2011年高考生物一轮复习课件：第二部分-细胞工程(苏教)

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1、第二部分 细胞工程 高频考点突破 考点一 植物组织培养及细胞全能性 1.操作流程及培养条件 （1）操作流程 （2）培养条件：营养物质（水、无机盐、蔗糖、氨 基酸和有机酸等）、激素（如细胞分裂素、生长素 等）及其他条件（无菌、适宜的温度和pH等）。,提醒 幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根 尖、形成层细胞易脱分化，而植物的茎、叶和成熟 的组织则较难。 对外植体要进行消毒处理，而对各种器械要彻底 灭菌。 植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖，用 葡萄糖也可以，但后者的成本高。 诱导愈伤组织再分化形成胚状体或丛芽及生根的 过程中，要进行换瓶处理，以改变培养基中的激素 配比及浓度。,2.脱分化和再

2、分化的比较,提醒 愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照 处理，以便诱导叶绿素的形成。 生长素和细胞分裂素在植物体内含量很低，因此 植物组织培养中常用人工合成的生长素类似物和细 胞分裂素类似物。细胞分裂素/生长素的比例适 中，有利于外植体脱分化，比例升高有利于愈伤组 织再分化形成丛芽，比例降低则有利于生根。,3.原理：全能性 （1）含义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完 整个体的潜能。 （2）物质基础：生物的每一个细胞都包含有该物 种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体 所必需的全部基因。 （3）在生物体内细胞并没有表现出全能性的原因 基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，细 胞分化形成不

3、同的组织、器官。 （4）全能性的实例 花药的离体培养、植物的组织培养、克隆技术等。,对位训练 1.下面关于植物细胞工程的叙述，正确的是（ ） 不同种植物叶肉细胞融合时，应先去掉细胞膜 叶肉细胞脱分化后，可形成无定形状态的薄壁 细胞 叶肉细胞经过再分化过程，可形成愈伤组织 叶肉细胞离体培养时，可以表现出细胞全能性 A. B. C. D.,解析 因细胞壁阻碍原生质体的融合，故植物细胞 融合时，应先去掉细胞壁；叶肉细胞经过脱分化过 程形成的愈伤组织细胞是高度液泡化呈无定形状态 的薄壁细胞；离体的叶肉细胞通过植物组织培养可 得到完整的植物个体，表现出细胞的全能性。 答案 B,2.下列属于植物组织培养的

4、是 （ ） A.花粉培养成单倍体植株 B.芽发育成枝条 C.根尖分生区发育成成熟区 D.未受精的卵发育成植株,解析 解答此题需从以下几个方面入手：首先，植 物组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞经脱 分化形成愈伤组织，再经再分化形成具有根、芽结 构的胚状体，然后由胚状体发育成完整植物体的过 程。花粉粒能培养成单倍体，是在离体条件下培养 形成的。第二，芽发育成枝条、根尖分生区发育成 成熟区，是体内分化的器官和组织形成了机体的一 部分；未受精的卵发育成植物体，是自然情况下单 倍体的形成过程，是在母体的调控下完成的。 答案 A,考点二 植物体细胞杂交 1.技术流程 2.考点解读 （1）植物体细胞杂

5、交的障碍 植物细胞都有细胞壁。根据酶的专一性原理， 用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。 原生质体融合。人工诱导方法包括物理法，如离心、振动、电激；化学法，如聚乙二醇（PEG）等。,（2）杂种细胞的类型 有三种：AA、BB、AB，符合要求的只有AB，需要进 行筛选。 （3）杂种细胞AB形成的标志：新的细胞壁的生成。 （4）杂种植株遗传物质的变化：细胞融合属于染 色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞 染色体数目之和，形成异源多倍体。 （5）植物体细胞杂交的原理：原生质体融合的过 程利用了细胞膜的流动性，杂种细胞发育成杂种植 株利用了细胞的全能性。,3.该技术的目的 植物体细胞杂交的终点是培育成

6、杂种植株，而不 是形成杂种细胞就结束。杂种植株特征：具备两 种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种 植物的遗传物质。 4.该技术在育种上应用时最大的优点 克服远缘杂交不亲和的障碍。 5.未解决的问题 目前还不能让杂种植物完全按人们的需要去表达 亲代的优良性状，如番茄马铃薯。,对位训练 3.设计植物体细胞杂交实验时，如果期望获得性状 优良的作物新品种，不需要考虑的是 （ ） A.亲本细胞的生殖隔离问题 B.选择具有优良性状的亲本 C.亲本细胞的融合技术 D.杂种细胞愈伤组织的诱导和再分化,A,4.植物体细胞杂交尚未解决的问题是 （ ） A.去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 B.将杂种细胞培

7、育成植株 C.使杂种植物完全按照人们的需要表现出亲本的 性状 D.培养出属间的杂种植株,C,考点三 动物细胞培养技术 1.动物细胞培养的操作流程 2.考点解读 （1）培养条件 无菌、无毒的环境无菌处理、加抗生素杀 菌、定期更换培养液。 营养葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机 盐和微量元素+血清或血浆等天然成分。 温度和pH（36.50.5）和（7.2 7.4）。,气体环境95%空气+5%CO2。 提醒 CO2作用调节培养基pH； 空气中O2作用细胞有氧呼吸； 所用装置CO2培养箱。 （2）原理：细胞增殖。 （3）动物细胞培养时，一般选取幼龄动物的组织、器 官，其细胞的分化程序较低，增殖能力强，有

8、丝分裂 旺盛，容易培养。 （4）在动物细胞培养过程中，一般情况下10代以前的 细胞核型不变，10代以后有些细胞核型发生改变，50 代以后的细胞可能发生癌变。,（5）胰蛋白酶在动物细胞培养过程中的作用包 括将组织分散成单个细胞，以及将贴壁细胞从瓶 壁上分离下来，这样做的目的是避免动物细胞的 接触抑制现象。 3.应用 （1）生产细胞产品：干扰素、疫苗、单克隆抗 体。 （2）检测并判断某毒性物质毒性的大小。 （3）临床医学研究。,拓展提升 动物细胞培养与植物组织培养的比较,对位训练 5.关于动物细胞培养的有关叙述，正确的是( ) A.细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡 过程中 B.动物细胞培养

9、液中通常含有葡萄糖、氨基酸、 无机盐、生长素和动物血清等 C.动物细胞培养的目的只是获得大量的细胞分泌 蛋白 D.动物细胞培养前和培养过程中都要用胰蛋白酶 处理,解析 细胞癌变发生在传代培养时；生长素是植物 激素，不能用于动物细胞培养；动物细胞培养可获 得大量的细胞分泌蛋白，也可用于检测有毒物质 等；动物细胞培养前需用胰蛋白酶将组织分散成单 个细胞，在培养过程中为了防止接触抑制，也需要 用胰蛋白酶将细胞分散开来。 答案 D,6.回答下列有关动物细胞培养的问题： （1）在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂 生长到细胞表面 时，细胞会停止分裂增殖， 这种现象称为细胞的 。此时，瓶壁上形成 的细胞层

10、数是 。要使贴壁的细胞从瓶壁上 分离下来，需要用酶处理，可用的酶是 。 （2）随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分 裂停止，进而出现 的现象；但极少数细 胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发 生改变而变成 细胞，该种细胞的黏着性 ，细胞膜表面蛋白质（糖蛋白）的量 。,（3）现用某种大分子染料，对细胞进行染色时， 观察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是 。 （4）检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数 目，最好选用细胞分裂到 期的细胞用显 微镜进行观察。 （5）在细胞培养过程中，通常在 条件下保 存细胞。因为在这种条件下，细胞中 的活 性降低，细胞 的速率降低。 （6）给患者移植经细胞

11、培养形成的皮肤组织后， 发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织 当作 进行攻击。,解析 细胞增殖过程中存在接触抑制现象，即正常 细胞在体外培养时表现为贴壁生长和汇合成单层后 停止生长，需用胰蛋白酶处理后再分瓶培养；在细 胞培养过程中，部分细胞的遗传物质会发生改变， 会增加细胞分裂的次数；活细胞的细胞膜具有选择 透过性，大分子染料无法进入细胞内部，因此不能 着色；进行器官移植时，会发生免疫排斥，移植的 器官会被机体当作抗原。,答案 （1）相互接触 接触抑制 单层（或一 层） 胰蛋白酶 （2）衰老甚至死亡 不死性 降低 减少 （3）由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染 料不能进入活细胞内，

12、故活细胞不能着色（或由于 死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进 入死细胞内而着色） （4）中 （5）冷冻（或超低温、液氮） 酶 新 陈代谢 （6）抗原,考点四 动物细胞融合与单克隆抗体 1.单克隆抗体的操作流程,2.考点解读 （1）诱导融合的两种细胞名称及作用 免疫过的B淋巴细胞（效应B细胞）产生抗体； 骨髓瘤细胞无限增殖。 （2）诱导融合与原生质融合的不同方法 动物细胞诱导融合的特有方法灭活病毒诱导。 （3）两次筛选的目的及方法 在特定的选择性培养基上，未融合的亲本细胞 （效应B细胞和骨髓瘤细胞）和融合的具有同种核 的细胞（BB融合细胞、瘤瘤融合细胞）都会死亡， 只有融合的杂种细胞（

13、杂交瘤细胞）才能生长。这 种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生 单一的特异性抗体。,经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需 抗体的细胞（很多种杂交瘤细胞），需经克隆化培 养和抗体检测，经多次筛选后就可获得足够数量的 能分泌所需抗体的细胞。 （4）两个培养提取场所 体外培养培养液提取。 体内小鼠腹腔中培养小鼠腹水中提取。 提醒 取相应B淋巴细胞前必需先注射相应抗原， 形象地说先“打针”，否则失败。 （5）原理：细胞膜的流动性和细胞增殖。,对位训练 7.利用细胞工程方法，以SARS病毒核衣壳蛋白为抗 原制备出单克隆抗体。下列相关叙述正确的是 （ ） A.用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠

14、体内，产 生的血清抗体为单克隆抗体 B.体外培养单个B淋巴细胞可以获得大量针对 SARS病毒的单克隆抗体 C.将等量B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，经PEG诱 导融合后的细胞均为杂交瘤细胞 D.利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异 性结合的方法可诊断出病毒感染者,解析 用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内， 小鼠血清中的抗体会有多种，不能称为单克隆抗 体。B淋巴细胞是高度分化的细胞，在体外培养的 条件下不能无限分裂，故不能获得大量针对SARS病 毒的抗体。将等量的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混 合，经PEG诱导融合后的细胞有杂交瘤细胞、B淋巴 细胞自身融合细胞和骨髓瘤细胞自身融合细胞等多 种类型

15、。利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白 特异性结合的方法诊断出病毒感染者，是单克隆抗 体的重要应用。 答案 D,考点五 动物体细胞核移植技术与克隆动物 1.动物体细胞核移植技术操作流程 2.考点解读 （1）原理：动物细胞核的全能性（不能说动物 细胞全能性）。 （2）卵母细胞选择时期及原因 减中期的卵母细胞，此时具备受精能力，细胞 质中合成与分裂分化有关的物质能刺激融合后重 组细胞进行分裂分化，形成重组胚胎。,（3）选卵细胞做受体细胞原因 大，易于操作；卵黄多，营养丰富，为发育提 供充足的营养；激发重组细胞分裂分化。 （4）供体细胞：取供体动物的体细胞培养，一般 选用传代10代以内的细胞，因

16、为10代以内的细胞一 般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常 的遗传基础。 （5）动物体细胞不能经培养直接发育成完整个 体，原因是动物体细胞的全能性受到限制。用体细 胞核移植技术能够得到克隆动物，说明动物体细胞 的细胞核具有全能性。,（6）该过程用到的技术手段：动物细胞培养、动 物细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植。 （7）核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本 不同原因 克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本。所以与 植物组织培养不同（只来自于一个亲本），克隆动 物遗传物质来自2个亲本。 在发育过程中可能发生基因突变，染色体变异导 致性状改变。 外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。,3.应用及存在问题 （1）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、克隆器官用于移植等。 （2）存在问题 成活率低；克隆动物的健康问题；克隆动 物食品