全国版版高考生物一轮复习现代生物科技专题第2讲细胞工程学案.docx

1、 全国版版高考生物一轮复习现代生物科技专题第全国版版高考生物一轮复习现代生物科技专题第 2 讲细胞讲细胞工程学案工程学案 第 2讲 细胞工程 考纲要求 全国卷五年考情 1.植物的组织培养()2013 卷T40 2.动物细胞培养与体细胞克隆()2017 卷T38,2016卷T40 3.细胞融合与单克隆抗体()2014 卷T40 考点一|植物细胞工程(对应学生用书第 252页)识记基础梳理 1细胞工程的概念 2植物细胞的全能性 (1)概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。(2)原理：细胞内含有本物种的全套遗传信息。(3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于

2、离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。3植物组织培养技术 (1)理论基础：植物细胞的全能性。(2)填写操作过程图：图中表示脱分化，表示再分化，A 表示愈伤组织，B 表示丛芽或胚状体。(3)培养条件：无菌：培养基灭菌、培养材料和培养器械消毒。固体培养基：大多由无机营养成分、有机营养成分、激素、琼脂四部分组成。光照：脱分化阶段不需要光照。激素调控：培养基中生长素和细胞分裂素的比例调控组织培养进程。4植物体细胞杂交技术 (1)概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。(2)操作流程 (3)流程分析 过程 a为去除细胞壁获得具有活力的原生质

3、体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。过程 b是原生质体的融合，其原理是细胞膜的流动性。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。过程 c是原生质体融合后再生出细胞壁。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。5植物细胞工程的实际应用 (1)(2)作物新品种的培育：单倍体育种 突变体的利用 教材边角知识 选修 3 P36“小知识”,固体培养基中的无机营养成分和有机营养成分各有哪些物质？试简要说明。无机营养成分包括 ；有机营养成分包括 等物质。【提示】水分、无机盐 小分子糖类、氨基酸、核苷酸 理解深

4、化探究 1植物体未离体的组织、细胞并未表现出全能性，可能的原因是什么？【提示】在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性表达出各种蛋白质，分化形成不同的细胞，从而构成生物体的不同组织。2植物组织培养与植物体细胞杂交在依据的原理、技术操作等方面有何不同？【提示】(1)前者依据的原理为细胞的全能性；后者依据的原理，除细胞的全能性外，还有细胞膜的结构特性，即细胞膜具有一定的流动性。(2)前者操作技术主要为脱分化、再分化等；后者的操作技术：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。3生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养中非常重要，人们常把它们称为“激素杠杆”。简述

5、它们在组织培养中各发挥何种作用？【提示】当生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成；而当细胞分裂素含量高于生长素时，则主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。4脱分化和再分化的比较 比较内容 脱分化 再分化 过程 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(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 运用考向对练 考向 1 植物组织培养过程分析 1(2018 武汉市高三调研)应用植物组织培养技术，不仅可实现

6、种苗的快速繁殖、培育无病毒植株，也可加快作物及苗木育种。下面是培育柑桔耐盐植株的实验流程：茎段愈伤组织 耐盐植株 回答下列问题：(1)愈伤组织是由离体的茎段经_过程形成的，此时愈伤组织细胞_(填“具有”或“不具有”)细胞的全能性。(2)对愈伤组织进行了两次处理，处理 1中 射线照射的目的是_，用 射线不直接处理茎段而是处理愈伤组织，原因是_；处理 2中添加的物质 X 为_。(3)植物组织培养技术也被广泛应用于其他作物的育种中。在培育白菜甘蓝、三倍体无子西瓜、农杆菌转化法获得抗虫棉中，必需用到植物组织培养技术的是_。解析 由图可知，培育柑桔耐盐植株是利用了 射线照射，使得发生基因突变，再利用一定

7、浓度盐的培养基去选择耐盐植株。(1)离体的茎段经过脱分化过程形成愈伤组织，此时愈伤组织具有未分化的特点，细胞依然具有细胞的全能性。(2)对愈伤组织进行了两次处理，处理 1中 射线照射的目的是诱导基因突变。愈伤组织细胞处于不断地分裂状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变，因此通常用 射线处理植物的愈伤组织能获得较好效果。该技术最终培育柑桔耐盐植株，因此处理 2中添加的物质 X 为氯化钠，起选择作用，具有能适应一定浓度盐的愈伤组织才可以生长，不适应的愈伤组织死亡。(3)三倍体无子西瓜的培养过程是：利用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，使之变成四倍体植株，再用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，结出三倍

8、体的种子。第二年将此三倍体的西瓜种子种下去，授以二倍体的花粉，结出三倍体的无子西瓜。整个过程中 没有用到植物组织培养。作物育种研究中常用农杆菌转化法将含抗虫基因的 Ti质粒导入到植物体细胞中，再利用植物组织培养技术获得抗虫的农作物。运用细胞工程培育白菜甘蓝杂种植株，需要采用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株。答案(1)脱分化 具有(2)诱发基因突变 愈伤组织细胞分裂能力强，易诱发基因突变 NaCl(或盐)(3)白菜甘蓝、抗虫棉 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。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

9、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)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中添加_(填物质)进行处理，也可以选择在过程中添加一定浓度的_(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

10、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。(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

11、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(答纤维素酶也可以)吸水涨破(或破裂)(2)提供营养(3)(答或均可)(4)聚乙二醇 秋水仙素(5)遗传(6)光合作用 透气 考向 2 植物体细胞杂交过程分析 2植物细胞杂交可以培养杂种植物，下列是某科研小组的操作。请回答相关问题。【导学号：67110096】(1)将甲、乙两个不同品种的

12、植株进行杂交，首先要去掉植物细胞的细胞壁，采用的酶是_，得到原生质体甲和原生质体乙，然后进行人工诱导形成细胞团，通常采用的促融剂是_。(2)甲细胞的基因型为 Gg，乙细胞的基因型为 Hh(两对基因位于不同对的同源染色体上)两两融合后所形成细胞的基因型为_。(3)经研究发现，在光照强度大于 800 Lux时，只有同时存在 G 和 H 基因的细胞才能分化形成丛芽，可据此筛选出杂种细胞。丛芽进一步培养长大为植株，该植株自交后代中，继续在大于 800 Lux的光照下培养，能长成植株个体的基因型为_。(4)在进行分化培养时需要换瓶操作，换瓶的主要目的是 _。(5)植物体细胞杂交的优点是_。解析(1)植物

13、细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此用酶解法去除植物细胞的细胞壁所需的酶为纤维素酶和果胶酶。人工诱导原生质体融合的过程，常用的化学试剂是聚乙二醇。(2)甲、乙两细胞融合时，可以发生甲、乙细胞的自身融合，也可以发生甲和乙之间的融合，由此可知两两融合后所形成细胞的基因型为 GGgg，HHhh，GgHh。(3)由信息“只有同时存在 G 和 H 基因的细胞才能分化形成丛芽”，则其自交后代中能长成植株个体的基因型中必须同时含有 G 和 H 基因，由此可知符合题意的基因型为GGHH，GgHh，GGHh，GgHH。(4)在进行分化培养时需要换瓶操作，换瓶的主要目的是更换营养物质，改变激素的浓度比例。(5)与

14、传统的有性杂交相比，植物体细胞杂交的最大优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍，能够打破物种生殖隔离的限制。答案(1)纤维素酶和果胶酶 聚乙二醇(2)GGgg，HHhh，GgHh(3)GGHH，GgHh，GGHh，GgHH(4)改变培养基中的激素浓度配比(5)可以打破不同物种之间的生殖隔离(或答“克服了远缘杂交不亲和的障碍”)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 2X2Y，基因型为AabbccDd，从中不难看出，

15、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 XY、基因型为 AbcD 或abcD 或 Abcd 或 abcd，即先减半再相加。(2018 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

16、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 T