高考生物大一輪復(fù)習(xí)-121122動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)-植物組織培養(yǎng)課件-中圖版選修3課件

第二章細(xì)胞工程第一節(jié)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)第二節(jié)植物組織培養(yǎng)【考綱考情】最新考綱及要求三年考情(以山東高考卷為例)2014年2013年2012年植物的組織培養(yǎng)Ⅱ無(wú)無(wú)無(wú)動(dòng)物的細(xì)胞培養(yǎng)Ⅰ無(wú)T35·非選擇題T35·非選擇題【知識(shí)梳理】考點(diǎn)一動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)結(jié)果相同分化程度的細(xì)胞群與外植體相同的個(gè)體關(guān)鍵環(huán)節(jié)細(xì)胞增殖和癌變細(xì)胞的脫分化和再分化過(guò)程動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)應(yīng)用①生產(chǎn)生物制品②基因工程③檢測(cè)有毒物質(zhì)①植物快速繁殖②培育無(wú)病毒植株③制造人工種子④工廠化生產(chǎn)植物產(chǎn)品⑤轉(zhuǎn)基因植物的培養(yǎng)【高考警示】(1)植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程都存在細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程，但植物細(xì)胞可以先分裂再分化，而動(dòng)物細(xì)胞不分化只分裂。(2)不同細(xì)胞體現(xiàn)全能性能力的大小不同，具體表現(xiàn)為：受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞，離體細(xì)胞的全能性表達(dá)與分化程度呈負(fù)相關(guān)，但生殖細(xì)胞特殊。(3)脫分化形成愈傷組織的過(guò)程不需要光，再分化過(guò)程需要光，因?yàn)橛鷤M織利用有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分，而試管苗需要進(jìn)行光合作用以自養(yǎng)。(4)植物組織培養(yǎng)中不同培養(yǎng)階段培養(yǎng)基含有的激素不同，因?yàn)榕囵B(yǎng)的目的不同(生根或生芽)。考點(diǎn)二植物組織培養(yǎng)及應(yīng)用1.植物組織培養(yǎng)的原理、操作流程及培養(yǎng)條件：(1)原理：植物細(xì)胞的全能性。①含義：已分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。②物質(zhì)基礎(chǔ)：生物的每一個(gè)細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全部基因。③在生物體內(nèi)的細(xì)胞不表現(xiàn)出全能性的原因：基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)，分化為不同的組織、器官。(2)操作流程：(3)培養(yǎng)條件：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(水、無(wú)機(jī)鹽、蔗糖、氨基酸和有機(jī)酸等)、激素(如細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素等)及其他條件(無(wú)菌、適宜的溫度和pH等)。2.植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用：(1)植物快速繁殖：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。(2)培育無(wú)病毒植株。①解決的問(wèn)題：無(wú)性繁殖的作物，感染的病毒在體內(nèi)逐年積累，產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差。②解決方法：切取一定大小的莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗。

③理論基礎(chǔ)：植物分生區(qū)附近病毒極少，甚至無(wú)病毒。④成果：采用莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)，已獲得脫毒的馬鈴薯、草莓、甘蔗、菠蘿和香蕉等。(3)制造人工種子。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解決的問(wèn)題。a.一些植物繁殖周期長(zhǎng)，數(shù)年后才能結(jié)出種子；b.有些作物優(yōu)良雜種的后代因發(fā)生性狀分離而喪失其優(yōu)良特性；c.常規(guī)種子的生產(chǎn)受季節(jié)、氣候和地域的限制，并且占用大量的土地。(4)生產(chǎn)植物產(chǎn)品?？梢岳弥参锝M織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)某些細(xì)胞產(chǎn)物，如蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。【高考警示】(1)利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物時(shí)，有時(shí)只需將外植體培養(yǎng)到愈傷組織，從愈傷組織中獲取產(chǎn)物。(2)人工種子發(fā)育初期需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)由人工胚乳提供。(3)人工種皮中可以加入適量的養(yǎng)分、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等，以利于胚狀體生長(zhǎng)發(fā)育成幼苗。類型一動(dòng)物細(xì)胞工程【典例1】(2015·泰安模擬)回答下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的問(wèn)題：(1)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到細(xì)胞表面

時(shí)，細(xì)胞會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的

。此時(shí)，瓶壁上形成的細(xì)胞層數(shù)是

。要使貼壁的細(xì)胞從瓶壁上分離下來(lái)，需要用酶處理，常用的酶是

。(2)隨著細(xì)胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細(xì)胞分裂停止，進(jìn)而出現(xiàn)

的現(xiàn)象；但極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖，其中有些細(xì)胞會(huì)因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成

細(xì)胞，這種細(xì)胞的黏著性

，細(xì)胞膜表面蛋白質(zhì)(糖蛋白)的量

。(3)用某種大分子染料對(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色時(shí)，觀察到死細(xì)胞被染色，而活細(xì)胞不染色，原因是

。(4)檢查某種有毒物質(zhì)是否能改變細(xì)胞染色體的數(shù)目，最好選用細(xì)胞分裂到

期的細(xì)胞用顯微鏡進(jìn)行觀察。(5)在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，通常在

條件下保存細(xì)胞。因?yàn)樵谶@種條件下，細(xì)胞中

的活性降低，細(xì)胞新陳代謝的速率降低。(6)給患者移植經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)形成的皮膚后，發(fā)生了排斥現(xiàn)象，這是因?yàn)闄C(jī)體把移植的皮膚當(dāng)作

進(jìn)行攻擊?！窘忸}指南】解答本題需明確：(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程。(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件?！窘馕觥?1)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，細(xì)胞會(huì)表現(xiàn)出接觸抑制現(xiàn)象，此時(shí)是單層細(xì)胞。用胰蛋白酶處理可以使貼壁的細(xì)胞從瓶壁上分離下來(lái)。(2)隨著細(xì)胞傳代培養(yǎng)代數(shù)的增多，絕大部分細(xì)胞分裂停止，進(jìn)而出現(xiàn)衰老甚至死亡的現(xiàn)象，但極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖，有些細(xì)胞會(huì)因遺傳物質(zhì)改變而變成不死性細(xì)胞，這種細(xì)胞細(xì)胞膜表面糖蛋白減少，細(xì)胞黏著性降低。(3)由于活細(xì)胞的膜具有選擇透過(guò)性，大分子染料不能進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi)，而死細(xì)胞的細(xì)胞膜喪失了選擇透過(guò)性，大分子染料能夠進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi)而著色。(4)由于細(xì)胞分裂中期染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰，因此最好選用細(xì)胞分裂到中期的細(xì)胞用顯微鏡觀察染色體數(shù)目。(5)由于在冷凍、超低溫或液氮條件下，細(xì)胞中酶的活性降低，細(xì)胞新陳代謝的速率降低，通常在此條件下保存細(xì)胞。(6)機(jī)體把移植的皮膚當(dāng)作抗原攻擊，會(huì)發(fā)生排斥現(xiàn)象。答案：(1)相互接觸接觸抑制單層(或一層)胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡不死性降低減少(3)活細(xì)胞的膜具有選擇透過(guò)性，大分子染料不能進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi)，故活細(xì)胞不能著色(或死細(xì)胞的膜喪失了選擇透過(guò)性，大分子染料能夠進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi)而著色)(4)中(5)冷凍(或超低溫、液氮)酶(6)抗原【加固訓(xùn)練】狂犬病病毒的核酸是RNA，G蛋白和N蛋白是狂犬病病毒的主要抗原，它們刺激人體后可誘導(dǎo)人體產(chǎn)生相應(yīng)的抗體和細(xì)胞免疫反應(yīng)。下圖表示用生物工程制備抗狂犬病病毒單克隆抗體的過(guò)程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)制備該單克隆抗體的技術(shù)屬于生物技術(shù)的____________工程。圖中細(xì)胞1是小鼠體內(nèi)注入____________后而獲得的______________細(xì)胞，細(xì)胞2為_(kāi)_____________細(xì)胞。細(xì)胞1具有產(chǎn)生______________的功能，細(xì)胞2的突出特點(diǎn)是__________________。誘導(dǎo)細(xì)胞1和2融合的誘導(dǎo)劑通常是________________或聚乙二醇。(2)乙培養(yǎng)基用來(lái)將細(xì)胞3從細(xì)胞1和細(xì)胞2中篩選出來(lái)，則乙培養(yǎng)基屬于____________培養(yǎng)基。(3)若細(xì)胞1基因型為HH，細(xì)胞2基因型為SS，則細(xì)胞3的基因型應(yīng)該是____________。在兩兩融合后的眾多細(xì)胞中，基因的組合類型還可能有____________。(4)單克隆抗體與抗癌藥物結(jié)合可制成“藥物導(dǎo)彈”，可明顯減少用藥量，原因是____________________________?！窘馕觥緽淋巴細(xì)胞能夠產(chǎn)生特異性抗體，但不能在體外大量增殖，骨髓瘤細(xì)胞能夠無(wú)限增殖但不能產(chǎn)生抗體，二者融合成的雜交瘤細(xì)胞不僅能夠在體外大量增殖，而且能夠產(chǎn)生與相應(yīng)的抗原進(jìn)行特異性結(jié)合的抗體。通過(guò)特定的選擇培養(yǎng)基可將雜交瘤細(xì)胞篩選出來(lái)，進(jìn)行克隆化培養(yǎng)，便可大量制備單克隆抗體。單克隆抗體可攜帶抗癌藥物準(zhǔn)確地作用于癌細(xì)胞，因此可減少用藥的劑量。答案：(1)細(xì)胞狂犬病病毒(G蛋白抗原或N蛋白抗原)B淋巴骨髓瘤特異性抗體能夠無(wú)限增殖滅活的病毒(2)選擇(3)HHSSHHHH、SSSS(4)單克隆抗體能夠與癌細(xì)胞特異性結(jié)合類型二植物組織培養(yǎng)【典例2】(2015·濟(jì)南模擬)人工種子是人們模仿天然種子的結(jié)構(gòu)制造出來(lái)的生命有機(jī)體，它能像種子一樣萌發(fā)生長(zhǎng)，長(zhǎng)成植物。人工種子的核心部件是一個(gè)被外層物包埋的具有類似于胚功能的胚狀體。將胚狀體包埋在一個(gè)能提供營(yíng)養(yǎng)的膠質(zhì)中，便成了所謂的“人工種子”。(1)人工種子依據(jù)的原理是____________________________，培育胚狀體利用了__________________技術(shù)。(2)如果外植體是植物的莖尖，通過(guò)①的處理可使細(xì)胞彼此分離，①過(guò)程中可加入()A.蛋白酶B.淀粉酶C.果膠酶D.胰蛋白酶(3)②過(guò)程表示脫分化過(guò)程，其實(shí)質(zhì)是__________________；③表示再分化過(guò)程，其實(shí)質(zhì)是__________________。(4)由人工種子萌發(fā)成的植株是否可育？_____________________。【解析】(1)人工種子能發(fā)育成完整植株，說(shuō)明其細(xì)胞內(nèi)含有個(gè)體發(fā)育所需要的全部遺傳物質(zhì)，因此依據(jù)的原理是細(xì)胞的全能性，人工種子是經(jīng)過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到的。(2)使植物細(xì)胞彼此分離可以使用果膠酶，因?yàn)橹参锛?xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠。(3)脫分化的實(shí)質(zhì)是使細(xì)胞恢復(fù)分裂能力，而再分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。(4)人工種子是否可育取決于培育胚狀體所用的材料。答案：(1)植物細(xì)胞的全能性植物組織培養(yǎng)(2)C(3)使細(xì)胞恢復(fù)分裂能力基因的選擇性表達(dá)(4)不一定【延伸探究】(1)如果經(jīng)過(guò)①過(guò)程得到的細(xì)胞的基因型為DdTt，經(jīng)圖示過(guò)程得到的人工種子是否可育？為什么？提示：可育。若經(jīng)過(guò)①過(guò)程得到的細(xì)胞的基因型為DdTt，則胚狀體的基因型為DdTt，屬于二倍體，因此可育。(2)若圖中植物體的基因型為DdTt，利用花藥離體培養(yǎng)得到的“花粉胚”長(zhǎng)成的植株可育嗎？為什么？提示：不可育。若植物體的基因型為DdTt，利用花藥離體培養(yǎng)得到的“花粉胚”長(zhǎng)成的植株的基因型為DT、Dt、dT、dt，均屬于單倍體，因此不可育?！炯庸逃?xùn)練】通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以快速繁殖、培育無(wú)病毒的植物。培養(yǎng)過(guò)程如下：(1)紫草細(xì)胞中提取的紫草素是制造治療燙傷和割傷的藥物以及染料和化妝品的原料。若要從大量培養(yǎng)的紫草愈傷組織中提取紫草素，不再需要經(jīng)過(guò)②________過(guò)程，且哪項(xiàng)條件是不需要的？________。A.消毒滅菌B.適宜溫度C.充足光照D.適宜養(yǎng)料和激素(2)用植物組織培養(yǎng)方法誘導(dǎo)離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀體結(jié)構(gòu)，若包裹上人造種皮，制成人工種子，可以解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問(wèn)題。圖中的⑤相當(dāng)于種子結(jié)構(gòu)中的________，主要作用是________________________。(3)為了有利于幼苗茁壯成長(zhǎng)，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)兩種對(duì)人工種子處理的方法?！窘馕觥?1)植物組織培養(yǎng)利用細(xì)胞的全能性，在離體的情況下通過(guò)脫分化形成愈傷組織，通過(guò)愈傷組織生產(chǎn)藥物。因此不再需要經(jīng)過(guò)再分化過(guò)程，由于愈傷組織無(wú)葉綠體的形成，因此不需要光照。(2)圖中的⑤相當(dāng)于種子結(jié)構(gòu)中的胚乳，主要作用是提供胚狀體發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)。(3)在人工胚乳中添加固氮細(xì)菌、防