【期中复习】2023-2024学年（人教版2019选择性必修3）高二生物下册之考点复习 第2章细胞工程课件

这是一份【期中复习】2023-2024学年（人教版2019选择性必修3）高二生物下册之考点复习 第2章细胞工程课件，共56页。PPT课件主要包含了动物细胞培养，胚胎工程应用，胚胎工程技术，菊花的组织培养，植物细胞的全能性，快速繁殖，生殖方式，一般为无性生殖，作物脱毒，作物脱毒的原因等内容，欢迎下载使用。

1.结合“菊花的组织培养”的实验操作，尝试设计植物组织培养技术的流程简图。2.用归纳与概括、演绎与推理等方法，用文字和图示说明动物细胞培养的过程。3.以过程图的形式表示受精作用和胚胎发育的过程。
1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交的原理和过程。2.运用稳态与平衡观，分析动物细胞培养的条件。3.哺乳动物在自然条件下受精和早期胚胎的发育规律是胚胎工程重要的理论基础。阐述细胞的结构与功能的适应。
1.查阅资料，尝试探究植物生长素和细胞分裂素使用比例对植物组织培养的影响。2.对干细胞培养用于人类疾病治疗等社会热点问题进行科学评价。
01 植物细胞工程技术
02 植物细胞工程应用
04 动物细胞融合技术和单克隆抗体
05 动物体细胞核移植技术和克隆动物
无组织结构、松散的薄壁细胞团
离体条件下已分化的细胞经过诱导，失去特有的结构和功能，重新获得分裂能力
考点一：植物细胞工程技术（植物组织培养）
是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
离体培养的植物器官、组织或细胞
愈伤组织能重新分化成芽、根等器官
生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。它们的浓度、比例都会影响植物细胞的发育方向。
3.脱分化与再分化比较:
巧记：高根低芽中愈伤
4.决定植物脱分化、再分化的关键因素:
有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
切割： （无菌操作）
①接种到诱导愈伤组织培养基形成愈伤组织（培养温度：18-220C、避光）
培养15~20天后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将 幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情 况，适时浇水、施肥，直至开花。
例1．下图是利用三倍体香蕉的茎尖培养脱毒香蕉植株的过程示意图。下列叙述正确的是（　　）
A．过程①~③中发生了有丝分裂和减数分裂B．对香蕉进行花药培养可获得单倍体C．过程②为脱分化D．X代表愈伤组织
考点一：植物细胞工程技术（植物体细胞杂交技术）
将不同来源的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
方法：用纤维素酶和果胶酶水解
方法：(1)物理方法： ①电融合法， ②离心法等(2)化学方法： ①聚乙二醇(PEG)融合法， ②高Ca2+—高pH融合法
原理：细胞膜具有流动性
(1)植物细胞融合完成的标志:
融合的原生质体重新产生细胞壁，形成杂种细胞。
(2)直接参与细胞器:
细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
离体的植物器官、组织或细胞
保持优良性状,繁殖速度快、大规模生产提高经济效益
植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养技术
克服不同种生物远缘杂交的障碍
3. 植物组织培养与植物体细胞杂交技术的比较:
例2．农业生产中，获得异源多倍体植物的常见方式如下图（A、B、C、D代表不同物种的一个染色体组），不正确的是（ ）
A．图中丙含有A和B两个染色体组，因没有同源染色体，不能正常联会导致高度不育B．操作①常处理幼苗，获得染色体组加倍的丁，恢复育性C．操作②常采用纤维素酶和果胶酶处理，过程③通过脱分化即可形成杂种植株辛D．方法一一般只能用于亲缘关系较近的不同物种，方法二则能实现远缘杂交育种
考点二：植物细胞工程应用（植物繁殖的新途径）
用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫微型繁殖。
(1)高效、快速地实现种苗的大量繁殖。
(2)保持优良品种的遗传特性。
(3)不受自然生长季节的限制，培养周期短。
(4)选材少，繁殖率高，便于自动化管理。
快速繁殖经济苗木、名贵花卉、珍稀濒危植物等自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持的植物。
例3．菊科植物甜叶菊植株中甜菊糖含量丰富，甜菊糖是用糖行业青睐的新糖源。甜菊糖生产公司利用植物组织培养技术繁育甜叶菊，满足用糖行业的生产需求。下列说法错误的是（ ）
A．快速繁殖甜叶菊利用了细胞全能性原理B．外植体需要用酒精和次氯酸钠溶液消毒C．快速繁殖过程始终在无光照条件下进行D．微型繁殖技术的优点是高效、快速和高保真
取材：分生区（如茎尖、根尖：病毒极少，甚至无毒）
脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物
植物组织培养（全能性）
马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。
例4．超低温冷冻脱毒法是先用超低温对细胞进行选择性破坏，再用组织培养技术获得脱毒植株的方法。以马铃薯茎尖为材料，采用超低温冷冻脱毒法可获得脱毒苗。下列叙述错误的是（　　）
A．用茎尖能够获得脱毒苗的原因是植物顶端分生区病毒极少或无病毒B．经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯比未脱毒的马铃薯抗病毒能力更强C．该技术利用了茎尖分生组织无成熟液泡不易形成冰晶的特性D．超低温处理使大多数细胞都受到了损伤而死亡，存活下来的仅有生长点的分生组织细胞
考点二：植物细胞工程应用（作物新品种的培育）
单倍体植株矮小且多为不育
花药离体培养得到单倍体幼苗，秋水仙素处理抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，染色体加倍得到稳定遗传（纯合子）的优良品种。
后代都是纯合子，能稳定遗传明显缩短育种年限，加速育种进程作为体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料
染色体（数目）变异、植物细胞的全能性。
选择紫甜玉米即为新品种
紫色非甜玉米 AASS
白色甜玉米 aass
例5．为培育具有市场竞争力的无籽相橘，研究者设计如下流程。相关叙述错误的是（　　）
A．过程①可使用纤维素酶和果胶酶处理B．过程②可用高Ca2+—高pH溶液处理C．过程③的原理是植物细胞具有全能性D．三倍体植株为可产生无籽柑橘的新物种
组织培养时，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，易受培养条件和外界压力（如射线，化学物质等）的影响而产生突变。
基因突变和植物细胞的全能性。
提高变异的频率，加速育种进程。大幅度地改良某些性状。
难以控制突变方向，有利性状比较少，需要大量处理实验材料。
抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。
例6．我国盐碱地规模大，但主要粮食作物难以生长。下图是某科研小组尝试利用普通水稻（2n=24）培育耐盐水稻新品种的育种方案，据图分析错误的是（ ）
A．过程①属于诱变育种，育种原理是基因突变B．秋水仙素作用于有丝分裂的后期，其原理是抑制着丝粒的分裂C．过程③是单倍体育种，其优点是明显缩短育种年限D．过程②多代自交、筛选的目的是提高纯合子的比例
从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。
动物细胞培养所需的基本条件
适宜的温度、pH和渗透压
培养基的构成：合成培养基 + 血清等天然成分
一般使用液体培养基，也称为培养液。
(1)无菌、无毒的环境：
①对培养液和所有培养用具进行灭菌处理
②在无菌环境下进行操作
以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害
在细胞培养液中添加一定量的抗生素，以防止培养过程中的微生物污染
(2)温度、PH、渗透压：
多数动物细胞生存的适宜pH为________
维持细胞正常的形态和功能
哺乳动物细胞培养的温度多以_ __________为宜；
维持适宜渗透压的目的______________________
动物细胞培养所需气体主要有_____和______
用培养皿或松盖培养瓶, 在含有____________和__________的混合气体的__________
用机械的方法，或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理
密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏等
放入CO2培养箱中培养
转入培养液进行原代培养
用机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶将组织细胞分散开
离体植物器官、组织、细胞
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
有机营养成分无机营养成分植物激素
糖类、氨基酸、无机盐、维生素等营养物质及一些天然成分如血清
5.植物组织培养和动物细胞培养的比较：
例7．对某种动物的肝肿瘤细胞进行细胞培养，下列叙述错误的是（　　）
A．在利用肝组织块制备细胞悬液时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理B．动物细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是刺激细胞呼吸C．动物细胞培养过程中必须保证培养环境是无菌、无毒的D．在合成培养基中，通常需加入血清等天然成分
考点三：动物细胞培养（干细胞）
动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。存在于早期胚胎、骨髓和脐带血。
具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
必须从胚胎中获取 ，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。
具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力
发现最早、研究最多的、应用最成熟的实例
存在导致肿瘤发生的风险
干细胞将在再生医学、药物安全性与有效性检测等领域发挥大作用。
(3)诱导多能干细胞：
通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞，简称iPS细胞
①诱导过程无须破坏胚胎②iPS细胞可来源于病人自身体细胞，移植回病人体内后，理论上可避免免疫排斥反应。
①可治疗镰状细胞贫血症②在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展
存在着导致肿瘤发生的风险
例9.某学术期刊发表论文称，利用人类多能干细胞培养的皮肤类器官在培养4～5个月后，形成了多层皮肤组织，包含毛囊、皮脂腺和神经元回路，是迄今最逼真的人皮肤类器官。下列相关叙述正确的是（ ）
A.多能干细胞形成多层皮肤组织的过程中，遗传物质通常会发生改变B.多能干细胞培养形成多层皮肤组织，说明动物的体细胞具有全能性C.给烧伤病人移植自身多能干细胞培养成的皮肤类器官可减弱免疫排斥 反应D.该项研究结果表明多能干细胞可以分化成为人体内所需的各种组织和 器官
考点四：动物融合技术和单克隆抗体（动物细胞融合技术）
使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
细胞膜具有一定的流动性
灭活：是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。
原理：病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞相互凝集，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。
形成具有原来两个或多个细胞的遗传信息的杂交细胞
突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。
为制造单克隆抗体开辟了新途径。
研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
至今，种间、属间、科间，甚至动物和植物之间的细胞融合都已获得成功。
植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
考点四：动物融合技术和单克隆抗体（单克隆抗体及其应用）
分泌特异抗体的杂交瘤细胞
特异性强灵敏度高可大量制备
既能大量繁殖又能产生专一抗体
1.作为诊断试剂——最广泛应用
具有准确、高效、简易、快速特点
2.用于治疗疾病和运载药物
优点：位置准确、疗效高、副作用小
（1）该过程中应用到的技术_______________________________________（2）原理_______________________________________（3）注射特定抗原的目的___________________________________________________________________________（4）诱导融合方法______________________________________ ,动物细胞特有的方法为___________________
动物细胞融合、动物细胞培养
细胞膜具有一定的流动性、细胞增殖
用特定抗原对小鼠进行免疫，并从该小鼠脾中 得到产生特定抗体的B淋巴细胞
PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
（5）第一次筛选的目的______________________,第一次如何筛选___________________________ 原理_________________________________________________________________________________
用特定的选择培养基进行筛选
选择培养基上，未融合亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有杂交瘤细胞才能生长
（6）杂交瘤细胞的特点__________________________________（7）第二次筛选的目的________________________________________________ 如何筛选_______________________________________ ____________ 选择抗体检测呈___性的杂交瘤细胞，即_____________ _____________（8）抗体检测原理_______________________________________
获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
进行克隆化培养和抗体检测（进行多次筛选）
分泌的抗体能与特定的抗原结合
抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的鉴定）
既能迅速大量增殖，又能产生抗体
（9）如何获取大量所需杂交瘤细胞__________________________________________（10）如何获取单克隆抗体①体外培养_____________________，②小鼠腹腔内培养____________________（11）单克隆抗体优点_________________________________________________________________________
在体外条件下大规模培养(接种于培养液中)或注射到小鼠腹腔内增殖
能准确识别抗原细微差异，
与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备
考点四：动物融合技术和单克隆抗体
例10．新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白（S蛋白）与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合，侵入人体，引起肺炎。单克隆抗体可阻断病毒的粘附或入侵，抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。下图为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。下列相关叙述，正确的是（　　）
A．研制抗S蛋白单克隆抗体，需先注射刺突蛋白对小鼠进行免疫以获得相应抗体B．在产生免疫反应的小鼠脾脏细胞中提取B淋巴细胞并诱导其与骨髓瘤细胞融合C．经HAT培养基筛选得到杂交瘤细胞经克隆化培养后可直接用于单克隆抗体的生产D．单克隆抗体可用来治疗癌症的原因是单克隆抗体能杀伤癌细胞
考点五：动物体细胞核移植技术和克隆动物
将动物的一个细胞的细胞核，移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。
为什么非人灵长类动物体细胞核移植非常困难？
原因一：供体的细胞核在去核卵母细胞中不能完全恢复其分化前的功能状态，这导致了胚胎发育率低。原因二：非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。
将供体细胞注入去核的卵母细胞
将胚胎移入受体（代孕）母牛体内
生出与供体奶牛遗传物质基本相同的犊牛
体细胞核移植用到的技术
激活重构 胚使其完成 细胞分裂和 发育过程
1.采集的卵母细胞应培养至_____________________2.选择MⅡ期卵母细胞的原因：①____________________________________②_________________________ ③_________________________3.卵母细胞去核的方法_________________4.“去核”去的是什么？________________________5.去核的原因________________________________________________________
MⅡ期（减数分裂Ⅱ中期）
含有促进细胞核表现全能性的物质
卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富
使核移植得到的胚胎或动物核内遗传物质全部来自有重要利用价值的动物
6.供体细胞注入卵母细胞的优点 _____________________________7.诱导融合的方法____________________8.融合的结果______________________________9.重构胚概念_________________________________________
注意：实质是直接将供体细胞注入去核卵母细胞的透明带内
供体核进入卵母细胞，形成重构胚
人工重新构建的胚胎，具有发育成完整个体的能力
10.激活重构胚的方法：①物理方法___________②化学方法___________________________________11.以上方法处理重构胚的目的 _____________________________________________________12.实验结论__________________________________________________
Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂
激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育过程
证明了动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性
例11．下列有关细胞工程的叙述，正确的是（　　）
A．PEG是促细胞融合剂，可直接诱导植物细胞融合B．作物脱毒依据的原理是植物顶端成熟区附近几乎无病毒C．骨髓瘤细胞经免疫处理，可直接获得单克隆抗体D．核移植克隆的动物，其线粒体DNA同时来自核供体细胞和受体卵母细胞
考点六：胚胎工程技术（理论）
雌性动物的生殖道或培养到获能液(肝素或Ca2+载体)中
每个细胞能发育成组成个体的任何细胞类型及胚外组织
细胞在透明带内分裂，胚胎总体积并不增加
考点六：胚胎工程技术（体外受精）
离心：去除精清，以利于精子获能 (提取纯度较高精子)
在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程
考点六：胚胎工程技术（胚胎移植）
利用某些激素人为地控制并调整一群母畜发情周期的进程，使之在预定时间内集中发情。
使他们处于相同的生理环境，这样供体的胚胎移入受体后不会发生免疫排斥反应。
诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。
问题1:什么是同期发情处理？
问题2:同期发情处理的目的是什么？
问题3:如何进行超数排卵？
问题4:超数排卵的目的是什么？
问题5:冲卵的目的是什么？
正常繁殖或两三个月后进行另一次移植
（1）该过程中两次使用激素：
第一次对受、供体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。
（2）该过程中的两次检查：
第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
（3）胚胎移植成功与否要有两个条件：
胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。
充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；缩短供体繁殖周期,增加一生繁殖后代数量。
对供体施行超数排卵处理后，可获得多枚胚胎，经移植可得到多个后代。
考点六：胚胎工程技术（胚胎分割）
采用机械方法将早期胚胎（桑葚胚或囊胚）切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
进行DNA分析的目的是进行遗传病筛查，以防止产生的后代具有严重的遗传病；进行性别鉴定，是为了人工筛选后代动物的性别。
选取滋养层细胞。 因为内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，如果取了内细胞团细胞，可能会影响胎儿以后的发育。而滋养层细胞将来发育成胎儿的胎盘和胎膜，只为胚胎提供营养；同时滋养层细胞和内细胞团细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂和细胞分化形成，具有相同的遗传物质。
（四）胚胎分割动物与体细胞核克隆动物的联系
例12．对牛的生殖细胞、受精卵或早期胚胎进行显微操作和处理可以获得目标个体， 以满足人类的各种需求。下列相关叙述正确的是（ ）
A．体外受精前，从卵巢中采集的卵母细胞需培养到MⅡ期B．体外受精时，精子和卵子需在获能液中处理以获得能量C．胚胎移植前，供受体母牛需用促性腺激素进行超数排卵D．胚胎分割时，需将原肠胚的内细胞团均等分割再体外培养
例13．体外受精和胚胎移植都是医学和农业生产上应用较多的胚胎工程技术，相关叙述正确的是（ ）
A．从卵巢采集的卵母细胞可以直接用于体外受精B．可以用子宫液、子宫内膜提取液等在体外培养精子使其获能C．经过胚胎移植产生的后代，其进传特性与受体保持一致D．进行胚胎移植前，要对供体和受体进行免疫检查，以防止发生免疫排斥反应
步骤：卵母细胞的采集、精子的获取、受精
胚胎分割的概念：对早期胚胎切割
胚胎分割的基础：细胞的全能性、每个细胞的细胞核内具有相同的遗传物质
胚胎分割的步骤：选择胚胎、分割胚胎、胚胎移植
体外受精技术的意义：是提高动物繁殖能力的有效措施，还可以为胚胎移植提供可用的胚胎
胚胎移植的概念：移植到同种的、生理状况相同的雌性动物体内
胚胎移植的意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖能力
①促进优良动物品种的繁殖；②产生遗传性状相同的后代是进行遗传学研究的宝贵材料；③对于人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有重要意义