第2章細(xì)胞工程（課件）-2024年高考生物一輪復(fù)習(xí)核心知識(shí)清單與精講課件

選修3生物技術(shù)與工程

第2章

細(xì)胞工程※植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理和過程？★原理：植物細(xì)胞的全能性外植體：離體的植物細(xì)胞、組織或器官需要給予適當(dāng)時(shí)間和強(qiáng)度的光照,以利于葉綠素的形成愈傷組織：在一定的激素和營養(yǎng)等條件的誘導(dǎo)下，已經(jīng)分化的細(xì)胞經(jīng)過脫分化，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能，轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞，進(jìn)而形成的不定形的薄壁組織團(tuán)塊※生長素和細(xì)胞分裂素的相對(duì)含量對(duì)愈傷組織的生長和分化產(chǎn)生的影響是？★①相對(duì)含量相當(dāng)時(shí)外植體脫分化為愈傷組織/愈傷組織生長②細(xì)胞分裂素相對(duì)含量更大時(shí)愈傷組織分化出芽③生長素相對(duì)含量更大時(shí)愈傷組織分化出根※植物組織培養(yǎng)具體過程1.方法步驟形態(tài)學(xué)下端插入培養(yǎng)基※植物組織培養(yǎng)具體過程2.注意事項(xiàng)：并且每次使用后的器械都要滅菌。實(shí)驗(yàn)中使用的培養(yǎng)基和所有器械都要滅菌。接種操作必須在酒精燈火焰旁進(jìn)行，培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。進(jìn)行嚴(yán)格無菌操作的原因：用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合某些微生物的生長。※植物組織培養(yǎng)技術(shù)有哪些具體的應(yīng)用?★植物快速繁殖保持優(yōu)良品種的遺傳特性。定義：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。特點(diǎn)：高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖；※植物組織培養(yǎng)技術(shù)有哪些具體的應(yīng)用?★植物快速繁殖植物脫毒提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。原理：植物頂端分生區(qū)附近(如莖尖）的病毒極少，甚至無病毒。因此，切取一定大小的莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗。優(yōu)點(diǎn)：※植物組織培養(yǎng)技術(shù)有哪些具體的應(yīng)用?★植物快速繁殖植物脫毒單倍體育種原理：細(xì)胞的全能性和染色體變異②是進(jìn)行體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料優(yōu)點(diǎn)：①極大地縮短了育種的年限（當(dāng)年就可培育出遺傳性狀相對(duì)穩(wěn)定的純合二倍體植株）若單倍體植株只含有一個(gè)染色體組,染色體加倍后其隱性性狀容易顯現(xiàn)?！蛔凅w的利用★（1）過程突變具有不定向性，需要處理大量材料。（2）利用：篩選出對(duì)人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新品種。（3）缺點(diǎn)：※生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物（如紫杉醇）次生代謝物次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環(huán)境和時(shí)間條件下才進(jìn)行。在該過程中產(chǎn)生的一類小分子有機(jī)化合物就是次生代謝物而不破壞植物資源。技術(shù)植物細(xì)胞培養(yǎng)指在離體條件下對(duì)單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)可獲得大量目的細(xì)胞，以便獲得大量目標(biāo)產(chǎn)物,一般過程※植物體細(xì)胞雜交的步驟？★通過植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)出完整的雜合植株第一步：去除細(xì)胞壁制備原生質(zhì)體（機(jī)械分離或酶解分離）第二步：通過物理方法（電融合法）或化學(xué)方法（聚乙二醇）誘導(dǎo)其融合第三步：誘導(dǎo)細(xì)胞壁再生，得到完整的雜合細(xì)胞第四步：※植物體細(xì)胞雜交的原理和意義★原理：原生質(zhì)體融合的過程利用了細(xì)胞膜的流動(dòng)性，雜種細(xì)胞發(fā)育成雜種植株利用了植物細(xì)胞的全能性意義：打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種※原生質(zhì)體融合的結(jié)果有？★同種融合細(xì)胞、雜合細(xì)胞、大量未融合細(xì)胞植物體細(xì)胞雜交過程屬于無性生殖，遺傳物質(zhì)的傳遞不遵循孟德爾的遺傳定律※誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法有？★物理方法化學(xué)方法如仙臺(tái)病毒如電融合如聚乙二醇（PEG）生物方法※什么是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)？★從動(dòng)物體內(nèi)取出組織或細(xì)胞，在體外模擬體內(nèi)的生理?xiàng)l件，使之得以生存和生長并維持其結(jié)構(gòu)與功能的技術(shù)※動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程？★第一步：第二步：通過機(jī)械法和消化法實(shí)現(xiàn)組織細(xì)胞的分散原代培養(yǎng)第三步：傳代培養(yǎng)消化法常用胰蛋白酶對(duì)動(dòng)物組織塊進(jìn)行消化，使細(xì)胞從組織中分離出來（培養(yǎng)的是多種細(xì)胞的混合物）（逐步分離獲得單一類型的細(xì)胞）※動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程有什么要求？★及時(shí)清除代謝產(chǎn)物嚴(yán)格無菌的環(huán)境適宜的培養(yǎng)溫度和pH95%空氣和5%CO2混合氣體適宜的滲透壓營養(yǎng)物質(zhì)（需要對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行滅菌處理以及在無菌環(huán)境下進(jìn)行操作）（CO2主要用于維持培養(yǎng)液的pH）※植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)理論基礎(chǔ)植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖培養(yǎng)基類型固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基成分水、無機(jī)鹽、維生素、蔗糖、氨基酸、植物激素、瓊脂等糖類、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素、血清等取材植物幼嫩部位或花藥等植物胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織等結(jié)果形成新植株，可以體現(xiàn)細(xì)胞的全能性只能獲得大量細(xì)胞，不能形成個(gè)體相同點(diǎn)（1）兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過程中細(xì)胞都進(jìn)行有絲分裂，都不涉及減數(shù)分裂，都是無性繁殖，都可稱為克隆（2）均需無菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件※動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)細(xì)胞融合技術(shù)突破了有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能?！?.概念：使兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的技術(shù)。2.原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性。3.誘導(dǎo)融合的常用方法：PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導(dǎo)法（植物不適用）等。4.意義：用于制造單克隆抗體。5.應(yīng)用：成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤等的重要手段；※植物體細(xì)胞雜交與動(dòng)物細(xì)胞融合的比較比較項(xiàng)目植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合原理細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動(dòng)性細(xì)胞融合方法用纖維素酶、果膠酶去除細(xì)胞壁后，誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細(xì)胞分散后，誘導(dǎo)細(xì)胞融合誘導(dǎo)手段聚乙二醇（PEG）、電融合法聚乙二醇（PEG）、電融合法、滅活病毒誘導(dǎo)結(jié)果形成雜種植株形成雜合細(xì)胞（無法得到個(gè)體）應(yīng)用培育植物新品種制備單克隆抗體意義突破了有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能※單克隆抗體及其應(yīng)用既能大量增殖,又能產(chǎn)生足夠數(shù)量的特定抗體。★1.傳統(tǒng)抗體的獲得（1）方法：產(chǎn)量低、純度低、特異性差。向動(dòng)物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，使動(dòng)物產(chǎn)生抗體，然后從動(dòng)物血清中分離所需抗體。（2）缺陷：2.單克隆抗體的制備（1）存在問題：漿細(xì)胞能產(chǎn)生抗體，但不能無限增殖；骨髓瘤細(xì)胞能無限增殖，但不能產(chǎn)生抗體。（2）解決思路：將漿細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合為雜交瘤細(xì)胞?！鶈慰寺】贵w制備的過程？★第一步：以特定抗原刺激小鼠的B淋巴細(xì)胞，獲得了能產(chǎn)生抗體的多種漿細(xì)胞第二步：漿細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞在促融劑的作用下發(fā)生融合，形成了雜交瘤細(xì)胞第三步：通過選擇培養(yǎng)基篩選出抗體分泌陽性的雜交瘤細(xì)胞，并對(duì)其進(jìn)行克隆培養(yǎng)同時(shí)產(chǎn)生了大量未融合細(xì)胞以及同種融合細(xì)胞體外培養(yǎng)或注射到小鼠腹腔內(nèi)培養(yǎng)其不可能都能分泌所需抗體，所以需篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞?！苽鋯慰寺】贵w過程中的兩次篩選★第一次篩選的目的是獲得雜交瘤細(xì)胞即將未融合的B淋巴細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞以及BB融合、瘤瘤融合的細(xì)胞通過選擇培養(yǎng)基淘汰，篩選出雜交瘤細(xì)胞。第二次篩選(采用抗原一抗體雜交技術(shù)）的目的是將產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞篩選出來。因?yàn)閺捏w內(nèi)取免疫過的B淋巴細(xì)胞時(shí)會(huì)取出多種，形成的雜交瘤細(xì)胞也就有多種，※單克隆抗體的應(yīng)用？★多種疾病的診斷早孕檢測(cè)試紙靶向性治療※克隆包括哪三種類型？★分子克隆※克隆包括哪三種類型？★分子克隆細(xì)胞克隆※克隆包括哪三種類型？★分子克隆細(xì)胞克隆個(gè)體克隆※什么是細(xì)胞核移植？★將一種動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核移植至去核的卵母細(xì)胞中，并使重組細(xì)胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體的過程※克隆羊“多莉”的誕生過程？證明了什么？★將融合細(xì)胞培育成早期胚胎后移植到母羊C的子宮中，最終分娩出克隆羊第一步：從母羊A體內(nèi)提取卵母細(xì)胞，去除細(xì)胞核第二步：從母羊B體內(nèi)提取乳腺細(xì)胞，提取細(xì)胞核第三步：將乳腺細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核的卵母細(xì)胞中，得到融合細(xì)胞第四步：證明了哺乳動(dòng)物高度分化的體細(xì)胞核能夠在卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)的作用下恢復(fù)其全能性※總結(jié)哺乳動(dòng)物體細(xì)胞核移植的基本過程※干細(xì)胞的定義和分類是什么？★定義：胚胎干細(xì)胞(簡稱ES細(xì)胞）分類：具有分裂和分化能力的細(xì)胞稱為干細(xì)胞，與組織、器官的發(fā)育、再生和修復(fù)等密切相關(guān)。存在場所：早期胚胎（囊胚及更早的胚胎里才有）胚胎干細(xì)胞形態(tài)上表現(xiàn)為體積小,細(xì)胞核所占細(xì)胞比例大，核仁明顯。胚胎干細(xì)胞必須從胚胎中獲取,這涉及倫理問題,因而限制了它在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。具有分化為成年動(dòng)物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞，分化能力：并進(jìn)一步形成機(jī)體的所有組織和器官甚至個(gè)體的潛能。成體干細(xì)胞存在場所：成體組織或器官具有組織特異性，只能分化成特定的細(xì)胞或組織，不具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力。特點(diǎn)：誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（簡稱iPS細(xì)胞）通過體外誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞等已分化細(xì)胞，獲得的類似于胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞。概念：可以避免免疫排斥反應(yīng)。優(yōu)點(diǎn)：無須破壞胚胎；iPS細(xì)胞可以來源于病人自身的體細(xì)胞，將它移植回病人體內(nèi)后，※什么是胚胎工程？★對(duì)動(dòng)物早期胚胎或配子進(jìn)行顯微操作和處理以獲得目標(biāo)個(gè)體的技術(shù)包括體外受精、胚胎移植、胚胎分割移植包括哪些技術(shù)？※胚胎的早期發(fā)育階段依次是？★受精器官形成卵裂桑椹胚囊胚原腸胚※體外受精和胚胎移植的過程？★將受精卵培養(yǎng)為早期胚胎第一步：使用