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1、高考生物大一轮复习 专题 细胞工程课件 新人教版选修本讲稿第一页，共五十一页细胞工程细胞工程专题二专题二本讲稿第二页，共五十一页广东最新考纲要求广东考纲解读近3年广东高考考情1.植物的组织培养1.以农业生产为背景综合考查植物的组织培养及其应用2以人类健康为背景考查动物细胞工程的应用2012年：单选T22014年：非选T292.动物的细胞培养与体细胞克隆3.细胞融合与单克隆抗体本讲稿第三页，共五十一页1根据对近3年各省高考试题的分析，发现本章内容在高考命题中的形式多样，如选择、简答、综合分析和实验等。2高考试题侧重于考查不同技术的原理、过程及其之间的区别和联系，如植物细胞培养和动物细胞培养、植物
2、组织培养和植物体细胞杂交等；同时综合必修中的细胞的结构和功能、细胞全能性和分化、基因突变等内容。本讲稿第四页，共五十一页3植物体细胞杂交和动物细胞融合中两种细胞结合的原理、操作过程；植物细胞工程在植物育种和药物的工厂化生产等方面的应用较突出，很容易结合必修2的遗传育种出题；体细胞克隆和单克隆抗体是社会热点问题，整个技术的操作程序、原理及各步骤的注意事项都是常考点。本讲稿第五页，共五十一页1复习时要联系必修1“动植物细胞的结构和功能、细胞的分化和全能性”；必修2“生物变异在育种上的应用”；必修3“人体内环境及免疫知识”等相关知识，认真识读各种技术的流程图，并关注细胞工程的新成就和新发展。2以细胞
3、的全能性为线索将植物组织培养技术与植物体细胞杂交技术有机结合起来；以动物细胞核的全能性为线索，将动物细胞培养与融合，体细胞核移植及单克隆抗体串联起来。本讲稿第六页，共五十一页一、细胞工程应用_和_的原理和方法，通过_或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的_或获得细胞产品的一门综合科学技术。根据操作对象的不同，可分为_和_。细胞生物学细胞生物学分子生物学分子生物学细胞水平细胞水平遗传物质遗传物质植物细胞工程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程 本讲稿第七页，共五十一页细胞的全能性细胞的全能性脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织再分化再分化 微型繁殖微型繁殖脱毒脱毒人工种子人工种子单倍体单倍体细
4、胞产物细胞产物 本讲稿第八页，共五十一页融合的融合的原生质体原生质体 原生质体原生质体A原生质体原生质体B杂种细胞杂种细胞 本讲稿第九页，共五十一页振动振动电激电激聚乙二醇聚乙二醇(PEG)远缘杂交不亲和远缘杂交不亲和本讲稿第十页，共五十一页单个细胞单个细胞培养基中培养基中生长和增殖生长和增殖单个细胞单个细胞原代培养原代培养 本讲稿第十一页，共五十一页无菌、无毒无菌、无毒血清、血浆血清、血浆 温度、温度、pH气体气体 病毒疫苗病毒疫苗单克隆抗体单克隆抗体 本讲稿第十二页，共五十一页细胞核细胞核卵母细胞卵母细胞重组重组 动物个体动物个体胚胎细胞核移植胚胎细胞核移植体细胞核移植体细胞核移植 本讲稿
5、第十三页，共五十一页重组细胞重组细胞移植移植家畜遗传改良家畜遗传改良濒危物种濒危物种医用蛋白医用蛋白 本讲稿第十四页，共五十一页杂交细胞杂交细胞聚乙二醇聚乙二醇灭活的病毒灭活的病毒远缘杂交远缘杂交 本讲稿第十五页，共五十一页单克隆抗体单克隆抗体大量繁殖大量繁殖产生专一的抗体产生专一的抗体特异性强特异性强 本讲稿第十六页，共五十一页1植物组织培养植物组织培养与动物细胞培养的比较项目植物组织培养地位植物基因工程和细胞工程的基础原理细胞全能性培养基固体培养基：植物激素(细胞分裂素和生长素)、水、无机盐、蔗糖、氨基酸、维生素及琼脂(仅作为固定剂)培养条件无菌、适宜的温度、光照(脱分化不需要光、再分化需
6、要光)本讲稿第十七页，共五十一页本讲稿第十八页，共五十一页细胞全能性表达的条件：外植体必须离体，在严格无菌的条件下培养；培养基中含有一定的营养成分和植物激素；需要适宜的温度和光照。本讲稿第十九页，共五十一页2植物组织培养技术的应用(1)植物繁殖的新途径微型繁殖：不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。作物脱毒：无性繁殖作物感染的病毒在体内逐年积累导致产量降低，品质变差。利用植物分生组织(如茎尖、根尖)进行培养，可以使新长成的植株脱除病毒。本讲稿第二十页，共五十一页人工种子：植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽等，包上人工种皮就可以形成人工种子。下图是人工种子
7、的结构示意图。本讲稿第二十一页，共五十一页突变体的利用：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断分裂的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。细胞产物的工厂化生产：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。本讲稿第二十二页，共五十一页3动物细胞培养技术内容项目动物细胞培养原理细胞的增殖培养基成分葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、动物血清、血浆等，属于液体培养基取材动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织本讲稿第二十三页，共五
8、十一页本讲稿第二十四页，共五十一页动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的目的：第一次在原代培养前，用胰蛋白酶处理剪碎的组织块，目的是使之分散成单个细胞；第二次是在原代培养过程中，目的是使贴壁生长的细胞从甁壁上脱离下来。原代培养与传代培养的分界点：贴满甁壁的细胞脱离甁壁后的分瓶培养。分瓶前的培养为原代培养，分瓶后的培养为传代培养。本讲稿第二十五页，共五十一页(2013重庆一中模拟)下面的简式表示植物组织培养的大致过程，据此判断不正确的是()A若是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞，则可能出现不同植物的遗传特性B若是二倍体植株的花粉，则是单倍体植株，经染色体加倍后可得到稳定遗传的品种C若是人参细胞，对进行
9、扩大培养可提高细胞产物人参皂的产量D若是具有杂种优势的农作物细胞，则用进行繁育会发生性状分离本讲稿第二十六页，共五十一页解析选项D中用繁育属无性繁殖，所以不会发生性状分离。答案D本讲稿第二十七页，共五十一页(2013泉州模拟)在动物细胞培养过程中，下列处理不恰当的是()A培养液和培养用具要进行灭菌处理B提供种类齐全的营养物质C提供纯氧以保证细胞的呼吸作用D提供适宜的温度和pH【答案】C【解析】动物细胞必须在无菌环境下培养；营养物质包括水、无机盐、单塘、生长因子、核苷酸、动物血清等；需提供O2(95%的空气)和CO2。本讲稿第二十八页，共五十一页1植物体细胞杂交植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较
10、项目植物体细胞杂交理论基础(原理)细胞膜的流动性、细胞的全能性融合前处理酶解法(纤维素酶、果胶酶)去除细胞壁促融方法物理法：离心、振动、电激等化学法：聚乙二醇(PEG)本讲稿第二十九页，共五十一页本讲稿第三十页，共五十一页杂种细胞的类型有3种：AA、BB、AB，符合要求的只有AB，需要进行筛选。杂种细胞AB形成的标志：新的细胞壁的生成。杂种植株遗传物质的变化：细胞融合属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，形成异源多倍体。本讲稿第三十一页，共五十一页2动物细胞融合项目动物细胞融合理论基础(原理)细胞膜的流动性、细胞增殖融合前处理注射特定抗原使正常小鼠产生免疫反应促融方
11、法物理法：离心、振动、电激等化学法：聚乙二醇(PEG)生物法：灭活的病毒本讲稿第三十二页，共五十一页本讲稿第三十三页，共五十一页 下列关于细胞工程的叙述，错误的是()A某种植物甲、乙两品种的体细胞杂交获得的杂种植株与甲、乙两品种杂交后代的染色体数目相同B去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理C聚乙二醇可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合D植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性和细胞全能性本讲稿第三十四页，共五十一页解析体细胞杂交获得的杂种植株的染色体数目是两种植株染色体数目之和，染色体组也加倍；去除植物细胞的细胞壁用纤维素酶和果胶酶，将动物组织分散成单个细胞用胰蛋白酶处理；聚乙
12、二醇是一种常用的化学诱导剂，可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合；植物体细胞杂交过程中的融合原理是细胞膜的流动性，融合后的重组细胞培养的原理是细胞的全能性。答案A本讲稿第三十五页，共五十一页(2014广东专家原创卷)(双选)如图为动物细胞融合技术过程图，下列相关叙述正确的是()本讲稿第三十六页，共五十一页A图中a表示灭活的病毒，此外还可用物理或化学方法诱导融合B图中过程发生了细胞膜融合，体现了细胞膜的选择透过性C图中过程表示通过有丝分裂过程实现融合细胞的增殖D动物细胞融合技术的主要用途是获得杂种动物【答案】AC【解析】图过程发生了细胞膜融合，体现了细胞膜的流动性；动物细胞融合技术主要用途是获得
13、单克隆抗体，融合细胞的分裂方式为有丝分裂。本讲稿第三十七页，共五十一页不能准确掌握单克隆抗体的制备过程(2013重庆理综，2)下图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。下列有关叙述，正确的是()本讲稿第三十八页，共五十一页A是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞B中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成C同时具有脾脏细胞和鼠骨髓细胞的特征D是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群解析是从已免疫的小鼠脾脏中获得的浆细胞；中使用聚乙二醇或灭活的病毒等，有利于杂交瘤细胞的形成；同时具有浆细胞和骨髓瘤细胞的特性；是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体细胞群。故D项正确。答案D本讲稿第三十九页，共五十一页纠错
14、1单克隆抗体的制备过程本讲稿第四十页，共五十一页2两次筛选的目的不同(1)第一次筛选是将未融合的B淋巴细胞、骨髓瘤细胞以及BB融合、瘤瘤融合的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出B瘤融合的细胞。(2)第二次筛选是将产生特定抗体的B瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内取免疫过的B淋巴细胞时取出很多种，形成的杂交瘤细胞有很多种，需筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。本讲稿第四十一页，共五十一页 用小鼠制备的单克隆抗体可用于人类疾病的诊断和治疗，下列关于单克隆抗体的叙述错误的是()A由杂交瘤细胞分泌B具有特异性强、灵敏度高的特点C与抗癌药物结合可制成“生物导弹”D用于疾病治疗时人体不会产
15、生任何免疫排斥【答案】D【解析】由于融合了小鼠的瘤细胞，其表面抗原会与人淋巴细胞的不同，可能会产生免疫排斥。本讲稿第四十二页，共五十一页1原理：动物细胞核的全能性2操作流程动物体细胞核移植与克隆动物本讲稿第四十三页，共五十一页3解读(1)卵母细胞选择时期及原因减中期的卵母细胞，此时具备受精能力，细胞质中合成的与分裂、分化有关的物质能刺激融合后的重组细胞进行分裂分化，形成重组胚胎。(2)选取卵细胞作为受体细胞的原因大，易于操作；卵黄多，营养丰富，为发育提供充足的营养；能激发重组细胞分裂分化。本讲稿第四十四页，共五十一页(3)供体细胞：取供体动物的体细胞进行培养，一般选用传代10代以内的细胞，因为
16、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。(4)动物体细胞不能经培养直接发育成完整个体，原因是动物体细胞的全能性受到限制。用体细胞核移植技术能够得到克隆动物，说明动物体细胞的细胞核具有全能性。(5)该过程用到的技术手段：动物细胞培养、动物细胞融合、早期胚胎培养和胚胎移植。本讲稿第四十五页，共五十一页(6)核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本不完全相同的原因：克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本。所以与植物组织培养不同(只采自于一个亲本)，克隆动物的遗传物质来自两个亲本。在发育过程中可能发生基因突变、染色体变异等导致性状改变。外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。
17、本讲稿第四十六页，共五十一页4应用及存在的问题(1)应用：加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育、保护濒危物种、克隆器官用于移植等。(2)存在的问题：成活率低；克隆动物的健康问题；克隆动物食品的安全性问题。本讲稿第四十七页，共五十一页(2013珠海质监)(双选)如图是哺乳动物生殖过程。其中b为卵细胞，c为体细胞。下列叙述不正确的是()本讲稿第四十八页，共五十一页A形成动物的过程分别属于有性生殖和无性生殖B产生动物的过程中可发生基因突变、基因重组等C动物的产生表明动物细胞具有全能性Dabc细胞的形成过程，仅c细胞为有丝分裂解析动物通过受精作用形成，属于有性生殖，动物通过细胞核移植技术形成，利用的
18、原理是动物细胞的细胞核具有全能性，形成动物的过程属于无性生殖，A正确，C错误。a、b细胞分别是精原细胞和卵原细胞通过减数分裂形成的，c细胞是体细胞，通过有丝分裂形成，D正确。产生动物的过程中并没有发生基因重组，故B错误。答案BC本讲稿第四十九页，共五十一页(2014台山模拟)在下列叙述中，正确的一项是()A克隆不是无性繁殖B动物细胞培养与植物细胞培养所用的培养液成分一样C用灭活仙台病毒能高效地诱导动物细胞融合D细胞核移植是体细胞克隆的关键步骤【答案】D本讲稿第五十页，共五十一页【解析】克隆属于无性繁殖，A项错误。动物细胞培养与植物细胞培养所用的培养液成分不一样，与植物细胞培养基比较，动物细胞培养液的独特之处：液体培养基；其成分中有动物血清，没有植物激素，B项错误；仙台病毒不稳定，在保存过程中融合性会降低，并且制备过程比较繁琐，动物细胞融合更常利用的是化学或物理诱导的方法，C项错误。本讲稿第五十一页，共五十一页