第2讲 克隆技术及生物技术的伦理问题,(1)植物的组织培养() (2)动物的细胞培养与体细胞克隆() (3)细胞融合与单克隆抗体() (4)生物技术中的伦理问题(),知识点一 植物细胞工程 1细胞工程 (1)操作水平：_。 (2)目的：按照人的意愿来改变细胞内的_或获得_。,细胞水平或细胞器水平,遗传物质,细胞产品,2植物细胞的全能性 (1)概念：具有某种生物全部_的任何一个细胞，都具有发育成_的潜能。 (2)原理：细胞内含有本物种的_。 (3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于_状态，提供一定的_和其他适宜外界条件。,遗传信息,完整生物个体,全部遗传信息,离体,营养、激素,3植物组织培养技术 (1)原理：植物细胞具有_。 (2)过程：,全能性,答案：脱分化 再分化 人工种子,想一想：在诱导愈伤组织分化时哪些物质起作用？ 答案：植物激素在愈伤组织的分化中起重要作用，生长素用于诱导细胞的分裂和根的分化。细胞分裂素是促进细胞的分裂和不定芽的分化。,4植物体细胞杂交技术,(1)去壁：酶解法，所用酶为_。 (2)诱导原生质体融合：物理法离心、振动、电激等；化学法常用_ (PEG)作诱导剂。 (3)植物体细胞杂交成功的标志：_。 (4)优点：克服_。 (5)变异类型：_。,纤维素酶和果胶酶,聚乙二醇,杂种细胞再生出细胞壁,不同生物远缘杂交的障碍,染色体变异,优良品种的遗传特性,分生区,愈伤组织,知识点二 动物细胞工程 1动物细胞培养：其他动物细胞工程技术的基础。 .培养过程,.培养条件 (1)无菌、无毒的环境无菌处理、加_杀菌、定期更换培养液。 (2)营养葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐和微量元素_等天然成分。 (3)适宜的温度(36.50.5 )和pH(7.27.4)。 (4)气体环境95%空气5%CO2(维持_)。 .应用：生产细胞产品，如干扰素、疫苗、单克隆抗体；检测并判断某毒性物质毒性的大小；临床医学研究。,抗生素,血清或血浆,培养液的pH,议一议：如何通过细胞培养检测有毒物质毒性的大小？ 答案：用含有一定浓度有毒物质的细胞培养液和正常细胞培养液同时培养正常细胞，通过对照观察变异细胞的百分数来确定其毒性强弱。,2动物体细胞核移植 (1)原理：_。 (2)过程,动物细胞核具有全能性,3单克隆抗体制备 (1)诱导动物细胞融合的方法：物理法离心、震动、电激等；化学法聚乙二醇；生物法_。 (2)单克隆抗体制备过程,灭活病毒,(3)单克隆抗体的优点：_、灵敏度高，可大量制备。 (4)单克隆抗体的应用：作为_；用于治疗疾病和_。,特异性强,诊断试剂,运载药物,议一议：鼠的单克隆抗体能否用于人体疾病的治疗？ 答案：不能。因为小鼠的B淋巴细胞所产生的抗体与人体B淋巴细胞产生的抗体是不同的。,植物细胞工程,高考地位：5年7考,(2012广东卷，2011江苏卷、天津 卷，2010全国新课标卷),一、植物组织培养及细胞全能性 1操作流程及培养条件 (1)操作流程 (2)培养条件：营养物质(水、无机盐、蔗糖、氨基酸和有机酸等)、激素(如细胞分裂素、生长素等)及其他条件(无菌、适宜的温度和pH等)。,幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难。对外植体要进行消毒处理，而对各种器械要彻底灭菌。植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成本高。诱导愈伤组织再分化形成胚状体或丛芽及生根的过程中，要进行换瓶处理，以改变培养基中的激素配比及浓度。,2脱分化和再分化的比较,愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理，以便诱导叶绿素的形成。生长素和细胞分裂素在植物体内含量很低，因此植物组织培养中常用人工合成的生长素类似物和细胞分裂素类似物。细胞分裂素/生长素的比例适中，有利于外植体脱分化，比例升高有利于愈伤组织再分化形成丛芽，比例降低则有利于生根。 3原理 高度分化植物细胞仍然具有全能性。,二、植物体细胞杂交 1技术操作流程图,2原理及过程解读 (1)植物体细胞杂交的障碍 植物细胞都有细胞壁。根据酶的专一性原理，用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。 原生质体融合。人工诱导方法包括物理法，如离心、振动、电激；化学法，如聚乙二醇(PEG)诱导等。 (2)杂种细胞的类型 有三种：AA、BB、AB，符合要求的只有AB，需要进行筛选。,(3)杂种细胞AB形成的标志：新的细胞壁的生成。 (4)杂种植株遗传物质的变化：细胞融合属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，形成异源多倍体。 (5)植物体细胞杂交的原理：原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂种细胞发育成杂种植株利用了细胞的全能性。,高考理综命题既可以单独考查植物组织培养、体细胞杂交及其应用，又可与代谢、基因工程学综合命题，近几年，选择题、非选择题均有出现。,【典例1】 如图所示为科学家利用番茄叶细胞和马铃薯叶细胞杂交培育“番茄马铃薯”植株的过程，请回答下列问题。,(1)过程使用了_酶，为使植物原生质体相互分离，此处使用的溶液浓度较大，以保证植物细胞会发生_，以保护原生质体不被破坏；在动物细胞培养技术中，使细胞分离开来的酶是_。 (2)过程在化学药剂_的作用下会发生细胞融合；动物细胞融合的方法与植物细胞不相同的是_。 (3)过程_属于脱分化，过程_属于再分化，细胞发生分化的根本原因是_。 (4)过程的细胞工程技术是_，其培养时选用的材料通常是分生组织，原因是_。 (5)植物体细胞杂交的研究在_方面，取得了巨大突破。,解析 本题考查植物体细胞杂交的有关知识，意在考查考生的综合运用能力。(1)过程使用含有纤维素酶和果胶酶的高浓度溶液处理植物细胞，使植物细胞发生质壁分离，从而保护原生质体不被破坏。在动物细胞培养技术中，使细胞分离开来的酶是胰蛋白酶。(2)过程是诱导原生质体融合，常用的化学促融剂是聚乙二醇，而用灭活的病毒促进细胞融合是动物细胞融合特有的方式。(3)过程为脱分化，过程为再分化，愈伤组织在细胞增殖过程中，由于基因选择性表达形成具有根、茎、叶的植物体。,(4)过程为植物组织培养过程。植物组织培养时，由于分生组织细胞分裂旺盛、全能性高，因此常作为组织培养的材料。(5)植物体细胞杂交可以克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍，实现不同物种间的基因交流。 答案 (1)纤维素酶和果胶 质壁分离 胰蛋白酶 (2)聚乙二醇 可以使用灭活的病毒 (3) 基因的选择性表达 (4)植物组织培养 全能性高，易培养形成愈伤组织 (5)克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍,一、植物组织培养和动物细胞培养的比较,动物细胞工程及相关技术的比较,高考地位：5年8考,(2012浙江卷、江苏卷，2011浙江卷、 江苏卷，2010四川卷、福建卷),二、细胞融合与单克隆抗体 1动物细胞融合 (1)动物细胞融合：两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。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，称为杂交细胞。 (2)诱导方法：化学法(聚乙二醇)，灭活的病毒，物理法(离心、振动、电激等)。 (3)动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。,2单克隆抗体的制备,制备单克隆抗体过程中两次筛选 第一次筛选是将未融合的B淋巴细胞、骨髓瘤细胞以及BB融合、瘤瘤融合的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出B瘤融合的细胞。 第二次筛选是将产生特定抗体的B瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内取免疫过的B淋巴细胞时可以取出很多种，因此形成的杂交瘤细胞也有很多种，所以需筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。,三、关注生物学热点内容动物细胞核移植与克隆技术引起的伦理问题 1动物细胞核移植操作流程,要点解读 (1)原理：动物细胞核的全能性(不能说动物细胞全能性)。 (2)卵母细胞选择时期及原因 减中期的卵母细胞，此时具备受精能力，细胞质中合成与分裂、分化有关的物质能刺激融合后重组细胞进行分裂、分化，形成重组胚胎。 (3)选卵细胞作为受体细胞的原因 大，易于操作；卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养；能激发重组细胞分裂、分化。,(4)该过程用到的技术手段：动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植。 (5)应用：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育、保护濒危物种、克隆器官用于移植等。,2克隆人的类型及其伦理问题 (1)类型,(2)克隆技术引发的伦理问题,课标卷高考试题中，常考查动物细胞培养、单克隆抗体制备、核移植及克隆技术的伦理评价等。,【典例2】 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，制备的抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。如图为抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答下列问题。,(1)制备单克隆抗体过程中要用到_和_技术。 (2)制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于_，使小鼠产生能分泌相应_的淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的_免疫。 (3)在细胞内DNA合成一般有两条途径。主要途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基喋呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经酶催化合成DNA，而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。,利用两条DNA合成途径的不同特点配制的HAT培养基含有多种成分，其中添加的_成分具有筛选杂交瘤细胞的作用。 最终筛选获得的杂交瘤细胞的特点是_。 (4)此过程生产的单克隆抗体可以与_特异性结合，从而诊断早孕。,解析 制备单克隆抗体要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术。给小鼠注射的HCG相当于抗原，小鼠进行体液免疫，可产生能分泌相应抗体的B淋巴细胞。在培养基中加入氨基喋呤，可阻断细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA的过程，从而抑制DNA通过此途径进行复制，因此用此种培养基进行筛选时，培养基中的骨髓瘤细胞的DNA复制过程被阻断，骨髓瘤细胞不能生长，而受抗原刺激后的B淋巴细胞也不能增殖，则筛选出来的就都是杂交瘤细胞。 答案 (1)动物细胞培养 动物细胞融合 (2)抗原 抗体 体液 (3)氨基喋呤 能无限增殖并分泌特异性抗体(必须答全) (4)人绒毛膜促性腺激素(或HCG),1.(2012广东理综，2)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是 ( )。 A组织培养 B细胞杂交 C显微注射 D核移植,植物细胞工程,解析 本题主要考查现代生物技术应用的相关知识。由于植物分生组织中病毒很少或没有病毒，常用茎尖通过组织培养技术培育脱毒苗；细胞杂交通常用于培育杂种个体；显微注射技术常用于基因工程，培育转基因生物；核移植技术常用于培养克隆动物。故只有A选项符合题意。 答案 A,2(2012江苏，22)下列事实能体现细胞全能性的是(多选) ( )