高三生物一輪復習 專題2 細胞工程課件.ppt

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走向高考 生物 路漫漫其修遠兮吾將上下而求索 人教版 高考總復習 現(xiàn)代生物科技專題 選修三 選考內容 專題二細胞工程 選修三 考情考點探究 方法警示探究 課前基礎回扣 核心考點突破 課時作業(yè) 方法技巧警示 1 2014 浙江 3 下列關于動物細胞培養(yǎng)的敘述 正確的是 A 連續(xù)細胞系的細胞大多具有二倍體核型B 某些癌細胞在合適條件下能逆轉為正常細胞C 由多個祖細胞培養(yǎng)形成的細胞群為一個克隆D 未經克隆化培養(yǎng)的細胞系細胞具有相同的性狀答案B解析本題考查細胞培養(yǎng)的有關知識 連續(xù)細胞系的細胞其核型已發(fā)生改變 A錯誤 一個祖細胞培養(yǎng)形成的細胞群才為一個克隆 C錯誤 未經克隆化培養(yǎng)的細胞系細胞可能是不同細胞分裂形成的 其性狀可能不同 D錯誤 關于癌細胞轉化為正常細胞的事例已有報道 2013年10月26日在澳門特區(qū)澳門政府山頂醫(yī)院大禮堂召開的世界中聯(lián)男科第六屆學術年會 國際中醫(yī)男科第八屆學術年會 第三屆海峽兩岸中醫(yī)男科學術論壇上 我國南京中醫(yī)藥大學教學和研究基地的盛明山醫(yī)師宣布 人體癌細胞逆轉為正常細胞的醫(yī)療技術在肝癌肺癌等的臨床治療中獲得成功 解答此類題目一定要準確理解有關的概念內涵 進行解答相關問題 同時關注科學的發(fā)展 2 2013 全國大綱 2 關于動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的敘述 錯誤的是 A 動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)所用培養(yǎng)基不同B 動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)過程中都要用到胰蛋白酶C 煙草葉片離體培養(yǎng)能產生新個體 小鼠雜交瘤細胞可離體培養(yǎng)增殖D 動物細胞培養(yǎng)可用于檢測有毒物質 莖尖培養(yǎng)可用于植物脫除病毒答案B 解析本題考查了細胞培養(yǎng)的相關基礎知識 由于動物細胞和植物細胞培養(yǎng)環(huán)境要求和營養(yǎng)物質不同 二者培養(yǎng)時所選的培養(yǎng)基也不同 A正確 植物組織培養(yǎng)過程中不需要胰蛋白酶 B不正確 煙草葉片離體可培養(yǎng)成新個體 體現(xiàn)了細胞的全能性 小鼠雜交瘤細胞由于具備癌細胞持續(xù)分裂增殖的特點 可用離體培養(yǎng)增殖 C正確 許多致畸 致癌物質加入細胞培養(yǎng)液后 培養(yǎng)細胞會發(fā)生染色體結構和數(shù)目的變異 根據(jù)變異細胞占全部培養(yǎng)細胞的百分數(shù) 可以判斷某種物質的毒性 剛剛分裂形成的莖尖細胞一般不含病毒 可用于植物脫除病毒 D正確 解析本題以小鼠皮膚細胞培養(yǎng)為載體 綜合考查了動物細胞培養(yǎng)相關操作過程和考生的識記理解能力 涉及組織塊的處理 原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)等相關內容 動物細胞培養(yǎng)需要無毒無菌的環(huán)境 甲過程指從實驗小鼠身上取下皮膚組織 該過程需要對小鼠進行消毒處理 A項正確 乙過程表示將得到的皮膚組織分散成單個細胞制備成細胞懸液 可用胰蛋白酶或膠原蛋白酶進行處理 B項正確 丙過程表示原代培養(yǎng) 此時的細胞仍能保持正常的二倍體核型 C項錯誤 丁過程表示傳代培養(yǎng) 此時得到的細胞會克服細胞壽命的自然極限 獲得不死性 這些細胞已經發(fā)生突變 正在朝著等同于癌細胞的方向發(fā)展 D項正確 4 2013 重慶 2 下圖是單克隆抗體制備流程的簡明示意圖 下列有關敘述 正確的是 A 是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應T淋巴細胞B 中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細胞的形成 C 同時具有脾臟細胞和鼠骨髓瘤細胞的特性D 是經篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細胞群答案D解析本題考查單克隆抗體的制備原理方法及識圖 分析題圖信息可得 是免疫的B細胞 是誘導細胞融合 一般用滅活的病毒作為誘導劑 是指融合后的雜交瘤細胞 既具有骨髓瘤細胞無限繁殖的特點 又具有漿細胞產生抗體的特征 是篩選能夠分泌特定抗體的雜交瘤細胞 一 細胞工程的概念理解1 原理和方法細胞生物學和 2 操作水平 3 工程目的按照人的意愿來改變 或獲得細胞產品 分子生物學 細胞整體水平或細胞器水平 細胞內的遺傳物質 4 根據(jù)操作對象的不同分類植物細胞工程和 二 植物細胞工程1 理論基礎 1 概念 具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞 都具有發(fā)育成 的潛能 2 物質基礎 細胞中具有本物種 動物細胞工程 細胞的全能性 完整生物體 全部遺傳信息 離體的植物器官 組織 細胞 完整的植株 脫分化 愈傷組織 再分化 3 植物體細胞雜交技術 1 概念 將 的植物體細胞 在一定條件下融合成 并把雜種細胞培育成 的技術 2 操作流程 不同種 雜種細胞 新的植物體 3 流程分析 過程a為去除 獲得具有活力的原生質體 用到的酶是 過程b是原生質體的融合 其原理是 誘導b融合的兩種方法 物理法包括 等 化學法一般用 作為誘導劑 細胞壁 纖維素酶和果膠酶 細胞膜具有一定的流動性 離心 振動 電激 聚乙二醇 PEG 過程c是原生質體融合后再生出 過程d是 技術 其原理是 4 意義 細胞壁 植物組織培養(yǎng) 細胞的全能性 克服了遠緣雜交不親和的障礙 微型繁殖 作物脫毒 胚狀體 人工薄膜 突變體的利用 四 動物細胞培養(yǎng) 動物細胞工程技術的基礎1 動物細胞的培養(yǎng)過程 胰蛋白酶 原代培養(yǎng) 胰蛋白酶 傳代培養(yǎng) 2 培養(yǎng)條件 1 無菌 無毒的環(huán)境 對 和所有培養(yǎng)用具進行無菌處理 添加 定期更換培養(yǎng)液以清除 2 營養(yǎng) 除正常的有機和無機營養(yǎng)外 加入 等一些天然成分 3 適宜的溫度和pH 溫度為 哺乳動物 pH為 4 氣體環(huán)境 含95 空氣加 的混合氣體 其中后者的作用是 3 應用生物制品的生產 檢測 醫(yī)學研究 培養(yǎng)液 抗生素 代謝產物 血清 血漿 36 5 0 5 7 2 7 4 5 CO2 維持培養(yǎng)液的pH 有毒物質 細胞培養(yǎng) 去核 重組細胞 胚胎移植 供體 2 原理 3 結果 4 應用 1 加速家畜 進程 促進優(yōu)良畜群繁育 2 保護 3 生產醫(yī)用蛋白 4 作為異種移植的 5 用于組織器官的 動物體細胞核具有全能性 產生新個體 遺傳改良 瀕危物種 供體 移植 六 動物細胞融合與單克隆抗體1 動物細胞融合 1 原理 2 融合方法 聚乙二醇 PEG 電激等 3 意義 突破了 的局限 使 成為可能 也為制造 開辟了新途徑 細胞膜的流動性 滅活的病毒 有性雜交方法 遠緣雜交 單克隆抗體 2 單克隆抗體 1 制備過程 2 優(yōu)點 特異性強 可大量制備 3 用途 作為 用于治療疾病和 雜交瘤細胞 能產生所需抗體 靈敏度高 診斷試劑 運載藥物 1 植物激素中生長素和細胞分裂素的作用如何 提示 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 2 單克隆抗體制備過程中兩次篩選的目的是什么 提示 單克隆抗體制備過程中兩次篩選的目的 第一次篩選是為了得到雜交瘤細胞 用選擇培養(yǎng)基篩選 第二次篩選是為了得到能產生特定抗體的雜交瘤細胞 抗原 抗體雜交檢測 1 下列有關植物組織培養(yǎng)的敘述 正確的是 A 愈傷組織是一團有特定結構和功能的薄壁細胞B 二倍體植株的花粉經脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株C 用人工薄膜將胚狀體 愈傷組織等分別包裝可制成人工種子D 植物耐鹽突變體可通過添加適量NaCl的培養(yǎng)基培養(yǎng)篩選而獲得答案D 解析本題考查植物組織培養(yǎng)的過程與特點 愈傷組織是由未分化的薄壁細胞組成 沒有特定的結構和功能 A項錯誤 二倍體的花粉培養(yǎng)得到的單倍體植株不能產生后代 B項錯誤 人工種子是用富含營養(yǎng)物質和其他必要成分的凝膠物將胚狀體包裹起來 不包含愈傷組織 C項錯誤 在培養(yǎng)基中加入適量的氯化鈉 可以選擇出植物的耐鹽突變體 D正確 2 某研究小組對某種動物的肝腫瘤細胞 甲 和正常肝細胞 乙 進行培養(yǎng) 下列敘述正確的是 A 制備肝細胞懸浮液時先用剪刀剪碎肝組織 再用胃蛋白酶處理B 肝細胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5 的CO2刺激細胞呼吸C 為了防止培養(yǎng)過程中雜菌的污染 可向培養(yǎng)液中加入適量的干擾素D 用血球計數(shù)板計數(shù)的方法 可推斷乙細胞比甲細胞增殖周期長答案D 解析制備肝細胞懸浮液時先用剪刀剪碎肝組織 再用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理 肝細胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5 的CO2維持培養(yǎng)液pH 為了防止培養(yǎng)過程中雜菌的污染 可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素 3 2014 四川成都一中質檢 下面有關動物細胞工程和植物細胞工程的敘述 正確的是 A 葉肉細胞經再分化過程可形成愈傷組織B 融合植物葉肉細胞中 應先用溶菌酶除去細胞壁C 動物細胞培養(yǎng)過程中要用到胰蛋白酶 目的是使組織細胞分散成單個細胞D 單克隆抗體制備的過程中 只進行了一次篩選答案C 解析理解動 植物細胞工程的區(qū)別和聯(lián)系是解題的關鍵 植物葉肉細胞經脫分化過程可形成愈傷組織 融合植物葉肉細胞時 應先用纖維素酶和果膠酶除去細胞壁 單克隆抗體制備的過程中 至少要進行兩次篩選 篩選雜交瘤細胞和篩選產生單一抗體的雜交瘤細胞 一 植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的比較 植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng) 2 作物脫毒 解決的問題 無性繁殖的作物 感染的病毒在體內逐年積累 產量降低 品質變差 解決方法 切取一定大小的莖尖進行組織培養(yǎng) 再生的植株就有可能不帶病毒 從而獲得脫毒苗 理論基礎 植物分生區(qū)附近病毒極少 甚至無病毒 成果 采用莖尖組織培養(yǎng)技術 已獲得脫毒的馬鈴薯 草莓 甘蔗 菠蘿和香蕉等 解決的問題 a 一些植物繁殖周期長 數(shù)年后才能結出種子 b 有些作物優(yōu)良雜種的后代因發(fā)生性狀分離而喪失其優(yōu)良特性 c 常規(guī)種子的生產受季節(jié) 氣候和地域的限制 并且占用大量的土地 3 細胞產物的工廠化生產可以利用植物組織培養(yǎng)技術大量生產某些細胞產物 如蛋白質 脂肪 糖類 藥物 香料 生物堿等 1 不同細胞體現(xiàn)全能性能力的大小不同 具體表現(xiàn)為 受精卵 生殖細胞 體細胞 離體細胞的全能性表達與分化程度呈負相關 但生殖細胞特殊 2 脫分化形成愈傷組織的過程不需要光 再分化過程需要光 因為愈傷組織利用有機營養(yǎng)成分 而試管苗需要進行光合作用以自養(yǎng) 3 植物組織培養(yǎng)中不同培養(yǎng)階段培養(yǎng)基含有的激素比例不同 因為培養(yǎng)的目的不同 生根或生芽 4 植物組織培養(yǎng)中用到的有機碳源一般為蔗糖 用葡萄糖也可以 但后者的成本高 5 利用植物組織培養(yǎng)技術生產細胞產物時 有時只需將外植體培養(yǎng)到愈傷組織 從愈傷組織中獲取產物 6 人工種子發(fā)育初期需要的營養(yǎng)物質由人工胚乳提供 7 人工種皮中可以加入適量的養(yǎng)分 無機鹽 有機碳源以及農藥 抗生素 有益菌等 以利于胚狀體生長發(fā)育成幼苗 解析考查動物細胞培養(yǎng)的特點 保留接觸抑制的細胞在培養(yǎng)瓶壁上只能形成單層細胞 所以A錯 克隆培養(yǎng)法在培養(yǎng)細胞時由于所有子代細胞來自于一個親代細胞 所以基因型一般都相同 B錯 二倍體細胞的傳代培養(yǎng)在培養(yǎng)10代左右多數(shù)會死亡 少數(shù)生存下來的細胞在50代左右會大量死亡 只有少數(shù)遺傳物質改變的才能無限增殖 C錯 惡性細胞系的細胞有無限增殖的特點 可以進行傳代培養(yǎng) 答案D 答案C解析理解動物細胞培養(yǎng)及融合的過程是解題關鍵 過程 是將高度分化的成纖維母細胞誘導形成干細胞 屬于基因重組 過程 的實質是基因的選擇性表達 屬于細胞分化 丙細胞是由B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合后形成的 它同時具備了B淋巴細胞和骨髓瘤細胞的特點 既能無限增殖 又能分泌特異性抗體 過程 是動物細胞融合 可使用聚乙二醇作為誘導劑 過程 是動物細胞培養(yǎng)產生單克隆抗體 不需要聚乙二醇 植物體細胞雜交與動物細胞融合 1 植物體細胞雜交與動物細胞融合的比較 2 單克隆抗體的制備 1 取相應B淋巴細胞前必須先注射相應抗原蛋白 否則不能獲得單克隆抗體 2 細胞融合后需經二次篩選 第一次 在特定的選擇性培養(yǎng)基上 未融合的親本細胞 B淋巴細胞和骨髓瘤細胞 和融合的具有同種核的細胞 BB融合細胞 瘤瘤融合細胞 都會死亡 只有融合的雜交細胞 雜交瘤細胞 才能生長 這種雜交細胞的特點是既能迅速大量繁殖 又能產生單一的特異性抗體 第二次 經選擇性培養(yǎng)的雜交瘤細胞并非都是能分泌所需抗體的細胞 很多種雜交瘤細胞 需經克隆化培養(yǎng)和抗體檢測 經篩選后才可獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細胞 1 植物體細胞雜交與動物細胞融合中酶的作用對象不同 纖維素酶和果膠酶作用于細胞壁 而胰蛋白酶等作用于細胞間的蛋白質 2 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 3 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 生理學或遺傳學方法 4 各項技術在使用中一般要借助于其他某種技術的協(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的基礎 5 滅活的病毒保持了其抗原性 但毒性消失 6 植物雜交細胞在激素誘導下能表達出全能性 但動物雜交細胞的全能性不能表達 解析動物細胞融合技術目前的主要用途是制備單克隆抗體 它可以克服遠緣雜交不親和的障礙 但還不能獲得新物種 答案B 2014 臨沂模擬 科學家們用磷脂制成雙分子層的微球體 里面包裹著抗癌藥物 外面帶上單克隆抗體 制成 生物導彈 下列有關敘述不正確的是 A 單克隆抗體的化學本質多數(shù)是蛋白質 少數(shù)是RNAB 單克隆抗體的制備應用了動物細胞融合和動物細胞培養(yǎng)技術C 被 生物導彈 消滅的癌細胞是抗原D 生物導彈 治療癌癥 療效高 毒副作用小 答案A解析抗體為漿細胞產生 本質為蛋白質 而酶為活細胞產生的具催化作用的有機物 多數(shù)為蛋白質 少數(shù)為RNA 動物體細胞核移植與克隆動物 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代以內的細胞 解析培育克隆羊多利的過程中 涉及到細胞核移植 細胞培養(yǎng)技術和胚胎移植技術 答案D 關于現(xiàn)代生物技術應用的敘述 錯誤的是 A 蛋白質工程可合成自然界中不存在的蛋白質B 體細胞雜交技術可用于克隆動物和制備單克隆抗體C 植物組織培養(yǎng)技術可用于植物莖尖脫毒D 動物細胞培養(yǎng)技術可用于轉基因動物的培養(yǎng)答案B解析本題考查現(xiàn)代生物技術的應用過程 用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物 體細胞雜交技術可用制備單克隆抗體 不能用于克隆動物 B項錯誤 細胞工程與基因工程的綜合考查 例1 2013 新課標卷 40 閱讀如下資料 資料甲 科學家將牛生長激素基因導入小鼠受精卵內 得到了體型巨大的 超級小鼠 科學家采用農桿菌轉化法培育出轉基因煙草 資料乙 T4溶菌酶在溫度較高時易失去活性 科學家對編碼T4溶菌酶的基因進行改造 使其表達的T4溶菌酶的第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?在該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之間形成了一個二硫鍵 提高了T4溶菌酶的耐熱性 資料丙 兔甲和兔乙是同一物種的兩個雌性個體 科學家將兔甲受精卵發(fā)育成的胚胎移植到兔乙的體內 成功產出兔甲的后代 證實了同一物種的胚胎可在不同個體的體內發(fā)育 回答下列問題 1 資料甲屬于基因工程的范疇 將基因表達載體導入小鼠的受精卵中常用 法 構建基因表達載體常用的工具酶有 和 在培育有些轉基因植物時 常用農桿菌轉化法 農桿菌的作用是 2 資料乙屬于 工程范疇 該工程是指以分子生物學相關理論為基礎 通過基因修飾或基因合成 對 進行改造 或制造制造一種 的技術 在該實例中 引起T4溶菌酶空間結構改變的原因是組成該酶肽鏈的 序列發(fā)生了改變 4 資料丙屬于胚胎工程的范疇 胚胎移植是指將獲得的早期胚胎移植到 種的 生理狀態(tài)相同的另一個雌性動物體內 使之繼續(xù)發(fā)育成新個體的技術 在資料丙的實例中 兔甲稱為 體 兔乙稱為 體 解析本題考查基因工程 蛋白質工程及胚胎工程的流程 1 動物細胞導入基因表達載體通常采用顯微注射法 在構建基因表達載體的過程中 要用到兩種酶 即限制性內切酶和DNA連接酶 培養(yǎng)轉基因植物 多用農桿菌轉化法 如果將目的基因插入到Ti質粒的T DNA上 通過農桿菌的轉化作用 就可以使目的基因進入到植物細胞中 2 蛋白質工程是指以蛋白質分子結構規(guī)律及其與生物功能關系作為基礎 通過基因修飾或基因合成 對現(xiàn)有蛋白質進行改造 或制造一種新的蛋白質 以滿足人類的生產生活的需求 科學家通過對編碼T4溶菌酶的基因進行改造 產生一種新的T4溶菌酶 具有較高的耐熱性 屬于蛋白質工程 3 胚胎移植過程中要求供體和受體生理狀態(tài)相同 分析資料可知 兔甲提供受精卵形成的胚胎為供體 兔乙接受胚胎 為受體 答案 1 顯微注射限制性內切酶DNA連接酶農桿菌可感染植物 將目的基因轉移到受體細胞中 2 蛋白質現(xiàn)有的蛋白質新蛋白質氨基酸 3 同供受 對植物體細胞雜交和有性雜交混淆不清 例2 關于番茄和馬鈴薯雜交過程 回答下列問題 1 若番茄細胞內含A條染色體 馬鈴薯細胞內含B條染色體 將番茄和馬鈴薯采用雜交育種方法培育 假設能成功 得到的后代應含 條染色體 還必須用 來處理幼苗 才能得到可育的 番茄 馬鈴薯 植株 此時體細胞中含有 條染色體 2 若番茄是二倍體 馬鈴薯是四倍體 則雜種植株為 倍體 解析有性雜交指先減數(shù)分裂染色體數(shù)目減半再精卵結合 因無同源染色體一般是不育的 要可育必須用秋水仙素處理讓其加倍 而體細胞雜交則是簡單的直接相加 錯因分析將有性雜交和體細胞雜交混為一談 糾錯筆記 植物體細胞雜交若兩個不同品種的植物細胞A B進行融合 A含有2X條染色體 2個染色體組 基因型為Aabb B含有2Y條染色體 2個染色體組 其基因型為ccDd 則新植株應為四倍體 其體細胞中染色體數(shù)為2X 2Y 基因型為AabbccDd 從中不難看出 體細胞雜交即兩個細胞融合成一個細胞 不管染色體數(shù) 基因組數(shù)還是染色體組數(shù)都采用直接相加的方法 植物有性雜交有性雜交的結果 子代細胞中染色體數(shù) 基因型分別為 X Y AbcD 或 abcD 或 Abcd 或 abcd 即先減半再相加 有性生殖過程符合孟德爾遺傳定律 而植物細胞雜交則不符合孟德爾遺傳定律