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1、专题31 克隆技术,高考生物（浙江专用）,考点一 植物的克隆 考点清单,基础知识 1.原理:植物细胞的全能性即植物体的每个生活细胞都具有 遗传上 的全能性 ,因而都具有发育成完整植株的潜能。 2.技术基础:,3.原生质体培养:植物细胞 原生质体 新植株 4.植物细胞工程:外源遗传物质 受体细胞 具有特定性状 的新植株,重难突破 一、植物细胞的全能性 1.基本含义:植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性,因而都具有 发育成完整植株的潜能。 2.基础:植物体的每一个细胞都含有该物种发育所需的全部遗传物质。 3.全能性表达的条件 (1)离体、无菌。 (2)一定的营养物质,如水、无机盐、蔗糖、维生素
2、等。 (3)植物生长调节剂。,4.在生物体内细胞并没有表现出全能性的原因 基因在特定的时间和空间条件下选择性表达,细胞分化为不同的组织、 器官。 5.植物细胞全能性的大小 受精卵生殖细胞体细胞 分化程度低的细胞分化程度高的细胞 6.培养物的胚胎发生和器官形成能力下降的原因 (1)染色体畸变、细胞核变异或非整倍体产生等,而且其结果是不可逆的; (2)细胞或组织中激素平衡被打破,或细胞对外源生长物质的敏感性发 生改变; (3)随着时间推移,由于其他各种原因产生了缺乏成胚性的细胞系。,二、植物组织培养和植物细胞工程 1.植物组织培养程序,2.植物细胞工程的操作过程,3.植物组织培养关键过程总结,4.
3、植物组织培养基本操作要求 (1)取材:含形成层(分生组织)的部分易于诱导形成愈伤组织。尽管植物体其他已分化的部分也可以用于组织培养,但诱导形成愈伤组织比较困难。 (2)消毒:培养基中含有丰富的营养物质,不仅有利于培养物的生长,也利 于各种杂菌的生长。一旦污染,迅速生长的各种杂菌不仅会与培养物争 夺营养,还会产生大量对培养物有害的物质,导致培养物死亡。 【知能拓展】 (1)植物激素是影响脱分化、再分化的重要因素。细胞 分裂素与生长素不同浓度的配比在再分化过程中,分别对诱导根或芽的 产生起关键作用。当细胞分裂素与生长素的浓度比高时,有利于芽的产 生;浓度比低时,有利于根的产生。,(2)光照:对于植
4、物组织培养来说,光照条件非常重要,包括光照强度、时 间和波长。但在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养,而在分化再生的过 程中一定要有光照。愈伤组织诱导阶段的暗培养有利于细胞的脱分化 产生愈伤组织,如果在光照条件下容易分化产生维管等组织,则不利于 产生大量的愈伤组织。 (3)无菌:如果在培养基上有细菌等微生物,它们相比植物细胞具有更强 的新陈代谢能力,比植物细胞生长繁殖得更快,而且它们会产生毒素,使 培养基上的植物细胞死亡。因此,在培养过程中要求一系列的消毒、灭 菌,并且要求无菌操作。 (4)非离体状态下,植物体细胞不能表达全能性的原因:植物体细胞内的 基因选择性表达。,5.植物细胞培养、器官培养和
5、原生质体培养的关系 【知能拓展】 植物细胞培养、器官培养和原生质体培养统称为植物 的组织培养,都有脱分化和再分化过程,最终都能得到完整的植株,但由 于培养的目的不同,有时需要对愈伤组织进行特殊处理,以达到目的。,考点二 动物的克隆 考点清单,基础知识 一、动物细胞培养 从动物体中取出相关的组织,将其分散成 单个 的细胞,然后在人 工控制的培养条件下,使这些细胞得以生存,并保持生长、分裂(繁殖)乃 至 接触抑制 和有规律的 衰老、死亡 等生命活动现象。 二、动物组织培养 动物组织在体外及人工条件下维持生活状态或生长特性。动物组织培 养过程中可以伴随 组织分化 。,三、原代培养和传代培养 1.原代
6、培养:从机体取出后立即进行的细胞、组织培养。 2.传代培养:将 原代 培养的细胞分成若干份,接种到若干份培养基 中,使其继续生长、增殖。 四、细胞系和细胞株 1.细胞系:原代培养物在 首次传代 时就成为细胞系。 2.细胞株:从原代培养物或 细胞系 中获得的具有特殊性质的细胞, 一般具有恒定的染色体组型、 同功酶类型 、病毒敏感性和 生化特性 等。 五、克隆培养法 1.概念:把一个单细胞从群体中分离出来单独培养,使之繁衍成一个新的 细胞群体 的技术。,2.基本要求:必须肯定所建成的克隆来源于 单个细胞 。 3.提高细胞克隆形成率的措施,六、动物细胞融合技术及应用 1.原理:细胞膜的 流动性 。
7、2.方法:物理法(电激)、化学法和 生物法 (灭活病毒)。,3.应用:制备单克隆抗体,过程如下:,4.单克隆抗体的特点: 特异性强 ,灵敏度高,并可大量制备。,七、动物的克隆繁殖 1.动物细胞全能性的表现程度,2.动物难以克隆的根本原因是动物的个体发育过程中,细胞分化使得细 胞发生了 基因 的差异化表达,细胞基因组中基因的活动很不完全。 3.细胞核移植实验和动物的克隆繁殖 (1)核移植:利用一个细胞的 细胞核 来取代另一个细胞中的细胞 核,形成一个 重建 的“合子”。,(2)动物的克隆繁殖,重难突破 一、动物的克隆 1.动物细胞培养 (1)过程,【知能拓展】 动物细胞培养中的取材很重要,大部分
8、取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织,这是因为这些组织或器官的细胞生命力旺盛,分裂能力强。动物细胞培养中胰蛋白酶可消化组织中的胶原纤维和细胞外的其他成分,获得细胞悬浮液。培养前要将组织细胞分散成单个细胞的原因:成块组织不利于培养,其中的细胞不能与培养液充分接触,而且动物细胞具有接触抑制的特性,分散成单个细胞有利于培养。原代培养的细胞因代谢消耗和接触抑制现象,培养到一定时期必须进行传代培养。,(2)原理:细胞增殖。 (3)条件 充足的营养供给微量元素、无机盐、糖类、氨基酸、促生长因 子、血清等。 适宜的温度:36.5 0.5 ;适宜的pH:7.27.4。,气体环境 无菌、无毒环境,(4)
9、应用 生产病毒疫苗、单克隆抗体、干扰素等。,利用动物细胞培养技术中的细胞贴壁生长和接触抑制的特点,可用烧 伤病人自己的健康皮肤细胞培养出大量的自身薄层皮肤细胞,以供植皮 所需。 培养的动物细胞用于检测有毒物质,判断某种物质的毒性。 用于生理、病理、药理等方面的研究。,2.原代培养和传代培养,3.细胞系和细胞株,4.克隆培养法 (1)概念:把一个单细胞从群体中分离出来单独培养,使之繁衍成一个新 的细胞群体的技术,又称细胞克隆。 (2)培养结果:细胞克隆的遗传性状均一,表现的性状相似,称为纯系。 (3)应用 分离出缺乏特殊基因的突变细胞系。 研究遗传规律和生理特性的重要材料。 5.克隆与核移植 (
10、1)原理:动物体细胞核具有全能性。,(3)结果:产生新个体。 【易混易错】 动物难以克隆的根本原因:分化了的动物细胞的细胞 质中的调节蛋白,关闭了细胞核中与个体发育有关的基因。 重组卵发育成一个新个体,体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全 能性。 重建合子的细胞质必须来自卵的原因:卵中没有关闭与个体发育有关 的调节蛋白。,(2)过程:,动物克隆属于无性繁殖,产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲 本一致。 二、动物细胞培养和动物体细胞核移植的比较,【易混易错】 动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶,第一次用胰蛋白 酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞,第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱 落下来。 原代培养与传
11、代培养的分界点为分瓶培养时。,方法 单克隆抗体的制备 方法技巧 单克隆抗体的制备 (1)原理:一个(或一种)浆细胞(效应B细胞、B淋巴细胞)只产生一种抗 体,小鼠骨髓瘤细胞能够无限增殖。因此杂交瘤细胞就具备了既能无限 增殖,又能大量产生单一抗体的特征。 (2)过程:,(3)培养方法:体内培养和体外培养。 (4)单克隆抗体的主要优点:特异性强,灵敏度高,可大量制备。 (5)关键点分析: 细胞融合完成的标志:细胞核融合成一个核。 杂交瘤细胞特性:既能无限增殖,又能产生大量特异抗体。 获取单克隆抗体的场所:若在培养基中进行杂交瘤细胞培养,则从培 养液中提取;若在小鼠或其他动物腹腔中培养,则从腹水中提取。,两次筛选的比较:,