第2章細胞工程（課件）-2024年高考生物一輪復習核心知識清單與精講課件

選修3生物技術(shù)與工程

第2章

細胞工程※植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理和過程？★原理：植物細胞的全能性外植體：離體的植物細胞、組織或器官需要給予適當時間和強度的光照,以利于葉綠素的形成愈傷組織：在一定的激素和營養(yǎng)等條件的誘導下，已經(jīng)分化的細胞經(jīng)過脫分化，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能，轉(zhuǎn)變成未分化的細胞，進而形成的不定形的薄壁組織團塊※生長素和細胞分裂素的相對含量對愈傷組織的生長和分化產(chǎn)生的影響是？★①相對含量相當時外植體脫分化為愈傷組織/愈傷組織生長②細胞分裂素相對含量更大時愈傷組織分化出芽③生長素相對含量更大時愈傷組織分化出根※植物組織培養(yǎng)具體過程1.方法步驟形態(tài)學下端插入培養(yǎng)基※植物組織培養(yǎng)具體過程2.注意事項：并且每次使用后的器械都要滅菌。實驗中使用的培養(yǎng)基和所有器械都要滅菌。接種操作必須在酒精燈火焰旁進行，培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，就會導致實驗失敗。進行嚴格無菌操作的原因：用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合某些微生物的生長?！参锝M織培養(yǎng)技術(shù)有哪些具體的應用?★植物快速繁殖保持優(yōu)良品種的遺傳特性。定義：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。特點：高效、快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖；※植物組織培養(yǎng)技術(shù)有哪些具體的應用?★植物快速繁殖植物脫毒提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。原理：植物頂端分生區(qū)附近(如莖尖）的病毒極少，甚至無病毒。因此，切取一定大小的莖尖進行組織培養(yǎng)，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗。優(yōu)點：※植物組織培養(yǎng)技術(shù)有哪些具體的應用?★植物快速繁殖植物脫毒單倍體育種原理：細胞的全能性和染色體變異②是進行體細胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料優(yōu)點：①極大地縮短了育種的年限（當年就可培育出遺傳性狀相對穩(wěn)定的純合二倍體植株）若單倍體植株只含有一個染色體組,染色體加倍后其隱性性狀容易顯現(xiàn)。※突變體的利用★（1）過程突變具有不定向性，需要處理大量材料。（2）利用：篩選出對人們有用的突變體，進而培育成新品種。（3）缺點：※生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物（如紫杉醇）次生代謝物次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環(huán)境和時間條件下才進行。在該過程中產(chǎn)生的一類小分子有機化合物就是次生代謝物而不破壞植物資源。技術(shù)植物細胞培養(yǎng)指在離體條件下對單個植物細胞或細胞團進行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)可獲得大量目的細胞，以便獲得大量目標產(chǎn)物,一般過程※植物體細胞雜交的步驟？★通過植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)出完整的雜合植株第一步：去除細胞壁制備原生質(zhì)體（機械分離或酶解分離）第二步：通過物理方法（電融合法）或化學方法（聚乙二醇）誘導其融合第三步：誘導細胞壁再生，得到完整的雜合細胞第四步：※植物體細胞雜交的原理和意義★原理：原生質(zhì)體融合的過程利用了細胞膜的流動性，雜種細胞發(fā)育成雜種植株利用了植物細胞的全能性意義：打破生殖隔離，實現(xiàn)遠緣雜交育種，培育植物新品種※原生質(zhì)體融合的結(jié)果有？★同種融合細胞、雜合細胞、大量未融合細胞植物體細胞雜交過程屬于無性生殖，遺傳物質(zhì)的傳遞不遵循孟德爾的遺傳定律※誘導動物細胞融合的方法有？★物理方法化學方法如仙臺病毒如電融合如聚乙二醇（PEG）生物方法※什么是動物細胞培養(yǎng)？★從動物體內(nèi)取出組織或細胞，在體外模擬體內(nèi)的生理條件，使之得以生存和生長并維持其結(jié)構(gòu)與功能的技術(shù)※動物細胞培養(yǎng)的過程？★第一步：第二步：通過機械法和消化法實現(xiàn)組織細胞的分散原代培養(yǎng)第三步：傳代培養(yǎng)消化法常用胰蛋白酶對動物組織塊進行消化，使細胞從組織中分離出來（培養(yǎng)的是多種細胞的混合物）（逐步分離獲得單一類型的細胞）※動物細胞培養(yǎng)的過程有什么要求？★及時清除代謝產(chǎn)物嚴格無菌的環(huán)境適宜的培養(yǎng)溫度和pH95%空氣和5%CO2混合氣體適宜的滲透壓營養(yǎng)物質(zhì)（需要對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進行滅菌處理以及在無菌環(huán)境下進行操作）（CO2主要用于維持培養(yǎng)液的pH）※植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)理論基礎(chǔ)植物細胞的全能性細胞增殖培養(yǎng)基類型固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基成分水、無機鹽、維生素、蔗糖、氨基酸、植物激素、瓊脂等糖類、氨基酸、無機鹽、維生素、血清等取材植物幼嫩部位或花藥等植物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織等結(jié)果形成新植株，可以體現(xiàn)細胞的全能性只能獲得大量細胞，不能形成個體相同點（1）兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過程中細胞都進行有絲分裂，都不涉及減數(shù)分裂，都是無性繁殖，都可稱為克隆（2）均需無菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件※動物細胞融合技術(shù)細胞融合技術(shù)突破了有性雜交的局限，使遠緣雜交成為可能?！?.概念：使兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的技術(shù)。2.原理：細胞膜的流動性。3.誘導融合的常用方法：PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導法（植物不適用）等。4.意義：用于制造單克隆抗體。5.應用：成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤等的重要手段；※植物體細胞雜交與動物細胞融合的比較比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合原理細胞膜的流動性、植物細胞的全能性細胞膜的流動性細胞融合方法用纖維素酶、果膠酶去除細胞壁后，誘導原生質(zhì)體融合用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細胞分散后，誘導細胞融合誘導手段聚乙二醇（PEG）、電融合法聚乙二醇（PEG）、電融合法、滅活病毒誘導結(jié)果形成雜種植株形成雜合細胞（無法得到個體）應用培育植物新品種制備單克隆抗體意義突破了有性雜交的局限，使遠緣雜交成為可能※單克隆抗體及其應用既能大量增殖,又能產(chǎn)生足夠數(shù)量的特定抗體。★1.傳統(tǒng)抗體的獲得（1）方法：產(chǎn)量低、純度低、特異性差。向動物體內(nèi)反復注射某種抗原，使動物產(chǎn)生抗體，然后從動物血清中分離所需抗體。（2）缺陷：2.單克隆抗體的制備（1）存在問題：漿細胞能產(chǎn)生抗體，但不能無限增殖；骨髓瘤細胞能無限增殖，但不能產(chǎn)生抗體。（2）解決思路：將漿細胞與骨髓瘤細胞融合為雜交瘤細胞?！鶈慰寺】贵w制備的過程？★第一步：以特定抗原刺激小鼠的B淋巴細胞，獲得了能產(chǎn)生抗體的多種漿細胞第二步：漿細胞和骨髓瘤細胞在促融劑的作用下發(fā)生融合，形成了雜交瘤細胞第三步：通過選擇培養(yǎng)基篩選出抗體分泌陽性的雜交瘤細胞，并對其進行克隆培養(yǎng)同時產(chǎn)生了大量未融合細胞以及同種融合細胞體外培養(yǎng)或注射到小鼠腹腔內(nèi)培養(yǎng)其不可能都能分泌所需抗體，所以需篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞?！苽鋯慰寺】贵w過程中的兩次篩選★第一次篩選的目的是獲得雜交瘤細胞即將未融合的B淋巴細胞、骨髓瘤細胞以及BB融合、瘤瘤融合的細胞通過選擇培養(yǎng)基淘汰，篩選出雜交瘤細胞。第二次篩選(采用抗原一抗體雜交技術(shù)）的目的是將產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞篩選出來。因為從體內(nèi)取免疫過的B淋巴細胞時會取出多種，形成的雜交瘤細胞也就有多種，※單克隆抗體的應用？★多種疾病的診斷早孕檢測試紙靶向性治療※克隆包括哪三種類型？★分子克隆※克隆包括哪三種類型？★分子克隆細胞克隆※克隆包括哪三種類型？★分子克隆細胞克隆個體克隆※什么是細胞核移植？★將一種動物細胞的細胞核移植至去核的卵母細胞中，并使重組細胞發(fā)育成新胚胎，繼而發(fā)育成動物個體的過程※克隆羊“多莉”的誕生過程？證明了什么？★將融合細胞培育成早期胚胎后移植到母羊C的子宮中，最終分娩出克隆羊第一步：從母羊A體內(nèi)提取卵母細胞，去除細胞核第二步：從母羊B體內(nèi)提取乳腺細胞，提取細胞核第三步：將乳腺細胞的細胞核移植到去核的卵母細胞中，得到融合細胞第四步：證明了哺乳動物高度分化的體細胞核能夠在卵母細胞細胞質(zhì)的作用下恢復其全能性※總結(jié)哺乳動物體細胞核移植的基本過程※干細胞的定義和分類是什么？★定義：胚胎干細胞(簡稱ES細胞）分類：具有分裂和分化能力的細胞稱為干細胞，與組織、器官的發(fā)育、再生和修復等密切相關(guān)。存在場所：早期胚胎（囊胚及更早的胚胎里才有）胚胎干細胞形態(tài)上表現(xiàn)為體積小,細胞核所占細胞比例大，核仁明顯。胚胎干細胞必須從胚胎中獲取,這涉及倫理問題,因而限制了它在醫(yī)學上的應用。具有分化為成年動物體內(nèi)的任何一種類型的細胞，分化能力：并進一步形成機體的所有組織和器官甚至個體的潛能。成體干細胞存在場所：成體組織或器官具有組織特異性，只能分化成特定的細胞或組織，不具有發(fā)育成完整個體的能力。特點：誘導多能干細胞（簡稱iPS細胞）通過體外誘導成纖維細胞等已分化細胞，獲得的類似于胚胎干細胞的一種細胞。概念：可以避免免疫排斥反應。優(yōu)點：無須破壞胚胎；iPS細胞可以來源于病人自身的體細胞，將它移植回病人體內(nèi)后，※什么是胚胎工程？★對動物早期胚胎或配子進行顯微操作和處理以獲得目標個體的技術(shù)包括體外受精、胚胎移植、胚胎分割移植包括哪些技術(shù)？※胚胎的早期發(fā)育階段依次是？★受精器官形成卵裂桑椹胚囊胚原腸胚※體外受精和胚胎移植的過程？★將受精卵培養(yǎng)為早期胚胎第一步：使用