高考生物大一轮复习 1.2.11.2.2动物细胞培养 植物组织培养课件 中图版选修3.ppt

第二章细胞工程第一节动物细胞培养第二节植物组织培养 考纲考情 知识梳理 考点一动物细胞培养和植物组织培养 高考警示 1 植物组织培养和动物细胞培养过程都存在细胞的培养过程 但植物细胞可以先分裂再分化 而动物细胞不分化只分裂 2 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 3 脱分化形成愈伤组织的过程不需要光 再分化过程需要光 因为愈伤组织利用有机营养成分 而试管苗需要进行光合作用以自养 4 植物组织培养中不同培养阶段培养基含有的激素不同 因为培养的目的不同 生根或生芽 考点二植物组织培养及应用1 植物组织培养的原理 操作流程及培养条件 1 原理 植物细胞的全能性 含义 已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能 物质基础 生物的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质 都有发育成完整个体所必需的全部基因 在生物体内的细胞不表现出全能性的原因 基因在特定的时间和空间条件下选择性表达 分化为不同的组织 器官 2 操作流程 3 培养条件 营养物质 水 无机盐 蔗糖 氨基酸和有机酸等 激素 如细胞分裂素 生长素等 及其他条件 无菌 适宜的温度和ph等 2 植物组织培养的应用 1 植物快速繁殖 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术 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 制造人工种子 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 4 生产植物产品 可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物 如蛋白质 脂肪 糖类 药物 香料 生物碱等 高考警示 1 利用植物组织培养技术生产细胞产物时 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 3 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 类型一动物细胞工程 典例1 2015 泰安模拟 回答下列有关动物细胞培养的问题 1 在动物细胞培养过程中 当贴壁细胞分裂生长到细胞表面时 细胞会停止分裂增殖 这种现象称为细胞的 此时 瓶壁上形成的细胞层数是 要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来 需要用酶处理 常用的酶是 2 随着细胞传代次数的增多 绝大部分细胞分裂停止 进而出现的现象 但极少数细胞可以连续增殖 其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成细胞 这种细胞的黏着性 细胞膜表面蛋白质 糖蛋白 的量 3 用某种大分子染料对细胞进行染色时 观察到死细胞被染色 而活细胞不染色 原因是 4 检查某种有毒物质是否能改变细胞染色体的数目 最好选用细胞分裂到期的细胞用显微镜进行观察 5 在细胞培养过程中 通常在条件下保存细胞 因为在这种条件下 细胞中的活性降低 细胞新陈代谢的速率降低 6 给患者移植经细胞培养形成的皮肤后 发生了排斥现象 这是因为机体把移植的皮肤当作进行攻击 解题指南 解答本题需明确 1 动物细胞培养的过程 2 动物细胞培养的培养基成分和培养条件 解析 1 在动物细胞培养过程中 细胞会表现出接触抑制现象 此时是单层细胞 用胰蛋白酶处理可以使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来 2 随着细胞传代培养代数的增多 绝大部分细胞分裂停止 进而出现衰老甚至死亡的现象 但极少数细胞可以连续增殖 有些细胞会因遗传物质改变而变成不死性细胞 这种细胞细胞膜表面糖蛋白减少 细胞黏着性降低 3 由于活细胞的膜具有选择透过性 大分子染料不能进入活细胞内 而死细胞的细胞膜丧失了选择透过性 大分子染料能够进入死细胞内而着色 4 由于细胞分裂中期染色体形态固定 数目清晰 因此最好选用细胞分裂到中期的细胞用显微镜观察染色体数目 5 由于在冷冻 超低温或液氮条件下 细胞中酶的活性降低 细胞新陈代谢的速率降低 通常在此条件下保存细胞 6 机体把移植的皮肤当作抗原攻击 会发生排斥现象 答案 1 相互接触接触抑制单层 或一层 胰蛋白酶 2 衰老甚至死亡不死性降低减少 3 活细胞的膜具有选择透过性 大分子染料不能进入活细胞内 故活细胞不能着色 或死细胞的膜丧失了选择透过性 大分子染料能够进入死细胞内而着色 4 中 5 冷冻 或超低温 液氮 酶 6 抗原 加固训练 狂犬病病毒的核酸是rna g蛋白和n蛋白是狂犬病病毒的主要抗原 它们刺激人体后可诱导人体产生相应的抗体和细胞免疫反应 下图表示用生物工程制备抗狂犬病病毒单克隆抗体的过程 请回答下列问题 1 制备该单克隆抗体的技术属于生物技术的 工程 图中细胞1是小鼠体内注入 后而获得的 细胞 细胞2为 细胞 细胞1具有产生 的功能 细胞2的突出特点是 诱导细胞1和2融合的诱导剂通常是 或聚乙二醇 2 乙培养基用来将细胞3从细胞1和细胞2中筛选出来 则乙培养基属于 培养基 3 若细胞1基因型为hh 细胞2基因型为ss 则细胞3的基因型应该是 在两两融合后的众多细胞中 基因的组合类型还可能有 4 单克隆抗体与抗癌药物结合可制成 药物导弹 可明显减少用药量 原因是 解析 b淋巴细胞能够产生特异性抗体 但不能在体外大量增殖 骨髓瘤细胞能够无限增殖但不能产生抗体 二者融合成的杂交瘤细胞不仅能够在体外大量增殖 而且能够产生与相应的抗原进行特异性结合的抗体 通过特定的选择培养基可将杂交瘤细胞筛选出来 进行克隆化培养 便可大量制备单克隆抗体 单克隆抗体可携带抗癌药物准确地作用于癌细胞 因此可减少用药的剂量 答案 1 细胞狂犬病病毒 g蛋白抗原或n蛋白抗原 b淋巴骨髓瘤特异性抗体能够无限增殖灭活的病毒 2 选择 3 hhsshhhh ssss 4 单克隆抗体能够与癌细胞特异性结合 类型二植物组织培养 典例2 2015 济南模拟 人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体 它能像种子一样萌发生长 长成植物 人工种子的核心部件是一个被外层物包埋的具有类似于胚功能的胚状体 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 1 人工种子依据的原理是 培育胚状体利用了 技术 2 如果外植体是植物的茎尖 通过 的处理可使细胞彼此分离 过程中可加入 a 蛋白酶b 淀粉酶c 果胶酶d 胰蛋白酶 3 过程表示脱分化过程 其实质是 表示再分化过程 其实质是 4 由人工种子萌发成的植株是否可育 解析 1 人工种子能发育成完整植株 说明其细胞内含有个体发育所需要的全部遗传物质 因此依据的原理是细胞的全能性 人工种子是经过植物组织培养技术得到的 2 使植物细胞彼此分离可以使用果胶酶 因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶 3 脱分化的实质是使细胞恢复分裂能力 而再分化的实质是基因的选择性表达 4 人工种子是否可育取决于培育胚状体所用的材料 答案 1 植物细胞的全能性植物组织培养 2 c 3 使细胞恢复分裂能力基因的选择性表达 4 不一定 延伸探究 1 如果经过 过程得到的细胞的基因型为ddtt 经图示过程得到的人工种子是否可育 为什么 提示 可育 若经过 过程得到的细胞的基因型为ddtt 则胚状体的基因型为ddtt 属于二倍体 因此可育 2 若图中植物体的基因型为ddtt 利用花药离体培养得到的 花粉胚 长成的植株可育吗 为什么 提示 不可育 若植物体的基因型为ddtt 利用花药离体培养得到的 花粉胚 长成的植株的基因型为dt dt dt dt 均属于单倍体 因此不可育 加固训练 通过植物组织培养技术 可以快速繁殖 培育无病毒的植物 培养过程如下 1 紫草细胞中提取的紫草素是制造治疗烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料 若要从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素 不再需要经过 过程 且哪项条件是不需要的 a 消毒灭菌b 适宜温度c 充足光照d 适宜养料和激素 2 用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构 若包裹上人造种皮 制成人工种子 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 图中的 相当于种子结构中的 主要作用是 3 为了有利于幼苗茁壮成长 提高农作物产量 请设计两种对人工种子处理的方法 解析 1 植物组织培养利用细胞的全能性 在离体的情况下通过脱分化形成愈伤组织 通过愈伤组织生产药物 因此不再需要经过再分化过程 由于愈伤组织无叶绿体的形成 因此不需要光照 2 图中的 相当于种子结构中的胚乳 主要作用是提供胚状体发育所需的营养 3 在人工胚乳中添加固氮细菌 防病虫农药 除草剂和植物激素类似物等有利于幼苗茁壮成长