2020年高考山东版高考生物 专题25 细胞工程

(2)核移植过程
(3)结果:获得与供体 遗传物质 基本相同的个体。 (4)受体细胞选用MⅡ中期卵母细胞的原因:a.细胞比较 大 ,易于 操作;b.细胞质多,营养丰富;c.MⅡ中期的卵母细胞含有 促进细胞核 全能性表达 的物质。 4.动物细胞融合及单克隆抗体制备 (1)动物细胞融合原理: 细胞膜具有流动性 。
3.意义:克服不同种生物远缘杂交 不亲和 的障碍。 四、植物细胞工程的实际应用 1.植物繁殖的新途径 (1)微型繁殖:优点是繁殖快,并可保持亲本的 优良性状 。 (2)作物脱毒:利用 茎尖组织培养 技术获得脱毒苗。 (3)人工种子:以植物组织培养得到的 胚状体 、不定芽、顶芽、 腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子。 2.作物新品种的培育: 单倍体 育种和突变体的利用。
得到杂交瘤细胞
得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
(4)获取单克隆抗体的场所 ①若在培养基中进行杂交瘤细胞培养,则从培养液中提取。 ②若在小鼠或其他动物腹腔中培养,则从腹水中提取。 4.单克隆抗体的应用 (1)作为诊断试剂:准确识别各种抗原物质的细微差异,并与一定抗原发 生特异性结合,具有准确、高效、简易、快速的优点。 (2)用于治疗疾病和运载药物:主要用于癌症治疗,可制成“生物导弹”, 也有少量用于治疗其他疾病。 【知能拓展】 (1)制备单克隆抗体时选用一种抗原处理的B淋巴细胞 与骨髓瘤细胞进行细胞融合,产生杂交瘤细胞,杂交瘤细胞兼具两个亲 本细胞的特性——在体外培养条件下能不断增殖,同时能产生某种特异性 的抗体。
杂种植株
杂交细胞
培育植物新品种
主要用于制备单克隆抗体
克服远缘杂交不亲和的障碍,打破了生殖隔离,扩展了杂交的亲本组合
3.单克隆抗体的相关知识
(1)血清抗体与单克隆抗体
名称
产生
血清抗体
由浆细胞分泌
说明 一般从血清中分离,产量低、纯度低、特异性差
单克隆抗体
由杂交瘤细胞分泌
(2)制备单克隆抗体过程中的两次筛选
2.脱分化和再分化的比较
项目
脱分化
过程
外植体→愈伤组织
形成体特点 排列疏松、无规则、高度液泡化、无定形状 态的薄壁细胞
条件
a.离体 b.适宜的营养 c.生长素与细胞分裂素的比例适中 d.不需要光照
再分化 愈伤组织→丛根、丛芽或胚状体 胚状体中胚芽、胚根、胚轴等结构完整
a.离体 b.适宜的营养 c.生长素和细胞分裂素 d.光照
(2)动物细胞融合方法:物理法(离心、振动、电激)、化学法和 病毒 。 (3)动物细胞融合应用:制备单克隆抗体,过程如下
灭活
重难突破
1.植物组织培养、动物细胞培养和细胞核移植的比较
项目
植物组织培养
动物细胞培养
动物体细胞核移植
原理
植物细胞的全能性
细胞增殖
动物细胞核的全能性
关键环节
细胞的脱分化和再分化
特异性强、灵敏度高、能大量制备
项目 筛选原因 筛选方法
筛选目的
第一次筛选
第二次筛选
诱导融合后得到多种杂交细胞,另外还有未 由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激,所以经选择性培养获
融合的细胞
得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞
用特定的选择培养基筛选:未融合的细胞和 用多孔培养皿培养,在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始 同种细胞融合后形成的细胞(“BB”细胞、 克隆化培养和抗体检测,经多次筛选得到能产生特异性抗体的细 “瘤瘤”细胞)都会死亡,只有融合的杂交瘤 胞群 细胞(“B瘤”细胞)才能生长
(2)培养条件 a.无菌、无毒:通常在培养液中添加一定量的⑦ 抗生素 ,以防止培养 过程中的污染。此外,定期⑧ 更换培养液 ,以便清除代谢产物,防止 代谢产物积累对细胞自身造成危害。 b.营养:除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外通常还需 加入⑨ 血清、血浆 等天然成分。 c.适宜温度和pH:温度为⑩ 36.5±0.5 ℃ ,pH为7.2~7.4。 d.气体环境:含95%空气加 5%CO2 的混合气体,其中后者的作用是 维持培养液的pH 。 3.动物体细胞克隆 (1)原理: 动物细胞核具有全能性 。
(2)进行动物细胞的诱导融合,只考虑两两融合的情况,形成的杂交细胞 有三种:AA型、BB型、AB型。只有AB型才是我们所需要的杂交细胞, 所以需要用选择性培养基进行筛选。 (3)相比植物体细胞杂交,动物细胞融合特有的诱导方式是用灭活的病 毒处理,其他物理化学诱导融合的手段与植物体细胞杂交过程中原生质 体诱导融合方法相同。
2.植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
项目 原理 融合前处理 使用的酶 诱导手段
结果 应用 意义
植物体细胞杂交 细胞膜的流动性、细胞的全能性
动物细胞融合 细胞膜的流动性、细胞的增殖
除去细胞壁
使细胞分散开
纤维素酶和果胶酶
胰蛋白酶
物理法:离心、电激、振动 化学法:聚乙二醇诱导
除物理法和化学法外,也可用灭活的病毒诱导
3.激素比例与分化的关系 生长素用量比细胞分裂素用量,比值高时,有利于根的分化、抑制芽的 形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成;比值适中时,促进愈伤 组织的形成。(如图所示):
考点二 动物细胞工程
考点清单
基础知识 1.动物细胞工程常用的技术:动物细胞培养、动物细胞核移植、① 动 物细胞融合 等。其中② 动物细胞培养 是其他动物细胞工程技术 的基础。 2.动物细胞培养 (1)过程
细胞增殖
细胞核融合、细胞分化
结果
与外植体相同的个体
相同分化程度的细胞群
获得克隆动物
应用
①植株快速繁殖 ②脱毒苗的培养 ③人工种子 ④细胞产物工厂化生产 ⑤转基因植物的培育
①生产生物制品 ②医学研究 ③检测有毒物质
①加速良种繁育 ②保护濒危物种 ③生产医用蛋白 ④作为异体移植的供体 ⑤用于组织器官的移植
二、植物组织培养 1.理论基础:植物细胞的⑨ 全能性 。
3.操作流程
离体的器官、组织或细胞 A B 完整植株
(1)a过程为 脱分化 ,b过程为 再分化 。 (2)A表示 愈伤组织 ,B表示丛芽、丛根或 胚状体 。
三、植物体细胞杂交技术 1.原理:体细胞杂交利用了细胞膜的 流动性 ,杂种细胞培育成杂 种植株利用了植物细胞的 全能性 。 2.操作流程
考点一 植物细胞工程
基础知识
考点清单
一、细胞工程的概念与理论基础 1.细胞工程 (1)操作水平:① 细胞水平或细胞器水平 。 (2)目的:按照人的意愿来改变细胞内的② 遗传物质 或获得③ 细 胞产品 。
2.植物细胞的全能性 (1)概念:具有某种生物全部④ 遗传信息 的任何一个细胞,都具有发 育成⑤ 完整生物体 的潜能。 (2)原理:细胞内含有本物种的⑥ 全部遗传信息 。 (3)全能性表达条件:具有完整的细胞结构,处于⑦ 离体 状态,提供一 定的⑧ 营养、激素 和其他适宜外界条件。
重难突破 1.细胞全能性 (1)原理:细胞内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:完整细胞核,离体,无菌,一定的营养、激素和 其他适宜的外界条件。 (4)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:受精卵>生殖细胞>体细胞 动物细胞:受精卵>生殖细胞>胚胎干细胞>体细胞核(动物细胞全能性受限 制,但细胞核具有全能性)