新高考全国通用生物一轮知识点复习选3.2细胞工程.pptx
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1、细胞工程细胞工程课前自主预习案课前自主预习案高效课堂高效课堂课堂总结课堂总结历届真题历届真题课前自主预习案考纲考情定考向最新考纲1植物的组织培养()。2动物细胞培养与体细胞克隆()。3细胞融合与单克隆抗体()。高频考点1说明动物细胞培养的过程、条件等2简述细胞核移植技术3说出动物细胞融合与单克隆抗体的制备过程核心素养定达成生命观念细胞全能性的物质基础,生物生长的细胞学基础等科学思维建立模型:植物细胞工程的基本操作流程及单克隆抗体的制备过程示意图等科学探究解决问题:细胞工程的应用和蛋白质工程社会责任保护环境:正确看待细胞工程在生产生活中的应用基础梳理系统化知识点一植物细胞工程1植物细胞工程的基本
2、技术愈伤组织全能性流动性原生质体杂种细胞杂种植株2植物细胞工程的实际应用细胞产物知识点二动物细胞培养与核移植技术1动物细胞培养单个细胞原代培养无毒CO2氨基酸血清36.50.57.27.42动物细胞核移植技术全能性体细胞核核移植重组胚胎知识点三动物细胞融合与单克隆抗体灭活的病毒有性杂交特异性强灵敏度高诊断试剂运载药物杂交瘤细胞基能过关问题化一、判一判1有关细胞全能性与组织培养的判断(1)棉花根尖细胞经诱导可形成幼苗能体现细胞的全能性。()(2)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。()(3)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中,不会发生细胞的增殖和分化。()(4)愈伤组织是外植体
3、通过脱分化和再分化后形成的。()(5)经植物组织培养得到的胚状体用人工薄膜包装后可得到人工种子。()2有关植物体细胞杂交技术的判断(1)利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞进行诱导融合。()(2)用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性。()(3)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。()(4)培养草莓脱毒苗所采用的主要技术是细胞杂交。()3有关动物细胞培养的判断(1)制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织,再用胃蛋白酶处理。()(2)在对肝细胞的培养过程中,通常在培养液中通入5%的CO2以刺激细胞呼吸。()(3)在25的实验条件下可顺利完成大鼠神经细胞的培养。()(4)培养保留
4、接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。()(5)克隆培养法培养过程中,多数细胞的基因型会发生改变。()(6)二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的。()4有关动物细胞核移植的判断(1)动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞。()(2)克隆动物的性状与供体动物完全相同。()(3)与“多利”羊等克隆哺乳动物相关的技术有胚胎移植、动物细胞培养和核移植。()(4)用于核移植的供体细胞一般都选用10代以内的培养细胞。()5动物细胞融合与单克隆抗体的制备(1)植物原生质体融合与动物细胞融合原理是相同的。()(2)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。()(3)小鼠骨髓瘤细胞的染色体数为40,B淋巴
5、细胞的染色体数为46,融合后形成的杂交瘤细胞DNA分子数为86。()(4)对杂交瘤细胞进行体内培养,是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎。()(5)B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型(若仅考虑两两融合的情况)。()二、议一议【教材易漏拾遗】1据图分析植物体细胞杂交的过程(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理是什么?(2)如何根据细胞膜表面的荧光判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的?提示:细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。提示:融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光。(3)若番茄细胞内有m条染色体,马铃薯细胞内有n条染色体,则“番茄马铃薯”细胞在有丝分裂后期含有多少条染色体?(4)若
6、杂种细胞培育成的“番茄马铃薯”植株为四倍体,则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于几倍体植株?提示:2(mn)条。提示:单倍体植株。2如图为动物细胞培养过程中细胞增殖情况的变化曲线,图中B、E两点表示经筛选、分装后继续培养。据图分析:(1)原代培养和传代培养的分界点是哪个?(2)AB段和DE段繁殖速度缓慢的原因是什么?(3)E点后的细胞大多数具有异倍体核型,这样的细胞有什么特点?提示:B点之前的培养称为原代培养,之后的培养称为传代培养。提示:AB段发生了接触抑制;DE段细胞大部分衰老而失去分裂能力。提示:E点后的细胞属于细胞系,能无限增殖。3下图为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图,据图分
7、析:(1)与多克隆抗体相比,单克隆抗体的优点有哪些?(2)图中第一次筛选和第二次筛选的目的有何不同?提示:单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高,可大量制备。提示:第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选的目的是筛选出能产生所需单克隆抗体的杂交瘤细胞。高效课堂课堂课堂互动探究互动探究案案考点考点一植物细胞工程一植物细胞工程【任务驱动探究突破】任务1对细胞工程概念的理解(1)原理和方法:细胞生物学和_。(2)操作水平:_。(3)目的:按照人的意愿来改变_或获得细胞产品。(4)根据操作对象的不同分为两类:植物细胞工程和_。任务2完善植物组织培养技术的相关内容(1)概念培养对象:_。培养条件:无
8、菌、人工配制的培养基、相关激素等人工控制条件。培养结果:产生愈伤组织、丛芽,最终形成_。(2)操作流程分子生物学细胞水平或细胞器水平细胞内的遗传物质动物细胞工程离体的植物组织、器官或细胞完整的植株脱分化愈伤组织再分化任务3完善植物体细胞杂交技术的相关内容(1)概念:将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成_,并把杂种细胞培育成_的技术。(2)操作流程杂种细胞新的植物体(3)流程分析过 程 a为 去 除 _以 获 得 具 有 活 力 的 原 生 质 体,用 到 的 酶 是_。过程b是原生质体的融合,其原理是_。诱导b融合的两种方法:物理法包括_等;化学法一般用_作为诱导剂。过程c是原生质体融合后
9、再生出新的_。过程d是_技术,其原理是_。(4)意义:_。细胞壁纤维素酶和果胶酶细胞膜具有一定的流动性离心、振动、电激聚乙二醇(PEG)细胞壁植物组织培养细胞的全能性克服了远缘杂交不亲和的障碍任务4植物细胞工程的实际应用(3)细胞产物的工厂化生产:如人参皂甙干粉的生产。微型繁殖作物脱毒胚状体人工薄膜突变体的利用任务5比较植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系名称植物组织培养植物体细胞杂交原理_细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性过程离体的植物器官、组织或细胞脱分化_再分化_发育植物体选材选取根尖、茎尖、形成层部位最容易诱导脱分化_技术操作_除脱分化、再分化外,还要用酶解法去除细胞壁,用一定的
10、方法诱导原生质体融合联系_是_的基础,_所用的技术更复杂细胞的全能性愈伤组织根、芽或胚状体原生质体A原生质体B融合的原生质体AB杂种细胞AB不同种的植物体细胞融合后形成杂种细胞脱分化、再分化等植物组织培养植物体细胞杂交植物体细胞杂交任务6比较单倍体育种和突变体利用的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的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的甘蔗、抗盐碱的野生烟草等【考向分类对点落实】考向一植物组织培养技术及应用12016江苏卷,9下列有关细胞工程的叙述,正确的是()APEG是促细胞融合剂,可直
11、接诱导植物细胞融合B用原生质体制备人工种子,要防止细胞破裂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来自供卵母体答案:D解析:PEG是促细胞融合剂,但植物细胞不能直接融合,需先去壁形成原生质体后才能融合,A错误;制备人工种子应用完整的植物细胞,不需制备原生质体,B错误;骨髓瘤细胞不能产生抗体,C错误;通过核移植克隆的动物,其线粒体只来自卵细胞,即线粒体DNA来自供卵母体,D正确。2北京卷在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的常规实验步骤中,不需要的是()A用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞B用选择培养基筛选导入目的基因的细胞C用聚乙二醇诱导转基因细胞的原生
12、质体融合D用适当比例的生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织生芽答案:C解析:农杆菌可通过侵染宿主细胞,从而通过Ti质粒上的TDNA将目的基因转入到宿主细胞中,A正确;通过对已经导入目的基因并含有标记基因的细胞进行筛选,从而淘汰没有成功导入目的基因的细胞并保留导入了目的基因的细胞,B正确;聚乙二醇多用于植物体细胞融合,用于培养异源多倍体,与此处的基因工程的操作无关,C错误;进一步对筛选出来的细胞进行组织培养,得到转基因植株,这一过程需用到适当比例的生长素和细胞分裂素以诱导愈伤组织生芽,D正确。3经典高考为了探究6BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响,某研究小组在MS培养基中加入6BA和IA
13、A,配制成四种培养基(见下表),灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体,在适宜条件下培养一段时间后,统计再生丛芽外植体的比率(m),以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n),结果如下表:培养基编号浓度/(mgL1)m/%n/个6BAIAA10.5076.73.120.177.46.130.266.75.340.560.05.0回答下列问题:(1)按照植物的需求量,培养基中无机盐的元素可分为_和_两类。上述培养基中,6BA属于_类生长调节剂。(2)在该实验中,自变量是_,因变量是_,自变量的取值范围是_。(3)从实验结果可知,诱导丛芽总数最少的培养基是_号培养基。(4)为了诱导该
14、菊花试管苗生根,培养基中一般不加入_(填“6BA”或“IAA”)。大量元素微量元素细胞分裂素IAA浓度再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)00.5mgL116BA4经典模拟传统的人工繁殖兰花的方法是分株繁殖和用种子播种,随着科学技术的进步,人们开始采用组织培养技术繁殖兰花,其过程如图所示:(1)植物组织培养是在_和人工培养条件下,将_的植物组织、器官、细胞,培养在人工配制的_上,诱导其产生_、丛芽,最终发育成完整植株的过程。(2)兰 花 的 叶 肉 细 胞 之 所 以 能 培 养 为 新 个 体,是 因 为 细 胞 中 含 有_,具 有 发 育 成 完 整 个 体 的
15、 潜 能,这 种 潜 能 叫_。(3)请 用 简 单 的 文 字 和 箭 头,绘 出 之 间 的 关 系_。(4)有人想到利用植物体细胞杂交技术解决兰花生根速度慢、幼苗生存能力弱的好办法,但操作后得到的“韭菜兰花”,并没有预想中的“繁殖容易,香气浓郁”,可能的原因是_。无菌离体固体培养基愈伤组织本物种的全部遗传信息细胞全能性两个物种之间的基因相互影响,导致某些基因无法正常表达考向二植物体细胞杂交技术5经典高考甲、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
16、_酶和_酶去除细胞壁,获得具有活力的_,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 _组 织,然 后 经 过_形成完整的杂种植株。这种培育技术称为_。(2)上述杂种植株属于多倍体,多倍体是指_,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_。(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_等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。纤维素果胶原生质体愈伤再分化(或分化)植物体细胞杂交技术由受精卵发育而来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)在减数分裂过程中,前者染色体联会异
17、常,而后者染色体联会正常(其他合理答案也可)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽(答对其中一个即可)6天津卷DHA对脑神经发育至关重要。以A、B两种单细胞真核藻为亲本,利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻。两种藻特性如下表。亲本藻优势代谢类型生长速率g/(L天)固体培养基上藻落直径DHA含量()A藻自养0.06小0.7B藻异养0.14大无据表回答:(1)选 育 的 融 合 藻 应 具 有 A藻 _和 B藻_的优点。(2)诱 导 融 合 前 需 用 纤 维 素 酶 处 理 两 种 藻,其 目 的 是 获 得_。(3)通过以下三步筛选融合藻,步骤_可淘汰B藻,步骤_可淘汰生长速率较慢的藻落,再通过步骤_获取
18、生产所需的融合藻。步骤a:观察藻落的大小步骤b:用不含有机碳源(碳源生物生长的碳素来源)的培养基进行光照培养步骤c:测定DHA含量产生DHA,自养特性快速生长原生质体bac(4)以获得的融合藻为材料进行甲、乙、丙三组试验,结果如下图:甲组条件下,融合藻产生H的细胞器是_;丙 组 条 件 下 产 生 ATP的 细 胞 器 是_。与甲、丙两组相比,乙组融合藻生长速率较快,原因是在该培养条件下_。甲、乙两组DHA产量均较高,但实际生产中往往采用甲组的培养条件,其原因是线粒体、叶绿体线粒体融合藻既能光能自养又能异养融合藻利用光能和简单的无机物即能生长,不需要添加葡萄糖,可降低成本,也可防止杂菌生长考向
19、三植物体细胞杂交技术7原创选取A、B植株的细胞进行如下图的操作,请回答问题:(1)实现图中过程最常用的方法是_。(2)过程的发生,必须进行_,其方法有_法和_法。(3)若细胞A内含a个染色体,细胞B内含b个染色体,则“杂种细胞”内含_个染色体;若A、B植株采用常规杂交育种方法成功的话,得到的后代含_个染色体,必须用_来处理幼苗,才能得到可育的杂种植株,其中含有_个染色体。这两种方法相比,体细胞杂交方法的优点是:_。酶解法(纤维素酶、果胶酶)诱导融合物理化学ab(ab)/2秋水仙素ab克服远缘杂交不亲和的障碍考点考点二二动物动物细胞工程细胞工程【任务驱动探究突破】任务1完善动物细胞培养过程示意图
20、,并填空胰蛋白酶胰蛋白酶(1)与植物细胞培养相比,动物细胞培养过程所用的培养基一般是_培养基,并加入_。(2)动物细胞培养过程中两次用到胰蛋白酶,第一次的作用是将剪碎的组织分散成_;第二次是将贴壁生长的细胞从瓶壁上_下来,其目的是避免动物细胞的_现象。(3)动物细胞培养时加入CO2的主要作用是维持培养液的_;O2的作用是促进细胞_。液体动物血清单个细胞分离接触抑制pH有氧呼吸任务2比较动物细胞培养与动物体细胞核移植的不同点动物细胞培养动物体细胞核移植原理_过程细胞增殖动物细胞核的全能性原代胰蛋白酶传代去核卵母细胞重组细胞早期胚胎结果获得_获得_应用生产生物制品用于基因工程检测有毒物质加速家畜遗
21、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、组织等细胞群克隆动物【易错警示】细胞工程的两个总结(1)植物组织培养和动物细胞培养过程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)克隆动物的起点是经过核移植后形成的重组细胞,其遗传物质主要来自供体,因此形成的个体性状主要同供体,但也有部分性状同受体。任务3比较植物体细胞杂交与动物细胞融合的不同点植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞的全能性_过程细胞A、B 去壁原生质体A、B 融合融合的原生质体 再生壁杂种细胞 植物组织培养杂种植株细胞A、B融合杂交细胞有丝分裂多个相同杂交细胞细胞膜的
22、流动性相关酶_胰蛋白酶或胶原蛋白酶融合方法物理法:离心、电激、振动;化学法:聚乙二醇等试剂诱导除物理法和化学法外,还可以用灭活的病毒诱导结果_意义突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能纤维素酶和果胶酶杂种植株杂交细胞克服了远缘杂交的不亲和性,获得杂种植株任务4据图完成下列各题图1中,a、b分别为骨髓瘤细胞和已免疫的B淋巴细胞,图2为单克隆抗体制备的流程(顺序已被打乱)。(1)由 图 1分 析:诱 导 a、b两 种 细 胞 融 合 的 方 法 有 聚 乙 二 醇(PEG)、_、电激等;a、b两种细胞可发生融合,融合的原理是_;融 合 后 形 成 图 中 的 d细 胞,d细 胞 的 特 点
23、是_;由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比,具有_等特点。(2)图2B中小鼠注射的物质是_,其目的是刺激机体发生免疫应答,从而产生效应B细胞(浆细胞)。(3)在获取C细胞时,被筛选淘汰的细胞类型有_,只有融合的_才能生长。(4)请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来:灭活的病毒细胞膜的流动性既能无限增殖,又能产生特定的抗体特异性强、灵敏度高、并可大量制备特定抗原未融合细胞、同种细胞相互融合后的细胞杂交瘤细胞【考向分类对点落实】考向一动物细胞培养技术的考查1经典高考下列关于动物细胞培养的叙述,正确的是()A细胞系连续分裂的细胞大多具有二倍体核型B某些癌细胞在合适条件下能逆转
24、为正常细胞C由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆D未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状答案:B解析:细胞系连续分裂的细胞其核型已发生改变;一个祖细胞培养形成的细胞群才为一个克隆;未经克隆化培养的细胞系细胞可能是不同细胞分裂形成的,其性状可能不同。2经典高考实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是()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丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型D丁过程得到的细胞具有异质性答案:C解析:动物细胞培养需要无毒、无菌的环境,甲过程指从实验小鼠身上取下皮肤组织,该过程需要对小鼠进行消毒处理,A正确;乙过程表示将得
25、到的皮肤组织分散成单个细胞制备成细胞悬液,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行处理,B正确;丙过程表示原代培养,此时的细胞仍能保持正常的二倍体核型,C错误;丁过程表示传代培养,此时得到的细胞会克服细胞寿命的自然极限,获得不死性,这些细胞已经发生突变,正在朝着等同于癌细胞的方向发展,D正确。题后归纳(1)动物细胞培养时选用幼龄动物组织或胚胎进行细胞培养的原因:幼龄动物组织或胚胎的细胞分化程度低,增殖能力很强,更易于培养。(2)在动物细胞培养过程中两次用到胰蛋白酶:第一次是将剪碎的组织分散成单个细胞;第二次是将贴壁生长的细胞从瓶壁上分离下来,其目的是避免动物细胞培养时出现接触抑制现象。(3)细胞贴壁和接触
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