2018一轮复习细胞工程专题

细胞工程指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。根据操作对象的不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域。应用的原理和方法研究的水平研究的目的分类(1)理论基础：。植物细胞的全能性知识点一植物细胞工程一．植物组织培养1、定义：生物体的细胞具有发育成完整个体的潜能的特性。2、原因：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套，都有发育成为完整个体所必需的。3、差异：（1）受精卵的全能性最高（2）受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的低。植物细胞的全能性受精卵生殖细胞体细胞＞＞4、大小遗传物质全部基因(2)填写操作过程图：外植体――→①A――→②B―→植物体图中①，②，A表示，B表示。脱分化再分化愈伤组织胚状体或丛芽脱分化让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。再分化脱分化产生的愈伤组织继续进行培养又可以重新分化成根或芽等器官，这一过程称为植物细胞的再分化。1、植物细胞全能性的必要条件？离体、完全营养和激素、无菌条件和光照2、脱分化的目的？3、决定脱分化和再分化的关键因素是？表现出全能性4、整个过程严格无菌操作的原因是？避免污染，因为一些微生物的代谢生长比未分化的细胞快。植物激素生长素细胞分裂素离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织胚状体或丛芽植物体外植体脱分化(避光)植物激素：细胞分裂素、生长素再分化（光照）植物组织培养关键词：外植体、脱分化、再分化、愈伤组织排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团生长素和细胞分裂素用量的比例对器官的发生起决定作用。植物组织培养的培养基•无机营养成分：N、P、K等大量元素及部分微量元素、水•有机营养成分：蔗糖、维生素和氨基酸激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素琼脂：凝固剂•PH值：5.0－6.0P36植物组织培养条件：离体，含有全部营养成分的培养基、一定的温度、适合的PH、空气、无菌环境、适时光照等。植物组织培养的优点:P38无性繁殖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。应用：试管苗的快速繁殖、作物脱毒、生产人工种子1.微型繁殖(1)微型繁殖技术:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术.2.作物脱毒(1)材料:植物分生区（茎尖）的病毒极少，甚至无病毒。(2)脱毒苗:切取茎尖进行，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗（3）优点：使农作物不会或极少感染病毒，提高作物的产量和品质。植物细胞工程的实际应用组织培养3.神奇的人工种子(1)优点:后代无性状分离不受气候,季节和地域限制(2)技术:植物组织培养.(3)结构:人工薄膜包装胚状体或不定芽或顶芽或腋芽.植物细胞工程的实际应用P39人工种皮要求：1、能透水、透气、含有各种营养成分。2、含有农药、杀虫剂3、含有生长调节剂4、可添加有益菌，如根瘤菌。4、单倍体育种方法:花药离体培养5、突变体的利用（组培过程中细胞易突变）6、生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等.•(2011·江苏)下列有关植物组织培养的叙述，正确的是•A．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞•B．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株•C．用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子•D．植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得D(2014·正定模考)下面为植物组织培养过程图解，以下相关叙述错误的是()植物叶片―→a叶组织块愈伤组织―→c有生根发芽能力的胚状结构―→d人工种子―→e幼苗―→bA．b过程发生了脱分化，在此过程中植物激素不发挥作用B．c过程发生了再分化，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程C．d过程是在胚状结构外包裹人工胚乳和人工种皮制成人工种子D．人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题A(2010年新课标全国高考)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。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).遗传特性快遗传信息微生物生根细胞分裂素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强度,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。逐渐减小先增加后下降不能降低二、植物体细胞杂交技术1、定义：将不同种植物的体细胞，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方法。2、优势：（与有性杂交方法比较）克服远缘杂交不亲和的障碍P36原理：原理：3、植物体细胞杂交过程示意图(1)过程①为去除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。(2)过程②是原生质体的融合，人工诱导的物理方法包等；化学方法一般用作诱导剂。(3)过程③是原生质体融合后再生出，这是原生质体融合成功的标志,与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为⑤涉及的分裂方式为。细胞壁纤维素酶和果胶酶离心、振动、电刺激聚乙二醇细胞壁细胞膜的流动性植物细胞的全能性高尔基体④⑤脱分化再分化有丝分裂（2013.天津高考）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。据图回答下列问题：（1）过程①所需的酶是。（2）过程②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。三维P229纤维素酶和果胶酶叶绿体（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。保持原生质体完整性细胞壁双亲（或花椰菜和黑芥）解离漂洗（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1—4进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株1—4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。1、2、4黑腐病菌“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长周期短、耐热性强和易储存等优点。图是“白菜－甘蓝”的杂交过程示意图，请据图回答：白菜细胞原生质体A甘蓝细胞原生质体B正在融合的原生质体杂种细胞愈伤组织“白菜—甘蓝”植株（1）在上述方法中，除去细胞壁的方法是__________。（2）图中原生质体A和原生质体B能融合形成一个杂种细胞，所依据的生物学原理是_________________。（3）通常情况下，白菜和甘蓝杂交是不成功的，原因是___________纤维酶和果胶酶处理细胞膜的流动性存在生殖隔离2X（4）若白菜细胞中含2X条染色体，甘蓝细胞中含2Y条染色体，则杂种细胞中染色体数为_________，发育成的植株倍体.（5）若白菜和甘蓝的基因型分别为AaBB,ccDd,通过细胞工程可获得哪几种基因型的融合细胞_________，_________．__________．2X2X＋2YAAaaBBBBccccDDddAaccBBDd四“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长周期短、耐热性强和易储存等优点。图是“白菜－甘蓝”的杂交过程示意图，请据图回答：白菜细胞原生质体A甘蓝细胞原生质体B正在融合的原生质体杂种细胞愈伤组织“白菜—甘蓝”植株就是从动物机体中取出相关组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。1、概念和应用：依据的原理：细胞增殖知识点二动物细胞工程P442.操作流程:胰蛋白酶细胞悬液原代培养胰蛋白酶（1）.细胞贴壁：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上（单层）。要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。（2）.接触抑制：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，这种现象称为细胞的接触抑制。动物细胞培养特点：贴壁生长、接触抑制（3）、原代培养：动物组织消化后的初次培养。（4）、传代培养：贴满瓶壁的细胞，出现接触抑制后，需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶培养，让细胞继续增殖。动物胚胎或幼龄动物组织块增殖能力强，代谢旺盛，分化程度低，容易培养：或胶原蛋白酶：分解组织间蛋白，将组织分散成单个细胞P441、保证细胞所需要的营养供给2、保证细胞内有害代谢产物的及时排出：贴壁生长接触抑制洗涤、稀释、分离（1）、无菌、无毒的环境（无菌处理、添加一定量的抗生素，定期更换培养液）（2）、营养（葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、维生素、微量元素等、血清、血浆）（3）、温度和PH温度36.5+0.5度，pH7.2～7.4（4）、气体环境O2和CO2（95%空气和5%CO2）3、动物细胞培养条件保证细胞顺利的生长增殖离体培养的细胞对微生物和有毒物质没有防御能力O2—细胞代谢所必需；CO2—维持培养液的PH课本P46考点一植物组织培养与动物细胞培养植物组织培养与动物细胞培养的异同动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织植物幼嫩部位或花药等取材葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂、植物激素成分液体培养基固体或半固体培养基类型培养基细胞增殖植物细胞全能性理论基础动物细胞培养植物组织培养项目新的细胞系或细胞株，不形成个体，不体现全能性新的组织或植株个体，可以体现全能性结果过程动物细胞培养植物组织培养项目①两技术手段培养过程中细胞都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂②均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件相同点①蛋白质生物制品的生产②皮肤移植材料的培育③检测有毒物质④生理、病理、药理学研究①植株快速繁殖②脱毒植株的培育③人工种子④生产药物、杀虫剂等⑤转基因植物的培育目的动物细胞培养植物组织培养项目三维P227易误提醒1.概念：将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。核移植（难度高）二、动物体细胞核移植技术胚胎细胞核移植：体细胞核移植：细胞分化程度低，恢复全能性容易用核移植的方法得到的动物称为克隆动物供体受体结果原理：动物细胞核的全能性课本P47二、动物体细胞核移植技术和克隆动物1.原理:动物细胞核的_________。2.供体和受体:(1)供体细胞:一般选优良动物的传代_____以内的细胞。(2)受体细胞:去核的_____________________________。全能性10代减数第二次分裂中期的卵母细胞3.过程:细胞培养重组细胞去核供体三、动物细胞融合（细胞杂交）1、概念：指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。2、结果：形成单核的杂交细胞3、原理：细胞膜的流动性4、诱导因素物理法：离心、振动、电激化学法：聚乙二醇（PEG)生物法：灭活的病毒5、过程膜融合、质融合、核融合通过有丝分裂进行核融合动物细胞融合成功的标志：核融合P526、意义：克服远缘杂交不亲和的障碍。7、应用：成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的