高考生物大一轮复习 动物细胞培养 植物组织培养 中图版选修优秀PPT.ppt

高考生物大一轮复习 动物细胞培养 植物组织培养课件 中图版选修第一页，本课件共有35页第二章细胞工程第一节动物细胞培养第二节植物组织培养第二页，本课件共有35页【考考纲纲考情考情】最新考纲及要求三年考情(以山东高考卷为例)2014年2013年2012年植物的组织培养无无无动物的细胞培养无T35非选择题T35非选择题第三页，本课件共有35页【知识梳理知识梳理】考点一考点一 动物细胞培养和植物组织培养动物细胞培养和植物组织培养动物细胞培养植物组织培养结果相同分化程度的细胞群与外植体相同的个体关键环节细胞增殖和癌变细胞的脱分化和再分化过程第四页，本课件共有35页动物细胞培养植物组织培养应用生产生物制品基因工程检测有毒物质植物快速繁殖培育无病毒植株制造人工种子工厂化生产植物产品转基因植物的培养第五页，本课件共有35页【高考警示高考警示】(1)(1)植物植物组织组织培养和培养和动动物物细细胞培养胞培养过过程都存在程都存在细细胞的培养胞的培养过过程，但程，但植物植物细细胞可以先分裂再分化，而胞可以先分裂再分化，而动动物物细细胞不分化只分裂。胞不分化只分裂。(2)(2)不同不同细细胞体胞体现现全能性能力的大小不同，具体表全能性能力的大小不同，具体表现为现为：受精卵：受精卵 生殖生殖细细胞胞 体体细细胞，离体胞，离体细细胞的全能性表达与分化程度呈胞的全能性表达与分化程度呈负负相关，但生殖相关，但生殖细细胞特殊。胞特殊。第六页，本课件共有35页(3)(3)脱分化形成愈伤组织的过程不需要光，再分化过程需要光，因为愈伤组织脱分化形成愈伤组织的过程不需要光，再分化过程需要光，因为愈伤组织利用有机营养成分，而试管苗需要进行光合作用以自养。利用有机营养成分，而试管苗需要进行光合作用以自养。(4)(4)植物组织培养中不同培养阶段培养基含有的激素不同，因为培养的植物组织培养中不同培养阶段培养基含有的激素不同，因为培养的目的不同目的不同(生根或生芽生根或生芽)。第七页，本课件共有35页考点二考点二 植物组织培养及应用植物组织培养及应用 1.1.植物组织培养的原理、操作流程及培养条件：植物组织培养的原理、操作流程及培养条件：(1)(1)原理：植物细胞的全能性。原理：植物细胞的全能性。含义：已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。含义：已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。物质基础：生物的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质基础：生物的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。在生物体内的细胞不表现出全能性的原因：基因在特定的时间和空间条件下在生物体内的细胞不表现出全能性的原因：基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，分化为不同的组织、器官。选择性表达，分化为不同的组织、器官。第八页，本课件共有35页(2)(2)操作流程：操作流程：(3)(3)培养条件：培养条件：营营养物养物质质(水、无机水、无机盐盐、蔗糖、氨基酸和有机酸等、蔗糖、氨基酸和有机酸等)、激、激素素(如如细细胞分裂素、生胞分裂素、生长长素等素等)及其他条件及其他条件(无菌、适宜的温度和无菌、适宜的温度和pHpH等等)。第九页，本课件共有35页2.2.植物植物组织组织培养的培养的应应用：用：(1)(1)植物快速繁殖：用于快速繁殖植物快速繁殖：用于快速繁殖优优良品种的植物良品种的植物组织组织培养技培养技术术。(2)(2)培育无病毒植株。培育无病毒植株。解决的解决的问题问题：无性繁殖的作物，感染的病毒在体内逐年：无性繁殖的作物，感染的病毒在体内逐年积积累，累，产产量降量降低，品低，品质变质变差。差。解决方法：切取一定大小的茎尖解决方法：切取一定大小的茎尖进进行行组织组织培养，再生的植株就有可能不培养，再生的植株就有可能不带带病毒，从而病毒，从而获获得脱毒苗。得脱毒苗。第十页，本课件共有35页理论基础：植物分生区附近病毒极少，甚至无病毒。理论基础：植物分生区附近病毒极少，甚至无病毒。成果：采用茎尖组织培养技术，已获得脱毒的马铃薯、草莓、甘成果：采用茎尖组织培养技术，已获得脱毒的马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉等。蔗、菠萝和香蕉等。(3)(3)制造人工种子。制造人工种子。获取方法：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽获取方法：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，用人工薄膜包装。等为材料，用人工薄膜包装。第十一页，本课件共有35页解决的问题。解决的问题。a.a.一些植物繁殖周期长，数年后才能结出种子；一些植物繁殖周期长，数年后才能结出种子；b.b.有些作物优良杂种的后代因发生性状分离而丧失其优良特性；有些作物优良杂种的后代因发生性状分离而丧失其优良特性；c.c.常规种子的生产受季节、气候和地域的限制，并且占用大量的土地。常规种子的生产受季节、气候和地域的限制，并且占用大量的土地。(4)(4)生产植物产品。生产植物产品。可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物，如蛋白质、脂肪、可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物，如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。糖类、药物、香料、生物碱等。第十二页，本课件共有35页【高考警示高考警示】(1)(1)利用植物组织培养技术生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈利用植物组织培养技术生产细胞产物时，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。伤组织，从愈伤组织中获取产物。(2)(2)人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。(3)(3)人工种皮中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、人工种皮中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等，以利于胚状体生长发育成幼苗。抗生素、有益菌等，以利于胚状体生长发育成幼苗。第十三页，本课件共有35页类类型一型一 动动物物细细胞工程胞工程【典例典例1 1】(2015(2015泰安模泰安模拟拟)回答下列有关回答下列有关动动物物细细胞培养的胞培养的问题问题：(1)(1)在在动动物物细细胞培养胞培养过过程中，当程中，当贴贴壁壁细细胞分裂生胞分裂生长长到到细细胞表面胞表面时时，细细胞会停止分裂增殖，胞会停止分裂增殖，这这种种现现象称象称为细为细胞胞的的。此。此时时，瓶壁上形成的，瓶壁上形成的细细胞胞层层数是数是。要。要使使贴贴壁的壁的细细胞从瓶壁上分离下来，胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，常用的酶是需要用酶处理，常用的酶是。第十四页，本课件共有35页(2)(2)随着随着细细胞胞传传代次数的增多，代次数的增多，绝绝大部分大部分细细胞分裂停止，胞分裂停止，进进而出而出现现的的现现象；但极少数象；但极少数细细胞可以胞可以连续连续增殖，其中增殖，其中有些有些细细胞会因胞会因遗传遗传物物质发质发生改生改变变而而变变成成细细胞，胞，这这种种细细胞胞的黏着性的黏着性，细细胞膜表面蛋白胞膜表面蛋白质质(糖蛋白糖蛋白)的量的量。第十五页，本课件共有35页(3)(3)用某种大分子染料用某种大分子染料对细对细胞胞进进行染色行染色时时，观观察到死察到死细细胞被染色，胞被染色，而活而活细细胞不染色，原因是胞不染色，原因是 。(4)(4)检查检查某种有毒物某种有毒物质质是否能改是否能改变细变细胞染色体的数目，最好胞染色体的数目，最好选选用用细细胞分裂到胞分裂到期的期的细细胞用胞用显显微微镜进镜进行行观观察。察。(5)(5)在在细细胞培养胞培养过过程中，通常在程中，通常在条件下保存条件下保存细细胞。因胞。因为为在在这这种条件下，种条件下，细细胞中胞中的活性降低，的活性降低，细细胞新胞新陈陈代代谢谢的速率的速率降低。降低。(6)(6)给给患者移植患者移植经细经细胞培养形成的皮肤后，胞培养形成的皮肤后，发发生了排斥生了排斥现现象，象，这这是是因因为为机体把移植的皮肤当作机体把移植的皮肤当作进进行攻行攻击击。第十六页，本课件共有35页【解题指南解题指南】解答本题需明确：解答本题需明确：(1)(1)动物细胞培养的过程。动物细胞培养的过程。(2)(2)动物细胞培养的培养基成分和培养条件。动物细胞培养的培养基成分和培养条件。【解析解析】(1)(1)在动物细胞培养过程中，细胞会表现出接触抑制现象，此时在动物细胞培养过程中，细胞会表现出接触抑制现象，此时是单层细胞。用胰蛋白酶处理可以使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来。是单层细胞。用胰蛋白酶处理可以使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来。(2)(2)随着细胞传代培养代数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚随着细胞传代培养代数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡的现象，但极少数细胞可以连续增殖，有些细胞会因遗传物质改变而变至死亡的现象，但极少数细胞可以连续增殖，有些细胞会因遗传物质改变而变成不死性细胞，这种细胞细胞膜表面糖蛋白减少，细胞黏着性降低。成不死性细胞，这种细胞细胞膜表面糖蛋白减少，细胞黏着性降低。第十七页，本课件共有35页(3)(3)由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，而死由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，而死细胞的细胞膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色。细胞的细胞膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色。(4)(4)由于细胞分裂中期染色体形态固定、数目清晰，因此最好选用细胞分裂由于细胞分裂中期染色体形态固定、数目清晰，因此最好选用细胞分裂到中期的细胞用显微镜观察染色体数目。到中期的细胞用显微镜观察染色体数目。(5)(5)由于在冷冻、超低温或液氮条件下，细胞中酶的活性降低，细胞新由于在冷冻、超低温或液氮条件下，细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低，通常在此条件下保存细胞。陈代谢的速率降低，通常在此条件下保存细胞。(6)(6)机体把移植的皮肤当作抗原攻击，会发生排斥现象。机体把移植的皮肤当作抗原攻击，会发生排斥现象。第十八页，本课件共有35页答案：答案：(1)(1)相互接触接触抑制单层相互接触接触抑制单层(或一层或一层)胰蛋白酶胰蛋白酶(2)(2)衰老甚至死亡不死性降低减少衰老甚至死亡不死性降低减少(3)(3)活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色活细胞不能着色(或死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能或死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色够进入死细胞内而着色)(4)(4)中中(5)(5)冷冻冷冻(或超低温、液氮或超低温、液氮)酶酶(6)(6)抗原抗原第十九页，本课件共有35页【加固加固训练训练】狂犬病病毒的核酸是狂犬病病毒的核酸是RNARNA，G G蛋白和蛋白和N N蛋白是狂犬病病毒的蛋白是狂犬病病毒的主要抗原，它主要抗原，它们们刺激人体后可刺激人体后可诱导诱导人体人体产产生相生相应应的抗体和的抗体和细细胞免疫反胞免疫反应应。下下图图表示用生物工程制表示用生物工程制备备抗狂犬病病毒抗狂犬病病毒单单克隆抗体的克隆抗体的过过程。程。请请回答下列回答下列问题问题。第二十页，本课件共有35页(1)(1)制制备该单备该单克隆抗体的技克隆抗体的技术术属于生物技属于生物技术术的的_工程。工程。图图中中细细胞胞1 1是小鼠体内注入是小鼠体内注入_后而后而获获得的得的_细细胞，胞，细细胞胞2 2为为_细细胞。胞。细细胞胞1 1具有具有产产生生_的功能，的功能，细细胞胞2 2的突出特点是的突出特点是_。诱导细诱导细胞胞1 1和和2 2融融合的合的诱导剂诱导剂通常是通常是_或聚乙二醇。或聚乙二醇。(2)(2)乙培养基用来将细胞乙培养基用来将细胞3 3从细胞从细胞1 1和细胞和细胞2 2中筛选出来，则乙培养基中筛选出来，则乙培养基属于属于_培养基。培养基。第二十一页，本课件共有35页(3)(3)若细胞若细胞1 1基因型为基因型为HHHH，细胞，细胞2 2基因型为基因型为SSSS，则细胞，则细胞3 3的基因型应该的基因型应该是是_。在两两融合后的众多细胞中，基因的组合类型还。在两两融合后的众多细胞中，基因的组合类型还可能有可能有_。(4)(4)单单克隆抗体与抗癌克隆抗体与抗癌药药物物结结合可制成合可制成“药药物物导弹导弹”，可明，可明显显减少减少用用药药量，原因是量，原因是_。第二十二页，本课件共有35页【解析解析】B B淋巴细胞能够产生特异性抗体，但不能在体外大量增殖，骨髓瘤细淋巴细胞能够产生特异性抗体，但不能在体外大量增殖，骨髓瘤细胞能够无限增殖但不能产生抗体，二者融合成的杂交瘤细胞不仅能够在体外大胞能够无限增殖但不能产生抗体，二者融合成的杂交瘤细胞不仅能够在体外大量增殖，而且能够产生与相应的抗原进行特异性结合的抗体。通过特定的选择量增殖，而且能够产生与相应的抗原进行特异性结合的抗体。通过特定的选择培养基可将杂交瘤细胞筛选出来，进行克隆化培养，便可大量制备单克隆抗体。培养基可将杂交瘤细胞筛选出来，进行克隆化培养，便可大量制备单克隆抗体。单克隆抗体可携带抗癌药物准确地作用于癌细胞，因此可减少用药的剂量。单克隆抗体可携带抗癌药物准确地作用于癌细胞，因此可减少用药的剂量。第二十三页，本课件共有35页答案：答案：(1)(1)细胞狂犬病病毒细胞狂犬病病毒(G(G蛋白抗原或蛋白抗原或N N蛋白抗原蛋白抗原)B B淋巴骨髓瘤特异性抗体能够无限增殖灭活的病毒淋巴骨髓瘤特异性抗体能够无限增殖灭活的病毒(2)(2)选择选择(3)HHSS(3)HHSSHHHHHHHH、SSSSSSSS(4)(4)单克隆抗体能够与癌细胞特异性结合单克隆抗体能够与癌细胞特异性结合第二十四页，本课件共有35页类类型二型二 植物植物组织组织培养培养【典例典例2 2】(2015(2015济济南模南模拟拟)人工种子是人人工种子是人们们模仿天然种子的模仿天然种子的结结构构制造出来的生命有机体，它能像种子一制造出来的生命有机体，它能像种子一样样萌萌发发生生长长，长长成植物。人成植物。人工种子的核心部件是一个被外工种子的核心部件是一个被外层层物包埋的具有物包埋的具有类类似于胚功能的胚状似于胚功能的胚状体。将胚状体包埋在一个能提供体。将胚状体包埋在一个能提供营营养的胶养的胶质质中，便成了所中，便成了所谓谓的的“人人工种子工种子”。第二十五页，本课件共有35页(1)(1)人工种子依据的原理是人工种子依据的原理是_，培育，培育胚状体利用了胚状体利用了_技技术术。(2)(2)如果外植体是植物的茎尖，通如果外植体是植物的茎尖，通过过的的处处理可使理可使细细胞彼此分离，胞彼此分离，过过程中可加入程中可加入()A.A.蛋白蛋白酶酶 B.B.淀粉淀粉酶酶C.C.果胶果胶酶酶D.D.胰蛋白胰蛋白酶酶(3)(3)过过程表示脱分化程表示脱分化过过程，其程，其实质实质是是_；表表示再分化示再分化过过程，其程，其实质实质是是_。(4)(4)由人工种子萌由人工种子萌发发成的植株是否可育？成的植株是否可育？_。第二十六页，本课件共有35页【解析解析】(1)(1)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。组织培养技术得到的。(2)(2)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。分是纤维素和果胶。(3)(3)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。选择性表达。(4)(4)人工种子是否可育取决于培育胚状体所用的材料。人工种子是否可育取决于培育胚状体所用的材料。第二十七页，本课件共有35页答案：答案：(1)(1)植物细胞的全能性植物组织培养植物细胞的全能性植物组织培养(2)C(2)C(3)(3)使细胞恢复分裂能力基因的选择性表达使细胞恢复分裂能力基因的选择性表达(4)(4)不一定不一定第二十八页，本课件共有35页【延伸探究延伸探究】(1)(1)如果如果经过经过过过程得到的程得到的细细胞的基因型胞的基因型为为DdTtDdTt，经图经图示示过过程得到的程得到的人工种子是否可育？人工种子是否可育？为为什么？什么？提示：提示：可育。若经过可育。若经过过程得到的细胞的基因型为过程得到的细胞的基因型为DdTtDdTt，则胚状体的基因型为，则胚状体的基因型为DdTtDdTt，属于二倍体，因此可育。，属于二倍体，因此可育。(2)(2)若若图图中植物体的基因型中植物体的基因型为为DdTtDdTt，利用花，利用花药药离体培养得到的离体培养得到的“花粉胚花粉胚”长长成的植株可育成的植株可育吗吗？为为什么？什么？提示：提示：不可育。若植物体的基因型为不可育。若植物体的基因型为DdTtDdTt，利用花药离体培养得到的，利用花药离体培养得到的“花花粉胚粉胚”长成的植株的基因型为长成的植株的基因型为DTDT、DtDt、dTdT、dtdt，均属于单倍体，因此不可，均属于单倍体，因此不可育。育。第二十九页，本课件共有35页【加固加固训练训练】通通过过植物植物组织组织培养技培养技术术，可以快速繁殖、培育无病毒的，可以快速繁殖、培育无病毒的植物。培养植物。培养过过程如下：程如下：第三十页，本课件共有35页(1)(1)紫草紫草细细胞中提取的紫草素是制造治胞中提取的紫草素是制造治疗烫伤疗烫伤和割和割伤伤的的药药物以及染料物以及染料和化和化妆妆品的原料。若要从大量培养的紫草愈品的原料。若要从大量培养的紫草愈伤组织伤组织中提取紫草素，不中提取紫草素，不再需要再需要经过经过_过过程，且哪程，且哪项项条件是不需要的？条件是不需要的？_。A.A.消毒消毒灭灭菌菌 B.B.适宜温度适宜温度C.C.充足光照充足光照 D.D.适宜养料和激素适宜养料和激素第三十一页，本课件共有35页(2)(2)用植物用植物组织组织培养方法培养方法诱导诱导离体的植物离体的植物组织组织形成具有生根形成具有生根发发芽能力的胚芽能力的胚状体状体结结构，若包裹上人造种皮，制成人工种子，可以解决有些作物品种构，若包裹上人造种皮，制成人工种子，可以解决有些作物品种繁殖能力差、繁殖能力差、结结子困子困难难或或发发芽率低等芽率低等问题问题。图图中的中的相当于种子相当于种子结结构中构中的的_，主要作用是，主要作用是_。(3)(3)为为了有利于幼苗茁壮成了有利于幼苗茁壮成长长，提高，提高农农作物作物产产量，量，请设计请设计两种两种对对人工种子人工种子处处理的理的方法。方法。第三十二页，本课件共有35页【解析解析】(1)(1)植物组织培养利用细胞的全能性，在离体的情况下通过脱分化植物组织培养利用细胞的全能性，在离体的情况下通过脱分化形成愈伤组织，通过愈伤组织生产药物。因此不再需要经过再分化过程，由形成愈伤组织，通过愈伤组织生产药物。因此不再需要经过再分化过程，由于愈伤组织无叶绿体的形成，因此不需要光照。于愈伤组织无叶绿体的形成，因此不需要光照。(2)(2)图中的图中的相当于种子结构中的胚乳，主要作用是提供胚状体发育相当于种子结构中的胚乳，主要作用是提供胚状体发育所需的营养。所需的营养。(3)(3)在人工胚乳中添加固氮细菌、防病虫农药、除草剂和植物在人工胚乳中添加固氮细菌、防病虫农药、除草剂和植物激素类似物等有利于幼苗茁壮成长，提高农作物产量。激素类似物等有利于幼苗茁壮成长，提高农作物产量。第三十三页，本课件共有35页答案：答案：(1)(1)再分化再分化C C(2)(2)胚乳提供胚状体发育所需的营养胚乳提供胚状体发育所需的营养(3)(3)在人工胚乳中添加固氮细菌、防病虫农药、除草剂和植物激素类在人工胚乳中添加固氮细菌、防病虫农药、除草剂和植物激素类似物等。似物等。(答对两项即可答对两项即可)第三十四页，本课件共有35页【延伸探究延伸探究】(1)(1)若若图图解中离体的解中离体的细细胞来自花粉，那么胞来自花粉，那么获获得的植物体有什么特点？得的植物体有什么特点？提示：提示：高度不育。花粉离体培养获得的是单倍体，单倍体高度不育。高度不育。花粉离体培养获得的是单倍体，单倍体高度不育。(2)(2)两两过过程涉及的程涉及的细细胞分裂方式是哪种？胞分裂方式是哪种？提示：提示：有丝分裂。有丝分裂。过程是脱分化过程，过程是脱分化过程，过程是再分化过程，它们过程是再分化过程，它们都涉及有丝分裂。都涉及有丝分裂。第三十五页，本课件共有35页