G2SW选修3第二章 细胞工程学案

高二生物高二生物 选修选修 3 3 班级班级 级别级别 姓名姓名 1 专题专题 2 细胞工程细胞工程 细胞工程的概念 细胞工程的概念 原理 原理 研究水平 研究水平 对象 对象 目的 结果 目的 结果 分类 分类 2 1 植物细胞工程植物细胞工程 一 细胞的全能性 一 细胞的全能性 1 概念 的细胞具有发育成为一个新的生物个体的 2 具有全能性的原因 因为每个细胞内都含有该物种的 具 有发育成完整个体所必需的 3 全能性大小 受精卵 生殖细胞 体细胞 植物细胞 动物细胞 未分化的细胞 分化的细胞 注 受精卵的全能性最高 注 分裂能力强的体细胞 分裂能力弱的体细胞 分化程度低的体细胞 分化程度高的体细胞 4 在生物体内细胞不表现全能性的原因 5 培养条件 全能性的表现条件 适宜的 其成分包括水 无机营养 和 等有机营养以 及 等 其它条件 二 植物组织培养 二 植物组织培养 1 概念 是指依据 原理 在 条件下 将离体的植物 称为 培养在人工配制的培养基上 在 适宜的条件下 诱导其产生 最终使其长成部分或完整植株的 技术 2 理论基础 原理 植物细胞全能性 3 过程 离体的器官 组织或细胞 植 脱分化 再分化 株 脱分化 由 的植物细胞形成 的过程 愈伤组织 是一团排列疏松排列疏松 无特定形态无特定形态 高度液泡化的高度液泡化的 具有 能力的 细胞 再分化 愈伤组织重新 形成根 芽等器官 形成小植株的过程 胚状体 在一定的培养条件下 愈伤组织经过 形成的 类似于植物 种子的 在适宜条件下可发育成新的植株 高二生物高二生物 选修选修 3 3 班级班级 级别级别 姓名姓名 2 三 植物体细胞杂交技术三 植物体细胞杂交技术 1 概念 2 植物体细胞杂交的过程 植物体细胞杂交的两个阶段 和 植物体细胞杂交的两个关键环节 去除细胞壁的原因 去除细胞壁的方法 即用 酶和 酶 处理植物细胞壁以 得到具有活力的原生质体 利用了酶的 原理 原生质体 原生质体的融合包括 和 原生质体的融合体现了细胞膜的 性 杂种细胞形成植株体现了 人工诱导原生质体融合的方法 物理法 等 化学法 细胞融合 植物体细胞杂交 完成的标志 植物体细胞杂交完成的结果 融合的细胞有多种类型 必须经过筛选必须经过筛选 才能培育出我们所需要的植株 3 原理 4 优点 是一种非常有用的遗传育种手段 可以克服 障 碍 例例 分析下图 概述植物体细胞杂交的基本过程 分析下图 概述植物体细胞杂交的基本过程 1 1 说出 说出 步骤表示的含义 步骤表示的含义 2 2 将植物细胞将植物细胞 A A 和植物细胞和植物细胞 B B 的得到的原生质体诱导融合 在培养基上至少存在几的得到的原生质体诱导融合 在培养基上至少存在几 种类型的细胞 只考虑两个细胞的融合 种类型的细胞 只考虑两个细胞的融合 高二生物高二生物 选修选修 3 3 班级班级 级别级别 姓名姓名 3 四 植物细胞工程的应用 阅读 四 植物细胞工程的应用 阅读 植物繁殖的新途径 1 微型繁殖 快速繁殖 大多采用的是植物的茎尖 根尖等材料 属于无性繁殖无性繁殖技技 术术 具有保持优良品种的遗传特性保持优良品种的遗传特性 不受自然条件与材料限制不受自然条件与材料限制 生长周期短生长周期短等特点 2 作物脱毒 长期进行无性繁殖的作物 它们感染的病毒逐年积累很容易传播给后 代 导致作物产量降低 品质变差 植物分生区附近 如茎尖 根尖 的病毒极少 分生区附近 如茎尖 根尖 的病毒极少 甚至无病毒甚至无病毒 因此 利用作物的根尖 茎尖进行组织培养根尖 茎尖进行组织培养可以获得无病毒植株无病毒植株 3 制备人工种子 1 人工种子的概念 以植物组织培养得到的 或 等为 材料 经过 包装得到的种子 2 人工种子的主要组成 胚状体胚状体 相当于天然种子的胚 提供发育所需要营养的人人 工胚乳工胚乳以及作为保护性外壳的人工种皮人工种皮 3 人工种子的优点 完全保持 不受 有利于 等 4 人工种子的应用 濒危植物的保护 经济植物的 等 作物新品种的培育 1 单倍体育种 花药离体培养 单倍体育种 花药离体培养 原理 过程 花药 单倍体幼胚或幼苗 正常植株 优点 2 2 突变体的利用 突变体的利用 在 过程中 筛选出对人们 进而 培育新品种 细胞产物的工厂化生产 植物组织培养技术除了在农业上的应用外 还广泛应用于细胞产物的工厂化生产 这些细胞产物包括蛋白质 脂肪 糖类 药物 香料 生物碱蛋白质 脂肪 糖类 药物 香料 生物碱等 例如 1 利用组织培养技术大量生产人参皂甙干粉人参皂甙干粉 2 利用组织培养技术大量生产抗癌药物紫杉醇紫杉醇 五 检测训练五 检测训练 1 有关全能性的叙述 不正确的是 A 受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体 因此全能性最高 B 生物体内细胞由于分化 全能性不能表达 C 卵细胞与受精卵一样 细胞未分化 全能性很高 D 植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性 高二生物高二生物 选修选修 3 3 班级班级 级别级别 姓名姓名 4 2 植物细胞表现出全能性的必要条件是 A 给予适宜的营养和外界条件 B 脱离母体后 给予适宜的营养和外界条件 C 导入其他植物细胞的基因 D 将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 3 在生物体内 细胞没有表现出全能性 而是分化为不同的组织 器官 是因为 A 细胞丧失了全能性 B 基因的表达有选择性 C 不同的细胞内基因不完全相同 D 在个体发育的不同时期 细胞内的基因发生了 变化 4 在生物体的所有细胞中 全能性最高的是 A 卵细胞 B 植物花粉 C 体细胞 D 受精卵 5 植物组织培养依据的原理 培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是 细胞的全能性 离体植物器官 组织或细胞 根 芽 生长素和细胞分裂素 生长素和乙烯 愈伤组织 再分化 脱分化 植物体 A 和 B 和 C 和 D 和 6 植物组织培养可以形成愈伤组织 下列有关愈伤组织的叙述错误的是 A 愈伤组织是离体细胞经过脱分化形成的 B 形成愈伤组织的培养基不需含有机分 子 C 愈伤组织可以形成具有生根能力的胚状结构 D 愈伤组织是一类高度液泡化的无定形状态的薄壁细胞 7 将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时 下列条件中不需要的是 A 具有完整细胞核的细胞 B 一定的营养物质和植物激素 C 离体状态 D 导入指定 基因 8 甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化 目前生产上采用茎尖分生组织离体培 养的方法快速繁殖脱毒的种苗 以保证该品种的品质和产量水平这种通过分生组织离体 培养获得种苗的过程不涉及细胞的 A 有丝分裂 B 分化 C 减数分裂 D 全能性 9 在细胞工程中 需要利用细胞的全能性 下列细胞中全能性最高的是 A 胡萝卜的韧皮部细胞 B 水稻的花粉 C 绵羊的乳腺细胞 D 大白鼠的受精卵 10 用高度分化的植物细胞 组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织 下列叙述错 误的是 A 该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B 该愈伤组织的细胞没有全能性 C 该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成 D 该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构 11 在离体的植物器官 组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中 下列哪一项条件不 是必需的 A 充足的光照 B 适宜的温度 C 消毒灭菌 D 适宜的养料和激素 12 下列有关植物组织培养过程中愈伤组织的说法不正确的是 A 愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B 愈伤组织经过脱分化过程形成根或芽 C 培养基中生长素和细胞分裂素的比值不同 愈伤组织分化的结果不同 高二生物高二生物 选修选修 3 3 班级班级 级别级别 姓名姓名 5 D 愈伤组织的细胞中 能发生碱基互补配对的细胞器是线粒体和核糖体 13 神舟四号飞船上进行了细胞融合实验 其中的植物细胞是黄花烟草原生质体与革新 一号烟草原生质 那么植物原生质的获得常用的方法是 A 机械破除 B 酶解法 C 离心法 D 盐酸溶解法 14 通过细胞杂交 获得一个杂种植株 需要的步骤是 A 分离原生质体 原生质融合 生出细胞壁 组织培养法 得到杂种植株 B 分离原生质 原生质自然融合 组织培养 杂种植株 C 获取细胞 原生质融合 组织培养 杂种植株 D 获取细胞 原生质直接融合 组织培养 杂种植株 15 植物体细胞杂交的目的是 A 用酶解法去掉细胞壁分离出原生质体 B 以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合 C 用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株 D 通过以上三者来完成 16 植物体细胞杂交在培育作物新品种方面的重大突破表现在 A 证明杂种细胞具有全能性 B 克服远源杂交不亲和的障碍 C 缩短育种周期 减少盲目性 D 快速培育无病毒植株 保留杂种优势 17 下列关于细胞融合的叙述 不正确的是 A 采用物理或者化学的方法使两个或多个不同细胞融合为一个细胞 B 常用的促融合因子有电场 聚乙二醇等 C 在促融合因子的作用下 仅仅使细胞核发生融合 D 在细胞融合前需纤维素酶 果胶酶除去细胞壁 18 植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是 A 植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁 B 细胞壁使原生质体失去活力 C 细胞壁阻碍了原生质体的融合 D 细胞壁不是原生质体的组成部分 19 植物体细胞杂交的过程是 A 用酶解法去掉细胞壁 分离出有活力的原生质体 B 以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合 C 用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株 D 通过以上过程来完成 20 下列叙述中 与植物体细胞杂交无关的是 A 利用离心 振动 电刺激等诱导 B 利用聚乙二醇 PEG 等试剂诱导 C 克服远缘杂交不亲和的障碍 D 培养基中需添加动物血清 21 下图表示花药离体培养及单倍体育种的大致过程 据图回答下列问题 高二生物高二生物 选修选修 3 3 班级班级 级别级别 姓名姓名 6 1 花药离体培养应用的是 技术 其理论基础是 过程 是把幼小的花药分离出来 在无菌条件下放在人工培养基上进行离体培养 该培养基中加入的物质应该有 至 少答三种 2 过程 是花药在培养基所提供的特定条件下发生多次细胞分裂 形成愈伤组织 此过程叫作 细胞分裂的方式是 3 过程 是诱导愈伤组织分化出芽和根 最后长成植株 这一过程叫 该植株是 植株 其特点是 生产上没有推广 应用的价值 需经过程 处理 5 4 愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根 再由芽发育成叶和茎 这一过程必须给予 光照 其原因是 能利用光能制造有机物 供试管苗生长发育 要促进花 粉细胞分裂生长 培养基中应有 和 两类激素 22 据图回答下列问题 过程 用 处理细胞的细胞壁 然后经过 过程 可能会形成 种细胞团 只考虑两种细胞融合的情况 是 过程 与此过程相关的细胞器是 步骤 一般常用的化学试剂是 目的是 在 过程培养中 除了提供水 无机盐 糖类 维生素以及氨基酸外 还需在培养基中 加入 和 等植物激素 同时 在培养过程中 除必要的温度 光照和氧气等条件外 成功的另一个关键是操作过程必须保证 在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中 运用的技术手段是 其过程主要包括 和 植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株 这项研究对于培养作物新品种方面的 高二生物高二生物 选修选修 3 3 班级班级 级别级别 姓名姓名 7 重大意义在于 使 能够在新的植物体上有所表现 其根本原因是 利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中 遗传物质的传递是否遵循孟德 尔的遗传规律 为什么 2323 植物体细胞杂交过程示意图 据图回答 步骤 是 最常用的方 法是 步骤 一般常用的化学试剂是 目的是 在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中 运用的技术手段是 其中步骤 相当于 步骤 相当于 植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株 使 能够在新的植物体上有所表现 其根本原因是 若远源杂交亲本 A 和 B 都是二倍体 则杂种植株为 倍体 若番 茄是二倍体 马铃薯是四倍体 则杂种植株是 倍体 若番茄 细胞内含 A 条染色体 马铃薯细胞内含 B 条染色体 将番茄和马铃薯 采用杂交育种方法培育 假设能成功 得到的后代应含 条染色体 还必须用 处理幼苗 才能得到可育的番茄 马铃薯植株 此时体细胞中含有 条染色体 从理论上讲 杂种植株的育性为 若运用传统有性杂交方法 能否实现 原因是 因此 这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 动物细胞工程动物细胞工程 常用技术 动物细胞培养 动物细胞融合 单克隆抗体 胚胎移植 核移植等 一 动物细胞的培养 1 动物细胞培养液的成分 2 动物细胞培养液的特点 培养基 含动物 3 动物细胞培养的条件 无菌 无毒的环境 培养液应进行 处理 营养物质 温度和 PH 气体环境等 和 高二生物高二生物 选修选修 3 3 班级班级 级别级别 姓名姓名 8 4 动物细胞培养的过程 5 动物细胞培养技术的应用 1 生产蛋白质生物制品 举例 2 检测有毒物质 原理 3 为烧伤病人植皮 4 用于科学研究 如筛选抗癌药物等 6 动物细胞培养和植物组织培养的区别 主要原理培养基 成分差别 最 终 结 果培 养 目 的 植物组 织培养 培养成 快速繁殖 培育 植株等 动物细 胞培养 培养成 或 获得细胞的 或 例 1 下图是动物细胞培养的基本过程示意图 请据此回答 1 容器 A 中放置的是动物器官或组织 它一般取自 2 容器 A 中的动物器官或组织首先要进行的处理是 然后用 酶处理 这是为了使细胞分散开来 这样做的目 的是 3 培养首先在 B 瓶中进行 瓶中的培养基成分有 等 在此瓶中培养一段时间后 有许多细 胞衰老死亡 这是培养到第 代 到这时的培养称为 4 为了把 B 瓶中的细胞分装到 C 瓶中 在 C 瓶中正常培养了一段时间后 发现 剪碎 酶 加培养 代培养 代细胞 细胞 代培养 代细胞 细胞 遗传物质 是 否 改变 培养条 件下 传代 高二生物高二生物 选修选修 3 3 班级班级 级别级别 姓名姓名 9 绝大部分细胞死亡 只有少部分细胞能继续分裂 这些细胞具有 特点 二 动物体细胞核移植技术和克隆动物 1 动物核移植的概念 动物核移植是将动物的一个细胞的 移入一个 去核的 细胞中 使其重组并发育成一个新的 这个新的 最终 发育为动物个体 核移植移到的动物称 2 过程 3 特点 主要是指不同种的细胞的拆合 新个体具备 亲的 思考 克隆和核移植的区别 4 物体细胞核移植技术的应用 畜牧生产方面 加速培育良种动物 保护濒危物种 医药卫生方面 生产医用蛋白 器官和组织移植等 例 2 世界上第一只克隆绵羊 多利 的培育程序如图所示 请回答下列问题 1 写出图中 a b 所指的细胞工程名称 a b 2 实施细胞工程 a 时 所需的受体细胞大多采用动物卵细 胞的原因是 3 多利 面部的毛色是 请根据遗传学原理说 明判断根据 4 继植物组织培养成功之后 克隆绵羊培育成功 证明动 物细胞也具有 三 动物细胞融合 1 概念 指 或 动物细胞融合形成一个 细胞的过程 2 常用的动物细胞融合的诱导剂 细胞 无核细胞 细胞 细胞 细胞核 高二生物高二生物 选修选修 3 3 班级班级 级别级别 姓名姓名 10 3 动物细胞融合的最重要用途 4 意义 克服了 性 成为研究 肿瘤和生 物培育 的重要手段 5 动物细胞融合与植物体细胞杂交 比较项 目 细胞融合的原 理 细胞融合前处 理 促融合因子意义和用途 植物细 胞杂交 细胞膜 细胞 去除 后 诱导 融 合 法 法 克服 的 障碍 获得杂种植 株 动物细 胞融合 细胞膜 细胞 使细胞 后 诱导 融合 物理法 化学法 法 制备 的 技术之一 例 3 图为细胞融合的简略过程 请据图回答 1 若 A B 是植物细胞 在细胞融合之前已用 处理 除去了 由 A B 到细胞 C 的过程中 常用的物理方法是 融合完成的标志是 2 若 A B 是植物细胞 则形成的 D 细胞还要应用 技术把 D 培养成植株 3 若 A B 是动物细胞 一般取自 然后用 使其 分散开来 由 A B 到 C 的过程中 常用的不同于植物细胞融合的手段是 所形成的 D 称为 A B 融合为 C 的过程说明 了细胞膜具有 4 若该过程是制备单克隆抗体 A 为小鼠效应 B 细胞 那么 在获得此细胞之前 小鼠已经被注射了 注射后小鼠身体发生了相应的免疫反应 生成了 图中 B 为 5 若该过程仍是制备单克隆抗体 在 A B 到 C 的过程中 所形成的 C 有 种 用来培养的 D 细胞应该是 从中选择出它的方法是 培养 获得 D 后 常用的培养方法是培养液中培养和 高二生物高二生物 选修选修 3 3 班级班级 级别级别 姓名姓名 11 四 单克隆抗体 1 2 单克隆抗体的制备 思考 两次筛选的目的 杂交瘤细胞的特点和原因 3 概念 由 个 淋巴细胞进行 性繁殖形成的细胞 所产生出 的化学性质单一 特异性强的 4 特点 5 单克隆抗体的应用 1 作为诊断疾病的试剂 准确识别各种 物质 并 跟 结合 2 药物导向治疗 运用药物与 连接在一起制成 生物 3 分离和纯化抗原分子 细胞种类获得方法细胞特性 B 淋巴细胞 骨髓瘤细胞 杂交瘤细胞 1 获得杂交瘤细 胞 将 注入小鼠体内获得 细胞 细胞与 细胞融合 用特定 筛选出 细胞 2 动物细胞培 养 筛选能够产生所需 的细胞群 体 培养液或小鼠 培养 3 提取单克隆抗 体 从培养液或小鼠腹水中提取 高二生物高二生物 选修选修 3 3 班级班级 级别级别 姓名姓名 12 例 4 下图是制备分泌抗 X 抗体的过程 根据图解回答问题 1 通过 过程得到 B 淋 巴细胞从小白鼠体内分离之前 应 对小白鼠进行的处理 是 其 目的是 在单克隆抗体制备过程中之 所以选用 B 淋巴细胞和骨髓瘤细 胞 是因为它们融合后的杂交瘤 细胞具有 的特性 3 由图中可看出 单克隆抗 体制备过程运用了 和 的 动物细胞工程技术手段 前者常 用的诱导剂与植物原生质体融合不同的是可用 4 动物细胞培养液的配方通常含有葡萄糖 氨基酸 无机盐 维生素等 与植物细 胞培养基有所不同的是 还含有 5 在动物细胞融合过程中 需要将所选取的组织细胞离散开 以利于细胞融合 可 用 处理离体组织细胞使之分散开 6 图中有两次筛选过程 其中步骤 的目的是筛选出 步骤 的目的是筛选出 7 请根据以下信息 设计一方法 不考虑机械方法 从培养液中筛选出杂交瘤细胞 已知细胞合成 DNA 有 D 和 S 两条途径 其中 D 途径能被氨基嘌呤阻断 人淋巴细胞中有 这两种 DNA 的合成途径 但一般不分裂增殖 鼠骨髓瘤细胞中尽管没有 S 途径 但能不 断分裂增殖 将这两种细胞在试管中混合 加聚乙二