届一轮复习人教版细胞工程教案Word文档下载推荐.docx
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(2)操作流程
(3)流程分析
①过程a为去除细胞壁获得具有活力的原生质体,用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
②过程b是原生质体的融合,其原理是细胞膜的流动性。
③诱导b融合的两种方法:
物理法包括离心、振动、电激等;
化学法一般用聚乙二醇作为诱导剂。
④过程c是原生质体融合后再生出细胞壁。
⑤过程d是组织培养技术,其原理是细胞的全能性。
(4)意义:
克服了远缘杂交不亲和的障碍、获得杂种植株。
4.植物细胞工程的实际应用
(1)
(2)作物新品种的培育
(3)细胞产物的工厂化生产如人参皂甙干粉的生产。
1.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
细胞的全能性
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
愈伤组织
↓再分化
根、芽或胚状体
↓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
不同的植物细胞
技术操作
脱分化、再分化等
除脱分化、再分化外,还要用酶解法去除细胞壁,用一定的方法诱导细胞融合
关系
植物组织培养是植物体细胞杂交的基础,植物体细胞杂交所用的技术更复杂
2.脱分化和再分化的比较
比较内容
脱分化
再分化
外植体→愈伤组织
愈伤组织→幼苗
形成体特点
排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞
有根、芽
需要条件
(1)离体
(2)适宜的营养
(3)生长素/细胞分裂素的比例适中
(4)不需光
(3)生长素/细胞分裂
素的比例高或低诱导
生根或生芽
(4)光照
3.人工种子
(1)制作方法:
利用植物组织培养获得胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等,然后包上人工种皮就形成了人工种子,如图:
(2)优点:
可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖;
保持亲本的优良性状,因该过程为无性繁殖;
节约粮食,减少种子的使用;
可以控制添加一些物质,如除草剂、农药、促进生长的激素、有益菌等。
视角1植物组织培养过程分析
1.(2017·
江西省赣州一模)植物组织培养技术被广泛应用于无病毒植株培育、育种及获得细胞产物的工厂化生产等。
结合下图中番茄植株的培育过程,回答相关问题:
(1)①过程中通常使用____________酶来获取植物细胞原生质体,此处使用的外界溶液浓度不宜过小,以防止细胞原生质体________。
(2)铺平板类似于微生物接种,平板培养基中添加蔗糖的目的除了调节渗透压外,还有________的作用。
(3)图中属于再分化的过程是________(填序号)。
(4)多倍体番茄植株所结果实中维生素含量更高,若想培育多倍体番茄,可选择在图中的过程③中添加________(填物质)进行处理,也可以选择在过程⑥中添加一定浓度的________(填物质)进行处理。
(5)植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的________特性,还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。
(6)“人工种子”由胚状体,包埋胚状体的胶质以及人造种皮等3部分组成,包埋胚状体的胶质中富含有机营养,这是因为胚状体在萌发初期不能进行________,为了满足胚状体代谢的需求,“人造种皮”则必须具有良好的透水、________的性能。
【解析】
(1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,通常使用纤维素酶和果胶酶来获取植物细胞原生质体,此处使用的外界溶液不宜过小,以防止细胞原生质体渗透吸水涨破。
(2)培养基中添加蔗糖的目的除了调节渗透压外,还有提供营养的作用。
(3)由愈伤组织形成试管苗的过程需经过再分化,即图示的⑨⑩。
(4)若想培育多倍体番茄,可在培养基中添加聚乙二醇,促使植物体细胞融合;
也可以在植物体细胞脱分化后进行有丝分裂时,用秋水仙素处理,使得染色体加倍。
(5)植物组织培养技术属于无性繁殖,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。
(6)胚状体在萌发初期不能进行光合作用,因此包埋胚状体的胶质中富含有机营养,以供胚状体在萌发初期细胞生命活动的需要。
胚状体细胞要进行细胞呼吸等代谢活动,因此“人造种皮”则必须具有良好的透水、透气的性能。
【答案】
(1)纤维素酶和果胶(答纤维素酶也可) 吸水涨破(或破裂)
(2)提供营养 (3)⑨⑩(答⑨或⑩均可) (4)聚乙二醇 秋水仙素 (5)遗传 (6)光合作用 透气
具有全能性≠体现(实现)全能性
(1)具有全能性:
理论上,活细胞都具有全能性。
(2)体现全能性:
只有发育成完整个体,才能说明体现了细胞的全能性。
视角2植物体细胞杂交过程分析
2.(2017·
潍坊市调研)科学家以番茄(2N)和马铃薯(4N)为材料利用下图技术得到“番茄—马铃薯”植株。
请回答下列问题:
(1)d的名称是____________,由d培育成植株的过程运用的技术手段是____________,其依据的原理是____________。
(2)影响④⑤过程的主要植物激素是______________________,最终获得的“番茄—马铃薯”属于____________倍体植株。
(3)若将抗除草剂基因导入番茄细胞的常用方法是____________,在该方法中需要将目的基因插入到Ti质粒的____________上。
有人担心该番茄植株中抗除草剂基因会通过花粉传播进入杂草中,成为超级杂草,这是担心转基因生物可能威胁____________安全。
(4)番茄—马铃薯在生态系统中属于____________,人类在设计生态系统时,需要考虑番茄—马铃薯是否会引起当地生态环境的失衡或破坏,需遵循____________原理。
【解析】
(1)读图知:
去壁的马铃薯细胞和番茄细胞融合后形成的细胞d的名称是杂种细胞,由d培育成植株的过程运用的技术手段是植物组织培养,其依据的原理是植物细胞的全能性。
(2)分化为试管苗的芽和根的主要植物激素为生长素和细胞分裂素,番茄为二倍体,马铃薯为四倍体,通过体细胞杂交获得的“番茄—马铃薯”属于六倍体植株。
(3)将抗除草剂基因导入番茄细胞的常用方法是农杆菌转化法,在该方法中需要将目的基因插入到Ti质粒的TDNA上。
有人担心该番茄植株中抗除草剂基因会通过花粉传播进入杂草中,成为超级杂草,这是担心转基因生物可能威胁生物安全。
(4)番茄—马铃薯在生态系统中属于生产者,人类在设计生态系统时,需要考虑番茄—马铃薯是否会引起当地生态环境的失衡或破坏,需遵循协调与平衡原理。
【答案】
(1)杂种细胞 植物组织培养 植物细胞全能性
(2)生长素和细胞分裂素 六 (3)农杆菌转化法 TDNA 生物 (4)生产者 协调与平衡
植物有性生殖与体细胞杂交中遗传物质的变化
(1)植物体细胞杂交:
若两个不同品种的植物细胞A、B进行融合,A含有2X条染色体,2个染色体组,基因型为Aabb,B含有2Y条染色体,2个染色体组,其基因型为ccDd,则新植株应为四倍体,其体细胞中染色体数为2X+2Y,基因型为AabbccDd,从中不难看出,体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞,不管是染色体数、基因型还是染色体组都采用直接相加的方法。
(2)植物有性杂交:
有性杂交的子代细胞中染色体数为X+Y、基因为AbcD或abcD或Abcd或abcd,即先减半再相加。
考点二|动物细胞工程
1.动物细胞培养
(1)过程
(2)培养条件:
①无菌、无毒的环境:
对培养液和所有培养用具进行无菌处理,添加抗生素,定期更换培养液以清除代谢产物。
②营养:
除正常的有机和无机营养外,加入血清、血浆等一些天然成分。
③适宜的温度和pH:
温度为36.5±
0.5_℃(哺乳动物),pH为7.2~7.4。
④气体环境:
含95%空气加5%CO2的混合气体,其中后者的作用是维持培养液的pH。
2.动物体细胞核移植技术和克隆动物
(1)动物体细胞核移植技术的过程
重组细胞
胚胎
代孕母体―→生出与细胞核供体遗传性状基本相同的个体
动物体细胞核具有全能性。
(3)应用
①加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育。
②保护濒危物种。
③生产医用蛋白。
④作为异种移植的供体。
3.动物细胞融合与单克隆抗体的制备
(1)动物细胞融合
①原理:
细胞膜的流动性。
②融合方法:
聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。
③意义:
突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能,也为制造单克隆抗体开辟了新途径。
(2)单克隆抗体
①制备过程
②优点:
特异性强、灵敏度高,可大量制备。
③用途:
作为诊断试剂;
用于治疗疾病和运载药物。
1.动物细胞培养与动物体细胞核移植的比较
动物细胞培养
动物体细胞核移植
细胞增殖
动物细胞核的全能性
动物组织块
↓
细胞悬液
↓放入培养瓶
原代培养(细胞贴壁生长)
↓接触抑制
胰蛋白酶处理,分瓶继续培养
↓10~50代传代培养
少数细胞获得不死性(癌细胞)
结果
获得细胞群
获得克隆动物
2.单克隆抗体的制备
(1)血清抗体与单克隆抗体
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)原理
一个(或一种)浆细胞(效应B细胞、B淋巴细胞)只产生一种抗体,小鼠骨髓瘤细胞能够无限增殖。
因此杂交瘤细胞就具备了既能无限增殖,又能大量产生单一抗体的特征。
(3)过程
视角1动物细胞培养与动物体细胞核移植的过程分析
湖北龙泉中学、襄阳五中、宜昌一中联考)下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解。
请据图回答:
(1)图中①、②所示的结构分别是____________、____________。
(2)图中③、④所示的生物工程技术分别是____________、____________。
(3)过程③通常用去核卵细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作,营养物质丰富外,还因为它______________________________________。
(4)过程④通常采用的方法是____________。
(5)过程④的完成需要用到的非酶基因操作工具为____________。
(6)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是_______________。
【解析】
(1)体细胞核移植利用体细胞核和去核卵细胞。
内细胞团细胞具有发育的全能性,此时导入健康胰岛B细胞基因,可以形成能正常分泌胰岛素的胰岛B细胞群。
(2)③将体细胞核和去核卵细胞重组为一个细胞,为体细胞核移植技术。
④将