高考生物大一轮复习-细胞融合技术-干细胞工程-克隆技术-中图版选修.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高考生物大一轮复习 细胞融合技术 干细胞工程 克隆技术课件 中图版选修,第三节,细胞融合技术,第四节,干细胞工程,第五节,克隆技术,【,考纲考情,】,最新考纲及要求,三年考情,(,以山东高考卷为例,),2014,年,2013,年,2012,年,动物体细胞克隆,无,T35,非,选择题,T35,非,选择题,细胞融合与单克隆抗体,无,无,无,胚胎干细胞的移植,T36,非,选择题,T35,非,选择题,无,【,知识梳理,】,考点一,动物细胞融合与单克隆抗体,1.,植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较：,比较项目,植物体细胞杂交,动物细胞融合,原理,细胞膜的流动性、细胞的全能性,细胞膜的流动性、细胞增殖,融合前,处理,先除去细胞壁,先使细胞分散开,使用的酶,纤维素酶和果胶酶,胰蛋白酶,比较项目,植物体细胞杂交,动物细胞融合,诱导,手段,物理法：离心、电激、,振动,化学法：聚乙二醇等试,剂诱导,除物理法和化学法外，也可用灭活的病毒诱导,结果,杂种植株,杂交细胞,应用,培育植物新品种,主要用于制备单克隆抗体,意义,突破远源杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合,相同点,原生质体融合原理相同，原生质体融合的方法相似,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。,【,高考警示,】,(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),灭活的病毒保持了其抗原性，但毒性消失。,(3),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。,考点二,干细胞,1.,种类：,类别,来源或举例,特点,全能干细胞,受精卵,能发育成完整个体,多能干细胞,骨髓的造血干细胞,能分化出动物的,多种组织细胞,专能干细胞,神经干细胞,分化出特定的组织,2.,比较三种造血干细胞移植的优点和缺点：,优点,缺点,骨髓移植,是经典的移植方法，效果可靠,寻找配型相同的骨髓难，捐献者和患者都要遭受很大的痛苦,外周血干,细胞移植,方法比较简单，对供者安全，影响小，几乎无不适反应,外周血干细胞数量采集困难，不能满足移植所需数量；收集的外周血干细胞可能混杂有肿瘤细胞；费用较高,脐带血干,细胞移植,脐带血资源丰富、采集简单；异体间排斥反应小，再生能力强；纯度高；配型相合的要求相对较低，可扩大供者范围；成功率高,目前不适用于高体重成人，另外，血小板恢复较慢,考点三,克隆技术,1.,克隆羊“多利”的培育过程：,2.,克隆动物：,(1),性状不完全与供体相同的原因。,克隆动物的细胞质遗传物质来自受体卵母细胞的细胞质。,生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。,(2),基因型与供体相同：核移植过程中细胞核只来自供体，因此核遗传物质是对供体核遗传物质的,100%,复制，其基因型与供体相同。,(3),克隆技术是一种无性繁殖技术。,【,高考警示,】,(1),克隆动物的遗传物质的来源：克隆动物具备两个生物的遗传特性。核遗传物质来源于供核细胞，细胞质遗传物质来源于提供细胞质的细胞。,(2),在进行核移植时，受体细胞去核的原因：保证克隆动物的遗传物质最大程度地来自有重要利用价值的动物,(,供核动物,),。,类型一 动物细胞融合与单克隆抗体,【典例1】(新课标全国卷)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数)，结果如图所示。若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目40条)，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目60条)按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。,回答下列问题：,(1),制备融合所需的,B,淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达,到,16 000,以上，则小鼠最少需要经过,_,次免疫后才能有符,合要求的。达到要求后的,X,、,Y,、,Z,这,3,只免疫小鼠中，最适合用于制备,B,淋巴细胞的是,_,小鼠，理由是,_,。,(2),细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交,瘤细胞外，可能还有,_,，体系中出现多种类型细胞的原,因是,_,。,(3),杂交瘤细胞中有,_,个细胞核，染色体数目最多是,_,条。,(4),未融合的,B,淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是,_,。,【,解题指南,】,(1),题干关键词：,“,效价,”“,杂交瘤细胞,”“,传代培养,”,。,(2),隐含信息：柱形图中效价越高，能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数越大，说明免疫后小鼠的,B,淋巴细胞产生抗体的能力越强。,(3),关键知识：制备单克隆抗体的技术流程和动物细胞体外培养的过程。,【,解析,】,本题考查制备单克隆抗体的相关知识。,(1),据图中数据分析，第四次注射后,Y,、,Z,小鼠的血清抗体效价均达到,16 000,以上，免疫后小鼠,Y,的,B,淋巴细胞产生抗体效价最高，最适用于制备单克隆抗体。,(2)B,淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合在一起融合时，可能发生,B,淋巴细胞之间的融合，骨髓瘤细胞之间的融合和,B,淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，故体系中会出现多种类型的细胞。,(3),杂交瘤细胞形成后，小鼠的,B,淋巴细胞核与其骨髓瘤细胞核会融合形成一个细胞核。染色体可达,100,条，有丝分裂后期染色体数目最多为,200,条。,(4),未融合的,B,淋巴细胞经多次传代培养后，仍然不是能恶性增殖的细胞，分裂次数是有限的。,答案：,(1),四,Y,Y,小鼠的抗体效价最高,(2)B,淋巴细胞相互融合形成的细胞，骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞细胞融合是随机的，没有特异性且融合率达不到,100%,(3)1,200,(4),不能无限增殖,【,典例,2】,如图为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图，据图回答下列问题：,(1),图中向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后，所获得的免疫抗,血清实际上是含有,_(,填写抗体的名称,),的混合物，,这种方法制备的多克隆抗体不仅产量低、而且纯度低。与多克隆抗,体相比，单克隆抗体突出的优点在于它的,_,，并能,大量制备。,(2),图中选用,B,淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，说明细胞,膜具有,_,，如果仅考虑细胞的两两融合，其融合细胞有,_,种类型。,(3),图中两次筛选的目的不同，其中筛选的目的是筛选出,_,_,，筛选的目的是筛选出,_,。,筛选时所用的培养基是特定的,_,培养基。,(4),科学工作者正在研究的用于治疗癌症的,“,生物导弹,”,就是,_,_,。用,“,生物导弹,”,治疗癌症的方法优于化疗的原因是,_,。,【,解析,】,(1),结合题图可看出获得的免疫抗血清实际上是,Ab1,、,Ab2,、,Ab3,、,Ab4,多种抗体的混合物，单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的优点，还能大量制备。,(2),动物细胞融合的过程体现了细胞膜的流动性；仅考虑两个细胞的融合，可得到,B,淋巴细胞,+B,淋巴细胞、瘤细胞,+,瘤细胞及,B,淋巴细胞,+,瘤细胞,3,种类型的融合细胞。,(3),在单克隆抗体的制备过程中，筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞，筛选的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。筛选时所用的培养基是特定的选择性培养基。,(4),把单克隆抗体跟抗癌药物相结合制成,“,生物导弹,”,，注入患者体内，借助单克隆抗体的导向作用，能将药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞。这样既不损伤正常细胞，又减小了用药剂量，而且疗效高、毒副作用小。,答案：,(1)Ab1,、,Ab2,、,Ab3,、,Ab4,特异性强、灵敏度高,(2),流动性,3,(3),杂交瘤细胞能产生所需抗体的杂交瘤细胞选择性,(4),单克隆抗体上连接抗癌药物可以原位杀死癌细胞，还不损伤正常细胞，且用药剂量小，疗效高、毒副作用小,类型二 干细胞工程,【典例3】(东营模拟)下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答：,(1),胚胎干细胞是从动物胚胎发育至,_,期的内细胞团或胎儿的,_,中分离得到的一类细胞。,(2),图中分化程度最低的干细胞是,_,。在体外培养条件下，培养液中加入,_,因子，可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。,(3),在机体内，皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因,_,的结果。,(4),某患者不能产生正常的白细胞，通过骨髓移植可以达到治疗的目的，骨髓移植的实质是将上图中的,_,细胞移植到患者体内。,(5),若要克隆某种哺乳动物，从理论上分析，上述红细胞、白细胞、皮肤细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的,_,，其原因是,_,。,(6),若某药物可抑制肝肿瘤细胞,DNA,的复制，使用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期的,_,期。,(7),在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段，用,_,细胞与骨髓瘤细胞融合，经多次筛选最终得到能分泌,_,的杂交瘤细胞。,【,解题指南,】,解答本题应明确以下三个方面：,(1),胚胎干细胞的来源及特点。,(2),哺乳动物成熟红细胞无细胞核。,(3),单克隆抗体的制备过程。,【,解析,】,(1),胚胎干细胞一般取自囊胚的内细胞团细胞或胎儿原始性腺细胞。在动物个体发育过程中，随着生物发育程度加大，各组织细胞分化程度越来越高，受精卵、桑椹胚细胞、胚胎干细胞没有分化。,(2),胚胎干细胞具有全能性，在含有分化诱导因子的培养液中可能被诱导分化成各种组织细胞。,(3),在个体发育过程中，不同类型的干细胞分化形成不同的组织细胞，其实质是细胞中基因的选择性表达。,(4),根据图示可知，骨髓移植的目的是向患者体内注射造血干细胞，造血干细胞在体内可以分裂、分化形成白细胞等血细胞。,(5),哺乳动物成熟红细胞中没有细胞核，因此不能提供克隆所需的细胞核。,(6),细胞分裂过程中,DNA,复制发生在有丝分裂或减数第一次分裂的间期。,(7),单克隆抗体制备过程中首先应将骨髓瘤细胞与,B,淋巴细胞融合，再经筛选获得能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。,答案：,(1),囊胚原始性腺,(2),胚胎干细胞分化诱导,(3),选择性表达,(4),造血干,(5),红细胞细胞中无细胞核,(6),间,(7)B,淋巴特异性抗体,【,加固训练,】,胚胎干细胞的研究是目前生物学和医学界的一大热点，根据下列材料信息分别回答相关问题。,材料一哺乳动物的胚胎干细胞,(embryonic stem cell),简称,ES,或,EK,细胞。,ES,细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一，在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的应用价值。,材料二在动物实验方面，用,ES,细胞诱导分化出的某些组织细胞已成功地治愈了糖尿病、肝衰竭、心衰竭和成骨不良等疑难病症。也许在不久的将来，当我们的身体某一类细胞功能出现异常或退化时，就可以通过诱导,ES,细胞定向分化来及时进行修补。,材料三,ES,细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。,ES,细胞在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态。在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导,ES,细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段。同时胚胎干细胞还可用于对哺乳动物个体生长和发育规律的研究。,(1)ES,细胞具有胚胎细胞的特性，在形态上，表现为,_,；,在功能上，具有发育的,_,性，即可以分化为成年动物体内任,何一种组织细胞。,(2),随着组织工程技术的发展，通过,ES,细胞体外诱导分化，还可以培,养出人造组织器官，解决目前临床上存在的,_,问题。,(3),由于,ES,细胞可分化为胚胎的内胚层、,_,中任何一,类细胞，于是可以将带有遗传标记的,ES,细胞注入早期胚胎的,_,，,通过组织化学染色，了解,ES,细胞的分化特点，这就为研究胚胎发育过,程中的细胞分化及组织和器官形成的规律，进而研究动物体器官形成,的,_,等提供了可能。,【,解析,】,(1),胚胎干细胞具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小、细胞核大、核仁明显，在功能上具有发育的全能性，可分化为成年动物体内的任何一种组织细胞。,(2),胚胎干细胞通过体外诱导分化，可培养出人造组织器官，以解决临床上存在的供体器官不足和器官移植后的免疫排斥等问题。,(3),早期胚胎可分化出外胚层、中胚层、内胚层细胞，不同胚层的细胞将分化发育为个体的不同组织和器官。因此，通过对早期胚层的细胞进行遗传标记，可研究胚胎发育过程中的细胞分化和组织器官的形成规律。,答案：,(1),体积小、细胞核大、核仁明显全能,(2),供体器官不足和器官移植后免疫排斥,(3),中胚层、外胚层囊胚腔时间、发育过程、影响因素,类型三 克隆技术及应用,【典例4】(德州模拟)科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁殖速度，可以对此转基因奶牛进行克隆(如下图所示)。,生物的性状还受环境因素的影响,【解析】(1)依据题意可知，要获得由A细胞核和B细胞质组成的重组细胞，就要提取A细胞核然后与去掉细胞核的B细胞质进行重组，得到重组细胞，进一步培养得到重组胚胎，再进行胚胎移植，移植到代孕母牛的子宫里进行培育。,(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。,生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。,在动物个体发育过程中，随着生物发育程度加大，各组织细胞分化程度越来越高，受精卵、桑椹胚细胞、胚胎干细胞没有分化。,胞核、A细胞质，B品种牛则为B细胞核、B细胞质。,细胞膜的流动性、细胞的全能性,ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一，在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的应用价值。,(1)图中人生长激素基因通常应该采取什么方法转入动物细胞？,这种方法制备的多克隆抗体不仅产量低、而且纯度低。,通过组织化学染色，了解ES细胞的分化特点，这就为研究胚胎发育过,(1)图中向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后，所获得的免疫抗,(4)把单克隆抗体跟抗癌药物相结合制成“生物导弹”，注入患者体内，借助单克隆抗体的导向作用，能将药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞。,同时胚胎干细胞还可用于对哺乳动物个体生长和发育规律的研究。,(1)明确图示体现的过程是动物细胞核移植，其理论基础是细胞核的全能性。,(1),转基因奶牛的克隆成功，说明动物细胞的,_,具有全能性。,(2),将进行细胞培养的供体细胞核注入去核的卵母细胞中，去掉卵母,细胞核的目的是,_,。,(3),重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛体内，就会,生出与供体奶牛遗传性状相同的犊牛，但也有可能出现性状上的某些,差异，原因可能是,_,_,。,(4),体细胞核移植技术得到的克隆牛从生殖方式上看属于,_,(,选填,“,有性生殖,”,或,“,无性生殖,”,),。,【,解题指南,】,解答本题应关注以下两点：,(1),明确图示体现的过程是动物细胞核移植，其理论基础是细胞核的全能性。,(2),克隆技术属于无性生殖，明确子代的性状表现除受遗传物质控制以外，还与外界环境有关。,【,解析,】,(1),克隆动物的成功证明了动物细胞的细胞核具有全能性。,(2),去掉卵母细胞核后，重组细胞的遗传物质主要来自供体细胞核，其性状主要由供体细胞核决定。,(3),重组细胞发育而来的犊牛与供体牛不完全相同，因为重组细胞的遗传物质主要来自供体细胞核，少量来自卵母细胞的细胞质，性状还受环境的影响。,(4),体细胞核移植没有经过两性生殖细胞的结合，所以从生殖方式上来看属于无性生殖。,的_等提供了可能。,答案：(1)体积小、细胞核大、核仁明显全能,同时胚胎干细胞还可用于对哺乳动物个体生长和发育规律的研究。,类型一 动物细胞融合与单克隆抗体,材料三ES细胞也是研究体外细胞分化的理想材料。,(1)图中向小鼠注射包含多种抗原决定簇的抗原后，所获得的免疫抗,【典例5】现有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组成可表示为A细,【解析】(1)克隆动物的成功证明了动物细胞的细胞核具有全能性。,(1)性状不完全与供体相同的原因。,(4)单克隆抗体上连接抗癌药物可以原位杀死癌细胞，还不损伤正常细胞，且用药剂量小，疗效高、毒副作用小,【解析】(1)依据题意可知，要获得由A细胞核和B细胞质组成的重组细胞，就要提取A细胞核然后与去掉细胞核的B细胞质进行重组，得到重组细胞，进一步培养得到重组胚胎，再进行胚胎移植，移植到代孕母牛的子宫里进行培育。,刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为_，,答案：(1)囊胚原始性腺(2)胚胎干细胞分化诱导,方法比较简单，对供者安全，影响小，几乎无不适反应,(3)早期胚胎可分化出外胚层、中胚层、内胚层细胞，不同胚层的细胞将分化发育为个体的不同组织和器官。,答案：(1)四YY小鼠的抗体效价最高,(4)体细胞核移植没有经过两性生殖细胞的结合，所以从生殖方式上来看属于无性生殖。,答案：,(1),细胞核,(2),使犊牛的性状主要由供体细胞核决定,(3),生物的性状受细胞核和细胞质共同控制；生物的性状还受环境因素的影响,(4),无性生殖,【,延伸探究,】,(1),图中人生长激素基因通常应该采取什么方法转入动物细胞？,提示：,显微注射法。,(2),上题,(3),中重组细胞在培养液中培养成重组胚胎的过程中遗传物质是否发生改变？为什么？,提示：,遗传物质没有改变，因为这个过程中进行的是有丝分裂。,【,典例,5】,现有,A,和,B,两个肉牛品种，,A,品种牛的细胞组成可表示为,A,细,胞核、,A,细胞质，,B,品种牛则为,B,细胞核、,B,细胞质。,(1),如果要获得一头克隆牛，使其细胞由,A,细胞核和,B,细胞质组成，基,本步骤是：从,A,品种牛体内取出体细胞，进行体外培养，然后再从培,养细胞中取出,_,注入,B,品种牛的,_,卵母细胞，经过某种,刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为,_,，,将该胚胎移入代孕母牛的,_,中，通过培育可达到目的。,(2),克隆牛的产生说明,_,具有全能性。克隆牛的性状主要表现,_,品种牛的特征。由,A,、,B,两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自,_,个亲本，细胞质来自,_,性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成,_(,填,“,相同,”,或,“,不同,”,),。,【,解析,】,(1),依据题意可知，要获得由,A,细胞核和,B,细胞质组成的重组细胞，就要提取,A,细胞核然后与去掉细胞核的,B,细胞质进行重组，得到重组细胞，进一步培养得到重组胚胎，再进行胚胎移植，移植到代孕母牛的子宫里进行培育。,(2),克隆动物利用的是动物细胞细胞核的全能性，得到的新个体的性状主要由细胞核决定，与供核母牛的性状基本一致，杂交牛是由精子和卵细胞的融合得到受精卵，细胞核来自两个亲本，由于精子含有很少的细胞质，受精卵的细胞质主要来自卵细胞，所以杂交牛和克隆牛的遗传物质是不同的。,答案：,(1),细胞核去核重组胚胎子宫,(2),动物体细胞核,A,两雌不同,