2023版新高考版選考總復(fù)習(xí)生物-專題二十六-細胞工程與胚胎工程

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生物第九單元生物技術(shù)與工程

專題二十六細胞工程與胚胎工程考點一植物細胞工程一、植物組織培養(yǎng)1.理論基礎(chǔ):植物細胞的全能性。1)原理:細胞內(nèi)含本物種全套遺傳信息。2)全能性表達的條件:離體、一定的激素和營養(yǎng)等。2.過程

【名師點撥】(1)在生物體生長、發(fā)育過程中,并非所有細胞都表現(xiàn)出全

能性,原因是特定的時間和空間條件下,細胞中的基因會選擇性表達。(2)

愈傷組織:未分化的不定形薄壁組織團塊。3.實例:菊花的組織培養(yǎng)1)過程

生長素/細胞分裂素結(jié)果比值高利于根的分化比值低利于芽的分化比值適中形成愈傷組織2)菊花的組織培養(yǎng)中的激素使用二、植物體細胞雜交技術(shù)1.原理:細胞膜流動性和細胞全能性。2.操作流程

3.誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法:物理法包括電融合法、離心法等,化學(xué)法包

括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等。4.意義:打破生殖隔離,實現(xiàn)遠緣雜交育種。三、植物細胞工程的應(yīng)用1.植物繁殖的新途徑1)快速繁殖:繁殖速度快,并可保持優(yōu)良品種的遺傳特性。2)作物脫毒:利用莖尖進行組織培養(yǎng)獲得脫毒苗。2.培育作物新品種1)單倍體育種①方法:二倍體植株花藥離體培養(yǎng)→單倍體植株

純合二倍體植株。②優(yōu)點:明顯縮短育種年限。2)突變體的利用:培養(yǎng)細胞處于不斷增殖狀態(tài),易受培養(yǎng)條件和誘變因素

(如射線、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而產(chǎn)生突變,可從突變體中篩選培育成新品種。。3.細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)?？键c二動物細胞工程一、動物細胞培養(yǎng)1.培養(yǎng)條件1)營養(yǎng):合成培養(yǎng)基+血清等天然成分。2)無菌、無毒的環(huán)境途徑:培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具滅菌;無菌環(huán)境下進行操作;定期更換培養(yǎng)液。3)適宜的溫度、pH和滲透壓。4)氣體環(huán)境:95%空氣(其中O2是細胞代謝所必需的)、5%CO2(主要作用是

維持培養(yǎng)液的pH)的混合氣體。

2.過程【名師點撥】(1)動物組織塊需用機械法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處

理,將組織分散成單個細胞,用培養(yǎng)液制成細胞懸液。(2)原代培養(yǎng)時,細胞

分裂會受阻,原因有細胞密度過大、有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營養(yǎng)物

質(zhì)缺乏等;此外,貼壁生長細胞還會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象。因此需要進行傳

代培養(yǎng)。3.干細胞培養(yǎng)及其應(yīng)用

二、動物細胞融合與單克隆抗體1.動物細胞融合1)原理:細胞膜的流動性。2)方法:PEG融合法、電融合法和滅活病毒誘導(dǎo)法等。3)結(jié)果:形成雜交細胞。4)意義:突破了有性雜交的局限,使遠緣雜交成為可能。5)應(yīng)用:制備單克隆抗體等。3.單克隆抗體的應(yīng)用1)作為診斷試劑:疾病診斷和病原體鑒定。2)運載藥物:將細胞毒素與識別腫瘤的單克隆抗體結(jié)合,選擇性殺傷腫瘤

細胞。3)治療疾病。2.單克隆抗體的制備三、核移植技術(shù)和克隆動物1.原理:動物細胞核具有全能性。2.分類:胚胎細胞核移植和體細胞核移植。3.過程

4.應(yīng)用前景:畜牧業(yè)(加速家畜遺傳改良進程、促進優(yōu)良畜群繁育)、醫(yī)藥

衛(wèi)生(生產(chǎn)醫(yī)用蛋白)以及其他領(lǐng)域?？键c三胚胎工程一、胚胎工程的理論基礎(chǔ)1.受精1)精子獲能:在雌性動物生殖道獲得受精能力。2)卵子的準(zhǔn)備:在輸卵管中進一步成熟,到MⅡ期時,才具備與精子受精的

能力。3)受精過程

【易錯易混】常以觀察到兩個極體或者雌、雄原核作為受精的標(biāo)志,而

受精完成的標(biāo)志是雌、雄原核融合。2.胚胎早期發(fā)育1)受精卵:胚胎發(fā)育起點。2)卵裂:細胞的數(shù)量不斷增加,但胚胎的總體積并不增加。3)桑葚胚:細胞未分化。4)囊胚:

5)原腸胚:出現(xiàn)三個胚層和原腸腔。二、胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用1.體外受精

2.胚胎移植1)基本步驟:供體、受體的選擇和處理→配種或人工授精→胚胎的收

集、檢查、培養(yǎng)或保存→胚胎的移植→移植后的檢查。【溫馨提示】(1)兩次使用激素:①使用外源孕激素對供、受體進行同期

發(fā)情處理;②使用外源促性腺激素對供體進行超數(shù)排卵處理。(2)兩次檢

查:對收集的胚胎進行檢查;對受體是否妊娠進行檢查。(3)供、受體的選

擇:①供體選擇性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強的個體;②受體選擇有健康體質(zhì)和

正常繁殖能力的個體。2)優(yōu)勢:充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。3.胚胎分割1)材料:發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。2)實質(zhì):無性繁殖或克隆。3)操作要求:分割囊胚時,注意將內(nèi)細胞團均等分割。應(yīng)用克隆技術(shù)的應(yīng)用情境材料2020年底,克隆貓“平安”在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)誕生?？蒲腥藛T

從一只森林貓皮膚組織中分離培養(yǎng)得到成纖維細胞,利用中華田園貓的

卵子作為細胞核受體,通過細胞核置換和人工激活,制作出克隆胚胎。將

克隆胚胎移植到受體母貓后,經(jīng)過62天孕育,成功得到森林貓體細胞克隆

后代。問題探究

(1)中華田園貓的卵子應(yīng)處于什么時期?利用卵子作為細胞核

受體的原因是什么?(2)中華田園貓的卵子需要進行什么處理?該處理的目的是什么?(3)細胞核置換是指什么過程?細胞核置換后的人工激活的目的是什么?

方法有哪些?(4)核移植操作時,通常將供體細胞注入去核卵母細胞的透明帶內(nèi),然后通

過電融合等方式促使兩細胞融合。核移植操作時為什么不是注入供體

細胞核,而是直接將供體細胞注入?要點點撥

(1)中華田園貓的卵子需要培養(yǎng)至MⅡ期;MⅡ期的卵子體積

大,易操作,細胞質(zhì)中含有促使細胞核全能性表達的物質(zhì)和營養(yǎng)條件。(2)中華田園貓的卵子需要通過顯微操作去核;去核的目的是使克隆胚胎

或動物的核遺傳物質(zhì)全部來自森林貓?zhí)峁┑捏w細胞。(3)細胞核置換是