2017版高三生物苏教版一轮复习课件：第14单元现代生物科技专题课时2细胞工程.

第2讲 细胞工程,-2-,考点一,自主梳理,核心突破,典题试做,考点二,考点三,考点一植物细胞工程,-3-,考点一,自主梳理,核心突破,典题试做,考点二,考点三,2.植物细胞的全能性 (1)概念:具有某种生物全套遗传信息的细胞都具有发育成为一个新的 生物个体 的潜能。 (2)物质基础:细胞内含有本物种全套的 遗传信息 。 (3)体内细胞全能性不表达的原因:基因在特定的时间和空间条件下 选择性表达 ,形成不同的组织、器官。,-4-,考点一,自主梳理,核心突破,典题试做,考点二,考点三,3.植物组织培养技术 (1)原理: 细胞的全能性 。,-5-,考点一,自主梳理,核心突破,典题试做,考点二,考点三,4.植物体细胞杂交技术 (1)概念:在一定条件下把 不同种 的生物的体细胞融合形成杂种细胞,并把杂种细胞培育成 新的生物体 的技术。 (2)操作流程,-6-,考点一,自主梳理,核心突破,典题试做,考点二,考点三,a.过程为去除 细胞壁 获得具有活力的原生质体,常用方法是酶解法,所用到的酶是 纤维素酶、果胶酶 。 b.过程是原生质体的融合,人工诱导的物理法为 电场 诱导融合法;化学法一般用 聚乙二醇 诱导融合法。 c.过程是原生质体融合后再生出 细胞壁 ,这是原生质体融合成功的标志。 d.植物细胞融合的原理是 细胞膜具有一定的流动性 。 (3)意义:可以逾越种间、属间的杂交障碍培育出新的生物。,-7-,考点一,自主梳理,核心突破,典题试做,考点二,考点三,5.植物细胞工程的实际应用 (1)植物繁殖的新途径: 快速繁殖 、培育无病毒植物、 人工种子 。 (2)作物新品种的培育: 单倍体 育种、突变体的利用。 (3)植物细胞代谢产物的工厂化生产。,-8-,考点一,自主梳理,核心突破,典题试做,考点二,考点三,判一判(1)离体的棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞的全能性。() (2)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。(×) (3)外植体通过脱分化和再分化形成愈伤组织。 (×),提示:植物细胞表现出全能性的首要条件是离体。,-9-,考点一,自主梳理,核心突破,典题试做,考点二,考点三,(4)利用物理法和化学法,可以直接将两个植物细胞进行诱导融合。(×) (5)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。 () (6)在植物组织培养过程中,可以将愈伤组织经过人工薄膜包装得到人工种子。(×),提示:在原生质体融合之前要首先利用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁。,提示:人工种子是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。,-10-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,植物组织培养技术流程,-11-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,知识拓展 (1)外植体:宜选用幼嫩的组织或含分生组织的部分,脱分化较为容易。 (2)消毒:植物组织培养要想取得成功,必须有效防止细菌等的污染,可用体积分数为70%的酒精和体积分数为20%的次氯酸钠对外植体进行消毒。 (3)光照:离体的植物细胞、组织和器官脱分化形成愈伤组织时,需避光处理;愈伤组织再分化形成植物幼苗时,需光照处理。,-12-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,(4)脱分化和再分化的比较,-13-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,例题水稻(二倍体)的花药通过无菌操作,在一定条件下形成试管苗,请回答下列问题。 (1)愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团,在愈伤组织形成过程中,必须从培养基中获得 、 和小分子有机物等营养物质。 (2)要促进花粉细胞分裂和生长,培养基中应有 和 两类激素。 (3)愈伤组织再分化是指愈伤组织形成芽和根,再发育成具有根、茎和叶的植物体。这一过程必须给予光照,其原因是 的形成需要光照。 (4)这种利用花药离体培养成的试管苗属于 体。要使它繁殖后代必须采取的措施是 。,-14-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,答案:(1)水 矿质元素(无机盐) (2)生长素 细胞分裂素 (3)叶绿素 (4)单倍 用秋水仙素处理,-15-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,对应训练 花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图。,-16-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,据图回答下列问题。 (1)过程所需的酶是 。 (2)过程后,在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的 存在,这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。 (3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是 。原生质体经过 再生,进而分裂和脱分化形成愈伤组织。 (4)若分析再生植株的染色体变异类型,应剪取再生植株和 植株的根尖,通过 、 、染色和制片等过程制成装片,然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。,-17-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,(5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增,得到两亲本的差异性条带,可用于杂种植株的鉴定。下图是用该引物对双亲及再生植株14进行PCR扩增的结果。据图判断,再生植株14中一定是杂种植株的有 。 (6)对杂种植株进行 接种实验,可筛选出具有高抗性的杂种植株。,-18-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,答案:(1)纤维素酶和果胶酶 (2)叶绿体 (3)保持原生质体完整性 细胞壁 (4)双亲(或花椰菜和黑芥) 解离 漂洗 (5)1、2、4 (6)黑腐病菌,-19-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,核心突破,典题试做,解析:(1)据题图分析,为获得有活力原生质体的过程,常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。(2)过程为诱导原生质体融合,叶肉细胞中含有叶绿体,融合成功的活细胞中肯定含有叶绿体。(3)原生质体在培养液浓度过高时会失水皱缩,在培养液浓度过低时则会吸水涨破;在培养液中加入适宜浓度的甘露醇以保持与原生质体内相同的渗透压,目的是维持原生质体的正常形态,保持其完整性。原生质体再生出新细胞壁后,可经脱分化形成愈伤组织。(4)染色体变异在显微镜下可见,为确定再生植株的变异类型,可选取再生植株与双亲植株根尖分生区细胞,经解离、漂洗、染色、制片后,观察比较它们之间染色体的不同。(5)再生植株1、2、4中既有花椰菜的DNA,又有黑芥的DNA,应为杂种植株。(6)为筛选高抗性的杂种植株,可对杂种植株接种黑腐病菌,据其接种后的表现进行选择。,-20-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,考点二动物细胞培养与体细胞克隆 1.动物细胞培养 (1)过程,-21-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,(2)培养条件 无菌、无毒的环境:对培养液和所用培养用具进行 无菌 处理,并在培养液中添加 抗生素 ,以防止培养过程中的污染。定期更换 培养液 以清除代谢产物。 营养:除正常的无机营养和有机营养外,加入 血清、血浆 等天然成分。 适宜的温度和pH:温度为 36.5 左右,pH为7.27.4。 气体环境:95%的空气加5%的 CO2 的混合气体。 (3)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。,-22-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,2.动物细胞核移植 (1)概念:把一个动物细胞的 细胞核 移入一个已经去除细胞核的 卵母细胞 中,使其重组并发育成一个新的胚胎,最终发育为一个 动物个体 的技术。 (2)过程,-23-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,(3)应用 加速家畜遗传改良的进程,促进优良畜群的繁育。 保护 濒危物种 。 生产医用蛋白。 作为异种移植的 供体 。,-24-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,判一判(1)植物组织培养常用液体培养基,动物细胞培养常用固体培养基。(×) (2)具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞是生物克隆的重要条件之一。() (3)在原代培养过程中要定期用胰蛋白酶处理使细胞从瓶壁上脱离,制成悬浮液。(),提示:植物组织培养常用固体培养基,动物细胞培养常用液体培养基。,-25-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,(4)核移植过程中供体理论上是提供细胞核,但操作过程中可以把整个细胞注入去核的卵母细胞中去。() (5)动物细胞培养中,CO2的主要作用是维持培养液的pH。() (6)克隆动物的性状完全与供体动物相同。(×),提示:克隆动物部分细胞质基因来自去核的卵母细胞。所以克隆动物的性状不完全与供体动物相同。,-26-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,植物组织培养、动物细胞培养和核移植的比较,-27-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,-28-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,错混辨析 (1)植物组织培养和动物细胞培养都存在细胞的培养过程,但植物细胞可以先分裂再分化,而动物细胞不分化只分裂。 (2)区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。贴壁生长到一定程度需要用胰蛋白酶处理,然后再分瓶培养,原代培养结束,开始了传代培养。 (3)经植物组织培养成的植株与提供外植体的植株完全相同,而动物细胞核移植形成的个体与供体大部分性状相同,也有部分性状与提供卵母细胞的个体相同。 (4)核移植过程中供体理论上是提供细胞核,但操作过程中可以把整个体细胞注入去核的卵母细胞中去,原因是体细胞体积相对较小,取核难度较大,另外细胞膜对核融合的障碍性较小。 (5)植物组织培养时,植物细胞在激素的诱导下能表达出全能性,但动物杂交细胞不能表达出全能性。,-29-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,例题(2015河北唐山二模)阅读以下材料,回答问题。 材料1:某研究小组对小鼠的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行培养。 材料2:基因敲除是通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术。 (1)材料1属于 工程范畴。制备肝细胞悬浮液时剪碎肝组织,再用 处理,肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2,其主要作用是 。为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的 。,-30-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,(2)材料2属于基因工程的范畴。将某基因插入基因表达载体的目的基因中,使目的基因 ,通过 技术导入ES细胞中。观察基因敲除前后生物体性状的变化,可以研究目的基因(敲除基因)的 ;敲除抗原决定基因,还可获得适合人体移植的其他动物器官,减弱或消除 。,-31-,考点一,考点二,考点三,自主梳理,典题试做,核心突破,答案:(1)细胞 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 维持培养液的pH 抗生素 (2)失活(或灭活) 显微注射 功能 免疫排斥(或排斥反应),解析:(1)培养小鼠的肝肿瘤细胞和正常肝细胞的技术手段是动物细胞培养。制备肝细胞悬浮液时剪碎肝组织,再用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理;肝细胞培养过程中在培养液中通入5%的CO2的目的是维持培养液的pH。为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素。(2)基因工程中将某基因插入基因表达载体的目的基因中,则目的基因因结构改变而失去活性,通过显微注射技术导入ES细胞中。观察基因敲