新課標(biāo)高考生物一輪復(fù)習(xí)專題細(xì)胞工程課件

1、新課標(biāo)高考生物一輪復(fù)習(xí)專題細(xì)胞工程課件考點(diǎn)一植物細(xì)胞工程知識(shí)清單一細(xì)胞工程的概念與理論基礎(chǔ)(1)操作水平:細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平。(2)目的:按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品。(1)概念:具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞,都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。(2)原理:細(xì)胞內(nèi)含有本物種的全部遺傳信息。(3)全能性表達(dá)條件:具有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu),處于離體狀態(tài),提供一定的營(yíng)養(yǎng)、激素和其他適宜外界條件。二植物組織培養(yǎng)1.理論基礎(chǔ):植物細(xì)胞的全能性。離體的器官、組織或細(xì)胞AB完整植株(1)a過程為脫分化,b過程為再分化。(2)A表示愈傷組織,B表示叢芽、叢根或胚狀體。三植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1

2、.原理:體細(xì)胞雜交利用了細(xì)胞膜的流動(dòng)性,雜種細(xì)胞培育成雜種植株利用了植物細(xì)胞的全能性。3.意義:克服不同種生物遠(yuǎn)緣雜交的不親和性。四植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用(1)微型繁殖:優(yōu)點(diǎn)是繁殖快,并可保持親本的優(yōu)良性狀。(2)作物脫毒:利用莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)獲得脫毒苗。(3)人工種子:以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等為材料,經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。2.作物新品種的培育:單倍體育種和突變體的利用。(1)原理:細(xì)胞內(nèi)含有本物種全部的遺傳信息。(2)體內(nèi)細(xì)胞全能性不表達(dá)的原因:基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)。(3)細(xì)胞全能性表達(dá)的條件:完整細(xì)胞核,離體,無菌,一定的營(yíng)養(yǎng)、激素和其他適宜

3、的外界條件。(4)細(xì)胞全能性大小與細(xì)胞分化程度成反比。(5)全能性大小:植物細(xì)胞:受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞:受精卵生殖細(xì)胞胚胎干細(xì)胞體細(xì)胞核(動(dòng)物細(xì)胞全能性受限制,但細(xì)胞核具有全能性)項(xiàng)目脫分化再分化過程外植體愈傷組織愈傷組織叢根、叢芽或胚狀體形成體特點(diǎn)排列疏松、無規(guī)則、高度液泡化、無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞胚狀體中胚芽、胚根、胚軸等結(jié)構(gòu)完整條件a.離體b.適宜的營(yíng)養(yǎng)c.生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比例適中d.不需要光照a.離體b.適宜的營(yíng)養(yǎng)c.生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素d.光照生長(zhǎng)素用量比細(xì)胞分裂素用量,比值高時(shí),有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低時(shí),有利于芽的分化、抑制根的形成;比值適中時(shí),促進(jìn)愈傷組織的

4、形成。(如圖所示):(1)遺傳特性:雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì),故雜種植株具備兩種植物的遺傳特性。(2)染色體組數(shù)染色體組數(shù)=兩種植物體細(xì)胞內(nèi)染色體組數(shù)之和。植物體細(xì)胞雜交形成的雜種植株,有幾個(gè)染色體組就稱為幾倍體。若一植物細(xì)胞含有2x條染色體,2個(gè)染色體組,基因型為Aabb,另一植物細(xì)胞含有2y條染色體,2個(gè)染色體組,基因型為ccDd,則新植株應(yīng)為異源四倍體,其體細(xì)胞中染色體數(shù)為(2x+2y)條,4個(gè)染色體組,基因型為AabbccDd。例1(2017廣東華南師大附中綜合測(cè)試二,12分)草莓傳統(tǒng)的繁殖方式易將所感染的病毒傳播給后代,導(dǎo)致產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。運(yùn)用微型繁殖技術(shù)可以培育出無病毒

5、幼苗。草莓微型繁殖的基本過程如下:外植體愈傷組織芽、根植株(1)外植體經(jīng)組織培養(yǎng)最終可以形成一個(gè)完整植株,這一過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的。其中過程為,過程為。(2)影響植物組織培養(yǎng)的因素有多種:為提高組培成功率,培育出無病毒幼苗,常選擇草莓(填“莖尖”“葉片”或“花粉”)的材料作外植體。愈傷組織形成芽、根的過程則與培養(yǎng)基中與(填植物激素的名稱)的比例有密切關(guān)系,該比值較高時(shí),促進(jìn) (填“根的分化”或“芽的分化”)。 除植物體自身原因、植物激素用量及比值等因素外,還與環(huán)境條件有密切關(guān)系,包括:營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、光照等。(3)在組織培養(yǎng)的過程中,無菌技術(shù)也是實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ闹匾蛩?請(qǐng)說明下列各項(xiàng)需要滅菌的是(填

6、編號(hào))。錐形瓶培養(yǎng)皿操作者的手草莓植株培養(yǎng)基 解析(1)由植物細(xì)胞發(fā)育成完整植株,可體現(xiàn)植物細(xì)胞的全能性。(2)常用莖尖作外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得無病毒植株,生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例與組織培養(yǎng)過程中根、芽的分化密切相關(guān)。(3)組織培養(yǎng)過程中,錐形瓶、培養(yǎng)皿和培養(yǎng)基需要滅菌,操作者的手和外植體需要消毒。答案(1)全能性脫分化再分化(2)莖尖生長(zhǎng)素細(xì)胞分裂素根的分化(或細(xì)胞分裂素生長(zhǎng)素芽的分化)pH溫度(3)考點(diǎn)二動(dòng)物細(xì)胞工程1.動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)有:動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞融合等。其中動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是其他動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。(1)過程(2)培養(yǎng)條件a.無菌、無毒:通常在培養(yǎng)液中

7、添加一定量的抗生素,以防止在培養(yǎng)過程中的污染。此外,定期更換培養(yǎng)液,以便清除代謝產(chǎn)物,防止代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身造成危害。b.營(yíng)養(yǎng):除糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無機(jī)鹽、微量元素之外通常還需加入血清、血漿等天然成分。c.適宜溫度和pH:溫度為0.5 ,pH為7.27.4。d.氣體環(huán)境:含95%空氣加5%CO2的混合氣體,其中后者的作用是維持培養(yǎng)液的pH。(1)原理:動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性。(2)核移植過程(3)結(jié)果:獲得與供體遺傳物質(zhì)基本相同的個(gè)體。大,易于操作;b.細(xì)胞質(zhì)多,營(yíng)養(yǎng)豐富;c.M中期的卵母細(xì)胞含有促進(jìn)細(xì)胞核全能性表達(dá)的物質(zhì)。(1)動(dòng)物細(xì)胞融合原理:細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。(2)動(dòng)物細(xì)胞融合方

8、法:物理法(離心、振動(dòng)、電激)、化學(xué)法和生物法(滅活病毒)。(3)動(dòng)物細(xì)胞融合應(yīng)用:制備單克隆抗體,過程如下: 1.植物組織培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和細(xì)胞核移植的比較項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物體細(xì)胞核移植原理植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖動(dòng)物細(xì)胞核的全能性關(guān)鍵環(huán)節(jié)細(xì)胞的脫分化和再分化細(xì)胞增殖和癌變細(xì)胞核融合、細(xì)胞分化結(jié)果與外植體相同的個(gè)體相同分化程度的細(xì)胞群獲得克隆動(dòng)物應(yīng)用植株快速繁殖脫毒作物苗的培養(yǎng)人工種子細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因植物的培育生產(chǎn)生物制品醫(yī)學(xué)研究檢測(cè)有毒物質(zhì)加速良種繁育保護(hù)瀕危物種生產(chǎn)醫(yī)用蛋白作為異種移植的供體用于組織器官的移植項(xiàng)目植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合原理細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞的

9、全能性細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞的增殖融合前處理除去細(xì)胞壁使細(xì)胞分散開使用的酶纖維素酶和果膠酶胰蛋白酶誘導(dǎo)手段物理法:離心、電激、振動(dòng)化學(xué)法:聚乙二醇誘導(dǎo)除物理法和化學(xué)法外,也可用滅活的病毒誘導(dǎo)結(jié)果雜種植株雜交細(xì)胞應(yīng)用培育植物新品種主要用于制備單克隆抗體意義克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,打破了生殖隔離,擴(kuò)展了雜交的親本組合(1)血清抗體與單克隆抗體名稱產(chǎn)生特點(diǎn)血清抗體由漿細(xì)胞分泌一般從血清中分離,產(chǎn)量低、純度低、特異性差單克隆抗體由雜交瘤細(xì)胞分泌特異性強(qiáng),靈敏度高,能大量制備(2)單克隆抗體的制備(3)制備單克隆抗體過程中的兩次篩選項(xiàng)目第一次篩選第二次篩選篩選原因誘導(dǎo)融合后得到多種雜交細(xì)胞,另外還有未融

10、合的細(xì)胞由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激,所以經(jīng)選擇性培養(yǎng)獲得的雜交瘤細(xì)胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細(xì)胞篩選方法用特定的選擇培養(yǎng)基篩選:未融合的細(xì)胞和同種細(xì)胞融合后形成的細(xì)胞(“BB”細(xì)胞、“瘤瘤”細(xì)胞)都會(huì)死亡,只有融合的雜交瘤細(xì)胞(“B瘤”細(xì)胞)才能生長(zhǎng)用多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng),在每個(gè)孔只有一個(gè)雜交瘤細(xì)胞的情況下開始克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè),經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群篩選目的得到雜交瘤細(xì)胞得到能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞(4)獲取單克隆抗體的場(chǎng)所若在培養(yǎng)基中進(jìn)行雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng),則從培養(yǎng)液中提取。若在小鼠或其他動(dòng)物腹腔中培養(yǎng),則從腹水中提取。(1)作為診斷試劑:準(zhǔn)確識(shí)別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異,并

11、與一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合,具有準(zhǔn)確、高效、簡(jiǎn)易、快速的優(yōu)點(diǎn)。(2)用于治療疾病和運(yùn)載藥物:主要用于癌癥治療,可制成“生物導(dǎo)彈”,也有少量用于治療其他疾病。知能拓展(1)制備單克隆抗體時(shí)選用一種抗原處理的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞融合,產(chǎn)生雜交瘤細(xì)胞,雜交瘤細(xì)胞兼有兩個(gè)親本細(xì)胞的特性在體外培養(yǎng)條件下能不斷增殖,同時(shí)能產(chǎn)生出某種特異性的抗體。(2)進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞的誘導(dǎo)融合,形成的雜交細(xì)胞有三種:AA型、BB型、AB型。只有AB型才是我們所需要的雜交細(xì)胞,所以需要用選擇性培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。(3)相比植物體細(xì)胞雜交,動(dòng)物細(xì)胞融合特有的誘導(dǎo)方式是用滅活的病毒處理,其他物理化學(xué)誘導(dǎo)融合的手段與植物體細(xì)胞雜

12、交過程中原生質(zhì)體誘導(dǎo)融合方法相同。例2(2013海南單科,31,15分)單純皰疹病毒型(HSV-1)可引起水泡性口唇炎。利用雜交瘤技術(shù)制備出抗HSV-1的單克隆抗體可快速檢測(cè)HSV-1。回答下列問題:(1)在制備抗HSV-1的單克隆抗體的過程中,先給小鼠注射一種純化的HSV-1蛋白,一段時(shí)間后,若小鼠血清中抗的抗體檢測(cè)呈陽性,說明小鼠體內(nèi)產(chǎn)生了反應(yīng),再從小鼠的中獲取B淋巴細(xì)胞。將該B淋巴細(xì)胞與小鼠的細(xì)胞融合,再經(jīng)過篩選、檢測(cè),最終可獲得所需的雜交瘤細(xì)胞,該細(xì)胞具有的特點(diǎn)是。(2)若要大量制備抗該蛋白的單克隆抗體,可將該雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠的中使其增殖,再從中提取、純化獲得。(3)通過上述方法得到的單克隆抗體可準(zhǔn)確地識(shí)別這種HSV-1蛋白,其原因是該抗體具有和等特性。 解析(1)制備單克隆抗體時(shí),需要先給小鼠注射特定抗原(HSV-1蛋白),當(dāng)小鼠血清中抗HSV-1蛋白的抗體檢測(cè)呈陽性時(shí),就可從小鼠脾臟中獲取B淋巴細(xì)胞,將B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合,經(jīng)過篩選和克隆化培養(yǎng),最終獲得既能無限增殖又能產(chǎn)生專一抗體的