浙江专版2019版高考生物一轮复习第十单元生物技术实践第34讲克隆技术课件.pdf
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1、第34讲 克隆技术 第十单元 现代生物科技专题 考试标准加试考试标准加试 1.植物的克隆b2.动物的克隆a 考点一 植物的克隆 考点二 动物的克隆 模拟演练 课时训练 内容索引 植物的克隆 考点一 1.植物细胞全能性植物细胞全能性 (1)全能性:植物体的每个生活细胞都具有 上的全能性,因而都具有发 育成 的潜能。 知识梳理 遗传 完整植株 (2)全能性表达的条件 离体:已经分化的植物体细胞,只有在离体条件下才能表现出全能性。 :培养基一旦被污染,迅速生长的各种杂菌不仅会与培养物争夺 营养,而且会产生大量对培养物有害的物质。 一定的营养物质:如水、无机盐、蔗糖、维生素等。 :为促进脱分化和再分化
2、,培养基中需要加入一定的 植物生长调节剂,如生长素、细胞分裂素等。 无菌 植物生长调节剂 (3)全能性表达的难易程度 的细胞分化程度高的细胞。 受精卵配子 细胞。 细胞动物细胞。 分化程度低 体 植物 诱导新 植株 以适当配比的营养物质和生长调节剂诱导愈伤组织再生新植株, 通过液体悬浮培养分散成单细胞胚状体植株 用纤维素酶和果胶酶制备原生质体原生质体培养新植株 2.植物组织培养程序植物组织培养程序 配制培养基:配制含有适当 和 的半固体培养基 切取 的组织块 获得愈伤组织:由相对没有分化的活的薄壁细胞团组成的新生组织 营养物质 消毒 植物生长调节剂 3.植物细胞培养和器官培养的措施植物细胞培养
3、和器官培养的措施 通过平衡的 进行调控。 (1)适量的 和 配比,可诱导芽的分化。 (2)适量的 及适当减除其他某些激素,可诱导生根。 植物激素配比 激动素细胞分裂素 吲哚乙酸 4.原生质体培养与植物细胞工程原生质体培养与植物细胞工程 (1)原生质体培养 原生质体 (2)植物细胞工程的操作过程 5.植物克隆技术的应用植物克隆技术的应用 (1) 培育。 (2)细胞 的生产。 (3) 育种。 (4)诱发、筛选突变体。 转基因植株 次生代谢产物 单倍体 1.进行植物组织培养时,既用到消毒技术,也用到灭菌技术,它们分别 针对哪些对象?为何需进行“无菌操作”。 提示提示 对培养材料及操作者衣着、手臂应进
4、行消毒,对培养基应进行灭 菌。由于杂菌不仅争夺营养,还会产生毒素,故应进行无菌操作。 2.若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位,愈伤组织中是 否会含有叶绿体? 提示提示 培养物经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变成相对没有 分化的细胞,因此,愈伤组织中不含叶绿体。 提示 思考讨论思考讨论 3.将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中,在适宜的温度和光 照等条件下培养一段时间后,应出现的现象是下列中的哪一种? 提示 提示提示 细胞分裂素促进细胞分裂,诱导芽的分化;生长素可以促进不定 根、侧根的形成;此题中虽然培养基中没有植物激素,但由于外植体为 “菊幼苗”而非离体的组织或细胞,故
5、仍可自行产生激素,从而产生如 图所示的生长现象。 4.生长素和细胞分裂素在植物组织培养中的相互作用及其应用 (1)细胞分裂素与生长素比例合适愈伤组织会分化出 。 (2)细胞分裂素多,生长素少 。 (3)生长素多,细胞分裂素少 。 (4)生长素少,细胞分裂素也少 。 根和芽 只长茎叶不长根 只长根,不长茎叶 愈伤组织继续生长,不发生分化 题型一 植物细胞的全能性和组织培养方法题型一 植物细胞的全能性和组织培养方法 1.下图为玉米植物(2n20)组织培养的简略表示, 下列有关说法不正确的是 A.的培养基中需要加入一定配比的生长素和细胞分裂素,还要加入琼脂 和蔗糖等 B.的分化程度比低,全能性比高
6、C.若是花药,则是单倍体植株,将的种子用一定浓度的秋水仙素处理可 获得纯合子 D.若将在摇床上进行液体悬浮培养可以获得细胞质丰富、液泡小而细胞核大 的胚性细胞 解题探究 解析答案 解析 解析 玉米为二倍体, 其单倍体植株高度不育, 不能产生“种子”。 2.青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中所提取的一种代谢产物,而茎及其他 部位中的青蒿素含量及其微小,下列关于利用植物组织培养生产青蒿素 的叙述中,正确的是 A.在黄花蒿组织培养过程中无需光照 B.加入大量生长素可提高青蒿素的产量 C.可通过大量培养愈伤组织以直接获得青蒿素 D.可大规模栽培组织培养苗以获取药用成分 解析答案 解析 解析 植物组织培养包括
7、脱分化和再分化两个过程,其中脱分化过程 不需要光照,而再分化过程需要光照,A项错误; 生长素对脱分化和再分化过程具有调节作用,但不能直接提高青蒿素 的产量,B项错误; 青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中所提取的一种代谢产物,而茎及其他 部位中的青蒿素含量及其微小,因此通过大量培养愈伤组织不能直接 获得青蒿素,C项错误; 可大规模栽培组织培养苗以获取药用成分,D项正确。 易混易错易混易错 植物组织培养过程的两个易错点植物组织培养过程的两个易错点 (1)脱分化形成愈伤组织的过程不需要光,再分化过程需要光,因为愈伤 组织利用有机营养成分,而试管苗需要进行光合作用以自养。 (2)种子是植物的幼体,包含胚根、
8、胚轴和胚芽,而不是高度分化的体细 胞,故由种子萌发形成植株是植物的生长现象,并未体现植物细胞的全 能性。 题型二 影响植物组织培养的因素题型二 影响植物组织培养的因素 3.植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的 关键性因素。按照不同顺序使用这两类激素,会得到不同的实验结果。 若先使用生长素,后使用细胞分裂素,实验结果是 A.有利于细胞分裂,但细胞不分化 B.细胞既分裂也分化 C.细胞分化频率提高 D.有利于细胞分化,但细胞不分裂 解析答案 解析 解析 植物组织培养过程中,细胞分裂素和生长素的使用顺序不同, 培养的结果不同。先使用生长素,后使用细胞分裂素,有利于细胞分 裂,
9、但细胞不分化;先使用细胞分裂素,后使用生长素,细胞既分裂 也分化;两者同时使用,细胞分化频率提高。 A.植株根尖细胞的全能性比植株根尖细胞的强 B.试管的培养基中含有植物生长调节剂,不含有机物 C.试管中的细胞具有细胞质丰富、细胞核和液泡都大的特性 D.调节培养基中植物生长调节剂的比例可诱导产生不同的植物器官 4.如图表示植物组织培养过程。据图分析下列叙述正确的是 解析答案 解析 解析 由于是由上的组织经培养形成的个体,故二者的全能性应 该相同,A项错误; 由到的过程中植物细胞不能进行光合作用,因而试管中含有有 机物如蔗糖等,故B项错误; 试管中细胞为愈伤组织细胞,液泡小,故C项错误。 题型三
10、 植物细胞工程的应用题型三 植物细胞工程的应用 5.(2017台州月考)某科研团队利用植物细胞工程技术,把基因序列已知的抗 除草剂(Bar)基因导入原生质体获得抗除草剂大豆。请回答下列相关问题: (1)对于已获得的Bar基因可以用_技术进行扩增。图中的a过程通常使 用相同的_酶和DNA连接酶,使目的基因与载体连接形 成重组DNA分子。 解析答案 PCR 限制性核酸内切 解析 解析 PCR技术可在体外大量扩增目的基因;图中a为形成重组DNA 分子的过程,该过程首先需要用限制性核酸内切酶切割外源DNA和载 体,其次需要用DNA连接酶将目的基因与载体连接形成重组DNA分子。 (2)在b过程中,获得原
11、生质体除了需要纤维素酶和果胶酶,还需要用到 的试剂是_。 解析 解析 用酶混合液处理植物细胞时,酶混合液中含有适宜浓度的甘露醇, 其作用是调节细胞内外的渗透压,防止细胞吸水胀破。 解析答案 (较高浓度的)甘露醇 (3)成功导入重组DNA的原生质体经脱分化形成I_,进而生长发 育成植株。下列不属于I细胞应具有的特征是_。 A.薄壁细胞 B.细胞质丰富 C.液泡小 D.细胞核小 答案 愈伤组织 解析 解析 成功导入重组DNA的原生质体经脱分化形成I愈伤组织,进而生长 发育成植株。愈伤组织细胞细胞质丰富、液泡小而细胞核大。 解析 D (4)若要判断转基因抗除草剂大豆是否培育成功,比较简便的检测方法是
12、 _。 答案 用一定浓度的除草剂喷洒,观察转基因大豆的生长情况 解析 解析 若要判断转基因抗除草剂大豆是否培育成功,比较简便的检测方 法是用一定浓度的除草剂喷洒,观察转基因大豆的生长情况。 解析 6.某研究小组欲将已知抗盐基因导入原生质体培育抗盐菊科植物。请回答: (1)为获得大量抗盐基因,可通过_技术进行扩增,也可将其连接到 _上,通过大肠杆菌培养扩增。 解析 解析 抗盐菊科植物的培育采用了基因工程技术和植物组织培养等技术。 在基因工程技术中,抗盐基因为目的基因,可以采用聚合酶链式反应 (PCR)扩增目的基因,也可以通过将连接有目的基因的质粒导入大肠杆菌 中使其扩增。 解析答案 PCR 质粒
13、 (2)制备叶片原生质体的酶混合液中,一般含较高浓度的甘露醇,其目的是 避免制备的原生质体_。酶混合液需通过_灭 菌,才能用于无菌原生质体的制备,整个无菌操作过程需在_中进行。 答案 吸水胀破 解析 解析 原生质体的制备一定要放在高渗溶液中,避免植物细胞去壁后原 生质体过度吸水而胀破;酶在高温下易失活,所以酶混合液无法采用高 压蒸汽灭菌法灭菌,可用G6玻璃砂漏斗过滤除菌。 解析 过滤(G6玻璃砂漏斗) 超净台 (3)可通过_方法,直接将抗盐基因导入原生质体的细胞核。此外, 还可用聚乙二醇融合、电击等方法导入。导入后的原生质体需再生出 _,经持续分裂获得愈伤组织,进一步分化获得再生植株并扩大繁殖
14、。 答案 显微注射 解析 解析 植物细胞去壁后可采用显微注射法导入目的基因。原生质体培养 过程中必须首先再生出细胞壁,然后再经过脱分化形成愈伤组织,最后 经过再分化形成植株。 解析 细胞壁 (4)利用带有标记的抗盐基因特殊片段与从转基因植株提取的RNA进行 _,验证抗盐基因是否被整合到受体细胞中并转录。通过将扩大 繁殖的再生植株转接到含有_的培养基,根据生长状况 初步筛选出抗盐植株。 答案 分子杂交 解析 解析 若抗盐基因成功整合并转录出RNA,则相应的RNA能够跟抗盐基 因的模板链互补配对,所以可用分子杂交的方法进行鉴定,而抗盐基因 成功表达的抗盐植株,则应该通过种植利用其可以耐受高浓度食盐
15、的特 性进行筛选。 解析 较高浓度NaCl(盐) (5)为了获得大量该转基因植株,可将带腋芽的茎段转入适宜培养基中, 获得大量_,然后转入生根培养基中诱导生根,形成再生植株。再 生植株需进行_(不定项选择:A.无菌处理 B.锻炼 C.去除根部残留 的培养基 D.逐步提高湿度处理)后才能移种大田。 答案 丛状苗 解析 解析 在植物组织培养过程中,应该将带芽茎段先放在生芽培养基中得 到丛状苗,然后再转入生根培养基中得到再生植株幼苗,幼苗要去除根 部残留的培养基,经过逐渐降低湿度的锻炼后才能在大田种植。 解析 B、C 动物的克隆 考点二 1.动物细胞、组织培养动物细胞、组织培养 (1)动物克隆的技术
16、基础是 。 (2)动物细胞培养的过程 概述:动物细胞培养包括 、 及 三 个阶段。分散组织细胞常用的方法有 和 。 原理: 。 知识梳理 组织块的切取 组织细胞的分散 细胞培养 动物的细胞和组织培养 机械消化法 胰酶消化法 细胞增殖 c.气体环境 O2(95%的空气):用于需氧呼吸、细胞代谢 CO2(5%):维持pH 条件:a.充足的营养供给微量元素、无机盐、糖类、氨基酸、促生 长因子、 等。 b.适宜的温度:36.5 0.5 ;适宜的pH:7.27.4 血清 d.无菌、无毒环境 流程 取材:从动物组织切片中切取小片样品 机械消化或胰酶消化 悬浮液 转入培养液 :从机体取出后立即进行的细胞、组
17、织培养 分瓶 :将原代培养细胞分成若干份,接种到若干份培养基中,使其继 续生长、增殖 (3)动物成纤维细胞的培养过程:切取组织小片 培养 培养。 单个细胞 传代培养 原代培养 胰蛋白酶酶解原代 传代 2.细胞系和细胞株细胞系和细胞株 (1)细胞系的类型: 细胞系(恶性细胞系:具有异体致瘤性;不死性 细胞系:保留接触抑制现象,不致癌)和 细胞系。 (2)细胞株:通过一定的选择或纯化方法,从 中获 得的具有 的细胞。可分为 细胞株和 细胞株。 有限 连续 原代培养物或细胞系 特殊性质连续有限 3.克隆培养法克隆培养法 (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 的技术。 (2
18、)基本要求:必须肯定所建成的克隆来源于 。 (3)提高细胞克隆形成率的措施有:选择适宜的培养基;添加 ; 以 支持生长; (胰岛素等)刺激;使用 培养箱; 调节 等。 单个细胞 新的细胞群体 血清 滋养细胞激素CO2 pH 4.动物的细胞融合技术及其应用动物的细胞融合技术及其应用 (1)细胞融合 概念:是指在一定的条件下将两个或多个动物细胞融合成一个细胞的现象。 原理: 。 诱导融合的方法 a.物理方法和化学方法:电激法、 等。 b.生物方法: (如仙台病毒)。 聚乙二醇 细胞膜的流动性 灭活的病毒 应用:由于细胞杂交中染色体容易丢失,利用杂交细胞检测特定染色 体丢失与特定基因产物(蛋白质)减
19、少的对应关系可以进行 。 (2)细胞杂交 概念: 就是细胞杂交。 过程 基因型不同的细胞间的融合 基因定位 (3)杂交瘤技术和单克隆抗体的制备过程 根据上图完善下面的过程 产生特 定抗体 的杂交 细胞 B淋巴 细胞 骨 髓瘤细胞 提取 抗体 为什么选择B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合? 答案答案 a.选择B淋巴细胞:若采取单个的B淋巴细胞进行无性繁殖形成细 胞群,这样的细胞群就能产生化学性质单一、特异性强的抗体。b.选择 骨髓瘤细胞:在体外培养的条件下,肿瘤细胞(如骨髓瘤细胞)具有无限 增殖的特性。 答案 5.动物的克隆繁殖动物的克隆繁殖 (1)动物细胞全能性的表现程度 具有全能性。 细胞只具有
20、分化出多种组织细胞的潜能。 单能细胞只能分化为一种细胞。 高度分化的细胞不再分化为其他细胞。 (2)动物难以克隆的根本原因 在动物的个体发育过程中,细胞分化使得细胞发生了 , 细胞基因组中基因的活动很不完全。 多能 受精卵 基因的差异表达 (3)细胞核移植实验和动物的克隆繁殖 核移植:利用一个细胞的 来取代另一个细胞中的细胞核,形 成一个重建的“合子”。 细胞核 动物的克隆繁殖 提醒 提醒提醒 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细胞的
21、原因:卵细胞的细胞质中没有与关 闭个体发育有关基因的调节蛋白。 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。 早期 胚胎 答案 1.区分原代培养和传代培养 (1)原代培养 细胞悬浮液第一次在瓶中培养, 的细胞培养。 有时把最初的若干次传代归入 范围。 (2)传代培养 细胞悬浮液培养一段时间后, 的细胞培养。 将细胞从一个培养瓶转移或移植到另一个培养瓶,就称为传代培养。 没有分瓶培养之前 原代培养 思考讨论思考讨论 分瓶再进行 种类来源特点 细 胞 系 有限细 胞系 通常由 培 养建成 有接触抑制;不能连续培养 连续细 胞系 由 培养建成 发生了转化,多数具有异倍体核型;
22、 有些具有异体致瘤性;有些具有不 死性,但不致癌 2.比较细胞系和细胞株 二倍体细胞传代 传代细胞连续 细 胞 株 有限细 胞株 通过一定的选择或纯化方法, 从原代培养物或细胞系中获 得的具有特殊性质的细胞 传代次数 有限 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 连续细 胞株 可连续多 次传代 3.动物细胞培养过程中,也需要将动物细胞分散开来,这与观察植物细胞 的有丝分裂中的解离作用类似。两种处理方法的结果最大的区别是什么? 提示 提示 动物细胞培养过程中的处理,动物细胞还保持活性;但在植物细 胞的解离过程中,细胞被解离液杀死,已经失去活性。 提示 4.单克隆抗体的制
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- 浙江 专版 2019 高考 生物 一轮 复习 第十 单元 生物技术 实践 34 克隆技术 课件
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