2020版高考生物总复习 第39讲 细胞工程课件 新人教版

第39讲细胞工程【考纲解读】最新考纲细解考点核心素养1.植物的组织培养(Ⅱ)2.动物细胞培养与体细胞克隆(Ⅱ)3.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)1.说出植物细胞工程的基本技术2.举例说明植物细胞工程的应用3.说明动物细胞培养的过程、条件等4.简述细胞核移植技术5.说出动物细胞融合与单克隆抗体的制备过程1.生命观念——细胞全能性的物质基础,生物生长的细胞学基础等2.科学思维——建立模型:植物细胞工程的基本操作流程及单克隆抗体的制备过程示意图等3.科学探究——解决问题:植物细胞工程的应用等考点一植物细胞工程技术及其应用研析教材内化基本概念1.细胞工程的概念细胞分子细胞细胞器遗传物质细胞产品2.植物细胞的全能性(1)概念:具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成1的潜能。(2)物质基础:细胞中具有本物种。(3)植物细胞全能性表达条件: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。3.植物组织培养技术(1)原理:。(2)条件:和人工控制、人工配制的、适宜的培养条件。完整生物体全部遗传信息营养、激素植物细胞的全能性无菌培养基离体(3)过程离体脱分化再分化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。(2)过程(如图)不同种杂种细胞新的植物体①去壁:酶解法,所用酶为。②诱导原生质体融合::::原理物理法包括等促融方法化学法一般用作为诱导剂融合成功标志③植物体细胞杂交成功的标志:形成。④优点:克服不同生物的障碍。⑤变异类型:。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）再生出细胞壁杂种植株远缘杂交不亲和染色体变异5.植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径①微型繁殖:用于优良品种的植物组织培养技术。②作物脱毒:选取作物等无毒组织进行组织培养,获得脱毒苗的技术。③人工种子:以植物组织培养得到的、不定芽、顶芽、腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子,可以解决某些植物结实率低、繁殖困难的问题。(2)作物新品种的培育:单倍体育种和的利用。(3)细胞产物的工厂化生产:即利用技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。快速繁殖茎尖、根尖胚状体突变体植物组织培养【深挖教材】通过植物体细胞杂交形成的杂交植株是否一定可育?提示:是否可育看同源染色体能否正常联会。若植物体细胞杂交过程得到的杂种植物存在同源染色体,能正常联会,则可育。思考探究培养科学思维1.植物组织培养与植物体细胞杂交在依据的原理、技术操作等方面有何不同?(1);(2)。提示:(1)前者依据的原理为细胞的全能性;后者依据的原理,除细胞的全能性外,还有细胞膜的结构特性,即细胞膜具有一定的流动性(2)前者操作技术主要为脱分化、再分化等;后者的操作技术除脱分化、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2.回答细胞分化、脱分化和再分化过程的相关问题:(1)脱分化形成的愈伤组织细胞与正常体细胞相比,前者在结构上的特点是。提示:高度液泡化、无定形、细胞壁薄(2)脱分化和再分化是否都需要光照?提示:脱分化不需要光照,再分化需要光照。(3)利用紫草细胞脱分化形成的愈伤组织细胞进行培养提取紫草素,与常规的从植物体内提取具有的明显优点是。(至少答出三点)提示:可以克服地理、气候等植物生长环境条件的限制;实现工业化、自动化生产;产量大、纯度高(4)从分化、脱分化和再分化的结果看,它们的实质都是。提示:基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果深度思考脱分化与再分化的比较比较内容脱分化再分化过程外植体→1→幼苗形成体特点排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞有根、芽需要条件a.离体b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例1d.不需光a.离体b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例高或低诱导生根或生芽d.(光照/不需光)愈伤组织愈伤组织适中光照剖析题型提升核心素养题型一植物组织培养过程分析1.(2017·海南卷)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料,利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题:(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体,在一定条件下进行组织培养,均能获得试管苗,其原理是。解析:(1)外植体在一定条件下进行组织培养获得试管苗的原理是植物细胞的全能性。答案:(1)植物细胞的全能性(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中,均加入一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得到。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件是(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。解析:(2)蔗糖水解后可得到一分子的葡萄糖和一分子的果糖;若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件具有整套遗传物质,即具有完整的细胞核。答案:(2)葡萄糖、果糖具有完整的细胞核(3)图中A、B、C所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是。A中的愈伤组织是叶肉细胞经形成的。解析:(3)在植物组织培养过程中加入的细胞分裂素、生长素的比例不同,诱导形成的器官不同;外植体经脱分化形成愈伤组织,再分化形成完整的植株。答案:(3)细胞分裂素、生长素脱分化(4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉,要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,可用组织培养方法繁殖,在培养时,(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体,原因是。解析:(4)不能采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体,原因是对杂合体的植株来说,其体细胞的基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同,用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株。答案:(4)不能对杂合体的植株来说,其体细胞的基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同,用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株题型二植物体细胞工程及应用2.(2013·全国Ⅱ卷)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物,甲含有效成分A,乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题:(1)为了培育该新型药用植物,可取甲和乙的叶片,先用酶和酶去除细胞壁,获得具有活力的,再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成组织,然后经过形成完整的杂种植株。这种培育技术称为。解析:(1)植物体细胞的杂交过程包括植物细胞融合和植物组织培养,其过程为先用酶解法即纤维素酶和果胶酶除去植物细胞壁,再用人工诱导方法诱导原生质体融合,杂种细胞再生出细胞壁,杂种细胞经植物组织培养(脱分化形成愈伤组织,再分化形成幼根和芽,进而形成完整植株)培育成完整的植株。答案:(1)纤维素果胶原生质体愈伤再分化(或分化)植物体细胞杂交技术(2)上述杂种植株属于多倍体,多倍体是指。假设甲和乙有性杂交的后代是不育的,而上述杂种植株是可育的,造成这种差异的原因是。解析:(2)多倍体是指由受精卵发育而来,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。甲、乙都是二倍体植物,二者有性杂交的后代为异源二倍体,体细胞中无同源染色体,减数分裂时联会紊乱,无法产生正常配子;而植物体细胞杂交产生的后代,细胞内含有原物种体细胞内的染色体,在减数第一次分裂过程能进行同源染色体联会,产生可育配子。答案:(2)由受精卵发育而来,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体(其他合理答案也可)在减数分裂过程中,前者染色体联会异常,而后者染色体联会正常(其他合理答案也可)解析:(3)经植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等,用人工薄膜包装后可得到人工种子。答案:(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽(答对其中一个即可)(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖,经植物组织培养得到的等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。解析:(1)人工诱导原生质体融合的过程,常用的化学试剂是聚乙二醇。答案:(1)聚乙二醇3.植物体细胞杂交可以培养杂种植物,下列是某科研小组的操作。请回答相关问题:(1)将甲、乙两个不同品种的植株进行杂交,首先要采用酶解法去掉植物细胞的细胞壁,得到原生质体甲和原生质体乙,然后进行人工诱导形成细胞团,通常采用的促融剂是。解析:(2)甲、乙两细胞融合时,可以发生甲、乙细胞的自身融合,也可以发生甲和乙之间的融合,由此可知两两融合后所形成细胞的基因型为GGgg、HHhh、GgHh。答案:(2)GGgg、HHhh、GgHh(2)甲细胞的基因型为Gg,乙细胞的基因型为Hh(两对基因位于不同对的同源染色体上)两两融合后所形成细胞的基因型为。解析:(3)由于“只有同时存在G和H基因的细胞才能分化形成丛芽,则其自交后代中能长成植株个体的基因型中必须同时含有G和H基因,因此它们的基因型为GGHH、GgHh、GGHh、GgHH。(4)在进行分化培养时需要换瓶操作,换瓶的主要目的是更换营养物质,改变激素的浓度比例。答案:(3)GGHH、GgHh、GGHh、GgHH(4)改变培养基中的激素浓度配比(3)经研究发现,在光照强度大于800Lux时,只有同时存在G和H基因的细胞才能分化形成丛芽,可据此筛选出杂种细胞。丛芽进一步培养长大为植株,该植株自交后代中,继续在大于800Lux的光照下培养,能长成植株个体的基因型为。(4)在进行分化培养时需要换瓶操作,换瓶的主要目的是。解析:(5)与传统的有性杂交相比,植物体细胞杂交的最大优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍,能够打破物种生殖隔离的限制。答案:(5)可以打破不同物种之间的生殖隔离(或答“克服了远缘杂交不亲和的障碍”)(5)植物体细胞杂交的优点是。题后提升植物体细胞杂交后的遗传物质分析(1)遗传特性:杂种植株中含有两种植物的遗传物质,故杂种植株具备两种植物的遗传特性。(2)染色体组①染色体组数=两种植物体细胞内染色体组数之和。②植物体细胞杂交形成的杂种植株,有几个染色体组就称为几倍体。考点二动物细胞培养与核移植技术研析教材内化基本概念1.动物细胞培养——动物细胞工程技术的基础(1)原理:。细胞增殖(2)过程:胰蛋白酶细胞悬液原代胰蛋白酶传代(3)培养条件①无菌、无毒环境a.b.c.培养液和培养用具进行无菌处理培养过程加定期更换培养液，以清除②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等一些天然成分。③适宜的温度:36.5±0.5℃;适宜的pH:7.2～7.4。抗生素代谢产物血清、血浆④气体环境2295%5%CO:的空气:其中O为细胞代谢所必需的的2.动物体细胞核移植技术和克隆动物(1)核移植过程维持培养液的pH细胞培养去核供体重组细胞(2)原理:。(3)结果:获得与供体的个体。(4)应用①加速家畜进程,促进优良畜群繁育。②保护。③生产医用蛋白。④作为异种移植的。⑤用于组织器官的。动物体细胞核具有全能性遗传物质基本相同遗传改良濒危物种供体移植【深挖教材】(1)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用有何不同?提示:第一次使用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞,第二次用胰蛋白酶的目的是使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来,分散成单个细胞。(2)动物体细胞核移植技术为何选用去核卵(母)细胞?提示:卵母细胞比较大,易操作;卵(母)细胞细胞质多,营养丰富,含有促进细胞核全能性表达的物质。(3)通过动物体细胞核移植技术获得的克隆动物,其遗传物质是否和供核细胞的遗传物质完全一样?提示:不完全一样。细胞核遗传物质一样,但细胞质遗传物质和提供去核卵母细胞的个体几乎完全一样。思考探究培养科学思维1.动物细胞体外培养时,通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。下图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。(1)从该图提供的信息可以获得的正确结论有。提示:①有无血清对正常细胞培养的影响不同;②培养基中补充血清有助于正常细胞的培养;③培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大(2)动物细胞培养时为什么要加入血清?提示:因血清和血浆中含有多种维持细胞正常代谢和生长的物质,如蛋白质、氨基酸、未知的促生长因子等。因此细胞培养时,为保证细胞能顺利生长和