人教版2024届高考生物一轮复习细胞工程教学课件

这是一份人教版2024届高考生物一轮复习细胞工程教学课件，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，强基础增分策略，提能力精准突破，悟考情演练真题，植物细胞工程，细胞工程的概念，细胞水平或细胞器水平，遗传物质，细胞产品，遗传信息等内容，欢迎下载使用。
2.植物细胞的全能性
3.植物组织培养技术　　　无菌条件(1)理论基础:植物细胞具有　　　　　　。 (2)操作流程(以胡萝卜的组织培养为例)
注:(1)体内细胞未表现全能性的原因:基因的表达具有选择性。(2)幼嫩的组织脱分化较为容易,如茎尖、根尖、形成层细胞。而植物的茎、叶和成熟的组织则较难。(3)对外植体要进行消毒处理,而对各种器械要彻底灭菌。(4)植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖,用葡萄糖也可以,但后者的成本高。
4.植物体细胞杂交技术(1)概念:将　　　　　　的植物体细胞,在一定条件下融合成　　　　　　　　,并把杂种细胞培育成　　　　　　　　　　的技术。 (2)原理:体细胞杂交利用了细胞膜的　　　　　　,杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的　　　　　　。 
(3)过程(以“番茄—马铃薯”的培育为例)
(4)意义:克服不同种生物远缘杂交的　　　　　　性。 
5.植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径①微型繁殖:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。②作物脱毒技术:选取作物　　　　　　　　(如茎尖)进行组织培养,获得脱毒苗的技术。 
③人工种子:以植物组织培养得到的　　　　　　、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子。 　　　　　
是无性生殖,而自然种子是有性生殖
(2)作物新品种的培育:单倍体育种、　　　　　　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。 
采用液体培养基,培养到愈伤组织阶段,得到的是愈伤组织细胞的代谢产物
旁栏边角1.(选修3 P36“小知识”)植物组织培养所用培养基的组成:　　　　　　　　　　　(包括水分、无机盐)、有机营养成分(包括小分子糖类、氨基酸、核苷酸)、激素、　　　　四部分。 2.(选修3 P40“讨论”)人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分,请思考:人工种皮中应该具有的有效成分是什么?为了促进胚状体的生长发育,我们还可以向人工种皮中加入哪些物质?
提示 针对植物种类和土壤等条件,在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育,还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。
易错辨析(1)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞全能性。(　　)(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)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的。(　　)(4)利用物理法或化学法,可以直接将两个植物细胞进行诱导融合。(　　)(5)用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性。(　 )(6)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。(　　)
1.动物细胞培养(1)地位:动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、　　　　　　　　　　　　等。其中　　　　　　　　　　　是其他动物细胞工程技术的基础。 
②营养:除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外,通常还需加入　　　　　　　　等一些天然成分。 ③适宜的温度:36.5℃±0.5℃;适宜的pH:7.2~7.4。④气体环境
2.动物体细胞克隆技术(核移植技术)　　　　　　　　　而非细胞的全能性(1)原理:动物细胞核具有全能性。(2)核移植分类:　　　　　　　　　　移植和体细胞核移植。 
(3)核移植过程(以克隆高产奶牛为例)
(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作为异种移植的供体。⑤用于组织器官的移植。 特别提醒核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原因:①克隆动物线粒体中的DNA来自去核卵母细胞;②性状受环境的影响:③在个体发育过程中有可能发生基因突变。
3.动物细胞融合和单克隆抗体的制备(1)动物细胞融合①原理:　　　　　　　　　　　　。 ②融合方法:聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。 动物细胞特有的融合方法③意义:突破了　　　　　　　　　　　的局限,使　　　　　　成为可能,也为制造　　　　　　　　　开辟了新途径。 
(2)单克隆抗体①制备过程
②优点:特异性强、　　　　　　　　,并可大量制备。 ③用途:作为　　　　　　;用于治疗疾病和　　　　　　　　。 特别提醒 (1)动物体细胞核移植技术选用去核卵(母)细胞的原因:①卵母细胞体积大,易操作;②卵黄多,含有丰富营养物质,能提供早期胚胎发育所需的营养;③含有能够激发细胞核全能性表达的物质。(2)在单克隆抗体制备过程中,有两次筛选:第一次是筛选出杂交瘤细胞(用选择培养基);第二次是进一步筛选出能产生人们所需要抗体的杂交瘤细胞(用抗原—抗体结合法)。
旁栏边角(选修3 P46“正文内容”改编)用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞,想一想,这是为什么?
提示 培养的动物细胞一般当传代至10~50代时,部分细胞核型可能会发生变化,其细胞遗传物质可能会发生突变,而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此,在体细胞核移植中,为了保证供体细胞正常的遗传基础,通常采用传代10代以内的细胞。
易错辨析(1)制备肝细胞悬液时用胃蛋白酶处理。(　　)(2)肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。(　)(3)与多利羊等克隆哺乳动物相关的技术有胚胎移植、细胞培养和核移植技术。(　　)(4)植物原生质体融合和动物细胞融合原理是相同的。(　　)
(5)动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用相同。(　　)(6)杂交瘤细胞进行体内培养,是为了获得能产生单克隆抗体的胚胎。(　　)(7)动物体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。(　　)
角度一、植物组织培养的原理、过程及应用考向探究考向1植物组织培养的原理及过程分析1.(2019全国Ⅲ)培养胡萝卜根组织可获得试管苗,获得试管苗的过程如图所示。
回答下列问题。(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株,这是因为植物细胞具有　 　　　。 (2)步骤③切取的组织块中要带有形成层,原因是　　　　　　　。 (3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的　　　　过程,最终可形成试管苗。 (4)步骤⑥要进行照光培养,其作用是　　　　　　　　　　　　。 (5)经组织培养得到的植株,一般可保持原品种的　　　　　　　　,这种繁殖方式属于　　　　　繁殖。 
答案 (1)全能性(或形成完整植株所需的全部基因)　(2)形成层容易诱导形成愈伤组织　(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同　分化(或再分化)　(4)诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用　(5)遗传特性　无性
考向2植物组织培养的选材及条件控制
2.(2022山西一模)某植物工厂通过人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件来生产蔬菜和其他植物产品。回答下列问题。(1)下表是某同学为某植物工厂提供的营养液配方,你认为该营养液还需补充含　　　　元素的化合物,营养液的浓度应　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)植物细胞液浓度,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)植物工厂一般不用绿光作补充光源,原因是　　　　　　　　　　　　。 (3)在植物工厂中,可将外植体培养成完整植株,其原理是　　　　　　　　　　　　。培养前应对外植体进行消毒处理:将其先用　　　　溶液消毒30 s后,立即用无菌水清洗2~3次,再用　　　　　　　　　处理30 min后,立即用无菌水清洗2~3次。 (4)与传统农业相比,植物工厂的优势有　　　　　　　　　　　　。(答两点即可) 
答案 (1)Mg　小于　保证植物吸收无机盐离子的同时能渗透吸水　(2)叶绿体中的色素吸收绿光最少　(3)植物细胞的全能性酒精　次氯酸钠　(4)作物生长快、产量高;不受季节性限制;不受地区、土壤等条件的限制
方法突破1.植物组织培养操作流程(1)培养对象:离体的植物器官、组织、细胞。(2)培养条件:无菌、人工配制的培养基、相关激素等。(3)培养结果:产生愈伤组织、丛芽(或丛根、胚状体),最终形成完整植株。
2.植物激素对植物组织培养的影响(1)生长素、细胞分裂素使用先后顺序对植物细胞分化的影响
(2)当同时使用这两类激素时,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向
角度二、植物体细胞杂交技术及应用考向探究考向1植物体细胞杂交过程1.某研究人员设计了下列技术路线,以期获得甘蓝和萝卜体细胞杂交植株。
请回答下列问题。(1)制备原生质体时,常用两种酶处理,分别是　　　　　　　　和　　　　　　。诱导原生质体融合常用的化学诱导剂是　　　　　　。原生质体融合成功的标志是　　　　　　　　　　　　　。图中X是　　　　　　　　,除了被直接诱导出芽生根外,还可以通过形成　　　　　　　　获得再生植株。 (2)为诱导融合体产生不定芽,通常应在培养基中加入两类植物激素,其中起主要作用的是　　　　　　。 (3)若想获得抗盐植株,可选用融合原生质体作为人工诱变的材料,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,且需在含较高浓度的NaCl培养基中筛选。 
答案 (1)纤维素酶　果胶酶　PEG(聚乙二醇)　杂种细胞再生出细胞壁　愈伤组织　胚状体制成人工种子　(2)细胞分裂素　(3)具有分裂分化能力,突变频率高,融合原生质体包含了两个物种的全部遗传信息,具有全能性
考向2杂种植株的培育与筛选2.花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥对黑腐病等多种常见病害具有抗性。我国科学家将紫外线(UV)照射处理的黑芥叶肉原生质体和花椰菜根原生质体融合,获得了抗黑腐病的杂合新植株。对双亲和部分杂合新植株的染色体计数,结果如下表所示。请回答下列问题。
(1)原生质体融合的理论依据是　　　　　　　　　　　　　　　　。诱导原生质体融合常用的化学物质是　　　　　　　　。 (2)将花椰菜和黑芥体细胞在一定条件下融合成杂种细胞,继而培养成新植物体的技术称为　　　　　,该技术的优势在于　　 　　。 
(3)已知用一定剂量的UV处理黑芥原生质体可破坏其染色体。根据表中数据,尝试推测已获得的花椰菜黑芥杂合新植株B染色体数目少于34(双亲染色体数之和)、杂合新植株C染色体数目大于34,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若要分析杂合新植株的染色体变异类型,应剪取杂合新植株与　　　　　植株的根尖,制成装片,在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。 (4)简要写出从杂合新植株中筛选出具有高抗性的杂合新植株的思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案 (1)细胞膜具有一定的流动性　聚乙二醇(或PEG)　(2)植物体细胞杂交　克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍　(3)融合过程中染色体可能会丢失;融合是随机的,可能存在多个细胞的融合　双亲(花椰菜和黑芥)　(4)将不同的杂合新植株分别进行黑腐病菌接种实验,观察比较它们的生长情况,生长最好的即为高抗性的杂合新植株
方法突破有关植物体细胞杂交的三个易误点
角度一、动物细胞培养与体细胞核移植技术及应用考向探究考向1动物细胞培养技术及探究1.小鼠体细胞有同源染色体20对,是生物实验和科学研究中最常用的一种小型哺乳动物。回答下列问题。(1)培养小鼠细胞时,从体内取出组织块,剪碎,用胰蛋白酶处理,使其分散成单个细胞,制成细胞悬液,放入培养瓶内进行　　　　(填“传代”或“原代”)培养,该培养需要的条件有　　　　　　　　　　　　(答3点即可)。 
(2)下图为动物细胞培养过程中细胞增殖曲线(甲)及细胞变化图(乙)。
①图甲中　　　点以后表示细胞的传代培养,AB段可能发生了图乙　　　所示的　　　　　现象,在进行B至C过程培养前需要用　　　　　　　　处理细胞。 ②动物细胞培养,一般传至　　 　　代以内细胞能保持正常的二倍体核型。 (3)为探究血清对动物细胞培养的影响,实验的设计思路为:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案 (1)原代　无毒、无菌的环境,适宜的温度和pH,一定的气体环境,充足的营养　(2)B　F　接触抑制　胰蛋白酶　10(3)将配制好的基本培养基均分成甲、乙两组,乙组加入适量的血清,甲组加等量的生理盐水,然后将等量的动物细胞分别放入甲、乙两组培养基中,在相同适宜的条件下培养,观察细胞的生长发育状况(其他表述合理也可)
考向2动物体细胞核移植技术及应用2.我国科学家突破了体细胞克隆猴的世界难题,成功培育出世界上首个体细胞克隆猴——“中中”和“华华”。这标志着我国将率先开启以猕猴作为实验动物模型的时代。下图为克隆猴的流程示意图。请回答下列问题。
(1)我国克隆猴利用的是猴胎儿成纤维细胞,该细胞是一种已分化的体细胞,从理论上分析,它具有细胞的全能性,这是因为　　 　　　　。 
(2)克隆猴时需要进行“去核”操作,即去掉卵母细胞的细胞核。先在体外培养卵母细胞让其分裂,一般选择　　　　　　　　　　　　　　的细胞进行去核操作;然后进行“核移植”,即将体细胞的细胞核移到去核卵母细胞中形成重组细胞,此时采用的技术是　　　　　　　　　　　;得到的重组细胞再进行人工激活使其分裂形成胚胎。 (3)科学家将79枚克隆胚胎移植到21只代孕母猴中,最终只有两只母猴正常怀孕产下“中中”和“华华”,它俩的性别是否一致?　　　　;原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)克隆动物有很多优点:①可以加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育;②　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案 (1)成纤维细胞的细胞核中含有猴的全部核基因　(2)减数第二次分裂中期　显微注射技术　(3)是　“中中”“华华”的细胞核中遗传物质一样,是经过有丝分裂形成的　(4)②可以增加濒危物种的存活数量(或可以建立实验动物模型研究人类疾病)
方法突破关于动物细胞培养的两组概念辨析(1)细胞贴壁和接触抑制①细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上,这种现象称为细胞贴壁。②当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖,这种现象称为接触抑制。(2)原代培养与传代培养①原代培养:分瓶之前的细胞培养,即动物组织经处理后的初次培养。原代培养的细胞核型正常。②传代培养:分瓶后的细胞培养,即传代培养。一般情况下,细胞传至10~50代后,增殖会明显减缓,甚至完全停止,部分细胞出现核型异常。
角度二、动物细胞融合技术及应用考向探究考向1单克隆抗体的制备及应用
1.(2022宁夏石嘴山三模)化疗是治疗肿瘤常用的方法之一。肿瘤一般处于细胞外间隙的深部,使用高效的细胞毒素药物进行化疗可有效杀伤肿瘤细胞,但细胞毒素无特异性,杀伤肿瘤细胞的同时也会杀死正常细胞。科研人员通过细胞毒素类药物和单克隆抗体结合制成“生物导弹”,实现了药物对肿瘤细胞的选择性杀伤。回答下列问题。(1)“生物导弹”通常由　　　　和单克隆抗体组成。 (2)“生物导弹”利用了单克隆抗体　　　　　　　的特点,制备单克隆抗体的过程涉及的细胞工程技术有　　　　　　　　　　　　。 
(3)制备单克隆抗体时,应先给小鼠注射癌细胞特有的抗原来免疫小鼠,然后从小鼠体内获取已免疫的B淋巴细胞,再让其与　　　　　　　　　　融合形成　　　　　　　　　　。诱导动物细胞融合时,常用的化学诱导剂是　　　　　　　　。 (4)制备“生物导弹”时,应选择相对分子质量较　　　(填“大”或“小”)的抗体,原因是　　 　　　　。 
答案 (1)药物　(2)特异性强　动物细胞培养和动物细胞融合　(3)骨髓瘤细胞　杂交瘤细胞　聚乙二醇　(4)小　肿瘤一般处于细胞外间隙的深部,相对分子质量较小的抗体能使其形成的“生物导弹”容易进入细胞外间隙的深部接触到肿瘤,杀伤肿瘤细胞的效果更好
考向2动植物细胞融合技术及比较
2.(2022河南郑州三次质检)细胞融合技术有着广泛应用。下图为细胞融合的简略过程,据图回答相关问题。
(1)玉米和高粱都是二倍体,染色体数目均为20条,科学工作者经过长期实验,培育出“玉米—高粱”杂种植株(如图所示)。①玉米和高粱之间存在　　　　　　　　,用传统的有性杂交方法不能得到二者的杂种后代。科学家采用体细胞杂交的方法得到了“玉米—高粱”杂种植株。 
②为了便于筛选,可以选取玉米叶肉细胞的原生质体和高粱　　　　　　　　(填“叶肉细胞”或“根部细胞”)的原生质体进行融合。培养基中最多有　　　种细胞可供筛选(融合的细胞仅考虑两两融合),体系中出现多种类型细胞的原因是　　　　　　　　　　　　　。 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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。原生质体通过再生　　　　　　,进而分裂和脱分化形成愈伤组织。 
(2)利用如图所示细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术,为制造单克隆抗体开辟了新途径。①与血清抗体相比,单克隆抗体的优越性体现在:　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②动物细胞融合的方法中有别于植物原生质体融合的是　　　　　　　　　　　　　　。 ③在制备单克隆抗体的过程中,两次筛选的方法不同,第二次筛选是通过　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。 
答案 (1)①生殖隔离　②根部细胞　5　融合是随机的,且融合率达不到100%　③保持原生质体的完整性(或维持原生质体的形态)　细胞壁(2)①特异性强,灵敏度高,能大量制备　②用灭活的病毒诱导融合　③克隆化培养和抗体检测
1.(2020江苏)新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道粘膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体,引起肺炎。图1为病毒侵入后,人体内发生的部分免疫反应示意图。单克隆抗体可阻断病毒的黏附或入侵,故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。图2为筛选、制备抗S蛋白单克隆抗体的示意图。请据图回答下列问题。
(1)图1中人体内抗原呈递细胞吞噬病毒,并将病毒的抗原暴露在细胞表面,被　　　　细胞表面的受体识别后激活该细胞。 (2)B细胞识别入侵的病毒后,在淋巴因子作用下,经过细胞的　　　　　　　,形成　　　　　　　细胞。 (3)为判断疑似患者是否为新型冠状病毒感染者,可采集鼻、咽拭子用于病原学检查,检测病毒的　　　　;采集血液样本主要用于血清学检查,检测　　　　　　　　　　。 (4)据图2所示,研制抗S蛋白单克隆抗体,需先注射　　　　免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞,再提取激活的B细胞与骨髓瘤细胞融合,用HAT培养基筛选获得　　　　细胞。因为同一种抗原可能激活　　　　细胞,还需继续筛选才能获得分泌单克隆抗体的细胞株。 
答案 (1)T　(2)增殖、分化　浆细胞和记忆　(3)核酸　抗新型冠状病毒抗体　(4)刺突蛋白(或S蛋白)　杂交瘤　多种B
2.(2019全国Ⅱ)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比,这种微型繁殖技术的特点是　　　　　　　　(答出2点即可)。 (2)通过组织培养技术,可把植物组织细胞培养成胚状体,再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示),这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是　　　　。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质,因此应含有植物激素、　　　　和　　　　　等几类物质。