统考版2023版高考生物一轮复习课堂互动探究案2选修3现代生物科技专题细胞工程.docx
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1、课堂互动探究案2细胞工程考点一植物细胞工程(国考5年2考)(全国卷:2019全国卷、 )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)操作流程外植体根、芽或胚状体试管苗名师提醒植物组织培养的关键(1)条件:离体,一定营养物质,激素(生长素、细胞分裂素)等。(2)培养基状态:固体培养基
2、(需再分化,生根培养基和生芽培养基)。(3)体内细胞未表现全能性的原因:基因的表达具有选择性。(4)光照的应用:脱分化阶段不需要给予光照,再分化阶段需要给予光照,以利于叶绿素的形成。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(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是原生质体融合后再生出新的_。过程d是_技术,其原理是_。(4)意义:_。师说拓展对不同物种植物体细胞杂交和
3、(有性)杂交的比较(1)结果不同体细胞杂交:不管染色体数、基因组还是染色体组都采用直接相加。植物有性杂交:先减半再相加。(2)适用的定律不同有性生殖过程中符合孟德尔遗传定律。植物体细胞杂交:属于无性生殖,不符合孟德尔遗传定律。任务4植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径_常利用茎尖等分生组织人工种子_等外包裹_得到的种子(2)作物新品种的培育单倍体育种_(3)细胞产物的工厂化生产:如人参皂甙干粉的生产。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、
4、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,用一定的方法诱导原生质体融合联系_是_的基础,_所用的技术更复杂师说拓展杂种植株遗传物质变化的判断(1)遗传特性:杂种植株中含有两种植物的遗传物质,具备两种植物的遗传特性。(2)染色体组数染色体组数两种植物体细胞内染色体组数之和。植物体细胞杂交形成的杂种植株,有几个染色体组就称为几倍体。若一植物细胞含有2x条染色体,2个染色体组,基因型为Aabb,另一植物细胞含有2y条染色体,2个染色体组,基因型为ccDd,则新植株应为异源四倍体,其体细胞中染色体为(2x2y)条,4个染色体组,基因型为AabbccDd。任务6比
5、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1.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
6、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IAA,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
7、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)为了诱导该菊花试管苗生根,培养基中一般不加入_(填“6BA”或“IAA”)。4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
8、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_。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_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
9、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。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_
10、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(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_。考点二动物细胞工程(国考5年3考)
11、(全国卷:2020全国卷;2018全国卷、)任务驱动探究突破任务1完善动物细胞培养过程示意图,并填空 (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_。师说拓展(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
12、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)细胞贴壁和接触抑制悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。(4)原代培养与传代培养原代培养:细胞悬液第一次在瓶中培养,没有分瓶培养之前的细胞培养。传代培养:原代培养的细胞生长、繁殖到一定时间后,由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭,进而影响细胞的生长,因此需要重新用胰蛋白酶等处理,进行分瓶扩大培养,即传代培养。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
13、胞培养动物体细胞核移植原理_过程 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、组织等易错警示1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。2动物细胞培养和核移植时注意的五个问题(1)在分散细胞时,需用胰蛋白酶分散细胞,不能用胃蛋白酶,因为胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.8,胰蛋白酶作用的适宜pH为7.27.
14、8,而多数动物细胞培养的适宜pH为7.27.4。(2)取供体动物的体细胞培养,一般选用10代以内的细胞,因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型,保证了供体细胞正常的遗传基础。(3)克隆动物是由重组的细胞经培养而来的,该重组细胞的细胞质基因来源于受体细胞,细胞核基因来源于提供细胞核的亲本,其遗传物质来自两个亲本。(4)克隆动物绝大部分性状与供体动物相同,少数性状与提供去核卵母细胞的动物相同,与代孕动物的性状无遗传关系。(5)从生殖方式的角度看,动物体细胞核移植技术(克隆)属无性生殖,重组细胞相当于受精卵,需要动物细胞培养和胚胎工程技术的支持。任务3比较植物体细胞杂交与动物细胞融合的不同点
15、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
16、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2 B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:师说拓展 单克隆抗体制备过程的关键分析(1)对动物免疫的原因:B淋巴细胞要经过免疫过程,即接触抗原,增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞,才能产生相应的抗体,所以与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。(2)杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质,不
17、仅具有浆细胞产生特异性抗体的能力,还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力,可以克服单纯B淋巴细胞不能无限增殖的缺点,而大量生产单克隆抗体。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
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