搜索
第2讲细胞工程考点1考点2栏目导航考点3[随堂巩固•达标检测]考纲要求核心素养1.植物的组织培养Ⅱ2．动物细胞培养与体细胞克隆Ⅱ3．细胞融合与单克隆抗体Ⅱ科学探究针对人类生产或生活的需求，在细胞工程中选取恰当的技术和方法，尝试提出工程学设计构想，培养初步设计或简单应用的能力。社会责任以人类需求为目标进行产品的开发，进而推动生物学的不断进步，提高人类生活质量。考点1植物细胞工程[基础突破——抓基础，自主学习]1．细胞工程的概念理解(1)原理：细胞生物学和。(2)操作水平：或细胞器水平。(3)目的：按照人的意愿来改变或。(4)根据操作对象的不同分类：植物细胞工程和。分子生物学细胞水平细胞内的遗传物质获得细胞产品动物细胞工程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，都具有发育成的潜能。(2)物质基础：细胞中具有本物种。(3)植物细胞全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于状态，提供一定的和其他适宜外界条件。(4)体内细胞不表达全能性的原因：基因在特定的时间和空间条件下，形成不同的组织、器官。完整生物体全部遗传信息离体营养、激素选择性表达3．植物组织培养技术(1)概念理解①培养对象：。②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。③培养结果：产生愈伤组织、丛芽，最终形成。(2)操作流程离体的植物器官、组织或细胞――→脱分化――→再分化根、芽或胚状体→试管苗离体植物组织、器官或细胞完整植物愈伤组织4．植物体细胞杂交技术(1)过程①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。(2)过程②是原生质体的融合，人工诱导的物理法包括等；化学法一般用作诱导剂。(3)过程③是原生质体融合后再生出，这是原生质体融合成功的标志。细胞壁纤维素酶和果胶酶离心、振动、电激聚乙二醇细胞壁5．植物细胞工程的应用(1)植物繁殖的新途径①微型繁殖：用于优良品种的植物组织培养技术。②作物脱毒：选取作物分生区附近如等无毒或病毒较少的组织进行组织培养，获得脱毒苗。③人工种子：以植物组织培养得到的、不定芽、顶芽和腋芽等材料，经过人工薄膜包装得到的种子，可以解决某些植物结实率低、繁殖困难等问题。(2)作物新品种的培育：单倍体育种和的利用。(3)细胞产物的工厂化生产：即利用技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。快速繁殖茎尖胚状体突变体植物组织培养[重难突破——攻重难，名师点拨]1．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a.离体b．适宜的营养c．生长素/细胞分裂素的比例适中d．不需光a.离体b．适宜的营养c．生长素/细胞分裂素的比例高(或低)诱导生根(或生芽)d．光照[特别提醒]激素比例与细胞分裂分化的关系(如图)：适当提高生长素与细胞分裂素的比例容易生根；适当提高细胞分裂素与生长素的比例容易生芽；比例适中诱导产生愈伤组织。2．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。[题型突破——练题型，夯基提能]1．(2018·广东广州模拟)如图表示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程。请据图回答下列问题：(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括____________和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和____________两类植物激素。(2)此过程依据的原理是__________________。A和B阶段主要进行的分裂方式是________，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞__________等。(3)此过程要进行无菌操作，主要是指对________进行灭菌。B阶段需要光照，原因是______________________________________________________________。(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿素，这是基因______________的结果。解析：(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括无机物和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和生长素两类植物激素。(2)植物组织培养过程依据的原理是植物细胞的全能性。A是脱分化过程，B是再分化过程，两者均进行有丝分裂，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞分化等。(3)植物组织培养过程需要无菌操作，主要是指对培养基进行灭菌。再分化阶段需要光照，原因是在此过程中芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件。(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿素，这是基因选择性表达的结果。答案：(1)无机物生长素(2)植物细胞的全能性有丝分裂分化(3)培养基芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件(4)选择性表达2．根据如图所示的植物体细胞杂交技术流程图，回答相关问题。(1)运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)自然状态下不能得到杂种植株，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是______________，其中过程②称为____________，植物体细胞融合完成的标志是________________。(3)已知番茄、马铃薯分别为二倍体、四倍体，则“番茄—马铃薯”属于________倍体植株。(4)已知柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养到__________(填字母编号)阶段即可。(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花体细胞，然后进行组织培养，该过程相当于________(填数字)。(6)人工种子是由发育到________(填字母编号)过程的结构包裹上人工种皮制备的。解析：(1)番茄和马铃薯属于两个物种，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是细胞的全能性，其中过程②称为原生质体融合，植物体细胞融合完成的标志是产生新的细胞壁。(3)由于番茄、马铃薯分别为二倍体、四倍体，因此“番茄—马铃薯”属于异源六倍体。(4)柴油是植物细胞的代谢产物，将柴油树细胞培养到愈伤组织阶段即可提取，愈伤组织阶段为图中的e阶段。(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花体细胞，然后进行组织培养，包括脱分化和再分化两个阶段，即图中的④⑤。(6)人工种子是用胚状体包上人工种皮制成的。答案：(1)不同种的植物存在生殖隔离(2)细胞的全能性原生质体融合产生新的细胞壁(3)六(4)e(5)④⑤(6)f[图表突破——析图表，融会贯通]亲本A为易受黑腐病菌危害而患黑腐病的花椰菜，亲本B为具有黑腐病抗性基因的野生黑芥。用生物工程技术获得抗黑腐病杂种植株，流程如图。回答下列问题：(1)去除细胞壁而不损伤细胞可用______________________________处理。(2)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，其目的是____________________________________________________________。促进原生质体融合常用的促融剂是________________。融合的原生质体再生出________，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。(3)融合处理后的细胞可能包含________种类型，其中杂种细胞的遗传物质组成是____________________。(4)杂种细胞经人工诱导培养，逐渐发育成C植株。此过程应用了细胞工程的____________________技术。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。答案：(1)纤维素酶和果胶酶(酶解法)(2)维持原生质体的形态聚乙二醇(PEG)细胞壁(3)3A、B植物的遗传物质之和(4)植物组织培养黑腐病菌考点2动物细胞培养和核移植技术[基础突破——抓基础，自主学习]1．动物细胞培养(1)培养过程(2)原理：细胞的增殖。(3)培养条件①无菌无毒环境通常在培养液中添加一定量的，以防培养过程中的污染。此外，定期培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。②营养除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外还通常需加入等天然成分。抗生素更换血清、血浆③适宜温度和pH温度为36.5±0.5℃，pH为7.2～7.4。④气体环境：CO2和O2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是。(4)结果：获得细胞群。(5)应用：生物制品的生产、检测、医学研究。维持培养液的pH有毒物质2．动物体细胞核移植技术(1)过程(2)原理：。(3)结果：获得与供体遗传物质基本相同的个体。(4)应用①加速家畜进程，促进优良畜群繁育。②保护。③生产医用蛋白。④作为异种移植的。⑤用于组织器官的。动物体细胞核具有全能性遗传改良濒危物种供体移植[重难突破——攻重难，名师点拨]1．植物组织培养和动物细胞培养的比较项目植物组织培养动物细胞培养原理植物细胞的全能性、细胞的增殖细胞的增殖取材较幼嫩的细胞、组织或器官动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织培养基成分无机盐、蔗糖、维生素、植物激素、琼脂等葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、抗生素、动物血清等结果可以获得植株，也可以获得大量细胞只能获得大量细胞，不能得到生物个体相同点都需人工条件下的无菌操作；都需适宜的温度、pH等条件2.动物细胞培养和动物体细胞核移植的理解误区(1)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同：第一次用胰蛋白酶处理剪碎组织使之分散成单个细胞，第二次用胰蛋白酶处理使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。(2)克隆动物性状的影响因素①克隆动物遗传物质来自两个亲本，即提供核的个体和提供卵细胞的个体，所以，性状受两个个体影响，但主要与提供核的个体相似。②在发育过程中可能发生基因突变、染色体变异导致性状改变。③外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。(3)克隆动物绝大部分性状与供体动物相同，少数性状与提供卵母细胞的动物相同，与代孕动物的性状无遗传关系。(4)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。[题型突破——练题型，夯基提能]1．(2018·山东临沂三模)科研人员为探究华蟾素注射液抗肝癌细胞的作用机理，进行了一系列细胞培养和华蟾素药理实验。回答下列问题：(1)设置对照实验需要正常的肝细胞。在正常肝细胞培养过程中，需要两次使用________酶。第一次使用的目的是将组织分散成单个细胞；由于动物细胞培养具有____________________现象，因此需要第二次使用该酶处理，然后分瓶培养，该培养过程称为________培养。(2)为防止肝癌细胞培养过程中发生污染，需要加入抗生素；同时还要提供适宜的温度、pH、O2和CO2等环境条件。此外，每48h更换一次培养液，目的是_________________________________________________________________。(3)DNA拓扑异构酶Ⅱ(简称TopoⅡ)为真核生物所必需，在DNA复制、转录等方面发挥重要作用，TopoⅡ在肿瘤细胞中含量明显高于正常细胞。用华蟾素