高中生物细胞工程知识点
凡事预则立,不预则废。学习生物需要讲究 方法 和技巧,更要学会对知识点进行归纳整理。下面是我为大家整理的高中生物选修三细胞工程知识点,希望对大家有所帮助!
专题2 细胞工程
(一)植物细胞工程
1. 理论基础(原理):细胞全能性
全能性表达的难易程度:受精卵生殖细胞干细胞体细胞;植物细胞动物细胞
2. 植物组织培养技术
(1)过程:离体的植物器官、组织或细胞→愈伤组织→试管苗→植物体
(2)用途:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
(3)地位:是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
(二)动物细胞工程
1. 动物细胞培养
(1)概念:动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和繁殖。
(2)动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组
织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
(3)细胞贴壁和接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表 面相 互抑制时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
(4)动物细胞培养需要满足以下条件
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。O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
(5)动物细胞培养技术的应用:制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。
2. 动物体细胞核移植技术和克隆动物
(1)哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植(比较容易)和体细胞核移植(比较难)。
(2)选用去核卵(母)细胞的原因:卵(母)细胞比较大,容易操作;卵(母)细胞细胞质多,营养丰富。卵细胞的细胞质可使体细胞细胞核全能性得到表达。
(3)体细胞核移植的大致过程是:
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(4)体细胞核移植技术的应用:
①加速家畜遗传改良进程,促进良畜群繁育;
②保护濒危物种,增大存活数量;
③生产珍贵的医用蛋白;
④作为异种移植的供体;
⑤用于组织器官的移植等。
(5)体细胞核移植技术存在的问题:克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。
3. 动物细胞融合
(1)动物细胞融合也称细胞杂交,是指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)动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同,诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似,常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。
(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、肿瘤和生物生物新品种培育的重要手段。
4. 单克隆抗体
(1)抗体:一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。
(2)单克隆抗体的制备过程:
两次筛选:第一次筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。
(3)杂交瘤细胞的特点:既能大量繁殖,又能产生专一的抗体。
(4)单克隆抗体的优点:特异性强,灵敏度高,并能大量制备。
(5)在腹腔内增殖的优点:不需要特定的培养基,不需要严格的外界条件。
(6)筛选的时候用:特定的选择性培养基进行筛选。
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(7)单克隆抗体的作用:
①作为诊断试剂:准确识别各种抗原物质的细微差异,并跟一定抗原发生特异性结合,具有准确、高效、简易、快速的优点。
②用于治疗疾病和运载药物:主要用于治疗癌症治疗,可制成“生物导弹”(借助单克隆抗体的导向作用),也有少量用于治疗 其它 疾病。
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高中生物!制备单克隆抗体原理?要准确
1.
从经过特异性免疫的实验动物体内提取b细胞
2.
用动物细胞融合的方法将b细胞与骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞
3.
用特定的选择性培养基筛选出能够无限增殖并产生特异性抗体的杂交瘤细胞
4.
进行体内或体外培养。体内培养就是将杂交瘤细胞注入实验动物腹腔,将来从腹水中提取。体外培养,就是利用动物细胞培养的方法,将来从培养液中提取
单克隆抗体的优点是:特异性强、灵敏度高,并可大量制备
高中生物,有关单克隆抗体
1.这个B淋巴细胞就是效应B细胞,书上不是加了限定词么“能产生抗体的”
2.LZ要明确一点,不是只要是融合的细胞,它就一定能表达,可能会因为诸多因素使得融合细胞不能分泌抗体,这是个复杂的过程。所以这一步是确定融合细胞能够表达(即分泌抗体),才能投入使用。
像基因工程的最后一步,不就是目的基因的检测与表达么,作用是相同的。
高中生物选修3知识点
基因的操作工具 针线:DNA连接酶:扶手(磷酸二脂键)不是踏板(氢键)
条件①复制保存②多切点③标记基因
种类:质粒、病毒
运输工具:运载体 ①染色体外小型环状DNA
②存在于细菌、酵母菌
质粒特点 ③质粒是常用的运载体
④最常用:大肠杆菌
⑤对宿主细胞的生存无
基因工程 (基因拼接技术、DNA重组技术、转基因技术) 决定性作用
直接分离 常用鸟枪法
提取目的基因 人工合成(反转录法、根据已知AA序列合成DNA)
目的基因与运载体结合 同一种限制酶
110、基因操作步骤 将目的基因导入受体细胞→细菌、酵母菌、动植物
CaCl2处理细胞壁 ( 受精卵好 繁殖速度快)
目的基因的检测和表达:标记基因、目的基因是否表达?
逆转录 碱基互补配对
mRNA 单链DNA 双链DNA
推测 推测 合成
氨基酸序列 mRNA序列 DNA碱基序列 目的基因
药(胰岛素、干扰素、白细胞介素、乙肝疫苗)
111、基因工程的成果 治病:基因诊断与基因治疗(基因替换)
新品种(转基因) 食品工业(食物)
环境监测(DNA分子杂交 探针)
生物固氮、基因诊断、基因治疗、单细胞蛋白(微生物菌体本身)、
单克隆抗体、生物导弹(单抗+抗癌药物)
112、 间接联系 核心 核膜
高尔基体 内质网 细胞膜
线粒体膜
间接(具膜小泡) (内吞外排说明双向)
分泌蛋白:抗体、蛋白质类激素、胞外酶(消化酶)等分泌到细胞外
粗面内质网上的核糖体 内质网运输加工 高尔基体加工 成熟蛋白质 胞外
113、生物膜系统(不等于生物膜):细胞膜、核膜及由膜围绕而成的细胞器
离体→营养物质+激素 适宜温度+无菌
植物组织培养 离体→愈伤组织→根芽(胚状体)→植物体
选无病毒 尖(生长点) 紫草素
114、植物细胞工程 两种不同→杂种细胞→新植物体
植物体细胞 去掉细胞壁→原生质体→杂种细胞→新植物体
杂交 种间存在生殖隔离 不能有性杂交
好处:克服远源杂交不亲和障碍 培育新品种
是其它动物细胞工程技术的基础
动物细胞培养 液体培养基:动物血清
115、 动 取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
物 用胰蛋白酶处理
细 原代培养→传代培养(细胞株→细胞系 遗传物质发生改变)
胞 灭活的病毒做诱导剂+物理、化学方法
工 动物细胞融合 最重要用途:制备单克隆抗体
程 理论基础:细胞膜的流动性
单克隆抗体→指单个B淋巴细胞经克隆形成的细胞群产生的化学性质单一、特异性强的抗体(优点:特异性强、灵敏度高)。每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体(共百万种) *杂交瘤细胞 *生物导弹
116、微生物包含了除植物界和动物界以外的所有生物
质粒(小型环状DNA)控制抗药性、固氮、抗生素生成
核区(大型环状DNA)控制主要遗传性状 有的细菌有荚膜、芽孢、鞭毛
碳源:无机/有机碳源 自养/异养
117、 微生物生长 氮源:加不加额外的氮源
所需的营养物质 生长因子:(维生素、氨基酸、碱基→构成酶和核酸)
水:
无机盐:
固体培养基:分离、鉴定、计数
物理性质 半固体培养基:运动、保藏菌种
液体培养基:工业生产
118、培养基 天然培养基:工业生产
化学性质 合成培养基:分类鉴定
选择培养基 青霉素→选出酵母菌、霉菌等真菌
用途 NaCl:金黄色葡萄球菌
鉴定培养基:伊红美蓝→大肠杆菌→深紫色和金属光泽
自己设计实验:把混合在一起的圆褐固氮菌、硝化细菌、大肠杆菌区分开,并筛选纯种。
酶合成的调节 诱导酶:基因和诱导物控制
119、微生物代谢调节 酶活性的调节 结构改变 可逆 快速 准确
必需物质,一直产生 氨基酸、核苷酸、维生素
初级代谢产物 无种的特异性 多糖、脂类
120、代谢产物 非必需物质,一定阶段 抗生素、毒素
次级代谢产物 有种的特异性 四素 色素、激素
121、微生物群体生长曲线: 3
2 4
1
(1)调整期:代谢活跃,开始合成诱导酶 初级代谢产物收获的最佳时期
(2)对数期:形态和生理特性稳定,代谢旺盛;科研用菌种,接种最佳时期
(3)稳定期:次级代谢产物收获最佳时期,芽孢生成(种内斗争最剧烈)
及时补充营养物质,可以延长稳定期
(4)衰亡期:多种形态,出现畸形,释放次级代谢产物 生存环境恶劣
与无机环境斗争最激烈的是4衰亡期。
营养物质消耗有害代谢产物积累PH不适宜导致3.4时期的出现。
注意:前三个时期类似“S”型增长曲线,但是多了衰亡期
122、影响微生物生活的环境因素
PH值:影响酶的活性、细胞膜的稳定性,从而影响微生物对营养物质的吸收
温度:影响酶和蛋白质的活性
O2浓度:产甲烷杆菌
123、高压蒸汽灭菌法:1/5、1/2、2/3、75% 由里向外、细密、不重复
溶化后分装前必须要 调节pH
细菌培养的过程:培养基的配制→灭菌→搁置斜面→接种→培养观察
实例:谷氨酸发酵(黄色短杆菌、谷氨酸棒状杆菌)
概念:
菌种选育:诱变育种、基因工程、细胞工程
培养基的配制:成分、比例,pH适宜
124、发酵工程 内容 灭菌:去除杂菌
扩大培养和接种:菌种多次培养达到一定数量
发酵过程:(中心阶段)控制各种条件,生产发酵产品
分离提纯 菌体:过滤、沉淀(单细胞蛋白即微生物菌体本身)
代谢产物:蒸馏、萃取、离子交换
应用 医药工业:生产药品和基因工程药品
食品工业:传统发酵产品、食品添加剂、单细胞蛋白等
125、 C/N=4/1 菌体大量繁殖但产生的谷氨酸少(P79)
记住 C/N=3/1 菌体繁殖受抑制,但谷氨酸的合成量大增
溶氧不足: 产生乳酸或琥珀酸
pH呈酸性: 产生乙酰谷氨酰胺(P95)(55555高中老师看到得多感动啊,我现在还记着呢)
高中生物单克隆抗体实验总结
考试是检测学生学习效果的重要手段和方法,考前需要做好各方面的知识储备。下面是我为大家整理的高中生物单克隆抗体实验总结,希望对大家有所帮助!
高中生物单克隆抗体实验总结
(一)动物的选择
目前应用最广的是小白鼠和大白鼠,尤以小白鼠为好。就品系而言以Balb/c小白鼠应用最广,由于所有的小白鼠骨髓瘤系均从Balb/c小白鼠系诱导出来。Balb/c系小白鼠必须用纯系的,雌雄均可,以8~12周龄为宜。
大白鼠也可,能产生较多量的单抗体。现在已经在小鼠杂交瘤的基础上,发展了小鼠-大鼠,小鼠-人以及人-人杂交瘤技术。
(二)免疫
一般而言,抗原的纯度不很重要,特别是免疫原性较强的抗原。
免疫程序、剂量和方法是关系到是否能得到所需要的单抗体的关键之一。
正常小鼠脾脏含有能产生各种不同抗体的B淋巴细胞,一只纯种小白鼠估计能产生1.0×107~5.0×107种不同的抗体。因此一只正常的小白鼠的脾细胞与小鼠骨髓瘤融合,只能有千万分之一的机会获得某一种特定抗体。所以为了进步得到某种杂交瘤的机会,必须加强免疫,使产生特异性抗体的B淋巴细胞大量增加。
B淋巴细胞的不同发育阶段对获得阳性杂交瘤也有很大影响。有人以为处在转化时期的B淋巴细胞可能更易于融合,而免疫以后7~8天,固然是抗体产生的高峰时期,但形成有活力的杂交瘤细胞的可能反而减少。故一般以为加强免疫后的第三天应杀鼠取脾做细胞融合。
1.可溶性抗原(蛋白质) 以1mg/ml~5mg/ml的溶液加等量的弗氏完全佐剂乳化,分多点小鼠皮下注射,总量为0.3ml~0.6ml,间隔3~5周再同样注射一次,10天后,断尾取血一滴,测抗体效价,选滴度高的小鼠做融合试验。一个月后可以经静脉(尾静脉)给予无佐剂抗原0.2ml~0.4ml,3~4天后,杀死小鼠取脾做融适用。
2.颗粒性抗原 如抗原来源方便,可以不加佐剂而增加免疫次数,缩短间隔时间。例如用羊红血球免疫小白鼠,以1%浓度每只皮下注射0.2ml,每周2次,共免疫5~8次,取脾前3天,再免疫一次即可。有人以为最后一次免疫剂量要大,大到近于免疫耐受的程度更好。
单抗技术是主要由抗原制备,免疫动物,细胞融合,筛选杂交瘤细胞,克隆化培养,单克隆抗体的大量制备与鉴定等一系列实验组成的实验系统,其核心部分是细胞融合。细胞融合是单克隆抗体技术的中心环节,基本步骤是将脾细胞和骨髓瘤细胞混合后加入PEG使细胞彼此融合。
实验原理:B淋巴细胞能够产生抗体,但在体外不能进行无限分裂;而骨髓瘤细胞可以在体外无限传代,但不能产生抗体。将这两种细胞融合后,用一特殊选择培养基(HAT)阻断正常细胞或自体融合细胞的DNA合成通路,而杂交瘤细胞可利用补救通路合成DNA得以生存,且既能产生抗体,又能无限增殖,并以此生产抗体的技术。
实验方法
材料:Balb/c小鼠,SP2/0骨髓瘤细胞,50%PEG,不完全培养液,HAT培养液,75%酒精,剪刀,镊子,纱布,离心管,网筛,大小瓶 皿,直头滴管,弯头滴管,瓶塞,培养瓶盖,离心管盖,烧杯(加入37℃水),泡沫板,大头针,96孔培养板,计时器,显微镜,计数板等。
单克隆抗体技术方法:
显微镜下观察血片或骨髓片,找出异常细胞。
(1)饲养细胞的制备
1.常用Balb/c小鼠,拉颈处死,浸泡于75%酒精内,3~5min。
2.用无菌剪刀剪开皮肤,暴露腹膜,剪一小口,用滴管注入5~6ml不完全培养液(严禁刺破肠管)。
3.反复冲洗,将冲洗液吸入15ml离心管,1000rpm5min离心,用完全培养液混悬,调整细胞密度。
(2)SP2/0骨髓瘤细胞的制备
1.选取状态良好、处于对数生长期的SP2/0骨髓瘤细胞。
2.弃去原瓶中培养上清,用不完全培养液冲洗三遍。
3.再以不完全培养液对细胞进行充分吹打,得到的细胞悬液移入15ml离心管。
4.细胞计数。
(3)脾细胞的制备
1.3天前加强免疫的小鼠,摘眼球取血后,拉颈处死,75%酒精浸泡3~5min。
2.将小鼠固定于泡沫板上,打开腹腔,取出脾脏,用不完全培养液反复冲洗。
3.在平皿中的网筛中,用镊子夹取脾脏进行反复研磨,边磨边滴加不完全培养液,直到脾细胞单个化,将细胞悬液转入15ml离心管中。
4.细胞计数。根据两种细胞计数结果,调整悬液用量,配平之后(SP2/0细胞与脾细胞数量比值在1:5~1:10之间),以1000rpm5min离心。
5.弃上清,每管加入5ml不完全培养液,吹打混匀后合并于同一15ml离心管中,再次以1000rpm5min。
6.离心,弃上清,用滴管吸净残留液体。
(4)细胞融合
1.前面步骤所得到的细胞沉淀,轻弹离心管管底,使其呈糊状。
2.在37℃水浴中,轻轻振荡,一边缓缓加入1mlPEG,边加边摇,PEG于1min内加完。
3.加完PEG之后,将悬液在37℃水浴中静置1min。
4.继续在37℃水浴中,边摇边加入不完全培养液2ml,于2min内加完。
5.慢慢加入不完全培养液,800rpm,8min。
6.弃上清,加入含1%HAT、20%FCS的培养液,轻轻混匀。
(5)在96孔细胞培养板中加入饲养细胞上清,1滴/孔;之后加入融合细胞悬液,1滴/孔。
(6)镜下观察96孔板中细胞情况,CO2孵箱中培养。