北京专用2019版高考生物一轮复习第34讲克隆技术课件.pdf
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1、第34讲 克隆技术 突破突破1 1 植物细胞工程植物细胞工程 突破突破2 2 动物细胞工程动物细胞工程 总纲目录总纲目录 一、细胞工程 1.应用的原理和方法:细胞生物学和分子生物学的原理和方法。 2.操作水平: 细胞 水平或细胞器水平。 3.目的:按照 人的意愿 来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。 4.分类:根据操作对象的不同,分为 植物细胞工程 和动物细胞工 程。 1.原理:细胞的 全能性 。 (1)原因:生物的任何一个细胞都包含本物种的 全部遗传信息 。 (2)全能性表达的条件:处于 离体 状态,提供一定的营养、 激素 和其他适宜的外界条件。 二、植物细胞工程 2.植物组织培养技术 离
2、体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织 根、芽 植物体 3.植物体细胞杂交技术 (1)去壁:酶解法,所用酶为 纤维素酶和果胶酶 。 (2)诱导原生质体融合:物理法离心、振动、电激等;化学法常 用 聚乙二醇 (PEG)做诱导剂。 (3)植物体细胞杂交成功的标志:杂种细胞再生出细胞壁。 (4)优点:克服 远缘杂交不亲和的障碍 。 (5)变异类型:染色体变异。 4.植物细胞工程的实际应用 (1)植物繁 殖新途径 (2)作物新品种的培育:单倍体育种、突变体的利用。 (3)细胞产物的工厂化生产:利用 植物组织培养 技术生产蛋白 质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等物质。 1.动物细胞培养 (1)过程 (2)
3、条件 a.无菌、无毒的环境无菌处理、加抗生素杀菌、定期更换培养 液。 三、动物细胞工程 b.营养糖、氨基酸、促生长因子、无机盐和微量元素+ 血清 或血浆 等天然成分。 c.适宜的温度(36.50.5 )和pH(7.27.4)。 d.气体环境95%空气+5%CO2(维持培养液的pH)。 (3)应用:生产细胞产品,如干扰素、疫苗、单克隆抗体;检测并判断某物 质毒性的大小;临床医学研究。 2.动物体细胞核移植 (1)原理: 动物细胞核具有全能性 。 (2)过程 3.动物细胞融合与单克隆抗体制备 (1)诱导动物细胞融合的方法:物理法离心、振动、电激等;化学法 聚乙二醇;生物法 灭活的病毒 。 (2)单
4、克隆抗体制备过程 (3)单克隆抗体的优点: 特异性强 、灵敏度高、可大量制备。 (4)单克隆抗体的应用:作为诊断试剂;用于治疗疾病和运载药物。 四、生物技术中的伦理问题 1.克隆人 (1)分类 a.生殖性克隆是指以 繁殖个体 为目的的克隆,即用于产生人类个体。 b.治疗性克隆是指利用 核移植 技术获得克隆人胚胎,然后从胚胎 中提取 干细胞 进行医学研究,是利用克隆技术产生特定细胞和 组织(皮肤、神经或肌肉等)用于治疗性移植的克隆。 (2)中国态度: 禁止生殖性克隆人,不反对治疗性克隆 。 2.试管婴儿与设计试管婴儿 (1)试管婴儿:运用体外受精和胚胎移植技术繁殖个体,目的是解决 不孕夫妇的生育
5、 问题。 (2)设计试管婴儿:体外受精获得的胚胎在移植前进行 遗传学诊断 , 以便筛选出符合特定要求的胚胎。 1.乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养。 ( ) 2.在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂,可获得染色体加倍的细 胞。 ( ) 3.棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞的全能性。 ( ) 4.二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后能得到稳定遗传的植株。 ( )5.植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。 ( ) 6.用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子。( ) 8.未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状。 ( ) 7.由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克
6、隆。 ( ) 9.由动物组织细胞培养到连续细胞系的过程,得到的细胞大多具有二倍 体核型。 ( ) 10.培养哺乳动物胚胎的培养液,其成分较简单,一般只需一些无机盐和 有机盐类即可。 ( ) 11.动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育。 ( ) 1.细胞全能性 (1)原理:细胞含有本物种全部的遗传信息。 (2)体内细胞全能性不表达的原因:基因在特定的时间和空间条件下选 择性表达。 (3)细胞全能性表达的条件:具完整细胞核;离体;无菌;一定的营养、激素 和适宜的外界条件。 突破突破1 1 植物细胞工程 植物细胞工程 (4)一般地,细胞全能性大小与细胞分化程度成反比。 (5)全能性大小: 植物细胞
7、:受精卵生殖细胞体细胞。 动物细胞:受精卵生殖细胞体细胞核。 (动物细胞全能性受限制,但细胞核具有全能性) 2.植物组织培养与体细胞杂交 知能拓展知能拓展 影响植物组织培养的几种主要因素 (1)植物激素:影响脱分化、再分化的重要因素为植物激素。当细胞分 裂素与生长素共同使用时,能强烈地促进愈伤组织的形成,两者不同浓 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:对于植物组织培养,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,而在愈伤组织分化出芽 和叶的
8、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,如果在光照条件下则容易分化产生维管等组 织,不利于产生大量的愈伤组织。 (3)无菌:培养基上的细菌等微生物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,而且它们往往会产生毒素,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、灭菌处理, 并且要求无菌操作。 3.单倍体育种和突变体利用的比较 项目原理优点成果 单倍体 育种 染色体变异明显缩短育种年限单育1号烟草品种,中花8号、11号水稻和京花1号小 麦品种等 突变体利用基因突变产生新基因,大幅度改良某些性状抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟
9、草等 1.(2018北京西城期末)通过植物组织培养可获得完整幼苗。下列对此 过程的叙述,正确的是 ( ) A.花粉不含完整的基因组,不能培养成单倍体植株 B.选择植物幼嫩的部分作外植体,更易诱导脱分化 C.植物组织培养过程中可发生基因突变和基因重组 D.植物组织培养过程不需添加有机碳源但需要光照 考向考向1 以基础判断或实例分析的形式 以基础判断或实例分析的形式,考查植物的组织培养考查植物的组织培养 B 答案答案 B 花粉含有该植物的全套遗传信息,可以经花药离体培养而培 养成单倍体植株,A错误;幼嫩部位的新陈代谢旺盛,分化程度低,更易诱 导脱分化过程发生,B正确;植物组织培养是无性生殖过程,不
10、产生配子, 故在有丝分裂间期可发生基因突变,但无法发生基因重组,C错误;植物 组织培养过程中需要有机碳源,脱分化过程要严格避光,D错误。 2.(2017北京师大附中期中)下列有关植物组织培养的叙述,正确的是 ( ) A.愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞 B.二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株 C.用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子 D.植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得 D 答案答案 D 愈伤组织是一团排列疏松而无规则、高度液泡化的、呈无 定形状态的、具有分生能力的薄壁细胞,不具有特定的结构和功能,A错 误;二倍体植株的花粉中
11、只含一个染色体组,培养得到的个体为单倍体, 高度不育,B错误;人工种子中包裹的是再分化形成的胚状体或不定芽、 顶芽和腋芽等,但不能是愈伤组织,C错误;用特定的选择培养基可筛选 出所需的突变体类型,如可利用加适量NaCl的培养基对植物耐盐突变 体进行筛选,D正确。 考向考向2 以实例分析的形式 以实例分析的形式,考查植物体细胞杂交考查植物体细胞杂交 3.“白菜甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种,它具有 生长期短、耐热性强和易于储藏等优点。如图是“白菜甘蓝”的杂 交过程示意图。以下说法正确的是 ( ) A.除去细胞壁形成原生质体,可运用的酶是纤维素酶、淀粉酶和果胶酶 B.通常可诱导上述原
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