高考生物一輪復(fù)習(xí) 現(xiàn)代生物科技專題 基礎(chǔ)課時案45 細(xì)胞工程課件 新人教版選修3.ppt

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基礎(chǔ)課時案45 細(xì)胞工程,2016備考最新考綱 1．植物的組織培養(yǎng)(Ⅱ)。2.動物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆(Ⅰ)。3.細(xì)胞融合與單克隆抗體(Ⅱ)。,一、植物細(xì)胞工程 1．細(xì)胞工程 (1)操作水平： 。 (2)目的：按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的 或獲得 。,細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平,遺傳物質(zhì),細(xì)胞產(chǎn)品,2．植物細(xì)胞的全能性 (1)概念：具有某種生物全部 的任何一個細(xì)胞，都具有發(fā)育成 的潛能。 (2)原理：細(xì)胞內(nèi)含有本物種的 。 (3)全能性表達(dá)條件：具有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，處于 狀態(tài)，提供一定的 和其他適宜外界條件。,遺傳信息,完整生物體,全部遺傳信息,離體,營養(yǎng)、激素,3．植物組織培養(yǎng)技術(shù) (1)概念理解 ①培養(yǎng)對象： 。 ②培養(yǎng)條件：無菌、人工配制的培養(yǎng)基、相關(guān)激素等人工控制條件。 ③培養(yǎng)結(jié)果：產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成 。 (2)操作流程,離體的植物組織、器官或細(xì)胞,完整的植株,4．植物體細(xì)胞雜交技術(shù) (1)概念：將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成 ，并把雜種細(xì)胞培育成 的技術(shù)。 (2)操作流程,雜種細(xì)胞,新的植物體,(3)流程分析 ①過程a為去除 獲得具有活力的原生質(zhì)體，用到的酶是 。 ②過程b是原生質(zhì)體的融合，其原理是 。 ③誘導(dǎo)b融合的兩種方法：物理法包括 等；化學(xué)法一般用 作為誘導(dǎo)劑。 ④過程c是原生質(zhì)體融合后再生出 。 ⑤過程d是 技術(shù)，其原理是 。 (4)意義： 。,細(xì)胞壁,纖維素酶和果膠酶,細(xì)胞膜具有一定的流動性,離心、振動、電激,聚乙二醇(PEG),細(xì)胞壁,植物組織培養(yǎng),細(xì)胞的全能性,克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,5．植物細(xì)胞工程的應(yīng)用,優(yōu)良品種的遺傳特性,分生區(qū),工廠化生產(chǎn),愈傷組織,深度思考 研究人員研究了馬鈴薯莖尖外植體大小對幼苗的成苗率和脫毒率的影響，實驗結(jié)果如下圖，請思考。 (1)實驗結(jié)果表明，莖尖大小與脫毒率、成苗率關(guān)系如何？ (2)馬鈴薯脫毒培養(yǎng)中莖尖外植體的適宜大小為多少mm?,提示 (1)據(jù)圖可知，莖尖越小脫毒率越高，成苗率越低。 (2)當(dāng)莖尖大小為0.27 mm時脫毒率和成苗率相對都較高。,二、動物細(xì)胞工程 1．動物細(xì)胞培養(yǎng)——動物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ) (1)動物細(xì)胞的培養(yǎng)過程,(2)培養(yǎng)條件 ①無菌、無毒的環(huán)境：對 和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無菌處理，添加 ，定期更換培養(yǎng)液以清除 。 ②營養(yǎng)：除正常的有機(jī)和無機(jī)營養(yǎng)外，加入 等一些天然成分。 ③適宜的溫度和pH：溫度為 (哺乳動物)，pH為 。 ④氣體環(huán)境：含95%空氣加 的混合氣體，其中后者的作用是 。 (3)應(yīng)用：生物制品的生產(chǎn)、檢測 、醫(yī)學(xué)研究。,培養(yǎng)液,抗生素,代謝產(chǎn)物,血清、血漿,36.50.5 ℃,7.2～7.4,5%CO2,維持培養(yǎng)液的pH,有毒物質(zhì),2．動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物 (1)動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的過程 (2)原理： 。 (3)結(jié)果： 。,動物體細(xì)胞核具有全能性,產(chǎn)生新個體,3．動物細(xì)胞融合和單克隆抗體的制備 (1)動物細(xì)胞融合 ①原理： 。 ②融合方法：聚乙二醇(PEG)、 、電激等。 ③意義：突破了 的局限，使 成為可能，也為制造 開辟了新途徑。,細(xì)胞膜的流動性,滅活的病毒,有性雜交方法,遠(yuǎn)緣雜交,單克隆抗體,(2)單克隆抗體 ①制備過程 ②優(yōu)點：特異性強(qiáng)、 ，可大量制備。 ③用途：作為 ；用于治療疾病和 。,靈敏度高,診斷試劑,運載藥物,考點一 植物細(xì)胞工程 [典例引領(lǐng)] 【典例】 (2014山東師大附中三模)下圖是細(xì)胞融合示意圖，請據(jù)圖回答：,(1)過程①②應(yīng)使用______處理細(xì)胞，以去除植物細(xì)胞壁。 (2)過程③叫做_______，該過程常用的誘導(dǎo)方法是_______。 (3)過程④是細(xì)胞壁的再生過程，與此過程密切相關(guān)的細(xì)胞器是________。 (4)⑤過程中進(jìn)行的細(xì)胞分裂方式是________，該過程先誘導(dǎo)細(xì)胞分裂形成________，再由它分化形成雜種植物幼苗。 (5)若番茄細(xì)胞內(nèi)含A個染色體，馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)含B個染色體，則番茄—馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)含________個染色體；若對番茄和馬鈴薯采用雜交育種方法能成功的話，得到的后代應(yīng)含________個染色體，若要得到可育的番茄—馬鈴薯，必須用________來處理幼苗。這兩種方法相比，體細(xì)胞雜交方法的優(yōu)點是___。,解析 (1)過程①②表示用纖維素酶和果膠酶去除植物細(xì)胞壁。(2)過程③是誘導(dǎo)去壁后得到的原生質(zhì)體融合。(3)植物細(xì)胞壁的形成與高爾基體有關(guān)。(4)⑤過程表示先脫分化形成愈傷組織，然后再分化形成試管苗。(5)植物體細(xì)胞雜交得到的番茄—馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)含有的染色體數(shù)是兩種植物染色體數(shù)之和即A＋B；番茄和馬鈴薯有性雜交得到的后代的染色體數(shù)是A/2＋B/2，此后代不可育，必須用秋水仙素處理幼苗。,答案 (1)纖維素酶和果膠酶 (2)原生質(zhì)體融合 物理和化學(xué)法(電激/聚乙二醇誘導(dǎo)) (3)高爾基體 (4)有絲分裂 愈傷組織 (5)A＋B (A＋B)/2 秋水仙素 克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,1．植物組織培養(yǎng)的過程,2．條件 (1)離體：這是因為在生物體內(nèi)基因的表達(dá)在空間和時間上具有選擇性。 (2)營養(yǎng)條件：水、無機(jī)鹽、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，以及激素(生長素和細(xì)胞分裂素)。 (3)環(huán)境條件 ①適宜的溫度、pH——確保酶的活性。②無菌——這是因為細(xì)菌等微生物繁殖快，消耗營養(yǎng)物質(zhì)多，同時產(chǎn)生有害的代謝產(chǎn)物，毒害植物細(xì)胞。③光照——這是因為光照有利于細(xì)胞內(nèi)葉綠素的形成和光合作用的進(jìn)行。,3．植物組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交的比較,易錯警示！ (1)植物體細(xì)胞雜交獲得的雜種細(xì)胞的類型有三種(以上圖為例)：AA型、BB型、AB型，符合要求的只有AB型，需要進(jìn)行篩選。 (2)雜種細(xì)胞形成的標(biāo)志：新的細(xì)胞壁的生成。 (3)雜種植株遺傳物質(zhì)的變化：雜種植株的變異類型屬于染色體變異，雜種植株的染色體數(shù)通常是兩親本細(xì)胞染色體數(shù)目之和，雜種植株屬于異源多倍體。,[跟進(jìn)題組] (2014湖北七市聯(lián)考，40)育種工作者利用不同的方法進(jìn)行了如下四組實驗。請據(jù)圖回答問題。,(1)圖Ⅰ過程由番茄韌皮部細(xì)胞形成幼苗A的過程需要經(jīng)過________兩個關(guān)鍵步驟，該過程依據(jù)的原理是_________。 (2)植物組織培養(yǎng)除了需要提供一定的營養(yǎng)、________、溫度和光照外，還必須在________的條件下進(jìn)行。 (3)已知番茄的紅果(Y)對黃果(y)為顯性，少室(M)對多室(m)為顯性，控制兩對相對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。用紅果多室(Yymm)番茄植株的花粉進(jìn)行Ⅱ、Ⅲ有關(guān)實驗，則Ⅱ過程中，從花粉形成幼苗B所進(jìn)行的細(xì)胞分裂方式是________。Ⅲ過程中植物體C的基因型為________(細(xì)胞A為兩兩融合細(xì)胞)。,(4)圖Ⅲ、Ⅳ過程中需要去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的______。 (5)在圖中Ⅳ過程中，經(jīng)過鑒別和篩選后，通常植物體D能表現(xiàn)出兩個親本的遺傳性狀，根本原因是__________。 解析 (1)圖I中植物組織培養(yǎng)過程，需要經(jīng)過脫分化和再分化兩個關(guān)鍵步驟，其原理是植物細(xì)胞的全能性。(2)植物組織培養(yǎng)除了需要提供一定的營養(yǎng)、植物激素(生長素、細(xì)胞分裂素)、溫度和光照外，還必須在無菌的條件下進(jìn)行。(3)Ⅱ過程中，從花粉形成幼苗B所進(jìn)行的細(xì)胞分裂方式是有絲分裂。,紅果多室(Yymm)番茄植株產(chǎn)生的花粉基因型為Ym、ym，故Ⅲ過程中植物體C的基因型為YYmm、Yymm或yymm。 (4)植物體細(xì)胞雜交時，要用纖維素酶和果膠酶去掉細(xì)胞壁，獲得原生質(zhì)體。(5)圖Ⅳ中經(jīng)植物體細(xì)胞雜交獲得的植株具有兩個親本的遺傳物質(zhì)，能表現(xiàn)出兩個親本的遺傳性狀。 答案 (1)脫分化和再分化 植物細(xì)胞全能性 (2)植物激素(生長素、細(xì)胞分裂素) 無菌 (3)有絲分裂 YYmm或Yymm或yymm (4)原生質(zhì)體 (5)具有兩個親本的遺傳物質(zhì),考點二 動物細(xì)胞工程 [典例引領(lǐng)] 【典例】 (2014浙江外國語期中)下圖是某實驗室做的通過動物纖維母細(xì)胞等獲得單抗的實驗研究。據(jù)圖回答相關(guān)問題。,(1)X、Y、Z細(xì)胞的名稱分別是______、______、______。 (2)①過程類似于植物組織培養(yǎng)技術(shù)中的________過程。與纖維母細(xì)胞相比，誘導(dǎo)干細(xì)胞的全能性較________。②過程的實質(zhì)是________。 (3)③過程中需用到的生物誘導(dǎo)劑是________。 (4)④處需要篩選，其目的是________。 (5)用32P標(biāo)記的核苷酸的培養(yǎng)基培養(yǎng)Z細(xì)胞，細(xì)胞質(zhì)中能測到32P的細(xì)胞器有________和________。,解析 (1)X、Y、Z細(xì)胞的名稱分別是骨髓瘤細(xì)胞、抗原刺激過的B細(xì)胞、雜交瘤細(xì)胞。(2)①過程是將甲小鼠的纖維母細(xì)胞誘導(dǎo)成誘導(dǎo)干細(xì)胞，相當(dāng)于植物組織培養(yǎng)技術(shù)中的脫分化過程，與纖維母細(xì)胞相比誘導(dǎo)干細(xì)胞的全能性較高。②過程是誘導(dǎo)干細(xì)胞分化成各種體細(xì)胞，細(xì)胞分化的實質(zhì)是基因選擇性表達(dá)。(3)誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合，需用到的生物誘導(dǎo)劑是滅活的病毒。(5)核苷酸是核酸的基本組成單位，動物細(xì)胞中線粒體含有少量DNA，核糖體是由蛋白質(zhì)和rRNA構(gòu)成的。因此用32P標(biāo)記的核苷酸的培養(yǎng)基培養(yǎng)Z細(xì)胞，則在線粒體和核糖體中能檢測到32P。,答案 (1)骨髓瘤細(xì)胞 抗原刺激過的(效應(yīng))B細(xì)胞 雜交瘤細(xì)胞 (2)脫分化 高 基因的選擇性表達(dá) (3)滅活的病毒 (4)篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞 (5)核糖體 線粒體,1．比較動物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植與動物細(xì)胞融合,特別提醒 細(xì)胞貼壁和接觸抑制 懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。,2．植物體細(xì)胞雜交與動物細(xì)胞融合(單克隆抗體的制備)的比較,[跟進(jìn)題組] (2014河北衡水中學(xué)調(diào)研)如圖為利用人成纖維細(xì)胞(具分裂能力、能在HAT培養(yǎng)基上存活)和小鼠骨髓瘤細(xì)胞(具分裂能力、不能在HAT培養(yǎng)基上存活)進(jìn)行人類基因定位的操作示意圖，請回答：,(1)圖示技術(shù)名稱為________，該技術(shù)的基礎(chǔ)是________技術(shù)。 (2)操作所用的成纖維細(xì)胞應(yīng)在________代以內(nèi)；誘導(dǎo)融合運用了________原理，該過程中區(qū)別于原生質(zhì)體融合的方法是用________處理。 (3)HAT培養(yǎng)基屬于_______培養(yǎng)基，其中需要加入________等天然物質(zhì)。 (4)培養(yǎng)時pH一般為________；操作中加入烏本苷的目的是______________。,(5)如表所示為雜交細(xì)胞A、B、C中存在的人類染色體及人類特有的4種酶(“＋”表示存在，“－”表示不存在)，這4種酶均為單基因編碼產(chǎn)生，據(jù)表判斷，編碼________酶的基因位于染色體2上。,答案 (1)動物細(xì)胞融合 動物細(xì)胞培養(yǎng) (2)10 細(xì)胞膜的流動性 滅活病毒 (3)選擇 血漿(血清) (4)7.2～7.4 除去成纖維細(xì)胞 (5)m和p,制備單克隆抗體過程中兩次篩選的方法及目的,