人教教學(xué)高考生物一輪復(fù)習(xí)選修專題克隆技術(shù)

人教教學(xué)高考生物一輪復(fù)習(xí)選修專題克隆技術(shù)第1頁/共48頁熱點提示1. 植物組織培養(yǎng)、植物體細胞雜交的過程及應(yīng)用2. 動物細胞培養(yǎng)、單克隆抗體的制備及應(yīng)用3. 動物細胞的培養(yǎng)與有毒物質(zhì)的檢測第2頁/共48頁答案：無菌或人工控制離體愈傷組織植物細胞的全能性離體愈傷組織再分化

第3頁/共48頁答案：雜種細胞雜種細胞纖維素酶和果膠酶纖維素酶和果膠酶原生質(zhì)體脫分化愈傷組織

第4頁/共48頁答案：人工種子花藥純合二倍體極大地縮短了育種年限，節(jié)約了人力物力

第5頁/共48頁看一看：在誘導(dǎo)愈傷組織分化時哪些物質(zhì)起作用？答案：植物激素在愈傷組織的分化中起重要作用，生長素用于誘導(dǎo)細胞的分裂和根的分化。細胞分裂素是促進細胞的分裂和不定芽的分化。想一想：什么是人工種子？它有什么優(yōu)點？答案：①人工種子是以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，包裝上人工薄膜制成。②它的優(yōu)點是可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性，生產(chǎn)上也不受季節(jié)的限制。第6頁/共48頁答案：無菌、無毒營養(yǎng)溫度、pH氣體環(huán)境

第7頁/共48頁答案：兩個來源雜交遠緣

第8頁/共48頁答案：B細胞—B細胞雜交瘤細胞雜交瘤細胞骨髓瘤—骨髓瘤細胞產(chǎn)生特異抗體單克隆抗體生物導(dǎo)彈第9頁/共48頁議一議：如何通過細胞培養(yǎng)檢測有毒物質(zhì)毒性的大??？答案：不能。因為小鼠的B淋巴細胞所產(chǎn)生的抗體與人體B淋巴細胞產(chǎn)生的抗體是不同的。議一議：鼠的單克隆抗體能否用于人體疾病的治療？答案：不能。因為小鼠的B淋巴細胞所產(chǎn)生的抗體與人體B淋巴細胞產(chǎn)生的抗體是不同的。第10頁/共48頁第11頁/共48頁

技術(shù)內(nèi)容項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)原理細胞的全能性細胞的增殖培養(yǎng)基成分礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素和有機添加劑(如甘氨酸、瓊脂等)，屬于固體培養(yǎng)基葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、動物血清等，屬于液體培養(yǎng)基取材較幼嫩的細胞、組織、器官動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織第12頁/共48頁培養(yǎng)過程培養(yǎng)結(jié)果可以獲得植株，也可以獲得大量細胞只能獲得大量細胞，不能得到生物個體應(yīng)用①植物快速繁殖與脫毒植物培養(yǎng)②生產(chǎn)細胞產(chǎn)品③制造人工種子④用于轉(zhuǎn)基因植物的培育①生產(chǎn)蛋白質(zhì)生物制品②培養(yǎng)皮膚移植的材料③檢測有毒物質(zhì)④用于生理、病理、藥理學(xué)的研究相同點①都需人工條件下的無菌操作②都是合成培養(yǎng)基③都需適宜的溫度、pH等條件第13頁/共48頁特別提醒：①植物組織培養(yǎng)需要生長素和細胞分裂素，其中生長素可誘導(dǎo)愈傷組織生根，細胞分裂素可促進愈傷組織生芽。②在動物細胞的傳代培養(yǎng)中，細胞可能癌變。③兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過程中都進行了有絲分裂，都是無性繁殖，都可稱克隆，都不涉及減數(shù)分裂。④植物組織培養(yǎng)最終產(chǎn)生新個體，體現(xiàn)了細胞的全能性；動物細胞培養(yǎng)產(chǎn)生大量細胞，不形成新個體，故不能體現(xiàn)細胞的全能性。第14頁/共48頁1．下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的敘述中，錯誤的是(

)

A．花藥、胚不能作為組織培養(yǎng)的材料

B．植物細胞具有全能性

C．外植體是指用于培養(yǎng)的植物組織或器官

D．外植體可誘導(dǎo)出愈傷組織第15頁/共48頁解析：考查植物組織培養(yǎng)的有關(guān)知識。植物組織培養(yǎng)的理論根據(jù)是植物細胞的全能性。但是，在一個完整的植株上，各部分的體細胞只能表現(xiàn)一定的形態(tài)，承擔(dān)一定的功能，這是由于受具體器官或組織所在環(huán)境影響的緣故。植物體的一部分一旦脫離原來所在的器官或組織，處于離體狀態(tài)時，在一定的營養(yǎng)、激素等外界條件下，外植體(指從植物體上切下來的離體器官、組織或細胞)會進行細胞分裂，脫分化形成愈傷組織。

第16頁/共48頁將處于脫分化狀態(tài)的愈傷組織移植到合適的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)，愈傷組織就會進行再分化，并形成具有根、莖、葉的完整植株。植物組織培養(yǎng)根據(jù)培養(yǎng)的對象，可以分為器官培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、胚胎培養(yǎng)、細胞培養(yǎng)和原生質(zhì)體培養(yǎng)(用機械、酸處理或酶分解等方法除去細胞壁，分離出原生質(zhì)體進行培養(yǎng))等，胚是可以作為組織培養(yǎng)材料的。答案：A第17頁/共48頁2．動物細胞培養(yǎng)與植物細胞培養(yǎng)的重要區(qū)別在于(

) A．培養(yǎng)基不同

B．動物細胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進行

C．動物細胞可以傳代培養(yǎng)，而植物細胞不能

D．動物細胞能夠大量培養(yǎng)，而植物細胞不能第18頁/共48頁解析：動物細胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基是液體培養(yǎng)基，其中通常含有葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清等。而植物細胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基，通常含有水、礦質(zhì)元素、激素、蔗糖、氨基酸、瓊脂等。可見，動物細胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基是不相同的。答案：A第19頁/共48頁植物體細胞雜交動物細胞融合(單克隆抗體制備)理論基礎(chǔ)(原理)細胞膜的流動性、細胞的全能性細胞膜的流動性、細胞增殖融合前處理酶解法(纖維素酶、果膠酶)去除細胞壁注射特定抗原使正常小鼠產(chǎn)生免疫反應(yīng)促融方法①物理法：離心、振動、電刺激等；②化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)①物化法：與植物細胞融合相同；②生物法：滅活的病毒第20頁/共48頁過程第一步原生質(zhì)體的制備(酶解法)正常小鼠免疫處理第二步原生質(zhì)體融合(物化法)動物細胞融合第三步雜種細胞的篩選與培養(yǎng)雜交瘤細胞的篩選與培養(yǎng)第四步雜種植株誘導(dǎo)與鑒定單克隆抗體的提純意義和用途①克服遠緣雜交不親和的障礙，大大擴展了可用于雜交的親本組合范圍；②突破有性雜交的母系遺傳，獲得細胞質(zhì)基因的雜合子，研究細胞質(zhì)遺傳①制備單克隆抗體；②診斷、治療和預(yù)防疾病，例如：a.腫瘤定位診斷,放射性→腫瘤；b.生物導(dǎo)彈治療,抗體→抗癌藥物→腫瘤第21頁/共48頁特別提醒：(1)在細胞融合時，可出現(xiàn)多種雜種細胞，如B細胞—B細胞，骨髓瘤細胞—骨髓瘤細胞，B細胞—骨髓瘤細胞。(2)動物細胞融合和植物體細胞雜交，均需對雜種細胞進行篩選，但篩選的方法不同，前者可用免疫法，后者可用機械方法、生理學(xué)或遺傳學(xué)方法。(3)各項技術(shù)在使用中一般要借助于其他某種技術(shù)的協(xié)助，如動物細胞融合、單克隆抗體的制備、胚胎移植、核移植等，其中動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。第22頁/共48頁3．(2010·金華模擬)下列有關(guān)植物體細胞雜交的敘述，不正確的是(

) A．用酶解法去掉細胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體

B．誘導(dǎo)兩種植物的原生質(zhì)體融合，進而形成雜種細胞

C．植物體細胞雜交的最終目的是獲得細胞代謝產(chǎn)物

D．植物體細胞雜交技術(shù)可以克服不同種間遠緣雜交不親和的 障礙第23頁/共48頁解析：去除植物細胞壁可以用纖維素酶和果膠酶；原生質(zhì)體融合后經(jīng)過一次有絲分裂產(chǎn)生出細胞壁標(biāo)志著雜種細胞的形成；植物體細胞雜交的目的是為了獲得雜種植株；植物體細胞雜交不經(jīng)過有性生殖過程，所以可以克服遠緣雜交不親和的障礙。答案：C第24頁/共48頁4．(2010·濰坊模擬)下列關(guān)于單克隆抗體制備過程的敘述，正確的是(

) A．制備過程中不需要動物細胞培養(yǎng)技術(shù)

B．雜交瘤細胞具有漿細胞與癌細胞的所有特點

C．經(jīng)選擇性培養(yǎng)基篩選出來的雜交瘤細胞即可用于單克隆抗體 的生產(chǎn)

D．單克隆抗體最廣泛的用途是用作體外診斷試劑第25頁/共48頁解析：單克隆抗體的制備是將骨髓瘤細胞與漿細胞結(jié)合，經(jīng)過選擇培養(yǎng)基的篩選得到雜交瘤細胞并經(jīng)單一抗體檢測后，培養(yǎng)能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞即可得單克隆抗體，雜交瘤細胞能無限繁殖但不具有癌細胞的轉(zhuǎn)移能力。答案：D第26頁/共48頁1．原理

動物細胞核的全能性。動物細胞核移植是將動物的一個細胞的細胞核，移入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體。用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物。2．供核細胞

一般選優(yōu)良動物的傳代培養(yǎng)10代以內(nèi)的細胞。第27頁/共48頁3．受體細胞

去核的MⅡ期卵母細胞。4．過程第28頁/共48頁5．在克隆多利羊的過程中，下列哪項技術(shù)沒有運用到(

) A．細胞培養(yǎng)技術(shù) B．細胞核移植

C．胚胎移植技術(shù) D．基因工程技術(shù) 解析：克隆技術(shù)需利用核移植以產(chǎn)生重組細胞，重組細胞經(jīng)細胞培養(yǎng)形成早期胚胎后，需移植到母體子宮發(fā)育成個體。 答案：D第29頁/共48頁【例1】(2009·上海卷，36)回答下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的問題。

(1)用于植物組織培養(yǎng)的植物材料稱為________。

(2)組織培養(yǎng)中的細胞，從分化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只癄顟B(tài)的過程稱為________。

(3)在再分化階段所用培養(yǎng)基中，含有植物激素X和植物激素Y。逐漸改變培養(yǎng)基中這兩種植物激素的濃度比，未分化細胞群的變化情況如圖所示。據(jù)圖指出兩種激素的不同濃度比與形成芽、根、愈傷組織的關(guān)系：第30頁/共48頁①當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比等于1時，________________________________________________________；②______________________________________________________；③______________________________________________________。第31頁/共48頁(4)若植物激素Y是生長素，在植物組織培養(yǎng)中其主要作用是_______________________________________________________；則植物激素X的名稱是__________________________________。(5)生產(chǎn)上用試管苗保存植物的優(yōu)良性狀，其原因是____________________________________。思路點撥：本題考查植物組織培養(yǎng)過程中的一些基本概念，如外植體、脫分化、愈傷組織等，重點考查愈傷組織再分化過程中生長素與細胞分裂素對根、芽分化的影響以及考生的實驗分析能力。解答第(3)小題時，依據(jù)題目提示“植物激素X與植物激素Y的濃度比”第32頁/共48頁可以在圖中找到對應(yīng)的區(qū)域，如當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比等于1時，由圖可見，愈傷組織沒有分化，只有分裂(增大)；當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比小于1時，細胞群分化出根；當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比大于1時，細胞群分化出芽。答案：(1)外植體(2)去分化(或脫分化)

(3)①未分化細胞群經(jīng)分裂形成愈傷組織②當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比大于1時，未分化細胞群分化形成芽③當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比小于1時，未分化細胞群分化形成根(4)促進細胞的生長(伸長)和分化細胞分裂素(5)組織培養(yǎng)形成試管苗的過程屬于無性生殖，后代不發(fā)生性狀分離第33頁/共48頁【知識鏈接】植物組織培養(yǎng)基中的兩類激素——細胞分裂素和生長素生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。生長素主要被用于誘導(dǎo)愈傷組織形成、誘導(dǎo)根的分化和促進細胞伸長生長；細胞分裂素有誘導(dǎo)芽的分化、促進側(cè)芽萌發(fā)生長、促進細胞分裂、抑制根的分化等作用。生長素與細胞分裂素的比例決定著愈傷組織發(fā)育的方向，如圖1所示。第34頁/共48頁閱卷報告：本題易做錯第(3)小題，錯誤的原因是不能正確理解圖中所示植物激素X的濃度和植物激素Y的濃度之間的關(guān)系。本題實際是命題者有意違背一般人的看圖習(xí)慣，根據(jù)圖示植物激素X的濃度越高，對應(yīng)于坐標(biāo)圖中的位置應(yīng)該越向右；植物激素Y的濃度越高，對應(yīng)于坐標(biāo)圖中的位置應(yīng)該越向上。第35頁/共48頁【例2】(2009·江蘇卷，32)動物器官的體外培養(yǎng)技術(shù)對于研究器官的生理、病理過程及其機制意義重大。如圖是一個新生小鼠的肝臟小塊培養(yǎng)裝置示意圖。請回答下列問題。(1)肝臟切成小薄片，這有利于肝臟細胞_____________________________________________________。第36頁/共48頁(2)氣室中充入5%CO2氣體的主要作用是_____________________。(3)培養(yǎng)液中添加抗生素是為了抑制細菌生長，但要注意選擇抗生素的________，以保證抗生素對肝臟無害。(4)有機物X有毒性，可誘發(fā)染色體斷裂。利用上圖所示裝置和提供的下列材料用具，探究肝臟小塊對有機物X是否具有解毒作用。材料用具：肝臟小塊，外周血淋巴細胞，淋巴細胞培養(yǎng)液，植物凝集素(刺激淋巴細胞分裂)；顯微鏡，載玻片，蓋玻片，玻璃皿，滴管；吉姆薩染液(使染色體著色)，有機物X溶液等。第37頁/共48頁實驗過程：①在淋巴細胞培養(yǎng)液中加入植物凝集素培養(yǎng)淋巴細胞，取4等份，備用。②利用甲、乙、丙、丁4組上圖所示裝置，按下表步驟操作(“√”表示已完成的步驟)。甲乙丙丁步驟一：加入肝臟培養(yǎng)液√√√√步驟二：加入有機物X溶液√√步驟三：放置肝臟小塊√上表中還需進行的操作是______________________________。第38頁/共48頁③培養(yǎng)一段時間后，取4組裝置中的等量培養(yǎng)液，分別添加到4份備用的淋巴細胞培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。④一段時間后取淋巴細胞分別染色、制片。在顯微鏡下觀察____________，并對比分析。若丙組淋巴細胞出現(xiàn)異常，而甲組的淋巴細胞正常，則說明__________________。思路點撥：O2是細胞代謝所必需的，為防止深層組織細胞缺氧，在動物細胞培養(yǎng)過程中，一般采用將細胞制成動物細胞懸液，或如題中提及的將動物組織切成小薄片。動物細胞培養(yǎng)液中通入一定量CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液適宜的pH。

第39頁/共48頁為防止培養(yǎng)液被雜菌污染，一般應(yīng)選擇對培養(yǎng)細胞無害的抗生素。在設(shè)計中，根據(jù)實驗?zāi)康拇_定本實驗的自變量是否加入肝臟小塊；實驗的對照組是正常培養(yǎng)的肝臟細胞、僅肝臟培養(yǎng)液或肝臟培養(yǎng)液中加有機物X(目的是證明有機物X與肝臟培養(yǎng)液不會發(fā)生自動變化，出現(xiàn)有害物質(zhì))；實驗的因變量(觀測指標(biāo))是細胞中染色體是否發(fā)生斷裂，即觀察細胞中染色體的形態(tài)和數(shù)目。答案：(1)吸收氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)、排出代謝廢物(2)維持培養(yǎng)液適宜的pH

(3)種類和劑量(4)向乙(或丁)組裝置中放置肝臟小塊染色體形態(tài)和數(shù)量肝臟小塊對有機物X具有解毒作用第40頁/共48頁【知識鏈接】動物細胞培養(yǎng)的總結(jié)(1)條件及目的：無菌、無毒的環(huán)境；營養(yǎng)；溫度和pH；氣體環(huán)境。進行細胞培養(yǎng)時，通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶，將其置于含95%空氣、5%CO2的混合氣體的培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)，其中CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH，O2是細胞代謝所必需的。(2)特點：①貼壁生長(培養(yǎng)貼附性細胞時，細胞要能夠貼附于底物上才能生長增殖)；②接觸抑制(細胞進行有絲分裂，數(shù)量不斷增多，當(dāng)貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂)等。第41頁/共48頁(3)過程:制備動物細胞懸液(獲取動物組織塊并剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理使組織分散成單個細胞)→動物細胞原代培養(yǎng)→傳代培養(yǎng)(胰蛋白酶處理原代培養(yǎng)獲得的細胞群→分瓶培養(yǎng))。(4)培養(yǎng)過程中遺傳物質(zhì)的變化：細胞一般傳至10代后就不易傳下去了；傳至10～50代左右時，增殖會逐漸變得緩慢，以至于完全停止；50代后少數(shù)細胞發(fā)生突變，具有癌細胞特點(即可以無限增殖，或稱細胞獲得了不死性)。第42頁/共48頁【例3】近年來，我國死于狂犬病的人數(shù)有上升之勢?？袢〔《镜暮怂崾荝NA，機體感染病毒后產(chǎn)生的特異性lgG抗體，能消除狂犬病病毒，這是接觸狂犬病病毒后及時注射疫苗和特異性抗體的重要依據(jù)。我國利用地鼠的腎細胞培養(yǎng)狂犬病疫苗，已取得良好效果。 請根據(jù)上述材料，回答下列問題：第43頁/共48頁(1)狂犬病病毒的毒力可發(fā)生變異。從自然感染動物體內(nèi)分離的病毒株稱為野毒株，其致病力強。將野毒株在家兔腦內(nèi)連續(xù)傳50代后，變成固定毒株。固定毒株對人及動物致病力弱，不引起狂犬病。巴斯德首先利用固定毒株制成減毒活疫苗，預(yù)防狂犬病。制成減毒活疫苗需要用____________