高考生物一轮复习 专题2 细胞工程课件 新人教版选修3

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1、专题 2 细胞工程,一、植物细胞工程 1植物组织培养,(1)概念,无菌或人工控制,愈伤组织,在_的条件下，将_的植物器官、组 织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件， 诱导其产生_、丛芽，最终形成完整的植株。,(2)理论基础：_,细胞的全能性。,(3)过程,愈伤组织,离体的植物器官、组织、细胞 _ 根、芽植物体,离体,2植物体细胞杂交,杂种细胞,杂种细胞,(1) 概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成 _，并把_培育成新的植物体的技 术。,(2)过程,果胶酶,纤维素酶,1)用_和_去细胞壁形成原生质体。 2)原生质体融合_杂种细胞_ 。 (3)意义：克服远缘杂交不亲和的障

2、碍。,融合后的原生质体,愈伤组织,3植物细胞工程的应用,(1)植物繁殖的新途径：微型繁殖(快速繁殖)、作物脱毒、,神奇的_。,(2)作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用、细胞,产物的工厂化生产。,人工种子,二、动物细胞工程,1动物细胞培养,单个细胞,(1) 概念：从动物体内取出相关的组织，将它分散成 _，放在适宜的培养基上，让这些细胞生长增殖。 (2)过程 动物组织分散成单个细胞细胞悬液原代培养传代,培养,无菌、无毒,气体环境,(3) 条 件 ： _ 、 营 养 、 温 度 、 pH 和 _。 (4)应用：生物制品的生产、转基因动物的培养、检测有毒 物质、医学研究等。,2动物体细胞核移植

3、克隆,(1)概念：将一个动物细胞的细胞核移入一个去核的_ 中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个胚胎最终发育为动物个 体。,(2)过程,卵母细胞,3动物细胞融合,两个,(1)概念：又叫细胞杂交，指_或多个动物细胞结合形 成一个细胞的过程。 (2)过程,不同来源的两个细胞诱导融合_细胞 (3)意义：克服了_杂交的不亲和性。,杂交,远缘,4单克隆抗体,(1)制备过程,1)抗原处理，并获得_淋巴细胞。,2)B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞在灭活病毒作用下融合。,3)筛选出_。,4)克隆化培养并筛选出产生特异性抗体的杂交瘤细胞。 5)体外或体内培养，提取抗体。,(2)优点：特异性强，灵敏度高，产量大。,(3)

4、应用：作为诊断试剂；制成_，用于治疗疾,病和运载药物等。,杂交瘤细胞,B,生物导弹,胡萝卜的组织培养技术及植物细胞工程的实际应用,1胡萝卜的组织培养技术,(1)实验原理：离体的植物组织、器官、细胞表现出植物细,胞的全能性，发育成新个体。,(2)实验流程,制备外植体接种脱分化培养再分化培养移栽培养,成正常植株,(3)注意事项,选材：选取根尖、茎尖、形成层等最容易诱导脱分化。 无菌：培养基一旦污染，迅速生长的各种杂菌不仅会与 培养物争夺营养，而且还会产生大量对培养物有害的物质。 光照：脱分化过程不需要光照，再分化过程一定要有光,照。,激素的使用,a生长素类细胞分裂素类：诱导植物组织脱分化和根原,基

5、形成。,b生长素类细胞分裂素类：诱导愈伤组织再分化和芽原,基形成。,c赤霉素类：促进分化的丛芽和小植株快速生长。,2植物细胞工程的实际应用 (1)植物繁殖的新途径,微型繁殖：通过植物组织培养技术快速繁殖优良品种。 特点是保持优良品种的遗传特性；高效快速地实现种苗的大量 繁殖。,作物脱毒：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。,人工种子：植物组织培养得到的胚状体等用人工薄膜包,装得到的种子。,(2)作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用。 (3)细胞产物的工厂化生产：细胞产物有蛋白质、脂肪、糖,类、药物、香料、生物碱等。,【突破题 1】水稻的花药通过无菌操作，接入试管，

6、经过如图 3 21 所示过程培育成试管苗。据图分析下列叙述正确的是,(,),图 321,Aa、b、c、d 中的植物细胞都具有全能性，且全能性的,表达程度相同,Ba、b、c 的培养基中都有琼脂、有机物、水、植物生长,调节剂等物质,C水稻花药经 ad 发育成试管苗的过程涉及有丝分裂、,减数分裂等细胞分裂方式,D只要调节培养基中各种营养物质的比例就能诱导 b 中的,愈伤组织分化成试管苗,【解题指导】a、b、c、d 中的植物细胞随分化程度的升高,其全能性的表达变窄；植物组织培养是无性生殖，没有发生减,数分裂；调节培养基中生长素与细胞分裂素的比例能诱导 b 中,的愈伤组织分化成试管苗。,【答案】B,植物

7、体细胞杂交技术,图 322,(1)诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电激等；化,学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。,(2)体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、 基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。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 四 倍 体 ， 其 体 细 胞 中 染 色 体 为 2X 2Y ， 基 因 型 为 AabbccDd。,(3)该培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔,的遗传定律，只有有性生殖进行减数分裂过程中才符合遵循

8、遗 传定律，而体细胞杂交未有此过程。,【突破题 2】下列关于植物体细胞杂交或植物细胞质遗传的叙述,中，错误的是(,),A利用植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制，培育 远缘杂种 B不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过 程 C两个不同品种的紫茉莉杂交，正交、反交所得 F1 的表 现型一致 D两个不同品种的紫茉莉杂交，F1 的遗传物质来自母本 的多于来自父本的,【解题指导】植物体细胞杂交可以用两种不同的植物细胞，,从而可克服生殖隔离的限制；植物体细胞杂交的过程，实际上,是不同植物体细胞的原生质体融合的过程；紫茉莉枝叶的性状,的遗传是细胞质遗传，两个不同品种的紫茉莉杂交，正交、反,交所

9、得 F1 的表现型应与母本一致。,【答案】C,动物细胞培养和动物细胞克隆 1动物细胞培养 (1)动物细胞培养的流程,幼龄动物组织或胚胎,单个细胞细胞悬浮,液,细胞贴壁生长,细胞悬浮液,细,胞株或细胞系,选用幼龄动物组织或胚胎的原因：它们的细胞分化程度,低，增殖能力很强，更易于培养。,进行动物细胞传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，不用胃 蛋白酶的原因：胃蛋白酶作用的适宜 pH 约为 2，当 pH 大于 6 时，胃蛋白酶就会失去活性。而胰蛋白酶作用的适宜环境 pH 为 7.28.4，多数动物细胞培养的适宜 pH 为 7.27.4，因此胰蛋 白酶适宜用于细胞培养时细胞间质(主要为蛋白质)的分解。,(2)

10、细胞贴壁和接触抑制,细胞贴壁：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上。 接触抑制：细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到,表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。,(3)动物细胞培养需要满足以下条件,充足的营养供给：微量元素、无机盐、糖类、氨基酸、,促生长因子、血清等。,适宜的温度：36.50.5。 适宜的 pH：7.27.4。,气体环境,有氧呼吸、细胞代谢95%的空气 ：维持 pH5%,无菌、无毒环境：培养液和培养用具杀菌消毒，培养过 程加抗生素杀菌，定期更换培养液，清除代谢产物。 (5)动物细胞培养技术的应用 生产生物制品：疫苗、干扰素、抗体等。 作为基因工程中的受体细胞。 检测有毒物质及

11、毒性。 科研方面：筛选抗癌药物、治疗和预防疾病等。,2动物核移植技术和克隆动物,图 323,(1)动物核移植技术可以分为：胚胎细胞核移植和体细胞核,移植，前者比较容易。,(2)如图 22 所示，注入去核卵母细胞中的不是供体细胞 核，而是整个细胞。伴随着两细胞融合，体现细胞膜的结构特 点：具有一定的流动性。,(3)该技术形成重组细胞发育成一个新个体，体现了细胞核,的全能性而非动物细胞的全能性。 (4)用卵母细胞作受体细胞的原因,a卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质。 b卵母细胞体积大，便于操作。 c卵黄多，营养物质丰富等。,(5)克隆属于无性繁殖，产生的新个体的性别、绝大多数性,状与供核

12、亲本一致。,(6)体细胞核移植技术的应用,加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；保护濒,危物种，增大存活数量；生产珍贵的医用蛋白；作为异种,移植的供体；用于组织器官的移植等。,【易错易混】,动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶，第一次用胰蛋白酶 处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次使贴壁细胞从瓶 壁上脱落下来。,原代培养(110 代)与传代培养(10 代以后)的分界点为分,瓶的继续培养。,核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原 因：核外线粒体中的 DNA 是来自受体卵母细胞；性状是基因与,环境共同作用的结果；有可能发生基因突变。,【突破题 3】在动物细胞培养过程中，下列处理不恰当的是

13、,(,),A培养液和培养用具要进行无菌处理 B提供种类齐全的营养物 C提供纯氧以保证细胞的呼吸作用 D保证提供适宜的温度和 pH,【答案】C,细胞融合与单克隆抗体,1原理：细胞膜的流动性。,2诱导融合的因素：聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒(动物细,胞融合特有的方式)、电激等。,3意义：最重要的用途是制备单克隆抗体。 4单克隆抗体的制备,图 324,(1)细胞融合完成的标志：细胞核融合成一个核。,(2)制备单克隆抗体时选用一种抗原处理的 B 淋巴细胞与骨 髓瘤细胞进行细胞融合，产生杂交瘤细胞，它会兼有两个亲本 细胞的特性在体外培养条件下能不断增殖，同时能产生某 种特异性的抗体。,(3)制备单克隆

14、抗体过程中有两次筛选,第一次筛选：将未融合的 B 淋巴细胞、骨髓瘤细胞以及 BB 融合、瘤瘤融合的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出 B 瘤融 合的细胞。,第二次筛选：将产生特定抗体的 B 瘤细胞通过细胞培养 用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内取出的免疫过的 B 淋巴细胞有很多种，形成杂交瘤细胞又有很多种，所以需要筛 选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。,(6)获取单克隆抗体的场所,若在培养基中进行杂交瘤细胞培养，则从培养液中提取。 若在小鼠或其他动物腹腔中培养，则从腹水中提取。,【易错易混】用多个细胞进行动物细胞间的融合的原因 用两个细胞融合，其效率太低，不一定能得到融合细胞。 即使两个细胞发生

15、融合，也不一定是研究者期望得到的 细胞类型。如果在制备单克隆抗体时，用大量的脾细胞和瘤细 胞进行融合，就可以从融合细胞中筛选出能分泌所需抗体的杂 交瘤细胞。,【突破题 4】(2010 年惠州二模)下列是应用动物细胞工程技 术获取单克隆抗 X 抗体的具体操作步骤，其中对单克隆抗体制,备的相关叙述中不正确的是(,),将 X 抗原注入小鼠体内，获得能产生抗 X 抗体的 B 淋巴,细胞,从患骨髓瘤的小鼠体内获取骨髓瘤细胞,利用促细,胞融合因子使两种细胞发生融合,将杂交瘤细胞注入小鼠腹,筛选出能产生抗 X 抗体的杂交瘤细胞,从腹水中,腔培养 提取抗体,A实验顺序应当是,B过程中产生的多个杂交瘤细胞也为克隆 C过程获得的细胞均可无限增殖,D到的过程中通常要经过两次筛选,【解题指导】克隆是一种无性生殖，过程中，杂交瘤细 胞在小鼠腹腔培养产生的多个杂交瘤细胞是细胞的增殖，属于 克隆；过程是融合过程，会得到多种融合细胞，要经过筛选 才能获得无限增殖能产生抗体的杂交瘤细胞；是筛选出 B 瘤 融合的细胞，是筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。,【答案】C,动、植物细胞工程的区别,1植物组织培养与动物细胞培养的比较,2.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较,【演绎题】(经典题)下列关于细胞工程的叙述，错误的是(,),A电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合 B去除植物细胞的细胞壁和将动物