2024届高三生物一轮复习课件细胞工程、发酵工程复习
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②用小分子化合物诱导
诱导多能干细胞
T细胞、B细胞
造血干细胞 (特点 无全能性 )
胚胎早期发育
神经干细胞 成体干细胞
卵裂
受精卵 特点 桑葚胚(致密细胞团)
精原干细胞
干细胞
细胞 获取 胚胎干 细胞 全能性 (简称 ES 细胞,特点全能性)
开始 内细胞团 各种组织细胞
囊胚 分化 滋养层
胎盘、胎膜
透明带破裂 孵
组分
含有量机碳源: 葡萄提糖供、的牛肉主膏要、营蛋养白胨等
牛肉②膏 氮源 5无g机氮源:碳N源H4、+、磷N酸O3盐-、和NH维3等生素等
微生物蛋白胨
10有g机氮源: 牛肉氮膏源、和蛋白维胨生、素尿等素、氨基酸等
NaC③l 无机盐5 调g节酸碱平衡、维持一无定机的盐渗透压
H2O④ 水
定容至 1 000ml
细胞工程、发酵工程复习
植物组织培养技术 特点:未分化、不定形、薄壁
外植体
愈伤1组织
芽2
根3
植株
关键过程 脱分化
再分化
激素含量 生长素=细胞分裂素 细胞分裂素 > 生长素 生长素 >细胞分裂素
特殊条件一般不需 光
需要适宜时间和强度的 光
共同条件 无菌、营养物质、激素、适宜的温度和PH
原理
植物细胞全能性
鉴别分解尿素 的细菌
鉴别纤维素 分解菌
尿素被分解产生氨,培养基呈碱性, 酚红指示剂变红。
刚果红与纤维素能形成红色复合物, 当纤维素被分解后,复合物就无法形 成,培养基中会出现以菌落为中心的
透明圈。
何时加入? 灭菌前
培养基成分
表1-①1 碳1源000无m机l牛碳肉源:膏C蛋O白2、胨CO培32-养、H基C的O3营-等养组成
细胞生长特点:
细胞悬液
原代 悬浮(少) 生长
贴壁 生长(多)
接触抑制
方法:
胰蛋白酶、 胶原蛋白
酶
传代
核移植 涉及技术
动物细胞培养
原理:动物细胞核全能性
显微操作 处理 目的: 去核 。 形成。
动物细胞融合
去核卵母细胞 方法:电融合
早期胚胎培养
胚胎移植 胚胎分割 充分利用胚胎
重构 胚 激 活
方 电刺激、 法 Ca2+载体、
比较两种微生物计数的方法
项目
直接计数法
原理 10 g 土样
利用特定细菌计数板或血 细胞计数板,在显微镜下 计算一定容积的样品中微 生物的数量
主要用具 显微镜、细菌计数板
计数数据
菌体本身
优点
计数方便、操作简单
缺点 死菌、活菌都计算(计数偏 大 )
当样品的间接稀计释300.数2度ⅹ法足1够07高个/ml
囊胚腔 内含液体
化
表面
外胚层
原肠胚 中间细胞 中胚层
向内迁移 内胚层
胚胎工程技术
体外 受精
场所 作用
获能精子和成熟卵细胞在适当培养液中 提高动物繁殖能力
对象
早期胚胎
桑葚胚或囊胚 (时期)
胚胎 移植
实质 超数排卵 同期发情处理
作用
早期胚胎在相同生理环境条件空间位置转移 供体排出更多的卵母细胞 促性腺激素 (处理方法)
供受体相同生理状态 同时激素处理(处理方法) 充分发挥雌性优良动物繁殖潜力
胚胎 分割
目的 注意事项 可看成繁殖方式 性别鉴定部位
作用
同卵 双或多胎 内细胞团均等分割 动物的无性繁殖或克隆 滋养层细胞 提高胚胎利用率
试管动物
胚胎移植胚胎来源
克隆动物
有性生殖 无性生殖
①②③ ④⑤
考点3 细胞工程 1.脱毒苗采用植物分生区附近(如茎尖)细胞原因是无病毒。( × ) 2.动物体细胞核移植过程中,从屠宰场收集牛卵巢,采集卵母细 胞,可直接用于实验。( × ) 3.核移植方法生产的克隆动物,是对体细胞供体动物进行的 100%复制。( × )
植物体细胞杂交技术
过程
a去壁
,方法 纤维素酶和果胶酶
,
b原生质体融合,方法 电融合、聚乙二醇(PEG) ,
离心法、高Ca2+—高pH融合法,
c 再生细胞壁 ,标志 细胞融合完成
,
d植物细胞融合,原理 细胞膜流动性
,
e 脱分化
,
f 再分化
,
g植物组织培养。原理 植物细胞全能性
。
原理: 细胞增殖
机械法或胰蛋白酶、 胶原蛋白酶 方法
具体处理
目的
原理
选 加入青霉素
分离酵母菌、 霉菌等真菌
青霉素能抑制细菌生长, 对真菌无作用
择 培
不加氮源
分离固氮菌
固氮微生物能利用空气中的氮气
养 不加有机碳源 分离自养微生物 自养型微生物能利用无机碳源
基 尿素唯一氮源 筛选分解尿素的细菌 该细菌合成脲酶,将尿素催化成NH3
鉴 加入酚红培养基 别 培 养 加入刚果红 基
固体培养基 蔗糖、植物激素
液体培养基 葡萄糖、动物血清
过程
结果 相同点
外植体 ↓脱分化
愈伤组织 ↓再分化
芽、根或胚状体 ↓生长发育
植物体
新的植株
动物的组织 ↓ 机械法或胰蛋白酶、 ↓ 胶原蛋白酶处理
细胞悬液 ↓
原代培养 ↓
细胞悬液 ↓
传代培养
许多细胞
①都进行有丝分裂,不涉及减数分裂; ②均需无菌操作,需要适宜的温度、pH等条件
4.目前核移植技术中使用的去核方法只是显微操作去核法。 (× )
5.与植物体细胞杂交技术相比,动物细胞融合特有的诱导因素为 灭活的病毒。( √ ) 6.体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。( × )
7.对供体注射性激素,使其超数排卵。( × ) 8.细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行。(× )
纯化原理
连续划线,将聚集的菌种 菌液一系列梯度稀释后分别涂布到
逐步稀释分散
固体培养基的表面培养,以得到单
菌落
接种工具
接种环
涂布器
单菌落的获得
从最后划线的区域挑取
稀释度合适,整个平板上都可找到 单菌落
用途
分离纯化菌种,获得单菌落 ①分离纯化菌种,获得单菌落②用于计数
接种效果图
相同点
①都能分离纯化菌种;②都是在固体培养基上进行的
杂交瘤细胞 克隆化 专一抗体 多次 培养 检验阳性 筛选 分泌特定抗体的
细胞内
挥
溶酶体
作
ADC分离
用 的
药物
过
程
细胞凋亡
体外培养 培养液
提取 单克隆 抗体
原理: 细胞增殖
细胞膜的流动性
小鼠腹腔 腹水
植物组织培养和动物细胞培养的比较
比较项目
植物组织培养
动物细胞培养
原理
植物细胞的全能性
细胞增殖
培养基 培养基特有成分
9.初级卵母细胞需经过减数分裂才能变成成熟的卵子,减数分裂Ⅱ
是在精子和卵子结合的过程中完成的。( √ )
10.卵裂期细胞分裂方式为有丝分裂,细胞数量不断增加,胚胎体
积变大。( × )
11.囊胚期形成的内细胞团将来发育为胎膜和胎盘,滋养层将来发
育为胎儿的各种组织。(×) 12.性别鉴定常取内细胞团细胞进行DNA分析。( × )
植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
细胞膜的流动性 细胞的全能性
去除细胞壁后 诱导原生质体融合
离心法、电融合法、
聚乙二醇(PEG)、高Ca2+—高pH融合法
细胞膜的流动性
胰蛋白酶处理细胞分散后 诱导细胞融合
电融合法 PEG融合法 灭活病毒诱导法(特有)
获得杂种植株
制备单克隆抗体
各种细胞工程比较
具体分类
目标
原理
植物 植物组织培养技术
细胞 工程 植物体细胞杂交技术 细
克(植服克株意远服缘生义杂殖?植交隔物障离细碍)胞全能性
杂交细胞发育 细胞膜流动性
新动植物物细意胞义工植程?物基细础胞全能性
胞
动物细胞培养技术
动物细胞
细胞增殖
工 程 动物 动物体细胞核移植技术 克隆动物 动物细胞核全能性
细胞 动物细胞融合技术 工程
水
特殊
需求
MS培养基成分
自养微生物 异养微生物 硝化细菌等
乳酸杆菌 加维生素
厌氧微生物 无氧的条件
霉菌
调至酸性
细菌 调至中性或弱碱性
植物 激素、蔗糖、无机盐、氨基酸、维生素、烟酸、肌醇、琼脂、水等
动物 血清 、 糖类(葡萄糖)、氨基酸、无机盐、维生素、水等
两种纯培养方法的比较
方法
平板划线法
稀释涂布平板法
时,培养基表面生长的 一个菌落,来源于样品 稀释液中的0一.2 个mL活菌菌液。
平板 固体培养基上菌落数 计数的是活3个菌平(板计平数均偏30个小菌)落 操作较复杂,有一定误差
计算公式
每毫升原液含菌数=培养基上平均 菌落数×稀释倍数÷涂布液体积
果酒 果醋 制作 过程
先让酵母菌进行快速繁殖,后酒精发酵 防止发酵产生的CO2造成发酵液溢出
成杂交瘤细胞。( √ )
传统发酵于现代工业发酵区别
传统发酵
现代工业发酵
菌种
原材料天然存在微生物 上次发酵的发酵物中微生物
多为不同方式获得单一菌种
培养基种类
多为固体或半固体
液体
条件控制
控制缺乏标准
过程的控制更为严格
发酵速度
慢
快
产品品质
品质不一
品质稳定
生产规模
小(家庭式、作坊式)
大
泡菜、果酒、果醋制作比较
煮沸消毒
毛巾等
开水中加热
消
温和 理、化、生法
杀灭 表面、内部 部分微生物
毒
巴氏消毒 紫外灯消毒
不耐高温 液体等
接种室、箱 超净工作台
62~65℃ 30min 80~90 ℃ 30s~1min
30min
化学药物消毒
接种室、箱 超净工作台等
酒精擦手 氯气消毒水源
关于培养基
物理 固体培养基
组成 天然培养基
乙醇和蛋白酶 合成抑制剂
目 分裂 的 发育
位置准确、疗效高、副作用小 抗体-药物偶联物
ADC= 单克隆抗体 +接头+药物
方
灭活病毒诱导法
法
PEG融合法 电融合法
ADC识别进入
方式 胞吞
发
膜
细胞
核
标志:融合
完成
杂交
特点:有两或多个细胞
遗传信息
原理:细胞膜的流动性
多种 杂交细胞 筛 方 选择 选 法 培养基
17.植物体细胞杂交过程中,细胞融合成功的标志是再生出新的细胞壁。
( √)
18.突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理,而工厂化生产的细
胞产物也是来自愈伤组织细胞。( × )
19.动物细胞培养时,95%O2是细胞代谢所必需的,5%CO2的主要作用是
维持培养液的pH。(× )
20.制备单克隆抗体时,要选用已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形
发生时间 精子头接触卵细胞膜瞬间
精子入卵后
受精作用标志 观察到两个极体或者雌、雄原核 受精完成标志 雌雄原核核膜消失形成合子 排出第二极体时间 精子入卵后 细胞核变化 精子核膜消失,形成雄原核
卵细胞排出第二极体,形成雌原核
①借助载体将特定基因或特定蛋白导入细胞;
(简称 iPS 细胞)
来源 诱导方法 成纤维细胞、
项目
泡菜
菌种
乳酸菌
分类 原核生物
代谢 方式
异养厌氧型
最适 温度
应用 乳制品、泡菜
发酵 原理
C6H12O6 酶
2C3H6O3 +能量
(乳酸)
果酒 酵母菌 真核生物 异养兼性厌氧型 (先通氧、后无氧)
28 ℃ (18~30℃)
果醋 醋酸菌 原核生物 异养需氧型
30~35℃
酿酒、发面
制醋
C6H12O6
C6H12O6 +2O2
真核 原核 真核 原核 真核 原核 真核
泡菜腌制中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
发酵时期
乳酸菌
乳酸
发酵初期
少 (原因)
O2抑制乳酸菌
发酵中期
最多 (原因)
乳酸抑制其他菌活动
少
增多、pH下降
减少 (原因)
发酵后期 pH继续下降
继续增多 pH继续下降
亚硝酸盐
增加 (硝酸盐还原菌的作用)
下降
(硝酸盐还原菌受抑制,部分亚硝酸盐被分解)
单克隆抗体
杂交细胞 细胞膜流动性
ຫໍສະໝຸດ Baidu
杂交细胞产物
细胞膜流动性 细胞增殖
胚胎工程
个体
胚胎工程的理论基础——受精和早期胚胎发育
精子获能 1受精前的准备
卵子准备
雌性生殖道或获能液(Ca2+载体、肝素等) 输卵管 MⅡ期(减二中期)
2受精
穿越卵细胞 膜外结构
防止多精 入卵屏障
精子释放多种酶 透明带反应 卵细胞膜反应
13.对囊胚阶段的胚胎进行分割时应将内细胞团均等分割,否则影
响分割后胚胎的恢复和进一步发育。( √ ) 14.ES细胞又名造血干细胞,具有很强的分裂、分化能力。( × )
15.利用胚胎分割技术,同卵多胎较同卵双胎成功率更高。( × ) 16.利用物理法或化学法,可以直接将两个植物细胞进行诱导融合。( × )
糖充足
酶
酶
2CH3COOH +2H2O +2CO2+能
2C2H5OH+2CO2+能量 糖不足 C2H5OH+O2
乙醇 乙醛 乙酸
酶
CH3COOH+H2O+能量
产物或者产品
发酵菌种和产物
发酵菌种
分类(真、原核)
啤酒和果酒 泡菜 腐乳 果醋
柠檬酸 谷氨酸
酱油
酵母菌 乳酸菌 酵母菌、曲霉和毛霉(主) 醋酸菌 黑曲霉 谷氨酸棒状杆菌 黑曲霉
性质 液体培养基(培养液) 成分 合成培养基
物理性质 培养 液体或固体
物理性质
分离 一般固体
植物组 织培养
固体
微 鉴定 一般固体
生 物
保存 液体或固体
积累 代谢物
液体
获取 菌体
液体
植 物
植物体 细胞杂交
固体
植物细 胞培养
一般液体
选择培养基 用途
鉴别培养基
物理性质
动 物
液体
选择、鉴定培养基的配制方法、原理、目的
下降至相对稳定 (硝酸盐还原菌被完全抑制)
变化 曲线
灭菌和消毒比较
方法特点
效果
具体方法
针对对象
操作
灭
菌
强烈 理、化法
杀灭 所有微生物
菌体 芽孢 孢子
湿热灭菌法
培养基
121℃ 15~30min
干热灭菌法 吸管、培养皿 160~170℃ 2~3h
接种用具
灼烧灭菌法 涂布器、接种环 接种针金属用具
酒精灯火焰 充分燃烧层