(浙江选考)高考生物一轮复习 第35讲 克隆技术课件-人教版高三全册生物课件.pptx
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1、第第3535讲讲克隆技术知识1 克隆的概念与植物克隆知识2 动物的克隆知知识识梳梳理理考点一 植物的克隆考点二 动物的克隆考考点点突突破破知识知识1 1克隆的概念与植物克隆克隆的概念与植物克隆一、克隆技术一、克隆技术教材研读1.克隆的概念克隆的概念不通过两个分子、两个细胞或两个个体的结合,只由一个模板分子、母细胞或母体直接形成新一代分子、细胞或个体。2.不同水平上的克隆不同水平上的克隆(1)分子水平:基因克隆是指某种目的基因的复制、分离过程。(2)细胞水平:细胞克隆技术在利用杂交瘤制备单克隆抗体的操作中得到充分运用。(3)个体水平:包括植物的无性生殖及核移植技术。3.克隆技术的发展方向克隆技术
2、的发展方向微生物克隆、遗传工程克隆、个体水平上的克隆。4.克隆的条件克隆的条件(1)具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞。(2)能有效调控细胞核发育的细胞质物质。(3)完成胚胎发育的必要的环境条件。二、植物的克隆二、植物的克隆1.原理原理植物细胞的全能性,即植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性,因而都具有发育为完整植株的潜能。2.植物组织培养程序植物组织培养程序配制培养基切取消毒的组织块培养获得愈伤组织诱导新植株3.原生质体培养原生质体培养离体植物细胞原生质体新植株4.液体悬浮培养液体悬浮培养将含有愈伤组织的试管摇床单细胞。这种单细胞细胞质丰富、液泡小而细胞核大,这是胚性细胞的特征。在适
3、宜的培养基中,这种单细胞可以发育成胚状体,然后继续发育,可以形成植株。5.植物细胞工程植物细胞工程外源遗传物质受体细胞具有特定性状的新植株或通过细胞融合、显微注射等将不同来源的遗传物质重新组合以获得具有特定性状的新植株6.植物细胞全能性的表达程度植物细胞全能性的表达程度实践证明,植物体的几乎所有组织的细胞,通过诱导都可以再生新植株,都具有遗传上的全能性。但是由于不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间遗传性的差异,细胞全能性的表达程度大不相同。有些品种或品系的培养细胞所诱导出的再生植株,在多次继代培养后,会丧失细胞全能性的表达能力。知识知识2 2动物的克隆动物的克隆一、动物细胞培养一、动物细
4、胞培养从动物体中取出相关的组织,将其分散成单个的细胞,然后在人工控制的培养条件下,使这些细胞得以生存,并保持生长、分裂(繁殖殖)乃至接触抑制乃至接触抑制和和有规律的衰老、死亡有规律的衰老、死亡等生命活动现象。等生命活动现象。二、动物组织培养二、动物组织培养动物组织在体外及人工条件下维持生活状态或生长特性。动物组织培养过程中可以伴随组织分化。三、原代培养和传代培养三、原代培养和传代培养1.原代培养原代培养:从机体取出后立即进行的细胞、组织培养。2.传代培养传代培养:将原代培养的细胞分成若干份,接种到若干份培养基中,使其继续生长、增殖。四、细胞系和细胞株四、细胞系和细胞株1.细胞系细胞系:原代培养
5、物在首次传代时就成为细胞系。2.细胞株细胞株:从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞,一般具有恒定的染色体组型、同功酶类型、病毒敏感性和生化特性等。五、克隆培养法五、克隆培养法1.概念概念:把一个单细胞从群体中分离出来单独培养,使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。未经克隆化的细胞系具有异质性。2.基本要求基本要求:必须肯定所建成的克隆来源于单个细胞。六、动物细胞融合技术及应用六、动物细胞融合技术及应用1.原理原理:细胞膜的流动性。2.方法方法:物理法(电激)、化学法和生物法(灭活病毒)。3.单克隆抗体的特点单克隆抗体的特点:特异性强,灵敏度高,并可大量制备。1.一般来说,动物细胞体外培养
6、需要满足以下条件(D)无毒的环境无菌的环境合成培养基需加血清温度与动物体温相近需要O2,不需要CO2CO2能调节培养液pHA.B.C.D.解析解析动物细胞培养需要满足以下条件:无菌、无毒的环境,在培养液中可以添加一定量的抗生素,以防止培养过程中的污染;细胞体外培养需要的营养物质与体内基本相同,需要糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等;在使用合成培养基时,通常需要加入血清、血浆等一些天然成分;细胞体外培养的适宜温度一般与动物的体温相近;多数细胞生存的适宜pH为7.27.4;细胞培养需要的气体主要有O2和CO2,O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。2.如图表示植物组织
7、培养过程。据图分析下列叙述正确的是(D)A.植株根尖细胞的全能性比植株根尖细胞的强B.试管的培养基中含有植物生长调节剂,不含有机物C.试管中的细胞具有细胞质丰富、细胞核和液泡都大的特性D.调节培养基中植物生长调节剂的比例可诱导产生不同的植物器官解析解析由于是由上的组织经培养形成的个体,故二者根尖细胞的全能性应该相同,A错;由到的过程中植物细胞不能进行光合作用,因而试管的培养基中含有有机物如蔗糖等,故B错;试管中的细胞为愈伤组织细胞,液泡小,故C错。3.下列关于“筛选”的叙述中,不正确的是(C)A.在诱变育种、杂交育种、单倍体育种过程中都要进行筛选B.在制备单克隆抗体、通过植物体细胞杂交的方法获
8、得杂种植株的过程中要进行筛选C.在小鼠胚胎细胞培养过程中,通过筛选可以获得具有无限分裂能力的细胞系D.将目的基因导入受体细胞后需要进行筛选解析解析诱变育种、单倍体育种和杂交育种会产生多种不同性状的子代,要得到特定性状的品种必须进行筛选;两种植物的原生质体融合时有三种不同的融合原生质体(在只考虑两两融合的情况下),最终需要的是两种不同植物的原生质体的融合,所以必须进行筛选;将目的基因导入受体细胞后需要进行筛选,选出导入成功的受体细胞;动物细胞培养中能无限分裂的细胞在培养基中保留,其他细胞衰亡,不需筛选。4.回答下列关于动物的克隆问题:(1)基因型不同的细胞间的细胞融合称为技术,人鼠细胞融合通常会
9、丢失的染色体,因此可利用这个特点,进行人类基因的定位。(2)科学家将生成细胞和瘤细胞进行杂交,形成杂交瘤细胞,对一种克隆的杂交瘤细胞进行传代培养,形成分泌单抗的,就能长久地得到单一的单抗,单抗比一般抗血清的抗体优越得多的原因是。(3)科学家从一个流产的雌性猕猴的胚胎中,取两个体细胞的核,并分别进行核移植,发育成双胞胎克隆猴,该双胞胎克隆猴相当于是(同卵/异卵)双生。克隆动物的成功说明了在胚胎发育和个体发育中,细胞质具有调控发育的作用。答案答案(1)细胞杂交人(2)抗体细胞株单抗识别抗原部位专一,而一般抗血清的抗体是一群识别不同抗原部位的抗体混合物(3)同卵细胞核解析解析(1)基因型不同的细胞间
10、的细胞融合就是细胞杂交;人鼠细胞融合通常会丢失人的染色体,可以进行人类基因的定位。(2)科学家将抗体生成细胞和瘤细胞进行杂交,形成杂交瘤细胞;对一种克隆的杂交瘤细胞进行传代培养,形成单抗细胞株,就能长久地得到单一的单抗,单抗比一般抗血清的抗体优越得多的原因是单抗识别抗原部位专一,而一般抗血清的抗体是一群识别不同抗原部位的抗体混合物。(3)用于核移植的两个细胞核都来自同一个流产的胚胎,即来自同一个受精卵有丝分裂产生的子细胞,所以该双胞胎克隆猴相当于同卵双生;克隆动物的成功说明了在胚胎发育和个体发育中,细胞质具有调控细胞核发育的作用。考点一植物的克隆考点一植物的克隆一、植物细胞的全能性一、植物细胞
11、的全能性考点突破1.基本含义基本含义:植物体的每个活细胞都具有遗传上的全能性,因而都具有发育成完整植株的潜能。2.基础基础:植物体的每一个细胞都含有该物种发育所需的全部遗传信息。3.全能性表达的条件全能性表达的条件:(1)离体、无菌。(2)一定的营养物质,如水、无机盐、蔗糖、维生素等。(3)植物生长调节剂。4.在生物体内细胞并没有表现出全能性的原因在生物体内细胞并没有表现出全能性的原因基因在特定的时间和空间条件下选择性表达,细胞分化为不同的组织、器官。5.植物细胞全能性的大小植物细胞全能性的大小:受精卵生殖细胞体细胞分化程度低的细胞分化程度高的细胞二、植物组织培养和植物细胞工程二、植物组织培养
12、和植物细胞工程1.植物组织培养的步骤植物组织培养的步骤2.植物细胞工程的操作过程植物细胞工程的操作过程3.植物组织培养基本操作要求植物组织培养基本操作要求(1)取材:含形成层(分生组织)的部分易于诱导形成愈伤组织。尽管植物体其他已分化的部分也可以用于组织培养,但诱导愈伤组织的形成比较困难。(2)消毒:培养基中含有丰富的营养物质,不仅有利于培养物的生长,也利于各种杂菌的生长。一旦污染,迅速生长的各种杂菌不仅会与培养物争夺营养,还会产生大量对培养物有害的物质,导致培养物死亡。知能拓展知能拓展(1)植物激素是影响脱分化、再分化的重要因素。当细胞分裂素与生长素共同使用时,能强力地促进愈伤组织的形成,两
13、者不同浓度的配比在再分化过程中,分别对诱导根或芽的产生起关键作用。当细胞分裂素与生长素的浓度比高时,有利于芽的产生;浓度比低时,有利于根的产生。(2)光照:对于植物组织培养来说,光照条件非常重要,包括光照强度、时间和波长。但在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养,而在分化再生的过程中一定要有光照。愈伤组织诱导阶段的暗培养有利于细胞的脱分化产生愈伤组织,如果在光照条件下,容易分化产生维管等组织,则不利于产生大量的愈伤组织。(3)无菌:如果在培养基上有细菌等微生物存在,它们比植物细胞具有更强的新陈代谢能力,比植物细胞生长繁殖得更快,而且它们会产生毒素,使培养基上的植物细胞死亡。因此,在培养过程中要求一系
14、列的消毒、灭菌,并且要求无菌操作。典例典例1如图表示通过克隆技术获得烟草植株的过程,请回答:(1)过程往往选取烟草叶片的幼嫩部位需经过处理,才能置于培养基中进行培养。(2)过程称为,过程称为。(3)通过悬浮培养形成的单细胞可发育成,继而形成植物幼体;也可利用水解细胞壁,获得,培养后也可形成植株。(4)在培养过程中,若要诱导芽的产生,则配制植物激素时要。A.添加适量的生长素和适当减除其他某些激素B.适当配比的生长素和细胞分裂素C.添加适量的生长素和适当增加其他某些激素D.适当增加细胞分裂素和生长素的量(5)烟草细胞很容易再生出新植株,但在长期培养过程中,其胚胎发生和器官形成能力下降,不可能的原因
15、是。A.染色体畸变或细胞核变异B.组织或细胞中的激素平衡被打破C.产生了缺乏成胚性的细胞系D.植物细胞全能性丧失解题关键解题关键解答本题的关键在于熟悉植物组织培养的条件、过程和各时期的特点,以及了解植物克隆的不同方法,如原生质体培养和液体悬浮培养。答案答案(1)消毒(2)脱分化再分化(3)幼胚(胚状体)纤维素酶和果胶酶原生质体(4)B(5)D解析解析(1)植物组织培养过程中如果在培养基上有细菌等微生物存在,它们比植物细胞具有更强的新陈代谢能力,比植物细胞生长繁殖得更快,而且它们会产生毒素,使培养基上的植物细胞死亡。因此,在培养过程中要求一系列的消毒、灭菌,并且要求无菌操作。(2)植物组织培养的
16、原理是植物体细胞具有全能性。培养过程可概括为离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化为根、芽或胚状体,最后发育为完整植株。(3)液体悬浮培养形成的单细胞如果在适宜的培养基中可以发育成胚状体,最后形成植株;植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,可以用纤维素酶和果胶酶处理获得裸露的原生质体,进行原生质体培养,也可以获得植株。(4)适量的生长素和细胞分裂素配比可以诱导芽的产生。(5)在长期的培养过程中,培养物的胚胎发生和器官形成能力下降的可能原因是染色体畸变、细胞核变异或者非整倍体的产生;细胞或者组织中的激素平衡被打破,或细胞对外源生长物质的敏感性改变;或者由于其他原因产生了缺乏胚性的
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