【全程复习方略】广西2014年高考生物 2.7细胞工程配套课件 新人教版

第7讲细胞工程,一、植物细胞工程,1植物组织培养,（1）写名称：上图反映的生物技术为：_。结构C：_。过程A：_；过程B：_。（2）此技术利用的原理为：_。（3）写出C的细胞特点：排列_，呈_状态。（4）影响A、B过程的重要因素是：_。（5）写出此项技术的两项应用（任两项）：_；_；生产药物；生产食品添加剂；制作人工种子。,植物组织培养,愈伤组织,脱分化,再分化,植物细胞的全能性,疏松而无规则,无定形,快速繁殖,培育无病毒植物,植物激素,2植物体细胞杂交(1)原理：_和_。(2)步骤：,细胞膜的流动性,植物细胞的全能性,（3）步骤分析：去壁使用酶：_。诱导融合方法：物理法：_。化学法：_诱导。融合完成标志：再生出细胞壁。(4)优点：_。,纤维素酶和果胶酶,离心、振动、电刺激,聚乙二醇,克服了远缘杂交不亲和的障碍,【点拨】植物细胞全能性体现的条件：脱离母体、一定的营养物质、激素和适宜的外界条件。,二、动物细胞工程1动物细胞的培养,(1)原理：_。（2）材料用具：A中所用生物材料一般取自：_；B中使组织分散成单个细胞用_；C、D中培养基的成分：_等。,细胞增殖,胚胎或刚出生不久的幼龄,动物的器官或组织,胰蛋白酶,葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素,和动物血清,（3）过程分析：C中培养过程为：_，C中的细胞称为：_；D中培养过程为：_，D中的细胞称为：_。（4）写出两项应用（任写两项）：生产蛋白质生物制品；_；_；_。,原代培养,细胞株,传代培养,细胞系,皮肤移植,检测有毒物质,理论研究,2细胞融合(1)原理：_。(2)过程：（3）应用：主要用于_的制备。,杂交细胞,细胞膜的流动性,单克隆抗体,制备过程：,单克隆抗体的优点和应用：_，_，可用于疾病的_。【点拨】两种不同细胞（如A、B细胞）的融合，如果只考虑两两融合，则有A-A、B-B和A-B三种形式，其中A-B才是需要的杂种细胞，而A-A、B-B和未融合的A、B细胞需被筛选掉。,特异性强,灵敏度高,诊断、治疗和预防,【思维判断】1利用植物细胞工程可获得植物个体、细胞或细胞产品。（）【分析】利用植物细胞工程可获得植物个体、细胞或细胞产品，而动物细胞工程一般只获得细胞或细胞产品。2“多利”羊的性别和其他性状与供核亲本一致。（）【分析】“多利”羊的性别与供核亲本一致，其他大多数性状和供核亲本一致。由于卵细胞的细胞质中也有少量遗传物质，所以“多利”羊的少部分性状与供卵亲本一致。,3植物细胞融合前和单克隆抗体制备前都需要进行融合前处理。（）【分析】植物细胞融合前需用酶解法除去细胞壁，单克隆抗体制备前需用特定抗原处理正常小鼠。4植物细胞培养和动物细胞培养的培养基成分相同。（）【分析】植物细胞培养用的是固体培养基，除含有蔗糖、矿质元素、维生素等营养物质外，还含有植物激素；而动物细胞培养用的是液体培养基，除含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素外，还含有动物血清。,植物细胞工程1植物组织培养（1）理论基础：植物细胞的全能性。（2）过程：,脱分化：由高度分化的植物器官、组织或细胞，在离体状态下产生愈伤组织的过程，又叫去分化。愈伤组织是离体的器官、组织或细胞在培养过程中，通过细胞脱分化和分裂而形成的。其细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化为根、芽等器官，这个过程叫再分化。再分化形成的试管苗移栽后，就可以发育为完整的植株。,（3）影响组织培养进程的因素：外植体的选择。培养基中的营养成分。调节物质：植物激素a常用激素：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激素，在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用有加强的趋势。,b生长素用量与细胞分裂素用量的比值不同，对细胞发育方向的影响不同：比值高时：有利于根的分化，抑制芽的形成比值低时：有利于芽的分化，抑制根的形成比值适中：促进愈伤组织的生长,2植物体细胞杂交（1）原理：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。（2）过程：两种不同品种的植物细胞A、B的杂交过程如下：（3）问题：获得的杂种植物并未按人的意愿表现相应的性状。,【技巧点拨台】新个体中的遗传物质的来源及生殖方式的判断（1）植物组织培养技术培育出的新个体中，遗传物质只来自一个亲本。而植物体细胞杂交培育出的新个体中，遗传物质来自两个不同种（或属）的亲本细胞。,（2）利用植物组织培养技术获得新个体的生殖方式要视具体情况而定：利用生殖细胞（如卵细胞、花粉等）进行离体培养获得单倍体植株有性生殖。利用体细胞（如胡萝卜韧皮部细胞）进行离体培养获得植株无性生殖。,【典例训练1】通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐、乙高产)，培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答问题：,(1)A是_酶，B是_，D是具有_优良性状的幼芽。D长成的幼苗需要选择的原因是_。（2）由C形成植株的过程利用了_技术，形成愈伤组织需要经过_过程，愈伤组织形成D需要经过_过程。整个培养过程要在_条件下进行。（3）植物体细胞融合成功的标志是_。目前植物体细胞杂交还存在许多问题没有解决，如_，尽管如此，这项新技术在_等方面取得的重大突破还是震撼人心的。,【解题指南】1.知识储备：植物体细胞杂交过程和植物组织培养过程。2.解题关键：（1）明确诱导原生质体融合后产生的杂种细胞有多种，需经筛选。（2）注意流程图中关键字眼：“用钠盐浓度为0.6%的固体培养基培养”，即筛选掉了不耐盐的愈伤组织。,【解析】（1）由植物细胞变成原生质体，主要原因是去掉了细胞壁，其主要成分是纤维素和果胶，酶有专一性，所以应用纤维素酶和果胶酶处理。两个原生质体经PEG诱导后融合，再生出细胞壁后变成杂种细胞，利用植物组织培养技术可得到愈伤组织、丛芽结构和试管苗，并非每个细胞都能表达出耐盐性状，需要利用含盐培养基进行选择。,（2）C细胞是杂种细胞，形成植株需要植物组织培养过程，经历细胞的脱分化过程和再分化过程。过程中涉及到培养基培养过程，所以无菌操作非常重要。（3）植物细胞融合时，核质应该都进行融合，当细胞壁再生时，说明融合后的细胞核与细胞质能进行正常的新陈代谢，即融合成功。植物体细胞杂交虽然克服了远缘杂交不亲和的障碍，但让杂合子表达出两种植物的优良性状有时还比较困难。,答案：（1）纤维素酶和果胶融合的原生质体耐盐有耐盐高产和耐盐不高产两种（2）植物组织培养脱分化再分化无菌（3）再生出新的细胞壁不能按照人的意愿表达两个亲本的性状克服远缘杂交不亲和的障碍,【互动探究】（1）B的产生除用PEG诱导还有其他办法吗？提示：用物理法如离心、振动、电刺激等。分析：PEG诱导原生质体融合是化学法，物理法也能使两个原生质体融合。（2）如图操作后的目的植株是否高产耐盐？提示：耐盐但不一定高产。分析：培育过程中进行了耐盐的选择，没有进行高产的选择，需要在目的植株得出产量记录后再进行选择。,【变式备选】利用植物的茎尖、叶片、茎段、花药、花粉等，在无菌条件下，培养在玻璃器皿中人工配制的培养基上，使它们发育成完整的植株。这种技术可以用来培育新品种，可以在较短时间内大量繁殖植物，还可以防止植物病毒的危害。下列关于这种技术的叙述正确的是()这种技术利用了植物细胞的全能性这种技术叫做植物组织培养，可以克隆生物体这种产生新个体的方式都属于无性繁殖这种技术属于细胞工程的应用领域之一,A.B.C.D.【解析】选B。由题意可知，利用植物的茎尖、叶片、茎段、花药、花粉等，在无菌条件下培育出完整的植株，该技术依据的原理是植物细胞的全能性，称为植物组织培养。利用茎尖、叶片等培育成新个体的方式属无性繁殖，即克隆；利用花药、花粉中的生殖细胞培育成新个体的方式则属有性生殖，都是细胞工程的应用领域之一。,动物细胞融合与单克隆抗体1.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较,纤维素酶和果胶酶,胰蛋白酶,物理法：离心、电刺激、振动;化学法：聚乙二醇等试剂诱导,除物理法和化学法外还可以用灭活的病毒诱导,杂种植株,杂交细胞,克服了远缘杂交的不亲和性,获得杂种植株,突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能,2.单克隆抗体的制备（1）制备过程：,（2）关键环节：取相应B淋巴细胞前必须先注射相应抗原，否则不能获得单克隆抗体。细胞融合后需经二次筛选：第一次：在特定的选择性培养基上，未融合的亲本细胞（B淋巴细胞和骨髓瘤细胞）和融合的具有同种核的细胞（BB融合细胞、瘤瘤融合细胞）都会死亡，只有融合的杂种细胞（杂交瘤细胞）才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生单一的特异性抗体。第二次：经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞（很多种杂交瘤细胞），需经克隆化培养和抗体检测，经筛选后才可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。,【高考警示钟】1.植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同，纤维素酶和果胶酶作用于细胞壁，而胰蛋白酶等作用于细胞间质。2.灭活的病毒保持了其抗原性，但毒性消失。3.植物杂交细胞在激素诱导下能表达出全能性，但动物杂交细胞的全能性不能表达。,【典例训练2】有性生殖的生物产生后代需进行受精作用，植物体细胞杂交要进行原生质体的融合，单克隆抗体的制备需进行动物细胞融合，可见细胞的融合技术有着广泛的应用。下列为细胞融合的简略过程，据图回答相关问题：,（1）若a、b分别是基因型为Hhrr、hhRr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。由于受一对隐性纯合基因（rr或hh）的作用，在光照强度大于800lx时都不能生长。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，较为简便的筛选方法是_。（2）若a、b表示两种植物体细胞，则由d细胞形成杂种植株的原理是_，这种育种方法的优点是_。,（3）若a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞，则d细胞特点是_。由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有_的特点。生产上一般不能通过直接培养B淋巴细胞的方法生产单克隆抗体的主要原因是_。（4）下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来：_。,【解题指南】1.考查实质：植物体细胞杂交与单克隆抗体的制备。2.解题关键：（1）hr是a、b产生配子中相同的配子，另外两种配子分别是Hr、hR。（2）两个不同的细胞形成的杂种细胞发育成植株。（3）瘤细胞特点、B淋巴细胞特点与融合后的细胞具备的特点之间的关系。（4）单克隆抗体产生的过程由细胞融合和杂交细胞的培养两部分组成。,【解析】（1）a的花粉基因型为Hr和hr，b的花粉基因型为hR和hr，只有HhRr的基因组合方式没有隐性纯合基因，所以杂种细胞HhRr能在光照强度大于800lx时生长。（2）植物体细胞杂交形成植株，是植物细胞全能性的表现，克服了自然条件下物种之间的生殖隔离。,（3）在单克隆抗体产生过程中细胞d是杂交瘤细胞，具备了融合前两种细胞的优点，能无限增殖且产生特定抗体。而且反复筛选的细胞d产生的抗体品质优良。B淋巴细胞能产生特定抗体，但不能无限增殖，无法得到大量的抗体。（4）只能注射特定抗原后才能得到特定的B淋巴细胞，再与瘤细胞融合，经筛选后可体内培养也可体外培养以得到大量单克隆抗体。,答案：（1）给予大于800lx的光照（2）植物细胞的全能性克服了远缘杂交不亲和的障碍（3）既能无限增殖，又能产生特定抗体特异性强、灵敏度高、化学性质单一B淋巴细胞不能无限增殖（4）,【互动探究】（1）若a、b表示两种植物体细胞，则融合前需进行什么操作？提示：利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。分析：细胞融合是利用细胞膜的流动性，细胞壁如果存在无法进行融合。（2）植物体细胞杂交与单克隆抗体产生过程中，a、b融合的方法相同吗？提示：植物细胞可用物理法如电刺激等，化学法如用PEG诱导；动物细胞除物理法和化学法外还可以用灭活的病毒诱导。,1.（2012桂林模拟）用细胞工程技术将天竺葵与香茅草杂交产生了驱蚊香草，使有驱蚊作用的香茅醛随天竺葵的蒸发作用散发到空气中，达到驱蚊的效果。有关培育过程的叙述错误的是()A需要用酶解法制备原生质体B愈伤组织的代谢类型是自养需氧型C克服了远缘杂交不亲和的障碍D包含了有丝分裂和细胞分化的过程,【解析】选B。培育驱蚊香草的天竺葵和香茅草属于不同物种，它们之间存在生殖隔离，需用植物体细胞杂交技术将两种细胞融合，该技术克服了不同物种远缘杂交不亲和的障碍，细胞融合前需用酶解法去除细胞壁，以制备原生质体，融合后的杂交细胞经植物组织培养技术培育成植株，需通过有丝分裂和细胞分化过程来实现，培养过程中形成的愈伤组织只能从培养基中吸收营养物质，其代谢类型是异养需氧型。,2某同学在进行组织培养过程中发现，愈伤组织只分裂而不分化出芽和根，可能的原因是()A未见阳光B培养时间不够C培养基营养过多D细胞分裂素和生长素比值不正确【解析】选D。愈伤组织产生根或芽，取决于培养基中生长素和细胞分裂素的浓度比值。当细胞分裂素/生长素的值低时，诱导根的分化，比值处于中间水平时，愈伤组织只生长不分化，比值高时，诱导芽的形成。,3.下列为有关动物细胞培养的叙述，其中不正确的是()A用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织B将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞C在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离，制成悬浮液D动物细胞培养只能传50代左右，所培养的细胞全部衰老死亡【解析】选D。动物细胞培养传50代以后，大部分不能再传代下去，但少部分细胞因遗传物质的改变而带有了癌变的特点，在培养的条件下能无限地传代下去。,4.下列有关植物细胞工程的叙述，不正确的是()A植物组织培养和植物体细胞杂交所利用的原理是完全一致的B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C白菜与甘蓝细胞杂交过程需要高尔基体参与D人工种子是经植物组织培养获得具有生根发芽能力的胚状体结构后，包裹上人工种皮而形成