高考生物一轮复习 第十单元 第2讲 细胞工程课件.ppt

第2讲细胞工程 考点突破题型透析 考点二动物细胞工程 考纲原生态 第十单元现代生物科技专题 备选素材 考纲原生态 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 考点一植物细胞工程 知识梳理考能诊断 1 植物组织培养 1 理论基础 2 操作过程 图中 a表示 b表示 植物细胞的全能性 脱分化 再分化 愈伤组织 胚状体或丛芽 2 植物体细胞杂交技术 1 过程 为去除 获得具有活力的原生质体 常用方法是酶解法 所用到的酶是 考点一植物细胞工程 知识梳理考能诊断 细胞壁 纤维素酶和果胶酶 2 过程 是原生质体的融合 人工诱导的物理方法包括 等 化学方法一般用 作诱导剂 3 过程 是原生质体融合后再生出 这是原生质体融合成功的标志 3 植物细胞工程的实际应用 考点一植物细胞工程 知识梳理考能诊断 离心 振动 电刺激 聚乙二醇 细胞壁 微型繁殖 作物脱毒 胚状体 人工薄膜 3 细胞产物的工厂化生产如人参皂甙干粉的生产4 植物组织培养和植物体细胞杂交的比较 考点一植物细胞工程 知识梳理考能诊断 突变体的利用 细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性 考点一植物细胞工程 知识梳理考能诊断 考点一植物细胞工程 知识梳理考能诊断 植物组织培养原理和过程的剖析 1 全能性大小比较 不同细胞体现全能性能力的大小不同 具体表现为 受精卵 生殖细胞 体细胞 离体细胞的全能性表达与分化程度呈负相关 但生殖细胞特殊 2 植物组织培养过程对激素的要求 植物组织培养中不同培养阶段培养基含有的激素比例不同 因为培养的目的不同 生根或生芽 3 植物组织培养过程对碳源的要求 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 考点一植物细胞工程 知识梳理考能诊断 1 某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子 为尽快推广种植 可应用多种技术获得大量优质苗 其中可采用花粉粒组织培养获得单倍体苗 2013 高考江苏卷 2 棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞的全能性 2012 高考江苏卷 3 二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株 2011 高考江苏卷 4 用人工薄膜将胚状体 愈伤组织等分别包装可制成人工种子 2011 高考江苏卷 知识梳理考能诊断 考点一植物细胞工程 5 不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程 2009 高考大纲全国卷 6 利用植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制 培育远缘杂种 2009 高考大纲全国卷 知识梳理考能诊断 考点一植物细胞工程 1 2013 高考重庆卷 某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉 其技术路线为 取材 消毒 愈伤组织培养 出芽 生根 移栽 下列有关叙述 错误的是 a 消毒的原则是既杀死材料表面的微生物 又减少消毒剂对细胞的伤害b 在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂 可获得染色体加倍的细胞c 出芽是细胞再分化的结果 受基因选择性表达的调控d 生根时 培养基通常应含 萘乙酸等生长素类调节剂 题组设计解题技法 答案 题组一细胞的全能性与植物组织培养技术 b 本题主要考查植物组织培养的相关知识 在愈伤组织中 因植物细胞含有细胞壁 阻碍了细胞融合 所以此时加入细胞融合的诱导剂 不能获得染色体加倍的细胞 消毒的原则是既杀死材料表面的微生物 又减少消毒剂对细胞的伤害 愈伤组织出芽是细胞分化的结果 而细胞分化的实质是基因的选择性表达 生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂 脱分化和再分化的关键性激素 生根时 培养基通常含有 萘乙酸等生长素类调节剂 故b项错误 解析 题组设计解题技法 题组一细胞的全能性与植物组织培养技术 2 2014 高考广东卷 铁皮石斛是我国名贵中药 生物碱是其有效成分之一 应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎 简称plbs 类似愈伤组织 生产生物碱的实验流程如下 在固体培养基上 plbs的重量 生物碱含量随增殖培养时间的变化如图所示 请回答下列问题 题组设计解题技法 题组一细胞的全能性与植物组织培养技术 1 选用新生营养芽为外植体的原因是 诱导外植体形成plbs的过程称 题组设计解题技法 题组一细胞的全能性与植物组织培养技术 2 与黑暗条件下相比 plbs在光照条件下生长的优势体现在 3 脱落酸 aba 能提高生物碱含量 但会抑制plbs的生长 若采用液体培养 推测添加适量的aba可提高生物碱产量 同学们拟开展探究实验验证该推测 在设计实验方案时探讨了以下问题 aba的浓度梯度设置和添加方式 设4个aba处理组 1个空白对照组 3次重复 因aba受热易分解 故一定浓度的无菌aba母液应在各组液体培养基 后按比例加入 题组设计解题技法 题组一细胞的全能性与植物组织培养技术 实验进程和取样 实验50天完成 每10天取样 将样品 plbs 称重 g 瓶 后再测定生物碱含量 如初始 第0天 数据已知 实验过程中还需测定的样品数为 依所测定数据确定适宜的aba浓度和培养时间 当某3个样品 重复样 的 时 其对应的aba浓度为适宜浓度 对应的培养时间是适宜培养时间 题组设计解题技法 题组一细胞的全能性与植物组织培养技术 1 细胞分化程度低 容易诱导形成plbs细胞的脱分化 2 生长起始较快快速生长时间较长plbs产量较高 3 灭菌 冷却 75 plbs重量和生物碱含量乘积的平均值最大 答案 本题主要考查植物组织培养相关知识 并以植物组织培养实验为背景考查实验探究能力 1 植物组织培养中外植体常选用茎尖 芽尖 原因是茎尖和芽尖分裂能力强 易诱导其脱分化 而且一般不含病毒 2 从图中比较光照和黑暗条件下plbs重量曲线可知 光照条件下plbs生长优势主要体现在开始生长时间 快速生长的时间及达到生长稳定时重量的大小等方面 3 因aba受热易分解 所以必须在培养基灭菌并冷却至常温时才能加入无菌aba 依题干信息可知 本实验有5组 每组3个样品 需分别在第0天 10天 20天 30天 40天 50天测定plbs重量和生物碱含量 而初始数据 第0天 已知 因此还需测定的样品数是5 3 5 75 根据实验探究目的 当3个样品 重复样 的plbs重量和生物碱含量乘积的平均值最大时 其对应的aba浓度为适宜浓度 对应的培养时间为适宜培养时间 解析 题组设计解题技法 题组一细胞的全能性与植物组织培养技术 植物组织培养实验材料和方法的选择 1 一般选择幼嫩的组织器官用作外植体 它们比较容易脱分化 如根尖 茎尖 2 对所用的器具和培养基要进行灭菌处理 对外植体要进行消毒 3 植物组织培养中用的有机碳源一般是蔗糖 蔗糖的作用 一是供给外植体营养 二是调节渗透压 三是有助于诱导细胞分化 4 诱导脱分化时 常用的生长素有iaa和2 4 d等 细胞分裂素有kt等 且生长素含量高于细胞分裂素等含量 此时要注意遮光 诱导愈伤组织再分化形成胚状体或丛芽的过程中 要进行换瓶处理 以改变培养基中的激素配比及浓度 题组设计解题技法 题组一细胞的全能性与植物组织培养技术 5 脱分化和再分化的比较 题组设计解题技法 题组一细胞的全能性与植物组织培养技术 3 为了培育菊花新品种 科学家利用二倍体野生夏菊和六倍体栽培秋菊进行杂交 培育过程如图所示 下列有关叙述正确的是 a 野生夏菊和栽培秋菊自然杂交后是四倍体 属于同一物种b 过程常选择酶解法去壁 一般在低渗溶液中进行c 过程有关的细胞器只有高尔基体比较活跃d d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质 夏菊和秋菊二者存在生殖隔离 二者属于不同物种 酶解后形成的原生质体没有细胞壁 在低渗溶液中会出现吸水涨破的现象 过程属于形成新细胞壁的过程 细胞中线粒体和高尔基体都比较活跃 d植株属于杂种植株 含有亲本夏菊和秋菊的遗传物质 解析 答案 题组设计解题技法 题组二植物体细胞杂交技术 d 图显 隐 4 下图表示番茄和马铃薯进行体细胞杂交的过程 请据图回答下列问题 1 过程 要用到 酶和 酶 目的是去除 获得有生命活力的原生质体a和b 若将a细胞放入等渗溶液中 细胞的形状是 题组设计解题技法 题组二植物体细胞杂交技术 2 过程 叫做 技术 与过程 密切相关的具有单层膜的细胞器是 3 培养基中需要用到 和 两类激素 过程 为 过程 4 若利用此技术生产治疗烫伤 割伤的药物 紫草素 培养将进行到 阶段 填字母编号 5 若番茄细胞内有m条染色体 马铃薯细胞内含n条染色体 则此 番茄 马铃薯 植株为 倍体 含 条染色体 的过程 遵循 不遵循 孟德尔遗传定律 此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株叫做 题组设计解题技法 题组二植物体细胞杂交技术 1 纤维素果胶细胞壁球状 2 原生质体融合高尔基体 3 生长素细胞分裂素再分化 4 e 5 六m n不遵循单倍体 答案 1 植物体细胞杂交时 首先要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 以其获得原生质体 a细胞已去掉了细胞壁 放入等渗溶液中 是球状 2 过程 是原生质体融合 成功的标志是再生出细胞壁 植物细胞的高尔基体与细胞壁的形成有关 3 脱分化和再分化的过程中需要用到生长素和细胞分裂素进行诱导 4 生产药物时只需要培养到愈伤组织阶段即可 5 番茄 马铃薯 植株的染色体数应为两者之和 即m n 番茄为二倍体 马铃薯为四倍体 杂交后应为异源六倍体 的过程没有经过有性生殖 所以不遵循孟德尔遗传定律 由花粉组织培养得到的植株实际上是由精子直接发育而来的 叫做单倍体 解析 题组设计解题技法 题组二植物体细胞杂交技术 1 植物体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞 不管染色体数 基因组数还是染色体组数都采用直接相加的方法 若两个不同品种的植物细胞a b进行融合 a细胞含有2x条染色体 2个染色体组 基因型为aabb b细胞含有2y条染色体 2个染色体组 其基因型为ccdd 则新植株应为异源四倍体 其体细胞中染色体数为 2x 2y 条 基因型为aabbccdd 2 植物体细胞杂交过程不经过减数分裂 所以遗传物质的传递不遵循孟德尔遗传定律 题组设计解题技法 题组二植物体细胞杂交技术 5 下列有关植物细胞工程应用的叙述 错误的是 a 利用植物组织培养技术获得紫草素 可实现细胞产物的工厂化生产b 利用植物组织培养技术产生的愈伤组织可直接制作 人工种子 c 利用植物组织培养技术可获得脱毒植株d 利用植物体细胞杂交技术培育的 白菜 甘蓝 可获得双亲的遗传特性 本题考查植物细胞工程应用的相关知识 紫草素是植物细胞的产物 利用植物组织培养技术可以实现细胞产物的工厂化生产 a项正确 经植物组织培养产生的胚状体可直接制作 人工种子 愈伤组织不能直接制作 b项错误 利用植物组织培养技术可获得脱毒植株 c项正确 利用植物体细胞杂交技术培育的 白菜 甘蓝 具有白菜和甘蓝的遗传物质 d项正确 题组设计解题技法 解析 答案 题组三植物细胞工程的应用 b 6 右图为细胞融合的简略过程 只考虑两个细胞的融合 若a b分别是基因型为hhrr hhrr的两个烟草品种的花粉 且这两对基因分别位于两对同源染色体上 由于一对隐性纯合基因 rr或hh 的作用 在光照强度大于800lx时 都不能增殖 下列叙述中正确的是 实验开始时必须用纤维素酶和果胶酶除去不利于原生质体融合的物质 要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为hhrr的杂种细胞 可在光照强度大于800lx光照下培养 收集增殖分化的细胞团 从理论上分析 将融合细胞的培养液放在大于800lx光照下培养 有3种基因型的融合细胞不能增殖分化a b c d 题组设计解题技法 题组三植物细胞工程的应用 a 图显 隐 答案 实验开始时必须用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁 得到原生质体 正确 融合细胞的基因型有四种 hhrr hhrr hhrr hhrr 后三种根据题干信息可知在光照强度大于800lx时 都不能增殖 故可以在大于800lx光照下培养 收集增殖分化的hhrr细胞团 均正确 解析 题组设计解题技法 题组三植物细胞工程的应用 植物组织培养过程中成分的利用选择 1 细胞产物的获取 利用植物组织培养技术生产细胞产物时 并不需要获得相应个体 只需将外植体培养到愈伤组织 从愈伤组织中获取产物 2 人工种子的营养来源 人工种子的获取并不需要获得相应个体 只需将外植体培养至胚状体阶段 人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供 人工种皮中可以加入适量的养分 无机盐 有机碳源以及农药 抗生素 有益菌等 以利于胚状体生长发育成幼苗 题组设计解题技法 题组三植物细胞工程的应用 考点二动物细胞工程 知识梳理考能诊断 1 动物细胞培养 动物细胞工程技术的基础 1 动物细胞的培养过程 2 培养条件 无菌 无毒的环境 对 和所有培养用具进行无菌处理 添加 定期更换培养液以清除 营养 除正常的有机和无机营养外 加入 等一些天然成分 考点二动物细胞工程 知识梳理考能诊断 培养液 抗生素 代谢产物 血清 血浆 适宜的温度和ph 温度为 哺乳动物 ph为 气体环境 含95 空气加 的混合气体 其中后者的作用是 3 应用生物制品的生产 检测 医学研究 考点二动物细胞工程 知识梳理考能诊断 36 5 0 5 7 2 7 4 5 co2 维持培养液的ph 有毒物质 2 动物体细胞核移植技术和克隆动物 1 动物体细胞核移植技术的过程代孕母体 生出与供体遗传物质基本相同的个体 考点二动物细胞工程 知识梳理考能诊断 2 原理 3 结果 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 用于组织器官的 3 动物细胞融合 1 原理 考点二动物细胞工程 知识梳理考能诊断 动物体细胞核具有全能性 产生新个体 遗传改良 濒危物种 供体 移植 细胞膜的流动性 2 融合方法 聚乙二醇 peg 电激等 3 意义 突破了 的局限 使 成为可能 也为制造 开辟了新途径 4 单克隆抗体 1 制备过程 考点二动物细胞工程 知识梳理考能诊断 灭活的病毒 有性杂交方法 远缘杂交 单克隆抗体 考点二动物细胞工程 知识梳理考能诊断 2 优点 特异性强 灵敏度高 可大量制备 3 用途 作为诊断试剂 用于治疗疾病和运载药物 动物细胞培养和核移植技术的理解误区 1 动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同 第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞 第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来 2 核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本可能不同 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 知识梳理考能诊断 考点二动物细胞工程 1 在25 的实验条件下可顺利完成大鼠神经细胞的培养 2014 高考北京卷 2 动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育 2011 高考江苏卷 3 培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞 2010 高考浙江卷 4 克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变 2010 高考浙江卷 5 二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的 2010 高考浙江卷 知识梳理考能诊断 考点二动物细胞工程 6 恶性细胞系的细胞可进行传代培养 2010 高考浙江卷 7 动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体能体现细胞全能性 2012 高考江苏卷 8 体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体 2011 高考江苏卷 9 b淋巴细胞与肿瘤细胞融合 杂交瘤细胞中含有b淋巴细胞中的抗体基因 2010 高考新课标全国 卷 10 杂交瘤技术可用于制备单克隆抗体 2010 高考广东卷 知识梳理考能诊断 考点二动物细胞工程 1 2015 江苏镇江期末 下列有关动物细胞培养的叙述正确的是 a 动物细胞培养要经过脱分化和再分化过程b 培养基中通常要加入动物血清c 组织细胞分化程度越高 培养越容易d 传代培养时可用胃蛋白酶分散细胞 理解动物细胞培养的过程是解题关键 动物细胞培养不需要脱分化 一般来说 组织细胞分化程度越低 增殖能力越强 培养越容易 原代培养和传代培养时都要用胰蛋白酶把组织细胞分散开 题组设计解题技法 解析 答案 题组一动物细胞培养的分析 b 2 2015 安徽黄山期末 某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性 准备对某种动物的肝肿瘤细胞 甲 和正常肝细胞 乙 进行细胞培养 下列说法正确的是 a 在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时 也可用胃蛋白酶处理b 细胞培养应在含5 co2的恒温培养箱中进行 co2的作用是刺激细胞呼吸c 甲 乙细胞在持续的原代培养过程中 乙会出现停止增殖的现象d 仅用培养肝细胞的培养液也能用来培养乙肝病毒 理解动物细胞培养的过程是解题关键 利用肝组织块制备肝细胞悬液时 常用胰蛋白酶处理 不能用胃蛋白酶 因为胃蛋白酶需要在强酸环境中才能起作用 co2的作用是维持细胞培养液正常的ph 正常细胞在持续的原代培养过程中会出现停止增殖的现象 乙肝病毒只能在细胞中培养 不能在培养肝细胞的培养液中培养 解析 答案 题组设计解题技法 题组一动物细胞培养的分析 c 3 2013 高考大纲全国卷 关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述 错误的是 a 动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同b 动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶c 烟草叶片离体培养能产生新个体 小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖d 动物细胞培养可用于检测有毒物质 茎尖培养可用于植物脱除病毒 动物细胞培养所用培养基为液体培养基 需加入血清 血浆等 植物组织培养所用培养基为固体培养基 不需要加入血清 血浆等 但需加入植物激素 a项正确 胰蛋白酶能使动物细胞间的蛋白质水解 使动物组织分散成单个细胞 植物组织培养不需要胰蛋白酶 b项错误 高度分化的植物细胞有全能性 烟草叶片离体培养能产生新个体 杂交瘤细胞具有骨髓瘤细胞的特点 体外培养能无限增殖 c项正确 通过培养的动物细胞可以用于检测有毒物质 判断某种物质的毒性 植物分生区附近 如茎尖 无病毒 可用茎尖进行组织培养获得无病毒植株 d项正确 解析 答案 题组设计解题技法 题组一动物细胞培养的分析 b 植物组织培养与动物细胞培养的异同 题组设计解题技法 题组一动物细胞培养的分析 题组设计解题技法 题组一动物细胞培养的分析 题组设计解题技法 题组一动物细胞培养的分析 4 与植物体细胞杂交相比 动物细胞融合的原理及其特有的诱导因子分别是 a 细胞膜的流动性 离心b 细胞膜的流动性 灭活的病毒c 细胞的全能性 电激d 细胞的全能性 灭活的病毒 植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性 细胞的全能性 动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性 动物细胞融合的常用诱导因子有聚乙二醇 灭活的病毒 电激等 其中灭活的病毒是其特有的诱导因子 而聚乙二醇 电激均可用于诱导植物体细胞杂交 解析 答案 题组设计解题技法 题组二动物细胞融合与核移植技术 b 5 下列关于动物体细胞核移植技术和克隆动物的叙述 正确的是 a 目前在实验中 科学家可以用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体b 体细胞的细胞核移植到受体细胞之前 要先去掉受体卵母细胞的核c 用于核移植的供体细胞一般都选用传代50代以内的细胞d 用体细胞核移植方法生产的克隆动物是对体细胞供体动物进行100 的复制 目前在实验中 科学家还不可以直接把动物细胞培养成完整的动物个体 用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞 因为10代内的细胞能保持正常的二倍体核型 体细胞核移植方法生产的克隆动物 并没有对体细胞供体动物进行100 的复制 因为还有部分遗传物质来自受体卵母细胞的细胞质 解析 答案 题组设计解题技法 题组二动物细胞融合与核移植技术 b 1 植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较 题组设计解题技法 题组二动物细胞融合与核移植技术 题组设计解题技法 题组二动物细胞融合与核移植技术 2 对核移植的理解 1 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 2 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 3 核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原因 克隆动物绝大部分dna来自于供体细胞核 但其线粒体中的dna来自于去核卵细胞 性状受基因与环境共同影响 在个体发育过程中有可能发生基因突变 产生供核动物没有的性状 题组设计解题技法 题组二动物细胞融合与核移植技术 6 2015 北京市海淀区高三期中 对下面制备单克隆抗体的过程示意图的叙述不正确的是 a 表示b淋巴细胞和骨髓瘤细胞均是从小鼠的脾脏中提取的b 中的筛选是通过抗原 抗体反应实现的c 促进细胞融合的过程可以利用聚乙二醇作介导d 可以无限增殖 表示提取过程 指的是从小鼠的脾脏内提取b淋巴细胞 从骨髓中提取骨髓瘤细胞 题组设计解题技法 解析 答案 题组三单克隆抗体的制备 a 图显 隐 7 2014 高考新课标全国 卷 某研究者用抗原 a 分别免疫3只同种小鼠 x y和z 每