高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題19 細(xì)胞工程課件.ppt
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考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,考點(diǎn)58 動物細(xì)胞工程,專題19 細(xì)胞工程,,高考考法突破,考法1 植物細(xì)胞工程的過程,考法3 種群數(shù)量變化的曲線分析及應(yīng)用,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,考法2 有關(guān)種群特征的比較與分析,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,1.細(xì)胞工程的概述 (1)原理方法:細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法。 (2)操作水平:細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平。 (3)達(dá)到目的:改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品。 (4)類型:根據(jù)操作對象的不同,可分為植物細(xì)胞工程和動物細(xì)胞工程。,2.植物體細(xì)胞雜交 (1)概念:指將不同種的植物體細(xì)胞在一定條件下融合成雜種細(xì)胞,并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。 (2)原理(理論基礎(chǔ)):細(xì)胞膜的流動性和植物細(xì)胞的全能性。 (3)過程,①過程a為去除細(xì)胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體,常用方法是酶解法,所用到的酶是纖維素酶和果膠酶。 ②過程b是原生質(zhì)體的融合,人工誘導(dǎo)的物理法包括離心、振動、電激等;化學(xué)法一般用聚乙二醇(PEG)作誘導(dǎo)劑。 ③過程c是原生質(zhì)體融合后再生出細(xì)胞壁,這是原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志。 ④植物體細(xì)胞雜交的意義:克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,培育作物新品種。,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,3.植物細(xì)胞工程的應(yīng)用 (1)植物繁殖的新途徑,,(2)作物新品種的培育:單倍體育種、突變體的利用。 (3)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn):培養(yǎng)到愈傷組織階段。,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,高考考法突破,角度1 植物激素在組織培養(yǎng)中的作用 在配制好的MS培養(yǎng)基中,常常需要添加植物激素,其中生長素和細(xì)胞分裂素是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。植物激素的濃度、使用的先后順序以及用量的比例等,都會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 (1)按照不同的順序使用這兩類激素,會得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。,考法1 植物細(xì)胞工程的過程,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,高考考法突破,(2)當(dāng)同時(shí)使用這兩類激素時(shí),兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。,角度2 關(guān)于植物體細(xì)胞雜交 1.植物體細(xì)胞雜交的原理:原生質(zhì)體融合的過程利用了細(xì)胞膜的流動性,雜種細(xì)胞發(fā)育成雜種植株利用了細(xì)胞的全能性。 2.雜種細(xì)胞形成的標(biāo)志:新的細(xì)胞壁的生成。 3.植物體細(xì)胞雜交的終點(diǎn):培育成雜種植株。 4.雜種植株特征:具備兩種植物的遺傳特征,原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)。,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,高考考法突破,角度3 植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交的比較,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,角度4 對植物體細(xì)胞雜交和有性雜交的比較 1.結(jié)果不同:若兩個(gè)不同品種的植物細(xì)胞A、B進(jìn)行融合,A含有2X條染色體,2個(gè)染色體組,基因型為Aabb,B含有2Y條染色體,2個(gè)染色體組,其基因型為ccDd,則植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果應(yīng)為四倍體,其體細(xì)胞中染色體數(shù)為2X+2Y,基因型為AabbccDd。即體細(xì)胞雜交時(shí)不管染色體數(shù)、基因組還是染色體組都采用直接相加的方法。而植物有性雜交的結(jié)果是子代細(xì)胞中染色體數(shù)為X+Y、基因型為AbcD或abcD或Abcd或abcd,即先減半再相加。在減數(shù)分裂過程中前者染色體聯(lián)會正常,后者由于染色體聯(lián)會異常導(dǎo)致后代不育。 2.適用的定律不同:有性生殖過程中符合孟德爾遺傳定律,而植物體細(xì)胞雜交屬于無性生殖,則不符合孟德爾遺傳定律。,角度5 植物體細(xì)胞雜交過程中去除細(xì)胞壁的方法及原理 植物細(xì)胞壁的存在阻礙了植物細(xì)胞的融合,用酶解法既能去除細(xì)胞壁,又能保持細(xì)胞的完整性,由于植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠,因此需要用纖維素酶和果膠酶。 角度6 兩組概念辨析 1.分化、脫分化和再分化的辨析:由種子發(fā)育成植株的過程中要經(jīng)過細(xì)胞分化才能形成不同的組織和器官;誘導(dǎo)植物的根、莖或葉等已經(jīng)分化的細(xì)胞,使其失去特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化狀態(tài)的過程叫脫分化;植物的根、莖或葉等脫分化后形成具有分生能力的愈傷組織,愈傷組織再經(jīng)過分化形成植株的過程叫再分化?!霸佟笔窍鄬τ谟煞N子發(fā)育成植株的過程而言的,因此沒有“分化”就不存在“脫分化”,若沒有“脫分化”也不存在“再分化”。 2.原生質(zhì)、原生質(zhì)體和原生質(zhì)層的辨析:原生質(zhì)與原生質(zhì)體幾乎沒有區(qū)別,在顯微鏡還不發(fā)達(dá)的時(shí)代,人們通過顯微鏡觀察細(xì)胞,只能大概區(qū)分出細(xì)胞壁和細(xì)胞里的結(jié)構(gòu),沒有辦法區(qū)分出細(xì)胞膜和各種細(xì)胞器,故把植物細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)稱為原生質(zhì)或原生質(zhì)體,即:細(xì)胞膜+細(xì)胞質(zhì)+細(xì)胞核=原生質(zhì)或原生質(zhì)體。因此動物細(xì)胞直接就是原生質(zhì)體,在植物細(xì)胞工程中,人為去掉細(xì)胞壁所獲得其余的細(xì)胞結(jié)構(gòu)也是原生質(zhì)體。原生質(zhì)層是指成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。由于成熟植物細(xì)胞的液泡體積極大,所以可以把這3部分看成一層極薄的膜,稱為原生質(zhì)層,相當(dāng)于滲透作用中的半透膜,起到選擇透過的作用。,高考考法突破,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,返回考法,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,高考考法突破,考法2 植物細(xì)胞工程的應(yīng)用,角度1 植物繁殖的新途徑 1.微型繁殖:不僅可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性,還可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。 2.脫毒植物的培養(yǎng)與檢測 (1)培育脫毒植株的原因:生產(chǎn)上許多無性繁殖作物均受到病毒的侵染,從而導(dǎo)致品種嚴(yán)重退化、產(chǎn)量降低和品質(zhì)變差。 (2)培育方法:利用植物分生組織進(jìn)行培養(yǎng),可以使新長成的植株脫除病毒。 (3)原理:莖尖等分生組織中病毒極少,甚至無病毒(病毒在植物體內(nèi)分布不均勻);植物細(xì)胞的全能性。 (4)檢測病毒存在的方法:①在分子水平上用DNA分子雜交技術(shù)檢測病毒的基因;②在分子水平上利用抗原—抗體的雜交反應(yīng)檢測病毒的蛋白質(zhì),進(jìn)而判斷病毒是否存在;③在個(gè)體水平上通過采用病毒侵染,觀察個(gè)體是否發(fā)生病變的方法進(jìn)行檢測。,3.人工種子 下圖是人工種子的結(jié)構(gòu)示意圖。,(1)獲取方法:以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料,用人工薄膜包裝。 (2)人工胚乳中可以加入適量的養(yǎng)分、無機(jī)鹽、有機(jī)碳源以及抗生素、有益菌等,以利于胚狀體生長發(fā)育成幼苗。,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,高考考法突破,(3)人工種子的優(yōu)點(diǎn) ①解決了某些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題。 ②固定雜種優(yōu)勢。天然種子由于在遺傳上具有因減數(shù)分裂引起的重組現(xiàn)象,因而會造成某些遺傳性狀的改變,而人工種子則可以完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性。 ③快捷高效的繁殖方式。天然種子在生產(chǎn)上受季節(jié)的限制,一般每年只能繁殖1~2次,有些甚至十幾年才繁殖一次,而人工種子生產(chǎn)不受季節(jié)限制,而且快捷高效。 ④可控制植物的生長發(fā)育與抗逆性。針對植物種類和土壤條件,在人工種子的包裹中還可以加入適量的養(yǎng)分、無機(jī)鹽、有機(jī)碳源以及抗生素、有益菌等。 ⑤用人工種子播種可以節(jié)約糧食。 ⑥人工種子可以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn),提高農(nóng)業(yè)的自動化程度。,角度2 作物新品種的培育 1.單倍體育種:花藥離體培養(yǎng)過程就是植物組織培養(yǎng)過程。,單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是后代不發(fā)生性狀分離,都是純合子,能夠穩(wěn)定遺傳,明顯縮短了育種年限。 2.突變體的利用:在植物組織培養(yǎng)過程中,由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷分生狀態(tài),因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力(如射線、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而發(fā)生突變。從這些產(chǎn)生突變的個(gè)體中可以篩選出對人們有用的突變體,進(jìn)而培育成新品種。,角度3 細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) 1.方法:利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)某些細(xì)胞產(chǎn)物。 2.產(chǎn)物種類:蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。 3.獲取細(xì)胞產(chǎn)物時(shí)選用分生組織為外植體的原因:分生組織細(xì)胞分化程度低,容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,返回考法,考點(diǎn)57 植物細(xì)胞工程,本考點(diǎn)結(jié)束,高考考法突破,考法3 動物細(xì)胞培養(yǎng)與核移植的過程及應(yīng)用,考法4 動物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體的制備,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,考點(diǎn)58 動物細(xì)胞工程,考點(diǎn)58 動物細(xì)胞工程,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,1.動物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù) (1)動物細(xì)胞培養(yǎng) ①概念:指從動物機(jī)體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個(gè)細(xì)胞,然后放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細(xì)胞生長和增殖。 ②原理:細(xì)胞增殖。 ③動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程,考點(diǎn)58 動物細(xì)胞工程,④培養(yǎng)條件 a.無菌、無毒的環(huán)境:對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無菌處理;通常在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素,以防培養(yǎng)過程中的污染;定期更換培養(yǎng)液,以便清除代謝產(chǎn)物,防止代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害。 b.營養(yǎng):除糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素之外,通常還需加入血清、血漿等天然成分。 c.適宜溫度和pH:溫度為36.50.5 ℃,pH為7.2~7.4。 d.氣體環(huán)境:主要有CO2和O2。O2是細(xì)胞代謝所必需的,CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,⑤動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用 a.生產(chǎn)病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。 b.用于基因工程作為受體細(xì)胞。 c.用于檢測有毒物質(zhì),判斷某種物質(zhì)的毒性。 d.用于生理、病理、藥理等方面的研究。 (2)動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物 ①概念:動物核移植是將動物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核,移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中,使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎,這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育為動物個(gè)體。用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物。 ②哺乳動物核移植分類:胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植。 ③體細(xì)胞核移植的過程 a.克隆動物的過程:動物體細(xì)胞克隆包括動物細(xì)胞核移植和胚胎移植兩個(gè)過程。 b.原理是動物細(xì)胞核具有全能性。 c.核移植過程(以高產(chǎn)奶牛克隆為例),考點(diǎn)58 動物細(xì)胞工程,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,④體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景 a.加速家畜遺傳進(jìn)程,促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。 b.保護(hù)瀕危物種。 c.轉(zhuǎn)基因克隆動物可以作為生物反應(yīng)發(fā)生器。 d.為器官移植提供供體。 e.為胚胎發(fā)育及衰老過程的研究提供證據(jù)。 f.用克隆動物做疾病模型。 ⑤存在的問題 a.動物克隆成功率低,不到克隆胚胎的10%。 b.大多數(shù)克隆動物表現(xiàn)出遺傳缺陷。 c.對克隆動物食品的安全問題存在爭議。 2.動物細(xì)胞融合和單克隆抗體 (1)動物細(xì)胞融合 ①概念:指兩個(gè)或多個(gè)動物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過程,又稱細(xì)胞雜交。融合后形成的具有原來兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞,稱為雜交細(xì)胞。 ②原理:細(xì)胞膜的流動性。 ③誘導(dǎo)融合的方法:常用聚乙二醇、滅活病毒、電刺激等誘導(dǎo)融合。 ④意義 a.打破種間關(guān)系,克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。 b.是研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等的重要手段。 c.為雜交瘤細(xì)胞技術(shù)發(fā)展與單克隆抗體的制備開辟了新途徑。,考點(diǎn)58 動物細(xì)胞工程,應(yīng)試基礎(chǔ)必備,,(2)單克隆抗體 ①基本原理 a.一種淋巴細(xì)胞經(jīng)克隆后只產(chǎn)生一種特異性抗體。 b.細(xì)胞融合技術(shù)產(chǎn)生的雜交瘤細(xì)胞可以保持親代雙方的特性。 c.雜交瘤細(xì)胞的篩選、體外培養(yǎng)大量增殖,以獲得所需抗體。 ②制備單克隆抗體的過程,③單克隆抗體的特點(diǎn):特異性強(qiáng),靈敏度高,并可大量制備。 ④應(yīng)用 a.作為診斷試劑:準(zhǔn)確識別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異,并與一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合,具有準(zhǔn)確、高效、簡易、快速的優(yōu)點(diǎn)。 b.用于治療疾病和運(yùn)載藥物:主要用于癌癥治療,可制成“生物導(dǎo)彈”,也有少量用于治療其他疾病。,高考考法突破,角度1 動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中有關(guān)操作的分析 1.動物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)加入CO2和O2的作用:CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH;O2的作用是促進(jìn)細(xì)胞有氧呼吸。 2.培養(yǎng)動物肝臟細(xì)胞時(shí)切成小薄片的原因:有利于肝臟細(xì)胞充分吸收氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)、排出代謝廢物。 3.動物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)選用幼齡動物組織或胚胎進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的原因:幼齡動物組織或胚胎的細(xì)胞分化程度低,增殖能力很強(qiáng),更易于培養(yǎng)。 4.在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中兩次用到胰蛋白酶的作用:第一次是將剪碎的組織分散成單個(gè)細(xì)胞;第二次是將貼壁細(xì)胞從瓶壁上分離下來,目的是避免動物細(xì)胞的接觸抑制現(xiàn)象。 5.核移植時(shí)選用去核卵(母)細(xì)胞的原因:卵(母)細(xì)胞比較大,易操作;卵(母)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)多,營養(yǎng)豐富,含有促進(jìn)核全能性表達(dá)的物質(zhì)。,考點(diǎn)58 動物細(xì)胞工程,考法3 動物細(xì)胞培養(yǎng)與核移植的過程及應(yīng)用,高考考法突破,角度2 兩組概念辨析 1.細(xì)胞貼壁和接觸抑制:懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上,稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞數(shù)目不斷增多,當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時(shí),細(xì)胞就會停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。 2.原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng) (1)原代培養(yǎng):細(xì)胞懸液第一次在瓶中培養(yǎng),沒有分瓶培養(yǎng)之前的細(xì)胞培養(yǎng)。原代培養(yǎng)的細(xì)胞核型正常。 (2)傳代培養(yǎng):原代培養(yǎng)的細(xì)胞生長、繁殖一定時(shí)間后,由于空間不足或細(xì)胞密度過大導(dǎo)致營養(yǎng)枯竭,影響細(xì)胞的生長,因此需要重新用胰蛋白酶等處理,進(jìn)行分瓶擴(kuò)大培養(yǎng),即傳代培養(yǎng)。一般情況下,傳代培養(yǎng)10~50次后,出現(xiàn)核型異常,細(xì)胞增殖會明顯減緩,甚至完全死亡。,考點(diǎn)58 動物細(xì)胞工程,高考考法突破,考點(diǎn)58 動物細(xì)胞工程,角度3 動物細(xì)胞培養(yǎng)與動物體細(xì)胞核移植的比較,高考考法突破,考點(diǎn)58 動物細(xì)胞工程,角度4 動物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較,高考考法突破,考點(diǎn)58 動物細(xì)胞工程,角度5 克隆與組織培養(yǎng)、試管動物(嬰兒)的區(qū)分,返回考法,考點(diǎn)58 動物細(xì)胞工程,高考考法突破,角度1 血清抗體與單克隆抗體,考法4 動物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體的制備,角度2 比較制備單克隆抗體過程中的兩次篩選,考點(diǎn)58 動物細(xì)胞工程,高考考法突破,角度3 植物體細(xì)胞雜交和單克隆抗體制備的比較,考點(diǎn)58 動物細(xì)胞工程,,本考點(diǎn)結(jié)束,考點(diǎn)58 動物細(xì)胞工程,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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