高考生物总复习 第2章细胞工程 苏教选修3.ppt

第2章细胞工程 高频考点突破 命题视角剖析 基础自主梳理 即时达标训练 第2章细胞工程 基础自主梳理 一 细胞工程概述1 概念 以细胞为基本单位 在体外 条件下进行培养 繁殖或利用细胞融合 使细胞某些生物学特性按照人们的意愿发生改变 从而改良生物品种 创造新品种和加速繁育生物个体 以及获得某些有用的细胞代谢产物的技术 无菌 核移植技术 2 类型 1 据研究对象不同 植物细胞工程 工程 微生物工程 2 据所用技术不同 植物 培养 细胞核移植 染色体工程 3 应用 1 快速繁殖 利用离体的植物组织细胞 在特定条件下 培育新植株 动物细胞 细胞与组织 细胞融合 组织或器官 2 获得无病毒作物 植物 附近 因很少感染病毒 甚至无病毒 而被用来培育无病毒植株 3 开发洁净的能源 减少环境污染 利用细胞工程产氢技术 是开发洁净能源的途径之一 4 繁殖优良家畜品种及濒危动物 体细胞 的具体应用 分生区 克隆技术 4 意义 改变了传统的育种方式 生产方式 二 植物细胞工程1 植物组织培养 1 理论基础 细胞的全能性 生物体的 具有使后代细胞形成完整个体的潜能 物质基础 生物体的每一个细胞包含有该物种所特有的全套 都有发育成完整个体所必需的全部 细胞 遗传物质 基因 细胞全能性比较 的全能性最高 体细胞的全能性比生殖细胞低得多 实现细胞全能性条件 状态下 并提供一定的营养物质 激素和其他外界条件 受精卵 离体 愈伤组织 3 应用 作物快速繁殖 无病毒植物的培育 细胞产品的生产 的制造 转基因植物的培育 2 植物细胞培养概念和过程 人工种子 三 动物细胞工程1 动物细胞培养 1 培养基 选用液体培养基 通常含葡萄糖 氨基酸 无机盐 核酸 嘌呤 激素和生长因子等 2 取材 大都取自 或出生不久的幼龄动物的器官或组织 维生素 动物胚胎 3 过程 4 应用 蛋白质生物制品的生产 移植皮肤细胞的培养 检测有毒物质 医学研究 2 动物细胞融合 1 促融剂 除物理法和化学法外 还常用 灭活的病毒 3 主要用途 制备 3 单克隆抗体 1 制备 单克隆抗体 2 特点 化学性质单一 强 灵敏度高 3 应用 单抗诊断盒 生物导弹 4 体细胞克隆 1 概念 将供体体细胞的 与受体 的细胞质进行人工组合 借助于卵细胞的发育能力 经过培养发育成胚胎进而形成个体的技术 2 关键 细胞核移植技术 特异性 细胞核 去核卵细胞 3 过程 思考感悟动物组织培养与植物组织培养的目标有什么不同 提示 动物细胞组织培养是为了获取大量的细胞群 而植物组织培养的目标通常是为了获取完整的植物个体 高频考点突破 1 理论依据生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质 都有发育成为完整个体所必需的全部基因 从理论上讲 生物体的每一个活细胞都应该具有全能性 2 全能性的高低 大小 1 受精卵 配子 体细胞 2 分化程度低的细胞 分化程度高的细胞 3 植物细胞 动物细胞 3 体细胞未表现全能性的原因 基因的表达具有选择性 4 体现全能性的条件 处于离体状态 在一定的营养物质 激素和其他外界条件的作用下 5 植物组织培养 2 地位 是培育转基因植物 植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序 易误警示 离体的动物体细胞 其全能性受到限制 但其细胞核仍然保持全能性 如克隆技术培养动物个体 然而需要卵细胞质才能体现出来 这说明细胞质中有调控核内基因表达的因素存在 植物组织培养的结果据培养目标而异 a 繁殖 培育成试管苗 b 生产人工种子 培育至愈伤组织再分化 c 生产细胞产品 培育至愈伤组织 即时应用 随学随练 轻松夺冠 1 2011年江苏镇江模拟 在离体的植物器官 组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中 下列各项中为必要条件的是 多选 A 培养基需消毒灭菌B 给予适宜的温度C 给予充足的光照D 给予适宜的养料和激素 解析 选ABD 在植物组织培养过程中 将离体的组织细胞置于相应的培养基中 在一定的激素刺激下 使其发生脱分化后形成愈伤组织 并在此基础上 逐渐分化成具有根 芽的植物胚状体 在脱分化形成愈伤组织时 由于植物细胞脱离了植物体 所有营养必须从培养基中获得 同时在此过程中易受到细菌的感染而死亡 因此必须对培养基进行消毒 愈伤组织再分化成根 芽的胚状体时 需给予光照刺激 以促进叶绿素的合成 为随后的光合作用提供有利条件 本题中的限定前提是细胞脱分化形成愈伤组织的过程而不是再分化的过程 1 植物繁殖的新途径 1 微型繁殖 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术 特点有 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 2 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 3 人工种子 以植物组织培养得到的胚状体 不定芽 顶芽 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 单倍体育种和突变体的利用突变体Aa中A为突变新基因 并控制着优良性状 利用单倍体育种方法步骤如下 优点 稳定遗传 缩短育种年限 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 答案 A 易误警示 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 原代培养与传代培养的分界点为分瓶的继续培养 即时应用 随学随练 轻松夺冠 3 2011年徐州高三第一次检测 与 多利 羊等克隆哺乳动物相关的技术有 人工授精 胚胎移植 细胞培养 核移植A B C D 解析 选C 多利 羊等克隆哺乳动物是用核移植的方法得到的 而动物细胞核移植技术包括 细胞培养 核移植 胚胎培养和胚胎移植 1 与血清抗体的区别单克隆抗体 由单个B淋巴细胞通过无性繁殖 克隆 形成细胞群 由它们产生出化学性质单一 特异性强的抗体 血清抗体 从动物血清中分离所得的抗体 产量低 特异性差 纯度低 反应不够灵敏 2 制备 1 杂交瘤细胞的特点 既能大量繁殖 又能产生专一性的抗体 2 单克隆抗体的优点 特异性强 纯度高 灵敏度高 并能大量制备 3 单克隆抗体的作用a 作为诊断试剂 准确识别各种抗原物质的细微差异 并跟一定抗原发生特异性结合 具有准确 高效 简易 快速的优点 b 用于治疗疾病和运载药物 主要用于治疗癌症 可制成 生物导弹 也有少量用于治疗其他疾病 即时应用 随学随练 轻松夺冠 4 2011年北京东城区模拟 利用动物细胞融合技术可以获得杂交瘤细胞 下列针对单个杂交瘤细胞的叙述不正确的是 A 经筛选过程方可获得B 具有双亲细胞的遗传物质C 可分泌多种特异性抗体D 体外培养条件下可大量繁殖 解析 选C 考查动物细胞融合技术的原理及应用 杂交瘤细胞的制备是动物细胞融合技术的应用 其过程是从已免疫的小鼠体内取出B淋巴细胞和骨髓瘤细胞 通过物理 化学或生物的方法使之融合形成杂交瘤细胞 再经过筛选与培养增殖 可得到能产生单一抗体的杂交瘤细胞 经过体内或体外培养可获得单一抗体 C项 可分泌多种特异性抗体 是错误的 命题视角剖析 植物组织培养技术分析 2010年高考全国新课标卷 请回答 1 植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴 该技术可以保持品种的 繁殖种苗的速度 离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养 最终能够形成完整的植株 说明该叶肉细胞具有该植物的全部 2 把试管苗转接到新的培养基上时 需要在超净工作台上进行 其原因是避免 的污染 3 微型繁殖过程中 适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗 而与 配比适宜时可促进芽的增殖 若要抑制试管苗的生长 促使愈伤组织产生和生长 需要使用的生长调节剂是 脱落酸 2 4 D 4 将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后 单株鲜重和光合作用强度的变化如图 据图分析 随着培养基中蔗糖浓度的增加 光合作用强度的变化趋势是 单株鲜重的变化趋势是 据图判断 培养基中不含蔗糖时 试管苗光合作用产生的有机物的量 能 不能 满足自身最佳生长的需要 5 据图推测 若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力 应 降低 增加 培养基中蔗糖浓度 以便提高试管苗的自养能力 尝试解答 1 遗传特性快遗传信息 2 微生物 3 生根细胞分裂素2 4 D 4 逐渐减小先增加后下降不能 5 降低 解析 1 植物组织培养属于无性繁殖 后代能够保持亲本的遗传特性 植物微型繁殖技术能够实现快速繁殖 植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性 即已经分化的细胞 仍然具有发育成完整个体的潜能 2 植物组织培养接种和试管苗转接过程中都需要无菌操作 以避免微生物 杂菌 污染 3 微型繁殖培养基中使用的生长素与细胞分裂素比例不同 可以分别诱导根 芽的形成 使用高浓度的植物生长素类似物 如2 4 D 可以抑制试管苗的生长 4 5 分析图中曲线可知 光合作用强度随着培养基中蔗糖浓度的增大而下降 但单株鲜重的变化趋势是先增加后下降 培养基中不含蔗糖时 光合作用强度最大 但由于该时期光合作用产生的有机物积累量较少 不能满足自身最佳生长的需要 在蔗糖浓度为1 左右时 单株鲜重达到最大 此时有机物的量满足自身最佳生长需要 动物细胞的培养及应用 2009年高考江苏卷 动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理 病理过程及其机制意义重大 下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图 请回答下列问题 1 肝脏切成小薄片 这有利于肝脏细胞 2 气室中充入5 CO2气体的主要作用是 3 培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长 但要注意选择抗生素的 以保证抗生素对肝脏无害 4 有机物X有毒性 可诱发染色体断裂 利用上图所示装置和提供的下列材料用具 探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用 材料用具 肝脏小块 外周血淋巴细胞 淋巴细胞培养液 植物凝集素 刺激淋巴细胞分裂 显微镜 载玻片 盖玻片 玻璃皿 滴管 吉姆萨染液 使染色体着色 有机物X溶液等 实验过程 在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞 取4等份 备用 利用甲 乙 丙 丁4组上图所示装置 按下表步骤操作 表示已完成的步骤 上表中还需进行的操作是 培养一段时间后 取4组装置中的等量培养液 分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养 一段时间后取淋巴细胞分别染色 制片 在显微镜下观察 并对比分析 若丙组淋巴细胞出现异常 而甲组的淋巴细胞正常 则说明 尝试解答 1 吸收氧气和营养物质 排出代谢废物 2 维持培养液适宜的pH 3 种类和剂量 4 向乙 或丁 组装置中放置肝脏小块 染色体形态和数量肝脏小块对有机物X具有解毒作用 解析 肝脏是动物体内最大的消化腺 还有造血和解毒功能 将肝脏切成小薄片 可使肝细胞直接接触培养液 有利于肝细胞吸收氧气和营养物质 排出代谢废物 向培养液中充入5 CO2 有利于维持培养液的pH 添加抗生素可抑制细菌生长 但不能用错 用多 否则会伤害甚至杀死肝细胞 植物细胞工程的应用 2010年高考安徽卷 草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代 导致产量降低 品质变差 运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗 草莓微型繁殖的基本过程如下 请回答 1 微型繁殖培育无病毒草莓苗时 一般选取 作为外植体 其依据是 2 在过程 中 常用的MS培养基主要成分包括大量元素 微量元素和 在配制好的培养基中 常常需要添加 有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织 接种后2 5d 若发现外植体边缘局部污染 原因可能是 3 在过程 中 愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根 但分化出了芽 其原因可能是 尝试解答 1 茎尖 或根尖 茎尖 或根尖 病毒极少 甚至无病毒 2 有机物植物激素外植体消毒不彻底 3 培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低 解析 植物微型繁殖时常采用茎尖或根尖作为外植体 原因是茎尖或根尖病毒极少 因此切取一定大小的茎尖或根尖进行组织培养 再生的植株就可能不带病毒 MS培养基的成分主要包括水 无机盐 有机小分子物质以及植物激素等 植物激素的比例能够影响芽的分化和根的分化 如细胞分裂素的比例大于生长素的比例 则有利于芽的分化 反之则有利于根的分化 接种前培养基一定要进行高温灭菌 。