2020版高考生物总复习第31讲细胞工程课件中图版.pptx

第31讲 细胞工程,1.细胞工程的概念,考点一 植物细胞工程,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,遗传信息,完整生物体,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,脱分化,再分化,人工种子,(3)关键点 条件：离体，一定营养物质，激素(生长素、细胞分裂素)等。 培养基状态：固体培养基(需再分化生根培养基及生芽培养基) 体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。 光照的应用 脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成。,(4)植物激素在植物组织培养中的作用,4.植物体细胞杂交技术 (1)概念：将_的植物体细胞，在一定条件下融合成_，并把杂种细胞培育成_的技术。 (2)原理：体细胞杂交利用了细胞膜的_，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的_。,不同种,杂种细胞,新的植物体,流动性,全能性,(3)过程 (4)意义：克服不同种生物远缘杂交的_性。,纤维素酶和果胶酶,物理,PEG,细胞壁,不亲和,遗传特性,无毒组织,胚状体,单倍体幼苗,纯合子,纯合子,缩短了育种年限,(人教版选修三P36“小知识”)植物组织培养所用培养基的组成：无机营养成分(包括水分、无机盐)、有机营养成分(包括小分子糖类、氨基酸、核苷酸)、激素、琼脂四部分。,1.(2017海南卷，31)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题： (1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是_ _。 (2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到 。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是 (填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。,(3)图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是 。A中的愈伤组织是叶肉细胞经 形成的。 (4)若该种植物是一种杂合子的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时， (填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是_ _。,解析 (1)利用绿色叶片和白色花瓣作为外植体，进行组织培养的原理是高度分化了的植物细胞仍具有全能性。 (2)蔗糖属于二糖，其单位是一分子果糖和一分子葡萄糖，具有完整细胞核的植物细胞才具有全能性。 (3)在组织培养过程中，常需要添加的两种植物激素为细胞分裂素和生长素，由叶肉细胞形成愈伤组织的过程为脱分化。 (4)杂合子经减数分裂形成不同基因型的花粉，若用花粉离体培养，所得到的个体基因型与原植株不同。,答案 (1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株 (2)葡萄糖、果糖 具有完整的细胞核 (3)细胞分裂素、生长素 脱分化 (4)不能 对杂合子的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株,2.(2019江西金太阳全国大联考)科学家用植物体细胞杂交技术，将人参(2N48)的原生质体和胡萝卜(2N18)的原生质体融合，成功地培育出了人参胡萝卜杂种植株，提高了人参皂甙等次生代谢产物含量，据图回答下列问题：,(1)过程使用了 酶，以获得植物原生质体。与过程密切相关的具有单层膜的细胞器为 。 (2)过程 属于再分化。 (3)图中人参胡萝卜杂种植株为 倍体，若对人参和胡萝卜采用有性杂交能成功的话，得到的后代是否可育？ (填“可育”或“不可育”)。 答案 (1)纤维素酶和果胶 高尔基体 (2) (3)四 不可育,1.动物细胞培养 (1)地位：动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、_等。其中_是其他动物细胞工程技术的基础。,考点二 动物细胞工程,动物细胞融合,动物细胞培养,(2)培养过程,胰蛋白酶,原代培养,二氧化碳,培养箱,胰蛋白酶,传代,抗生素,培养液,血清、血浆,细胞代谢,2.动物体细胞克隆技术(核移植技术) (1)原理：_。 (2)核移植分类：_移植和体细胞核移植。 (3)核移植过程(以克隆高产奶牛为例) (4)应用：加速家畜_进程，促进优良畜群繁育。保护_。生产医用蛋白。作为异种移植的供体。用于组织器官的移植。,动物细胞核具有全能性,胚胎细胞核,去核,细胞融合,胚胎 移植,遗传改良,濒危物种,3.动物细胞融合和单克隆抗体的制备 (1)动物细胞融合 原理：_。 融合方法：聚乙二醇(PEG)、_、电激等。 意义：突破了_的局限，使_成为可能，也为制造_开辟了新途径。,细胞膜的流动性,灭活的病毒,有性杂交方法,远缘杂交,单克隆抗体,(2)单克隆抗体 制备过程,杂交瘤细胞,能产生所需抗体,优点：特异性强、_，并可能大量制备。 用途：作为_；用于治疗疾病和_。,灵敏度高,诊断试剂,运载药物,1.(中图版选修三P40图1221拓展)动物体细胞核移植技术为何选用去核卵(母)细胞？ 提示 卵母细胞体积大，易操作，含有营养物质丰富，还因为其含有能够激发细胞核全能性表达的物质。,2.(中图版选修三P3图1214拓展)单克隆抗体制备过程中“两次筛选”目的有何不同？ 提示 第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。,(2018全国卷，38)生物选修3：现代生物科技专题 2018年细胞期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴“中中”和“华华”。回答下列问题： (1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指 。通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目 (填“减半”“加倍”或“不变”)。 (2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度 (填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其原因是 。,(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目 (填“相同”或“不同”)，性染色体组合 (填“相同”或“不同”)。 解析 (1)动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物，与核供体相比，其细胞的染色体数目不变。(2)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，所以，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度明显低于体细胞核移植。(3)哺乳动物雌性和雄性个体的体细胞中常染色体数目相同，所以分别以雌性和雄性个体的体细胞为供体，克隆动物体细胞的常染色体数目相同，但其性染色体组合不同。,答案 (1)将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中 不变 (2)小于 胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易 (3)相同 不同,(1)核移植中供体动物、提供卵母细胞的动物、代孕动物和克隆动物之间的关系：克隆动物绝大部分性状与供体动物相同，少数性状(由线粒体DNA控制的性状)与提供卵母细胞的动物相同，与代孕动物的性状无遗传关系。 (2)核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本可能不同的3个原因： 克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本，与植物组织培养不同(来自一个亲本)，即克隆动物遗传物质来自两个亲本。在发育过程中可能发生基因突变、染色体变异导致性状改变。外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。 (3)细胞核移植技术形成重组细胞并发育成一个新个体，体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。,(4)克隆属于无性繁殖，产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。 (5)灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。 (6)除了受到注射的抗原的刺激，小鼠在生活过程中还可能受到其他抗原的刺激，因此从小鼠体内取出的多个B淋巴细胞可能产生多种不同抗体。 (7)单克隆抗体制备过程中，进行了多次动物细胞培养的操作，说明动物细胞培养是动物细胞工程的基础。 (8)相比植物体细胞杂交，动物细胞融合特有的诱导方式是用灭活的病毒处理，其他物理、化学诱导融合的手段与植物体细胞杂交过程中原生质体诱导融合的方法相同。,澄清易错易混强化科学思维,易错易混,易错点1 对脱毒苗的选材理解不透 点拨 由于植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，所以常采用茎尖组织培养技术获得脱毒苗。 易错点2 人工种子与自然种子不同 点拨 人工种子是通过无性生殖(植物体细胞的组织培养技术)形成的，只有一个亲本的性状；自然种子是有性生殖的产物，具有两个亲本的性状。,易错点3 不清楚动物细胞培养时，为何使用胰蛋白酶而不使用胃蛋白酶 点拨 进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。分散细胞时不能用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.8。胰蛋白酶作用的适宜pH为7.27.8，而多数动物细胞培养的适宜pH为7.27.4。,易错点4 混淆原代培养与传代培养 点拨 (1)原代培养：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。 (2)传代培养：原代培养的细胞生长、繁殖一定时间后，由于空间不足或细胞密度过大导致接触抑制影响细胞的生长，因此需要重新用胰蛋白酶等处理，进行分瓶扩大培养，即传代培养。,易错点5 不清楚动物细胞克隆化培养时为何常选10代以内的细胞，而“瘤细胞”却为“50代以后” 点拨 取供体动物的体细胞培养，一般选用传至10代以内的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传物质。然而欲获得“无限增殖”的“瘤细胞”则往往在“50代以后”，其遗传物质已发生变化，具“癌变”特性。,下面两幅图是制