高考生物一轮复习（基础知识整理+重难点聚集）专题2 细胞工程课件 新人教版选修3.ppt

综合分析近几年各地高考理综试题生物部分 本专题有以下高考命题规律 1 命题内容 植物细胞全能性 植物组织培养和植物体细胞杂交的原理和过程 动物细胞培养过程 核移植技术原理及过程 单克隆抗体制备原理和过程 2 命题形式 考查形式有选择题 简答题和实验题 3 命题思路 本部分内容命题主要侧重于不同技术原理 过程及技术之间的区别和联系 植物细胞培养和动物细胞培养 植物组织培养和植物体细胞杂交等 同时联系必修内容中细胞结构和功能 细胞全能性和分化 基因突变等内容命题 4 命题趋势 植物体细胞杂交和动物体细胞融合两种细胞结合的原理 操作过程 植物细胞工程在植物育种和药物的工厂化生产等方面应用较突出 很容易结合必修2的遗传育种出题 体细胞克隆和单克隆抗体方面是社会热点问题 整个技术中的操作程序 原理及各步骤的注意事项将是常考点 根据近几年高考命题特点和规律 本专题的复习备考策略如下 1 知识方面 植物组织培养操作程序 原理 所用激素及各步骤的注意事项 动物细胞培养技术的过程和培养条件 植物体细胞杂交和动物体细胞融合的原理 操作过程 2 能力方面 以细胞的全能性为线索将植物组织培养技术与植物体细胞杂交技术有机结合起来 以动物细胞核的全能性为线索 将动物细胞培养与融合 体细胞核移植及单克隆抗体串联起来 一 细胞工程 应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法 通过细胞水平或细胞器水平上的操作 按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术 根据操作对象的不同 可分为植物细胞工程和 动物细胞工程 二 植物细胞工程 1 理论基础 细胞的全能性 2 植物组织培养技术 2 应用 微型繁殖 作物脱毒 制造人工种子 单倍体育种 细胞产物的工厂化生产 3 植物体细胞杂交技术 2 融合方法 物理法 包括离心 振动 电激等 化学法 一般是用聚乙二醇 peg 3 意义 克服了远缘杂交不亲和的障碍 三 动物细胞工程 1 动物细胞培养 1 概念 动物细胞培养就是从动物体中取出相关的组织 将它分散成单个细胞 然后放在适当的培养基中 让这些细胞生长和增殖 3 动物细胞培养需要满足以下条件 无菌 无毒的环境 营养 需额外加入血清 血浆等天然成分 适宜的温度 ph 气体环境 4 动物细胞培养的应用 制备病毒疫苗 制备单克隆抗体 培养研究的各种细胞 2 细胞核移植技术 1 概念 动物细胞核移植是将动物的一个细胞核移入一个已经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 这个新的胚胎最终发育为动物个体 2 类型 胚胎细胞核移植 比较容易 和体细胞核移植 比较难 3 体细胞核移植的大致过程 代孕雌性个体子宫内 个体 与供体性状基本相同 4 体细胞核移植技术的应用 加速家畜遗传改良进程 保护濒危物种 生产医用蛋白 5 体细胞核移植技术存在的问题 绝大多数克隆动物存在健康问题 表现出遗传和生理缺陷等 3 动物细胞融合 1 概念 动物细胞融合也称细胞杂交 是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程 2 结果 形成杂交细胞 3 诱导方法 聚乙二醇 灭活的病毒 电刺激等 4 意义 克服了远缘杂交的不亲和性 4 单克隆抗体 1 单克隆抗体的制备过程 2 杂交瘤细胞的特点 既能大量繁殖 又能产生专一的抗体 3 单克隆抗体的优点 特异性强 灵敏度高 能大量制备 比较植物组织培养和植物体细胞杂交 如图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 请据图分析回答 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 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 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 a 植物细胞融合的标志是产生新的细胞壁 b 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 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 据图回答下列问题 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 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 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 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 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 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 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 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