人教版高考生物总复习13.2细胞工程完美课件PPT

这是一份人教版高考生物总复习13.2细胞工程完美课件PPT，共45页。PPT课件主要包含了-2-，-3-，-4-，-5-，-6-，-7-，-8-，-9-，-10-，-11-等内容，欢迎下载使用。
一、细胞工程的概念1.原理和方法:应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法。2.操作水平:　细胞　水平或细胞器水平。 3.目的:按照　　人的意愿　　来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。 4.分类:根据操作对象的不同,分为　　　植物细胞工程　　　和动物细胞工程。 
二、植物细胞工程1.原理:植物细胞的　　全能性　　。 (1)原因:生物的任何一个细胞都包含本物种的　　全部遗传信息　　。 (2)全能性表达的条件:处于　离体　状态,提供一定的营养、　激素　和其他适宜外界条件。 
2.植物组织培养技术(1)原理:　　　植物细胞的全能性　　　。 
3.植物体细胞杂交技术(1)概念:将　　不同种　　的植物体细胞,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　　　　的技术。 (2)操作流程
a.过程①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②是原生质体的融合,人工诱导的物理方法包括　　　　离心、振动、电激　　　　等;化学方法一般用　　聚乙二醇　　作诱导剂。 c.过程③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:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
4.植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径:　　微型繁殖　　、作物脱毒、　　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)细胞产物的工厂化生产。
三、动物细胞工程1.动物细胞培养(1)过程
(2)培养条件①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。 ②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。 ③适宜的温度和pH:温度为　　36.5±0.5　　 ℃,pH为7.2~7.4。 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。 
2.动物体细胞核移植(1)概念:将动物一个细胞的　　 细胞核　 　移入一个　　 　去核的卵母细胞　 　　中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个胚胎最终发育为　动物个体　。 (2)过程
(3)应用①加速家畜遗传改良的进程,促进优良畜群的繁育。②保护　　濒危物种　　。 ③生产医用蛋白。④作为异种移植的　　供体　　。 ⑤用于组织器官的移植。
3.动物细胞融合(1)概念:动物细胞融合也叫　　细胞杂交　　,是指两个或多个细胞结合形成　　一个细胞　　的过程。 (2)原理:细胞膜具有一定的　　流动性　　。 
(4)意义:突破了　　有性杂交　　方法的局限,使远缘杂交成为可能,也为制备　　单克隆抗体　　开辟了新的途径。 
4.单克隆抗体的制备(1)过程
(2)优点:　　特异性　　强、灵敏度高,可大量制备。 (3)用途:作为　诊断　试剂;用于治疗疾病和运载药物。 
1.植物组织培养的过程
2.条件(1)离体:生物体内基因的表达在空间和时间上具有选择性。(2)营养条件:水、无机盐、维生素等营养物质,以及激素(　　生长素　　和　　　　细胞分裂素　　　　)。 (3)环境条件①适宜的温度、pH——确保酶的活性。②无菌——细菌等微生物繁殖快,消耗营养物质多,同时产生有害的代谢产物,毒害植物细胞。③光照——光照有利于细胞内叶绿素的合成和光合作用的进行。
3.植物组织培养和植物体细胞杂交的比较
4.单倍体育种和突变体利用的不同点
考向一　植物组织培养1.人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体,它能像种子一样萌发生长,长成植物。人工种子的核心部件是一个被外层物包埋的具有类似于胚功能的胚状体。将胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中,便成了所谓的“人工种子”。
(1)利用外植体培育人工种子依据的原理是　　　植物细胞的全能性　　　,培育胚状体利用了　　　植物组织培养　　　技术。 (2)包埋胚状体的胶质可看作自然种子的哪部分结构?　　　种皮及提供营养的胚乳或子叶　　　。 (3)如果外植体是植物的茎尖,通过①的处理可使细胞彼此分离,①过程中可加入(　C　)A.蛋白酶　　　　　　B.淀粉酶C.果胶酶　　D.胰蛋白酶(4)②过程表示脱分化过程,其实质是　　使细胞恢复分裂能力　　;③表示再分化过程,其实质是　　基因的选择性表达　　。 (5)由人工种子萌发成的植株是否可育?　　　不一定　　　。 
解析:(1)利用外植体培育的人工种子能发育成完整植株,说明其细胞内含有个体发育所需要的全部遗传物质,因此依据的原理是细胞的全能性,人工种子是经过植物组织培养技术得到的。(2)包裹胚状体的胶质有保护胚状体的作用,同时又可以为胚状体提供营养物质,所以可看成种皮及胚乳或子叶。(3)使植物细胞彼此分离可以使用果胶酶,因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。(4)脱分化的实质是使细胞恢复分裂能力,而再分化的实质是基因的选择性表达。(5)人工种子是否可育取决于培育胚状体所选用的材料。
考向二　植物体细胞杂交2.甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物,甲含有效成分A,乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题。(1)为了培育该新型药用植物,可取甲和乙的叶片,先用　　纤维素　　酶和　　　果胶　　　酶去除细胞壁,获得具有活力的　原生质体　,再用化学诱导剂诱导二者融合,形成的融合细胞进一步培养形成　　 愈伤 　　组织,然后经过　再分化(或分化)　形成完整的杂种植株。这种培育技术称为　植物体细胞杂交技术　。 
(2)上述杂种植株属于多倍体,多倍体是指由受精卵发育来的体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体(其他合理答案也可)。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的,而上述杂种植株是可育的,造成这种差异的原因是　　　在减数分裂过程中,前者染色体联会异常,而后者染色体联会正常(其他合理答案也可)　　　。 (3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的　胚状体、不定芽、顶芽、腋芽(答对其中一个即可)　等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。 
解析:(1)利用植物体细胞杂交技术培育新品种的过程中,应先用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁,获得有活力的原生质体,经诱导融合后培养成为愈伤组织,再经再分化形成完整植物体。(2)多倍体是指由受精卵发育来的、细胞内含有三个或三个以上染色体组的个体。(3)欲通过人工种子大量繁殖这种杂种植株,则可将经再分化形成的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等材料经人工薄膜包装来获得人工种子。
1.植物组织培养、动物细胞培养和核移植的比较
2.细胞融合的过程分析　
细胞融合的过程包括细胞膜融合、细胞质融合和细胞核融合,其中细胞膜融合是细胞融合的先导,在细胞膜融合中体现出细胞膜具有一定的流动性。
3.单克隆抗体的制备(1)血清抗体与单克隆抗体
(2)制备单克隆抗体过程中的两次筛选　
(3)获取单克隆抗体的场所①若在体外条件下培养,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。
考向一　动物细胞培养的特点及应用1.(2015河北唐山二模)阅读如下材料,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　 细胞 　工程范畴。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,肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2中,其主要作用是　　　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)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　　失活(或灭活)　　,通过　　　显微注射　　　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　功能　;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　　　　免疫排斥(或排斥反应)　　　　。
考向二　动物细胞核移植2.Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如下图所示。
(1)步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的　　细胞核　　(结构)。 (2)培养细胞过程中,要置于CO2培养箱中,其中CO2的主要作用是　　　　　维持培养液的pH　　　　　。 (3)步骤③中,需要构建含有Rag2基因的表达载体。可以根据Rag2基因的　　 　核苷酸序列　 　　设计引物,利用PCR技术扩增Rag2基因片段。用HindⅢ 和PstⅠ限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体,所选择的表达载体上应具有　　　　　HindⅢ和PstⅠ　　　　　酶的酶切位点。 (4)为检测Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的　　　　　蛋白质　　　　,用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。
考向三　动物细胞融合与单克隆抗体的制备3.某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z),每只小鼠免疫5次,每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数),结果如下图所示。
若要制备杂交瘤细胞,需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目40条),并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目60条)按一定比例加入试管中,再加入聚乙二醇诱导细胞融合,经筛选培养及抗体检测,得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。回答下列问题。(1)制备融合所需的B淋巴细胞时,所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16 000以上,则小鼠最少需要经过　4　次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中,最适合用于制备B淋巴细胞的是　Y　小鼠,理由是　　　　　　　Y小鼠的血清抗体效价最高　　　　　　　。
(2)细胞融合实验完成后,融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外,可能还有　　　　B淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞　　　　,体系中出现多种类型细胞的原因是　　　　细胞融合是随机的,且融合率达不到100%　　　　。 (3)杂交瘤细胞中有　1　个细胞核,染色体数目最多是　100　条(不考虑细胞有丝分裂)。 (4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活,原因是　　不能无限增殖　　。 
晨读晚背基础知识通关1.植物组织培养的过程主要包括脱分化和再分化两个阶段,脱分化的结果是形成愈伤组织,再分化的结果是形成根和芽。2.植物体细胞杂交需要用酶解法制备原生质体,所用的酶为纤维素酶和果胶酶。3.无论是植物体细胞杂交还是动物细胞融合,都需要诱导。4.植物组织培养需要各种营养成分和植物激素,动物细胞培养需要各种营养成分及血清。5.植物体细胞杂交可用于作物育种,动物细胞融合可用于单克隆抗体的制备。6.产生单克隆抗体的细胞是杂交瘤细胞,它既能产生单克隆抗体又能无限增殖。
易混易错点规避通关1.辨析植物细胞工程相关知识(1)植物体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞,不管是染色体数、基因型还是染色体组都采用直接相加的方法。(2)利用植物组织培养生产细胞产物时,有时只需将外植体培养到愈伤组织,从愈伤组织中获取产物。(3)人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。2.辨析动物细胞培养与体细胞核移植相关知识(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)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,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阻碍较小。3.辨析动物细胞融合与单克隆抗体(1)灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力,但是并不破坏这些病原体的抗原结构。(2)除了受到注射的抗原的刺激,小鼠在生活过程中还可能受到其他抗原的刺激,因此从小鼠体内取出的多个B淋巴细胞可能产生多种不同抗体,所以进行第二次筛选是非常必要的。(3)单克隆抗体制备过程中,进行了多次动物细胞培养的操作,说明动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
判断题判别正误通关1.乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养。(2015江苏卷,3A)(　×　)2.消毒的原则是既杀死材料表面的微生物,又减少消毒剂对细胞的伤害。 (　√　)3.在愈伤组织培养中加入促进细胞融合的诱导剂,可获得染色体加倍的细胞。 (　×　)4.棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞的全能性。 (　√　)5.二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。 (　×　)
6.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。 (　×　)7.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。 (　×　)8.动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育。 (　√　)9.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。 (　×　)10.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。 (　√　)