细胞工程复习题ppt课件.ppt

（2012新课标卷）新课标卷）40、生物生物选修选修3现代生物科技专题现代生物科技专题（15分）分） 根据基因工程的有关知识，回答下列问题：根据基因工程的有关知识，回答下列问题：（1）限制性内切酶切割分子后产生的片段，其末端类型）限制性内切酶切割分子后产生的片段，其末端类型有有 和和 。 黏性末端黏性末端 平末端平末端 （2）质粒运载体用）质粒运载体用EcoR切割后产生的片段如下：切割后产生的片段如下：为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用除可用EcoR切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是须具有的特点是 。 切割产生的切割产生的DNA片段末端与片段末端与EcoR切割切割产生的相同产生的相同（3）按其来源不同，基因工程中所使用的）按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，连接酶有两类，即即DNA连接酶和连接酶和DNA连接酶。连接酶。E.ColiE.Coli T4T4（5）基因工程中除质粒外，）基因工程中除质粒外，和和 也可也可作为运载体。作为运载体。 （4 4）反转录作用的模板是）反转录作用的模板是 ，产物是，产物是 。若要在体外获得大量反转录产物，常采用若要在体外获得大量反转录产物，常采用技术。技术。（6）若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用）若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是 mRNA（或（或RNA） cDNA （或（或DNA） 噬菌体噬菌体 未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力极弱）的能力极弱 PCRPCR 动植物病毒等动植物病毒等 4 4、【生物现代生物技术专题生物现代生物技术专题】为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。新品系。（1 1）获得耐盐基因后，构建重组）获得耐盐基因后，构建重组DNADNA分子所用的限制性内切酶分子所用的限制性内切酶作用于图中的作用于图中的 处，处，DNADNA连接酶作用于连接酶作用于 处。（填处。（填“a”a”或或“b”b”）（2 2） 将重组将重组DNADNA分子导入水稻分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和化法和 法。法。（3 3）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用 _ 技术。该技术的核心是技术。该技术的核心是 。（4 4）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的素标记的 作探针进行分子杂交检测，作探针进行分子杂交检测，又要用又要用 方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。基因枪法（花粉管通道法）基因枪法（花粉管通道法）植物组织植物组织培养培养去分化和再分化去分化和再分化耐盐基因耐盐基因一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）复习课复习课细胞工程细胞工程复习课复习课所采用技术所采用技术的理论基础的理论基础 植植物物细细胞胞工工程程通常采用的通常采用的技 术 手 段技 术 手 段 植物植物组织培养组织培养 植物植物体细胞杂交体细胞杂交植物细胞的植物细胞的全能性全能性一、植物细胞工程一、植物细胞工程 ( (离体离体的植物的植物器官、组织或细胞器官、组织或细胞) )脱分化脱分化避光避光再分化再分化光照光照愈伤组织愈伤组织根、芽根、芽（胚状体）（胚状体）植物体植物体 培养条件：培养条件：离体、含有离体、含有全部营养成分全部营养成分的培养基、的培养基、激素激素、一定的温度、空气、一定的温度、空气、无菌环境无菌环境、适合的适合的PHPH、适合的光照等、适合的光照等外植体外植体举例：举例：花药离体培养；基因工程培育的抗虫花药离体培养；基因工程培育的抗虫棉植株；细胞工程培育的棉植株；细胞工程培育的“番茄番茄- -马马铃薯铃薯”杂种植株等。杂种植株等。1 1、植物组织培养、植物组织培养 2、植物体细胞杂交技术(1).概念:将不同种的植物_,在一定条件下融合成_,并把杂种细胞培育成_的技术。 体细胞杂种细胞新的植物体（2 2）意义）意义： 。细胞壁原生质体融合细胞壁脱分化愈伤组织再分化体细胞融合组织培养物理法:离心、振动、电激;化学法:聚乙二醇(PEG)思考：原生质体融合的原理是什么？提示：膜的流动性。克服了不同种植物远缘杂交的障碍。原理是？细胞膜的流动性原理是植物细胞的全能性1.植物体细胞杂交后的遗传物质分析(1)遗传特性：杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。(2)染色体组数染色体组数两种植物体细胞内染色体组数之和。植物体细胞杂交形成的杂种植株，有几个染色体组就称为几倍体。【解题指南】植物细胞工程应用易错分析(1)制备人工种子：人工种子必须有人工胚乳,以提供种子萌发所需的所有营养物质。(2)单倍体育种：用秋水仙素处理的必须是幼苗而不是种子。(3)组织培养的目的不同，培养的阶段不同。如：获取细胞产物，只需培养至愈伤组织时期；生产人工种子，则需要培养至胚状体时期；获得植株就需培养至幼苗时期。诱导染色体加倍无性繁殖1乙多明显缩短育种年限aBAb愈伤组织2aB和和Ab1.1.下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答： 步骤是去掉 ，最常用的方法是用 酶去除，使植物细胞成为 。步骤一般常用的化学试剂是 ，目的是 。在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是 ，其中步骤相当于 ，步骤相当于 。细胞壁细胞壁 纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶 原生质体原生质体 聚乙二醇聚乙二醇 诱导原生质体融合诱导原生质体融合 植物组织培养植物组织培养 脱分化脱分化 再分化再分化 植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是 。从理论上讲，杂种植株的育性为 。若运用传统有性杂交方法能否实现？ 因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 。利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？杂种细胞具有两个亲本的遗传物质杂种细胞具有两个亲本的遗传物质 可育可育 不能不能 克服远缘杂交不亲和的障碍克服远缘杂交不亲和的障碍 不遵循，植物体细胞杂交属于无性生殖。不遵循，植物体细胞杂交属于无性生殖。(1)(1)过程是过程是 ，实际融合的过，实际融合的过程中原生质体可能会形成程中原生质体可能会形成 种细胞种细胞团团( (只考虑两个细胞融合的情况只考虑两个细胞融合的情况) )。与。与过程密切相关的细胞器是过程密切相关的细胞器是 。3高尔基体和线粒体课堂练习课堂练习原生质体融合2、据图回答问题(2)若番茄细胞内含若番茄细胞内含A A条染色体，马铃薯条染色体，马铃薯细胞内含细胞内含B B条染色体，若将番茄和马铃条染色体，若将番茄和马铃薯采用有性杂交的育种方法培育薯采用有性杂交的育种方法培育( (假设假设能成功能成功) )，得到的后代应含，得到的后代应含 条染条染色体，若采用体细胞杂交技术所得植色体，若采用体细胞杂交技术所得植株含株含 条染色体，条染色体，(3)(3)若番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，若番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，则杂种植株为则杂种植株为 倍体。倍体。习题习题(A+B)/2A+B六六二、二、动物细胞工程动物细胞工程植物细胞工程常用的技术手段：植物细胞工程常用的技术手段：植物组织培养、植物组织培养、 植物体细胞杂交植物体细胞杂交等等强调：强调： 是其他动物是其他动物细胞工程技术的细胞工程技术的基础基础。动物细胞培养动物细胞培养 动物细胞核移植动物细胞核移植 动物细胞融合动物细胞融合 单克隆抗体制备单克隆抗体制备等等 动物细胞培养技术动物细胞培养技术 回顾：回顾：常用的技术手段：常用的技术手段：2 2、过程：、过程：取什么样的组织？如何将组织分散成单个细胞？什么叫原代培养？什么叫传代细胞培养？如何进行传代培养？什么是细胞贴壁现象？什么是细胞接触抑制取幼龄组织或器官如：肾脏 肌肉用胰蛋白酶处理加入细胞培养液u细胞贴壁：细胞贴壁：培养过程中，培养过程中，细胞贴附在瓶细胞贴附在瓶壁上的现象。壁上的现象。要求：要求：培养瓶培养瓶或培养皿的内表面光滑、无表面光滑、无毒毒细胞接触抑制 细胞在贴壁生长过程中，随着细胞分裂，数量不断增加，最后形成一个单层，此时细胞间相互接触，细胞分裂和生长停止，数量不再增加。原代培养：动物组织消化后的初次培养用胰蛋白酶分散成单个细胞传代培养：重新用胰蛋白酶处理，再分瓶后继续培养，让细胞继续增值如何制成细胞悬液细胞细胞悬浮悬浮液液1010代代细胞细胞5050代代细胞细胞无限无限传代传代原代培养原代培养传代培养传代培养细胞株细胞系如何界定原代培养和传代培养；如何界定原代培养和传代培养；细胞株和细胞系？细胞株和细胞系？多数组织细胞必须在固定的表面多数组织细胞必须在固定的表面上生长和分裂即上生长和分裂即贴壁生长随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖即随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖即接触抑制遗传物质改变遗传物质没有改变 1 1、概念：动物细胞核移植和克隆动物动物细胞核移植和克隆动物 将一个动物的细胞核，移入另一个去核的卵母细胞中，使其重组发育成一个胚胎，最终发育成动物个体。结果：原理：分类：克隆动物(用核移植方法得到的动物)动物细胞核的全能性胚胎细胞核移植、体细胞核移植胚胎细胞核移植、体细胞核移植2 2、动物体细胞核移植的过程、动物体细胞核移植的过程供体细胞供体细胞（供核）（供核）细胞培养体细胞体细胞卵母细胞卵母细胞（减中期：供质）去核无核卵无核卵母细胞母细胞核移植重组重组细胞细胞早期胚胎早期胚胎胚胎移植代孕母体代孕母体新个体新个体分娩激活重组细胞培养至10代以内显微操作去核法3、下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此回答：1）容器A中放置的是动物器官或组织。它一般取自_。（2）容器A中的动物器官或组织首先要进行的处理是 ，然后用 酶处理，这是为了使细胞分散开来，这样做的目的是 。动物胚胎或幼龄动物动物胚胎或幼龄动物剪碎剪碎胰蛋白胰蛋白使细胞与培养液充分接触，便于培养使细胞与培养液充分接触，便于培养（3 3）培养首先在）培养首先在B B瓶中进行，瓶中瓶中进行，瓶中的培养基特有成分为的培养基特有成分为 _。在此瓶中培养。在此瓶中培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，一段时间后，有许多细胞衰老死亡，这是培养到第这是培养到第_ 代，到这时的代，到这时的培养称为培养称为_ _ 。（4 4）为了把）为了把B B瓶中的细胞分装到瓶中的细胞分装到C C瓶瓶中，用中，用 处理，然后配置处理，然后配置成成 ，再分装。此时的培，再分装。此时的培养为养为_ 动物血清动物血清10原代培养原代培养胰蛋白酶胰蛋白酶细胞悬液传代培养动物细胞核移植技术和克隆动物动物细胞核移植技术和克隆动物 动物细胞核移植：动物细胞核移植：是将动物的一个细胞核，移入一个已经去掉细胞是将动物的一个细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成为一个新的核的卵母细胞中，使其重组并发育成为一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体（克隆动物）动物个体（克隆动物）分类：分类：胚胎细胞核移植：体细胞核移植：细胞分化程度低，恢复全能性容易细胞分化程度低，恢复全能性容易 细胞分化程度高，恢复全能性困难细胞分化程度高，恢复全能性困难1.21.2动物细胞融合过程动物细胞融合过程 为什么灭活的为什么灭活的病毒能作诱导剂病毒能作诱导剂？灭活丧灭活丧失感染性失感染性保留融合活性保留融合活性比较项比较项目目细胞融合细胞融合的原理的原理细胞融合的细胞融合的方法方法诱导手段诱导手段用途用途植物体植物体细胞杂细胞杂交交细胞膜的细胞膜的流动性流动性纤维素酶、纤维素酶、果胶酶果胶酶去除去除细胞壁后诱细胞壁后诱导原生质体导原生质体融合融合离心、电刺离心、电刺激、振动、激、振动、聚乙二醇聚乙二醇克服远源克服远源杂交不亲杂交不亲和，获得和，获得杂种植株杂种植株动物细动物细胞融合胞融合细胞膜的细胞膜的流动性流动性用用胰蛋白酶胰蛋白酶使细胞分散使细胞分散后诱导细胞后诱导细胞融合融合除应用植物除应用植物细胞杂交手细胞杂交手段外，段外，还有还有灭活病毒灭活病毒获得杂种获得杂种细胞、细胞、制备制备单克隆抗单克隆抗体体1.4 1.4 比较动、植物细胞杂交技术比较动、植物细胞杂交技术抗体的传统生产方法抗体的传统生产方法抗原抗原 反复注射动物反复注射动物从动物的从动物的血清血清中分离抗体中分离抗体该法制备抗体的缺点：该法制备抗体的缺点：产量低、纯度低，且抗产量低、纯度低，且抗体的特异性差、灵敏度体的特异性差、灵敏度低。低。读下面一读下面一段资料，段资料，找出单克隆抗体的概念找出单克隆抗体的概念 人人们发现，在动物发生免疫反应的过程中，体内的们发现，在动物发生免疫反应的过程中，体内的B B细胞细胞可以产生多达百万种以上的特异性抗体，但是每个可以产生多达百万种以上的特异性抗体，但是每个B B细胞只细胞只分泌一种化学性质单一、特异性强的抗体。要想获得大量的分泌一种化学性质单一、特异性强的抗体。要想获得大量的单一抗体，必须用单个单一抗体，必须用单个B B细胞进行无性繁殖，即克隆。细胞进行无性繁殖，即克隆。2.1单克隆抗体的概念单克隆抗体的概念 单克隆单克隆抗体：单个抗体：单个B B细胞克隆产生的细胞克隆产生的化学化学性质单一、特异性强性质单一、特异性强的抗体的抗体一个一个B B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 骨髓瘤细胞能无限增殖骨髓瘤细胞能无限增殖杂交瘤细胞杂交瘤细胞动物细胞培养技术动物细胞培养技术设计方案：设计方案：动物细胞融合技术动物细胞融合技术单克隆单克隆抗体抗体 既能产生特异性抗体，既能产生特异性抗体， 又能大量增殖的细胞又能大量增殖的细胞为什么给小鼠注射特定的为什么给小鼠注射特定的抗原蛋白？抗原蛋白？ 会有几种融合方式？会有几种融合方式？ 杂交瘤细胞是如何筛选出杂交瘤细胞是如何筛选出来的？有何特点？来的？有何特点？ 是否所有的杂交瘤细胞都是否所有的杂交瘤细胞都能产生专一性抗体？能产生专一性抗体？ 如何大规模进行培养得到如何大规模进行培养得到大量的单克隆抗体？大量的单克隆抗体？BBBB 、B B瘤瘤 、瘤瘤瘤瘤 （B B、瘤）、瘤）（一选）（一选）选选择性培养基择性培养基：只有只有杂交瘤杂交瘤细胞细胞才能存才能存活活获得产生相应获得产生相应抗体的抗体的B B细胞细胞（二选）：选（二选）：选能产生所需能产生所需专专一抗体的杂交一抗体的杂交瘤细胞瘤细胞单抗制备过程分哪几步？单抗制备过程分哪几步？请用箭头把以下代表单克隆抗请用箭头把以下代表单克隆抗体制备过程步骤的图解的字母按正确顺序连接起来。顺体制备过程步骤的图解的字母按正确顺序连接起来。顺序是？序是？ 2.3单克隆抗体的应用单克隆抗体的应用诊断试剂诊断试剂最广泛应用最广泛应用准确、高效、简易、快速准确、高效、简易、快速单克隆抗体最主要的优点：单克隆抗体最主要的优点：特异性强，灵敏特异性强，灵敏度高，并能大量制备。度高，并能大量制备。“生物导弹生物导弹” 单克隆抗体药物单克隆抗体药物 单抗导向，药物为弹头单抗导向，药物为弹头主要用于治疗主要用于治疗癌症治疗癌症治疗，单克隆抗体作为载体，运载抗，单克隆抗体作为载体，运载抗癌药物，形成癌药物，形成“生物导弹生物导弹”，准确杀伤癌变细胞。准确杀伤癌变细胞。 例例(06(06江苏江苏) )下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。（1 1）_技术是单克隆抗体技术的基础。技术是单克隆抗体技术的基础。（2 2）根据培养基的用途分类，图中）根据培养基的用途分类，图中HATHAT培养基属于培养基属于_培养基。培养基。（3 3）单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最大的优越性是）单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最大的优越性是_。（4 4）动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外，还可以采）动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外，还可以采用用_。（5 5）选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的）选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的_特点，又具备淋特点，又具备淋巴细胞的巴细胞的_特点。特点。（6 6）淋巴细胞是由动物体）淋巴细胞是由动物体_中的中的_细胞分化、发育而来。细胞分化、发育而来。（7 7）杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是）杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是_。动物细胞培养动物细胞培养选择选择特异性强特异性强,灵敏度高灵敏度高灭活的病毒灭活的病毒在体外大量增殖在体外大量增殖分泌特异性抗体分泌特异性抗体骨髓骨髓造血干细胞造血干细胞主动运输主动运输图10图10(1)(1)若若A A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B B细胞是取自小鼠细胞是取自小鼠体内的体内的 细胞，细胞，从小鼠体内提取分离该细胞之从小鼠体内提取分离该细胞之前，应给小鼠注射前，应给小鼠注射_类物质。类物质。（2）d过程过程是一个是一个_过程，该过程的进过程，该过程的进行常用行常用_或或_的诱导。的诱导。(3)(3)假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成 种种类型的类型的C C细胞，因此需用细胞，因此需用_培养基筛选出培养基筛选出D D细细胞用于培养，胞用于培养，D D细胞的名称是细胞的名称是 ，其特点，其特点是是_。B抗原抗原细胞融合细胞融合聚乙二醇聚乙二醇 灭活的病毒灭活的病毒选择性选择性 3既能无限增殖又能产生特异性抗体既能无限增殖又能产生特异性抗体杂交瘤细胞杂交瘤细胞(4)(4)在培养时通过在培养时通过_分裂方式大量繁殖。分裂方式大量繁殖。D D细细胞体外培养需要注意的条件是（要求答胞体外培养需要注意的条件是（要求答5 5项）项）_。（5 5）单克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面）单克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面，与常规抗体相比，其特点是，与常规抗体相比，其特点是_。特异性强、灵敏度高特异性强、灵敏度高无菌、无毒的环境；充足的营养；适宜的温度和无菌、无毒的环境；充足的营养；适宜的温度和pHpH；适宜的气体环境适宜的气体环境15、右图为某同学根据杂交瘤技术、右图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌抗的方法，设计的生产破伤风杆菌抗体的实验方案。据图回答：体的实验方案。据图回答：（1）该方案能达到预期效果吗）该方案能达到预期效果吗？。原因是。原因是_。（2）图中为）图中为 过程过程，常用，常用 作为诱导剂。该作为诱导剂。该细胞继承了细胞继承了_ ，因此不仅能分泌，因此不仅能分泌_，还有，还有 本领。本领。不能不能没有将抗原注入小鼠体内，无法获得没有将抗原注入小鼠体内，无法获得产生专一抗体的产生专一抗体的B淋巴细胞淋巴细胞细胞融合细胞融合灭活病毒灭活病毒双亲细胞的遗传物质双亲细胞的遗传物质特异性抗体特异性抗体大量增殖大量增殖制备单克隆抗体制备单克隆抗体（3）该方案的目的是）该方案的目的是_。