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第二讲克隆技术知识点一植物的克隆(一)克隆的概念无性繁殖克隆是指不通过两个分子、两个细胞或两个个体的结合，只由一个模板分子、细胞或母体直接形成新一代分子、细胞或个体的过程。(二)植物的克隆1．植物细胞全能性和组织培养方法(1)植物细胞全能性：①概念：植物体的每个细胞都具有发育成完整植株的潜能。生活②细胞全能性的物质基础：生物体每个细胞都含有该物种所特有的全套，都有发育成为完整个体必需的全部基因。遗传物质③植物细胞表现出全能性的条件：a.离体、c.其他适宜条件适时的光照、温度和pH、O2等无菌b.一定的营养物质水、无机盐、氨基酸、蔗糖等和适宜比例的植物激素生长素、细胞分裂素等(2)植物组织培养程序：配制半固体培养基→获取植物组织→培养植物组织，产生→诱导愈伤组织形成为。植株愈伤组织2．细胞培养和器官培养(三)原生质体培养与植物细胞工程1．原生质体培养(1)过程①为去除获得具有活力的，它是在0.5～0.6mol/L的溶液环境下用混合液处理根尖、叶片、愈伤组织或悬浮培养细胞，将细胞壁消化除去获得的。细胞壁原生质体甘露醇纤维素酶和果胶酶(2)过程②是原生质体的。融合(3)过程③是原生质体融合后再生出，这是原生质体融合成功的标志。细胞壁2．植物细胞工程的概念和操作过程培养植物细胞(包括原生质体)，借助方法，将外源遗传物质导入受体细胞中，或通过细胞融合(体细胞杂交)、显微注射等将不同来源的遗传物质重新组合，再通过对这些转基因细胞或重组细胞进行培养，获得具有的新植株。基因工程特定性状3．植物克隆的应用(1)培养特定细胞系，使得细胞的许多次生代谢产物得以能够工业化的生产。(2)通过花药离体培养，进行单倍体克隆，进行植物育种。(3)可培育出转基因植物。(4)在培养基中加入不同浓度的NaCl或病原体毒蛋白，诱导和筛选抗盐或抗病突变体。知识点二动物的克隆1．动物细胞的培养和克隆形成(1)技术基础：。动物细胞培养(2)操作流程：(3)克隆培养法：①概念：是把一个单细胞从群体中分离出来培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。②基本要求：保证分离出来的细胞是。③易克隆成功的细胞：无限细胞系、转化细胞系、肿瘤细胞等。④提高细胞克隆形成率的措施：选择适宜的培养基；添加血清；以支持生长；激素刺激；使用二氧化碳培养箱调节pH等。单独一个滋养细胞⑤细胞克隆的用途：单一细胞的克隆由于一致，是研究遗传规律和生理特征的重要材料。基因型2、动物的克隆繁殖(1)动物细胞全能性的表现程度：①早期胚胎细胞多能干细胞单能干细胞的体细胞。受精卵高度分化②低等动物细胞高等动物细胞。(2)动物难以克隆的根本原因：差异表达受精卵(3)细胞核移植实验和动物的克隆繁殖：①原理：动物具有全能性。体细胞核动物的个体发育过程中，细胞分化使得细胞发生了基因的_________，有的基因开放，有的基因关闭。使得基因组中基因的活动很不完全，不能像那样发挥细胞的全能性。②过程：③结果：产生。新个体考点一植物的克隆1．植物组织、细胞、器官培养和原生质体培养的关系2．植物细胞工程的操作过程[典例1](2013·重庆高考)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述错误的是()A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害B．在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞C．出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控D．生根时，培养基通常应含α萘乙酸等生长素类调节剂[解析]植物组织培养中消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对培养材料的伤害；植物体细胞的杂交需先除去细胞壁得到原生质体，再在细胞融合诱导剂作用下获得染色体加倍的细胞；细胞分化的实质是基因的选择性表达；植物组织培养过程中，生根阶段的培养基中通常应含有生长素类调节剂。[答案]B具有全能性≠体现(实现)全能性(1)具有全能性：理论上，活细胞都具有全能性。(2)体现全能性：只有发育成完整个体，才能说明实现了细胞的全能性。[针对练习]1．(2014·嘉兴一模)下列关于植物克隆的叙述，错误的是()A．通过花药离体培养可获得单倍体B．通过平衡植物激素种类可实现器官发生C．可利用细胞培养生产人参皂苷等中药成分D．对植物愈伤组织进行诱变、培育和筛选可获得新品种解析：通过平衡植物激素配比调控器官发生和形态建成。答案：B考点二动物的克隆1．动物细胞培养需要满足的条件(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%空气＋5%CO2，其中O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。2．原代培养和传代培养(1)原代培养：可有两种表述：a.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；b.最初的若干次传代归入原代培养的范围。两种表述没有本质区别。(2)传代培养：3．细胞株和细胞系(1)细胞株：通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞。细胞株一般具有恒定的染色体组型、同功酶类型等特征。细胞株是具有特殊性质的细胞系。同样有两种表述：a.细胞悬液培养一段时间后，分瓶再进行的细胞培养；b.传10代以后的细胞培养，统称为传代培养。(2)细胞系：指可连续传代的细胞。原代培养物在首次传代时就成为细胞系。不能连续培养下去的是有限细胞系，如二倍体细胞。能连续培养下去的是连续细胞系，连续细胞系是发生了转化的细胞系，大多具有异倍体核型，有的属恶性细胞系能异体致瘤。4．细胞全能性的大小比较植物细胞：受精卵生殖细胞体细胞动物细胞：受精卵生殖细胞胚胎干细胞体细胞核(动物细胞全能性受限制，但细胞核具有全能性)5．动物细胞培养和动物体细胞核移植的比较过程动物细胞核的全能性细胞增殖原理动物体细胞核移植动物细胞培养项目动物细胞培养是体细胞克隆的基础联系获得与供体遗传物质基本相同的个体获得细胞群结果动物体细胞核移植动物细胞培养项目[典例2](2014·浙江高考)下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是()A．连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型B．某些癌细胞在合适条件下能逆转为正常细胞C．由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆D．未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状[解析]连续细胞系的细胞大多数具有异倍体核型；癌细胞仍能逆转为正常细胞，如小鼠畸胎癌细胞能分化为各种正常体细胞；由一个共同的祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆；未经克隆化培养的细胞系具有异质性。[答案]B(1)在动物细胞培养的过程中有贴壁生长和接触抑制现象。(2)动物细胞培养过程中两次用到胰蛋白酶，第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。(3)细胞核移植选用去核卵(母)细胞的原因：虽然细胞核内具有发展成为一个完整个体所需的全套基因，但动物体细胞分化程度较高，因此很难表达全能性。而卵(母)细胞比较大，容易操作；卵(母)细胞的细胞质多，营养丰富，含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。将体细胞核移植入去核卵(母)细胞内，既保证了重组细胞的完整性，又能刺激体细胞核表达其全能性，发育成为一个新的个体。(4)与克隆动物有关的亲本的遗传关系：动物体细胞核移植产生的新个体的亲本有三个：体细胞核供体、卵(母)细胞细胞质供体、代孕母体。新个体细胞核基因型与体细胞核供体完全一样，因此新个体性状与体细胞核供体基本相同。卵(母)细胞细胞质中也有少量的DNA，新个体性状与卵(母)细胞细胞质供体有一些地方相同。代孕母体没有为新个体提供遗传物质，新个体性状与代孕母体基本没有联系。(5)在发育过程中可能发生基因突变、染色体畸变导致性状改变；外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。[针对练习]2．以下叙述错误的是()A．细胞株是具有特殊性质的细胞系B．做为细胞克隆的细胞要具有较强的独立生存能力C．通过细胞克隆可从普通的细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系D．在个体发育过程中，动物细胞的发育潜能不变解析：在动物发育过程中，细胞的发育潜能逐渐变窄。答案：D[课堂对点练]题组一植物克隆1．(2013·江苏高考)某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗，下列技术中不能选用的是()A．利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗B．采用花粉粒组织培养获得单倍体苗C．采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上D．采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养答案：B解析：利用扦插、嫁接的方法可以进行快速繁殖，且能保持亲代的优良性状；花粉粒为雄配子，其离体培养获得的单倍体植株是高度不育的，不能保持亲代的优良性状；用植物的体细胞进行植物组织培养，可快速繁殖且能保持亲本优良性状。题组二动物克隆2．(2013·浙江高考)实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是()实验小鼠――→甲皮肤组织――→乙皮肤细胞――→丙培养细胞1――→丁培养细胞2A．甲过程需要对实验小鼠进行消毒B．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化C．丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型D．丁过程得到的细胞具有异质性解析：图示甲过程是进行动物细胞培养的第一步——获取动物组织，为了避免杂菌的污染，应进行消毒处理；乙过程为获取单个动物细胞，可用胰蛋白酶消化；丙过程得到的细胞系通常为有限细胞系，遗传物质和染色体数未发生变化，大多数不具有异倍体核型；未经克隆化的细胞系具有异质性。答案：C