2019高考生物大一轮复习课件：选修3 第2讲 细胞工程 .ppt

第2讲 细胞工程,最新考纲 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(),1植物组织培养的过程主要包括脱分化和再分化两个阶段，脱分化的结果是形成愈伤组织，再分化的结果是形成根和芽。 2植物体细胞杂交需要用酶解法制备原生质体，所用的酶包括纤维素酶和果胶酶。 3无论是植物体细胞杂交还是动物细胞融合，都需要诱导。 4植物组织培养需要各种营养成分和植物激素，动物细胞培养也需要各种营养成分及血清。,5植物体细胞杂交可用于作物育种，动物细胞融合可用于单克隆抗体的制备。 6产生单克隆抗体的细胞是杂交瘤细胞，它既能产生单克隆抗体又能无限增殖。,课前导学 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_。,知识点一 植物细胞工程,细胞水平或细胞器水平,遗传物质,细胞产品,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)原理：细胞内含有本物种的_。 (3)全能性表达的条件：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。,遗传信息,完整生物体,全部遗传信息,离体,营养、激素,3植物组织培养技术 (1)概念理解 培养对象：_。 培养条件：无菌、人工配制的培养基、相关激素等人工控制条件。 培养结果：产生愈伤组织、丛芽，最终形成_。 (2)操作流程,离体的植物器官、组织、细胞,完整的植株,脱分化,人工种子,4植物体细胞杂交技术 (1)概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成_，并把杂种细胞培育成_的技术。 (2)操作流程,杂种细胞,新的植物体,(3)流程分析 过程a为去除_获得具有活力的原生质体，用到的酶是_。 过程b是原生质体的融合，其原理是_。 诱导b融合的两种方法：物理法(包括_等)、化学法(一般用_作为诱导剂)。 过程c是原生质体融合后再生出_。 过程d是_技术，其原理是_。 (4)意义：_。,细胞壁,纤维素酶和果胶酶,细胞膜具有一定的流动性,离心、振动、电激,聚乙二醇(PEG),细胞壁,植物组织培养,细胞的全能性,克服了远缘杂交不亲和的障碍,优良品种的遗传特性,分生区,工厂化生产,愈伤组织,【答案】A 【解析】该过程是为了得到细胞群及细胞产物，依据的原理是植物组织培养，没有体现细胞的全能性，A错误；过程为脱分化，在培养基中应加入适量的生长素和细胞分裂素，B正确；愈伤组织是无定形的薄壁细胞，所以经过程后细胞的形态和结构发生了明显变化，C正确；过程是细胞大量增殖的过程，该过程需要使用液体培养基，D正确。,2(2018年山东淄博月考)如图表示通过植物体细胞杂交技术培育新品种的过程，其中表示过程，字母表示细胞、组织或植株，下列叙述错误的是( ),A过程需要纤维素酶和果胶酶处理植物细胞 B过程成功的标志是细胞d生出细胞壁 C过程产生的e细胞高度液泡化的薄壁细胞 D过程产生的细胞再分化后能制作人工种子,【答案】D 【解析】表示去壁获取原生质体的过程；表示人工诱导原生质体融合的过程；表示再生出新细胞壁的过程；表示脱分化过程；表示再分化过程。是去除植物细胞壁的过程，需要用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞，A正确；过程成功的标志是细胞d生出细胞壁，B正确；为脱分化过程，该过程产生的e细胞为愈伤组织细胞，为高度液泡化的薄壁细胞，C正确；制备人工种子的胚状体是离体植物细胞脱分化和再分化形成的，而不是由杂种细胞脱分化和再分化形成的，D错误。,课前导学 1动物细胞培养 【答案】原代培养 氨基酸 血清 5%的CO2,知识点二 动物细胞工程,【答案】(1)细胞培养 去核 重组细胞 供体 (2)动物体细胞核具有全能性 (3)产生新个体,【答案】流动性 聚乙二醇 病毒 骨髓瘤细胞 特异性强 诊断 药物,小题通关 1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 【答案】C 【解析】应用胰蛋白酶处理使细胞分散开；通过动物细胞培养不能获得完整个体，不能证明动物细胞具有全能性；动物细胞培养选用的培养材料大多是幼龄动物的组织或细胞。,2(2018年福建龙岩期末)下列关于动物体细胞核移植技术和克隆动物的叙述，正确的是( ) A目前在实验中，科学家可以用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体 B体细胞的细胞核移植到受体细胞之前，要先去掉受体卵母细胞的核 C用于核移植的供体细胞一般都选用传代50代以内的细胞 D用体细胞核移植方法生产的克隆动物是对体细胞供体动物进行100%的复制 【答案】B,【解析】由于细胞的分化，动物细胞的全能性受到限制，所以不能用类似于植物组织培养的方法获得完整的动物个体，A错误；在核移植前一般要先除去卵母细胞的细胞核，获得卵细胞的细胞质，B正确；传代10代以内的细胞保持正常的二倍体核型，遗传物质没有发生改变，所以选用传代10代以内的细胞用于核移植的供体细胞，C错误；通过体细胞核移植方法生产的重组细胞中核是供体细胞的，但细胞质是受体细胞的，则重组细胞中遗传物质绝大多数来自供体，所以不是对体细胞供体动物进行了100%的复制，D错误。,【答案】C 【解析】图中给实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原；诱导动物细胞融合的物质或方法有灭活的病毒、聚乙二醇和电激等；用特定的选择培养基进行筛选，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长。,1植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系,植物细胞工程,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。,考查植物组织培养的过程、原理及应用,(1)植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、_和_的关键性激素。该实验中属于细胞分裂素类的是_。 (2)请将表格中空白处A和B补充完整，A为_，B为_。当NAA和KT的用量比值适中时，促进_的形成。 (3)用于离体培养的植物器官或组织称为_。若该实验材料为菊花，则应对其进行_(填“消毒”或“灭菌”)。 (4)接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养，培养环境应注意调节合适的_和_。,【答案】(1)脱分化 再分化 KT (2)细胞既分裂也分化 分化频率提高 愈伤组织 (3)外植体 消毒 (4)温度 光照时间 【解析】(1)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，NAA属于生长素类，KT属于细胞分裂素类。(2)先使用NAA，后使用KT，有利于细胞分裂，但细胞不分化；先使用KT，后使用NAA，细胞既分裂也分化；NAA和KT同时使用，分化频率提高；当NAA和KT的用量比值适中时，有利于愈伤组织的形成。(3)用于离体培养的植物器官或组织称为外植体，组织培养过程中应对外植体消毒。(4)接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养，培养期间应注意调节温度和光照时间。,2(2017年广东怀集测试)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_。,考查植物体细胞杂交的过程及原理,(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 可以使用灭活的病毒 (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 【解析】植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，因此可以用纤维素酶和果胶酶将其水解得到原生质体，然后用聚乙二醇或物理方法诱导原生质体融合，再生细胞壁形成杂种细胞。是杂种细胞经过脱分化、再分化形成幼苗的过程，体现了植物细胞的全能性。在较高浓度的溶液中，有细胞壁的植物细胞可以发生质壁分离。,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,动物细胞工程,(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,(2)制备单克隆抗体过程中两次筛选的方法及目的,1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)在进行细胞培养时，要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分散处理，形成单个细胞，这个过程中需要利用_酶处理。,考查动物细胞培养与细胞核移植的过程及应用,(2)用于核移植的供体细胞，一般都选用传代10代以内的细胞，原因是_。 (3)在进行原代培养时，细胞增殖的方式是_，此外，细胞增殖还表现出_和接触抑制等特点。 (4)将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中，去除卵母细胞细胞核的目的是_。 (5)将重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛后，该母牛就会生出与供体奶牛遗传物质相同的犊牛，但也不是100%的复制，原因最可能是_。,(6)上述动物细胞工程中涉及的技术有_。转基因奶牛的克隆成功，说明了动物_具有全能性。 【答案】(1)胰蛋白 (2)该种细胞代谢旺盛、分裂能力强，且遗传物质没有发生改变 (3)有丝分裂 贴壁生长 (4)使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞 (5)生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制；生物的性状还受环境因素的影响 (6)核移植、动物细胞培养、胚胎移植技术 体细胞的细胞核,【解析】(1)在进行细胞培养时，常用胰蛋白酶处理动物组织细胞使其分散开来。(2)传代10代以内的细胞代谢旺盛、分裂能力强，遗传物质没有发生改变，适于作核移植的供体细胞。(3)在进行原代培养时，细胞以有丝分裂的方式进行增殖，同时表现出贴壁生长和接触抑制的现象。(4)去除卵母细胞细胞核的目的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。(5)生物的性状是细胞核基因和细胞质基因共同作用的结果，同时，生物的性状还受环境因素的影响，因此，克隆动物不可能是供体奶牛100%的复制品。(6)该克隆动物的培育过程中涉及核移植、动物细胞培养和胚胎移植等技术，说明了动物体细胞的细胞核具有全能性。,2单克隆抗体的制备过程如图所示，据图回答以下问题： (1)淋巴细胞能与骨髓瘤细胞融合成一个细胞，两种细胞膜也能“融合”在一起，说明细胞膜_。此过程，常用_作为诱导剂，该细胞的特点是_。,考查单克隆抗体的制备过程及应用,(2)已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖，将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇促融，获得杂种细胞。请设计一种方法(不考虑机械方法)，从培养液中分离出杂交瘤细胞。_。 (3)杂交瘤细胞繁殖进行的是_分裂，其遗传性状_。 (4)杂交瘤细胞的体外培养与植物组织培养的培养基相比有何主要不同？ _。,(5)单克隆抗体注入体内后可以自动追踪抗原(病原体或癌变细胞等)并与之结合，而绝不攻击任何正常细胞，故称为“生物导弹”，这是利用了_。 (6)在单克隆抗体制备过程中，还应用了细胞工程中的_和_两大技术。,【答案】(1)具有一定的流动性 聚乙二醇(或灭活的病毒) 既具有无限增殖的能力，又能产生特异性抗体 (2)培养液中加入氨基嘌呤，收集增殖的细胞 (3)有丝 保持不变(稳定) (4)动物细胞培养用的是液体培养基，且其中含有动物血清 (5)抗原与抗体之间结合的高度特异性 (6)动物细胞融合 动物细胞培养,【解析】本题考查单克隆抗体制备的原理、过程以及应用。(1)细胞融合的过程体现了细胞膜的流动性，在动物细胞融合时，常用聚乙二醇或灭活的病毒作为诱导剂。(2)杂交瘤细胞具有两种细胞的特点：既能无限增殖，又能产生特异性抗体。杂交瘤细胞中的DNA合成存在D途径和S途径，那么，将氨基嘌呤加入培养基中，即可阻断仅存在D途径的骨髓瘤细胞的增殖，这样能增殖的细胞就只有杂交瘤细胞。(3)杂交瘤细胞是由两种体细胞融合而来的，只能进行有丝分裂，其遗传物质没有改变。(4)动物细胞培养是液体培养基，而植物组织培养的培养基是固体培养基，在动物细胞培养时需加入动物血清。(5)“生物导弹”利用了抗原(癌细胞或病原体)与抗体特异性结合的原理，可以用来治疗疾病。(6)在单克隆抗体制备过程中用到了细胞工程的细胞融合(杂交瘤细胞的形成)与细胞培养。,