高考生物一輪復習（基礎知識整理+重難點聚集）專題2 細胞工程課件 新人教版選修3.ppt

綜合分析近幾年各地高考理綜試題生物部分 本專題有以下高考命題規(guī)律 1 命題內(nèi)容 植物細胞全能性 植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交的原理和過程 動物細胞培養(yǎng)過程 核移植技術原理及過程 單克隆抗體制備原理和過程 2 命題形式 考查形式有選擇題 簡答題和實驗題 3 命題思路 本部分內(nèi)容命題主要側重于不同技術原理 過程及技術之間的區(qū)別和聯(lián)系 植物細胞培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交等 同時聯(lián)系必修內(nèi)容中細胞結構和功能 細胞全能性和分化 基因突變等內(nèi)容命題 4 命題趨勢 植物體細胞雜交和動物體細胞融合兩種細胞結合的原理 操作過程 植物細胞工程在植物育種和藥物的工廠化生產(chǎn)等方面應用較突出 很容易結合必修2的遺傳育種出題 體細胞克隆和單克隆抗體方面是社會熱點問題 整個技術中的操作程序 原理及各步驟的注意事項將是?？键c 根據(jù)近幾年高考命題特點和規(guī)律 本專題的復習備考策略如下 1 知識方面 植物組織培養(yǎng)操作程序 原理 所用激素及各步驟的注意事項 動物細胞培養(yǎng)技術的過程和培養(yǎng)條件 植物體細胞雜交和動物體細胞融合的原理 操作過程 2 能力方面 以細胞的全能性為線索將植物組織培養(yǎng)技術與植物體細胞雜交技術有機結合起來 以動物細胞核的全能性為線索 將動物細胞培養(yǎng)與融合 體細胞核移植及單克隆抗體串聯(lián)起來 一 細胞工程 應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法 通過細胞水平或細胞器水平上的操作 按照人的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術 根據(jù)操作對象的不同 可分為植物細胞工程和 動物細胞工程 二 植物細胞工程 1 理論基礎 細胞的全能性 2 植物組織培養(yǎng)技術 2 應用 微型繁殖 作物脫毒 制造人工種子 單倍體育種 細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) 3 植物體細胞雜交技術 2 融合方法 物理法 包括離心 振動 電激等 化學法 一般是用聚乙二醇 peg 3 意義 克服了遠緣雜交不親和的障礙 三 動物細胞工程 1 動物細胞培養(yǎng) 1 概念 動物細胞培養(yǎng)就是從動物體中取出相關的組織 將它分散成單個細胞 然后放在適當?shù)呐囵B(yǎng)基中 讓這些細胞生長和增殖 3 動物細胞培養(yǎng)需要滿足以下條件 無菌 無毒的環(huán)境 營養(yǎng) 需額外加入血清 血漿等天然成分 適宜的溫度 ph 氣體環(huán)境 4 動物細胞培養(yǎng)的應用 制備病毒疫苗 制備單克隆抗體 培養(yǎng)研究的各種細胞 2 細胞核移植技術 1 概念 動物細胞核移植是將動物的一個細胞核移入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中 使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎 這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體 2 類型 胚胎細胞核移植 比較容易 和體細胞核移植 比較難 3 體細胞核移植的大致過程 代孕雌性個體子宮內(nèi) 個體 與供體性狀基本相同 4 體細胞核移植技術的應用 加速家畜遺傳改良進程 保護瀕危物種 生產(chǎn)醫(yī)用蛋白 5 體細胞核移植技術存在的問題 絕大多數(shù)克隆動物存在健康問題 表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等 3 動物細胞融合 1 概念 動物細胞融合也稱細胞雜交 是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程 2 結果 形成雜交細胞 3 誘導方法 聚乙二醇 滅活的病毒 電刺激等 4 意義 克服了遠緣雜交的不親和性 4 單克隆抗體 1 單克隆抗體的制備過程 2 雜交瘤細胞的特點 既能大量繁殖 又能產(chǎn)生專一的抗體 3 單克隆抗體的優(yōu)點 特異性強 靈敏度高 能大量制備 比較植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交 如圖為植物體細胞雜交技術流程圖 其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細胞 所含有的染色體組分別是aa和bb 請據(jù)圖分析回答 過程表示去除細胞壁 植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠 c細胞代表原生質體融合后重新長出細胞壁的細胞 有可能為四倍體aabb aaaa bbbb 也有可能沒有發(fā)生融合 細胞為aa bb 與自然狀況下的生殖細胞雜交相比 植物體細胞雜交主要意義在于其可以克服不同生物遠緣雜交的障礙 剛果紅與纖維素可以形成紅色復合物 如果被細菌分解 則失去紅色 形成透明圈 1 纖維素和果膠發(fā)生水解 或者纖維素分解為葡萄糖 果膠分解為半乳糖醛酸 aabb aaaa bbbb aa bb聚乙二醇 peg 克服了不同生物遠緣雜交的障礙 或擴大了可用于雜交的親本基因組合的范圍 2 剛果紅纖維素平板劃線法稀釋涂布平板法 植物組織培養(yǎng)的應用 1 植物繁殖的新途徑 1 微型繁殖 是用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術 實際上是無性生殖的一種 優(yōu)點 在繁殖的過程中 細胞進行有絲分裂 親 子代細胞內(nèi)dna相同 具有相同的基因 因此能保證親 子代遺傳特性不變 利用這種技術能高效快速實現(xiàn)種苗的大量繁殖 2 作物脫毒 采用莖尖組織培養(yǎng)來脫除病毒 選取作物無毒組織 如莖尖 進行組織培養(yǎng) 獲得脫毒苗的技術 因為植物分生區(qū)附近的病毒極少或沒有 3 人工種子 植物組織培養(yǎng)得到胚狀體 不定芽 頂芽和腋芽 包上人工種皮就可形成人工種子 優(yōu)點 完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性 不受氣候 季節(jié)和地域的限制 方便儲藏和運輸 2 作物新品種的培育 1 單倍體育種 單倍體育種的優(yōu)點是后代無性狀分離 后代都是純合子 能夠穩(wěn)定遺傳 明顯縮短育種年限 單倍體育種從本質上說屬于有性生殖 這一點與微型繁殖有所區(qū)別 但單倍體育種首先要進行花藥離體培養(yǎng) 還是采用微型繁殖的技術 然后用秋水仙素處理 獲得純合子 2 單倍體育種和突變體的利用 突變體aa中a為突變基因 并控制著優(yōu)良性狀 利用單倍體育種的過程如下 突變體利用 在組織培養(yǎng)中會出現(xiàn)突變體 通過從有用的突變體中選育出新品種 如篩選抗病 抗鹽 含高蛋白的突變體 3 細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) 通過對能夠產(chǎn)生有利的產(chǎn)物的細胞進行組織培養(yǎng) 從而獲得大量的細胞產(chǎn)物 細胞產(chǎn)物有蛋白質 脂肪 糖類 藥物 香料 生物堿 a 植物細胞融合的標志是產(chǎn)生新的細胞壁 b 作物脫毒 人工種子 單倍體育種的培育過程均有采用微型繁殖的技術 作物脫毒主要是強調(diào)微型繁殖的取材一定是無毒的 如莖尖 根尖 才能繁殖出無毒的幼苗 某二倍體植物是雜合子 如圖為其花藥中未成熟花粉在適宜的培養(yǎng)基上培養(yǎng)產(chǎn)生完整植株的過程 據(jù)圖回答下列問題 1 圖中 表示的是該花粉培養(yǎng)過程中的過程 表示的是過程 x代表的是 表示的是過程 表示的是誘導過程 2 圖中從愈傷組織形成完整植株的途徑有兩條 具體通過哪一條途徑主要取決于培養(yǎng)基成分中的種類及其濃度配比 最后獲得的來源于未成熟花粉的完整植株都稱為植株 甲 未成熟花粉經(jīng)培養(yǎng)能形成完整植株 說明未成熟花粉具有 1 圖示 過程形成愈傷組織 所以應是脫分化過程 過程形成叢芽 芽 說明是再分化過程 而叢芽 芽 經(jīng)過 過程形成植株 說明是分化生根的過程 另外愈傷組織在不同的培養(yǎng)基上也可先生根 再分化形成芽 形成完整植株 所以x就是胚狀體 主要結構是根 2 培養(yǎng)基中所含的植物激素種類和濃度配比不同 誘導形成的結構不相同 花藥細胞含有本物種全套的遺傳物質 具有全能性 離體培養(yǎng)成的個體都是單倍體 3 植株甲為單倍體 只含有配子的染色體組成 是高度不育的 只有其染色體加倍后 才能產(chǎn)生正常的配子 因染色體加倍后形成的是純合子 減數(shù)分裂只形成一種基因組成的配子 因雜合子植株含有多對等位基因 所以這樣的群體產(chǎn)生的配子有多種 因單倍體育種形成的是純合子 自交后代不發(fā)生性狀分離 在育種上可明顯地縮短育種年限 1 脫分化再分化胚狀體分化 或發(fā)育 生根 2 植物激素單倍體細胞的全能性 3 染色體加倍無性繁殖乙 或經(jīng)過染色體加倍的 一多縮短育種年限 動物細胞工程 1 動物細胞培養(yǎng) 1 概念 從動物體中取出相關的組織 將它分散成單個細胞 然后放在適宜的培養(yǎng)基中 讓這些細胞生長和增殖 2 相關概念 細胞貼壁 懸液中分散的細胞貼附在瓶壁上 細胞的接觸抑制 細胞分裂生長到表面相互接觸時就會停止分裂增殖的現(xiàn)象 癌細胞無 原代培養(yǎng) 動物組織消化后的初次培養(yǎng) 傳代培養(yǎng) 貼滿瓶壁的細胞要重新用胰蛋白酶處理 然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng) 讓細胞繼續(xù)增殖 細胞株 原代培養(yǎng)的細胞傳至10到50代左右 這種傳代細胞叫細胞株 遺傳物質未改變 細胞系 有可能在培養(yǎng)條件下無限制傳代下去 這種傳代細胞稱細胞系 遺傳物質已改變 3 培養(yǎng)條件 無菌 無毒 有營養(yǎng) 放在培養(yǎng)基中 溫度和ph 氣體環(huán)境 co2維持培養(yǎng)液ph 4 應用 病毒疫苗 干擾素 單克隆抗體都可以借助動物細胞的大規(guī)模培養(yǎng)生產(chǎn) 另外 基因工程也離不開動物細胞的培養(yǎng) 當受體細胞為動物細胞時 5 動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較 2 動物細胞核移植 1 概念 將動物細胞的細胞核移入已去掉細胞核的卵母細胞中 使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎 最終發(fā)育為動物個體 2 應用 促進優(yōu)良畜群繁育 保護瀕危物種 可作為生物反應器 生產(chǎn)珍貴醫(yī)用蛋白 體外培育組織 器官用于組織器官的移植 3 動物細胞培養(yǎng)和體細胞核移植 動物胚胎細胞分化程度低 恢復其全能性相對容易 而動物體細胞分化程度高 恢復其全能性十分困難 3 動物細胞融合 1 概念 是兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程 2 原理 與植物原生質體融合的基本原理相同 均為細胞膜的流動性 3 基本過程 不同dna的兩個細胞進行融合 方法 滅活的病毒 peg 電激等 形成融合細胞 再使之進行有絲分裂后 得到兩個完整的雜交細胞 4 特點 雜交細胞可以具備原先兩種細胞的特點 突破了有性雜交方法的局限 使遠緣雜交成為可能 5 動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較 4 單克隆抗體的制備 1 過程 2 單克隆抗體的優(yōu)點 特異性強 靈敏度高 并可能大量制備 3 實際應用 作為診斷試劑 識別各種抗原物質的細微差別 用于治療疾病和運載藥物 用于癌癥治療 可制成生物導彈 用動物細胞工程技術獲取單克隆抗體 下列實驗步驟中錯誤的是 a 將抗原注入小鼠體內(nèi) 獲得能產(chǎn)生抗體的b淋巴細胞b 用纖維素酶處理b淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞 c 用聚乙二