高考生物第一轮复习 专题二 细胞工程课件 新人教版选修3.ppt

专题2细胞工程 重难点聚焦 考点1比较植物组织培养和植物体细胞杂交 重难点聚焦 例1以下为植物体细胞杂交技术流程图 其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞 所含有的染色体组分别是aa和bb 据图分析回答 1 过程发生的化学变化是 将若干a和b等量混合后转移到培养基上培养 再经过 和 c的细胞染色体类型有 在采用化学法进 典例分析 行过程 时 一般是用作为诱导剂 植物体细胞杂交与自然状况下的生殖细胞杂交相比 前者的主要意义是 2 某同学在植物细胞工程的实验中 因污染导致失败 为探究被污染的微生物中是否有分解纤维素的细菌 并试图将它分离出来 在配制培养基时必须加入 分离纯化细菌的常用接种方法有 解析 过程表示去除细胞壁 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶 c细胞代表原生质体融合后重新长出细胞壁的细胞 有可能为四倍体aabb aaaa bbbb 也有可能没有发生融合 细胞为aa bb 与自然状况下的生殖细胞杂交相比 植物体细胞杂 交主要意义在于其可以克服不同生物远缘杂交的障碍 刚果红与纤维素可以形成红色复合物 如果被细菌分解 则失去红色 形成透明圈 答案 1 纤维素和果胶发生水解 或者纤维素分解为葡萄糖 果胶分解为半乳糖醛酸 aabb aaaa bbbb aa bb聚乙二醇 peg 克服了不同生物远缘杂交的障碍 或扩大了可用于杂交的亲本基因组合的范围 2 刚果红纤维素平板划线法稀释涂布平板法 1 要想通过体细胞杂交技术获得杂种植物 下列各项步骤中正确的是 a 分离原生质体 诱导原生质体融合 再生细胞壁 组织培养 杂种植株b 分离原生质体 原生质体自然融合 再生细胞壁 组织培养 杂种植株c 病毒诱导原生质体融合 组织培养 杂种植株d 分离原生质体 脱分化 再分化 杂种植株 解析 选a 体细胞杂交技术首先要获得不同生物的体细胞 用纤维素酶 果胶酶除去细胞壁得到原生质体 再通过物理或化学方法诱导原生质体融合 成为杂种细胞 再经组织培养形成杂种植株 课堂达标 2 将烟草和大豆的原生质体混合后 将原生质体转移到适当的培养基上培养 使原生质体再生出细胞壁 这时 在细胞混合物中 可用显微镜观察到的细胞有 烟草 大豆杂种细胞 烟草细胞 大豆细胞 烟草 烟草细胞 大豆 大豆细胞a b c d 解析 选d 烟草和大豆的原生质体混合后 在细胞混合物中 用显微镜可以观察到未融合的细胞 融合的细胞 包括同种融合细胞和异种融合细胞 考点2植物组织培养的应用 1 植物繁殖的新途径 1 微型繁殖 是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术 实际上是无性生殖的一种 优点 在繁殖的过程中 细胞进行有丝分裂 亲 子代细胞内dna相同 具有相同的基因 因此能保证亲 子代遗传特性不变 利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖 2 作物脱毒 采用茎尖组织培养来脱除病毒 选取作物无毒组织 如茎尖 进行组织培养 获得脱毒苗的技术 因为植物分生区附近的病毒极少或没有 3 人工种子 植物组织培养得到胚状体 不定芽 顶芽和腋芽 包上人工种皮就可形成人工种子 优点 完全保持优良品种的遗传特性 不受气候 季节和地域的限制 方便储藏和运输 2 作物新品种的培育 1 单倍体育种单倍体育种的优点是后代无性状分离 后代都是纯合子 能够稳定遗传 明显缩短育种年限 单倍体育种从本质上说属于有性生殖 这一点与微型繁殖有所区别 但单倍体育种首先要进行花药离体培养 还是采用微型繁殖的技术 然后用秋水仙素处理 获得纯合子 2 单倍体育种和突变体的利用突变体aa中a为突变基因 并控制着优良性状 利用单倍体育种的过程如下 突变体利用 在组织培养中会出现突变体 通过从有用的突变体中选育出新品种 如筛选抗病 抗盐 含高蛋白的突变体 3 细胞产物的工厂化生产通过对能够产生有利的产物的细胞进行组织培养 从而获得大量的细胞产物 细胞产物有蛋白质 脂肪 糖类 药物 香料 生物碱等 植物细胞融合的标志是产生新的细胞壁 作物脱毒 人工种子 单倍体育种的培育过程均有采用微型繁殖的技术 作物脱毒主要是强调微型繁殖的取材一定是无毒的 如茎尖 根尖 才能繁殖出无毒的幼苗 特别提醒 例2某二倍体植物是杂合子 如图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程 据图回答 1 图中 表示的是该花粉培养过程中的过程 表示的是过程 x代表的是 表示的是过程 表示的是诱导过程 典例分析 2 图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条 具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中的种类及其浓度配比 最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为植株 甲 未成熟花粉经培养能形成完整植株 说明未成熟花粉具有 3 对植株甲进行 才能使其结实产生后代 乙 否则植株甲只有通过的方式才能产生后代 丙 乙 丙两种植株中 能产生可育花粉的是植株 该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为种 该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为种 花药培养在育种上的特殊意义是 从而开辟育种新途径 解析 1 图示 过程形成愈伤组织 所以应是脱分化过程 过程形成丛芽 芽 说明是再分化过程 而丛芽 芽 经过 过程形成植株 说明是分化生根的过程 另外愈伤组织在不同的培养基上也可先生根 再分化形成芽 形成完整植株 所以x就是胚状体 主要结构是根 2 培养基中所含的植物激素种类和浓度配比不同 诱导形成的结构不相同 花药细胞含有本物种全套的遗传物质 具有全能性 离体培养成的个体都是单倍体 3 植株甲为单倍体 只含有配子的染色体组成 是高度不育的 只有其染色体加倍后 才能产生正常的配子 因染色体加倍后形成的是纯合子 减数分裂只形成一种基因组成的配子 因杂合子植株含有多对等位基因 所以这样的群体产生的配子有多种 因单倍体育种形成的是纯合子 自交后代不发生性状分离 在育种上可明显地缩短育种年限 答案 1 脱分化再分化胚状体分化 或发育 生根 2 植物激素单倍体细胞的全能性 3 染色体加倍无性繁殖乙 或经过染色体加倍的 一多缩短育种年限 3 下面为植物组织培养过程流程图解 以下相关叙述不正确的是 a 脱分化发生在b步骤 形成愈伤组织 在此过程中植物激素发挥了重要作用b 再分化发生在d步骤 是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程c 从叶组织块到种苗形成的过程说明植物叶片细胞具有全能性d 人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差 结子困难或发芽率低等问题 课堂达标 解析 选b 再分化是指处于未分化原始状态的愈伤组织重新分化出根和芽的过程 应该发生在c步骤 4 下列各育种方式中 与组织培养技术无关的是 a 利用花药离体培养得到单倍体植株b 秋水仙素处理二倍体幼苗 获得四倍体植株c 通过组织培养培育人工种子d 通过体细胞杂交培养 番茄 马铃薯 杂种植株 解析 选b 花药离体培养实质是将花粉培育为新个体 人工种子是将植物细胞经组织培养形成胚状体再包装成人工种子 体细胞杂交形成的杂种细胞培育成杂种植株 也采用了组织培养技术 秋水仙素处理二倍体幼苗获得四倍体植株 是利用了染色体变异的原理 考点3动物细胞工程 1 动物细胞培养 1 概念 从动物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 让这些细胞生长和增殖 2 相关概念 细胞贴壁 悬液中分散的细胞贴附在瓶壁上 细胞的接触抑制 细胞分裂生长到表面相互接触时就会停止分裂增殖的现象 癌细胞无 原代培养 动物组织消化后的初次培养 传代培养 贴满瓶壁的细胞要重新用胰蛋白酶处理 然后分瓶继续培养 让细胞继续增殖 细胞株 原代培养的细胞传至10到50代左右 这种传代细胞叫细胞株 遗传物质未改变 细胞系 有可能在培养条件下无限制传代下去 这种传代细胞称细胞系 遗传物质已改变 3 培养条件 无菌 无毒 有营养 放在培养基中 温度和ph 气体环境 co2维持培养液ph 4 应用 病毒疫苗 干扰素 单克隆抗体都可以借助动物细胞的大规模培养生产 另外 基因工程也离不开动物细胞的培养 当受体细胞为动物细胞时 5 动物细胞培养与植物组织培养的比较 2 动物细胞核移植 1 概念 将动物细胞的细胞核移入已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 最终发育为动物个体 2 应用 促进优良畜群繁育 保护濒危物种 可作为生物反应器 生产珍贵医用蛋白 体外培育组织 器官用于组织器官的移植 3 动物细胞培养和体细胞核移植 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 特别提醒 3 动物细胞融合 1 概念 是两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程 2 原理 与植物原生质体融合的基本原理相同 均为细胞膜的流动性 3 基本过程 不同dna的两个细胞进行融合 方法 灭活的病毒 peg 电激等 形成融合细胞 再使之进行有丝分裂后 得到两个完整的杂交细胞 4 特点 杂交细胞可以具备原先两种细胞的特点 突破了有性杂交方法的局限 使远缘杂交成为可能 5 动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较 4 单克隆抗体的制备 1 过程 如下图所示 2 单克隆抗体的优点 特异性强 灵敏度高 并可能大量制备 3 实际应用 作为诊断试剂 识别各种抗原物质的细微差别 用于治疗疾病和运载药物 用于癌症治疗 可制成生物导弹 例3用动物细胞工程技术获取单克隆抗体 下列实验步骤中错误的是 a 将抗原注入小鼠体内 获得能产生抗体的b淋巴细胞b 用纤维素酶处理b淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞c 用聚乙二醇作诱导剂 促使能产生抗体的b淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合d 筛选杂交瘤细胞 并从中选出能产生所需抗体的细胞群 培养后提取单克隆抗体 典例分析 解析 要获得能产生特定抗体的b淋巴细胞 必须用相应抗原刺激小鼠的免疫系统 b淋巴细胞与骨髓瘤细胞都是动物细胞 无细胞壁 不需要纤维素酶处理 诱导两细胞融合可用peg 聚乙二醇 作诱导剂 利用生物膜的流动性使两细胞融合 能产生单一抗体的杂交瘤细胞需要从融合细胞中筛选 然后才能获取大量单克隆抗体 答案 b 5 如图表示用生物工程制备人抗a抗体的过程 请回答下列问题 1 人的红细胞膜表面有被称为凝集原的特异 从免疫学角度看 这种凝集原是 课堂达标 2 图中细胞1是小鼠体内注入人a型血红细胞后而获得的细胞 这种细胞具有产生的特点 但难以在体外培养 甲培养皿中培养的细胞2 是从患骨髓瘤的小鼠体内获取的骨髓瘤细胞 这种细胞在体外培养时能 但不能产生抗体 3 为了能充分发挥上述两种细胞各自的特点 经特殊处理 在促细胞融合因子的作用下 使两种细胞发生融合 形成图中的细胞3