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1山西大学附中高三年级生物一轮复习学案编号31课题：（31克隆技术）制作人：于飞飞审核人：赵志玲考纲要求：1.植物组织培养II2.动物细胞培养与体细胞克隆I3.细胞融合与单克隆抗体II4.生物技术中的伦理问题I提示：课本中涉及不同操作水平的克隆技术1.分子水平的克隆实例DNA分子的复制2．细胞水平的克隆实例细胞的有丝分裂，无丝分裂，二分裂3．个体水平的克隆实例植物体细胞杂交，抗虫棉培育，核移植，同卵双胞胎，动物胚胎分割移植（一）植物细胞工程一、细胞全能性1、概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都有发育成完整个体的潜能2、原因：细胞内含有本物种全部遗传信息二、植物组织培养（1）培养基：成分主要内容作用水水（H2O）为细胞代谢提供条件，参与细胞代谢无机盐大量元素微量元素参与各种物质合成、代谢调节、生长必需碳源蔗糖营养成分维持渗透压其他成分NH4+NO2合成核酸蛋白质等状态固体培养基或半固体培养基形成植物地上、地下部分，利于生长培养要求无菌操作常温培养关照强度时间更换培养基等细菌繁殖速度快，会产生污染植物细胞在常温下生长正常满足愈伤组织，及植株的光照需求防止代谢废物积累，满足营养需求（2）过程：脱分化：已经分化的细胞经过诱导后，失去其特殊的结构和功能而转变成未分化细胞的过程再分化：愈伤组织继续培养，重新分化成芽或根等器官的过程。愈伤组织：排列疏松，无规则，高度液泡化，无定型状态的薄壁细胞激素使用：细胞分裂素生长素①能强烈刺激愈伤组织的形成（细胞分裂素、生长素共同使用）②影响再分化过程中根和芽的发生细胞分裂素、生长素浓度比对分化的影响如何？2细胞分裂素/生长素﹤1先生根后发芽﹥1先发芽后生根﹦1形成忧伤组织（3）应用：1快速繁殖、培育无病毒植株2细胞培养生产药物、食品添加剂、香料、色素、杀虫剂（3人工种子：胚状体+人工种皮4转基因植物的培育三、植物体细胞杂交1、概念：不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术2、过程：写出流程图。课本36页3、植物细胞杂交与传统细胞杂交比较：传统杂交细胞杂交过程自然发生，在体内完成胚的发育人工诱导融合，需要组织培养本质精卵两种生殖细胞结合，完成遗传物质重新组合不同生物的体细胞融合优点杂种第一代生长整齐，产量高克服远缘杂交不亲和的障碍缺点存在生殖隔离，杂种第二代生长不一定整齐很多理论技术问题未解决目的获得杂种优势，提高产量获得优良性状意义自然发生，方便生产扩展了用于杂交的亲本组合应用范围种内种间（二）动物细胞工程一、动物细胞培养1.培养基：状态液体培养基动物细胞生活的液体环境成分糖类、氨基酸、促生长因子，微量元素等满足能量需求、作为细胞碳源氨基酸合成蛋白质无机盐重要的细胞组成物质维生素、动物血清等生长调节作用条件恒温动物细胞生长温度无菌，无毒环境防止微生物生长氧气细胞代谢所必需的二氧化碳维持培养液的pH2、过程：自己画出流程图幼龄动物组织—剪碎组织—胰蛋白酶处理—细胞培养33.概念：原代培养：通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养传代培养：贴满瓶壁的细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养4.生长特点：（1）贴壁生长：培养瓶中的悬浮液细胞，紧贴培养瓶内壁才能生长（2）接触抑制：当培养瓶中内壁生长细胞彼此紧密接触时，细胞不再分裂5.应用：（1）生产有重要价值的蛋白质产品分泌性的蛋白质产品（2）培养皮肤细胞用于移植形成组织（3）检测有毒物质致癌致畸引起染色体数目和结构改变（4）理论研究培养正常或异常细胞用于生理、病理、药理研究二、单克隆抗体1、概念：单一杂交瘤细胞大量增殖所产生的抗体2、基本原理：（1）一种淋巴细胞克隆只产生一种特异性抗体（2）细胞融合技术产生的杂交瘤细胞可以保持亲代双方的特性（3）杂交瘤细胞的筛选，体外培养大量增殖，获得所需抗体3、优点：特异性强，灵敏度高，并可以大量制备项目分泌特点生产单克隆抗体筛选出的杂交瘤细胞特异性强、灵敏度高产量高，易纯化分离常规抗体体内的浆细胞特异性差、灵敏度低产量低，分离困难4、细胞来源及特点：B淋巴细胞能产生特异性强抗体，在体外不能无限繁殖骨髓瘤细胞不产生专一性强抗体，体外能无限繁殖5、制备过程：53页应用：（1）理论研究中具有重要意义（2）用于疾病的诊断、治疗、预防单抗诊断试剂盒生物导弹三、动物体细胞的克隆1.过程：包括动物体细胞核移植和胚胎移植两个过程2.原理：动物细胞核的全能性3.核移植过程：（自己写）48页4思考：为什么选用去核卵细胞？体积大，营养物质丰富含有促进核基因表达的物质4.体细胞核移植技术存在的问题：存在健康问题许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷成功率低四、动物细胞融合1.原理膜的流动性2.方法物理（电激法）化学（聚乙二醇）病毒（灭活的病毒）3.应用制备：单克隆抗体研究细胞遗传，细胞免疫肿瘤和生物新品种培育等的重要手段基因在染色体上的定位（三）细胞工程细胞工程植物细胞工程动物细胞工程基本原理细胞生物学和分子生物学的原理和方法操作水平细胞水平技术手段组培体细胞杂交动物细胞培养融合单克隆抗体核移植理论基础植物细胞全能性细胞增殖诱导手段物理化学物理化学生物手段应用白菜—甘兰等杂交植物单克隆抗体的制备（杂交瘤细胞）习题巩固人绒毛膜促性腺激素（HCG）是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。下图1是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，图2表示杂种细胞中基因的存在与人体染色体间的关系（注：“+”表示有，“—”表示无），请分析回答：（1）制备单克隆抗体用到的生物学技术有动物细胞培养和动物细胞融合。图1中给小鼠注射的HCG相当于抗原，①过程常采用的方法有电激法、聚乙二醇法、灭活病毒处理（至少答2点）。（2）科研人员发现形成的杂种细胞中小鼠的染色体会随机丢失，各种杂种细胞保留小鼠染色体的种类和数量是不同的，对杂种细胞进行染色体和基因关系分析的结果如图2。据此推测，2号染色体上有AC基因，若控制抗HCG单克隆抗体合成的基因是B，则可用于大规模培养的除了杂种细胞系四外，还能选用一。能无限增殖的各种细胞系有一二三四五。（3）在④之前要进行抗体筛选的目的是选出既能无限增殖又能产生抗HCG抗体的杂交瘤细胞，在此过程生产的单克隆抗体可以与人绒毛膜促性腺激素（或“HCG”）特异性结合，从而诊断早孕。杂种细胞系一二三四五小鼠基因A-+-+-B+--+-C-+-+-小鼠染色体1+--+-2-+-+-3--++-