2020版高考生物一轮复习14.2细胞工程课件苏教版选修3.pptx
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1、第2讲 细胞工程,-2-,自主梳理,核心突破,考向感悟,植物细胞工程,分子生物学,细胞水平,遗传物质,远缘杂交不亲和,-3-,自主梳理,核心突破,考向感悟,2.植物细胞的全能性 (1)概念:具有某种生物全套遗传信息的细胞都具有发育成为一个新的 的潜能。 (2)物质基础:细胞内含有本物种全套的 。 (3)体内细胞全能性不表达的原因:基因在特定的时间和空间条件下 ,形成不同的组织、器官。,生物个体,遗传信息,选择性表达,-4-,自主梳理,核心突破,考向感悟,细胞的全能性,器官、组织、细胞,或原生质体,无菌,激素,脱分化,再分化,-5-,自主梳理,核心突破,考向感悟,4.植物体细胞杂交技术 (1)概
2、念:在一定条件下把 的生物的体细胞融合形成杂种细胞,并把杂种细胞培育成 的技术。 (2)操作流程,不同种,新的生物体,-6-,自主梳理,核心突破,考向感悟,a.过程为去除 获得具有活力的原生质体,常用方法是酶解法,所用到的酶是 。 b.过程是原生质体的融合,人工诱导的物理法为 诱导融合法;化学法一般用 诱导融合法。 c.过程是原生质体融合后再生出 ,这是原生质体融合成功的标志。 d.植物细胞融合的原理是 。 (3)意义:可以逾越种间、属间的杂交障碍培育出新的生物。,细胞壁,纤维素酶、果胶酶,电场,聚乙二醇,细胞壁,细胞膜具有一定的流动性,-7-,自主梳理,核心突破,考向感悟,5.植物细胞工程的
3、实际应用 (1)植物繁殖的新途径: 、培育无病毒植物、。 (2)作物新品种的培育: 育种、突变体的利用。 (3)植物细胞代谢产物的工厂化生产。,快速繁殖,人工种子,单倍体,-8-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(1)离体的棉花根尖细胞经诱导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)外植体通过脱分化和再分化形成愈伤组织。( )(4)利用物理法和化学法,可以直接将两个植物细胞进行诱导融合。( ),提示:植物细胞表现出全能性的首要条件是离体。,提示:外植体通过脱分化形成愈伤组织。,提示:在原生质体融合之前要首先利用纤维素酶和果胶酶去除
4、植物细胞的细胞壁。,-9-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(5)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。 ( ) (6)在植物组织培养过程中,可以将愈伤组织经过人工薄膜包装得到人工种子。( ),提示:人工种子是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,经过人工薄膜包装得到的。,-10-,自主梳理,核心突破,考向感悟,知识拓展(1)外植体:宜选用幼嫩的组织或含分生组织的部分,脱分化较为容易。 (2)消毒:植物组织培养要想取得成功,必须有效防止细菌等的污染,可用体积分数为70%的酒精和体积分数为20%的次氯酸钠对外植体进行消毒。 (3)光照:离体的植物细胞、组织和器官脱分化形成愈伤组织
5、时,需避光处理;愈伤组织再分化形成植物幼苗时,需光照处理。,-11-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(4)脱分化和再分化的比较,-12-,自主梳理,核心突破,考向感悟,考向 植物细胞工程 1.(2018江苏海门中学高三第二次质检)为了获得植物次生代谢产物,先用植物外植体获得愈伤组织,然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题。 (1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为 。 (2)在愈伤组织悬浮培养时,细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如下图所示。细胞干重在12 d后下降的原因有 ;培养液中蔗糖的作用是 、 。,-13-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常
6、高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经 处理,会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目,压片前常用纤维素酶和 酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞(2N)经诱导处理后,观察到染色体数为8N的细胞,合理的解释是 、 。,答案 (1)脱分化 (2)蔗糖浓度下降,pH降低 提供能源 调节渗透压 (3)秋水仙素(低温) 果胶 经加倍到4N的细胞处于有丝分裂后期 经加倍到8N的细胞处于有丝分裂中期,-14-,自主梳理,核心突破,考向感悟,解析 (1)外植体经诱导形成愈伤组织的过程称为脱分化。 (2)观察图示可知,12 d后蔗糖浓度和pH都下降到较低水平,影响能量的供应和酶的活性,导致细胞干重下降。另外,
7、培养液中的蔗糖还具有调节渗透压的作用。 (3)在细胞分裂过程中,用低温或秋水仙素处理,都可抑制纺锤体的形成,使染色体不能移向两极,从而使细胞中染色体数目加倍。愈伤组织的细胞之间含有纤维素和果胶,欲将其分散成单个细胞,压片前需用纤维素酶和果胶酶处理。愈伤组织细胞经诱导处理后,有的细胞染色体数目加倍(4N),有的细胞染色体数目未加倍(2N),也可能有的细胞在连续分裂中每次都因低温或秋水仙素抑制了纺锤体的形成,导致细胞中染色体数目连续加倍,出现染色体数目为8N的细胞。所以染色体数目加倍到4N的细胞处于有丝分裂后期时染色体数目为8N,染色体数目加倍到8N的细胞处于有丝分裂中期时染色体数目也为8N。,-
8、15-,自主梳理,核心突破,考向感悟,2.花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化,并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图。,-16-,自主梳理,核心突破,考向感悟,据图回答下列问题。 (1)过程所需的酶是 。 (2)过程后,在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的 存在,这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。 (3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是 。原生质体经过 再生,进而分裂和脱分化形成愈伤组织。 (4
9、)若分析再生植株的染色体变异类型,应剪取再生植株和植株的根尖,通过 、 、染色和制片等过程制成装片,然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。,-17-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增,得到两亲本的差异性条带,可用于杂种植株的鉴定。下图是用该引物对双亲及再生植株14进行PCR扩增的结果。据图判断,再生植株14中一定是杂种植株的有 。 (6)对杂种植株进行 接种实验,可筛选出具有高抗性的杂种植株。,-18-,自主梳理,核心突破,考向感悟,答案:(1)纤维素酶和果胶酶 (2)叶绿体 (3)保持原生质体完整性 细胞壁 (4)双亲(或花椰菜和
10、黑芥) 解离 漂洗 (5)1、2、4 (6)黑腐病菌,-19-,自主梳理,核心突破,考向感悟,解析:(1)据题图分析,为获得有活力原生质体的过程,常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。(2)过程为诱导原生质体融合,叶肉细胞中含有叶绿体,融合成功的活细胞中肯定含有叶绿体。(3)原生质体在培养液浓度过高时会失水皱缩,在培养液浓度过低时则会吸水涨破;在培养液中加入适宜浓度的甘露醇以保持与原生质体内相同的渗透压,目的是维持原生质体的正常形态,保持其完整性。原生质体再生出新细胞壁后,可经脱分化形成愈伤组织。(4)染色体变异在显微镜下可见,为确定再生植株的变异类型,可选取再生植株与双亲植株根尖分生区细胞,经解离
11、、漂洗、染色、制片后,观察比较它们之间染色体的不同。(5)再生植株1、2、4中既有花椰菜的DNA,又有黑芥的DNA,应为杂种植株。(6)为筛选高抗性的杂种植株,可对杂种植株接种黑腐病菌,据其接种后的表现进行选择。,-20-,自主梳理,核心突破,考向感悟,动物细胞培养与体细胞克隆 1.动物细胞培养 (1)过程,胰蛋白酶,细胞悬液,原代培养,胰蛋白酶,-21-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(2)培养条件 无菌、无毒的环境:对培养液和所用培养用具进行 处理,并在培养液中添加 ,以防止培养过程中的污染。定期更换 以清除代谢产物。 营养:除正常的无机营养和有机营养外,加入 等天然成分。 适宜的温度和p
12、H:温度为 左右,pH为7.27.4。 气体环境:95%的空气加5%的 的混合气体。 (3)应用:生物制品的生产、转基因动物的培养、检测 、医学研究等。,无菌,抗生素,培养液,血清、血浆,37,CO2,有毒物质,-22-,自主梳理,核心突破,考向感悟,2.动物细胞核移植 (1)概念:把一个动物细胞的 移入一个已经去除细胞核的 中,使其重组并发育成一个新的胚胎,最终发育为一个 的技术。 (2)过程,细胞核,卵母细胞,动物个体,细胞培养,去核,重组细胞,重组胚胎,胚胎移植,供体,-23-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(3)应用 加速家畜遗传改良的进程,促进优良畜群的繁育。 保护 。 生产医用蛋白
13、。 作为异种移植的 。,濒危物种,供体,-24-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(1)植物组织培养常用液体培养基,动物细胞培养常用固体培养基。( )(2)具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞是生物克隆的重要条件之一。( ) (3)在原代培养过程中要定期用胰蛋白酶处理使细胞从瓶壁上脱离,制成悬浮液。( ) (4)核移植过程中供体理论上是提供细胞核,但操作过程中可以把整个细胞注入去核的卵母细胞中去。 ( ) (5)动物细胞培养中,CO2的主要作用是维持培养液的pH。( ),提示:植物组织培养常用固体培养基,动物细胞培养常用液体培养基。,-25-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(6)克隆动物的性状
14、完全与供体动物相同。( ),提示:克隆动物部分细胞质基因来自去核的卵母细胞。所以克隆动物的性状不完全与供体动物相同。,-26-,自主梳理,核心突破,考向感悟,植物组织培养、动物细胞培养和核移植的比较,-27-,自主梳理,核心突破,考向感悟,-28-,自主梳理,核心突破,考向感悟,错混辨析(1)植物组织培养和动物细胞培养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)区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。贴壁生长到一定程度需要用胰蛋白酶处理,然后再分瓶培养,原代培养结束,开始了传代培养。 (3)经植物组织培养成的植株与提供外植体的植株完全相同,而动物细胞核
15、移植形成的个体与供体大部分性状相同,也有部分性状与提供卵母细胞的个体相同。 (4)核移植过程中供体理论上是提供细胞核,但操作过程中可以把整个体细胞注入去核的卵母细胞中去,原因是体细胞体积相对较小,取核难度较大,另外细胞膜对核融合的障碍性较小。 (5)植物组织培养时,植物细胞在激素的诱导下能表达出全能性,但动物杂交细胞不能表达出全能性。,-29-,自主梳理,核心突破,考向感悟,考向 动物细胞培养与体细胞克隆 1.(2018宁夏长庆高级中学高三第一次月考)回答下列有关动物细胞培养的问题。 (1)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面 时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的 。此时,
16、瓶壁上形成的细胞是 层。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来,需要用酶处理,用到的酶是 。 (2)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停止,进而出现 现象;但极少数细胞可以连续增殖,其中有些细胞会因遗传物质发生改变而获得 ,该种细胞的黏着性 ,细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量 。,-30-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(3)现用某种大分子染料对细胞进行染色时,观察到死细胞被染色,而活细胞不被染色,原因是 。 (4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目,最好选用分裂 期的细胞在显微镜下进行观察。 (5)在细胞培养过程中,通常在 条件下保存细胞。因为在这种条件下,细胞中 的活性降低,细胞 速率降低
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