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1、（2012新课标卷）40、生物选修3现代生物科技专题（15分）根据基因工程的有关知识，回答下列问题：,（1）限制性内切酶切割分子后产生的片段，其末端类型有 和。,黏性末端,平末端,（2）质粒运载体用EcoR切割后产生的片段如下：为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoR切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是。,切割产生的DNA片段末端与EcoR切割产生的相同,（3）按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即DNA连接酶和DNA连接酶。,E.Coli,T4,（5）基因工程中除质粒外，和 也可作为运载体。,（4）反转录作用的模板是，产物是。若要在体
2、外获得大量反转录产物，常采用技术。,（6）若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是,mRNA（或RNA）,cDNA（或DNA）,噬菌体,未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力极弱,PCR,动植物病毒等,4、【生物现代生物技术专题】为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。（1）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的 处，DNA连接酶作用于 处。（填“a”或“b”）,（2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和 法。,（3）由导
3、入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用 _ 技术。该技术的核心是。（4）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的 作探针进行分子杂交检测，又要用 方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。,基因枪法（花粉管通道法）,植物组织培养,去分化和再分化,耐盐基因,一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）,专题二、细胞工程,1、概念:,植物细胞工程动物细胞工程,所采用技术的理论基础,植物细胞工程,通常采用的技术手段,植物组织培养,植物体细胞杂交,植物细胞的全能性,一、植物细胞工程,(离体的植物器官、组织或细胞),脱分化避光,再分化光照,培养条件：,离体、含有全部营养成分的培养基、激素、一定的温度
4、、空气、无菌环境、适合的PH、适合的光照等,外植体,举例：,花药离体培养；基因工程培育的抗棉铃虫的棉花植株；细胞工程中培育的“番茄-马铃薯”杂种植株等。,1、植物组织培养,去壁,去壁,纤维素酶果胶酶,原生质体,植物细胞,融合的原生质体,离心、振动、电刺激聚乙二醇,再生细胞壁,杂种细胞,脱分化,愈伤组织,杂种植株,激素,筛选,激素,再分化,2、植物体细胞杂交过程示意图,植物体细胞杂交原理：细胞膜流动性,植物组织培养原理：植物细胞全能性,A,B,你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？,(1)分离原生质体-酶解法(2)原生质体融合-物、化法(3)新细胞壁形成-杂交细胞形成标
5、志(4)植物组织培养-植物体细胞杂交的 技术环节之一,意义：克服远缘杂交不亲和的障碍、培育新品种,6.下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：,步骤是去掉，最常用的方法是用 酶去除，使植物细胞成为。步骤一般常用的化学试剂是，目的是。在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是，其中步骤相当于，步骤相当于。,细胞壁,纤维素酶和果胶酶,原生质体,聚乙二醇,诱导原生质体融合,植物组织培养,脱分化,再分化,植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是。从理论上讲，杂种植株的育性为。若运用传统有性杂交方法能否实现？因此，这项研究对于培养作
6、物新品种方面的重大意义在于。利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？,杂种细胞具有两个亲本的遗传物质,可育,不能,克服远缘杂交不亲和的障碍,不遵循，植物体细胞杂交属于无性生殖。,(1)过程是，实际融合的过程中原生质体可能会形成 种细胞团(只考虑两个细胞融合的情况)。与过程密切相关的细胞器是。,3,高尔基体和线粒体,课堂练习,原生质体融合,(2)若番茄细胞内含A条染色体，马铃薯细胞内含B条染色体，若将番茄和马铃薯采用有性杂交的育种方法培育(假设能成功)，得到的后代应含 条染色体，若采用体细胞杂交技术所得植株含 条染色体，(3)若番茄是二倍体
7、，马铃薯是四倍体，则杂种植株为 倍体。,习题,(A+B)/2,A+B,六,(4)在培养杂种苗的过程中，一般在2428小时后，大部分原生质体已经再生出细胞壁。怎样鉴别细胞壁是否再生？,植物细胞质壁分离和复原实验,植物组织培养技术有哪些应用？,.植物繁殖的新途径微型繁殖：不仅可以保持优良品种的遗传特性,还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。作物脱毒：利用植物分生组织(如茎尖、根尖)进行培养,可以使新长成的植株脱除病毒。,注意 人工种皮中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,以利于胚状体生长发育成幼苗。,人工种子：植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽,包上人工种皮就可
8、以形成人工种子。右图是人工种子的结构示意图。,人工种子,自然种子,胚状体包埋在胶囊内形成球状结构：胶质化合物薄膜种皮营养成分和植物激素 人工胚乳胚状体新植物的幼体,优点：快速繁殖，解决作物繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。保持杂种优势。,培育转基因植物（如抗虫棉等）,(2)作物新品种的培育 单倍体育种：花药离体培养过程就是植物组织培养过程。,单倍体育种的优点是后代不发生性状分离,都是纯合子，能够稳定遗传,明显缩短了育种年限。,突变体的利用：在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断的分生状态,因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。从这些产生突变的个体中可
9、以筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。细胞产物的工厂化生产：可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物,如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。,1.对细胞全能性的表述正确的是A.非离体植物细胞能够表现出全能性B.动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现C.单克隆抗体的制备原理依据是细胞的全能性D.花粉培育成单倍体是细胞全能性的体现2.植物细胞表现出全能性的必要条件是A.给予适宜的营养和外界条件B.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件C.导入其他植物细胞的基因D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内,3.在生物体的所有细胞中，全能性最高的是A卵细胞 B 植物花粉 C体细胞 D.受
10、精卵4.在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为：A.细胞丧失了全能性 B.基因的表达有选择性 C.不同的细胞内基因不完全相同 D.在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化,5.植物组织培养可以形成愈伤组织，下列有关愈伤组织的叙述错误的是A.愈伤组织是离体细胞经过脱分化形成的B.形成愈伤组织的培养基不需含有机分子C.愈伤组织可以形成具有生根能力的胚状结构D.愈伤组织细胞的线粒体和核糖体可能发生碱基互补配对6.能刺激愈伤组织形成的诱导剂是A.细胞分裂素和生长素 B.赤霉素 C.生长素和赤霉素 D.细胞分裂素和乙烯,7.将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需
11、要的是A、具有完整细胞核的细胞 B、一定的营养物质和植物激素C、离体状态 D、导入指定基因 8.（多选）植物体细胞的组织培养常被用于保留杂种优势。因为植物组织培养的过程 A.不可能发生基因突变 B.生殖方式属于无性生殖C.子代不发生性状分离 D.体细胞内不存在等位基因,10.植物体细胞杂交的目的是A.用酶解法去掉细胞壁分离出有活力的原生质体B.以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合C.用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株D.通过以上三者来完成 11.在细胞工程 原生质体融合育种技术中，、其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除心去，通常是采用纤维素酶的酶解破壁法处理。如将去掉了细胞壁
12、的成熟植物细胞置于清水中，细胞最终将 A.皱缩 B.胀破 C.呈球形 D.保持原状,二、动物细胞工程,植物细胞工程常用的技术手段：,植物组织培养、植物体细胞杂交等,动物细胞培养,动物细胞核移植,动物细胞融合,单克隆抗体制备等,回顾：,常用的技术手段：,动物组织块,细胞悬液,原代培养,传代培养,胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞,幼龄动物的器官组织；动物胚胎,动物细胞培养过程,加入培养液,用胰蛋白酶等处理贴壁细胞,适宜条件,无菌、无毒的环境；充足的营养；适宜的温度和pH；适宜的气体环境,1.动物细胞培养的基本原理是什么？2.动物细胞培养液的主要成分是什么？3.进行动物细胞培养的材料一般有何特
13、点？,离体的细胞在适宜的条件下可以增殖（细胞增殖）,通常含有葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、动物血清等。,一般取胚胎组织或幼龄动物的组织做动物细胞培养。因为胚胎组织或幼龄动物的组织的细胞生命力旺盛，分裂能力强。,4.哪些细胞会失去接触抑制？5.在体外培养动物细胞需要什么物质和环境条件？6.动物细胞培养有何应用价值？,肿瘤细胞,无菌无毒环境、充足营养（血清或血浆）、适宜温度、PH、气体环境（O2和CO2，C02的主要作用是维持培养液的PH）。,.大规模生产生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等；.药性、毒性检测；.培养基因工程中的受体细胞,动物组织,单个细胞,细胞悬液,贴壁生长
14、,分瓶培养,10代细胞,50代细胞,不死细胞,原代培养,传代培养,胰蛋白酶,剪碎,加培养液,接触抑制,少数癌变,动物细胞培养技术流程,畸形分化,细胞质,细胞核,细胞核移植,多莉羊的培育过程,动物细胞核移植技术和克隆动物,动物细胞核移植：,是将动物的一个细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成为一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体（克隆动物）,分类：,细胞分化程度低，恢复全能性容易,细胞分化程度高，恢复全能性困难,原理：动物细胞核的全能性,体细胞核移植的过程,卵母细胞去核,体细胞取核,重组细胞,体细胞核移植技术的应用前景,1、在畜牧业中可以加速家畜遗传改良的进程,2、
15、保护濒危物种,3、医药卫生领域生产医用蛋白质及组织器官的移植,细胞膜的流动性,灭活病毒、PEG、电激等,融合后的细胞进行有丝分裂，形成完整的杂交细胞,诱导的手段？,融合后细胞的类型？,AB杂种细胞遗传物质有什么特点？,三种AA、AB、BB,含两种生物的遗传物质,1.2动物细胞融合过程,原理？,1.2动物细胞融合过程,为什么灭活的病毒能作诱导剂？,灭活丧失感染性,保留融合活性,1.4 比较动、植物细胞杂交技术,抗体的传统生产方法,抗原,反复注射动物,从动物的血清中分离抗体,该法制备抗体的缺点：产量低、纯度低，且抗体的特异性差、灵敏度低。,如何解决这个问题呢？,单克隆抗体！,读下面一段资料，找出单
16、克隆抗体的概念,人们发现，在动物发生免疫反应的过程中，体内的B细胞可以产生多达百万种以上的特异性抗体，但是每个B细胞只分泌一种化学性质单一、特异性强的抗体。要想获得大量的单一抗体，必须用单个B细胞进行无性繁殖，即克隆。,2.1单克隆抗体的概念,单克隆抗体：单个B细胞克隆产生的化学性质单一、特异性强的抗体,一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 骨髓瘤细胞能无限增殖,杂交瘤细胞,动物细胞培养技术,设计方案：,动物细胞融合技术,单克隆抗体,既能产生特异性抗体，又能大量增殖的细胞,1975年英国科学家米尔斯坦和柯勒的实验,为什么给小鼠注射特定的抗原蛋白？会有几种融合方式？杂交瘤细胞是如何筛选出来的？有何
17、特点？是否所有的杂交瘤细胞都能产生专一性抗体？如何大规模进行培养得到大量的单克隆抗体？,BB、B瘤、瘤瘤（B、瘤）,（一选）选择性培养基：只有杂交瘤细胞才能存活,获得产生相应抗体的B细胞,（二选）：选能产生所需专一抗体的杂交瘤细胞,体外培养,小鼠腹腔内培养,杂交瘤细胞特点：既能产生特异性抗体，又能大量增殖。,单克隆抗体,杂交细胞,杂交瘤细胞,骨髓瘤细胞,特异性杂交瘤细胞,杂交瘤细胞系,提取,经过免疫的B淋巴细胞,动物细胞融合技术,动物细胞培养技术,单克隆抗体的制备过程：,特点：既能产生专一抗体又能大量繁殖,特点：特异性强灵敏度高可大量制备,强调：,是其他动物细胞工程技术的基础。,动物细胞培养技
18、术,单抗制备过程分哪几步？请用箭头把以下代表单克隆抗体制备过程步骤的图解的字母按正确顺序连接起来。顺序是？,你学会了吗？,2.3单克隆抗体的应用,1、诊断试剂最广泛应用准确、高效、简易、快速,单克隆抗体最主要的优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备。,“生物导弹”单克隆抗体药物 单抗导向，药物为弹头,2、治疗疾病和运载药物,主要用于治疗癌症治疗，单克隆抗体作为载体，运载抗癌药物，形成“生物导弹”，准确杀伤癌变细胞。,例下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。,（1）_技术是单克隆抗体技术的基础。（2）根据培养基的用途分类，图中HAT培养基属于_培养基。（3）单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最大的优
19、越性是_。（4）动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外，还可以采用_。（5）选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的_特点，又具备淋巴细胞的_特点。（6）淋巴细胞是由动物体_中的_细胞分化、发育而来。（7）杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是_。,动物细胞培养,选择,特异性强,灵敏度高,灭活的病毒,在体外大量增殖,分泌特异性抗体,骨髓,造血干细胞,主动运输,1975年Kohler和Milstein的单克隆抗体技术在生产和使用抗体方面开创了新纪元，图10示单克隆抗体制备流程阶段示意图。请据图回答下列问题：（1）该技术是在动物细胞培养技术和 技术的基础上发展起来的。（2）图
20、10中细胞A体外培养不具有分裂能力，但能分泌，细胞B体外培养能够。（3）动物细胞融合常用的方法是。,图10,动物细胞融合,分泌特异性抗体,无限增殖,PEG（灭活的病毒、电激）,图10,（4）细胞融合是随机的过程，在HAT培养基中培养，要筛选出 细胞。在细胞培养过程中，为了促进细胞摄取葡萄糖，常向培养液中加入(激素)（5）要获得大量的单克隆抗体，可对获得的杂交瘤细胞进行 培养。,体外或体内,杂交瘤,胰岛素,例人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，且疾苗生产和抗体制备的流程之一如下图：,提取,请回答：（1）过程代表
21、的是。（2）过程构建A基因表达载体时，必须使用 和 两种工具酶。,DNA连接酶,逆转录,限制性核酸内切酶,（3）过程采用的实验技术是，获得的X是。（4）对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的 所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可以疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行 _ 比较；或用图中的 _ _ 进行特异性结合检测。,抗A蛋白的单克隆抗体,细胞融合 杂交瘤细胞,A蛋白,核酸（基因）序列,(1)若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞是取自小鼠体内的 细胞，从小鼠体内提取分离该细胞之前，应给小鼠注射_类物质。（2）d过程是一个_过程，该过程的进行常用_或_的诱导。(3)假设仅考
22、虑某两个细胞的融合，则可形成 种类型的C细胞，因此需用_培养基筛选出D细胞用于培养，D细胞的名称是，其特点是_。,B 淋巴,抗原,细胞融合,聚乙二醇 灭活的病毒,选择性,3,既能无限增殖又能产生特异性抗体,杂交瘤细胞,(4)在培养时通过_分裂方式大量繁殖。D细胞体外培养需要注意的条件是（要求答5项）_。（5）单克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面，与常规抗体相比，其特点是_。,特异性强、灵敏度高,有丝,无菌、无毒的环境；充足的营养；适宜的温度和pH；适宜的气体环境,15、右图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌抗体的实验方案。据图回答：（1）该方案能达到预期效果吗？。原因是_。（2）图中为 过程，常用 作为诱导剂。该细胞继承了_，因此不仅能分泌_，还有 本领。,不能,没有将抗原注入小鼠体内，无法获得产生专一抗体的B淋巴细胞,细胞融合,灭活病毒,双亲细胞的遗传物质,特异性抗体,大量增殖,制备单克隆抗体,（3）该方案的目的是_。,
