高考生物复习现代生物科技专题第35讲细胞工程全国公开课一等奖百校联赛示范课赛课特等奖课件.pptx

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,*,*,*,第,35,讲细胞工程,备考,最新考纲,1.,植物组织培养,(,),。,2.,动物细胞培养与体细胞克隆,(,),。,3.,细胞融合与单克隆抗体,(,),。,第1页,考点一植物细胞工程,自主梳理,1,.,细胞工程,(1),操作水平：,。,(2),目标：按照人意愿来改变细胞内,或取得,。,细胞水平或细胞器水平,遗传物质,细胞产品,第2页,2,.,植物细胞全能性,(1),概念：含有某种生物全部,任何一个细胞，都含有发育成,潜能。,(2),原理：细胞内含有本物种,。,(3),全能性表示条件：含有完整细胞结构，处于,状态，提供一定,和其它适宜外界条件。,遗传信息,完整生物体,全部遗传信息,离体,营养、激素,第3页,3,.,植物组织培养技术,(1),原理：植物细胞含有,。,(2),过程：,全能性,脱分化,再分化,人工种子,第4页,4,.,植物体细胞杂交技术,(1),概念：将,植物体细胞,在一定条件下融合成,并把杂种细胞培育成,技术。,(2),操作流程,不一样种,杂种细胞,新植物体,第5页,(3),流程分析,过程,a,为去除,取得含有活力原生质体，用到酶是,。,过程,b,是原生质体融合,其原理是,。,诱导,b,融合两种方法：物理法包含,等；,化学法普通用,作为诱导剂。,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,纤维素酶和果胶酶,细胞膜含有一定流动性,离心、振动、电激,聚乙二醇,(PEG),细胞壁,植物组织培养,细胞全能性,克服了远缘杂交不亲和障碍,第6页,5,.,植物细胞工程应用,(1),植物繁殖新路径,(,连线,),(2),作物新品种培育,单倍体,育种年限,第7页,基因突变,突变,植物组织培养,愈伤组织,第8页,跟进题组,1.,传统人工繁殖兰花方法是分株繁殖和用种子播种，伴随科学技术进步，人们开始采取,“,组织培养繁殖兰花,”,，如图所表示。,第9页,(1),植物组织培养是在,_,和人工培养条件下，将,_,植物组织、器官、细胞，培养在人工配制,_,上，诱导其产生,_,、丛芽，最终发育成完整植株过程。,(2),兰花叶肉细胞之所以能培养为新个体，是因为细胞中含有,_,，含有发育成完整个体潜能，这种潜能叫,_,。,(3),请用简单文字和箭头，绘出,之间关系,_,。,第10页,(4),有些人想到利用植物体细胞杂交技术处理兰花生根速度慢、幼苗生存能力弱好方法，但操作后得到,“,韭菜,兰花,”,，并没有预想中,“,繁殖轻易，香气浓郁,”,，可能原因是,_,。,第11页,(1),植物组织培养关键,条件：离体，一定营养物质，激素,(,生长素、细胞分裂素,),等。,培养基状态,:,固体培养基,(,需脱分化生根培养基及生芽培养基,),体内细胞未表现全能性原因：基因表示含有选择性。,(2),植物激素在植物组织培养中作用,生长素/细胞分裂素比值,作用效果,比值高时,促进根分化、抑制芽形成,比值低时,促进芽分化、抑制根形成,比值适中,促进愈伤组织形成,第12页,(3),光照使用,脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素形成。,第13页,2.,(,天津卷，,7),DHA,对脑神经发育至关主要。以,A,、,B,两种单细胞真核藻为亲本，利用细胞融合技术选育高产,DHA,融合藻。两种藻特征以下表。,据表回答：,(1),选育融合藻应含有,A,藻,_,与,B,藻,_,优点。,(2),诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻，其目标是取得,_,。,第14页,(3),经过以下三步筛选融合藻，步骤,_,可淘汰,B,藻，步骤,_,可淘汰生长速率较慢藻落，再经过步骤,_,生产所需融合藻。,步骤,a,：观察藻落大小,步骤,b,：用不含有机碳源,(,碳源,生物生长碳素起源,),培养基进行光照培养,步骤,c,：测定,DHA,含量,(4),以取得融合藻为材料进行甲、乙、丙三组试验,结果以下列图。,第15页,甲组条件下，融合藻产生,H,细胞器是,_,；丙组条件下产生,ATP,细胞器是,_,。,与甲、丙两组相比，乙组融合藻生长速率较快，原因是在该培养条件下,_,。,甲、乙两组,DHA,产量均较高，但实际生产中往往采取甲组培养条件，其原因是,_第16页,答案,(1),产生,DHA,、自养特征快速增加,(2),原生质体,(3)b,a,c (4),线粒体、叶绿体线粒体,融合藻既能光能自养又能异养融合藻利用光能和简单无机物能较快生长，不需要添加葡萄糖，既可降低成本，也可预防杂菌生长,第17页,1.,植物体细胞杂交后遗传物质分析,(1),遗传特征：杂种植株中含有两种植物遗传物质，故杂种植株具备两种植物遗传特征。,(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杂种植株，有几个染色体组就称为几倍体。,第18页,2.,植物组织培养与植物体细胞杂交比较,第19页,考点二动物细胞工程,自主梳理,1,.,动物细胞培养,动物细胞工程技术基础,(1),动物细胞培养过程,胰蛋白酶,原代培养,二氧化碳,培养箱,胰蛋白酶,传代,第20页,(2),培养条件,无菌、无毒环境：对,和全部培养用具进行无菌处理，添加,，定时更换培养液以去除,。,营养：除正常有机和无机营养外，加入,等一些天然成份。,适宜温度和,pH,：温度为,(,哺乳动物,),，,pH,为,。,气体环境：含,95%,空气加,混合气体，其中后者作用是,。,(3),应用：生物制品生产、检测,、医学研究。,培养液,抗生素,代谢产物,血清、血浆,36.50.5,7.2,7.4,5%CO,2,维持培养液,pH,有毒物质,第21页,2,.,动物体细胞核移植技术和克隆动物,(1),动物体细胞核移植技术过程,细胞培养,重组细胞,去核,供体,(2),原理：,。,(3),结果：,。,(4),应用：,加速家畜,进程，促进优良畜群繁育。,保护,。,生产医用蛋白。,作为异种移植供体。,用于组织器官移植。,动物体细胞核含有全能性,产生新个体,遗传改良,濒危物种,第22页,3,.,动物细胞融合和单克隆抗体制备,(1),动物细胞融合,原理：,。,融合方法：聚乙二醇,(PEG),、,、电激等。,意义：突破了,局限，使,成为可能，也为制造,开辟了新路径。,细胞膜流动性,灭活病毒,有性杂交方法,远缘杂交,单克隆抗体,第23页,(2),单克隆抗体,制备过程,优点：特异性强、,，可大量制备。,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,运载药品,诊疗试剂,第24页,图,1,中,a,、,b,分别为骨髄瘤细胞和已免疫,B,淋巴细胞，图,2,为单克隆抗体制备流程,(,次序已被打乱,),。,图,1,图,2,第25页,解读,(1),针对图,1,为了能充分发挥图中两种细胞各自特点，经特殊处理，在促细胞融合因子作用下，两种细胞发生融合，形成图中,d,细胞，,d,细胞特点是,_,。由,d,细胞产生抗体与普通血清抗体相比较，含有,_,等特点。,(2),图,2,中,B,注射物质是什么？其目标是什么？,(3),在获取,C,细胞时，曾筛选淘汰了哪些细胞？,(4),请用箭头把代表各图解字母按单克隆抗体制备过程次序连接起来。,第26页,提醒,(1),既能无限增殖，又能产生特定抗体特异性强、灵敏度高、并可大量制备,(2),特定抗原刺激机体发生免疫应答，从而产生效应,B,淋巴细胞,(,浆细胞,),(3),未融合细胞和同种细胞融合后形成细胞,(,“,BB,”,细胞、,“,瘤瘤,”,细胞,),都会被淘汰，只有融合杂交瘤细胞,(,“,B,瘤,”,细胞,),才能生长,(4),如图所表示：,第27页,跟进题组,1.,回答以下相关动物细胞培养问题：,(1),在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面,_,时，细胞会停顿分裂增殖,这种现象称为细胞,_,。此时,瓶壁上形成细胞是,_,层。要使贴壁细胞从瓶壁上分离下来,需要用酶处理,可用酶是,_,。,(2),伴随细胞传代次数增多，绝大部分细胞分裂停顿,进而出现,_,现象；但极少数细胞能够连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成,_,细胞，该种细胞黏着性,_,，细胞膜表面蛋白质,(,糖蛋白,),量,_,。,(3),现用某种大分子染料对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不被染色，原因是,_,。,第28页,(4),检验某种毒物是否能改变细胞染色体数目，最好选取分裂,_,期细胞在显微镜下进行观察。,(5),在细胞培养过程中，通常在,_,条件下保留细胞。因为在这种条件下，细胞中,_,活性降低，细胞,_,速率降低。,答案,(1),相互接触接触抑制单,(,或一,),胰蛋白酶,(2),衰老甚至死亡不死性降低降低,(3),活细胞细胞膜含有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内,(,或死细胞细胞膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色,),(4),中,(5),冷冻,(,或超低温、液氮,),酶新陈代谢,第29页,(1),动物细胞培养时选取幼龄动物组织或胚胎进行细胞培养原因：幼龄动物组织或胚胎细胞分化程度低，增殖能力很强，更易于培养。,(2),正常动物细胞培养特点,贴壁生长和接触抑制。悬液中分散细胞很快就贴附在瓶壁上，称为贴壁生长。细胞数目不停增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停顿分裂增殖，这种现象称为细胞接触抑制。而癌细胞丧失了以上特征。,第30页,(3),培养过程,第31页,2.,(,高考安徽卷，,31,),科研人员采取转基因体细胞克隆技术取得转基因绵羊，方便经过乳腺生物反应器生产人凝血因子,IX,医用蛋白，其技术路线如图。,(1),由过程,取得,A,为,_,。,(2),在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞核，目标是,_,。受体应选取,_,期卵母细胞。,(3),进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫重组胚胎基本上不发生,_,，这为重组胚胎在代孕母羊体内存活提供了可能。,第32页,(4),采取胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可取得无限个转基因绵羊，这是因为,解析,(1),在基因工程中，构建重组载体后才能将目标基因导入受体细胞。,(2),核移植技术选取成熟卵母细胞处于减数第二次分裂中期,(M,中期,),，需去掉细胞核以确保得到克隆动物核遗传物质来自于含目标基因成纤维细胞。,(3),胚胎移植时受体动物对移入胚胎基本不发生免疫排斥反应，这为胚胎存活提供了可能。,(4),因为整合有目标基因胎儿成纤维细胞含有增殖能力，可进行传代培养，所以理论上可利用动物细胞培养技术和核移植技术，取得无限个转基因绵羊。,第33页,答案,(1),含目标基因重组载体,(2),确保核遗传物质来自含目标基因成纤维细胞,M,(3),免疫排斥反应,(4),整合有目标基因成纤维细胞可进行传代培养,第34页,(1),核移植时为何选,M,中期卵母细胞？,这类细胞体积大，易于操作；,卵黄多，营养物质丰富，可为发育提供充分营养；,卵母细胞细胞质中存在激发细胞核全能性表示物质。,(2),克隆动物是由重组细胞经培养而来，该重组细胞细胞质基因起源于受体细胞，细胞核基因起源于提供细胞核亲本，其遗传物质来自,2,个亲本。,(3),核移植中供体动物、提供卵母细胞动物、代孕动物和克隆动物之间关系：克隆动物绝大部分性状与供体动物相同，少数性状与提供卵母细胞动物相同，与代孕动物性状无遗传关系。,(4),动物体细胞核移植技术,(,克隆,),从生殖方式角度看属无性生殖，重组细胞相当于受精卵，需要动物细胞培养和胚胎工程技术支持。,第35页,3.,微载体是由天然葡聚糖等组成颗粒，其直径很小，惯用于贴壁生长细胞培养。微载体大规模细胞培养技术已广泛应用于科研生产，其流程图以下。,(1),微载体加入培养罐中后，经过搅动使其保持悬浮状态，这么不但能让细胞与培养液充分接触,而且便于细胞,_,所以选取微载体颗粒直径应尽可能小。,(2),图中过程,a,处理是,_,。,第36页,(3),培养罐培养所需条件是,_,。,(4),在产生单克隆抗体过程中，杂交瘤细胞在加入培养罐前，需进行筛选，其目标是筛选出,_,细胞群。,(5),转基因工程和动物细胞培养技术均能用于生产乙肝疫苗，它们根本区分在于导入受体不一样，前者是导入能高效快速表示,_,，而后者是导入仓鼠卵巢细胞。,答案,(1),生长繁殖和代谢,(2),用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理,(3),无菌、无毒环境，营养物质，适宜温度和,pH,及气体环境,(4),未融合细胞和融合含有同种核细胞,(5),受精卵,第37页,动物细胞融合与单克隆抗体制备归纳,(1),制备单克隆抗体时选取一个抗原处理,B,淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合，产生杂交瘤细胞，杂交瘤细胞兼有两个亲本细胞特征,在体外培养条件下能不停增殖，同时能产生出某种特异性抗体。,(2),进行动物细胞诱导融合，形成杂种细胞有三种：,AA,型、,BB,型、,AB,型。只有,AB,型才是我们所需要杂种细胞，所以需要用选择性培养基进行筛选。,第38页,(3),单克隆抗体制备过程中两次筛选,第一次筛选：利用特定选择培养基筛选，取得杂交瘤细胞，即,AB,型细胞,(A,为浆细胞，,B,为骨髓瘤细胞,),，筛选掉,A,、,B,、,AA,、,BB,型细胞。,第二次筛选：利用多孔板法和抗原抗体杂交法筛选，取得产生特定抗体杂交瘤细胞。,第39页,易错易混防范清零,易错清零,易错点,1,不清楚动物细胞培养时，为何使用胰蛋白酶而不使用胃蛋白酶,点拨,进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间物质主要是蛋白质。分散细胞时不能用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶作用适宜,pH,约为,1.8,。胰蛋白酶作用适宜,pH,为,72,7.8,，而多数动物细胞培养适宜,pH,为,7.2,7.4,。,第40页,易错点,2,混同原代培养与传代培养,点拨,(1),原代培养：细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前细胞培养。,(2),传代培养：原代培养细胞生长、繁殖一定时间后，因为空间不足或细胞密度过大造成接触抑制影响细胞生长，所以需要重新用胰蛋白酶等处理，进行分瓶扩大培养，即传代培养。,第41页,易错点,3,误认为动物细胞培养液中加入,5%CO,2,目标是维持气体平衡或用于呼吸,点拨,动物细胞培养时，需向培养液中加入,5%CO,2,(,95%,空气,),，加入,CO,2,目标是,“,维持培养液,pH,”,。,易错点,4,不清楚动物细胞克隆化培养时为何常选,10,代以内细胞，而,“,瘤细胞,”,却为,“,50,代以后,”,点拨,取供体动物体细胞培养，普通选取传至,10,代以内细胞，因为,10,代以内细胞普通能保持正常二倍体核型，确保了供体细胞正常遗传基础。然而欲取得,“,无限增殖,”,“,瘤细胞,”,则往往在,“,50,代以后,”,，其遗传物质已发生改变，具,“,癌变,”,特征。,第42页,易错点,5,不清楚植物脱毒苗培养时选择要求及原理,点拨,因为植物分生区附近,(,如茎尖,),病毒极少，所以常采取茎尖组织培养技术取得脱毒苗。,易错点,6,误认为植物组织培养均需,“,再分化至幼苗,”,，误认为,“,人工种子,”即日常所说,“,种子,”,点拨,(1),组织培养目标不一样，培养阶段不一样。如：生产细胞代谢产物，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；取得植株就需培养至幼苗时期。,(2),人工种子是经过无性生殖,(,植物体细胞组织培养技术,),形成，只有一个亲本性状；自然种子是有性生殖产物，含有两个亲本性状。,第43页,易错点,7,误认为克隆动物产生表达了,“,动物细胞全能性,”,不能解释克隆动物性状,“,变异,”,成因,点拨,核移植形成重组细胞发育成一个新个体，表达了细胞核全能性而非动物细胞全能性。核移植技术取得动物与供核动物性状不完全相同，主要源于以下三方面：,克隆动物绝大部分DNA,来自于供体细胞核，但其核外线粒体中,DNA,主要来自于受体卵细胞；,性状是基因与环境共同作用结果；,在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动物没有性状。,第44页,规范答题,如图所表示为动物细胞培养过程中，动物细胞增殖情况改变曲线,(,图中,B,、,D,两点表示经筛选后继续培养,),，据图回答下列问题。,第45页,第46页,1,.,找错,纠错,错答序号：,_,正答：,_,错答序号：,_,正答：,错答序号：,_,正答：,错答序号：,_,正答：,错答序号：,_,正答：,_,错答序号：,_,正答：,_,错答序号：,_,正答：,错答序号：,_,正答：,OA,接触抑制,不能够,脱分化、再分化,D,需要,预防杂菌污染,维持培养液,pH,第47页,2,.,错因分析,序号,不清楚原代培养与传代培养界限，即原代培养应为分瓶前,(,接触抑制前,),序号,不能严格使用专业术语,序号,不清楚为何使用胰蛋白酶而不用胃蛋白酶,序号,未抓住细胞培养层面最关键区分,序号,混同,“,10,代以内,”,与,“,瘤细胞,”,，前者未发生核型改变，后者才赋予,“,无限增殖,”,特征,序号,误认为营养全方面可不添加血清,序号,混同加,“,抗生素,”,与,“,定时更换培养液,”,目标,序号,不明确,CO,2,作用在于调整,pH,第48页,