专题2细胞工程复习学案

高二生物选修3第一轮复习课学案班学号姓名用心爱心专心生物材料Page1of5基础夯底子脱分化再分化细胞悬浮液10代细胞原代培养50代细胞细胞株传代培养细胞系专题2细胞工程（一）植物细胞工程（二）动物细胞工程1.动物细胞培养新课标解读：考纲内容课标要求⑴植物的组织培养（Ⅱ）⑵动物的细胞培养（Ⅰ）⑴了解植物的组织培养和植物体细胞杂交技术。⑵了解动物细胞的培养过程、条件及应用。复习目标：1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。2.列举植物细胞工程的实际应用。3.掌握动物细胞培养的过程和条件及应用。复习重点：1．植物组织培养的原理和过程。2．植物体细胞杂交的原理。3．植物细胞工程应用的实例。4．动物细胞培养的过程和条件。复习难点：1．植物组织培养实验；2．动物细胞培养的过程。复习内容：细胞工程的含义：1．原理和方法：生物学和生物学的原理和方法。2．水平：。3．目的：按照人的意愿来改变细胞内的或获得。4．分类：根据操作对象可分为和。（一）植物细胞工程1.植物组织培养技术：⑴理论基础（原理）：细胞全能性，即具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞在生物体内细胞没有表现出全能性的原因：全能性的实例：⑵过程：离体的植物器官、组织或细胞-―→愈伤组织-―→胚状体或丛芽―→植物体脱分化：再分化：※※影响脱分化、再分化的因素：⑶特点：子代与亲代性状遗传高度一致⑷地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。2.植物体细胞杂交技术：⑴原理：①细胞膜的流动性②细胞的全能性⑵过程：植物细胞甲----→原生质体甲植物细胞乙----→原生质体乙⑶诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。⑷意义---育种上的最大的优点：克服了不同种生物远缘杂交不亲和的障碍。⑸未解决的问题：3.应用：⑴植物繁殖的新途径：（微型繁殖概念、特点；作物脱毒的方法；人工种子的结构）⑵培育作物新品种（单倍体育种、突变体的利用）；⑶细胞产物的工厂化生产（用人工培养的愈伤组织提取细胞中的某种成分：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等）细胞产物的工厂化生产：生产人参皂甙干粉、生产红杉醇等。☆工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么？第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株作为种质，其中一部分作为保存用，以备下一次生产用，一部分进行发酵生产。第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。（二）动物细胞工程1.动物细胞培养⑴概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。⑵动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。※※细胞株和细胞系的界定：⑶细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。⑷动物细胞培养需要满足以下条件①无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。②营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。③温度：适宜温度：哺乳动物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。④气体环境：95%O2＋5%CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。⑸动物细胞培养技术的应用：生产生物制品（制备病毒疫苗、干扰素、制备单克隆抗体）；应用于基因工程；检测有毒物质；培养医学研究的各种细胞等。※动物细胞培养与植物组织培养的区别：动物细胞培养与植物组织培养有许多相似之处，也有许多不同点。①它们用的培养基不同，植物组织培养用的一般是固体培养基，而动物细胞培养用的一般是液体培养基。②它们的培养基的成分不同。动物细胞培养的培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐和维生素，另外还有动物血清。植物组织培养所需要的培养基包含植物生长和发育的全部营养成分，如矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加物，没有动物血清。③植物组织培养最后一般得到新的植物个体，而动物细胞培养因为动物体细胞一般不能表达其全能性，因此得到的是同一种的细胞。植物组织培养动物细胞培养原理培养基物理性质、成分结果应用相同点再分化---→新的原生质体----→杂种细胞----→愈伤组织---→杂种植株去壁去壁融合再生细胞壁脱分化高二生物选修3第一轮复习课学案班学号姓名用心爱心专心生物材料Page2of5基础夯底子去核减Ⅱ中期----→重组细胞---→重组胚胎--→代孕动物--→幼体（与供体遗传物质基本相同的个体）细胞融合发育胚胎移植生出专题2细胞工程（二）动物细胞工程2.动物体细胞核移植技术和克隆动物3.动物细胞融合4.单克隆抗体新课标解读：复习目标：1．简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和应用前景。2．举例说出动物细胞融合与单克隆抗体的原理和应用。复习重点：1．用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。2．单克隆抗体的制备和应用。复习难点：1．用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。2．单克隆抗体的制备过程。复习内容：知识点归纳：（二）动物细胞工程：1．动物细胞的培养：2.动物体细胞核移植技术和克隆动物⑴概念：将动物的一个细胞的，移入一个已经去掉细胞核的中，使其重组并发育成一个新的，这个新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植方法得到的动物为动物。动物细胞全能性会随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱，主要是由核移植来实现的。⑵理论基础：动物的细胞核具有全能性。⑶类型：哺乳动物核移植可以分为核移植（比较容易）和核移植（比较难）。⑷动物体细胞核移植的大致过程是：供体体细胞--→细胞培养--→细胞核卵巢卵母细胞------→去核的卵母细胞⑸体细胞核移植技术的应用：①加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育；②保护濒危物种，增大存活数量；③生产珍贵的医用蛋白；④作为异种移植的供体；⑤用于组织器官的移植等。⑹体细胞核移植技术存在问题：克隆动物存在着成功率低、健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。3.动物细胞融合⑴概念：也称，是指动物细胞结合形成一个细胞的过程。杂交细胞：融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞。⑵理论基础：细胞增殖⑶原理：与植物原生质体融合相同，即细胞膜具有一定的流动性。⑷方法：①与植物原生质体融合相同的是物理方法（离心、振动、电激）和化学方法（聚乙二醇）。②与植物原生质体融合不同的是灭活的病毒。⑸意义、用途：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物生物新品种培育的重要手段。最重要的用途是的制备。※※动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：比较项目融合原理细胞融合的方法诱导手段用法植物体细胞杂交动物细胞融合4.单克隆抗体⑴抗体：一个B淋巴细胞只能接受一种抗原刺激只能分泌一种特异性抗体。⑵传统获取抗体：①方法：向动物体内反复注射抗原，使动物产生抗体，从动物的血清中分离所需抗体。②传统获取抗体方法的缺陷：产量低、纯度低、特异性差。⑶单克隆抗体的制备过程：B淋巴细胞G骨髓瘤细胞R一般有物理方法（离心、振动、电激）；化学方法（聚乙二醇）；生物方法（灭活的病毒）多种细胞：融合细胞(共有3种，分别为GG、RR、GR)和未融合细胞（G、R）用特定的选择性培养基培养且筛选融合细胞单一抗体检测、克隆化培养杂交瘤细胞（能够产生针对特定抗原的抗体）单克隆抗体⑷杂交瘤细胞的特点：既能大量，又能产生。⑸单克隆抗体的优点：强，高，并能。⑹单克隆抗体的作用：①作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟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：主要用于治疗癌症治疗，可制成“生物导弹”，也有少量用于治疗其它疾病。考纲内容课标要求⑴动物体细胞核移植和克隆（Ⅰ）⑵细胞融合与单克隆抗体（Ⅱ）⑴了解体细胞核移植技术和克隆动物的过程和应用前景。⑵理解动物细胞融合与单克隆抗体的原理和应用。注入注射到小鼠腹腔内培养体外培养条件下大规模培养从腹水中提取从培养液中提取融合：高二生物选修3第一轮复习课学案班学号姓名用心爱心专心生物材料Page3of5基础夯底子HKLN⑨M⑧P例题分析：例1、在动物细胞培养过程中，出现遗传物质改变的细胞是（）A．细胞系B．细胞株C．原代细胞D．传代细胞例2、英国科学家应用哪一种关键的细胞工程技术，培养出著名的克隆绵羊----“多利”（）A．细胞培养B．细胞融合C．动物胚胎移植D．细胞核移植例3、“神州四号”飞船成功地发射与回收，其携带的生命系统装置中有混合的小白鼠骨髓瘤细胞和淋巴细胞，在微重力的情况下，请预测该实验的作用()A．提高骨髓瘤细胞和淋巴细胞的突变频率B．提高骨髓瘤细胞和淋巴细胞的繁殖能力C．提高骨髓瘤细胞和淋巴细胞的融合几率D．促进B淋巴细胞产生抗体例4、动物细胞融合的目的中最重要的是（）A．克服远缘杂交的不亲和性B．制备单克隆抗体C．培育新品种D．生产杂种细胞例5、关于制备单克隆抗体的叙述正确的是（）A．单克隆抗体产自淋巴细胞B．单克隆抗体的制备要经过细胞融合C．单克隆抗体的获得不需要使细胞癌变D．获得的单克隆抗体具有特异性强．纯度高．灵敏度低和产量高的特点★例6、（宁夏理综32B）．现有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质，B品种牛则为B细胞核、B细胞质。⑴如果要获得一头克隆牛，使其细胞由A细胞核和B细胞质组成，基本步骤是：从A品种牛体内取出体细胞，进行体外培养。然后再从培养细胞中取出_______注入B品种牛的卵母细胞，经过某处刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为，将该胚胎移入代孕母牛的_______中，通过培育可达到目的。⑵一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较难，原因之一是卵母细胞的数量______，为解决这一问题，可以用激素处理B品种母牛。⑶克隆牛的产生说明具有全能性。克隆牛的性状主要表现____品种牛的特征。由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自______个亲本，细胞质来自______性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成______（相同，不同）。★★例7、科学家从某些能无限增殖的细胞的细胞质中分离出无限增殖调控基因（prG），该基因能激发许多动物细胞的分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的前景。请简述动物细胞融合技术、基因工程、细胞核移植技术三方面制备单克隆抗体的过程。⑴⑵⑶夯基达标：1．（06·全国Ⅰ理综）下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是（）A．培养中的人效应T细胞能产生单克隆抗体B．培养中的人B细胞能够无限地增殖C．人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株D．用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞2．用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是（）A．将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞B．用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞C．用聚乙二醇（PEG）作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合D．筛选杂交资金积累细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体3.下列关于细胞工程的叙述中，错误的是（）A．植物细胞融合必须先制备原生质体B．试管婴儿技术包括人工受精和胚胎移植两个方面C．经细胞核移植培育出的新个体只具有一个亲本的遗传性状D．植物组织培养过程中要注意无菌操作4.培育克隆牛的过程中，如果供体细胞来自同一头牛，培育出的这些