高考生物一輪復(fù)習(xí) 現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題 基礎(chǔ)課時(shí)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(shí)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(dòng)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(lái)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(gè)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(yíng)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(duì)象： 。 ②培養(yǎng)條件：無(wú)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(guò)程a為去除 獲得具有活力的原生質(zhì)體，用到的酶是 。 ②過(guò)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(guò)程c是原生質(zhì)體融合后再生出 。 ⑤過(guò)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(dòng)性,離心、振動(dòng)、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(duì)幼苗的成苗率和脫毒率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖，請(qǐng)思考。 (1)實(shí)驗(yàn)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(shí)脫毒率和成苗率相對(duì)都較高。,二、動(dòng)物細(xì)胞工程 1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)——?jiǎng)游锛?xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ) (1)動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程,(2)培養(yǎng)條件 ①無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境：對(duì) 和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無(wú)菌處理，添加 ，定期更換培養(yǎng)液以清除 。 ②營(yíng)養(yǎng)：除正常的有機(jī)和無(wú)機(jī)營(yíng)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(dòng)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(cè) 、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(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物 (1)動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)的過(guò)程 (2)原理： 。 (3)結(jié)果： 。,動(dòng)物體細(xì)胞核具有全能性,產(chǎn)生新個(gè)體,3．動(dòng)物細(xì)胞融合和單克隆抗體的制備 (1)動(dòng)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(kāi)辟了新途徑。,細(xì)胞膜的流動(dòng)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(guò)程 ②優(yōu)點(diǎn)：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(yùn)載藥物,考點(diǎn)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(qǐng)據(jù)圖回答：,(1)過(guò)程①②應(yīng)使用______處理細(xì)胞，以去除植物細(xì)胞壁。 (2)過(guò)程③叫做_______，該過(guò)程常用的誘導(dǎo)方法是_______。 (3)過(guò)程④是細(xì)胞壁的再生過(guò)程，與此過(guò)程密切相關(guān)的細(xì)胞器是________。 (4)⑤過(guò)程中進(jìn)行的細(xì)胞分裂方式是________，該過(guò)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(gè)染色體，馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)含B個(gè)染色體，則番茄—馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)含________個(gè)染色體；若對(duì)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(gè)染色體，若要得到可育的番茄—馬鈴薯，必須用________來(lái)處理幼苗。這兩種方法相比，體細(xì)胞雜交方法的優(yōu)點(diǎn)是___。,解析 (1)過(guò)程①②表示用纖維素酶和果膠酶去除植物細(xì)胞壁。(2)過(guò)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(guò)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(guò)程,2．條件 (1)離體：這是因?yàn)樵谏矬w內(nèi)基因的表達(dá)在空間和時(shí)間上具有選擇性。 (2)營(yíng)養(yǎng)條件：水、無(wú)機(jī)鹽、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以及激素(生長(zhǎng)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(wú)菌——這是因?yàn)榧?xì)菌等微生物繁殖快，消耗營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)多，同時(shí)產(chǎn)生有害的代謝產(chǎn)物，毒害植物細(xì)胞。③光照——這是因?yàn)楣庹沼欣诩?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(cuò)警示！ (1)植物體細(xì)胞雜交獲得的雜種細(xì)胞的類(lèi)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(lèi)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(shí)驗(yàn)。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。,(1)圖Ⅰ過(guò)程由番茄韌皮部細(xì)胞形成幼苗A的過(guò)程需要經(jīng)過(guò)________兩個(gè)關(guān)鍵步驟，該過(guò)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(yíng)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(duì)黃果(y)為顯性，少室(M)對(duì)多室(m)為顯性，控制兩對(duì)相對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)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(shí)驗(yàn)，則Ⅱ過(guò)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(guò)程中植物體C的基因型為_(kāi)_______(細(xì)胞A為兩兩融合細(xì)胞)。,(4)圖Ⅲ、Ⅳ過(guò)程中需要去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的______。 (5)在圖中Ⅳ過(guò)程中，經(jīng)過(guò)鑒別和篩選后，通常植物體D能表現(xiàn)出兩個(gè)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(guò)程，需要經(jīng)過(guò)脫分化和再分化兩個(gè)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(yíng)養(yǎng)、植物激素(生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素)、溫度和光照外，還必須在無(wú)菌的條件下進(jìn)行。(3)Ⅱ過(guò)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(guò)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(shí)，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(gè)親本的遺傳物質(zhì)，能表現(xiàn)出兩個(gè)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(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素) 無(wú)菌 (3)有絲分裂 YYmm或Yymm或yymm (4)原生質(zhì)體 (5)具有兩個(gè)親本的遺傳物質(zhì),考點(diǎn)二 動(dòng)物細(xì)胞工程 [典例引領(lǐng)] 【典例】 (2014浙江外國(guó)語(yǔ)期中)下圖是某實(shí)驗(yàn)室做的通過(guò)動(dòng)物纖維母細(xì)胞等獲得單抗的實(shí)驗(yàn)研究。據(jù)圖回答相關(guān)問(wèn)題。,(1)X、Y、Z細(xì)胞的名稱(chēng)分別是______、______、______。 (2)①過(guò)程類(lèi)似于植物組織培養(yǎng)技術(shù)中的________過(guò)程。與纖維母細(xì)胞相比，誘導(dǎo)干細(xì)胞的全能性較________。②過(guò)程的實(shí)質(zhì)是________。 (3)③過(guò)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(cè)到32P的細(xì)胞器有________和________。,解析 (1)X、Y、Z細(xì)胞的名稱(chēng)分別是骨髓瘤細(xì)胞、抗原刺激過(guò)的B細(xì)胞、雜交瘤細(xì)胞。(2)①過(guò)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(guò)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(guò)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(shí)質(zhì)是基因選擇性表達(dá)。(3)誘導(dǎo)動(dòng)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(dòng)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(cè)到32P。,答案 (1)骨髓瘤細(xì)胞 抗原刺激過(guò)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(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植與動(dòng)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(chēng)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(zhǎng)到表面相互接觸時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱(chēng)為細(xì)胞的接觸抑制。,2．植物體細(xì)胞雜交與動(dòng)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(lèi)基因定位的操作示意圖，請(qǐng)回答：,(1)圖示技術(shù)名稱(chēng)為_(kāi)_______，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?xún)?nèi)；誘導(dǎo)融合運(yùn)用了________原理，該過(guò)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(shí)pH一般為_(kāi)_______；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(lèi)染色體及人類(lèi)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(dòng)物細(xì)胞融合 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) (2)10 細(xì)胞膜的流動(dòng)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(guò)程中兩次篩選的方法及目的,