细胞工程的操作水平和目的.ppt

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1、一、植物细胞工程 1细胞工程的操作水平和目的 (1)操作水平： 。 (2)目的：按照人的意愿来改变细胞内的 或 获得 。,细胞水平或细胞器水平,遗传物质,细胞产品,2植物组织培养技术的原理、条件及过程 (1)原理： 。 (2)全能性表达条件：具有 ，处于 状态，提供一定的 和其他适宜 外界条件。,植物细胞具有全能性,完整的细胞结构,离体,营养、激素,(3)过程：,3植物体细胞杂交的程序,4植物细胞工程的应用 (1)植物繁殖新途径： 。 (2)培养作物新品种： 和 的利用。 (3)细胞产物的工厂化生产：利用 技术生产 蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。,微型繁殖、作物脱毒、人工种子等,单

2、倍体育种,突变体,植物组织培养,二、动物细胞工程 1动物细胞工程常用的技术手段 常用手段： 、 、动物细胞融合、生产 等，其中 技术是其他动物细胞工程技术的基础。,动物细胞培养,动物细胞核移植,单克隆抗体,动物细胞培养,2动物细胞培养的过程,科目三考试 科目3实际道路考试技巧、视频教程,科目四考试 科目四模拟考试题 C1科目四仿真考试,3动物体细胞的克隆 (1)过程：动物体细胞克隆包括 和 两个过程。 (2)核移植的原理是 。 (3)核移植分类： 移植和 移植。,胚胎移植,动物细胞核具有全能性,动物细胞核移植,胚胎细胞核,体细胞核,(4)核移植过程：,(5)选用去核卵(母)细胞的原因： (6)

3、体细胞核移植技术存在的问题是什么？ 。,卵(母)细胞比较大，容易,操作，卵(母)细胞细胞质多，营养丰富，含有促进核全能性表达的物质。,克隆动物存在着健康问题，表现出遗传和生理缺陷等,4动物细胞融合及单克隆抗体制备 (1)原理： 。 (2)方法：物理法(离心、振动、电激)、化学法和 。 (3)应用：单克隆抗体，过程如下：,细胞膜的流动性,生物法,(灭活病毒),(4)单克隆抗体的特点： 。,特异性强、灵敏度高、并可大量制备,做一题 例1下面为“番茄马铃薯”的培育过程示意图，请据图回答：,(1)若运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)能否得 到可育的杂种植株？为什么？ _。 (2)在利用杂种细胞培

4、育杂种植株的过程中，运用的技术 手段是_，依据的原理是_，其中过程称为_技术，与过程密切相关的具有单层膜结构的细胞器为_，过程相当于_，过程涉及的分裂方式为_。 (3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体、则“番茄 马铃薯”属于_倍体植株。,(4)随“神六”太空旅行的种苗中，最受关注的是柴油树试 管苗。柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养进行到过程_(填字母编号)即可。,解析 (1)番茄和马铃薯属于两种植物，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。(2)过程是把a、b两个原生质体融合在一起，所以称为原生质体融合。过程是

5、在融合的原生质体外再生一层细胞壁，而细胞壁的形成与高尔基体有关。过程的结果是形成了愈伤组织，所以为脱分化。(3)“番茄马铃薯”属于异源多倍体里面的异源六倍体。(4)柴油是植物细胞的代谢产物，将柴油树细胞培养进行到愈伤组织即可。,答案 (1)不能。不同种的植物存在生殖隔离(2)植物组织培养细胞全能性原生质体融合高尔基体脱分化有丝分裂(3)六(4)e,链一串 1植物细胞工程的基本技术 (1)植物组织培养技术： 原理：植物细胞的全能性，即具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整个体的潜能。 过程：,(2)植物体细胞杂交技术： 概念：将不同植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，培育

6、成新的植物体的技术。 过程如右图所示。,人工诱导的方法： a物理法：离心、振动、 电刺激等。,b化学法：一般用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂诱导原生质体融合。 c融合成功的标志：杂种细胞再生出细胞壁。 意义：克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍。 2植物细胞工程的应用 (1)植物繁殖的新途径： 微型繁殖： a概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养法,(2)培育作物新品种：用植物的花药进行离体培养形成单倍 体，再经人工诱导染色体加倍后筛选出需要的新品种；利用组织培养过程中出现的突变体，培育新的品种。 (3)细胞产物的工厂化生产：用人工培养的愈伤组织提取细 胞中的某种成分。,关键一点细胞分裂素与生长素

7、对细胞分化的影响,通一类 1(2012盐城模拟)右图是人工种子 的结构简图，对其叙述不正确的 是 () A人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需要的营养物 质，还可以添加农药和植物激素 B人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大 量粮食,.,C人工种子克服了有些植物品种繁殖能力差、结子困难 或发芽率低等问题 D人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结 构,解析：所谓人工种子，就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。人工种子在适宜的条件下同样能够萌发长成幼苗，可见，人工种子的胚状体已经分化出胚芽、胚轴、胚根等结构。 答案： D,2“白菜甘蓝”是

8、用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品 种，它具有生长周期短、耐热性强和易于储存等优点。下图是“白菜甘蓝”的杂交过程示意图，请据图回答：,(1)在上述方法中，除去细胞壁的方法是_。 (2)图中原生质体A和原生质体B能融合形成一个杂种细胞，所依据的生物学原理是_。 (3)通常情况下，白菜和甘蓝杂交是不能成功的，原因是_。 (4)通过细胞工程获得的“白菜一甘蓝”是否可育？为什么？ _。,解析：(1)植物体细胞杂交时先要除去细胞壁得到原生质体。细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因而用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁较为合适。(2)原生质体融合时首先是细胞膜的融合，这说明了细胞膜具有流动性。(3)自然状态下，白菜

9、和甘蓝为不同物种，存在着生殖隔离，所以不能杂交。(4)通过体细胞杂交获得的“白菜甘蓝”是可育的，因为它的细胞中存在同源染色体，可以通过减数分裂产生有性生殖细胞，再经受精作用形成种子。,答案：(1)酶解法(用纤维素酶、果胶酶除去细胞壁) (2)细胞膜的流动性(3)存在生殖隔离 (4)可育。经减数分裂可产生有性生殖细胞，再经受精作用可形成受精卵并发育成种子,做一题 例2(2012济南调研)克隆羊的成功轰动世界，它不仅奠定了克隆性治疗疾病的基础，又解决了器官移植中供体不足的问题，同时也给人类带来了一些过去尚未遇到的问题。下图为人类对克隆羊技术的拓展和应用，请据图回答下列问题：,(1)图中所涉及的现代

10、生物技术有_和_等。 (2)下列有关胚胎移植的叙述正确的有_(多选)。 A冲卵指的是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子 B只有供、受体生理环境高度一致，移入受体的胚胎才 能被接受 C供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应 D不同动物胚胎移植的时间不同，人的胚胎移植最好在 原肠胚时期进行,(3)图中两个克隆动物长大后，各方面特征与原型动物相同， 这说明_具有全能性。 (4)使用培养基进行胚胎干细胞培养时，通常要加入_ 等天然成分，除了保证被培养细胞处于无菌、无毒及充足氧气的环境中，还需要保证细胞生活所需的适宜_。 (5)图中从内细胞团到胚胎干细胞的培养过程中，一般用 _处理内细胞团，使之分散

11、成单个细胞。,解析经核移植形成的重组细胞培育成的新个体其性状与供核方原型动物相同，表明细胞核具全能性；进行动物细胞培养时，培养基中常需添加动物血清，且需保证细胞生活所需要的适宜温度和pH。欲使动物细胞分散成单个细胞，常用胰蛋白酶处理。,答案 (1)核移植胚胎移植细胞培养(任意两个)(2)AB(3)动物体细胞核(4)血清温度和pH (5)胰蛋白酶,链一串 1动物细胞培养和动物体细胞核移植,2动物细胞培养需要满足以下条件 (1)无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要 在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。,(2)营

12、养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无 机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。 (3)温度：适宜温度：哺乳动物多是36.50.5；pH： 7.27.4。 (4)气体环境：95%空气5%CO2，其中O2是细胞代谢所 必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。,关键一点 (1) 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。 (2) 核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本不同的原因： 克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本，所以与植物 组织培养不同(只来自于一个亲本)，即克隆动物遗传物质 来自两个亲本。 在

13、发育过程中可能发生基因突变、染色体变异导致性状改变。 外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。,通一类 3动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于 () A培养基不同 B动物细胞培养不需要在无菌条件下进行 C动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能 D动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株,解析：动物细胞培养的培养基与植物组织培养的培养基不同，动物细胞一般用液体培养基培养，而植物组织培养一般用固体培养基，与植物组织培养的培养基相比，动物细胞培养的培养基中还要加动物血清等。它们都是在无菌条件下进行的。 答案： A,4右图是动物细胞培养的基本过程示意图。 请据图回答： (1)容器A中放置的是动物

14、器官或组织，它一 般取自_。 (2)容器A中的动物器官或组织首先要进行的 处理是_，然后用_酶处理， 这是为了使细胞分散开来，这样做的目的是_。 (3)培养首先在B瓶中进行，瓶中的培养基成分有 _等。,在此瓶中培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，这时培养到第_代，到这时的培养称为_。 (4)为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用_处理， 然后配制成_，再分装。 (5)在C瓶中正常培养了一段时间后，发现细胞全部死亡， 原因是_。,解析：进行动物细胞培养时所取材料一般为胚胎或幼龄动物的胚胎或组织，培养过程中需用胰蛋白酶处理，促使细胞分散开来；用于动物细胞培养的培养基成分可包括葡萄糖、氨基酸等有机营养、

15、无机盐、动物血清等。正常细胞在分裂10次左右时往往停止分裂并最终死亡，发生癌变的细胞才能保持永久分裂能力。,答案：(1)胚胎或幼龄动物的器官或组织(2)剪碎胰蛋白使细胞与培养液充分接触(3)葡萄糖、氨基酸、无机盐和动物血清10原代培养(4)胰蛋白酶细胞悬浮液(5)细胞没有发生癌变,做一题 例3人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答下列问题：,(1)制备单克隆抗体过程中要用到_和_技术。 (2)制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于 _，使小鼠产生能分泌相应_的淋巴

16、细胞，此过程属于特异性免疫中的_免疫。 (3)在细胞内DNA合成一般有两条途径，主要途径是在细胞 内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基喋呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经酶催化作用合成DNA，而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。,利用DNA合成途径不同的特点配制的HAT培养基含有多种成分，其中添加的_成分具有筛选杂交瘤细胞的作用。 最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是_。 (4)此过程生产的单克隆抗体可以与 _ 特异性结合，从而诊断早孕。,解析：制备单克隆抗体要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术。给小鼠注射的HCG相当于抗原，小鼠经过体液免疫从

17、而产生分泌相应抗体的B淋巴细胞。在培养基中加入氨基喋呤可阻断细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸进而合成DNA的过程，从而抑制DNA通过此途径进行复制，因此用此种培养基进行筛选时，培养基中的骨髓瘤细胞的DNA复制过程被阻断，不能生长，而受抗原刺激后的淋巴细胞也不能增殖，则筛选出来的就都是杂交瘤细胞。,答案(1)动物细胞培养动物细胞融合(2)抗原抗体体液(3)氨基喋呤能无限增殖并分泌特异性抗体 (必须答全)(4)人绒毛膜促性腺激素(或HCG),链一串 1植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较,2细胞融合两次筛选的目的及方法 (1)在特定的选择性培养基上，未融合的亲本细胞(B淋巴细胞 和骨髓瘤细胞)和融合的具

18、有同种核的细胞(BB融合细胞、瘤瘤融合细胞)都会死亡，只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞)才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生单一的特异性抗体。 (2)经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细 胞(很多种杂交瘤细胞)，需经克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。,关键一点抗体是由B淋巴细胞分泌的，每一种B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体，要想得到大量的单一抗体，必须将同一种B淋巴细胞大量克隆，但在体外培养的条件下，一个B淋巴细胞不能无限增殖，而骨髓瘤细胞可以在体外无限增殖，因此，通过细胞融合可得到既能分泌特异性抗体、又能无限增殖的杂交瘤细胞。,A表示B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均是从小鼠的脾脏 中提取的 B中的筛选是通过抗原、抗体反应进行的 C促进细胞融合的过程可以利用聚乙二醇作介导 D可以无限增殖,6(2012广州模拟)根据单克隆抗体制备流程示意图判断 以下选项中正确的是 (),解析：A项不能体现细胞的全能性；B项中选择培养基是按用途划分的；D项中融合的细胞的细胞质中也含有DNA分子。 答案：C,