高考生物复习现代生物科技专题第35讲细胞工程全国公开课一等奖百校联赛示范课赛课特等奖课件

第35讲细胞工程备考·最新考纲1.植物组织培养(Ⅱ)。2.动物细胞培养与体细胞克隆(Ⅰ)。3.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。第1页考点一植物细胞工程[自主梳理]1.细胞工程(1)操作水平：

。(2)目标：按照人意愿来改变细胞内

或取得

。细胞水平或细胞器水平遗传物质细胞产品第2页2.植物细胞全能性(1)概念：含有某种生物全部

任何一个细胞，都含有发育成

潜能。(2)原理：细胞内含有本物种

。(3)全能性表示条件：含有完整细胞结构，处于

状态，提供一定

和其它适宜外界条件。遗传信息完整生物体全部遗传信息离体营养、激素第3页3.植物组织培养技术(1)原理：植物细胞含有

。(2)过程：全能性脱分化再分化人工种子第4页4.植物体细胞杂交技术(1)概念：将

植物体细胞,在一定条件下融合成

,并把杂种细胞培育成

技术。(2)操作流程不一样种杂种细胞新植物体第5页(3)流程分析①过程a为去除

取得含有活力原生质体，用到酶是

。②过程b是原生质体融合,其原理是

。③诱导b融合两种方法：物理法包含

等；化学法普通用

作为诱导剂。④过程c是原生质体融合后再生出

。⑤过程d是

技术，其原理是

。(4)意义：

。细胞壁纤维素酶和果胶酶细胞膜含有一定流动性离心、振动、电激聚乙二醇(PEG)细胞壁植物组织培养细胞全能性克服了远缘杂交不亲和障碍第6页5.植物细胞工程应用(1)植物繁殖新路径(连线)(2)作物新品种培育单倍体育种年限第7页基因突变突变植物组织培养愈伤组织第8页[跟进题组]1.传统人工繁殖兰花方法是分株繁殖和用种子播种，伴随科学技术进步，人们开始采取“组织培养繁殖兰花”，如图所表示。第9页(1)植物组织培养是在________和人工培养条件下，将________植物组织、器官、细胞，培养在人工配制________上，诱导其产生________、丛芽，最终发育成完整植株过程。(2)兰花叶肉细胞之所以能培养为新个体，是因为细胞中含有________，含有发育成完整个体潜能，这种潜能叫________。(3)请用简单文字和箭头，绘出①②③④之间关系_____________________。第10页(4)有些人想到利用植物体细胞杂交技术处理兰花生根速度慢、幼苗生存能力弱好方法，但操作后得到“韭菜—兰花”，并没有预想中“繁殖轻易，香气浓郁”，可能原因是________。第11页(1)植物组织培养关键①条件：离体，一定营养物质，激素(生长素、细胞分裂素)等。②培养基状态:固体培养基(需脱分化生根培养基及生芽培养基)③体内细胞未表现全能性原因：基因表示含有选择性。(2)植物激素在植物组织培养中作用生长素/细胞分裂素比值作用效果比值高时促进根分化、抑制芽形成比值低时促进芽分化、抑制根形成比值适中促进愈伤组织形成第12页(3)光照使用脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素形成。第13页2.(·天津卷，7)DHA对脑神经发育至关主要。以A、B两种单细胞真核藻为亲本，利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻。两种藻特征以下表。据表回答：(1)选育融合藻应含有A藻______与B藻______优点。(2)诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻，其目标是取得__________________。第14页(3)经过以下三步筛选融合藻，步骤________可淘汰B藻，步骤________可淘汰生长速率较慢藻落，再经过步骤________生产所需融合藻。步骤a：观察藻落大小步骤b：用不含有机碳源(碳源——生物生长碳素起源)培养基进行光照培养步骤c：测定DHA含量(4)以取得融合藻为材料进行甲、乙、丙三组试验,结果以下列图。第15页①甲组条件下，融合藻产生[H]细胞器是________；丙组条件下产生ATP细胞器是________。②与甲、丙两组相比，乙组融合藻生长速率较快，原因是在该培养条件下________________________________________。甲、乙两组DHA产量均较高，但实际生产中往往采取甲组培养条件，其原因是___________________________________。第16页答案

(1)产生DHA、自养特征快速增加(2)原生质体(3)b

a

c(4)①线粒体、叶绿体线粒体②融合藻既能光能自养又能异养融合藻利用光能和简单无机物能较快生长，不需要添加葡萄糖，既可降低成本，也可预防杂菌生长第17页1.植物体细胞杂交后遗传物质分析(1)遗传特征：杂种植株中含有两种植物遗传物质，故杂种植株具备两种植物遗传特征。(2)染色体组数①染色体组数＝两种植物体细胞内染色体组数之和。②植物体细胞杂交形成杂种植株，有几个染色体组就称为几倍体。第18页2.植物组织培养与植物体细胞杂交比较第19页考点二动物细胞工程[自主梳理]1.动物细胞培养——动物细胞工程技术基础(1)动物细胞培养过程胰蛋白酶原代培养二氧化碳培养箱胰蛋白酶传代第20页(2)培养条件①无菌、无毒环境：对

和全部培养用具进行无菌处理，添加

，定时更换培养液以去除

。②营养：除正常有机和无机营养外，加入

等一些天然成份。③适宜温度和pH：温度为

(哺乳动物)，pH为

。④气体环境：含95%空气加

混合气体，其中后者作用是

。(3)应用：生物制品生产、检测

、医学研究。培养液抗生素代谢产物血清、血浆36.5±0.5℃7.2～7.45%CO2维持培养液pH有毒物质第21页2.动物体细胞核移植技术和克隆动物(1)动物体细胞核移植技术过程细胞培养重组细胞去核供体(2)原理：

。(3)结果：

。(4)应用：①加速家畜

进程，促进优良畜群繁育。②保护

。③生产医用蛋白。④作为异种移植供体。⑤用于组织器官移植。动物体细胞核含有全能性产生新个体遗传改良濒危物种第22页3.动物细胞融合和单克隆抗体制备(1)动物细胞融合①原理：

。②融合方法：聚乙二醇(PEG)、

、电激等。③意义：突破了

局限，使

成为可能，也为制造

开辟了新路径。细胞膜流动性灭活病毒有性杂交方法远缘杂交单克隆抗体第23页(2)单克隆抗体①制备过程②优点：特异性强、

，可大量制备。③用途：作为

；用于治疗疾病和

。杂交瘤细胞能产生所需抗体灵敏度高运载药品诊疗试剂第24页图1中a、b分别为骨髄瘤细胞和已免疫B淋巴细胞，图2为单克隆抗体制备流程(次序已被打乱)。图1图2第25页[解读](1)针对图1为了能充分发挥图中两种细胞各自特点，经特殊处理，在促细胞融合因子作用下，两种细胞发生融合，形成图中d细胞，d细胞特点是________________。由d细胞产生抗体与普通血清抗体相比较，含有________________等特点。(2)图2中B注射物质是什么？其目标是什么？(3)在获取C细胞时，曾筛选淘汰了哪些细胞？(4)请用箭头把代表各图解字母按单克隆抗体制备过程次序连接起来。第26页提醒(1)既能无限增殖，又能产生特定抗体特异性强、灵敏度高、并可大量制备(2)特定抗原刺激机体发生免疫应答，从而产生效应B淋巴细胞(浆细胞)(3)未融合细胞和同种细胞融合后形成细胞(“BB”细胞、“瘤瘤”细胞)都会被淘汰，只有融合杂交瘤细胞(“B瘤”细胞)才能生长(4)如图所表示：

第27页[跟进题组]1.回答以下相关动物细胞培养问题：(1)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面________时，细胞会停顿分裂增殖,这种现象称为细胞________。此时,瓶壁上形成细胞是________层。要使贴壁细胞从瓶壁上分离下来,需要用酶处理,可用酶是________。(2)伴随细胞传代次数增多，绝大部分细胞分裂停顿,进而出现________现象；但极少数细胞能够连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成________细胞，该种细胞黏着性________，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)量____。(3)现用某种大分子染料对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不被染色，原因是________。第28页(4)检验某种毒物是否能改变细胞染色体数目，最好选取分裂________期细胞在显微镜下进行观察。(5)在细胞培养过程中，通常在________条件下保留细胞。因为在这种条件下，细胞中________活性降低，细胞________速率降低。答案

(1)相互接触接触抑制单(或一)胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡不死性降低降低(3)活细胞细胞膜含有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内(或死细胞细胞膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色)

(4)中(5)冷冻(或超低温、液氮)酶新陈代谢第29页(1)动物细胞培养时选取幼龄动物组织或胚胎进行细胞培养原因：幼龄动物组织或胚胎细胞分化程度低，增殖能力很强，更易于培养。(2)正常动物细胞培养特点——贴壁生长和接触抑制。悬液中分散细胞很快就贴附在瓶壁上，称为贴壁生长。细胞数目不停增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停顿分裂增殖，这种现象称为细胞接触抑制。而癌细胞丧失了以上特征。第30页(3)培养过程第31页2.(·高考安徽卷，31－Ⅱ)科研人员采取转基因体细胞克隆技术取得转基因绵羊，方便经过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如图。(1)由过程①取得A为________。(2)在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞核，目标是_________________。受体应选取________期卵母细胞。(3)进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫重组胚胎基本上不发生_______，这为重组胚胎在代孕母羊体内存活提供了可能。第32页(4)采取胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可取得无限个转基因绵羊，这是因为_______________________________。解析(1)在基因工程中，构建重组载体后才能将目标基因导入受体细胞。(2)核移植技术选取成熟卵母细胞处于减数第二次分裂中期(MⅡ中期)，需去掉细胞核以确保得到克隆动物核遗传物质来自于含目标基因成纤维细胞。(3)胚胎移植时受体动物对移入胚胎基本不发生免疫排斥反应，这为胚胎存活提供了可能。(4)因为整合有目标基因胎儿成纤维细胞含有增殖能力，可进行传代培养，所以理论上可利用动物细胞培养技术和核移植技术，取得无限个转基因绵羊。第33页答案

(1)含目标基因重组载体(2)确保核遗传物质来自含目标基因成纤维细胞MⅡ(3)免疫排斥反应(4)整合有目标基因成纤维细胞可进行传代培养第34页(1)核移植时为何选MⅡ中期卵母细胞？①这类细胞体积大，易于操作；②卵黄多，营养物质丰富，可为发育提供充分营养；③卵母细胞细胞质中存在激发细胞核全能性表示物质。(2)克隆动物是由重组细胞经培养而来，该重组细胞细胞质基因起源于受体细胞，细胞核基因起源于提供细胞核亲本，其遗传物质来自2个亲本。(3)核移植中供体动物、提供卵母细胞动物、代孕动物和克隆动物之间关系：克隆动物绝大部分性状与供体动物相同，少数性状与提供卵母细胞动物相同，与代孕动物性状无遗传关系。(4)动物体细胞核移植技术(克隆)从生殖方式角度看属无性生殖，重组细胞相当于受精卵，需要动物细胞培养和胚胎工程技术支持。第35页3.微载体是由天然葡聚糖等组成颗粒，其直径很小，惯用于贴壁生长细胞培养。微载体大规模细胞培养技术已广泛应用于科研生产，其流程图以下。(1)微载体加入培养罐中后，经过搅动使其保持悬浮状态，这么不但能让细胞与培养液充分接触,而且便于细胞________,所以选取微载体颗粒直径应尽可能小。(2)图中过程a处理是________。第36页(3)培养罐培养所需条件是___________________________。(4)在产生单克隆抗体过程中，杂交瘤细胞在加入培养罐前，需进行筛选，其目标是筛选出________细胞群。(5)转基因工程和动物细胞培养技术均能用于生产乙肝疫苗，它们根本区分在于导入受体不一样，前者是导入能高效快速表示________，而后者是导入仓鼠卵巢细胞。答案

(1)生长繁殖和代谢(2)用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理(3)无菌、无毒环境，营养物质，适宜温度和pH及气体环境(4)未融合细胞和融合含有同种核细胞(5)受精卵第37页动物细胞融合与单克隆抗体制备归纳(1)制备单克隆抗体时选取一个抗原处理B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合，产生杂交瘤细胞，杂交瘤细胞兼有两个亲本细胞特征——在体外培养条件下能不停增殖，同时能产生出某种特异性抗体。(2)进行动物细胞诱导融合，形成杂种细胞有三种：AA型、BB型、AB型。只有AB型才是我们所需要杂种细胞，所以需要用选择性培养基进行筛选。第38页(3)单克隆抗体制备过程中两次筛选第一次筛选：利用特定选择培养基筛选，取得杂交瘤细胞，即AB型细胞(A为浆细胞，B为骨髓瘤细胞)，筛选掉A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选：利用多孔板法和抗原—抗体杂交法筛选，取得产生特定抗体杂交瘤细胞。第39页易错易混防范清零[易错清零]易错点1不清楚动物细胞培养时，为何使用胰蛋白酶而不使用胃蛋白酶点拨进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间物质主要是蛋白质。分散细胞时不能用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶作用适宜pH约为1.8。胰蛋白酶作用适宜pH为7.2～7.8，而多数动物细胞培养适宜pH为7.2～7.4。第40页易错点2混同原代培养与传代培养点拨

(1)原代培养：细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前细胞培养。(2)传代培养：原代培养细胞生长、繁殖一定时间后，因为空间不足或细胞密度过大造成接触抑制影响细胞生长，所以需要重新用胰蛋白酶等处理，进行分瓶扩大培养，即传代培养。第41页易错点3误认为动物细胞培养液中加入5%CO2目标是维持气体平衡或用于呼吸点拨动物细胞培养时，需向培养液中加入5%CO2(＋95%空气)，加入CO2目标是“维持培养液pH”。易错点4不清楚动物细胞克隆化培养时为何常选10代以内细胞，而“瘤细胞”却为“50代以后”点拨取供体动物体细胞培养，普通选取传至10代以内细胞，因为10代以内细胞普通能保持正常二倍体核型，确保了供体细胞正常遗传基础。然而欲取得“无限增殖”“瘤细胞”则往往在“50代以后”，其遗传物质已发生改变，具“癌变”特征。第42页易错点5不清楚植物脱毒苗培养时选择要求及原理点拨因为植物分生区附近(如茎尖)病毒极少，所以常采取茎尖组织培养技术取得脱毒苗。易错点6误认为植物组织培养均需“再分化至幼苗”，误认为“人工种子”即日常所说“种子”点拨

(1)组织培养目标不一样，培养阶段不一样。如：生产细胞代谢产物，只需培养至愈伤组织时期；生产人工种子，则需要培养至胚状体时期；取得植株就需培养至幼苗时期。(2)人工种子是经过无性生殖(植物体细胞组织培养技术)形成，只有一个亲本性状；自然种子是有性生殖产物，含有两个亲本性状。第43页易错点7误认为克隆动物产生