《高考生物一轮复习第10单元现代生物科技专题第35讲细胞工程学案含解析选修3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考生物一轮复习第10单元现代生物科技专题第35讲细胞工程学案含解析选修3（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第35讲细胞工程考纲明细1.植物的组织培养()2.动物细胞培养与体细胞克隆()3.细胞融合与单克隆抗体()考点1植物组织培养与植物体细胞杂交1细胞工程的概念与理论基础(1)细胞工程操作水平：细胞水平或细胞器水平。目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。(2)植物细胞的全能性概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。原理：细胞内含有本物种的全套遗传信息。全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。细胞全能性大小与细胞分化程度成反比。全能性大小：植物细胞：受精卵生殖细胞体细胞动物细胞：受精卵生殖细胞体细
2、胞核(动物细胞全能性受限制，但细胞核具有全能性)2植物组织培养(1)理论基础：植物细胞的全能性。(2)操作流程离体的器官、组织或细胞常称为外植体。a过程为脱分化，b过程为再分化，A表示愈伤组织，B表示丛芽或胚状体。3植物体细胞杂交(1)概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。(2)原理：体细胞杂交利用了细胞膜的流动性，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。(3)过程4植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。特点作物脱毒技术：是选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养，获得脱毒苗的技术
3、。人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。(2)作物新品种的培育单倍体育种实质：花药离体培养过程就是植物组织培养过程。优点：后代不发生性状分离，都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短了育种年限。突变体的利用：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。(3)细胞产物的工厂化生产细胞产物：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。培养阶段：愈伤组织阶段。技术基础：植物组织培养技术。1(选修3 P
4、36“小知识”改编)固体培养基中的无机营养成分包括水分、无机盐；有机营养成分包括小分子糖类、氨基酸等物质。2(选修3 P38思考与探究T1)为什么“番茄马铃薯”超级杂交植株没有如科学家所想象的那样地上长番茄、地下结马铃薯？提示生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以“番茄马铃薯”超级杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，不能再像番茄或马铃薯植株中的遗传物质一样有序表达，杂种植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。3(选修3 P38思考与探究T2)原生动物眼虫中含有叶绿体，说明植物细胞的细胞器可以在某些动物细胞存活。据此推测动植物
5、细胞间可以实现杂交吗？如果可以，设计具体实验方案。提示根据眼虫的特点，动物细胞和植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的。具体的实验方案如图所示：4人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分，请探讨：人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？提示针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。题组植物组织培养过程1(2018江苏高考)花药离体培养是重要的育种手段。下图是某二倍体植物花药育种过程的示意
6、图，下列叙述正确的是()A为了防止微生物污染，过程所用的花药需在70%乙醇中浸泡30 minB过程的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化C过程逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体D过程应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上答案C解析为了防止微生物污染，过程所用的花蕾需在70%乙醇中浸泡30 s，A错误；过程的培养基中，当生长素与细胞分裂素的比值适中，且生长素含量高于细胞分裂素时，有利于根的分化，B错误；进行过程的愈伤组织经过了秋水仙素的处理，故其分化后的植株中可筛选获得纯合的二倍体，C正确；经炼苗后的幼苗是能进行光合作用且能独立进行代谢的植株，故幼苗的生长基质中不用
7、添加蔗糖和多种植物激素，D错误。2(2017海南高考)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题：(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是_。(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。(3)图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是。A中的愈伤组织是叶肉细胞
8、经_形成的。(4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，_(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是_。答案(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株(2)葡萄糖、果糖具有完整的细胞核(3)细胞分裂素、生长素脱分化(4)不能对杂合体的植株来说，由减数分裂形成的花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株解析(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。(2)蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。用细胞作为材料进行培养获得幼苗，细胞必
9、须具有完整细胞核，才具有发育为个体的一整套遗传信息。(3)影响植物组织培养的两种主要激素是细胞分裂素和生长素。愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。(4)由于花粉粒是经减数分裂形成的，其基因型与体细胞的基因型不同，组织培养得到的花卉基因型不同于原植株，导致不能保留亲本性状。题后归纳1植物组织培养的关键(1)条件：离体，一定营养物质，激素(生长素、细胞分裂素)等。(2)培养基状态：固体培养基(需再分化生根培养基及生芽培养基)(3)体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。(4)光照的应用脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成。2植物激素在植物组织培养中的作用题组
10、植物体细胞杂交过程3(2019南充高中检测)白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。“白菜甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和易于储藏等优点。如图是“白菜甘蓝”的杂交过程示意图，回答以下问题：(1)为了得到原生质体需先用_和_来处理白菜细胞和甘蓝细胞。(2)诱导原生质体融合的方法有多种，常用的物理方法是_，融合完成的标志是_。由杂种细胞得到白菜甘蓝还需要经过组织培养技术，其中需要避光培养的步骤是_。(3)如图通过植物体细胞杂交技术获得的“白菜甘蓝”体细胞染色体数为_；通常情况下，白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的，原因是_，若对白菜和甘蓝采用杂交
11、育种方法能成功的话，得到的后代应含_条染色体。(4)植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比的优点是_。答案(1)纤维素酶果胶酶(2)离心、振动、电激再生出新的细胞壁脱分化(3)38存在生殖隔离19(4)克服远缘杂交不亲和的障碍，培育作物新品种解析(1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原理，可采用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁。(2)诱导原生质体融合的方法包括：物理方法(离心、振动、电激)和化学方法(聚乙二醇)；融合完成的标志是再生出新的细胞壁；将杂种细胞培育成杂种植株还需要采用植物组织培养技术，包括脱分化和再分化两个阶段，其中脱分化过程要避光，再分化过程需光。(3)如图通过植物
12、体细胞杂交技术获得的“白菜甘蓝”体细胞染色体数为201838；通常情况下，由于白菜和甘蓝之间存在生殖隔离，因此白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的；若对白菜和甘蓝采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含19条染色体。(4)植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍，培育作物新品种。知识拓展杂种植物遗传物质的变化(1)遗传特性：杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。(2)染色体组数染色体组数两种植物体细胞内染色体组数之和。植物体细胞杂交形成的杂种植株，有几个染色体组就称为几倍体。若一植物细胞含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一
13、植物细胞含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则新植株应为异源四倍体，其体细胞中染色体为(2x2y)条，4个染色体组，基因型为AabbccDd。考点2动物细胞培养与动物体细胞核移植1动物细胞培养(1)动物细胞工程常用的技术手段：动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术是其他工程技术的基础。(2)动物细胞培养原理：细胞增殖。过程条件a无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理。通常在细胞培养液中还要添加一定量的抗生素，其目的是防止培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，目的是防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成伤害。b营养：合成培养基中有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，需加血清、血浆等一些天然成分。c温度和pH：哺乳动物适宜温度为36.50.5_，pH为7.27.4。d气体环境：95%的空气加5%的CO2的混合气体。CO2的主要作用是维持培养液的pH。应用a生产生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。b应用于基因工程。c检测有毒物质，判断某
