2020高考生物大一轮复习 第十一单元 第2讲 细胞工程课件 新人教版

研考点•重点难点探究固考基•双基体系优化目录ONTENTSC悟高考•真题演练4课时作业第十一单元现代生物科技专题第2讲细胞工程[考纲要求]1.植物的组织培养(Ⅱ)。2.动物细胞培养与体细胞克隆(Ⅱ)。3.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。一、植物细胞工程1．植物细胞工程的基本技术2．植物细胞工程的实际应用二、动物细胞培养与核移植技术1．动物细胞培养2．动物细胞核移植技术三、动物细胞融合与单克隆抗体1．补充植物组织培养操作流程图，并填空：(1)植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的。(2)离体的植物器官、组织或细胞通常称为。(3)在植物组织培养过程中，启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素是和。(4)利用植物组织培养技术生产细胞产物时，只需培养到阶段即可。全能性外植体生长素细胞分裂素愈伤组织2．分析植物体细胞杂交技术流程图，并填空：(1)过程①为去除获得具有活力的原生质体，所用到的酶是。(2)过程②是原生质体的融合，其原理是细胞膜的，人工诱导的物理法包括等；化学法一般用作诱导剂。(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。(4)过程④是技术，其原理是植物细胞的。细胞壁纤维素酶和果胶酶流动性离心、振动、电激聚乙二醇细胞壁植物组织培养全能性3．补充动物细胞培养过程示意图，并填空：(1)与植物细胞培养相比，动物细胞培养过程所用的培养基一般是培养基，并加入。(2)动物细胞培养过程中两次用到胰蛋白酶，第一次的作用是将剪碎的组织分散成；第二次是将贴壁细胞从瓶壁上下来，目的是避免动物细胞的现象。(3)动物细胞培养时加入CO2的主要作用是维持培养液的；O2的作用是促进细胞。液体动物血清单个细胞分离接触抑制pH有氧呼吸考点一植物细胞工程[考点研析]1．细胞全能性(1)原理：细胞内含有本物种全部的遗传信息。(2)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。(3)细胞全能性表达的条件：完整细胞核，离体，无菌，一定的营养、激素和其他适宜的外界条件。(4)细胞全能性大小与细胞分化程度成反比。(5)全能性大小植物细胞：受精卵生殖细胞体细胞动物细胞：受精卵生殖细胞胚胎干细胞体细胞核(动物细胞全能性受限制，但细胞核具有全能性)。2．植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系名称植物组织培养植物体细胞杂交原理植物细胞的全能性细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性过程名称植物组织培养植物体细胞杂交选材选取根尖、茎尖、形成层部位最容易诱导脱分化不同种的植物体细胞融合后形成杂种细胞技术操作脱分化、再分化等除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导原生质体融合应用①繁殖：微型繁殖、作物脱毒、人工种子②培育新品种③生产细胞产品克服远缘杂交的不亲和性，培育作物新品种关系植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂3.激素比例与分化的关系生长素用量比细胞分裂素用量，比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成；比值适中时，促进愈伤组织的形成。(如图所示)：4．植物体细胞杂交后的遗传物质分析(1)遗传特性：杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。(2)染色体组数①染色体组数＝两种植物体细胞内染色体组数之和。②植物体细胞杂交形成的杂种植株，有几个染色体组就称为几倍体。③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，则新植株应为异源四倍体，其体细胞中染色体数为(2x＋2y)条，4个染色体组，基因型为AabbccDd。5．植物细胞工程的实际应用(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a.保持优良品种的遗传特性b.高效快速地实现种苗的大量繁殖②作物脱毒技术：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、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。(2)单倍体育种实质：花药离体培养过程就是植物组织培养过程。流程：花药――→离体培养单倍体幼苗――→秋水仙素诱导染色体数目加倍纯合子。优点：后代不发生性状分离，都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短了育种年限。[命题探究]1．(2019·广东广州模拟)草莓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：外植体①,愈伤组织②,芽、根―→植株(1)外植体经组织培养最终可以形成一个完整植株，这一过程体现了植物细胞的__________。其中过程①为__________，过程②为__________。(2)影响植物组织培养的因素有多种：①为提高组织培养成功率，培育出无病毒幼苗，常选择草莓__________(填“茎尖”“叶片”或“花粉”)的材料作外植体。②愈伤组织形成芽、根的过程则与培养基中____________________________与__________(填植物激素的名称)的比例有密切关系，该比值较高时，促进__________(填“根的分化”或“芽的分化”)。③除植物体自身原因、植物激素用量及比值等因素外，还与环境条件有密切关系，包括：营养物质、_________________________________、__________、光照等。(3)在组织培养的过程中，无菌技术也是实验能否成功的重要因素，请说明下列各项需要灭菌的是_____________________________________(填编号)。①锥形瓶②培养皿③操作者的手④草莓植株⑤培养基解析：(1)由植物细胞发育成完整植株，可体现植物细胞的全能性。(2)常用茎尖组织培养技术获得无病毒植株，生长素和细胞分裂素的比例与组织培养过程中根、芽的分化密切相关。(3)组织培养过程中，锥形瓶、培养皿和培养基需要灭菌，操作者的手和外植体需要消毒。答案：(1)全能性脱分化再分化(2)①茎尖②生长素细胞分裂素根的分化(或细胞分裂素生长素芽的分化)③pH温度(3)①②⑤考点二动物细胞工程[考点研析]1．动物细胞培养与动物体细胞核移植动物细胞培养动物体细胞核移植原理细胞增殖动物细胞核的全能性过程动物细胞培养动物体细胞核移植结果应用获得细胞群(1)生产生物制品；(2)用于基因工程；(3)检测有毒物质；(4)临床医学研究获得克隆动物(1)加速家畜遗传改良进程，促进良种繁育；(2)保护濒危物种；(3)生产医用蛋白；(4)提供克隆器官、组织等[易混易错]动物细胞培养和核移植技术的理解(1)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同：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。(2)细胞核移植技术形成重组细胞并发育成一个新个体，体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。(3)克隆属于无性繁殖，产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。(4)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：①克隆动物绝大部分DNA来自供体细胞核，但其线粒体中的DNA来自去核卵细胞。②性状受基因与环境共同影响。③在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动物没有的性状。2.单克隆抗体的制备(1)血清抗体与单克隆抗体名称产生特点血清抗体由浆细胞分泌一般从血清中分离，产量低、纯度低、特异性差单克隆抗体由杂交瘤细胞分泌特异性强，灵敏度高，能大量制备(2)单克隆抗体的制备(3)制备单克隆抗体过程中的两次筛选项目第一次筛选第二次筛选筛选原因诱导融合后得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞筛选方法用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(“BB”细胞、“瘤瘤”细胞)都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞(“B瘤”细胞)才能生长用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群筛选目的得到杂交瘤细胞得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞(4)获取单克隆抗体的场所①若在培养基中进行杂交瘤细胞培养，则从培养液中提取。②若在小鼠或其他动物腹腔中培养，则从腹水中提取。3．单克隆抗体的应用(1)作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并与一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。(2)用于治疗疾病和运载药物：主要用于癌症治疗，可制成“生物导弹”，也有少量用于治疗其他疾病。[命题探究]2．单纯疱疹病毒Ⅰ型(HSV－1)可引起水泡性口唇炎。利用杂交瘤技术制备出抗HSV－1的单克隆抗体可快速检测HSV－1。回答下列问题：(1)在制备抗HSV－1的单克隆抗体的过程中，先给小鼠注射一种纯化的HSV－1蛋白，一段时间后，若小鼠血清中抗__________的抗体检测呈阳性，说明小鼠体内产生了__________反应，再从小鼠的__________中获取B淋巴细胞。将该B淋巴细胞与小鼠的________________细胞融合，再经过筛选、检测，最终可获得所需的杂交瘤细胞，该细胞具有的特点是____________________________________________________。(2)若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体，可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的____________中使其增殖，再从__________中提取、纯化获得。(3)通过上述方法得到的单克隆抗体可准确地识别这种HSV－1蛋白，其原因是该抗体具有__________和__________等特性。解析：(1)制备单克隆抗体时，需要先给小鼠注射特定抗原(HSV－1蛋白)，当小鼠血清中抗HSV－1蛋白的抗体检测呈阳性时，就可从小鼠脾脏中获取B淋巴细胞，将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，经过筛选和克隆化培养，最终获得既能无限增殖又能产生专一抗体的杂交瘤细胞。(2)单克隆抗体的获取有两条途径，一是从体外细胞培养液中提纯获得，二是将杂交瘤细胞注射到小鼠的腹腔中使其增殖，再从腹水中提取、纯化获得。(3)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高等特点。答案：(1)HSV－1蛋白体液免疫(其他合理答案也可)脾脏(其他合理答案也可)骨髓瘤无限增殖且产生专一抗体(2)腹腔腹水(3)灵敏度高特异性强3．(2019·四川绵阳诊断)下图为单克隆抗体制备流程示意图。(1)图中①过程是____________________。对动物细胞来说，②过程独有的方法是用____________________作诱导剂。③过程的目的是____________________。④过程的目的是获得____________________。(2)在培养过程中为防止杂菌感染，应向培养液中添加________；其体外培养需用CO2培养箱，其中CO2的主要作用是____________________。(3)若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体，可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的__________中使其增殖。(4)单克隆抗体与传统抗体相比，其优点是____________________。解析：(1)②过程表示诱导浆细胞与骨髓瘤细胞融合，动物特有的细胞融合方法是用灭活的病毒作诱导剂处理。单克隆抗体制备过程中需两步筛选：③过程是利用选择培养基筛选杂交瘤细胞，④过程是利用克隆化培养和抗体检测筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。(2)动物细胞培养过程中，添加抗生素可以防止杂菌感染。体外培养需用CO2培养箱，其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。(3)杂交瘤细胞可在小鼠腹腔中进行体内培养。(4)单克隆抗体与传统抗体相比，其优点是特异性强，灵敏度高，可大量制备。答案：(1)给老鼠注射特定抗原灭活的病毒筛选杂交瘤细胞能产生特异性抗体的杂交瘤细胞(2)抗生素维持培养液的pH(3)腹腔(4)特异性强，灵敏度高，可大量制备考点三动植物细胞工程的比较[考点研析]1．植物组织培养、动物细胞培养和细胞核移植的比较项目植物组