
湖南版高中生物总复习专题23细胞工程与胚胎工程(讲解练)教学讲练.pptx
32页考点清单实践探究栏目索引专题23细胞工程与胚胎工程选考生物湖南省专用选考生物湖南省专用考点清单实践探究栏目索引考点一植物细胞工程考点一植物细胞工程一、细胞工程的概念与理论基础1.细胞工程(1)操作水平: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遗传物质或获得细胞产品2.细胞的全能性(1)概念: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2)原理:细胞内含有本物种的全套遗传信息考点考点清单清单考点清单实践探究栏目索引(3)全能性表达条件:具有完整的细胞结构,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:受精卵生殖细胞体细胞核(动物细胞全能性受限制,但细胞核具有全能性)二、植物组织培养1.原理:植物细胞的全能性2.概念理解(1)培养对象:离体的植物器官、组织或细胞2)培养条件:无菌、人工配制的培养基、相关激素等考点清单实践探究栏目索引(3)培养结果:产生愈伤组织、丛芽(或丛根、胚状体),最终形成完整的植株3.操作流程思考1:在人工种子中,人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分,请探讨:人工种皮中应该具有的有效成分是什么?为了促进胚状体的生长发育,我们还可以向人工种皮中加入哪些物质?提示1:针对植物种类和土壤等条件,在人工种子的包裹剂(人工种皮)中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。
为了促进胚状体的生长发育,还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂考点清单实践探究栏目索引思考2:植物组织培养时添加植物激素的目的是什么?提示2:植物组织培养时添加植物激素可以促进愈伤组织的分化,生长素/细胞分裂素的值较高时,利于根分化;生长素/细胞分裂素的值较低时,利于芽分化三、植物体细胞杂交1.原理:植物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考点清单实践探究栏目索引3.意义:克服不同种生物远缘杂交的不亲和性思考1:植物体细胞杂交形成的杂种植株染色体如何计数?提示1:杂种植株中含有两种植物的遗传物质植物体细胞杂交形成的杂种植株,有几个染色体组就称为几倍体若一植物细胞含有2x条染色体,22.操作流程考点清单实践探究栏目索引个染色体组,基因型为Aabb,另一植物细胞含有2y条染色体,2个染色体组,基因型为ccDd,则新植株应为异源四倍体,其体细胞中染色体为(2x+2y)条,4个染色体组,基因型为AabbccDd思考2:杂种植株的变异类型属于基因重组吗?提示2:不属于杂种植株的变异类型属于染色体变异,杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和,杂种植株一般属于异源多倍体。
名师点拨(1)不要认为植物体细胞杂交的结果只是形成杂种细胞植物体细胞杂交的结果是经过组织培养形成杂种植株2)不要认为植物体细胞杂交属于有性生殖植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合,因此不属于有性生殖,应为无性生殖3)不要认为杂种植株的变异类型属于基因重组杂种植株的变异类型属于染色体变异,杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和,杂考点清单实践探究栏目索引种植株属于异源多倍体四、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,并可保持优良亲本的遗传特性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考点清单实践探究栏目索引考点二动物细胞工程考点二动物细胞工程一、动物细胞培养1.地位:动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合等其中动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础2.过程考点清单实践探究栏目索引思考1:动物细胞培养时常用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理组织块,这样做的目的是什么?提示1:这样做的目的是使细胞分散开来,这也说明了动物细胞间的主要物质是蛋白质。
思考2:细胞贴壁生长和接触抑制是怎么回事?提示2:动物细胞培养时,悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为接触抑制考点清单实践探究栏目索引思考3:原代培养与传代培养有何不同?提示3:原代培养是指细胞悬液第一次在瓶中培养,没有分瓶培养之前的细胞培养原代培养的细胞核型正常传代培养是指进行分瓶后的扩大培养一般情况下,细胞传至1050代时,增殖会明显减缓,甚至完全停止,部分细胞出现核型异常3.培养条件(1)无菌、无毒环境考点清单实践探究栏目索引(2)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血清、血浆等一些天然成分3)适宜的温度:36.50.5;适宜的pH:7.27.44)气体环境二、动物体细胞克隆技术(核移植技术)1.原理:动物细胞核具有全能性2.核移植分类:胚胎细胞核移植和体细胞核移植3.核移植过程(以克隆高产奶牛为例)考点清单实践探究栏目索引4.选用去核卵(母)细胞的原因:卵(母)细胞比较大,容易操作;卵(母)细胞细胞质多,营养丰富,含有促进核全能性表达的物质5.体细胞核移植技术存在的问题:克隆动物存在着健康问题,表现出遗传和生理缺陷等。
思考1:进行核移植时,为什么要选用去核的M中期的卵母细胞?提示1:核移植时选M中期卵母细胞的原因有:此类细胞体积大,易于操作;卵黄多,可为胚胎发育提供充足的营养;卵母细胞的细胞质中存在激发细胞核全能性表达的物质思考2:用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞,想一想,这是为什么?提示2:培养的二倍体动物细胞一般当传代至1050代时,部分细胞核型可能会发生变化,其细胞遗传物质可能会发生突变,而10代以内的细胞一般能考点清单实践探究栏目索引保持正常的二倍体核型因此,在体细胞核移植中,为了保证供体细胞正常的遗传基础,通常采用传代10代以内的细胞三、动物细胞融合与单克隆抗体1.动物细胞融合(1)原理:细胞膜具有一定的流动性2)方法:物理法(离心、振动、电激)、化学法和生物法(灭活的病毒处理)3)结果:形成杂交细胞4)意义:突破了远缘杂交不亲和的障碍5)应用:制备单克隆抗体考点清单实践探究栏目索引名称产生特点血清抗体由浆细胞分泌一般从血清中分离,产量低、纯度低、特异性差单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌特异性强,灵敏度高,能大量制备2.单克隆抗体制备(1)血清抗体与单克隆抗体考点清单实践探究栏目索引(2)过程(3)单克隆抗体的应用a.作为诊断试剂:能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。
考点清单实践探究栏目索引b.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名师点拨杂交瘤细胞的特点:既能迅速大量繁殖,又能产生专一抗体进行动物细胞的诱导融合,只考虑两两融合的情况,形成的细胞有三种:AA型、BB型、AB型只有AB型才是我们所需要的杂种细胞,所以需要用选择性培养基进行筛选获取单克隆抗体的场所a.若液在培养基中进行杂交瘤细胞培养,则从培养液中提取b.若在小鼠或其他动物腹腔中培养,则从腹水中提取考点清单实践探究栏目索引项目第一次筛选第二次筛选筛选原因诱导融合后得到多种杂交细胞,另外还有未融合的亲本细胞由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激,因此经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞筛选方法用特定的选择性培养基筛选:未融合的亲本细胞和同种细胞融合后形成的细胞(“BB”细胞、“瘤瘤”细胞)都会死亡,只有融合的杂种瘤细胞(“B瘤”细胞)才能生长用多孔培养皿培养,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胞群单克隆抗体制备过程中两次筛选分析筛选目的得到杂交瘤细胞得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞考点清单实践探究栏目索引比较植物体细胞杂交与动物细胞融合的“同”与“不同”:一是植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同,纤维素酶和果胶酶作用于细胞壁,而胰蛋白酶等作用于细胞间的蛋白质。
二是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诱导原生质体融合方法相同考点清单实践探究栏目索引考点三胚胎工程考点三胚胎工程一、体内受精和早期胚胎1.精子与卵子的发生2.受精(1)精子获能:刚排出的精子,必须在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化后,才能获得受精能力项目精子的发生卵子的发生场所睾丸的曲细精管卵巢时间从初情期开始从胚胎出现性别分化后变形需变形不需变形细胞质分裂均等分裂不均等分裂结果形成4个精子形成1个卵子和3个极体考点清单实践探究栏目索引(2)卵子的准备:卵子要在输卵管内进一步成熟,当达到减中期(时期)才具有受精能力3)受精过程:获能的精子穿越次级卵母细胞的放射冠和透明带精子进入卵细胞膜原核形成和融合3.胚胎发育过程受精卵:胚胎发育的起点卵裂期:在透明带内进行有丝分裂,细胞数量不断增加,但胚胎总体积并不增加,或略有缩小桑椹胚:属于全能细胞,是胚胎分割的最佳时期考点清单实践探究栏目索引囊胚原肠胚:出现三个胚层和原肠腔名师点拨(1)精子获能是指精子获得受精“能力”,而不是获得能量2)排卵是指卵子从卵泡中排出,而不是卵泡从卵巢中排出。
3)受精的标志受精完成的标志:受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间可以观察到两个极体;而受精完成的标志是雌、雄原核的融合考点清单实践探究栏目索引2.早期胚胎培养(1)培养液成分:无机盐、有机盐(两盐);维生素、激素(两素);氨基酸、核苷酸(两酸),另外还有血清等2)胚胎去向:向受体移植或冷冻保存二、体外受精与早期胚胎培养1.体外受精考点清单实践探究栏目索引三、胚胎移植、胚胎分割与胚胎干细胞培养1.胚胎移植(1)地位:胚胎工程其他技术的最后一道“工序”2)主要过程:考点清单实践探究栏目索引2.胚胎分割(1)材料:发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚2)实质:胚胎分割可增加动物后代数目,其实质是动物的无性繁殖或克隆3)注意:对囊胚阶段的胚胎进行分割时,注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育3.胚胎干细胞(ES或EK细胞)(1)来源:早期胚胎或原始性腺2)特点:在形态上,体积小、细胞核大、核仁明显;在功能上,具有发育的全能性;体外培养条件下可以增殖而不发生分化考点清单实践探究栏目索引说明:饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞,在干细胞培养时,可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞名师点拨1.关于胚胎工程的操作流程分析:(1)胚胎移植的生理学基础a.胚胎能够移入受体的生理学基础:哺乳动物排卵后,同种供、受体生殖器官的生理变化是相同的。
b.胚胎收集的生理学基础:早期胚胎形成后,未与母体子宫建立联系,而是处于游离状态3)培养过程考点清单实践探究栏目索引c.胚胎在受体内能够存活的生理学基础:受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应d.供体胚胎正常发育的生理学基础:供体胚胎可与受体子宫建立联系,且供体胚胎的遗传特性不受影响2)胚胎移植的实质:是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换,而胚胎本身的遗传物质并不发生改变,因此各种性状能保持其原来的优良特性3)胚胎移植的优势:充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,从而大大缩短了供体本身的繁殖周期,大大推动了畜牧业的发展4)胚胎移植过程中两次使用激素:第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理;第二次用促性腺激素处理供体使其超数排卵5)胚胎移植过程中有两次检查:第一次对收集的胚胎进行检查;第二次对受体母畜是否妊娠进行检查考点清单实践探究栏目索引比较项目试管动物克隆动物技术基础体外受精、胚胎移植核移植技术、。
