高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題19 細(xì)胞工程課件.ppt

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考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,考點(diǎn)58 動(dòng)物細(xì)胞工程,專題19 細(xì)胞工程,,高考考法突破,考法1 植物細(xì)胞工程的過(guò)程,考法3 種群數(shù)量變化的曲線分析及應(yīng)用,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,考法2 有關(guān)種群特征的比較與分析,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,1．細(xì)胞工程的概述 (1)原理方法：細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法。 (2)操作水平：細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平。 (3)達(dá)到目的：改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品。 (4)類(lèi)型：根據(jù)操作對(duì)象的不同，可分為植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程。,2．植物體細(xì)胞雜交 (1)概念：指將不同種的植物體細(xì)胞在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。 (2)原理(理論基礎(chǔ))：細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性。 (3)過(guò)程,①過(guò)程a為去除細(xì)胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體，常用方法是酶解法，所用到的酶是纖維素酶和果膠酶。 ②過(guò)程b是原生質(zhì)體的融合，人工誘導(dǎo)的物理法包括離心、振動(dòng)、電激等；化學(xué)法一般用聚乙二醇(PEG)作誘導(dǎo)劑。 ③過(guò)程c是原生質(zhì)體融合后再生出細(xì)胞壁，這是原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志。 ④植物體細(xì)胞雜交的意義：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，培育作物新品種。,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,3．植物細(xì)胞工程的應(yīng)用 (1)植物繁殖的新途徑,,(2)作物新品種的培育：?jiǎn)伪扼w育種、突變體的利用。 (3)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：培養(yǎng)到愈傷組織階段。,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,高考考法突破,角度1 植物激素在組織培養(yǎng)中的作用 在配制好的MS培養(yǎng)基中，常常需要添加植物激素，其中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。植物激素的濃度、使用的先后順序以及用量的比例等，都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 (1)按照不同的順序使用這兩類(lèi)激素，會(huì)得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。,考法1 植物細(xì)胞工程的過(guò)程,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,高考考法突破,(2)當(dāng)同時(shí)使用這兩類(lèi)激素時(shí)，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。,角度2 關(guān)于植物體細(xì)胞雜交 1．植物體細(xì)胞雜交的原理：原生質(zhì)體融合的過(guò)程利用了細(xì)胞膜的流動(dòng)性，雜種細(xì)胞發(fā)育成雜種植株利用了細(xì)胞的全能性。 2．雜種細(xì)胞形成的標(biāo)志：新的細(xì)胞壁的生成。 3．植物體細(xì)胞雜交的終點(diǎn)：培育成雜種植株。 4．雜種植株特征：具備兩種植物的遺傳特征，原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)。,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,高考考法突破,角度3 植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交的比較,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,角度4 對(duì)植物體細(xì)胞雜交和有性雜交的比較 1．結(jié)果不同：若兩個(gè)不同品種的植物細(xì)胞A、B進(jìn)行融合，A含有2X條染色體，2個(gè)染色體組，基因型為Aabb，B含有2Y條染色體，2個(gè)染色體組，其基因型為ccDd，則植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果應(yīng)為四倍體，其體細(xì)胞中染色體數(shù)為2X＋2Y，基因型為AabbccDd。即體細(xì)胞雜交時(shí)不管染色體數(shù)、基因組還是染色體組都采用直接相加的方法。而植物有性雜交的結(jié)果是子代細(xì)胞中染色體數(shù)為X＋Y、基因型為AbcD或abcD或Abcd或abcd，即先減半再相加。在減數(shù)分裂過(guò)程中前者染色體聯(lián)會(huì)正常，后者由于染色體聯(lián)會(huì)異常導(dǎo)致后代不育。 2．適用的定律不同：有性生殖過(guò)程中符合孟德?tīng)栠z傳定律，而植物體細(xì)胞雜交屬于無(wú)性生殖，則不符合孟德?tīng)栠z傳定律。,角度5 植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中去除細(xì)胞壁的方法及原理 植物細(xì)胞壁的存在阻礙了植物細(xì)胞的融合，用酶解法既能去除細(xì)胞壁，又能保持細(xì)胞的完整性，由于植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此需要用纖維素酶和果膠酶。 角度6 兩組概念辨析 1．分化、脫分化和再分化的辨析：由種子發(fā)育成植株的過(guò)程中要經(jīng)過(guò)細(xì)胞分化才能形成不同的組織和器官；誘導(dǎo)植物的根、莖或葉等已經(jīng)分化的細(xì)胞，使其失去特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化狀態(tài)的過(guò)程叫脫分化；植物的根、莖或葉等脫分化后形成具有分生能力的愈傷組織，愈傷組織再經(jīng)過(guò)分化形成植株的過(guò)程叫再分化?！霸佟笔窍鄬?duì)于由種子發(fā)育成植株的過(guò)程而言的，因此沒(méi)有“分化”就不存在“脫分化”，若沒(méi)有“脫分化”也不存在“再分化”。 2．原生質(zhì)、原生質(zhì)體和原生質(zhì)層的辨析：原生質(zhì)與原生質(zhì)體幾乎沒(méi)有區(qū)別，在顯微鏡還不發(fā)達(dá)的時(shí)代，人們通過(guò)顯微鏡觀察細(xì)胞，只能大概區(qū)分出細(xì)胞壁和細(xì)胞里的結(jié)構(gòu)，沒(méi)有辦法區(qū)分出細(xì)胞膜和各種細(xì)胞器，故把植物細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)稱為原生質(zhì)或原生質(zhì)體，即：細(xì)胞膜＋細(xì)胞質(zhì)＋細(xì)胞核＝原生質(zhì)或原生質(zhì)體。因此動(dòng)物細(xì)胞直接就是原生質(zhì)體，在植物細(xì)胞工程中，人為去掉細(xì)胞壁所獲得其余的細(xì)胞結(jié)構(gòu)也是原生質(zhì)體。原生質(zhì)層是指成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。由于成熟植物細(xì)胞的液泡體積極大，所以可以把這3部分看成一層極薄的膜，稱為原生質(zhì)層，相當(dāng)于滲透作用中的半透膜，起到選擇透過(guò)的作用。,高考考法突破,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,返回考法,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,高考考法突破,考法2 植物細(xì)胞工程的應(yīng)用,角度1 植物繁殖的新途徑 1．微型繁殖：不僅可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性，還可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。 2．脫毒植物的培養(yǎng)與檢測(cè) (1)培育脫毒植株的原因：生產(chǎn)上許多無(wú)性繁殖作物均受到病毒的侵染，從而導(dǎo)致品種嚴(yán)重退化、產(chǎn)量降低和品質(zhì)變差。 (2)培育方法：利用植物分生組織進(jìn)行培養(yǎng)，可以使新長(zhǎng)成的植株脫除病毒。 (3)原理：莖尖等分生組織中病毒極少，甚至無(wú)病毒(病毒在植物體內(nèi)分布不均勻)；植物細(xì)胞的全能性。 (4)檢測(cè)病毒存在的方法：①在分子水平上用DNA分子雜交技術(shù)檢測(cè)病毒的基因；②在分子水平上利用抗原—抗體的雜交反應(yīng)檢測(cè)病毒的蛋白質(zhì)，進(jìn)而判斷病毒是否存在；③在個(gè)體水平上通過(guò)采用病毒侵染，觀察個(gè)體是否發(fā)生病變的方法進(jìn)行檢測(cè)。,3．人工種子 下圖是人工種子的結(jié)構(gòu)示意圖。,(1)獲取方法：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，用人工薄膜包裝。 (2)人工胚乳中可以加入適量的養(yǎng)分、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)碳源以及抗生素、有益菌等，以利于胚狀體生長(zhǎng)發(fā)育成幼苗。,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,高考考法突破,(3)人工種子的優(yōu)點(diǎn) ①解決了某些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問(wèn)題。 ②固定雜種優(yōu)勢(shì)。天然種子由于在遺傳上具有因減數(shù)分裂引起的重組現(xiàn)象，因而會(huì)造成某些遺傳性狀的改變，而人工種子則可以完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性。 ③快捷高效的繁殖方式。天然種子在生產(chǎn)上受季節(jié)的限制，一般每年只能繁殖1～2次，有些甚至十幾年才繁殖一次，而人工種子生產(chǎn)不受季節(jié)限制，而且快捷高效。 ④可控制植物的生長(zhǎng)發(fā)育與抗逆性。針對(duì)植物種類(lèi)和土壤條件，在人工種子的包裹中還可以加入適量的養(yǎng)分、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)碳源以及抗生素、有益菌等。 ⑤用人工種子播種可以節(jié)約糧食。 ⑥人工種子可以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，提高農(nóng)業(yè)的自動(dòng)化程度。,角度2 作物新品種的培育 1．單倍體育種：花藥離體培養(yǎng)過(guò)程就是植物組織培養(yǎng)過(guò)程。,單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是后代不發(fā)生性狀分離，都是純合子，能夠穩(wěn)定遺傳，明顯縮短了育種年限。 2．突變體的利用：在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷分生狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力(如射線、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而發(fā)生突變。從這些產(chǎn)生突變的個(gè)體中可以篩選出對(duì)人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新品種。,角度3 細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) 1．方法：利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)某些細(xì)胞產(chǎn)物。 2．產(chǎn)物種類(lèi)：蛋白質(zhì)、脂肪、糖類(lèi)、藥物、香料、生物堿等。 3．獲取細(xì)胞產(chǎn)物時(shí)選用分生組織為外植體的原因：分生組織細(xì)胞分化程度低，容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,返回考法,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,本考點(diǎn)結(jié)束,高考考法突破,考法3 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與核移植的過(guò)程及應(yīng)用,考法4 動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體的制備,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考點(diǎn)58 動(dòng)物細(xì)胞工程,考點(diǎn)58 動(dòng)物細(xì)胞工程,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) (1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) ①概念：指從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖。 ②原理：細(xì)胞增殖。 ③動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程,考點(diǎn)58 動(dòng)物細(xì)胞工程,④培養(yǎng)條件 a．無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境：對(duì)培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無(wú)菌處理；通常在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培養(yǎng)過(guò)程中的污染；定期更換培養(yǎng)液，以便清除代謝產(chǎn)物，防止代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。 b．營(yíng)養(yǎng)：除糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽、微量元素之外，通常還需加入血清、血漿等天然成分。 c．適宜溫度和pH：溫度為36.50.5 ℃，pH為7.2～7.4。 d．氣體環(huán)境：主要有CO2和O2。O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,⑤動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用 a．生產(chǎn)病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。 b．用于基因工程作為受體細(xì)胞。 c．用于檢測(cè)有毒物質(zhì)，判斷某種物質(zhì)的毒性。 d．用于生理、病理、藥理等方面的研究。 (2)動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物 ①概念：動(dòng)物核移植是將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎，這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育為動(dòng)物個(gè)體。用核移植的方法得到的動(dòng)物稱為克隆動(dòng)物。 ②哺乳動(dòng)物核移植分類(lèi)：胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植。 ③體細(xì)胞核移植的過(guò)程 a．克隆動(dòng)物的過(guò)程：動(dòng)物體細(xì)胞克隆包括動(dòng)物細(xì)胞核移植和胚胎移植兩個(gè)過(guò)程。 b．原理是動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性。 c．核移植過(guò)程(以高產(chǎn)奶?？寺槔?,考點(diǎn)58 動(dòng)物細(xì)胞工程,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,④體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景 a．加速家畜遺傳進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。 b．保護(hù)瀕危物種。 c．轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物可以作為生物反應(yīng)發(fā)生器。 d．為器官移植提供供體。 e．為胚胎發(fā)育及衰老過(guò)程的研究提供證據(jù)。 f．用克隆動(dòng)物做疾病模型。 ⑤存在的問(wèn)題 a．動(dòng)物克隆成功率低，不到克隆胚胎的10%。 b．大多數(shù)克隆動(dòng)物表現(xiàn)出遺傳缺陷。 c．對(duì)克隆動(dòng)物食品的安全問(wèn)題存在爭(zhēng)議。 2．動(dòng)物細(xì)胞融合和單克隆抗體 (1)動(dòng)物細(xì)胞融合 ①概念：指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過(guò)程，又稱細(xì)胞雜交。融合后形成的具有原來(lái)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞。 ②原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性。 ③誘導(dǎo)融合的方法：常用聚乙二醇、滅活病毒、電刺激等誘導(dǎo)融合。 ④意義 a．打破種間關(guān)系，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。 b．是研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等的重要手段。 c．為雜交瘤細(xì)胞技術(shù)發(fā)展與單克隆抗體的制備開(kāi)辟了新途徑。,考點(diǎn)58 動(dòng)物細(xì)胞工程,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,,(2)單克隆抗體 ①基本原理 a．一種淋巴細(xì)胞經(jīng)克隆后只產(chǎn)生一種特異性抗體。 b．細(xì)胞融合技術(shù)產(chǎn)生的雜交瘤細(xì)胞可以保持親代雙方的特性。 c．雜交瘤細(xì)胞的篩選、體外培養(yǎng)大量增殖，以獲得所需抗體。 ②制備單克隆抗體的過(guò)程,③單克隆抗體的特點(diǎn)：特異性強(qiáng)，靈敏度高，并可大量制備。 ④應(yīng)用 a．作為診斷試劑：準(zhǔn)確識(shí)別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異，并與一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，具有準(zhǔn)確、高效、簡(jiǎn)易、快速的優(yōu)點(diǎn)。 b．用于治療疾病和運(yùn)載藥物：主要用于癌癥治療，可制成“生物導(dǎo)彈”，也有少量用于治療其他疾病。,高考考法突破,角度1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中有關(guān)操作的分析 1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)加入CO2和O2的作用：CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH；O2的作用是促進(jìn)細(xì)胞有氧呼吸。 2．培養(yǎng)動(dòng)物肝臟細(xì)胞時(shí)切成小薄片的原因：有利于肝臟細(xì)胞充分吸收氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、排出代謝廢物。 3．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)選用幼齡動(dòng)物組織或胚胎進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的原因：幼齡動(dòng)物組織或胚胎的細(xì)胞分化程度低，增殖能力很強(qiáng)，更易于培養(yǎng)。 4．在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中兩次用到胰蛋白酶的作用：第一次是將剪碎的組織分散成單個(gè)細(xì)胞；第二次是將貼壁細(xì)胞從瓶壁上分離下來(lái)，目的是避免動(dòng)物細(xì)胞的接觸抑制現(xiàn)象。 5．核移植時(shí)選用去核卵(母)細(xì)胞的原因：卵(母)細(xì)胞比較大，易操作；卵(母)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)多，營(yíng)養(yǎng)豐富，含有促進(jìn)核全能性表達(dá)的物質(zhì)。,考點(diǎn)58 動(dòng)物細(xì)胞工程,考法3 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與核移植的過(guò)程及應(yīng)用,高考考法突破,角度2 兩組概念辨析 1．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(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)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。 2．原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng) (1)原代培養(yǎng)：細(xì)胞懸液第一次在瓶中培養(yǎng)，沒(méi)有分瓶培養(yǎng)之前的細(xì)胞培養(yǎng)。原代培養(yǎng)的細(xì)胞核型正常。 (2)傳代培養(yǎng)：原代培養(yǎng)的細(xì)胞生長(zhǎng)、繁殖一定時(shí)間后，由于空間不足或細(xì)胞密度過(guò)大導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)枯竭，影響細(xì)胞的生長(zhǎng)，因此需要重新用胰蛋白酶等處理，進(jìn)行分瓶擴(kuò)大培養(yǎng)，即傳代培養(yǎng)。一般情況下，傳代培養(yǎng)10～50次后，出現(xiàn)核型異常，細(xì)胞增殖會(huì)明顯減緩，甚至完全死亡。,考點(diǎn)58 動(dòng)物細(xì)胞工程,高考考法突破,考點(diǎn)58 動(dòng)物細(xì)胞工程,角度3 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與動(dòng)物體細(xì)胞核移植的比較,高考考法突破,考點(diǎn)58 動(dòng)物細(xì)胞工程,角度4 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較,高考考法突破,考點(diǎn)58 動(dòng)物細(xì)胞工程,角度5 克隆與組織培養(yǎng)、試管動(dòng)物(嬰兒)的區(qū)分,返回考法,考點(diǎn)58 動(dòng)物細(xì)胞工程,高考考法突破,角度1 血清抗體與單克隆抗體,考法4 動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體的制備,角度2 比較制備單克隆抗體過(guò)程中的兩次篩選,考點(diǎn)58 動(dòng)物細(xì)胞工程,高考考法突破,角度3 植物體細(xì)胞雜交和單克隆抗體制備的比較,考點(diǎn)58 動(dòng)物細(xì)胞工程,,本考點(diǎn)結(jié)束,考點(diǎn)58 動(dòng)物細(xì)胞工程,