最新2019届高考生物一轮复习第十单元现代生物科技专题第36讲细胞工程备考一体课件苏教版-PPT文档-文档资料.ppt
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1、考纲要求,1.植物的组织培养()。 2.动物细胞培养与体细胞克隆()。 3.细胞融合与单克隆抗体()。 4.生物技术中的伦理问题()。,考点一 植物细胞工程,考点三 动物细胞融合与单克隆抗体的制备,考点二 动物细胞培养与核移植技术及生物技术中的伦理问题,矫正易错 强记长句,重温高考 演练模拟,内容索引,课时作业,植物细胞工程,考点一,1.细胞工程 (1)操作水平: 。 (2)目的:按照人的意愿来改变细胞内的 或获得 。 2.植物细胞的全能性 (1)概念:具有某种生物全部 的任何一个细胞,都具有发育成 的潜能。 (2)表达条件:具有完整的细胞结构,处于 状态,提供一定的_ 和其他适宜外界条件。,
2、知识梳理,细胞的水平或细胞器的水平,遗传物质,细胞产物,遗传信息,完整生物体,离体,营养、,激素,3.植物组织培养技术 (1)原理:植物细胞具有 。 (2)过程,全能性,人工种子,脱分化,再分化,4.植物体细胞杂交技术 (1)概念:将 的植物体细胞,在一定条件下融合成 ,并把杂种细胞培育成 的技术。,不同种,杂种细胞,新的植物体,(2)过程,纤维素酶和果胶酶,原生质体A、B,细胞壁,(3)意义:克服了 的障碍。,远缘杂交不亲和,5.植物细胞工程的应用 (1)植物组织培养技术的应用 快速繁殖:利用组织培养技术繁殖植物,不受 的影响,提高了生产效率;属于无性繁殖手段,可以_ 。 培育无病毒植物:采
3、用培养 的方法或结合热处理法,通过组织培养除去绝大多数植物的病毒。,季节和恶劣天气,保持优良植物品种的,遗传特性,茎尖生长点,人工种子 a.人工种子的制备:以植物组织培养得到的 、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子。 b.优点:不受环境因素的制约,繁殖速度快,可以解决某些植物结实率低、繁殖困难的问题。,胚状体,单倍体育种,过程:花药离体培养 植株 纯合子植株 优点:后代是纯合子,能稳定遗传,(2)植物细胞培养技术的应用 植物细胞代谢产物的工厂化生产:即利用 技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。,植物细胞培养,单倍体,1.有关细胞全能性与组织培养的判断 (1)棉
4、花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞的全能性( ) (2)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( ) (3)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 ( ) (4)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的( ) (5)经植物组织培养得到的胚状体用人工薄膜包装后可得到人工种子 ( ),2.有关植物体细胞杂交技术的判断 (1)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( ) (2)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 ( ) (3)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志( ) (4)培养草莓脱毒苗所采用的主要技术是细胞杂交( ),据图分
5、析植物体细胞杂交过程 (1)植物体细胞杂交依据的生物学原理是什么? 提示 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。,提示,(2)如何根据细胞膜表面荧光判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的? 提示 融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光。 (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? 提示 2(mn)条。 (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? 提示 单倍体植株。,提示,命题点一 植物组织培养过程的分析 1.某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉,其技术路线为“取材
6、消毒愈伤组织培养出芽生根移栽”。下列有关叙述错误的是 A.消毒的原则是既杀死材料表面的微生物,又减少消毒剂对细胞的伤害 B.在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂,可获得染色体加倍的细胞 C.出芽是细胞再分化的结果,受基因选择性表达的调控 D.生根时,培养基通常应含萘乙酸等生长素类调节剂,命题探究,答案,解析,解析 植物组织培养中消毒的原则是既杀死材料表面的微生物,又减少消毒剂对培养材料的伤害,A项正确; 植物体细胞的杂交需先除去细胞壁得到原生质体,再在细胞融合诱导剂作用下获得染色体加倍的细胞,B项错误; 细胞分化的实质是基因的选择性表达,C项正确; 植物组织培养过程中,生根阶段的培养基中通常应
7、含有生长素类调节剂,D项正确。,2.如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径,下列叙述正确的是 A.该途径依据的原理是植物细胞具有全能性 B.过程需控制好培养基中植物激素的比例 C.经过程细胞的形态和结构未发生变化 D.过程需使用固体培养基,有利于细胞增殖,答案,解析,解析 细胞全能性以细胞发育成个体为标志,而图中并没有形成完整植物体,A项错误; 过程是脱分化,而决定植物脱分化和再分化的关键因素是培养基中植物激素的种类和比例,因此该过程需控制好培养基中植物激素的比例,B项正确; 过程是脱分化,经该过程细胞的形态和结构发生了变化,成为高度液泡化的薄壁细胞,C项错误; 过程需使用液体培养基,有利
8、于细胞增殖,D项错误。,归纳拓展,植物组织培养中生长素和细胞分裂素的比值与效果,命题点二 植物细胞工程的综合应用 3.为了获得植物次生代谢产物,先用植物外植体获得愈伤组织,然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题: (1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为_。,答案,解析,解析 外植体经诱导形成愈伤组织的过程称为脱分化。,脱分化,(2)在愈伤组织悬浮培养时,细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如下图所示。细胞干重在12 d后下降的原因有_;培养液中蔗糖的作用是_、_。,提供能源 调节渗透压,解析 观察图示可知,12 d后蔗糖浓度和pH都下降到较低水平,影响能量的供应和酶的活性,导致细胞干重下降。
9、另外,培养液中的蔗糖还具有调节渗透压的作用。,蔗糖浓度下降,pH降低,答案,解析,(3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经_处理,会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目,压片前常用纤维素酶和_酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞(2n)经诱导处理后,观察到染色体数为8n的细胞,合理的解释是_、_ _。,答案,秋水仙素(低温),解析,果胶,经加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期 经加倍到8n的细胞处于有丝分裂中期,解析 在细胞分裂过程中,用低温或秋水仙素处理,都可抑制纺锤体的形成,使染色体不能移向两极,从而使细胞中染色体数目加倍。愈伤组织的细胞之间含有纤
10、维素和果胶,欲将其分散成单个细胞,压片前需用纤维素酶和果胶酶处理。愈伤组织细胞经诱导处理后,有的细胞染色体数目加倍(4n),有的细胞染色体数目未加倍(2n),也可能有的细胞在连续分裂中每次都因低温或秋水仙素抑制了纺锤体的形成,导致细胞中染色体数目连续加倍,出现染色体数目为8n的细胞。所以染色体数目加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期时染色体数目为8n,染色体数目加倍到8n的细胞处于有丝分裂中期时染色体数目也为8n。,4.利用相关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥花椰菜植株,已知野生黑芥具有黑腐病的抗性基因,而花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病,技术人员用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片
11、段化,并丧失再生能力,再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,流程如下图。据图回答下列问题:,(1)该过程用到的工程技术有_和_。,答案,解析 据图可知,该流程图表示先去掉两种植物细胞的细胞壁,然后诱导融合获得杂种细胞,通过植物组织培养获得杂种植株,该过程是植物体细胞杂交。,植物体细胞杂交 植物组织培养,解析,(2)过程所需的酶是_,过程PEG的作用是_ _,经过操作后,需筛选出融合的杂种细胞,显微镜下观察融合的活细胞中有供体的叶绿体存在可作为初步筛选杂种细胞的标志。,答案,质体的融合,解析 植物细胞细胞壁的成分是纤维素和果胶,因此采用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细
12、胞壁;聚乙二醇(PEG)的作用是促进原生质体的融合。,纤维素酶和果胶酶 促进原生,解析,解析 去掉细胞壁后获得的原生质体需要放在适宜浓度的甘露醇溶液中,保持原生质体完整性,避免失水或吸水;在植物组织培养中,经过脱分化后形成愈伤组织。,(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是_。原生质体经过细胞壁再生,进而分裂和脱分化形成_。,答案,愈伤组织,保持原生质体完整性,解析,(4)若分析再生植株的染色体变异类型,应剪取再生植株和双亲植株的根尖,制成装片,然后在显微镜下观察比较染色体的_;将杂种植株栽培在含有_的环境中,可筛选出具有高抗性的杂种植株。,答案,黑腐病菌,解
13、析 由于染色体在显微镜下能看见,因此可以制作临时装片,观察染色体的形态和数目,以确定是否发生染色体变异;对杂种植物进行鉴定最简单的方法是从个体水平上进行检测,即接种黑腐病菌,观察植物的性状。,形态和数目,解析,方法链接,植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法 (1)诱导产生的细胞(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:对诱导产生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。 若得到的是一种植物的性状,说明是未融合细胞得到的植物。 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
14、到的是具有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且效果得到加强,则是同种细胞融合的结果。,动物细胞培养与核移植技术及生物技术中的伦理问题,考点二,1.动物细胞培养 (1)动物细胞的培养过程,知识梳理,无菌,组织块,胰蛋白酶,悬浮细胞,接种,生理盐水,一层细胞,粘附,新培养液,甁壁,(2)动物细胞培养与动物组织培养的主要区别:动物细胞培养过程需要用 等处理组织块,以使细胞离散,而动物组织培养过程中不需要使用 等。 (3)培养条件 环境条件: 、温度适宜和 、pH适宜等。 培养基种类 a.天然培养基:主要取自 、动物组织提取液和鸡胚汁等,其特点是
15、营养价值高、成分复杂。 b.合成培养基:人工配制的,其成分明确,便于控制实验条件,使用时需加入 。,胰蛋白酶,营养充足,无菌,胰蛋白酶,动物血清,动物血清,(4)培养类型 原代培养:从 获取组织与细胞后的 培养。 传代培养:将 的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养,培养代数一般在1050代左右。,供体,原代培养,初次,2.动物细胞核移植与体细胞克隆 (1)动物体细胞核移植技术的过程,细胞培养,去核,重组细胞,供体,相关视频,(2)原理: 。 (3)结果: 。 (4)应用:加速家畜 进程,促进优良畜群繁育;保护_ ;生产医用蛋白;作为异种移植的 ;用于组织器官的 。,产生新个体,动物体细胞核
16、具有全能性,遗传改良,濒危,物种,移植,供体,3.关注克隆人的伦理问题,生殖性,治疗性,不成熟,染色体,深化拓展,治疗性克隆与生殖性克隆,1.有关动物细胞培养的判断 (1)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( ) (2)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸 ( ) (3)在25 的实验条件下可顺利完成大鼠神经细胞的培养( ) (4)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞( ) (5)克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变( ) (6)二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的( ),2.有关动物细胞核移植与体细胞克隆的判断 (1)动物细胞核移
17、植的受体细胞必须是卵细胞( ) (2)克隆动物的性状与供体动物完全相同( ) (3)与“多莉”羊等克隆哺乳动物相关的技术有胚胎移植、细胞培养和核移植( ) (4)用于核移植的供体细胞一般都选用10代以内的培养细胞( ) (5)中国政府禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆( ),如图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲 线,图中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。 据图分析: (1)原代培养和传代培养的分界点是哪个? 提示 B点之前的培养称为原代培养,之后的培养称为传代培养。 (2)AB段和DE段繁殖速度缓慢的原因是什么? 提示 AB段发生了接触抑制;DE段细胞大部分衰老失去分裂能力。 (3
18、)E点后的细胞大多数具有异倍体核型,这样的细胞有什么特点? 提示 E点后的细胞属于细胞系,能无限增殖。,提示,命题点一 动物细胞培养过程的分析 1.(2018太原第五中学月考)下列有关动物细胞培养的叙述,正确的是 A.动物细胞培养过程中,可用胃蛋白酶处理使细胞分散开 B.通过动物细胞培养获得大量细胞,可证明动物细胞具有全能性 C.动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础 D.动物细胞培养选用的培养材料大多是动物的受精卵,命题探究,解析,答案,解析 动物细胞培养过程中,应用胰蛋白酶处理使细胞分散开,A项错误; 通过动物细胞培养获得大量细胞,没有获得完整个体,不能证明动物细胞具有全能性,B项错
19、误; 动物细胞培养选用的培养材料大多取自动物胚胎或出生后不久的幼龄动物的组织或细胞,D项错误。,2.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,瓶壁上形成的细胞是_层。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来,需要用酶处理,用到的酶是_。,接触抑制,答案,解析,单(或一),解析 细胞接触抑制是指细胞表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖的现象。基于上述特性,瓶壁上形成的细胞是单层排列的。需要用胰蛋白酶将贴壁的细胞从瓶壁上分离下来。,相互接触,胰蛋白酶,(2)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停止,进而
20、出现_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获得_,该种细胞的黏着性_,细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量_。,衰老甚至死亡,答案,解析,解析 随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停止,进而出现衰老甚至死亡现象,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不死性细胞。该种细胞由于细胞表面糖蛋白减少,其黏着性降低。,不死性,降低,减少,(3)现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,而活细胞不被染色,原因是_ _。,活细胞的细胞膜具有选择透过性,大分子染料不能进入活细胞内(或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
21、着色),答案,解析,解析 活细胞的细胞膜具有选择透过性,大分子染料不能通过,所以活细胞不被染色;死细胞的细胞膜失去了选择透过性,大分子染料可以通过,所以死细胞能被大分子染料染色。,(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目,最好选用分裂_期的细胞在显微镜下进行观察。,中,答案,解析,解析 有丝分裂中期时染色体的着丝点排列在赤道板上,染色体形态固定、数目清晰,是观察染色体数目的最佳时期。,(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_速率降低。,冷冻(或超低温、液氮),酶,解析 在细胞培养过程中,通常在冷冻(或超低温、液氮)条件下保存细胞。因为在这
22、种条件下,细胞中酶的活性降低,细胞新陈代谢的速率降低。,新陈代谢,易错警示,动物细胞培养的2个易错点 (1)动物细胞培养时选用动物胚胎或出生后不久的幼龄动物组织或器官进行细胞培养,因为其分化程度低,增殖能力强,更易于培养。 (2)动物细胞培养时加入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。,命题点二 动物体细胞核移植过程的分析 3.如图是某克隆羊培育过程模式图,试分析获得该克隆羊的生殖方式、该克隆羊的基因型以及该克隆羊发育成熟时所分泌的性激素依次是 A.无性生殖、Aa、雌性激素 B.无性生殖、aa、雄性激素 C.有性生殖、aa、雄性激素 D.有性生殖、AA、雌性激素,
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