高二生物細胞工程簡介

關于高二生物細胞工程簡介第1頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月要點、疑點、難點概念細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過某種工程學手段，在細胞整體水平或細胞器水平上，按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術。1細胞工程概念第2頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月要點、疑點、難點利用細胞的全能性植物細胞工程原理方法動物細胞工程技術分類細胞融合技術、細胞拆合技術、染色體導入技術、基因轉(zhuǎn)移技術、胚胎移植技術、細胞與組織培養(yǎng)技術第3頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月要點、疑點、難點概念2植物細胞工程植物細胞的全能性生物體的細胞具有使后代細胞形成完整個體的潛能的特性，叫做細胞的全能性。從理論上講，每個細胞都包含該物種的全部遺傳物質(zhì)（全部基因），所以每個活細胞都應具有全能性。第4頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月要點、疑點、難點全能性大小全能性表達意義受精卵＞生殖細胞＞體細胞體內(nèi)細胞不表現(xiàn)出全能性，而是基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達，形成不同的組織和器官細胞全能性是植物細胞培養(yǎng)的基礎。第5頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月要點、疑點、難點過程2植物細胞工程植物組織培養(yǎng)實際應用離體植物器官、組織或細胞脫分化愈傷組織再分化根、芽植物體如人工種子、快速繁殖、生產(chǎn)藥物等第6頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月要點、疑點、難點植物體細胞雜交概念實例用兩個來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞，并將其培育成新植物的方法番茄與馬鈴薯體細胞雜交，培育出“番茄馬鈴薯”雜種植株過程去細胞壁再生細胞壁原生質(zhì)體融合細胞分裂雜種細胞愈傷組織雜種植株誘導細胞質(zhì)融合的方法物理法：離心、振動、電刺激等化學法：用聚乙二醇等作誘導劑誘導融合意義有利于克服遠緣雜交不親和的障礙，培育農(nóng)作物新品種。第7頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月要點、疑點、難點3動物細胞工程過程動物細胞培養(yǎng)應用原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)形成細胞系大規(guī)模生產(chǎn)蛋白質(zhì)生物制品，如干擾素、單克隆抗體檢測有毒物質(zhì)醫(yī)學上用于皮膚移植或病理、藥理研究第8頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月要點、疑點、難點發(fā)展簡史動物細胞融合技術實例應用用滅活的病毒誘導細胞膜融合人—鼠細胞、人—兔細胞融合等最重要的用途—制備單克隆抗體第9頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月要點、疑點、難點3動物細胞工程單克隆抗體制備B淋巴細胞骨髓瘤細胞雜交瘤細胞特定抗體細胞培養(yǎng)液生物體抗體體內(nèi)體外提取提取細胞培養(yǎng)細胞融合篩選篩選培養(yǎng)第10頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月要點、疑點、難點應用理論上意義實踐中意義對于生物學的基因理論研究有重要意義單克隆抗體在疾病診斷、治療和預防方面，與常規(guī)抗體相比，特異性強，靈敏度度，優(yōu)越性非常明顯。人們現(xiàn)正研究用單克隆抗體連接抗癌藥物，制成“生物導彈”，將藥物定向帶到癌細胞所在部位，既消滅癌細胞，又不傷害健康細胞。這將在癌癥的治療中發(fā)揮巨大的作用。第11頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月課前熱身一、選擇題1下列現(xiàn)象屬于植物細胞脫分化的是()A將胡蘿卜根薄片放在培養(yǎng)基上培養(yǎng)成愈傷組織B由胡蘿卜的愈傷組織培養(yǎng)成胡蘿卜幼苗C通過原生質(zhì)體融合培育出“番茄馬鈴薯”雜種植株D將雜種細胞培育成植株2下列細胞的全能性最高的是()A植物的卵細胞B植物的精子細胞C被子植物的受精卵D被子植物的葉肉細胞3在植物組織培養(yǎng)過程中，愈傷組織的形成和形態(tài)的發(fā)生是十分關鍵的。這除需要必備的營養(yǎng)和一些刺激因素外，還需要有誘導作用的物質(zhì)是()A銅、鋅等微量元素B細胞分裂素和生長素C蔗糖和葡萄糖D維生素和氨基酸

ACB第12頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月課前熱身4將煙草和大豆的原生質(zhì)體融合后，將其轉(zhuǎn)到適宜的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，使原生質(zhì)產(chǎn)生細胞壁，在細胞混合物中，產(chǎn)生下列細胞，其中，應選擇作為培養(yǎng)并形成愈傷組織的是()A大豆—大豆細胞B煙草—煙草細胞C煙草細胞或大豆細胞D煙草—大豆細胞5在動物細胞培養(yǎng)過程中，使用胰蛋白酶的目的是()A使動物組織分散為單個細胞進行培養(yǎng)B去掉細胞壁成為原生質(zhì)體C去掉細胞膜暴露出原生質(zhì)體便于細胞融合D促進蛋白質(zhì)水解為多肽6制備單克隆抗體過程中，常用作誘導B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合的是()A滅活的仙臺病毒BT淋巴細胞C抗原物質(zhì)D活性病毒

DAA第13頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月課前熱身7下列屬于單克隆抗體在實踐上應用的實例是()A將抗藥菌的某基因引入小鼠細胞內(nèi)B培育成功的鯉鯽移核魚C將胚胎經(jīng)處理后植入母牛子宮內(nèi)獲得試管牛D利用免疫毒素清除異體骨髓移植中的供體骨髓T細胞8科學家用小鼠骨髓瘤細胞與某細胞融合，得到雜交細胞，經(jīng)培養(yǎng)可產(chǎn)生大量的單克隆抗體，與骨髓瘤細胞融合的是()A不經(jīng)過免疫的B淋巴細胞B經(jīng)過免疫的T淋巴細胞C經(jīng)過免疫的B淋巴細胞D不經(jīng)過免疫的T淋巴細胞

DB第14頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月課前熱身二、簡答題1細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過某種工程學手段，在_________水平或______水平上，按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術。2植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交技術的理論基礎是_________。3人工種子是利用植物組織培養(yǎng)技術，誘導離體的植物組織形成具有生殖能力的胚狀結構，再__________________。4植物體細胞雜交過程，實際上是不同種植物體細胞_______________。5為燒傷病人進行皮膚移植，可將病人健康皮膚細胞，通過_______________獲得大量的自身皮膚細胞。6單克隆抗體在疾病診斷上與常規(guī)抗體相比，其優(yōu)越性是____________。7簡要說明什么是哺乳動物的胚胎移植?________________________________________________________________。

第15頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月課前熱身細胞器細胞整體植物細胞的全能性包裹上人工種皮而制成的融合成一個雜交種細胞，并將其培育成新植物體的方法動物細胞培養(yǎng)技術特異性強、靈敏度高用激素促進良種母畜排卵，然后將卵細胞從其體內(nèi)取出，在試管內(nèi)，與人工采集的精子進行體外受精，培育成胚胎，再將該胚胎送入經(jīng)激素處理，可接受胚胎植入的母畜子宮內(nèi)，孕育成幼小動物產(chǎn)出的過程答案：第16頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月能力、思維、方法【例1】基因型為AaBb的水稻(具有24條染色體)的花粉通過無菌操作，接入試管后，在一定條件下形成試管苗的育種過程。(1)愈傷組織是花粉細胞不斷分裂后的形成的不規(guī)則細胞團，愈傷組織形成中，必須從培養(yǎng)基中獲得__________。(2)要促進花粉細胞分裂生長，培養(yǎng)基中應有________和_______兩類激素。(3)愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根，再由芽發(fā)育成葉和莖。這一過程必須給予光照，其原因是_____________利用光照制造有機物，供試管苗生長。(4)試管苗的細胞核中含有___________條脫氧核苷酸鏈。(5)培養(yǎng)出的試管基因型有。如果要獲得育種需要的植株，并能繁殖新品種，后面的育種步驟是_________________。

【答案】(1)各種營養(yǎng)(水、無機鹽、蔗糖等能量物質(zhì))和小分子有機物(2)生長素細胞分裂素(3)葉綠體(4)24(5)AB、Ab、aB、ab用一定濃度的秋水仙素處理組織培養(yǎng)獲得的幼苗。

第17頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月能力、思維、方法【解析】由于組織不能光合作用，組織內(nèi)貯存的營養(yǎng)也非常有限，因此組織離體培養(yǎng)常需要加入一些外源營養(yǎng)，這些營養(yǎng)除了無機鹽外，還要加入適量的有機物，特別是糖類，為組織生命活動提供能源。為了促進組織的分裂和分化，培養(yǎng)基中還要加入促進細胞分裂的激素和促進生長的有關激素。由于花藥是經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的，所以每個細胞中的染色體只是原來細胞中的一半，根據(jù)遺傳規(guī)律可知，產(chǎn)生的細胞基因型有四種，即AB、Ab、aB、ab，但單倍體植物是不具有生殖能力的，所以必需用秋水仙素處理幼苗，使其染色體數(shù)目加倍，才能成為可育的植株。從中選出人們需要的種類。

第18頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月能力、思維、方法【例2】下圖為兩個不同物種間細胞雜交情況，請分析下列回答：(1)只有去掉細胞壁的植物細胞在促融劑幫助下才能融合，欲去掉細胞壁可用_______和_______。(2)雜種細胞的遺傳物質(zhì)組成是______。由這種細胞經(jīng)人工誘導培養(yǎng)，經(jīng)_______分裂，增加細胞數(shù)目并通過細胞分化，逐漸發(fā)育成植株。該植株的性狀可能是________。(3)整個培養(yǎng)過程運用了細胞工程中的兩大技術。它們是_____，其意義是_____。

【答案】

(1)纖維素酶果膠酶(2)植物A和B的遺傳物質(zhì)有絲分裂具有A、B兩個親本的性狀(3)植物體細胞雜交技術和植物組織培養(yǎng)技術。其意義是克服遠緣雜交不親和現(xiàn)象，使存在生殖隔離的兩個不同種植物進行基因交流，從而培育新品種。

第19頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月能力、思維、方法【解析】植物細胞雜交首先要去掉細胞壁，細胞壁的成分是纖維素和果膠，因此應當用纖維素酶或果膠酶除去細胞壁。當兩種植物細胞雜交融合后，該雜種細胞中含有兩種生物的遺傳物質(zhì)，(不代表兩種生物的遺傳信息都能表達)。雜交后的細胞進行增殖的方式是以有絲分裂方式進行的。細胞雜交和細胞融合技術使兩個具有生殖隔離的不同種進行了基因交流，從而克服了遠緣雜交的不親和現(xiàn)象。

【錯解分析】去掉細胞壁的方法很多，學習有絲分裂時用10%的鹽酸使細胞分散開來，其細胞壁也被破壞，但破壞的不僅僅是細胞壁，還殺死了分裂的細胞，使細胞固定在分裂的某一時期，便于觀察。因此，不能選擇鹽酸作為去壁劑。其次雜交后的細胞不是以減數(shù)分裂產(chǎn)生子細胞，減數(shù)分裂是生殖細胞形成的一種特殊的分裂方式。而細胞工程技術包括細胞雜交技術和組織培養(yǎng)技術。

第20頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月能力、思維、方法【例3】攻克癌癥是當前醫(yī)學上重要的研究課題，請閱讀下列短文，并回答問題：醫(yī)學上，對于癌癥病人通常采用手術切除腫瘤，然后進行“化療”。化療的基本原理是通過化學藥物作用于細胞周期，抑制癌細胞增殖，從而達到控制病情惡化的目的。1975年英國科學家科勒米斯坦，將B淋巴細胞中產(chǎn)生的基因，通過特殊的雜交技術轉(zhuǎn)移到腫瘤細胞內(nèi)，成功地獲得了世界上第一株能穩(wěn)定分泌單一抗體的雜交瘤細胞細胞株，使治療癌癥又有了新突破。(1)“化療”能控制病情惡化是因為藥物能抑制______，達到終止_______的目的。(2)淋巴細胞中產(chǎn)生抗體的基因，轉(zhuǎn)移到腫瘤細胞內(nèi)的______分子中，使抗體基因在腫瘤細胞中指揮抗體合成。(3)經(jīng)培養(yǎng)的腫瘤細胞，在大量增殖過程中通過_____等過程，產(chǎn)生大量_____供醫(yī)學應用。

【答案】(1)腫瘤細胞的DNA復制控制癌細胞繁殖(2)DNA(3)轉(zhuǎn)錄、翻譯單克隆抗體

【解析】癌細胞有表面光滑、黏性小、無限增殖的特點。癌細胞表面光滑，黏性小，容易運動轉(zhuǎn)移，無限增殖導致形成惡性腫瘤，不僅爭奪人體大量營養(yǎng)，還產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，破壞、損傷正常組織。因此臨床醫(yī)學上，通常進行手術治療，但為了防止癌細胞擴散轉(zhuǎn)移，還要做相應的化療?；煹哪康氖鞘箶U散的癌細胞停止分裂，抑制DNA的復制，控制癌細胞的繁殖。利用癌細胞無限增殖的特點，將某種對人類有益的抗體基因，移接到腫瘤細胞中，腫瘤細胞增殖過程中，產(chǎn)生單克隆抗體。

第21頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月能力、思維、方法【例4】科學家在早期胚胎中發(fā)現(xiàn)干細胞，它能在體外形成不同的組織或器官。這些干細胞是在一定條件下通過______和____形成不同組織或器官的。除了胚胎外，在臍血、骨髓、腦組織等也發(fā)現(xiàn)了干細胞，通過進一步的研究，有希望用于組織修復或器官移植。但移植時，由于______的不同，常會發(fā)生排異反應，因此供體最好選擇_____________(患者本人、父母、子女、配偶)，當供體與受體的__________一致，排異的可能性將會大大降低。

【答案】分裂分化組織相容性抗原(HLA)本人組織相容性抗原(HLA)

【解析】早期干細胞的研究是當前生命科學研究的重要課題，這種細胞是一種尚未分化的細胞，全能性很強，因此人們可以通過限制其全能性的表達來生產(chǎn)人們需要的“產(chǎn)品”。組織、器官的移植就是利用了干細胞的這一特性。然而由于每個人的細胞表面都帶有不同的一組與別人不一樣的組織相容性抗原(即人類白細胞抗原，簡稱HLA)，移植過程中，病人的免疫系統(tǒng)就會識別這種抗原，從而排斥非已成分，導致移植失敗。

第22頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月能力、思維、方法【例5】有關全能性的敘述，不正確的是()A受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高B生物體內(nèi)細胞由于分化全能性不能表達C卵細胞與受精卵一樣，細胞未分化，全能性很高D植物細胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性

答案】C

【解析】解答此題需從以下幾方面入手分析：首先受精卵是個體發(fā)育的起點，在自然條件下，通過細胞的分裂、分化形成完整的個體，所以全能性最高；第二，體內(nèi)每一個體細胞都是通過有絲分裂形成，都含有發(fā)育成完整個體所必需的全部基因，理論上講都應該具有全能性，但由于分化，基因在不同的細胞中選擇表達，因而體內(nèi)細胞并沒有表達出全能性；再者，卵細胞在一定條件下，全能性表現(xiàn)比體細胞高，但與受精卵不同，細胞的分化程度也