【生物】细胞工程复习课件 2023-2024学年高二生物下学期期中考点大串讲人教版2019选择性必修3.pptx
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1、单元复习第第2 2章章 细胞工程细胞工程内容网络课标要求生命观念:1.结合“菊花的组织培养”的实验操作,尝试设计植物组织培养技术的流程简图。2.用归纳与概括、演绎与推理等方法,用文字和图示说明动物细胞培养的过程。3.以过程图的形式表示受精作用和胚胎发育的过程。1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交的原理和过程。2.运用稳态与平衡观,分析动物细胞培养的条件。3.哺乳动物在自然条件下受精和早期胚胎的发育规律是胚胎工程重要的理论基础。阐述细胞的结构与功能的适应。1.查阅资料,尝试探究植物生长素和细胞分裂素使用比例对植物组织培养的影响。2.对干细胞培养用于人类疾病治疗等社会热点问题进行科学评价。科学思维
2、、科学探究:社会责任:考点CONTENTS01 植物细胞工程技术0202 植物细胞工程应用03 动物细胞培养04 动物细胞融合技术和单克隆抗体05 动物体细胞核移植技术和克隆动物0707 胚胎工程应用06 胚胎工程技术PART01植物细胞工程技术无组织结构、松散的薄壁细胞团离体条件下已分化的细胞经过诱导,失去特有的结构和功能,重新获得分裂能力考点一:植物细胞工程技术(植物组织培养)1.概念:是指将是指将离体离体的植物器官、组织或细胞等,培养在的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基人工配制的培养基上,给予上,给予适宜适宜的培养条件的培养条件,诱导其形成,诱导其形成完整植株完整植株的技术
3、。的技术。外植体2.流程:接种外植体离体培养的植物器官、组织或细胞脱分化诱导愈伤组织诱导生芽再分化愈伤组织能重新分化成芽、根等器官诱导生根移栽成活考点一:植物细胞工程技术(植物组织培养)脱分化再分化过程外植体愈伤组织愈伤组织幼苗分裂、分化有分裂,无分化有分裂,无分化结果形成愈伤组织形成根、芽需要条件a.离体、适宜的营养c.生长素与细胞分裂素的比例适中d.一般不需光a.离体、适宜的营养c.生长素与细胞分裂素的比例高或低诱导生根或生芽d.光照(诱诱导导叶叶绿绿素素的的合合成成,使使试试管管苗苗能能够进行光合作用够进行光合作用。)生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。它们的浓度
4、、比例都会影响植物细胞的发育方向。3.脱分化与再分化比较:考点一:植物细胞工程技术(植物组织培养)外植体愈伤组织试管苗完整植株脱分化芽、根等再分化关键激素生长素和细胞分裂素细胞分裂素生长素 芽分化芽分化愈伤组织愈伤组织根分化根分化生长素用量/细胞分裂素用量结果比值1比值1比值1促进根的分化促进芽的分化促进愈伤组织的形成 巧记:高根低芽中愈伤巧记:高根低芽中愈伤4.决定植物脱分化、再分化的关键因素:有光时,往往容易形成维管组织,而不易形成愈伤组织。考点一:植物细胞工程技术(植物组织培养)5.菊花的组织培养:制备外植体接种培养试管苗移栽消毒:切割:(无菌操作)酒精30S无菌水2-3次次氯酸钠溶液3
5、0min材料:幼嫩的菊花茎段2-3次无菌水洗接种到诱导愈伤组织培养基形成愈伤组织(培养温度:18-220C、避光)培养1520天后,将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽根的培养基上,进一步诱导形成试管苗。移栽前先打开封口膜或瓶盖,让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后,将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况,适时浇水、施肥,直至开花。考点一:植物细胞工程技术(植物组织培养)例1下图是利用三倍体香蕉的茎尖培养脱毒香蕉植株的过程示意图。下列叙述正确的是()A过程中发生了有丝分裂和减数分裂B对香蕉进行花药培养可获得单倍体C过程为脱分
6、化DX代表愈伤组织D考点一:植物细胞工程技术(植物体细胞杂交技术)1.概念:将不同来源的植物细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新将不同来源的植物细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。植物体的技术。B细胞A原生质体B原生质体去壁去壁A细胞2.过程:去除细胞壁方法:用纤维素酶和果胶酶水解原理:利用酶的专一性诱导融合正在融合的原生质体融合方法:(1)物理方法:电融合法,离心法等(2)化学方法:聚乙二醇(PEG)融合法,高Ca2+高pH融合法原理:细胞膜具有流动性再生细胞壁再生出细胞壁杂种细胞(1)植物细胞融合完成的标志:融合的原生质体重新产生细胞壁,形
7、成杂种细胞。(2)直接参与细胞器:高尔基体考点一:植物细胞工程技术(植物体细胞杂交技术)植物组织培养植物体细胞杂交技术原理过程意义联系细胞膜的流动性和植物细胞的全能性植物细胞的全能性离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织脱分化再分化根、芽或胚状体植物体生长发育植物细胞A植物细胞B原生质体A去壁原生质体B去壁人工诱导融合的原生质体AB杂种细胞AB愈伤组织脱分化再生细胞壁杂种植株再分化保持优良性状,繁殖速度快、大规模生产提高经济效益植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养技术克服不同种生物远缘杂交的障碍3.植物组织培养与植物体细胞杂交技术的比较:考点一:植物细胞工程技术(植物体细胞杂交技术)例2农业生产中
8、,获得异源多倍体植物的常见方式如下图(A、B、C、D代表不同物种的一个染色体组),不正确的是()A图中丙含有A和B两个染色体组,因没有同源染色体,不能正常联会导致高度不育B操作常处理幼苗,获得染色体组加倍的丁,恢复育性C操作常采用纤维素酶和果胶酶处理,过程通过脱分化即可形成杂种植株辛D方法一一般只能用于亲缘关系较近的不同物种,方法二则能实现远缘杂交育种CPART02植物细胞工程应用考点二:植物细胞工程应用(植物繁殖的新途径)1.快速繁殖:1.概念:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,也叫微型繁殖。2.原理:植物细胞的全能性3.优点:(1)高效、快速地实现种苗的大量繁殖。(2)保持优良品种的
9、遗传特性。(3)不受自然生长季节的限制,培养周期短。(4)选材少,繁殖率高,便于自动化管理。4.生殖方式:一般为无性生殖快速繁殖经济苗木、名贵花卉、珍稀濒危植物等自然繁殖速度缓慢,繁殖效率低下或优良性状不易保持的植物。5.运用:考点二:植物细胞工程应用(植物繁殖的新途径)例3菊科植物甜叶菊植株中甜菊糖含量丰富,甜菊糖是用糖行业青睐的新糖源。甜菊糖生产公司利用植物组织培养技术繁育甜叶菊,满足用糖行业的生产需求。下列说法错误的是()A快速繁殖甜叶菊利用了细胞全能性原理B外植体需要用酒精和次氯酸钠溶液消毒C快速繁殖过程始终在无光照条件下进行D微型繁殖技术的优点是高效、快速和高保真C考点二:植物细胞工
10、程应用(植物繁殖的新途径)2.作物脱毒:1.作物脱毒的原因:作物病毒积累取材:分生区(如茎尖、根尖:病毒极少,甚至无毒)(植物组织培养)脱毒苗2.脱毒部位及方法:4.脱毒苗优点:脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物3.原理:植物组织培养(全能性)5.脱毒作物实例:马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。脱毒苗抗毒苗考点二:植物细胞工程应用(植物繁殖的新途径)例4超低温冷冻脱毒法是先用超低温对细胞进行选择性破坏,再用组织培养技术获得脱毒植株的方法。以马铃薯茎尖为材料,采用超低温冷冻脱毒法可获得脱毒苗。下列叙述错误的是()A用茎尖能够获得脱毒苗的原因是植物顶端分生区病毒极少或无病毒B经超低温
11、冷冻脱毒培养的马铃薯比未脱毒的马铃薯抗病毒能力更强C该技术利用了茎尖分生组织无成熟液泡不易形成冰晶的特性D超低温处理使大多数细胞都受到了损伤而死亡,存活下来的仅有生长点的分生组织细胞B考点二:植物细胞工程应用(作物新品种的培育)1.单倍体育种:有性杂交单倍体植株矮小且多为不育花药离体培养优良品种花药花粉P单倍体纯合二倍体诱导染色体加倍选择F1考点二:植物细胞工程应用(作物新品种的培育)1.单倍体育种:花药离体培养得到单倍体幼苗,秋水仙素处理抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,染色体加倍得到稳定遗传(纯合子)的优良品种。1.过程:l后代都是纯合子,能稳定遗传l明显缩短育种年限,加速育种进程l作为体细胞
12、诱变育种和研究遗传突变的理想材料3.优点:染色体(数目)变异、植物细胞的全能性。2.原理:考点二:植物细胞工程应用(作物新品种的培育)1.单倍体育种:3.优点:杂交育种单倍体育种紫色非甜玉米AASS白色甜玉米aass紫色非甜玉米AaSsASAsaSas花药离体培养单倍体幼苗:ASAsaSas纯合体:秋水仙素处理染色体加倍AASS AAss aaSS aass选择紫甜玉米即为新品种P:紫色非甜玉米AASS白色甜玉米aassF1紫色非甜玉米AaSs第1年选育出紫甜的纯种F2A_S_A_ssaaS_aass紫甜第2年第3年生长A_ssF3第4年配子:P:考点二:植物细胞工程应用(植物繁殖的新途径)例
13、5为培育具有市场竞争力的无籽相橘,研究者设计如下流程。相关叙述错误的是()A过程可使用纤维素酶和果胶酶处理B过程可用高Ca2+高pH溶液处理C过程的原理是植物细胞具有全能性D三倍体植株为可产生无籽柑橘的新物种D考点二:植物细胞工程应用(植物繁殖的新途径)2.突变体育种:组织培养时,由于培养的细胞一直处于不断的分生状态,易受培养条件和外界压力(如射线,化学物质等)的影响而产生突变。3.原理:2.过程:外植体新品种新品种筛选培育筛选培育愈伤组织脱分化多种突变体诱导分化诱变处理基因突变和植物细胞的全能性。1.概念:4.优点:5.缺点:提高变异的频率,加速育种进程。大幅度地改良某些性状。难以控制突变方
14、向,有利性状比较少,需要大量处理实验材料。6.运用:抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。考点二:植物细胞工程应用(植物繁殖的新途径)例6我国盐碱地规模大,但主要粮食作物难以生长。下图是某科研小组尝试利用普通水稻(2n=24)培育耐盐水稻新品种的育种方案,据图分析错误的是()A过程属于诱变育种,育种原理是基因突变B秋水仙素作用于有丝分裂的后期,其原理是抑制着丝粒的分裂C过程是单倍体育种,其优点是明显缩短育种年限D过程多代自交、筛选的目的是提高纯合子的比例BPART03动物细胞培养考点三:动物细胞培养1.概念:从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适当的培养条件下,让这些细胞生长和增殖
15、的技术。2.培养基:动物细胞培养所需的基本条件营养物质其他条件糖类氨基酸无机盐维生素无菌、无毒的环境适宜的温度、pH和渗透压适宜的气体环境将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基。含人类未知、细胞生长增殖所必需的物质,满足细胞对未知营养成分的需求。培养基的构成:合成培养基+血清等天然成分一般使用液体培养基,也称为培养液。考点三:动物细胞培养3.培养条件:(1)无菌、无毒的环境:无菌对培养液和所有培养用具进行灭菌处理在无菌环境下进行操作无毒定期更换培养液以便清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害在细胞培养液中添加一定量的抗生素,以防止培养过程中的微生物污染(2)温度、PH
16、、渗透压:多数动物细胞生存的适宜pH为_适宜的温度:36.50.57.2-7.4维持细胞正常的形态和功能哺乳动物细胞培养的温度多以_为宜;维持适宜渗透压的目的_适宜的pH:适宜的渗透压:(3)气体环境:动物细胞培养所需气体主要有_和_用培养皿或松盖培养瓶,在含有_和_的混合气体的_O2CO295%空气5%CO2CO2培养箱组成培养仪器考点三:动物细胞培养分瓶取动物组织用机械的方法,或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞加培养液制成细胞悬液原代培养在培养皿或培养瓶中传代培养细胞分裂受阻悬浮生长贴壁生长密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏等原因接触抑制原因解决办法传代培养放入CO2培养箱中培
17、养取动物组织制成细胞悬液转入培养液进行原代培养放入CO2培养箱中培养4.过程:考点三:动物细胞培养植物组织培养动物细胞培养原理培养前处理取材培养基的物理性质培养基的成分特有成分植物细胞的全能性细胞增殖离体用机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶将组织细胞分散开离体植物器官、组织、细胞动物胚胎或幼龄动物的组织、器官固体液体(又称培养液)有机营养成分无机营养成分植物激素糖类、氨基酸、无机盐、维生素等营养物质及一些天然成分如血清植物激素血清5.植物组织培养和动物细胞培养的比较:考点三:动物细胞培养例7对某种动物的肝肿瘤细胞进行细胞培养,下列叙述错误的是()A在利用肝组织块制备细胞悬液时,可用胰蛋白酶或胶原蛋白
18、酶处理B动物细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是刺激细胞呼吸C动物细胞培养过程中必须保证培养环境是无菌、无毒的D在合成培养基中,通常需加入血清等天然成分B考点三:动物细胞培养(干细胞)1.干细胞概念和分布动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下,干细胞可以分化成其他类型的细胞。存在于早期胚胎、骨髓和脐带血。2.干细胞类型和特点(1)胚胎干细胞:ES细胞分布特点局限性早期胚胎中具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。必须从胚胎中获取,涉及伦理问题;因而限制了在医学上的应用。分布特点成体组织或器官内具有
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