案D 解析本题考查植物组织培养的过程与特点 愈伤组织是由未分化的薄壁细胞组成 没有特定的结构和功能 A项错误 二倍体的花粉培养得到的单倍体植株不能产生后代 B项错误 人工种子是用富含营养物质和其他必要成分的凝胶物将胚状体包裹起来 不包含愈伤组织 C项错误 在培养基中加入适量的氯化钠 可以选择出植物的耐盐突变体 D正确 2 某研究小组对某种动物的肝肿瘤细胞 甲 和正常肝细胞 乙 进行培养 下列叙述正确的是 A 制备肝细胞悬浮液时先用剪刀剪碎肝组织 再用胃蛋白酶处理B 肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5 的CO2刺激细胞呼吸C 为了防止培养过程中杂菌的污染 可向培养液中加入适量的干扰素D 用血球计数板计数的方法 可推断乙细胞比甲细胞增殖周期长答案D 解析制备肝细胞悬浮液时先用剪刀剪碎肝组织 再用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理 肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5 的CO2维持培养液pH 为了防止培养过程中杂菌的污染 可向培养液中加入适量的抗生素 3 2014 四川成都一中质检 下面有关动物细胞工程和植物细胞工程的叙述 正确的是 A 叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织B 融合植物叶肉细胞中 应先用溶菌酶除去细胞壁C 动物细胞培养过程中要用到胰蛋白酶 目的是使组织细胞分散成单个细胞D 单克隆抗体制备的过程中 只进行了一次筛选答案C 解析理解动 植物细胞工程的区别和联系是解题的关键 植物叶肉细胞经脱分化过程可形成愈伤组织 融合植物叶肉细胞时 应先用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁 单克隆抗体制备的过程中 至少要进行两次筛选 筛选杂交瘤细胞和筛选产生单一抗体的杂交瘤细胞 一 植物组织培养与动物细胞培养的比较 植物组织培养与动物细胞培养 2 作物脱毒 解决的问题 无性繁殖的作物 感染的病毒在体内逐年积累 产量降低 品质变差 解决方法 切取一定大小的茎尖进行组织培养 再生的植株就有可能不带病毒 从而获得脱毒苗 理论基础 植物分生区附近病毒极少 甚至无病毒 成果 采用茎尖组织培养技术 已获得脱毒的马铃薯 草莓 甘蔗 菠萝和香蕉等 解决的问题 a 一些植物繁殖周期长 数年后才能结出种子 b 有些作物优良杂种的后代因发生性状分离而丧失其优良特性 c 常规种子的生产受季节 气候和地域的限制 并且占用大量的土地 3 细胞产物的工厂化生产可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物 如蛋白质 脂肪 糖类 药物 香料 生物碱等 1 不同细胞体现全能性能力的大小不同 具体表现为 受精卵 生殖细胞 体细胞 离体细胞的全能性表达与分化程度呈负相关 但生殖细胞特殊 2 脱分化形成愈伤组织的过程不需要光 再分化过程需要光 因为愈伤组织利用有机营养成分 而试管苗需要进行光合作用以自养 3 植物组织培养中不同培养阶段培养基含有的激素比例不同 因为培养的目的不同 生根或生芽 4 植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖 用葡萄糖也可以 但后者的成本高 5 利用植物组织培养技术生产细胞产物时 有时只需将外植体培养到愈伤组织 从愈伤组织中获取产物 6 人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供 7 人工种皮中可以加入适量的养分 无机盐 有机碳源以及农药 抗生素 有益菌等 以利于胚状体生长发育成幼苗 解析考查动物细胞培养的特点 保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上只能形成单层细胞 所以A错 克隆培养法在培养细胞时由于所有子代细胞来自于一个亲代细胞 所以基因型一般都相同 B错 二倍体细胞的传代培养在培养10代左右多数会死亡 少数生存下来的细胞在50代左右会大量死亡 只有少数遗传物质改变的才能无限增殖 C错 恶性细胞系的细胞有无限增殖的特点 可以进行传代培养 答案D 答案C解析理解动物细胞培养及融合的过程是解题关键 过程 是将高度分化的成纤维母细胞诱导形成干细胞 属于基因重组 过程 的实质是基因的选择性表达 属于细胞分化 丙细胞是由B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后形成的 它同时具备了B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的特点 既能无限增殖 又能分泌特异性抗体 过程 是动物细胞融合 可使用聚乙二醇作为诱导剂 过程 是动物细胞培养产生单克隆抗体 不需要聚乙二醇 植物体细胞杂交与动物细胞融合 1 植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较 2 单克隆抗体的制备 1 取相应B淋巴细胞前必须先注射相应抗原蛋白 否则不能获得单克隆抗体 2 细胞融合后需经二次筛选 第一次 在特定的选择性培养基上 未融合的亲本细胞 B淋巴细胞和骨髓瘤细胞 和融合的具有同种核的细胞 BB融合细胞 瘤瘤融合细胞 都会死亡 只有融合的杂交细胞 杂交瘤细胞 才能生长 这种杂交细胞的特点是既能迅速大量繁殖 又能产生单一的特异性抗体 第二次 经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞 很多种杂交瘤细胞 需经克隆化培养和抗体检测 经筛选后才可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞 1 植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同 纤维素酶和果胶酶作用于细胞壁 而胰蛋白酶等作用于细胞间的蛋白质 2 在细胞融合时 可出现多种杂种细胞 如B细胞 B细胞 骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞 B细胞 骨髓瘤细胞 3 动物细胞融合和植物体细胞杂交 均需对杂种细胞进行筛选 但筛选的方法不同 前者可用免疫法 后者可用机械方法 生理学或遗传学方法 4 各项技术在使用中一般要借助于其他某种技术的协助 如动物细胞融合 单克隆抗体的制备 胚胎移植 核移植等 其中动物细胞培养是动物细胞工程技术的基础 5 灭活的病毒保持了其抗原性 但毒性消失 6 植物杂交细胞在激素诱导下能表达出全能性 但动物杂交细胞的全能性不能表达 解析动物细胞融合技术目前的主要用途是制备单克隆抗体 它可以克服远缘杂交不亲和的障碍 但还不能获得新物种 答案B 2014 临沂模拟 科学家们用磷脂制成双分子层的微球体 里面包裹着抗癌药物 外面带上单克隆抗体 制成 生物导弹 下列有关叙述不正确的是 A 单克隆抗体的化学本质多数是蛋白质 少数是RNAB 单克隆抗体的制备应用了动物细胞融合和动物细胞培养技术C 被 生物导弹 消灭的癌细胞是抗原D 生物导弹 治疗癌症 疗效高 毒副作用小 答案A解析抗体为浆细胞产生 本质为蛋白质 而酶为活细胞产生的具催化作用的有机物 多数为蛋白质 少数为RNA 动物体细胞核移植与克隆动物 1 原理动物细胞核的全能性 动物细胞核移植是将动物的一个细胞的细胞核 移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中 使其重组并发育成一个新的胚胎 这个新的胚胎最终发育为动物个体 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物 2 供核细胞一般选优良动物的传代培养10代以内的细胞 解析培育克隆羊多利的过程中 涉及到细胞核移植 细胞培养技术和胚胎移植技术 答案D 关于现代生物技术应用的叙述 错误的是 A 蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质B 体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体C 植物组织培养技术可用于植物茎尖脱毒D 动物细胞培养技术可用于转基因动物的培养答案B解析本题考查现代生物技术的应用过程 用核移植的方法得到的动物称为克隆动物 体细胞杂交技术可用制备单克隆抗体 不能用于克隆动物 B项错误 细胞工程与基因工程的综合考查 例1 2013 新课标卷 40 阅读如下资料 资料甲 科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵内 得到了体型巨大的 超级小鼠 科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草 资料乙 T4溶菌酶在温度较高时易失去活性 科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造 使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸 在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键 提高了T4溶菌酶的耐热性 资料丙 兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体 科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内 成功产出兔甲的后代 证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育 回答下列问题 1 资料甲属于基因工程的范畴 将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用 法 构建基因表达载体常用的工具酶有 和 在培育有些转基因植物时 常用农杆菌转化法 农杆菌的作用是 2 资料乙属于 工程范畴 该工程是指以分子生物学相关理论为基础 通过基因修饰或基因合成 对 进行改造 或制造制造一种 的技术 在该实例中 引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的 序列发生了改变 4 资料丙属于胚胎工程的范畴 胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到 种的 生理状态相同的另一个雌性动物体内 使之继续发育成新个体的技术 在资料丙的实例中 兔甲称为 体 兔乙称为 体 解析本题考查基因工程 蛋白质工程及胚胎工程的流程 1 动物细胞导入基因表达载体通常采用显微注射法 在构建基因表达载体的过程中 要用到两种酶 即限制性内切酶和DNA连接酶 培养转基因植物 多用农杆菌转化法 如果将目的基因插入到Ti质粒的T DNA上 通过农杆菌的转化作用 就可以使目的基因进入到植物细胞中 2 蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能关系作为基础 通过基因修饰或基因合成 对现有蛋白质进行改造 或制造一种新的蛋白质 以满足人类的生产生活的需求 科学家通过对编码T4溶菌酶的基因进行改造 产生一种新的T4溶菌酶 具有较高的耐热性 属于蛋白质工程 3 胚胎移植过程中要求供体和受体生理状态相同 分析资料可知 兔甲提供受精卵形成的胚胎为供体 兔乙接受胚胎 为受体 答案 1 显微注射限制性内切酶DNA连接酶农杆菌可感染植物 将目的基因转移到受体细胞中 2 蛋白质现有的蛋白质新蛋白质氨基酸 3 同供受 对植物体细胞杂交和有性杂交混淆不清 例2 关于番茄和马铃薯杂交过程 回答下列问题 1 若番茄细胞内含A条染色体 马铃薯细胞内含B条染色体 将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培育 假设能成功 得到的后代应含 条染色体 还必须用 来处理幼苗 才能得到可育的 番茄 马铃薯 植株 此时体细胞中含有 条染色体 2 若番茄是二倍体 马铃薯是四倍体 则杂种植株为 倍体 解析有性杂交指先减数分裂染色体数目减半再精卵结合 因无同源染色体一般是不育的 要可育必须用秋水仙素处理让其加倍 而体细胞杂交则是简单的直接相加 错因分析将有性杂交和体细胞杂交混为一谈 纠错笔记 植物体细胞杂交若两个不同品种的植物细胞A B进行融合 A含有2X条染色体 2个染色体组 基因型为Aabb B含有2Y条染色体 2个染色体组 其基因型为ccDd 则新植株应为四倍体 其体细胞中染色体数为2X 2Y 基因型为AabbccDd 从中不难看出 体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞 不管染色体数 基因组数还是染色体组数都采用直接相加的方法 植物有性杂交有性杂交的结果 子代细胞中染色体数 基因型分别为 X Y AbcD 或 abcD 或 Abcd 或 abcd 即先减半再相加 有性生殖过程符合孟德尔遗传定律 而植物细胞杂交则不符合孟德尔遗传定律