【理想树600分考点 700分考法】 2016届高考生物专题复习课件：专题19 细胞工程(共26张PPT)

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植物细胞工程考点58

动物细胞工程专题19细胞工程理想树出品高考考法突破考法1植物细胞工程的过程考法3种群数量变化的曲线分析及应用应试基础必备考点57植物细胞工程考点57植物细胞工程考法2有关种群特征的比较与分析应试基础必备1．细胞工程的概述(1)原理方法：细胞生物学和分子生物学的原理和方法。(2)操作水平：细胞水平或细胞器水平。(3)达到目的：改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。(4)类型：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。2．植物体细胞杂交(1)概念：指将不同种的植物体细胞在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。(2)原理(理论基础)：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。(3)过程①过程a为去除细胞壁获得具有活力的原生质体，常用方法是酶解法，所用到的酶是纤维素酶和果胶酶。②过程b是原生质体的融合，人工诱导的物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般用聚乙二醇(PEG)作诱导剂。③过程c是原生质体融合后再生出细胞壁，这是原生质体融合成功的标志。④植物体细胞杂交的意义：克服远缘杂交不亲和的障碍，培育作物新品种。考点57植物细胞工程应试基础必备3．植物细胞工程的应用(1)植物繁殖的新途径返回考点目录(2)作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用。(3)细胞产物的工厂化生产：培养到愈伤组织阶段。考点57植物细胞工程高考考法突破角度1植物激素在组织培养中的作用在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素，其中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性激素。植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等，都会影响实验结果。(1)按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果。考法1植物细胞工程的过程使用顺序实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂也分化同时使用分化频率提高考点57植物细胞工程高考考法突破(2)当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。角度2关于植物体细胞杂交1．植物体细胞杂交的原理：原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂种细胞发育成杂种植株利用了细胞的全能性。2．杂种细胞形成的标志：新的细胞壁的生成。3．植物体细胞杂交的终点：培育成杂种植株。4．杂种植株特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。生长素与细胞分裂素的用量比值植物细胞的发育方向比值高有利于根的分化、抑制芽的形成比值低有利于芽的分化、抑制根的形成比值适中促进愈伤组织的形成考点57植物细胞工程高考考法突破角度3植物组织培养和植物体细胞杂交的比较植物组织培养植物体细胞杂交原理(理论基础)细胞的全能性细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性过程操作脱分化、再分化(1)除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，所用的酶是纤维素酶和果胶酶(2)用物理(离心、振动、电激)或化学(聚乙二醇)的方法诱导细胞融合应用(1)繁殖：微型繁殖、作物脱毒、人工种子等(2)培育新品种(3)生产细胞产物克服远缘杂交障碍，培育作物新品种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考点57植物细胞工程角度4对植物体细胞杂交和有性杂交的比较1．结果不同：若两个不同品种的植物细胞A、B进行融合，A含有2X条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，B含有2Y条染色体，2个染色体组，其基因型为ccDd，则植物体细胞杂交的结果应为四倍体，其体细胞中染色体数为2X＋2Y，基因型为AabbccDd。即体细胞杂交时不管染色体数、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。而植物有性杂交的结果是子代细胞中染色体数为X＋Y、基因型为AbcD或abcD或Abcd或abcd，即先减半再相加。在减数分裂过程中前者染色体联会正常，后者由于染色体联会异常导致后代不育。2．适用的定律不同：有性生殖过程中符合孟德尔遗传定律，而植物体细胞杂交属于无性生殖，则不符合孟德尔遗传定律。角度5植物体细胞杂交过程中去除细胞壁的方法及原理植物细胞壁的存在阻碍了植物细胞的融合，用酶解法既能去除细胞壁，又能保持细胞的完整性，由于植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此需要用纤维素酶和果胶酶。角度6两组概念辨析1．分化、脱分化和再分化的辨析：由种子发育成植株的过程中要经过细胞分化才能形成不同的组织和器官；诱导植物的根、茎或叶等已经分化的细胞，使其失去特有的结构和功能而转变成未分化状态的过程叫脱分化；植物的根、茎或叶等脱分化后形成具有分生能力的愈伤组织，愈伤组织再经过分化形成植株的过程叫再分化。“再”是相对于由种子发育成植株的过程而言的，因此没有“分化”就不存在“脱分化”，若没有“脱分化”也不存在“再分化”。2．原生质、原生质体和原生质层的辨析：原生质与原生质体几乎没有区别，在显微镜还不发达的时代，人们通过显微镜观察细胞，只能大概区分出细胞壁和细胞里的结构，没有办法区分出细胞膜和各种细胞器，故把植物细胞内的结构称为原生质或原生质体，即：细胞膜＋细胞质＋细胞核＝原生质或原生质体。因此动物细胞直接就是原生质体，在植物细胞工程中，人为去掉细胞壁所获得其余的细胞结构也是原生质体。原生质层是指成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质。由于成熟植物细胞的液泡体积极大，所以可以把这3部分看成一层极薄的膜，称为原生质层，相当于渗透作用中的半透膜，起到选择透过的作用。高考考法突破考点57植物细胞工程返回考法考点57植物细胞工程高考考法突破考法2植物细胞工程的应用角度1植物繁殖的新途径1．微型繁殖：不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。2．脱毒植物的培养与检测(1)培育脱毒植株的原因：生产上许多无性繁殖作物均受到病毒的侵染，从而导致品种严重退化、产量降低和品质变差。(2)培育方法：利用植物分生组织进行培养，可以使新长成的植株脱除病毒。(3)原理：茎尖等分生组织中病毒极少，甚至无病毒(病毒在植物体内分布不均匀)；植物细胞的全能性。(4)检测病毒存在的方法：①在分子水平上用DNA分子杂交技术检测病毒的基因；②在分子水平上利用抗原—抗体的杂交反应检测病毒的蛋白质，进而判断病毒是否存在；③在个体水平上通过采用病毒侵染，观察个体是否发生病变的方法进行检测。3．人工种子下图是人工种子的结构示意图。(1)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。(2)人工胚乳中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及抗生素、有益菌等，以利于胚状体生长发育成幼苗。考点57植物细胞工程高考考法突破(3)人工种子的优点①解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。②固定杂种优势。天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重组现象，因而会造成某些遗传性状的改变，而人工种子则可以完全保持优良品种的遗传特性。③快捷高效的繁殖方式。天然种子在生产上受季节的限制，一般每年只能繁殖1～2次，有些甚至十几年才繁殖一次，而人工种子生产不受季节限制，而且快捷高效。④可控制植物的生长发育与抗逆性。针对植物种类和土壤条件，在人工种子的包裹中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及抗生素、有益菌等。⑤用人工种子播种可以节约粮食。⑥人工种子可以进行工业化生产，提高农业的自动化程度。角度2作物新品种的培育1．单倍体育种：花药离体培养过程就是植物组织培养过程。单倍体育种的优点是后代不发生性状分离，都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短了育种年限。2．突变体的利用：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。角度3细胞产物的工厂化生产1．方法：利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物。2．产物种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。3．获取细胞产物时选用分生组织为外植体的原因：分生组织细胞分化程度低，容易诱导形成愈伤组织。考点57植物细胞工程返回考法考点57植物细胞工程本考点结束高考考法突破考法3

动物细胞培养与核移植的过程及应用考法4动物细胞融合技术与单克隆抗体的制备应试基础必备考点58动物细胞工程考点58动物细胞工程应试基础必备1．动物细胞培养和核移植技术(1)动物细胞培养①概念：指从动物机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原理：细胞增殖。③动物细胞培养的过程考点58动物细胞工程④培养条件a．无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理；通常在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染；定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。b．营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外，通常还需加入血清、血浆等天然成分。c．适宜温度和pH：温度为36.5±0.5℃，pH为7.2～7.4。d．气体环境：主要有CO2和O2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。应试基础必备⑤动物细胞培养技术的应用a．生产病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。b．用于基因工程作为受体细胞。c．用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性。d．用于生理、病理、药理等方面的研究。(2)动物体细胞核移植技术和克隆动物①概念：动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，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。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。②哺乳动物核移植分类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。③体细胞核移植的过程a．克隆动物的过程：动物体细胞克隆包括动物细胞核移植和胚胎移植两个过程。b．原理是动物细胞核具有全能性。c．核移植过程(以高产奶牛克隆为例)考点58动物细胞工程应试基础必备④体细胞核移植技术的应用前景a．加速家畜遗传进程，促进优良畜群繁育。b．保护濒危物种。c．转基因克隆动物可以作为生物反应发生器。d．为器官移植提供供体。e．为胚胎发育及衰老过程的研究提供证据。f．用克隆动物做疾病模型。⑤存在的问题a．动物克隆成功率低，不到克隆胚胎的10%。b．大多数克隆动物表现出遗传缺陷。c．对克隆动物食品的安全问题存在争议。2．动物细胞融合和单克隆抗体(1)动物细胞融合①概念：指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，又称细胞杂交。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。②原理：细胞膜的流动性。③诱导融合的方法：常用聚乙二醇、灭活病毒、电刺激等诱导融合。④意义a．打破种间关系，克服远缘杂交不亲和的障碍。b．是研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。c．为杂交瘤细胞技术发展与单克隆抗体的制备开辟了新途径。考点58动物细胞工程应试基础必备返回考点目录(2)单克隆抗体①基本原理a．一种淋巴细胞经克隆后只产生一种特异性抗体。b．细胞融合技术产生的杂交瘤细胞可以保持亲代双方的特性。c．杂交瘤细胞的筛选、体外培养大量增殖，以获得所需抗体。②制备单克隆抗体的过程③单克隆抗体的特点：特异性强，灵敏度高，并可大量制备。④应用a．作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并与一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。b．用于治疗疾病和运载药物：主要用于癌症治疗，可制成“生物导弹”，也有少量用于治疗其他疾病。高考考法突破角度1动物细胞培养过程中有关操作的分析1．动物细胞培养时加入CO2和O2的作用：CO2的主要作用是维持培养液的pH；O2的作用是促进细胞有氧呼吸。2．培养动物肝脏细胞时切成小薄片的原因：有利于肝脏细胞充分吸收氧气和营养物质、排出代谢废物。3．动物细胞培养时选用幼龄动物组织或胚胎进行细胞培养的原因：幼龄动物组织或胚胎的细胞分化程度低，增殖能力很强，更易于培养。4．在动物细胞培养过程中两次用到胰蛋白酶的作用：第一次是将剪碎的组织分散成单个细胞；第二次是将贴壁细胞从瓶壁上分离下来，目的是避免动物细胞的接触抑制现象。5．核移植时选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞比较大，易操作；卵(母)细胞细胞质多，营养丰富，含有促进核全能性表达的物质。考点58动物细胞工程考法3

动物细胞培养与核移植的过程及应用高考考法突破角度2两组概念辨析1．细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。2．原代培养与传代培养(1)原代培养：细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培养。原代培养的细胞核型正常。(2)传代培养：原代培养的细胞生长、繁殖一定时间后，由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭，影响细胞的生长，因此需要重新用胰蛋白酶等处理，进行分瓶扩大培养，即传代培养。一般情况下，传代培养10～50次后，出现核型异常，细胞增殖会明显减缓，甚至完全死亡。考点58动物细胞工程高考考法突破考点58动物细胞工程角度3动物细胞培养与动物体细胞核移植的比较动物细胞培养核移植原理细胞增殖动物细胞核的全能性过程结果相同分化程度的细胞群与供体遗传物质基本相同的个体关键环节细胞增殖(分裂)、细胞癌变细胞分化应用①生产生物制品；②基因工程；③检测有毒物质①加速良种繁育；②保护濒危物种；③生产医用蛋白；④提供克隆器官、组织等高考考法突破考点58动物细胞工程角度4动物细胞培养与植物组织培养的比较动物细胞培养植物组织培养原理细胞的增殖植物细胞的全能性细胞来源胚胎或幼龄动物的组织或器官离体植物器官、组织或细胞培养基状态液体固体成分天然培养基、合成培养基(含天然成分)合成培养基组成葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、维生素、动物血清矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素、有机添加物器皿培养瓶锥形瓶过程原代培养，传代培养更换培养基，细胞增殖分化生长特点贴壁生长，细胞增殖不分化诱导形成愈伤组织，细胞增殖分化细胞进行异养需氧代谢接种前处理灭菌，用胰蛋白酶等使组织分散成单个细胞灭菌培养条件恒温、无菌、无需光照常温、无菌、光照条件培养目标①生产蛋白质类生物制品②获取大量细胞

③检测有毒物质①快速繁育无病毒植株②生产药物、食品添加剂、香料、色素、杀虫剂等相同点①都需要人工条件下的无菌操作、无菌培养②都需要适宜的温度、pH等条件高考考法突破考点58动物细胞工程角度5克隆与组织培养、试管动物(婴儿)的区分克隆组织培养试管动物(婴儿)生殖方式无性无性有性遗传物质来源2个亲本1个亲本2个亲本性别决定供核亲本—精子类型用途优良种畜快速繁育，可选择性别快速繁殖无病毒植株解决不孕不育返回考法考点58动物细胞工程高考考法突破角度1血清抗体与单克隆抗体考法4动物细胞融合技术与单克隆抗体的制备名称产生特点血清抗体由浆细胞分泌一般从血清中分离，产量低、纯度低、特异性差单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌特异性强、灵敏度高，能大量制备角度2比较制备单克隆抗体过程中的两次筛选项目第一次筛选第二次筛选筛选原因诱导融合后得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞由于小鼠在生活中还受到其他抗原