高考生物复习第33讲克隆技术全国公开课一等奖百校联赛示范课赛课特等奖课件

第33讲克隆技术第1页考点克隆技术一、植物克隆1.植物克隆(1)技术基础：

(2)理论基础：植物细胞

——原因：植物体每个生活细胞都含有

。(3)植物细胞全能性实现条件：离体；适当

(包含水、无机盐、

、

、氨基酸等)；适宜条件(

、温度、

、光照等)以及

物质。(4)植物激素作用：诱导

形成和生长；诱导和控制

过程。植物组织培养全能性完整全套遗传物质营养维生素蔗糖无菌湿度生长调整愈伤组织再分化第2页2.植物组织培养(1)程序：

培养基配制→小组织块切取→

取得→新植株再生。(2)填写基本操作过程图：图中①

，②

，A表示

，B表示

或

。半固体愈伤组织脱分化再分化愈伤组织胚状体丛状苗第3页3.植物细胞培养和器官培养(1)植物细胞培养程序：愈伤组织→用

进行

培养→单个胚性细胞→在适宜培养基中培养→细胞团→

胚→

胚→

→完整植株。(2)器官发生和形态建成实现：经过平衡

进行调控。如适量

和

配比，可诱导芽分化；适量

及适当减除其它一些激素，可诱导生根。摇床液体悬浮球形心形胚状体植物激素配比生长素细胞分裂素吲哚乙酸第4页4.原生质体培养与植物细胞工程(1)原生质体取得方法：在0.5～0.6mol/L

溶液环境(较高渗透压)下，用

和

混合液处理根尖、叶片、愈伤组织或悬浮培养细胞，除去

，取得

原生质体。(2)植物细胞工程操作过程甘露醇纤维素酶果胶酶细胞壁球形基因工程转基因细胞第5页5.植物克隆技术应用(1)实现工厂化植物快速繁殖(2)生产

，恢复品种性状(3)生产主要

，如药品、色素、香料、杀虫剂等(4)

(植物细胞工程)：转基因作物，突变体选择，单倍体育种脱毒苗次生代谢产物育种第6页二、动物克隆1.动物细胞、组织培养(1)动物克隆技术基础是

。动物细胞和组织培养第7页(2)动物(成纤维)细胞培养过程：胰酶消化原代培养传化培养分瓶细胞系有限细胞系连续细胞系细胞株有限细胞株连续细胞株第8页(3)动物细胞培养必需传代原因：细胞培养到一定时期，细胞会因为密度过大造成

，或者因为代谢消耗引发

，不能正常生长。(4)原代培养和传代培养含义①原代培养：从

取出后马上进行细胞、组织培养过程。②传代培养：将

分成若干份，接种到若干份培养基中，使其继续生长、增殖。接触抑制营养枯竭机体原代培养细胞第9页2.细胞系和细胞株(1)细胞系：是指可连续传代细胞，可分为

细胞系(恶性细胞系：含有异体致瘤性；“良性”细胞系：保留接触抑制现象，不致癌)和

细胞系。(2)细胞株：经过一定选择或纯化方法,从

中取得含有

细胞。可分为

细胞株和

细胞株。连续有限原代培养物或细胞系特殊性质连续有限第10页3.克隆培养法(1)概念：把

单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新

技术。单抗

等都是应用克隆培养法建立。(2)基本要求：必须必定所建成克隆起源于

。(3)提升细胞克隆形成率办法有：①选择适宜培养基；②添加

；③以

支持生长；④

刺激；⑤使用

；⑥调整

。CO2培养箱一个细胞群体细胞株单个细胞血清滋养细胞激素pH第11页4.动物克隆繁殖(1)动物难以克隆根本原因是体细胞中基因

，细胞质中存在

。(2)细胞核移植试验和动物克隆繁殖选择性表示调整因子营养限制性融合八细胞胚胎移植同期发情第12页(3)动物体细胞核成功克隆原因：去除了

限制。“多莉”诞生说明：动物

仍能表现全能性；胚胎和个体发育中，细胞质含有

作用核基因表示体细胞核调控第13页5.单克隆抗体(1)制备过程：(2)单克隆抗体特点：

、

。抗原骨髓瘤细胞单克隆抗体产生特定抗体杂交瘤细胞特异性强灵敏度高第14页1.(·10月浙江选考节选)科研人员拟将已知花色基因(目标基因)转入矮牵牛核基因组中，培育新花色矮牵牛。请回答：将消毒后矮牵牛叶片剪成小片，在含有目标基因农杆菌溶液中浸泡后，取出并转移至加有适当配比生长调整剂MS培养基(含蔗糖、琼脂和抗生素，下同)上，使小叶先脱分化形成________。再将其转移至另一培养基诱导形成芽，芽切割后转移至________(A.LB培养基B.MS培养基＋适宜浓度NAA

C.MS培养基＋适宜浓度BA

D.NAA/BA小于1MS培养基)上生根，形成完整植株。第15页解析组培时，先将处理后外植体接种在适当培养基上，先经脱分化形成愈伤组织。再将其转移至另一培养基诱导生芽形成丛状苗，丛状苗经分离后转移至添加适宜浓度NAAMS培养基上生根，形成完整植株。注意生根培养基中生长素类物质浓度需大于细胞分裂素类。答案愈伤组织B第16页2.(·4月浙江选考节选)兔肝细胞中基因E编码代谢甲醛酶，拟利用基因工程技术将基因E转入矮牵牛中，以提升矮牵牛对甲醛代谢能力，请回答：(1)将被侵染叶片除菌后进行培养，最终得到转基因矮牵牛。其中培养过程正确是________(A.叶片在含适当浓度生长素培养基上分化形成愈伤组织B.愈伤组织在含细胞分裂素和生长素配比较高培养基上形成芽C.再生芽在细胞分裂素含量高培养基上生根D.愈伤组织在含适当浓度植物生长调整剂培养基上脱分化形成再生植株)。第17页(2)取转基因矮牵牛叶片，放入含MS液体培养基和适量浓度甲醛且密封试管中，将试管置于________上，进行液体悬浮培养。一段时间后测定培养基中甲醛含量，以判断基因E是否在转基因矮牵牛中正常表示。培养过程中液体培养基作用：一是提供营养；二是________，从而使叶片保持正常形态。第18页解析(1)在植物组织培养过程中，植物激素浓度配比影响着脱分化和再分化过程，培养基中细胞分裂素配比较高时诱导愈伤组织生芽，培养基中生长素配比较高时诱导生根，培养基中含适当浓度配比植物激素时再分化成再生植株。(2)将转基因矮牵牛叶片接种在液体培养基上，用揺床进行液体悬浮培养可取得单细胞，若在培养液中加入甲醛，能够经过测定培养基中甲醛含量，以判断基因E是否在转基因矮牵牛中正常表示。液体悬浮培养中用到液体培养基，液体培养基除提供营养外还需要维持渗透压，维持细胞正常形态和功效。答案(1)B

(2)摇床维持渗透压第19页3.(·10月浙江选考节选)某小组欲进行烟草原生质体分离与培养研究。请回答：(1)原生质体分离：在无菌条件下，取烟草无菌苗叶片，放入含有0.5mol/L甘露醇(维持较高渗透压)________混合液处理，经过离心纯化后取得原生质体。第20页(2)原生质体培养：将原生质体进行培养，重新长出细胞壁，形成胚性细胞。此时，应该________培养基中甘露醇浓度，以利于胚性细胞继续培养形成细胞团，然后经两条路径形成再生植株。路径一：细胞团经球形胚、________和胚状体，最终发育成植株。路径二：细胞团增殖为愈伤组织，然后在发芽培养基上诱导出芽，切割芽经过生根后形成完整植株。上述发芽培养基中含量相对较高激素是________，胚性细胞主要特点是：________。(A.液泡小、细胞核小B.液泡大，细胞核大C.液泡大，细胞核小D.液泡小、细胞核大)第21页(3)为了对烟草一些性状进行改良，分离到两种烟草原生质体后，经过________方法将他们遗传物质组合在一起，经培养取得含有新性状再生植株。提取再生植株DNA，采取________扩增相关基因，来判定遗传物质是否成功重组。第22页解析(1)原生质体取得，需要在较高渗透压甘露醇溶液中，将植物细胞用纤维素酶和果胶酶处理，去除细胞壁，从而得到原生质体。(2)当原生质体再生出细胞壁后，应该降低培养基中甘露醇浓度，不然将会影响细胞分裂和生长。胚性细胞继续培养形成细胞团。然后经球形胚、心形胚和胚状体，最终发育成植株。发芽培养基中含量相对较高激素是细胞分裂素，而生长素含量较低。胚性细胞主要特点是细胞质丰富、液泡小而细胞核大。(3)分离到两种烟草原生质体后，能够经过原生质体融合方法将他们遗传物质组合在一起，经培养取得含有新性状再生植株。在体外扩增相关基因方法是采取PCR技术。答案(1)纤维素酶和果胶酶(2)降低心形胚细胞分裂素D

(3)原生质体融合PCR第23页本题组对应选修三P21～P37，克隆技术1.愈伤组织是由相对

活

细胞团组成，其细胞含有细胞质

、液泡

而细胞核

。2.因为不一样种类植物或同种植物不一样基因型个体之间

________差异，细胞全能性

大不相同。有如拟南芥、烟草和番茄等培养细胞很

再生出新植株，并能在多个世代中

细胞全能性表示；而有如小麦、玉米和水稻等一些品种或品系培养细胞所诱导出再生植株，在屡次继代培养后，会

细胞全能性表示能力。没有分化薄壁丰富小大遗传性表示程度轻易保持丧失第24页3.在长久培养中，培养物胚胎发生和器官形成能力下降可能原因有染色体

、细胞核

或

产生等，而且其结果是

；细胞或组织中

平衡被打破，或细胞对外源生长物质

发生改变；伴随时间推移，因为其它各种原因产生了缺乏

细胞系。4.经过大量培养特定细胞系，实现了能产生主要

细胞大量克隆和产物工业化生产；经过

培养，进行单倍体克隆；在培养基中加入不一样浓度

或病原体

，诱发和筛选了抗盐或抗病突变体。畸变变异非整倍体不可逆激素敏感性成胚性次生代谢产物花药NaCl毒蛋白第25页5.动物组织经过

或

消化，使其分散成

细胞。然后，在人工控制培养条件下，使这些细胞得以______，并保持生长、分裂乃

和有规律衰老、死亡等生命活动现象。6.理论上各种培养细胞都可被

，但原代培养细胞和有限细胞系克隆较

；相反，无限细胞系、转化细胞系和肿瘤细胞系克隆较

。这是因为只有对培养环境有

和含有较强

能力细胞，才轻易做细胞克隆。在这方面，单细胞通常

群体细胞；原代细胞、有限细胞通常

无限细胞、转化或肿瘤细胞。机械消化胰酶单个生存接触抑制克隆困难轻易较大适应范围独立生存不如不如第26页7.动物受精卵含有

_______,含有使后代细胞形成

潜能。随胚胎发育，细胞全能表示能力下降，成为

、

直到体细胞，不再能分化为其它细胞。低等动物细胞全能性普通比较轻易

。癌细胞

逆转为正常细胞。所以，不论分化还是癌化，改变都是

，基因组成完整性能够

。动物体细胞中基因组成是完整，但细胞分化使得基因表示发生了

，细胞中合成了

，细胞全能性难以发挥。8.体细胞羊克隆成功证实了：(1)高度分化细胞经过一定技术处理，也能够回复到类似

时期功效；(2)在胚胎和个体发育中，细胞质含有

作用。全能性完整个体多能细胞专能细胞表达仍能表现型保留差异化专一蛋白质受精卵调控细胞核发育第27页9.克隆羊取得成功部分原因：重组卵细胞最初分裂时即使复制了DNA，但

并未开始；同时，供体核DNA开始丢失起源于乳腺细胞

；在重组卵细胞开始

分裂时，原乳腺细胞调整蛋白便全部被

中蛋白因子替换了，所以核DNA被重新编排，胚细胞开始

基因，进而调控胚在代孕母亲子宫中深入发育。所以，采取

技术，选择

细胞进行移植，并在核移植前对乳腺细胞进行了

培养，有利于细胞核一系列改变和细胞融合后基因表示

开启。基因转录调整蛋白第三次卵细胞质表示自己电脉冲细胞融合分裂3次时营养限制性分子开关第28页角度1植物克隆1.下列图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良过程，据图分析错误是(

)A.①过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶混合物处理B.②过程能定向诱导原生质体产生优良性状突变C.③过程中叶肉细胞失去了其特有结构和功效D.④过程需用适宜配比植物激素处理第29页解析植物细胞壁主要是由纤维素和果胶组成，常选取纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，取得含有活力原生质体，A正确；紫外线照射诱变育种所依据原理是基因突变或染色体畸变，这种变异是不定向，B错误；③过程是脱分化，指已经分化植物器官、组织或细胞，当受到创伤或进行离体(也受到创伤)培养时，已停顿分裂细胞，又重新恢复分裂，细胞改变原有分化状态，失去原有结构和功效，成为含有未分化特征细胞。C正确；④是再分化，需用适宜配比植物激素诱导，D正确。答案B第30页2.甲、乙是染色体数目相同两种二倍体药用植物，甲含有效成份A，乙含有效成份B。某研究小组拟培育同时含有A和B新型药用植物。回答以下问题：(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙叶片，先用________酶和________酶去除细胞壁，取得含有活力________，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成融合细胞深入培养形成________组织，然后经过________形成完整杂种植株。这种培育技术称为________。第31页(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指__________________。假设甲与乙有性杂交后代是不育，而上述杂种植株是可育，造成这种差异原因是___________________________________________________________。(3)这种杂种植株可经过制作人工种子方法来大量繁殖。经植物组织培养得到________，用人工薄膜包装后可得到人工种子。第32页解析(1)该新型药用植物是经过植物体细胞杂交技术取得。要取得有活力原生质体才能进行体细胞杂交，所以首先用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞壁，然后用PEG化学诱导剂(物理方法：离心、振动等)诱导二者原生质体融合。然后采取植物组织培养技术取得杂种植株，植物组织培养主要过程是：先脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成植物体，利用了植物细胞全能性。第33页(2)假如植物甲、乙是两个物种，二者不能经过有性杂交产生可育后代，原因是甲、乙有性杂交所产生后代在减数分裂过程中同源染色体联会异常，也就是存在着生殖隔离。但植物甲、乙经过植物体细胞杂交技术产生后代却是可育，因为在减数分裂过程中同源染色体能完成正常联会，产生正常配子。因为甲、乙都是二倍体，所以，植物体细胞杂交得到后代是异源多倍体(四倍体)。(3)人工种子生产不受气候、季节和地域等原因限制，而且能够防止后代发生性状分离等优点，所以，植物细胞工程主要应用之一是制备人工种子，用到关键技术是植物组织培养技术。将植物组织培养得到胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。第34页答案(1)纤维素果胶原生质体愈伤再分化(分化)植物体细胞杂交技术(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组个体在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常(3)胚状体第35页1.植物组织培养操作流程第36页2.脱分化和再分化比较比较内容脱分化再分化过程外植体→愈伤组织愈伤组织→幼苗形成体特点排列疏松、高度液泡化薄壁细胞有根、芽需要条件a.离体b.适宜营养c.生长素/细胞分裂素百分比适中d.普通不需光a.离体b.适宜营养c.生长素/细胞分裂素百分比高或低诱导生根或生芽d.光照第37页角度2动物克隆1.以下关于动物细胞培养叙述，正确是(

)A.连续细胞系细胞大多含有二倍体核型B.一些癌细胞在适当条件下能逆转为正常细胞C.由多个细胞培养形成细胞群为一个克隆D.未经克隆化培养细胞系细胞含有相同性状第38页解析连续细胞系细胞普通都培养了多代，含有了连续增殖能力，二倍体核型发生了改变，大多数细胞含有异倍体核型，A错误；细胞癌变是由相关基因突变引发，假如癌细胞在一定条件下发生回复性基因突变，则有可能恢复成正常细胞，B正确；细胞克隆最基本要求是，必须确定所建立克隆起源于单个细胞，C错误；未经克隆化培养细胞系含有异质性，而克隆化培养成细胞株则含有相同性状，D错误。答案B第39页2.某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体效价(能检测出抗原抗体反应血清最大稀释倍数)，结果以下列图所表示。第40页若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠B淋巴细胞(染色体数目40条)，并将该细胞与体外培养小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目60条)按一定百分比加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不停分泌抗A抗体杂交瘤细胞。回答以下问题。(1)制备融合所需B淋巴细胞时，所用免疫小鼠血清抗体效价需到达16000以上，则小鼠最少需要经过________次免疫后才能有符合要求。到达要求后X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适适用于制备B淋巴细胞是________小鼠，理由是____________________________________________________。第41页(2)细胞融合试验完成后，融合体系中除含有未融合细胞和杂交瘤细胞外，可能还有________________，体系中出现各种类型细胞原因是________________________________________。(3)杂交瘤细胞中有________个细胞核，染色体数目是________条。(4)未融合B淋巴细胞经屡次传代培养后都不能存活，原因是________________。第42页解析(1)据图分析，第4次免疫后X、Y、Z小鼠血清抗体效价均到达16000以上，小鼠YB淋巴细胞产生抗体效价最高，最适合用于制备单克隆抗体。(2)融合体系中除了未融合细胞和杂交瘤细胞之外，还有骨髓瘤细胞和B淋巴细胞本身融合产物，因为细胞膜含有流动性，且诱导之后细胞融合不含有特异性，故体系中会出现各种类型细胞。(3)杂交瘤细胞形成后，小鼠B淋巴细胞核与骨髓瘤细胞核会融合形成一个细胞核。小鼠B淋巴细胞(染色体数目40条)和骨髓瘤细胞(染色体数目60条)融合后，染色体可达100条。(4)未融合B淋巴细胞经屡次传代培养后，