高中生物 1.2.1、2动物细胞培养植物组织培养课件 中图版选修3 .ppt

第一 二节动物细胞培养 植物组织培养 动物细胞培养与植物组织培养的比较 都需无菌条件 培养基含有机物和无机物等营养物质 都是以细胞分裂为基础的 细胞的增殖 细胞的全能性 获得细胞或细胞的代谢产物 快速繁殖 人工种子等 液体 除营养物质外 一般还有动物血清等 固体 除营养物质外还有植物激素 培育成细胞株或细胞系 培育成植物个体 高考警示钟 1 动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同 第一次是在原代培养前 用胰蛋白酶处理剪碎的组织块 目的是使之分散成单个细胞 第二次是在原代培养过程中 目的是使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱离下来 2 原代培养与传代培养的分界点 贴满瓶壁的细胞脱离瓶壁后的分瓶培养 分瓶前的培养为原代培养 分瓶后的培养为传代培养 植物细胞工程的实际应用1 植物繁殖的新途径 1 快速繁殖 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术 快速繁殖两个优点 保持优良品种的遗传特性 高效快速地实现种苗的大量繁殖 2 培育无病毒植株 解决的问题 无性繁殖的作物 感染的病毒在体内逐年积累 产量降低 品质变差 解决方法 切取一定大小的茎尖进行组织培养 再生的植株就有可能不带病毒 从而获得脱毒苗 理论基础 植物分生区附近病毒极少 甚至无病毒 成果 采用茎尖组织培养技术 已获得脱毒的马铃薯 草莓 甘蔗 菠萝和香蕉等 3 人工种子 获取方法 以植物组织培养得到的胚状体 不定芽 顶芽和腋芽等为材料 用人工薄膜包装 解决的问题 a 一些植物繁殖周期长 数年后才能结出种子 b 有些作物优良杂种的后代因发生性状分离而丧失其优良特性 c 常规种子的生产受季节 气候和地域的限制 并且占用大量的土地 2 单倍体育种和突变体利用的比较 单倍体育种 染色体变异 明显缩短育种年限 单育1号烟草品种 11号水稻和京花1号小麦品种等 突变体利用 基因突变 产生新基因 大幅度改良某些性状 抗花叶病毒的甘蔗抗盐碱的野生烟草等 3 生产植物产品 1 细胞产物的种类 蛋白质 脂肪 糖类 药物 香料 生物碱等 2 成功的实例 人参 三七 紫草和银杏的细胞产物都已实现了工厂化生产 高考警示钟 1 利用植物组织培养生产细胞产物时 有时只需将外植体培养到愈伤组织 从愈伤组织中获取产物 2 人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供 动物细胞 典例训练1 人的血清白蛋白 has 在临床上需求量很大 通常从血液中提取 但由于艾滋病病毒等的威胁与日俱增 使人们对血液制品的使用顾虑重重 如果应用现代生物科学技术 将人的血清白蛋白基因导入奶牛细胞中 那么利用牛的乳汁生产血清白蛋白就会安全 高效地满足人类需求 如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解 根据图示回答 1 以上过程涉及的现代生物技术中 属于细胞工程的有 2 在基因工程中 我们称 为目的基因 请举出获取目的基因的主要方法 至少答两种 在 进入 之前要构建基因表达载体 这是基因工程的核心 除目的基因外 基因表达载体还必须含有 将 导入 的常用方法是 3 图中 一般经过 处理可以得到 从 到 的过程中一般利用未受精的卵母细胞去核后作为受体细胞 对卵母细胞的去核处理一般选择在 期进行 4 用 细胞进行培养发育成胚胎时 一般不超过 代 原因是 此培养过程与植物细胞培养所用的培养基有何不同 解题指南 1 考查实质 动物细胞核移植过程 基因工程操作过程 2 解题关键 1 明确 过程是将目的基因导入受体细胞 的形成过程为核移植 2 明确细胞培养在10代以内 细胞核型不会发生变化 解析 1 图中形成 的过程为核移植 由重组细胞发育成 的过程需经动物细胞培养 2 获取目的基因的方法主要有pcr扩增技术 人工合成法和从基因文库中提取法 获取的目的基因导入动物细胞常用显微注射法 3 动物组织分散成单个细胞常用胰蛋白酶处理 对卵母细胞的去核处理一般选择在m 时期 4 动物细胞培养时 一般不超过10代 超过10代后细胞的核型可能会发生变化 答案 1 核移植技术 动物细胞培养 2 基因文库中提取 pcr技术扩增 人工化学合成 两种即可 启动子 终止子 标记基因显微注射法 3 胰蛋白酶或胶原蛋白酶m 或减数第二次分裂中 4 1010代以内的细胞 细胞核型不发生变化此培养基中加入动物血清 血浆等 变式训练 不同类型的细胞表达不同的基因组合 那么不同类型的动物细胞都具有全套基因吗 科学家进行了如图所示的克隆研究 代表有关过程 a h代表有关结构或个体 1 a细胞的名称是 过程 取出的细胞f是 该细胞经过 过程分化成何种h细胞取决于培养基中加入的 2 对b的操作方法通常是 若g是能产生人生长激素的羊 则培育g时 应将人生长激素基因导入 为了尽快获得大量的生长激素 但让g进行有性生殖会丢失目的基因 你将通过 技术来实现 3 如果图中的细胞均是人体细胞 则获得的h细胞或器官可用于供体本人组织器官的移植 其优点是 4 上述过程中用到的生物技术有 列举两项 解析 1 图中a细胞是去核卵母细胞 过程 取出的细胞f是胚胎干细胞 内细胞团 胚胎干细胞具有分化的全能性 但经过 过程分化成何种h细胞取决于培养基中加入的不同的分化诱导因子 2 将供体细胞核注入去核的卵母细胞 通常进行显微操作 若g是能产生人生长激素的羊 则培育g时 应将人生长激素基因导入移植的供体细胞 核 中 为了克服有性生殖会丢失目的基因的缺点 可通过核移植技术来实现 即将g羊的体细胞核或胚胎细胞核移入去核的卵母细胞 经过图示过程 再形成转入人生长激素基因的克隆羊 3 如果图中的细胞均是人体细胞 则获得的h细胞或器官可用于病人组织器官的移植 由于是自身细胞克隆培养形成的器官 不会发生免疫排斥反应 4 上述过程中用到的生物技术有动物细胞培养 核移植 胚胎移植 干细胞的诱导分化等 答案 1 去核 卵母细胞胚胎干细胞不同的分化诱导因子 2 显微注射法移植的供体细胞 核 克隆 或核移植 3 不会发生免疫排斥反应 4 动物细胞培养 核移植 胚胎移植 干细胞的诱导分化等 列举两项即可 植物组织培养 典例训练2 如图所示为植株繁殖的四种人工方式示意图 请据图回答 1 图中单倍体植株通常的获取方式是 若图中单倍体细胞含2个染色体组 a有4个染色体组 则 过程所用化学试剂的作用是 2 图中b和c过程的不同点是 这种不同主要的决定因素是 3 若想在c过程中获得突变体 进而培育成新品种植株 应用物理诱变或化学诱变的方法处理 4 若要获得水稻的人工种子 则应选用图中的 结构 该结构与正常受精卵形成的 有类似的结构和发育过程 5 若d为胡萝卜 羊角芹 过程常用的物理方法有 等 经融合处理后 含有的细胞类型有 种 若融合的细胞只考虑两两融合 解题指南 1 考查实质 植物细胞工程的原理和应用 2 解题关键 1 明确植物组织培养的过程 2 明确愈伤组织和胚状体的重要应用 解析 1 图中a过程表示单倍体育种 获取单倍体时常用花药离体培养的方法 若要使单倍体的染色体加倍 变成a植株 则需要在 过程中用秋水仙素处理幼苗 以抑制纺锤体的形成过程 2 图中b和c过程都是体细胞的组织培养 其不同点是b过程中形成的是胚状体 而c过程形成的是不定芽 这种不同主要的决定因素是细胞分裂素与生长素的比值 3 在组织培养过程中获得突变体 一般用物理诱变或化学诱变的方法处理愈伤组织 再由愈伤组织经再分化形成突变植株 4 若要获得水稻的人工种子 则应选用图中的胚状体结构 该结构与正常受精卵形成的胚有类似的结构和发育过程 5 若d为植物细胞融合的过程 过程常用的物理方法有离心 振动 电激等 经融合处理后 不一定所有细胞都参与融合过程 所以含有的细胞类型有5种 正常的胡萝卜细胞 正常的羊角芹细胞 胡萝卜 胡萝卜融合细胞 羊角芹 羊角芹融合细胞和胡萝卜 羊角芹融合细胞 而两两融合的为3种 答案 1 花药离体培养抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成 2 b过程中形成的是胚状体 而c过程形成的是丛芽细胞分裂素与生长素的比值 3 愈伤组织 4 胚状体胚 5 离心 振动 电激3 互动探究 1 过程使用的化学试剂是什么 还有其他方法吗 提示 一定浓度的秋水仙素溶液 还可进行低温处理 分析 目的都是抑制纺锤体的形成 秋水仙素处理与低温处理都可以达到这一目的 2 c过程中如何进行物理诱变或化学诱变 提示 利用紫外线 x射线 碱基类似物等处理连续进行细胞分裂的愈伤组织 分析 具有细胞周期的细胞在外界物理或化学因素的诱导下基因突变的频率才会比较高 1 红豆杉是濒危植物 其树皮产生的紫杉醇对癌症有一定的疗效 如图是红豆杉植株组织培养和细胞培养的流程图 请据图回答下列问题 1 图中 为愈伤组织 通过b过程可最终产生新的植株 通过c过程可产生大量细胞 则图中a b c分别表示的过程为 其中b过程的实质是 2 对 的培养一般要采用 培养基 并要不断通入无菌空气且进行搅拌 其目的是 3 对 的培养可获得代谢产物 紫杉醇 但培养后期紫杉醇产量下降 其原因包括 等 4 若 是红豆杉 基因型为ddtt 的花药 可选用 填编号 制成人工种子 该 种子 萌发的幼苗用 处理 可快速获得纯种植株 该植株的基因型为 解析 图中 为红豆杉离体的植物器官 组织或细胞 外植体 为愈伤组织 为试管苗 胚状体 为植物体 为大量的红豆杉细胞 脱分化的实质是细胞内基因的选择性表达 对 的培养目的是快速增殖细胞 一般采用液体培养基进行培养 在培养过程中通入空气是为了保证细胞生长过程中氧气的供应 不断搅拌的目的是让细胞和培养液充分接触 液体培养的后期 由于细胞代谢产物的积累 以及营养物质的消耗 导致细胞数量减少 其代谢产物减少 红豆杉的花药经培养可获得单倍体 再经秋水仙素处理 可使染色体加倍 快速获得纯种植株 如果亲本的基因型为ddtt 则获得的纯种植株的基因型分别为ddtt ddtt ddtt ddtt四种 人工种子一般是用海藻酸钠溶液包埋胚状体而获得的 答案 1 脱分化 再分化 有丝分裂基因的选择性表达 2 液体保证氧气的供应 使细胞和培养液充分接触 3 活细胞数量减少 某些代谢产物的积累 4 秋水仙素ddtt ddtt ddtt ddtt 2 动物细胞的培养常用于生理 病理 药理等方面的研究 如图表示动物细胞培养的部分过程 1 图示中a与b处理所用的物质是 2 在细胞的分裂增殖过程中 为了确定dna合成期的时间长短 加入以3h标记的 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 胸腺嘧啶 最合适 培养液中细胞数目的增加和培养时间的关系如图 a 所示 根据图中信息读出细胞完成一个细胞周期所需要的时间 t 是 若一个细胞中的dna含量为2n 分裂期所需要的时间为5h 请在图 b 中画出一个细胞周期中的dna含量的变化 3 图中分装的过程称为 培养 成活的细胞叫做 一般能传40 50代 其遗传物质 填 不变 或 改变 解析 动物细胞培养过程常用胰蛋白酶使细胞分散成单个细胞利于吸收营养物质 研究dna复制时常标记dna特有的碱基 胸腺嘧啶 动物细胞培养中细胞株 细胞系与复制代数有关系 答案 1 胰蛋白酶 2 胸腺嘧啶20h 3 传代细胞株不变 3 植物组织培养的过程如图所示 请分析并回答 1 愈伤组织是由离体的组织或器官通过a 过程获得的 b c过程是通过细胞的 实现的 2 胚状体根据其来源不同 可以分为 体细胞胚 和 花粉胚 用花药离体培养可获得 花粉胚 同种植物的花粉胚与体细胞胚在染色体数目上的主要区别是 如果用 处理二倍体植物的花粉胚 能获得可育的植株 该过程是 育种中不可缺少的步骤 在一定条件下培养离体细胞可以形成体细胞胚进而发育成完整的植株 其根本原因是每个细胞都含有 这一过程体现了 解析 1 愈伤组织的形成是外植体脱分化的结果 再分化成植株的过程中细胞进行分裂的同时进行了细胞分化 形成不同功能的细胞 发育成植株 2 花粉胚是单倍体育种过程中的产物 由单倍体细胞构成 需要进行染色体加倍才能得到正常的植株 而体细胞胚不需要染色体加倍可直接发育成正常植株 原因是体细胞胚的每个细胞都含有本物种的全套基因 答案 1 脱分化分裂 或增殖 和分化 2 花粉胚细胞中的染色体数目是体细胞胚的一半 秋水仙素单倍体 本物种的全套基因 或 全套遗传信息 植物细胞的全能性 4 材料 人工种子是人们模仿天然种子的结构造出来的生命有机体 它能像天然种子一样萌发生长 人工种子的核心部分是被外层薄膜包埋的具有类似种子胚功能的胚状体 胚状体不同于一般种子的胚 它是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物 所以又称 体细胞胚 或 花粉胚 胚状体可从悬浮培养的单细胞中得到 也可以通过试管培养的茎尖 芽尖 子房 花粉等获得 将胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中 便成了所谓的 人工种子 其培育过程如图所示 请根据以上材料回答 1 人工种子依据的原理是 经过 技术培育而成 2 包埋胚状体的胶质可以看作是种子的哪部分结构 3 某二倍体植物基因型为ddtt 利用这种生物技术采用花药离体培养的方法 可培育成 花粉胚 也可制成人工种子 这种种子萌发形成的个体为 基因型为 4 如果外植体