2021版《5年高考3年模擬》A版專題31　克隆技術(shù)試題解析

專題31克隆技術(shù)

生物浙江專用考點(diǎn)一植物的克隆考點(diǎn)清單基礎(chǔ)知識(shí)1.原理:植物細(xì)胞的全能性即植物體的每個(gè)生活細(xì)胞都具有①遺傳上的全能性

,因而都具有發(fā)育成完整植株的潛能。2.技術(shù)基礎(chǔ):3.原生質(zhì)體培養(yǎng):植物細(xì)胞

③原生質(zhì)體

新植株4.植物細(xì)胞工程:外源遺傳物質(zhì)

④受體細(xì)胞

具有特定性狀的新植株重難突破一、植物細(xì)胞的全能性1.基本含義:植物體的每個(gè)生活細(xì)胞都具有遺傳上的全能性,因而都具有發(fā)育成完整植株的潛能。2.基礎(chǔ):植物體的每一個(gè)細(xì)胞都含有該物種生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖所需的全部遺傳物質(zhì)。3.全能性表達(dá)的條件(1)離體、無(wú)菌。(2)一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),如水、無(wú)機(jī)鹽、蔗糖、維生素等。(3)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。4.在生物體內(nèi)細(xì)胞并沒有表現(xiàn)出全能性的原因基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá),細(xì)胞分化為不同的組織、器官。5.植物細(xì)胞全能性的大小受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞分化程度低的細(xì)胞>分化程度高的細(xì)胞6.培養(yǎng)物的胚胎發(fā)生和器官形成能力下降的原因(1)染色體畸變、細(xì)胞核變異或非整倍體產(chǎn)生等,而且其結(jié)果是不可逆的。(2)細(xì)胞或組織中激素平衡被打破,或細(xì)胞對(duì)外源生長(zhǎng)物質(zhì)的敏感性發(fā)生改變。(3)隨著時(shí)間推移,由于其他各種原因產(chǎn)生了缺乏成胚性的細(xì)胞系。二、植物組織培養(yǎng)和植物細(xì)胞工程1.植物組織培養(yǎng)程序2.植物細(xì)胞工程的操作過(guò)程3.植物組織培養(yǎng)關(guān)鍵過(guò)程總結(jié)4.植物組織培養(yǎng)基本操作要求(1)取材:含形成層(分生組織)的部分易于誘導(dǎo)形成愈傷組織。盡管植物體

其他已分化的部分也可以用于組織培養(yǎng),但誘導(dǎo)形成愈傷組織比較困難。(2)消毒:培養(yǎng)基中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),不僅有利于培養(yǎng)物的生長(zhǎng),也利于各種雜菌的生長(zhǎng)。一旦污染,迅速生長(zhǎng)的各種雜菌不僅會(huì)與培養(yǎng)物爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng),還會(huì)產(chǎn)生大量對(duì)培養(yǎng)物有害的物質(zhì),導(dǎo)致培養(yǎng)物死亡。名稱過(guò)程形成體特點(diǎn)光脫分化由外植體脫分化為愈

傷組織排列疏松、高度液泡

化的薄壁細(xì)胞團(tuán)避光再分化由愈傷組織分化為幼

苗或胚狀結(jié)構(gòu)有根、芽或有生根發(fā)

芽的能力需光營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)發(fā)育成完整的植物體由根、莖、葉、花、

果實(shí)、種子組成需光【知能拓展】

(1)植物激素是影響脫分化、再分化的重要因素。細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素不同濃度的配比在再分化過(guò)程中,分別對(duì)誘導(dǎo)根或芽的產(chǎn)生起關(guān)鍵作用。當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素的濃度比高時(shí),有利于芽的產(chǎn)生;濃度比低時(shí),有利于根的產(chǎn)生。(2)光照:對(duì)于植物組織培養(yǎng)來(lái)說(shuō),光照條件非常重要,包括光照強(qiáng)度、時(shí)間和波長(zhǎng)。但在愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要暗培養(yǎng),而在分化再生的過(guò)程中一定要有光照。愈傷組織誘導(dǎo)階段的暗培養(yǎng)有利于細(xì)胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織,如果在光照條件下容易分化產(chǎn)生維管等組織,則不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織。(3)無(wú)菌:如果在培養(yǎng)基上有細(xì)菌等微生物,它們相比植物細(xì)胞具有更強(qiáng)的新陳代謝能力,比植物細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖得更快,而且它們會(huì)產(chǎn)生毒素,使培養(yǎng)基上的植物細(xì)胞死亡。因此,在培養(yǎng)過(guò)程中要求一系列的消毒、滅菌,并且要求無(wú)菌操作。(4)非離體狀態(tài)下,植物體細(xì)胞不能表達(dá)全能性的原因:植物體細(xì)胞內(nèi)的基因選擇性表達(dá)。5.植物細(xì)胞培養(yǎng)、器官培養(yǎng)和原生質(zhì)體培養(yǎng)的關(guān)系【知能拓展】

植物細(xì)胞培養(yǎng)、器官培養(yǎng)和原生質(zhì)體培養(yǎng)統(tǒng)稱為植物的

組織培養(yǎng),都有脫分化和再分化過(guò)程,最終都能得到完整的植株,但由于培

養(yǎng)的目的不同,有時(shí)需要對(duì)愈傷組織進(jìn)行特殊處理,以達(dá)到目的?？键c(diǎn)二動(dòng)物的克隆基礎(chǔ)知識(shí)一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)從動(dòng)物體中取出相關(guān)的組織,將其分散成①單個(gè)

的細(xì)胞,然后在人工控制的培養(yǎng)條件下,使這些細(xì)胞得以生存,并保持生長(zhǎng)、分裂(繁殖)乃至②

接觸抑制

和有規(guī)律的③衰老、死亡

等生命活動(dòng)現(xiàn)象。二、動(dòng)物組織培養(yǎng)動(dòng)物組織在體外及人工條件下維持生活狀態(tài)或生長(zhǎng)特性。動(dòng)物組織培養(yǎng)過(guò)程中可以伴隨④組織分化

。三、原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)1.原代培養(yǎng):從機(jī)體取出后立即進(jìn)行的細(xì)胞、組織培養(yǎng)。2.傳代培養(yǎng):將⑤原代

培養(yǎng)的細(xì)胞分成若干份,接種到若干份培養(yǎng)基中,

使其繼續(xù)生長(zhǎng)、增殖。四、細(xì)胞系和細(xì)胞株1.細(xì)胞系:原代培養(yǎng)物在⑥首次傳代

時(shí)就成為細(xì)胞系。2.細(xì)胞株:從原代培養(yǎng)物或⑦細(xì)胞系

中獲得的具有特殊性質(zhì)的細(xì)胞,一般具有恒定的染色體組型、⑧同功酶類型

、病毒敏感性和⑨生化特性

等。五、克隆培養(yǎng)法1.概念:把一個(gè)單細(xì)胞從群體中分離出來(lái)單獨(dú)培養(yǎng),使之繁衍成一個(gè)新的⑩

細(xì)胞群體

的技術(shù)。2.基本要求:必須肯定所建成的克隆來(lái)源于

單個(gè)細(xì)胞

。3.提高細(xì)胞克隆形成率的措施六、動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)及應(yīng)用1.原理:細(xì)胞膜的

流動(dòng)性

。2.方法:物理法(電激)、化學(xué)法和

生物法

(滅活病毒)。3.應(yīng)用:制備單克隆抗體,過(guò)程如下:4.單克隆抗體的特點(diǎn):

特異性強(qiáng)

,靈敏度高,并可大量制備。七、動(dòng)物的克隆繁殖1.動(dòng)物細(xì)胞全能性的表現(xiàn)程度2.動(dòng)物難以克隆的根本原因是動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育過(guò)程中,細(xì)胞分化使得細(xì)胞發(fā)生了

基因

的差異化表達(dá),細(xì)胞基因組中基因的活動(dòng)很不完全。3.細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物的克隆繁殖(1)核移植:利用一個(gè)細(xì)胞的

細(xì)胞核

來(lái)取代另一個(gè)細(xì)胞中的細(xì)胞核,形成一個(gè)

重建

的“合子”。(2)動(dòng)物的克隆繁殖重難突破一、動(dòng)物的克隆1.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)(1)過(guò)程【知能拓展】

(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中的取材很重要,大部分取自動(dòng)物胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織,這是因?yàn)檫@些組織或器官的細(xì)胞生命力旺盛,分裂能力強(qiáng)。(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中胰蛋白酶可消化組織中的膠原纖維和細(xì)胞外的其他成分,獲得細(xì)胞懸浮液。培養(yǎng)前要將組織細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞的原因:成塊組織不利于培養(yǎng),其中的細(xì)胞不能與培養(yǎng)液充分接觸,

而且動(dòng)物細(xì)胞具有接觸抑制的特性,分散成單個(gè)細(xì)胞有利于培養(yǎng)。(3)原代培養(yǎng)的細(xì)胞因代謝消耗和接觸抑制現(xiàn)象,培養(yǎng)到一定時(shí)期必須進(jìn)行傳代培養(yǎng)。(2)原理:細(xì)胞增殖。(3)條件①充足的營(yíng)養(yǎng)供給——微量元素、無(wú)機(jī)鹽、糖類、氨基酸、促生長(zhǎng)因

子、血清等。②適宜的溫度:36.5℃±0.5℃;適宜的pH:7.2~7.4。③氣體環(huán)境

④無(wú)菌、無(wú)毒環(huán)境

(4)應(yīng)用①生產(chǎn)病毒疫苗、單克隆抗體、干擾素等。②利用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)中的細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)和接觸抑制的特點(diǎn),可用燒傷病人自己的健康皮膚細(xì)胞培養(yǎng)出大量的自身薄層皮膚細(xì)胞,以供植皮所需。③培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞用于檢測(cè)有毒物質(zhì),判斷某種物質(zhì)的毒性。④用于生理、病理、藥理等方面的研究。2.原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)

表述方法原代培養(yǎng)①細(xì)胞懸浮液第一次在瓶中培養(yǎng),沒有分瓶培養(yǎng)之前的細(xì)胞培養(yǎng)②第1代細(xì)胞的培養(yǎng)與傳10代以內(nèi)的細(xì)胞培養(yǎng)統(tǒng)稱為原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)①細(xì)胞懸浮液培養(yǎng)一段時(shí)間后,分瓶再進(jìn)行的細(xì)胞培養(yǎng)②傳10代以后的細(xì)胞培養(yǎng),統(tǒng)稱為傳代培養(yǎng)種類來(lái)源特點(diǎn)

有限細(xì)胞系由二倍體細(xì)胞

傳代培養(yǎng)建成有接觸抑制;不能連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)細(xì)胞系由傳代細(xì)胞連

續(xù)培養(yǎng)建成發(fā)生了轉(zhuǎn)化,多數(shù)具有異倍體核

型;有些具有異體致瘤性;有些

具有不死性,但不致癌

有限細(xì)胞株

通過(guò)一定的選

擇或純化方法,

從原代培養(yǎng)物

或細(xì)胞系中獲

得的具有特殊

性質(zhì)的細(xì)胞傳代次數(shù)有限一般具有恒定

的染色體組

型、同功酶類

型、病毒敏感

性和生化特性

等連續(xù)細(xì)胞株

可連續(xù)多次傳代3.細(xì)胞系和細(xì)胞株4.克隆培養(yǎng)法(1)概念:把一個(gè)單細(xì)胞從群體中分離出來(lái)單獨(dú)培養(yǎng),使之繁衍成一個(gè)新的細(xì)胞群體的技術(shù),又稱細(xì)胞克隆。(2)培養(yǎng)結(jié)果:細(xì)胞克隆的遺傳性狀均一,表現(xiàn)的性狀相似,稱為純系。(3)應(yīng)用①分離出缺乏特殊基因的突變細(xì)胞系。②研究遺傳規(guī)律和生理特性的重要材料。5.克隆與核移植(1)原理:動(dòng)物體細(xì)胞核具有全能性。(2)過(guò)程:(3)結(jié)果:產(chǎn)生新個(gè)體。【易混易錯(cuò)】

(1)動(dòng)物難以克隆的根本原因:分化了的動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的調(diào)節(jié)蛋白,關(guān)閉了細(xì)胞核中與個(gè)體發(fā)育有關(guān)的基因。(2)重組卵發(fā)育成一個(gè)新個(gè)體,體現(xiàn)了細(xì)胞核的全能性而非動(dòng)物細(xì)胞的全能性。(3)重建合子的細(xì)胞質(zhì)必須來(lái)自卵的原因:卵中沒有關(guān)閉與個(gè)體發(fā)育有關(guān)的調(diào)節(jié)蛋白。(4)動(dòng)物克隆屬于無(wú)性繁殖,產(chǎn)生新個(gè)體的性別、絕大多數(shù)性狀與供核親本一致。二、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和動(dòng)物體細(xì)胞核移植的比較

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物體細(xì)胞核移植原理細(xì)胞增殖動(dòng)物細(xì)胞核的全能性過(guò)程動(dòng)物組織塊

細(xì)胞懸浮液

原代培養(yǎng)

細(xì)胞懸浮液

傳代培養(yǎng)

結(jié)果獲得細(xì)胞群獲得與供體遺傳物質(zhì)基本相同的個(gè)體【易混易錯(cuò)】

(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中兩次用到胰蛋白酶,第一次用胰蛋白酶處理剪碎的組織使之分散成單個(gè)細(xì)胞,第二次使貼壁細(xì)胞從瓶壁上脫落下來(lái)。(2)原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)的分界點(diǎn)為分瓶培養(yǎng)時(shí)。方法單克隆抗體的制備方法技巧單克隆抗體的制備(1)原理:一個(gè)(或一種)漿細(xì)胞(效應(yīng)B細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞)只產(chǎn)生一種抗體,小鼠骨髓瘤細(xì)胞能夠無(wú)限增殖。因此雜交瘤細(xì)胞就具備了既能無(wú)限增殖,又能大量產(chǎn)生單一抗體的特征。(2)過(guò)程:(3)培養(yǎng)方法:體內(nèi)培養(yǎng)和體外培養(yǎng)。(4)單克隆抗體的主要優(yōu)點(diǎn):特異性強(qiáng),靈敏度高,可大量制備。(5)關(guān)鍵點(diǎn)分析:①細(xì)胞融合完成的標(biāo)志:細(xì)胞核融合成一個(gè)核。②雜交瘤細(xì)胞特性:既能無(wú)限增殖,又能產(chǎn)生大量特異抗體。③獲取單克隆抗體的場(chǎng)所:若在培養(yǎng)基中進(jìn)行雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng),則從培養(yǎng)液中提取;若在小鼠或其他動(dòng)物腹腔中培養(yǎng),則從腹水中提取。項(xiàng)目第一次篩選第二次篩選篩選原因誘導(dǎo)融合后得到多種雜交細(xì)胞,

另外還有未融合的細(xì)胞由于小鼠在生活中還受到其他

抗原的刺激,所以經(jīng)選擇性培養(yǎng)

獲得的雜交瘤細(xì)