1、第34講克隆技術(shù),本講目錄,回歸教材夯實(shí)基礎(chǔ),知能演練強(qiáng)化闖關(guān),高頻考點(diǎn)深度剖析,易錯(cuò)辨析技法提升,一、植物的克隆,遺傳上的全能性,獲得愈傷組織,原生質(zhì)體,受體細(xì)胞,想一想 1植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的前提條件是什么？ 【提示】 必須是離體的植物器官、組織或細(xì)胞(外植體)。,二、動(dòng)物的克隆 1動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng) 從動(dòng)物體中取出相關(guān)的組織，將它分散成_的懸浮液，然后在人工控制的培養(yǎng)條件下，使這些細(xì)胞得以生存，并保持生長(zhǎng)、分裂(繁殖)乃至接觸抑制和有規(guī)律的衰老、死亡性能等生命活動(dòng)現(xiàn)象。 2動(dòng)物組織培養(yǎng) 動(dòng)物組織在體外及人工條件下維持生活狀態(tài)或生態(tài)特性。動(dòng)物組織培養(yǎng)過(guò)程中可以伴隨_。,單個(gè)細(xì)胞,組織分化,3

2、原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng) (1)原代培養(yǎng) 從機(jī)體取出后立即進(jìn)行的細(xì)胞、組織培養(yǎng)。 (2)傳代培養(yǎng) 將_ 的細(xì)胞分成若干份,接種到若干份培養(yǎng)基中，使其繼續(xù)生長(zhǎng)、增殖。 4細(xì)胞系和細(xì)胞株 (1)細(xì)胞系：指可連續(xù)傳代的細(xì)胞。原代培養(yǎng)物在_ 時(shí)就成為細(xì)胞系。 (2)細(xì)胞株：從原代培養(yǎng)物或細(xì)胞系中獲得的具有特殊性質(zhì)的細(xì)胞，一般具有恒定的染色體組型、 _、病毒敏感性和_ 等。,原代培養(yǎng),首次傳代,同功酶類型,生化特性,5克隆培養(yǎng)法 (1)概念：把一個(gè)單細(xì)胞從群體中分離出來(lái)單獨(dú)培養(yǎng)，使之繁衍成一個(gè)新的細(xì)胞群體的技術(shù)。 (2)基本要求：必須肯定所建成的克隆來(lái)源于_。 (3)提高成功率的措施 選擇適宜的培養(yǎng)基、添加_

3、 、以_ 支持生 長(zhǎng)、激素刺激、使用CO2培養(yǎng)箱、調(diào)節(jié)pH。,單個(gè)細(xì)胞,血清,滋養(yǎng)細(xì)胞,想一想 2動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基有什么不同？動(dòng)物組織培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的目的有什么不同？ 【提示】 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基一般要添加動(dòng)物血清；動(dòng)物組織培養(yǎng)是為了獲取大量細(xì)胞群，植物組織培養(yǎng)是為了獲取完整植株。,受精卵,(2)動(dòng)物難以克隆的根本原因 在動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞分化使得細(xì)胞發(fā)生了基因的差異表達(dá)，細(xì)胞基因組中基因的活動(dòng)很不完全。 (3)細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物的克隆繁殖 核移植：利用一個(gè)細(xì)胞的_來(lái)取代另一個(gè)細(xì)胞中 的細(xì)胞核，形成一個(gè)_。 動(dòng)物的克隆繁殖,細(xì)胞核,重建的“合子”,1細(xì)胞的全能

4、性 (1)含義：植物體的每個(gè)生活細(xì)胞都具有發(fā)育成完整植株的潛能。 (2)基礎(chǔ)：植物體的每一個(gè)細(xì)胞都包含該物種所特有的全部遺傳信息。 (3)全能性表達(dá)的條件 離體、無(wú)菌。 一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如水、無(wú)機(jī)鹽、蔗糖、維生素等。 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。,(4)在生物體內(nèi)細(xì)胞并沒(méi)有表現(xiàn)出全能性的原因：基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)，細(xì)胞分化為不同的組織、器官。 (5)全能性表達(dá)的程度(由易到難) 受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞。 植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞。,2植物組織培養(yǎng)過(guò)程,特別提醒 (1)脫分化過(guò)程實(shí)際上是有絲分裂過(guò)程，該過(guò)程不需要光。 (2)再分化過(guò)程誘導(dǎo)愈傷組織分化為幼苗或胚狀體結(jié)構(gòu)，該過(guò)程需要光。 (3)胚狀體繼

5、續(xù)分裂分化成完整植株，該過(guò)程需要光。 (4)生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素比例不同,植物組織培養(yǎng)的結(jié)果不同。,3植物細(xì)胞工程,特別提醒 (1)原生質(zhì)體的獲得：需用纖維素酶和果膠酶混合液除去植物的細(xì)胞壁。 (2)原生質(zhì)體培養(yǎng)是植物細(xì)胞工程技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。,(2013紹興模擬)下列有關(guān)植物克隆技術(shù)的敘述中，錯(cuò)誤的是() A植物組織培養(yǎng)中通過(guò)調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的配比可以實(shí)現(xiàn)器官發(fā)生和形態(tài)建成 B誘導(dǎo)某些植物的愈傷組織能使其直接發(fā)育成花芽 C植物愈傷組織通過(guò)液體懸浮培養(yǎng)能分散成單細(xì)胞，這種單細(xì)胞能發(fā)育成胚狀體 D植物組織培養(yǎng)中添加蔗糖的目的是提供營(yíng)養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲 透壓,【解析】植物組織培養(yǎng)中通過(guò)調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑

6、的配比可以實(shí)現(xiàn)器官發(fā)生和形態(tài)建成；有的植物(如風(fēng)信子)可以在愈傷組織的基礎(chǔ)上直接發(fā)育出花器官。 【答案】A,變式訓(xùn)練 下列有關(guān)植物細(xì)胞工程的敘述，錯(cuò)誤的是() A通過(guò)培養(yǎng)植物細(xì)胞，可獲取大量的細(xì)胞代謝產(chǎn)物 B在培養(yǎng)基中加入不同濃度的氯化鈉溶液，可誘發(fā)和篩選出抗鹽植株 C原生質(zhì)體培養(yǎng)結(jié)合基因工程技術(shù)，可獲得具有特定性狀的新植株 D由于植物細(xì)胞具有全能性，同種植物的不同基因型個(gè)體，它們細(xì)胞全能性的表達(dá)程度相同,解析：選D。如果植物細(xì)胞培養(yǎng)僅培養(yǎng)到愈傷組織階段，則可利用愈傷組織增殖能力強(qiáng)、種類單一等特點(diǎn)，生產(chǎn)細(xì)胞代謝產(chǎn)物，A正確；改變外界條件，既可進(jìn)行篩選也可進(jìn)行誘變，B正確；基因工程可以定向改造生

7、物性狀，C正確；對(duì)于同種植物的不同基因型的個(gè)體，它們的細(xì)胞會(huì)發(fā)生分化，而細(xì)胞分化的程度不同，直接導(dǎo)致細(xì)胞全能性的表達(dá)程度不同，D錯(cuò)。,4應(yīng)用 (1)生產(chǎn)病毒疫苗、單克隆抗體、干擾素等。 (2)利用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)中的細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)和接觸抑制的特點(diǎn)，可用燒傷病人自己的健康皮膚細(xì)胞培養(yǎng)出大量的自身薄層皮膚細(xì)胞，以供植皮所需。 (3)培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞用于檢測(cè)有毒物質(zhì)，判斷物質(zhì)的毒性。,5原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng),6.細(xì)胞系和細(xì)胞株,(2013寧波模擬)下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的說(shuō)法正確的是() A連續(xù)細(xì)胞系不具有異倍體核型 B動(dòng)物組織細(xì)胞間的膠原纖維可用纖維素酶水解 C原代培養(yǎng)細(xì)胞、有限細(xì)胞系比無(wú)限細(xì)胞系、腫瘤細(xì)

8、胞更容易克隆 D提高動(dòng)物細(xì)胞克隆形成率需要以滋養(yǎng)細(xì)胞支持生長(zhǎng)及激素刺激等條件,【解析】連續(xù)細(xì)胞系大多數(shù)具有異倍體核型；動(dòng)物組織細(xì)胞間的膠原纖維的主要成分是膠原蛋白，可以用胰蛋白酶酶解，不能用纖維素酶水解；在進(jìn)行細(xì)胞克隆時(shí)，原代細(xì)胞、有限細(xì)胞系通常不如無(wú)限細(xì)胞系、轉(zhuǎn)化或腫瘤細(xì)胞更容易克隆。 【答案】D,變式訓(xùn)練 下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞克隆培養(yǎng)法的敘述，錯(cuò)誤的是() A必須把一個(gè)單細(xì)胞從群體中分離出來(lái)單獨(dú)培養(yǎng) B可利用胰島素刺激來(lái)提高細(xì)胞克隆形成率 C在實(shí)際操作中，原代細(xì)胞比腫瘤細(xì)胞更容易克隆 D細(xì)胞克隆的最主要用途之一是從普通細(xì)胞系中分離出缺乏特殊基因的突變細(xì)胞系 解析：選C。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程需要用胰

9、蛋白酶分解組織細(xì)胞間蛋白質(zhì)的聯(lián)系，使其分散成單個(gè)細(xì)胞；腫瘤細(xì)胞具有無(wú)限增殖的特點(diǎn)，原代培養(yǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)到第10代時(shí)，大部分細(xì)胞出現(xiàn)生長(zhǎng)停滯的現(xiàn)象；細(xì)胞克隆過(guò)程中，傳代培養(yǎng)中部分細(xì)胞會(huì)發(fā)生癌變，有些細(xì)胞能無(wú)限增殖。,1克隆羊培育過(guò)程,(1)克隆原理：動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性。 (2)克隆技術(shù)：核移植和胚胎移植。 (3)克隆繁殖：無(wú)性繁殖。 2體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景 遺傳疾病的治療、優(yōu)良品種的培育、物種的優(yōu)化、瀕危動(dòng)物的保存、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的擴(kuò)群等。,下面關(guān)于克隆技術(shù)和動(dòng)物胚胎工程的敘述，正確的是() A將花藥離體培養(yǎng)成單倍體植株過(guò)程屬于克隆 B皮膚干細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化和再分化形成皮膚器官 C從卵巢中取出的

10、卵母細(xì)胞可直接與獲能后的精子完成受精作用 D核移植形成的重組細(xì)胞在初次分裂時(shí)核基因不轉(zhuǎn)錄,【解析】花藥離體培養(yǎng)屬于植物組織培養(yǎng)；動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)一般不包括脫分化和再分化過(guò)程，植物組織培養(yǎng)包括脫分化和再分化；卵巢中取出的卵母細(xì)胞培養(yǎng)成熟后才能與獲能處理后的精子完成受精作用；核移植形成的重組細(xì)胞在進(jìn)行分裂前,核DNA在復(fù)制(不是轉(zhuǎn)錄),接著就高度螺旋，這時(shí)無(wú)法轉(zhuǎn)錄,而此時(shí)分裂的準(zhǔn)備應(yīng)該在重組前就完成了。 【答案】D,變式訓(xùn)練 近年來(lái)，克隆技術(shù)飛速發(fā)展，其成果令人矚目。下列有關(guān)克隆技術(shù)的敘述正確的是() A動(dòng)物克隆的技術(shù)基礎(chǔ)是動(dòng)物細(xì)胞的全能性 B試管山羊的培育成功是克隆技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的具體 應(yīng)用 C在

11、分子水平上，基因克隆是指某種目的基因的復(fù)制、分離過(guò)程 D植物組織培養(yǎng)中愈傷組織通過(guò)液體懸浮培養(yǎng)分散成的單細(xì)胞具有細(xì)胞質(zhì)豐富、液泡大而細(xì)胞核小的特征,解析：選C。動(dòng)物克隆技術(shù)說(shuō)明動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性；試管山羊培育成功是精卵細(xì)胞體外結(jié)合形成的受精卵發(fā)育成的；分子水平克隆一般指基因克隆即指基因的復(fù)制過(guò)程；外植體脫分化形成愈傷組織，愈傷組織是高度液泡化、無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。,易錯(cuò)警示 對(duì)克隆與組織培養(yǎng)、試管動(dòng)物(嬰兒)區(qū)分不清 試管嬰兒、試管苗和克隆羊這三者可以說(shuō)是現(xiàn)代生物科技的杰出成果,下列對(duì)其生物學(xué)原理及技術(shù)的敘述，正確的是() A都屬于無(wú)性生殖 B都利用了細(xì)胞工程的某些技術(shù) C都不會(huì)發(fā)生

12、基因重組 D都體現(xiàn)了已分化的細(xì)胞具有全能性,【解析】試管嬰兒屬于有性生殖，在有性生殖過(guò)程中，會(huì)發(fā)生基因重組，A、C錯(cuò)誤，上述三種技術(shù)中，僅試管苗體現(xiàn)了已分化的細(xì)胞具有全能性，D錯(cuò)誤。 【答案】B,【糾錯(cuò)筆記】,考題鏈接 對(duì)植物克隆的考查 某研究組對(duì)秈稻開展了組織培養(yǎng)及相關(guān)研究，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)2,4D常用于秈稻愈傷組織的誘導(dǎo)，對(duì)形態(tài)的發(fā)生有一定的抑制作用。為促進(jìn)愈傷組織再分化，在配制分化培養(yǎng)基時(shí)需_(填“升高”、“保持”或“降低”)2,4D的濃度。 (2)當(dāng)秈稻愈傷組織在只含有細(xì)胞分裂素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)時(shí)，出現(xiàn)具有分生能力的綠色芽點(diǎn)，但不能繼續(xù)出芽，通常在培養(yǎng)基中添加_，以促進(jìn)幼苗形成。

13、,(3)研究中用顯微鏡可以觀察到的現(xiàn)象是_(填下列序號(hào))。 綠色芽點(diǎn)細(xì)胞排列松散 剛?cè)诤系亩i稻和稗草雜交細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離 胚狀體細(xì)胞中有葉綠體 分化的愈傷組織內(nèi)各細(xì)胞的形態(tài)大小一致,(4)經(jīng)組織培養(yǎng)篩選獲得的秈稻葉綠素突變體，其葉綠素a與葉綠素b的比值顯著大于對(duì)照，葉綠素總量不變。某同學(xué)用_(填序號(hào)：綠色；紅色；藍(lán)紫色；黃色)光照射突變體和對(duì)照葉片，檢測(cè)到兩者光合放氧速率差異不大。若取等量色素提取液進(jìn)行層析，會(huì)發(fā)現(xiàn)突變體第_條色素帶(自上而下)窄于對(duì)照組。 (5)胚乳(3n)由一個(gè)精子與兩個(gè)極核受精發(fā)育而成。若用秈稻種子的胚乳誘導(dǎo)愈傷組織，培育三倍體，需適時(shí)剔除胚，以免胚的存在影響愈傷組織細(xì)胞

14、的_，還可避免再生苗中混有_。,【解析】(1)2,4D常用于植物愈傷組織的誘導(dǎo)和生長(zhǎng)，但它趨向于抑制植物形態(tài)的發(fā)生，當(dāng)愈傷組織再分化形成新的植株個(gè)體時(shí)，要減小2,4D抑制植物形態(tài)發(fā)生的作用。所以在配制分化培養(yǎng)基時(shí)需降低2,4D的濃度。(2)根據(jù)題意，此時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)具有分生能力的綠色芽點(diǎn)，但不能繼續(xù)出芽。由于生長(zhǎng)素有促進(jìn)再分化過(guò)程中芽的生長(zhǎng)，所以在培養(yǎng)基中添加適量的生長(zhǎng)素，以促進(jìn)幼苗形成。(3)綠色芽點(diǎn)細(xì)胞為分生區(qū)細(xì)胞，排列緊密；剛?cè)诤系碾s種細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞壁，不可能發(fā)生質(zhì)壁分離；愈傷組織細(xì)胞排列疏松無(wú)規(guī)則；再分化產(chǎn)生胚狀體，需要光照刺激，會(huì)促進(jìn)葉綠體的形成，可在光學(xué)顯微鏡下觀察到葉綠體。,(4)色素

15、具有不同的吸收光譜，葉綠素a、b主要吸收的是紅光和藍(lán)紫光。而對(duì)綠光和黃光吸收很少。在本題中，通過(guò)光合放氧速率反映出二者光合作用強(qiáng)度的大小，自變量是葉綠素a、b比例上的差異。從結(jié)果來(lái)看，二者放氧速率差異不大，而突變體中葉綠素a與葉綠素b的比值顯著大于對(duì)照，說(shuō)明該同學(xué)用的光不是紅色和藍(lán)紫色，所以是綠色和黃色。通過(guò)紙層析法分離色素時(shí)，葉綠素a、b分布于第3、4條(自上而下)。因?yàn)橥蛔凅w中葉綠素a與葉綠素b的比值顯著大于對(duì)照，所以會(huì)發(fā)現(xiàn)突變體第4條色素帶窄于對(duì)照組。,(5)利用胚乳誘導(dǎo)愈傷組織，由于胚中含有植物激素，會(huì)影響愈傷組織的增殖和分化，所以需適時(shí)剔除胚。因?yàn)榕呤怯墒芫寻l(fā)育而來(lái)的，是二倍體，剔

16、除胚也可以避免再生苗中混有二倍體幼苗。 【答案】(1)降低(2)適量的生長(zhǎng)素(3)(4)4(5)增殖與分化二倍體幼苗,對(duì)動(dòng)物克隆與基因工程、胚胎工程的結(jié)合考查 因羊奶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比牛奶高許多，所以可設(shè)想讓牛產(chǎn)羊奶，科學(xué)家對(duì)此做了相關(guān)的構(gòu)想，過(guò)程如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖完成有關(guān)問(wèn)題。,(1)圖中涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有_。(至少寫三種) (2)小牛a、小牛b、小牛c的性狀表現(xiàn)_(填“相同”或“不同”)，你的理由是_；小牛a與牛N呢？_，理由是_。 (3)若研究發(fā)現(xiàn)牛N細(xì)胞中線粒體發(fā)達(dá)，故而它的產(chǎn)奶率高，則小牛a會(huì)有這一優(yōu)良性狀嗎？_，你的依據(jù)是_。 (4)有人設(shè)想將羊體細(xì)胞與牛體細(xì)胞進(jìn)行融合，以獲得新物種“羊?！?，你認(rèn)為依據(jù)目前的生物技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)這一構(gòu)想？_，你的理由是_。,【解析】解答本題要重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)： 動(dòng)物細(xì)胞核移植的基本過(guò)程。重組細(xì)胞的遺傳物質(zhì)來(lái)源于供體細(xì)胞