高考生物总复习第单元第讲细胞工程学案.docx
《高考生物总复习第单元第讲细胞工程学案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考生物总复习第单元第讲细胞工程学案.docx(14页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第38讲 细胞工程考纲点击1.植物组织培养()2.动物细胞培养与体细胞克隆()3.细胞融合与单克隆抗体()一、细胞工程概念1原理和方法:应用细胞生物学和分子生物学原理和方法。2操作水平:细胞水平或细胞器水平。3目:按照人意愿来改变细胞内遗传物质或获得细胞产品。4分类:根据操作对象不同,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:细胞全能性。(1)原因:生物任何一个细胞都包含本物种全部遗传信息。(2)全能性表达条件:处于离体状态,提供一定营养、激素和其他适宜外界条件。2植物组织培养技术愈伤组织根、芽植物体3植物体细胞杂交技术(1)去壁:酶解法,所用酶为纤维素酶和果胶酶。(2)诱导原生
2、质体融合:物理法离心、振动、电激等;化学法常用聚乙二醇(PEG)作诱导剂。(3)植物体细胞杂交成功标志:杂种细胞再生出细胞壁。(4)优点:克服不同生物远缘杂交不亲和障碍。(5)变异类型:染色体变异。4植物细胞工程实际应用(2)作物新品种培育:单倍体育种、突变体利用。(3)细胞产物工厂化生产:培养到愈伤组织阶段。三、动物细胞工程1动物细胞培养:其他动物细胞工程技术基础。(1)过程(2)条件无菌、无毒环境无菌处理、加抗生素杀菌、定期更换培养液。营养糖、氨基酸、促生长因子、无机盐和微量元素血清或血浆等天然成分。适宜温度(36.50.5 )和pH(7.27.4)。气体环境95%空气5%_CO2(维持培
3、养液pH)。(3)应用:生产细胞产品,如干扰素、疫苗、单克隆抗体;检测并判断某毒性物质毒性大小;临床医学研究。2动物体细胞核移植(1)原理:动物细胞核具有全能性。(2)过程3单克隆抗体制备(1)诱导动物细胞融合方法:物理法离心、振动、电激等;化学法聚乙二醇;生物法灭活病毒。(2)单克隆抗体制备过程(3)单克隆抗体优点:特异性强、灵敏度高、可大量制备。(4)单克隆抗体应用:作为诊断试剂;用于治疗疾病和运载药物。1植物组织培养(1)条件:离体组织、器官或细胞(外植体)、适宜营养、植物激素。(2)原理:细胞全能性。(3)过程:脱分化、再分化。(4)结果:得到个体或细胞产物。2植物体细胞杂交(1)原理
4、:细胞膜流动性、细胞全能性。(2)过程:去细胞壁、融合、植物组织培养。(3)融合方法:物理法(离心、振动、电激等)、化学法(聚乙二醇等)。(4)结果:杂种植株。(5)意义:克服了远缘杂交不亲和障碍。3动物细胞培养过程(1)分散细胞方法:组织块剪碎,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。(2)生长特点:贴壁生长、接触抑制。(3)分瓶。(4)原代培养:动物组织消化后初次培养。(5)传代培养:分瓶继续培养。4动物细胞培养条件(1)无菌、无毒环境。(2)营养:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、动物血清、血浆等。(3)温度和pH:与动物体温相近,pH为7.27.4。(4)气体环境:CO2主要作用是维持培养
5、液pH。5动物细胞融合(1)原理:细胞膜流动性。(2)融合方法:聚乙二醇(PEG)、灭活病毒、电激等。6单克隆抗体制备(1)涉及三种细胞作用不同。B淋巴细胞:能分泌单一抗体,但不能无限增殖。骨髓瘤细胞:能大量增殖,但不能产生抗体。杂交瘤细胞:既能产生单一抗体,又能大量增殖。(2)两次筛选目不同。第一次筛选是得到杂交瘤细胞。第二次筛选是得到能分泌所需抗体杂交瘤细胞。考法一植物细胞工程1植物组织培养过程 2条件(1)离体:这是因为在生物体内基因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)环境条件适宜温度、pH确保酶活性。无菌这是
6、因为细菌等微生物繁殖快,消耗营养物质多,同时产生有害代谢产物,毒害植物细胞。光照这是因为光照有利于细胞内叶绿素形成和光合作用进行。3植物组织培养与植物体细胞杂交比较名称植物组织培养植物体细胞杂交原理细胞全能性细胞膜具有一定流动性和细胞全能性过程应用繁殖培育新品种生产细胞产品克服远缘杂交不亲和障碍,培育作物新品种4.单倍体育种和突变体利用不同点项目原理优点成果单倍体育种染色体变异明显缩短育种年限单育1号烟草品种、中花8号、11号水稻和京花1号小麦品种等突变体利用基因突变产生新基因,大幅度改良某些性状抗花叶病毒甘蔗、抗盐碱野生烟草等视角1以基础判断或案例分析形式,考查植物组织培养1(概念图信息类)
7、(2016江苏镇江模拟)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域,其获得途径如下图所示。下列叙述错误是()A图中愈伤组织、脱毒苗和高产细胞系获得都体现了植物细胞全能性B图中和分别表示辣椒组织培养中细胞脱分化和再分化过程C过程中需用适宜配比生长素和细胞分裂素溶液处理D用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时,常用酶是纤维素酶和果胶酶解析:选A。细胞全能性是指已经分化细胞仍具有发育成完整个体潜能,图中脱毒苗获得体现了植物细胞全能性,愈伤组织和高产细胞系获得都没有体现植物细胞全能性,A错误;图中和分别表示辣椒组织培养中细胞脱分化和再分化过程,B正确;再分化过程中需用适宜配比生长素和细胞分裂素溶液
8、处理,以诱导细胞分化方向,C正确;用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时,常用酶是纤维素酶和果胶酶,以分解植物细胞之间成分,D正确。2.(流程图信息类)人工种子是人们模仿天然种子结构制造出来生命有机体,它能像种子一样萌发生长,长成植物。人工种子核心部件是一个被外层物包埋具有类似于胚功能胚状体。将胚状体包埋在一个能提供营养胶质中,便成了所谓“人工种子”。 (1)人工种子依据原理是_,培育胚状体利用了_技术。(2)包埋胚状体胶质可看作自然种子哪部分结构?_。(3)如果外植体是植物茎尖,通过处理可使细胞彼此分离,过程中可加入()A蛋白酶B淀粉酶C果胶酶D胰蛋白酶(4)过程表示脱分化过程,其实质是_;表示再
9、分化过程,其实质是_。(5)由人工种子萌发成植株是否可育?_。解析:(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要全部遗传物质,因此依据原理是细胞全能性,人工种子是经过植物组织培养技术得到。(2)包裹胚状体胶质有保护胚状体作用,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,因为植物细胞壁主要成分是纤维素和果胶。(4)脱分化实质是使细胞恢复分裂能力,而再分化实质是基因选择性表达。(5)人工种子是否可育取决于培育胚状体所选用材料。答案:(1)植物细胞全能性植物组织培养(2)种皮及提供营养胚乳或子叶(3)C(4)使细胞恢复分裂能力
10、基因选择性表达(5)不一定视角2以案例分析形式,考查植物体细胞杂交3(图示信息类)如图是“白菜甘蓝”杂种植株培育过程,下列说法正确是() A图示“白菜甘蓝”植株不能结籽B愈伤组织代谢是自养需氧型C用胰蛋白酶去掉细胞壁,分离出有活力原生质体D诱导原生质体融合可用聚乙二醇解析:选D。图示采用植物细胞融合技术产生“白菜甘蓝”是可育,能结籽,A错误;愈伤组织是不能自行合成有机物,代谢类型是异养需氧型,B错误;植物细胞壁成分是纤维素和果胶,去壁所用是纤维素酶和果胶酶,C错误;诱导原生质体融合所用方法有物理法和化学法,物理法包括离心、振动、电激等,化学法一般是用聚乙二醇,D正确。4(流程图解类)下面为“番
11、茄马铃薯”培育过程示意图,请据图回答下列问题:(1)若运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)能否得到可育杂种植株?为什么?_。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株过程中,运用技术手段是_,依据原理是_,其中过程称为_技术,与过程密切相关具有单层膜结构细胞器为_,过程相当于_,过程涉及细胞分裂方式为_。(3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体,则“番茄马铃薯”属于_倍体植株。(4)柴油树种子含有柴油是植物细胞代谢产物,可用植物组织培养来实现柴油工业化生产。若利用此技术,将柴油树细胞培养进行到_(填字母编号)阶段即可。解析:(1)番茄和马铃薯属于两种植物,存在生殖隔离,不能通过有性杂交产生后代。(
12、2)过程是把a、b两个原生质体融合在一起,所以称为原生质体融合。过程是在融合原生质体外再生一层细胞壁,而细胞壁形成与高尔基体有关。过程结果是形成了愈伤组织,所以为脱分化。(3)“番茄马铃薯”属于异源多倍体中异源六倍体。(4)柴油是植物细胞代谢产物,要实现其工业化生产需将柴油树细胞培养到愈伤组织,然后进行提取。答案:(1)不能。不同种植物存在生殖隔离(2)植物组织培养植物细胞全能性原生质体融合高尔基体脱分化有丝分裂(3)六(4)e考法二动物细胞工程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全能性过程结果获得细胞群获得克隆动物应用生产生物制品用于基因工程检测
13、有毒物质加速家畜遗传改良进程,促进良种繁育保护濒危物种生产医用蛋白提供克隆器官、组织等2.细胞融合过程分析细胞融合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先导,在细胞膜融合中体现出细胞膜具有一定流动性。3单克隆抗体制备(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)制备单克隆抗体过程中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,另外还有未融合细胞由于小鼠在生活中还受到其他抗原刺激,所以经选择性培养获得杂交瘤细胞中有能产生其他抗体细
14、胞筛选方法用特定选择培养基筛选:未融合细胞和同种细胞融合后形成细胞都会死亡,只有融合杂交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细胞群筛选目得到杂交瘤细胞得到能分泌所需抗体杂交瘤细胞(3)获取单克隆抗体场所若在培养基中进行杂交瘤细胞培养,则从培养液中提取。若在小鼠或其他动物腹腔中培养,则从腹水中提取。视角1以基础判断或案例分析形式,考查动物细胞培养特点及应用1(概念图信息类)实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)基本过程如图所示。下列叙述错误是() A甲过程需要对实验小鼠进行消毒B乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶处理C丙过
15、程得到细胞大多具有异倍体核型D丁过程得到细胞部分具有异质性解析:选C。进行细胞培养前需要对细胞进行消毒,A正确;进行培养组织细胞用胰蛋白酶处理分散成单个细胞,B正确;丙过程属于原代培养,细胞核型稳定,C错误;丁过程属于传代培养,期间部分细胞会出现异质性,D正确。2(原理判断类)某研究小组进行药物试验时,以动物肝细胞为材料,测定药物对体外培养细胞毒性。供培养细胞有甲、乙两种,甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养问题:(1)将数量相等甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养,培养液及其他培养条件均相同。一段时间后,观察到甲细胞数量比乙细胞数量_。(2)在动物细胞培养时,通常
16、在合成培养基中加入适量血清,其原因是_。细胞培养应在含5%CO2恒温培养箱中进行,CO2作用是_。(3)在两种细胞生长过程中,当乙细胞铺满瓶壁时,其生长_。药物试验需要大量细胞,两种细胞频繁传代,甲细胞比乙细胞可以传代次数更_。若用动物肝脏组织块制备肝细胞悬液,需用_处理。(4)为了防止细胞培养过程中细菌污染,可向培养液中加入适量_。(5)已知癌基因X过量表达与肝肿瘤发生密切相关,要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长影响,可将甲细胞分为A、B两组,A组细胞培养液中加入_,B组细胞培养液中加入等量无菌生理盐水,经培养后,从A、B两组收集等量细胞,通过分别检测X基因在A、B两组细胞中_或_合成水平差
17、异,确定Y药效。解析:(1)甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。肿瘤细胞为无限增殖细胞,细胞周期短。在相同条件下,培养相同时间,甲细胞数量多于乙细胞。(2)动物细胞培养液中必须加入动物血清,血清中含有血清蛋白、生长因子、促进细胞贴壁因子、激素等合成培养基中缺乏物质。细胞培养应在含5% CO2恒温培养箱中进行,CO2作用是调节培养液pH。(3)甲为肿瘤细胞,能无限增殖,传代次数要比乙细胞多,乙细胞(正常肝细胞)在培养瓶中贴壁生长,当铺满瓶壁时,生长停止。为得到更多肝细胞,需要定期地用胰蛋白酶使细胞脱离瓶壁,进行传代培养。(4)培养液中加入抗生素来抑制和杀灭细菌,抗生素对动物细胞没有影响。(5
18、)设计一组加入抗癌药物实验组,一组不加药物对照组,通过检测药物影响X基因表达过程,即转录形成mRNA、翻译形成蛋白质量来检验药效。答案:(1)多(2)血清可以补充合成培养基中缺乏物质维持培养液pH(3)停止多胰蛋白酶(4)抗生素(5)YmRNA蛋白质视角2以流程图解分析形式,考查动物细胞核移植3(2015高考天津卷)2015年2月3日,英国议会下院通过一项历史性法案,允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿培育过程可选用如下技术路线。据图分析,下列叙述错误是()A该技术可避免母亲线粒体遗传病基因传递给后代B捐献者携带红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿C三亲婴儿染色体全部来自母亲提供细胞核D三亲婴儿
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考 生物 复习 单元 细胞 工程学
限制150内