一轮复习 人教版　细胞工程（72张） 课件

1、第1讲细胞工程课标考情知考向课标要求1简述植物的组织培养2利用植物组织培养技术培育菊花或其他植物幼苗，并进行栽培3简述动物的细胞培养与体细胞克隆4收集单克隆抗体在临床上实际应用的资料，并进行交流分享5举例说出细胞融合与单克隆抗体制备核心素养提考能科学思维建立植物细胞工程和单克隆抗体制备基本流程模型科学探究能围绕细胞工程的最新发展与生活实际的联系收集材料、处理信息社会责任通过克隆技术的发展和细胞工程的实际应用，关注生产和生活自 主 学 习 巩 固 基 础自主学习知识点一植物细胞工程1植物细胞工程的基本技术【答案】愈伤组织全能性流动性原生质体杂种细胞杂种植株2植物细胞工程的实际应用【答案】细胞产物

2、自主检测1思考判断(1)有关细胞全能性与组织培养的判断。棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞的全能性。()植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。()在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化。()愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的。()【答案】(1)(2)有关植物体细胞杂交技术的判断。利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞进行诱导融合。()用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性。()再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。()培养草莓脱毒苗所采用的主要技术是细胞杂交。()【答案】(2)2深挖教材植物组织培养所用培养基的组成：_ (包括水

3、分、无机盐)、有机营养成分(包括小分子糖类、氨基酸、核苷酸)、激素、_四部分。【答案】提示：无机营养成分琼脂3热图导析据图分析植物体细胞杂交的过程，回答下列问题。(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理是：_ _。(2)如何根据细胞膜表面的荧光判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的？_。(3)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n条染色体，则“番茄马铃薯”细胞在有丝分裂后期含有多少条染色体？_。(4)若杂种细胞培育成的“番茄马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于几倍体植株？_。【答案】(1)提示：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性(2)提示：融合的细胞表面既有红色荧光

4、又有绿色荧光(3)提示：2(mn)条(4)提示：单倍体植株自主学习知识点二动物细胞工程1动物细胞培养【答案】单个细胞原代培养无毒CO2氨基酸血清36.5 0.5 7.27.42动物细胞核移植技术【答案】全能性体细胞核核移植重组胚胎3动物细胞融合与单克隆抗体【答案】灭活病毒诱导法有性杂交特异性强灵敏度高诊断试剂运载药物杂交瘤细胞自主检测1思考判断(1)有关动物细胞培养的判断。制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理。()在对肝细胞的培养过程中，通常在培养液中通入5%的CO2以刺激细胞呼吸。()在25 的实验条件下可顺利完成大鼠神经细胞的培养。()培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形

5、成多层细胞。()二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的。()【答案】(1)(2)有关动物细胞核移植的判断。动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞。()克隆动物的性状与供体动物几乎完全相同。()与“多莉”羊等克隆哺乳动物相关的技术有胚胎移植、动物细胞培养和体细胞核移植。()用于核移植的供体细胞一般都选用10代以内的培养细胞。()【答案】(2)(3)动物细胞融合与单克隆抗体的制备。植物原生质体融合与动物细胞融合原理是相同的。()体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。()小鼠骨髓瘤细胞的染色体数为40，B淋巴细胞的染色体数为46，融合后形成的杂交瘤细胞DNA分子数为86。()对杂交瘤细胞进行体内

6、培养，是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎。()B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型(若仅考虑两两融合的情况)。()【答案】(3)2热图导析下图为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图，据图分析下列问题。(1)与多克隆抗体相比，单克隆抗体的优点有哪些？_。(2)图中第一次筛选和第二次筛选的目的有何不同？_。【答案】提示：(1)单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高，可大量制备(2)第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是筛选出能产生所需单克隆抗体的杂交瘤细胞重 难 探 究 素 养 达 标植物细胞工程1植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系深度讲解名称植物组织培养植物体细胞杂交

7、原理细胞的全能性细胞膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性名称植物组织培养植物体细胞杂交选材选取根尖、茎尖、形成层部位最容易诱导脱分化不同种的植物体细胞融合后形成杂种细胞技术操作脱分化、再分化等除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导原生质体融合关系植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂2植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型的分析(1)诱导产物(假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B)：未融合的细胞：A和B。两两融合的细胞：AA、BB和AB。多细胞融合体。(2)检测方法：对诱导产物中的细胞进行植物组织培养，然后根据得到的植物性状进行判断。若只表现出一种

8、植物的性状，说明是未融合细胞。若得到的是具有两种亲本性状的植物，说明是杂种植株。若得到的是两种亲本性状的植物，且一种植物的性状得到加强，则是多细胞融合体。若得到的是一种植物的性状，但是效果得到加强，则是同种细胞融合的结果。3激素比例与细胞分裂分化的关系(1)适当提高生长素与细胞分裂素的比例容易生根。(2)适当提高细胞分裂素与生长素的比例容易生芽。(3)比例适中诱导产生愈伤组织。如图所示。考向预测(2)在A脱分化形成B的过程中，除需要提供营养外，还需要_的诱导。B表示_组织。构成B的是具有分生(分裂)能力的薄壁细胞。(3)要制造人工种子，应该选用_(填字母)做材料。(4)从A到B的整个过程，细胞

9、进行分裂的方式是_。【答案】(1)植物细胞具有全能性(2)激素愈伤(3)C(4)有丝分裂(二)考查植物体细胞杂交的过程及原理(素养目标：科学探究)2如图所示为科学家利用番茄叶细胞和马铃薯叶细胞杂交培育“番茄马铃薯”植株的过程，请回答下列问题：(1)过程使用了_酶，以使植物原生质体相互分离，此处使用的溶液浓度较大，以保证植物细胞会发生_，以保护原生质体不被破坏；在动物细胞培养技术中，使细胞分离开来的酶是_。(2)过程在化学药剂_的作用下会发生细胞融合；动物细胞融合的方法与植物细胞不相同的是_。(3)过程_属于脱分化，过程_属于再分化，细胞发生分化的根本原因是_。(4)过程的细胞工程技术是_，其培

10、养时选用的材料通常是分生组织，原因是_。(5)植物体细胞杂交的研究在_方面，取得了巨大突破。【答案】(1)纤维素酶和果胶质壁分离胰蛋白酶(2)聚乙二醇灭活病毒诱导法(3)基因的选择性表达(4)植物组织培养分化程度低，易培养形成愈伤组织(或含毒素少，甚至无毒)(5)克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍动物细胞工程1植物组织培养、动物细胞培养和动物体细胞核移植(1)三者比较。深度讲解项目植物组织培养动物细胞培养动物体细胞核移植原理植物细胞的全能性细胞增殖动物细胞核的全能性关键环节细胞的脱分化和再分化细胞增殖细胞核融合、细胞分化结果与外植体相同的个体相同分化程度的细胞群获得克隆动物项目植物组织培养动物细

11、胞培养动物体细胞核移植应用高效快速繁殖；脱毒作物苗的培养；作物新品种的培育；细胞产物工厂化生产生产生物制品；医学研究；检测有毒物质加速良种繁育；保护濒危物种；生产医用蛋白；作为异种移植的供体；用于组织器官的移植(2)动物细胞核移植的疑难点。卵母细胞选择时期及原因：减数第二次分裂中期的卵母细胞，此时具备受精能力，细胞质中合成与分裂、分化有关的物质能刺激融合后重组细胞进行分裂分化，形成重组胚胎。选卵细胞作为受体细胞的原因：a卵细胞大，易于操作；b卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养；c能激发重组细胞分裂分化。(3)供体细胞：取供体动物的体细胞培养，一般选用培养10代以内的细胞，因为10代以内的细

12、胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。(4)动物体细胞不能经培养直接发育成完整个体的原因：动物体细胞的全能性受到限制。(5)该过程用到的技术手段：动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植。2动物细胞融合、单克隆抗体(1)植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较。项目植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性、细胞的增殖融合前处理去除细胞壁使细胞分散开使用的酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶项目植物体细胞杂交动物细胞融合诱导手段物理法：电融合法、离心法等；化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2高pH融合法等除物理法和化学法外，也可用灭活病毒诱导

13、法结果杂种植株杂交细胞应用培育植物新品种制备单克隆抗体意义突破远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，扩展了杂交的亲本组合相同点原生质体融合原理相同，原生质体融合的方法相似(2)单克隆抗体的制备过程。注：单克隆抗体的制备过程中有两次筛选，第一次是用选择性培养基选出杂交瘤细胞；第二次是用抗原抗体杂交技术选出能产生人们所需要抗体的杂交瘤细胞。(一)动物细胞培养过程及条件、干细胞培养及其应用(素养目标：科学探究)1(2021年山东泰安模拟)胚胎干细胞必须从胚胎中获取，但这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞，获得了类似于胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞(简称i

14、PS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，因此iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。考向预测如图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图(cMyc、Klf4、Sax2和Oct3/4等基因与细胞的脱分化有关)。回答下列问题：(1)在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，这说明细胞间的物质为_，_(填“能”或“不能”)用胃蛋白酶处理成纤维细胞，原因是_。(2)在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是_ _。为了给培养物提供无菌环境，可进行的操作是_。(3)过程为iPS细胞提

15、供的条件不同，分化得到的细胞不同，可知细胞分化是_的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是_。(4)如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，该技术可能的应用是_。【答案】(1)蛋白质不能多数动物细胞培养的适宜pH为7.27.4，胃蛋白酶在此环境中失活变性(2)清除代谢废物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害对培养液和培养器具进行消毒外，在培养液中加入一定量的抗生素(3)基因的选择性表达避免了免疫排斥问题(4)解决不育问题【解析】(1)在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质

16、。胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜环境pH也为7.28.4。多数动物细胞培养的适宜pH也为7.27.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适宜用于细胞培养。(2)在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是清除代谢废物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。为了给培养物提供无菌环境，可进行的操作是对培养液和培养器具进行消毒外，在培养液中加入一定量的抗生素。(3)细胞分化是基因的选择性表达的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化

17、出的细胞移入患者体内，由于自体细胞组织相容性抗原相同，故可以避免发生免疫排斥。(4)如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，可以用该技术解决不育问题。(二)细胞核移植技术及应用(素养目标：科学探究)2(2021年宁夏平罗中学月考)科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示)，请结合图示回答下列问题：(1)对取自转基因奶牛的组织细胞在进行细胞培养时，需要培养至10代以内，原因是_。(2)形成重组细胞时应先去除卵母细胞的细胞核，原因是_ _。(3)对重组细胞进行原代培养时，会表现出_和_等特点。(4)哺乳动物核移植可以分为

18、_核移植和_ _核移植。目前核移植技术中普遍使用的去核方法是_ _。(5)克隆牛的成功体现了_，其生殖方式为_。【答案】(1)此阶段的细胞能保持正常的二倍体核型(2)使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞(或避免卵细胞中的遗传物质对后代造成干扰)(3)细胞贴壁接触抑制(4)胚胎细胞体细胞显微操作法(5)动物体细胞的细胞核具有全能性无性生殖【解析】(1)传代培养一般要培养到10 代以内，因为此阶段的细胞能保持正常的二倍体核型。(2)形成重组细胞时应先去掉卵母细胞的细胞核，原因是使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞(或避免卵细胞中的遗传物质对后代造成干扰)。(3)在进行原代培

19、养时，一般会表现出细胞贴壁和接触抑制等特点。(4)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。(5)转基因奶牛的克隆成功，说明了动物体细胞的细胞核具有全能性，该过程属于无性生殖。(三)动物细胞融合技术及单克隆抗体的制备(素养目标：科学探究)3(2021年云南师大附中高三月考)德尔塔变异株是目前新冠肺炎传播的主要变异株，中国研究员团队最新发现针对德尔塔变异株有效的单克隆抗体，为治疗新冠带来新希望。如图是单克隆抗体制备流程示意图，回答下列问题。(1)上述实验前必须给小鼠注射减毒或灭活的新冠病毒抗原，注射抗原的目的是_。(2)骨髓瘤细胞与某些

20、淋巴细胞融合，融合的方法除了电融合法外，还可以用_。细胞融合完成后，融合体系中有_种杂交细胞(仅考虑两两融合)。(3)单克隆抗体制备经过了两次筛选。利用HAT培养基进行筛选，能在该培养基上正常生长的细胞的特点是_ _。因为同一种抗原可能激活_细胞，还需经过筛选才能获得产生特定抗体的杂交瘤细胞，筛选所依据的基本原理是_。(4)与普通抗体相比较，单克隆抗体最主要的优点在于它的_。目前，单克隆抗体的主要用途有_(至少举出两例)，该技术也为新冠肺炎的治疗提供了思路。【答案】(1)诱导小鼠产生能够分泌抗新冠病毒抗体的B淋巴细胞(2)PEG融合法或灭活病毒诱导法3(3)既能迅速大量繁殖，又能产生专一抗体多

21、种B抗原与抗体的反应具有特异性(4)特异性强，灵敏度高，可大量制备作为诊断试剂、用于治疗疾病和运载药物【解析】(1)注射抗原的目的是诱导小鼠产生能够分泌抗新冠病毒抗体的B淋巴细胞，然后用于制作杂交瘤细胞。(2)骨髓瘤细胞与某些淋巴细胞融合，融合的方法除了电融合法外，还可以用PEG融合法或灭活病毒诱导法。融合体系中有3种杂交细胞，为骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞杂交、淋巴细胞与淋巴细胞融合，以及所需的骨髓瘤细胞与淋巴细胞融合。(3)获得能分泌所需单克隆抗体的杂交瘤细胞至少需要两次筛选，第一次筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。在HAT培养基上存活的细胞为杂交瘤细胞，特点是既能迅速大

22、量繁殖，又能产生专一抗体。同一种抗原可能激活多种B细胞，还需经过两次筛选，才能获得产生特定抗体的杂交瘤细胞，筛选所依据的基本原理是抗原与抗体的反应具有特异性。(4)单克隆抗体最主要的优点在于它的特异性强，灵敏度高，可大量制备。因为单克隆抗体的特异性强，主要用途有作为诊断试剂、用于治疗疾病和运载药物。典 题 演 练 破 解 高 考1(2021年湖南卷)M 基因编码的M蛋白在动物A的肝细胞中特异性表达。现设计实验，将外源DNA片段F插入M 基因的特定位置，再通过核移植、胚胎培养和胚胎移植等技术获得M 基因失活的转基因克隆动物A，流程如图所示。回答下列问题：(1)在构建含有片段F的重组质粒过程中，切

23、割质粒DNA的工具酶是_，这类酶能将特定部位的两个核苷酸之间的_断开。(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是_。(3)与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率更低，原因是_。从早期胚胎中分离获得的胚胎干细胞，在形态上表现为_ _(答出两点即可)，功能上具有_。(4)鉴定转基因动物：以免疫小鼠的_淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，筛选融合杂种细胞，制备M蛋白的单克隆抗体。简要写出利用此抗体确定克隆动物A中M 基因是否失活的实验思路：_。【答案】(1)限制酶磷酸二酯键(2)清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，同时给细

24、胞提供足够的营养(3)动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难细胞体积小，细胞核大，核仁明显(任选两点作答)发育的全能性(4)B取动物A和克隆动物A的肝组织细胞，分别提取蛋白质进行抗原抗体杂交【解析】(1)基因工程中切割DNA的工具酶是限制酶，故在构建含有片段F的重组质粒过程中，切割质粒DNA的工具酶是限制酶。限制酶是作用于其所识别序列中两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。不同的限制酶可以获得不同的末端，主要分为黏性末端和平末端。(2)在无菌、无毒等适宜环境中进行动物A成纤维细胞的原代和传代培养时，需要定期更换培养液，目的是清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。(3)由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，故与胚胎细胞核移植技术相比，体细胞核移植技术的成功率低。胚胎干细胞在形态上表现为细胞体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。(4)先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，制备M蛋白的