高考生物一輪復習（抓綱扣本+剖題探法）專題二 細胞工程 生物技術課件 新人教版選修3

專題二 細胞工程生物技術中的倫理問題1原理和方法：應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法。2操作水平： 水平或細胞器水平。3目的：按照人的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得 。4分類：根據(jù)操作對象的不同，分為植物細胞工程和動物細胞工程。抓綱扣本抓綱扣本夯實基礎夯實基礎一、細胞工程的概念一、細胞工程的概念 細胞細胞細胞產(chǎn)品細胞產(chǎn)品1原理：_(1)原因：生物體的任何一個細胞都包含本物種的 。(2)全能性表達的條件：處于 狀態(tài)，提供一定的營養(yǎng)、 和其他適宜外界條件。2植物組織培養(yǎng)技術 二、植物細胞工程二、植物細胞工程細胞的全能性細胞的全能性全部遺傳信息全部遺傳信息離體離體激素激素脫分化脫分化愈傷組織愈傷組織再分化再分化3植物體細胞雜交技術(1)去壁：酶解法，所用酶為 。(2)誘導原生質(zhì)體融合：物理法離心、震動、電激等；化學法常用 (PEG)作誘導劑。(3)植物體細胞雜交成功的標志：_。(4)優(yōu)點：克服 。(5)變異類型： 。 纖維素酶和果膠酶纖維素酶和果膠酶聚乙二醇聚乙二醇 雜種細胞再生出雜種細胞再生出 細胞壁細胞壁不同生物遠緣雜交的障礙不同生物遠緣雜交的障礙染色體變異染色體變異4植物細胞工程的應用優(yōu)良品種的遺傳特性優(yōu)良品種的遺傳特性分生區(qū)分生區(qū)(2)作物新品種的培育：單倍體育種、突變體的利用。作物新品種的培育：單倍體育種、突變體的利用。(3)細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：培養(yǎng)到細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：培養(yǎng)到 階段。階段。 愈傷組織愈傷組織1動物細胞培養(yǎng)：其他動物細胞工程技術的基礎。(1)過程三、動物細胞工程三、動物細胞工程胰蛋胰蛋白白原代原代傳代傳代(2)條件無菌、無毒的環(huán)境無菌處理、加 殺菌、定期更換培養(yǎng)液。營養(yǎng)葡萄糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽和微量元素 等天然成分。適宜的溫度(36.50.5)和pH(7.27.4)。氣體環(huán)境95%空氣5%CO2(維持_)。抗生素抗生素血清或血漿血清或血漿培養(yǎng)液的培養(yǎng)液的pH(3)應用：生產(chǎn)細胞產(chǎn)品，如干擾素、疫苗、單克隆抗體；檢測并判斷某毒性物質(zhì)毒性的大小；臨床醫(yī)學研究。2動物體細胞核移植(1)原理： 。(2)過程動物細胞核具有全能性動物細胞核具有全能性3單克隆抗體制備(1)誘導動物細胞融合的方法：物理法離心、震動、電激等；化學法聚乙二醇；生物法 。(2)單克隆抗體制備過程滅活病毒滅活病毒選擇選擇腹水腹水雜交瘤細胞雜交瘤細胞(3)單克隆抗體的優(yōu)點： 、靈敏度高、可大量制備。(4)單克隆抗體的應用：作為 ；用于治療疾病和 。特異性強特異性強診斷試劑診斷試劑運載藥物運載藥物1克隆人(1)分類a生殖性克隆是指以 為目的，即用于產(chǎn)生人類個體。b治療性克隆是指利用 技術獲得克隆人胚胎，然后從胚胎中提取 進行醫(yī)學研究，是利用克隆技術產(chǎn)生特定細胞和組織(皮膚、神經(jīng)或肌肉等)用于治療性移植。(2)中國態(tài)度： 。四、生物技術中的倫理問題四、生物技術中的倫理問題繁殖個體繁殖個體核移植核移植干細胞干細胞禁止生殖性克隆，不反對治療性克隆禁止生殖性克隆，不反對治療性克隆2試管嬰兒與設計試管嬰兒(1)試管嬰兒：運用體外受精和胚胎移植技術繁殖個體，目的是解決 問題。(2)設計試管嬰兒：體外受精獲得的胚胎在移植前進行 ，以便篩選出符合特定要求的胚胎。不孕夫婦的生育不孕夫婦的生育遺傳學診斷遺傳學診斷【典例1】下列有關植物體細胞雜交技術的敘述，錯誤的是A需要在無菌環(huán)境條件下且培養(yǎng)基中需要加入植物激素B需要纖維素酶和果膠酶處理以獲得原生質(zhì)體C植物體細胞雜交技術的原理是基因重組D利用植物體細胞雜交可以獲得多倍體植株剖題探法剖題探法突破考點突破考點考點一植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交考點一植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交【解析】植物體細胞雜交技術的原理是細胞膜的流動性以及植物細胞的全能性。【答案】C考點突破名稱植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交原理植物細胞的全能性細胞膜具有一定的流動性和植物細胞的全能性過程注意事項1.取材：選取有形成層的部位最容易誘導形成愈傷組織2.光照：在愈傷組織的誘導階段往往要暗培養(yǎng)，有利于細胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織。當愈傷組織分化出芽和葉時，一定要有光照，有利于葉片內(nèi)葉綠素的合成1.去壁方法：酶解法，所用的酶是纖維素酶和果膠酶2.人工誘導融合的方法：物理法：離心、振動、電激3.育種時最大優(yōu)點：克服遠緣雜交不親和障礙4.未解決問題：目前還不能讓雜種細胞完全按人們的需要去表達親代的優(yōu)良性狀變式訓練1如圖是通過土壤農(nóng)桿菌與植物細胞原生質(zhì)體共培養(yǎng)的方法獲得轉(zhuǎn)基因植物的過程。請回答下列問題：(1)圖a表示從已經(jīng)消毒的葉片中剪取部分植物組織細胞。圖b表示用_酶來制備原生質(zhì)體。(2)圖c表示用培養(yǎng)基培養(yǎng)原生質(zhì)體，為了防止原生質(zhì)體_，培養(yǎng)基的濃度要適宜。培養(yǎng)一段時間后，將其與_共同培養(yǎng)，使攜帶目的基因的_進入植物細胞。然后通過離心(圖d)的方法，除去多余的土壤農(nóng)桿菌。 (3)圖e表示將原生質(zhì)體培養(yǎng)成_，然后將其轉(zhuǎn)移到含有一定抗生素的_培養(yǎng)基中進行篩選培養(yǎng)(圖f)。(4)將獲得的含有目的基因的愈傷組織轉(zhuǎn)移到_培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)(圖g)，同時注意調(diào)整_的種類和_，最終獲得完整的植株(圖h)。 解析植物細胞含有細胞壁，經(jīng)過纖維素酶和果膠酶處理后可以去除細胞壁，制備原生質(zhì)體。培養(yǎng)原生質(zhì)體時，一定要注意培養(yǎng)基的濃度，防止原生質(zhì)體吸水脹破。將土壤農(nóng)桿菌與植物細胞原生質(zhì)體共培養(yǎng)時，土壤農(nóng)桿菌中的重組Ti質(zhì)?？梢赞D(zhuǎn)移到植物細胞中。利用選擇培養(yǎng)基可以成功篩選含有目的基因的愈傷組織。為了使愈傷組織培養(yǎng)成完整的植株，需要將愈傷組織加入到含有特定植物激素和濃度配比的分化培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)。 答案(1)纖維素酶和果膠(2)吸水脹破土壤農(nóng)桿菌重組Ti質(zhì)粒(3)愈傷組織選擇(4)分化植物激素濃度比值考點二動物細胞培養(yǎng)與動物體細胞核移植考點二動物細胞培養(yǎng)與動物體細胞核移植 【典例典例2】(2013西城區(qū)期末西城區(qū)期末)下列關于細胞培養(yǎng)的下列關于細胞培養(yǎng)的敘述，正確的是敘述，正確的是A植物細胞能進行光合作用，因此培養(yǎng)基中不需要植物細胞能進行光合作用，因此培養(yǎng)基中不需要有機營養(yǎng)物有機營養(yǎng)物B培養(yǎng)植物細胞時，必須先用纖維素酶和果膠酶對培養(yǎng)植物細胞時，必須先用纖維素酶和果膠酶對其處理以去除細胞壁其處理以去除細胞壁C動物細胞培養(yǎng)只是為了獲得有特殊基因突變的細動物細胞培養(yǎng)只是為了獲得有特殊基因突變的細胞胞D培養(yǎng)動物細胞時，要用胰蛋白酶處理動物組織以培養(yǎng)動物細胞時，要用胰蛋白酶處理動物組織以獲得單個細胞獲得單個細胞【解析】植物細胞培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基要含有豐富的營養(yǎng)成分，故A錯誤；培養(yǎng)植物細胞時，不需要用纖維素酶和果膠酶對其處理以去除細胞壁，在植物體細胞雜交的過程中才需要去除植物細胞的細胞壁，故B錯誤；動物細胞培養(yǎng)的目的是獲得細胞或細胞代謝產(chǎn)物，故C錯誤；培養(yǎng)動物細胞時要用胰蛋白酶處理動物組織以獲得單個細胞?！敬鸢浮緿考點突破動物細胞培養(yǎng)動物體細胞核移植原理細胞增殖動物細胞核的全能性過程結果獲得細胞群獲得與供體遺傳物質(zhì)基本相同的個體特別提醒動物細胞培養(yǎng)中兩次用到胰蛋白酶，第一次用胰蛋白酶處理剪碎的組織使之分散成單個細胞，第二次使貼壁細胞從瓶壁上脫落下來。原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)的分界點為分瓶的繼續(xù)培養(yǎng)。 變式訓練2(2012杭州高中期初模擬)世界上第一只克隆綿羊“多利”的培育程序如圖所示。請看圖后回答： (1)寫出圖中a、b所指的細胞工程名稱：a_，b_。(2)實施細胞工程a時，所需的受體細胞大多采用動物卵細胞的原因是_。(3)“多利”面部的毛色是_，請根據(jù)遺傳學原理說明判斷的原因是_。(4)繼植物組織培養(yǎng)之后，克隆綿羊的培育成功，證明動物細胞核具有_。解析(1)a為細胞核移植，b為胚胎移植。(2)卵細胞體積大，易操作，最主要的是卵細胞中具有啟動核基因表達的信息蛋白分子，能夠使已經(jīng)高度分化的細胞核脫分化，所以實施細胞工程a時，所需的受體細胞大多采用動物卵細胞。(3)“多利”面部的毛色是白色，因為多利綿羊的全部細胞核基因來自白面綿羊。(4)動物細胞(核)也具有全能性。答案(1)核移植胚胎移植(2)具有使細胞核全能性表達的物質(zhì)和營養(yǎng)條件(3)白色“多利”的全部細胞核基因來自白面綿羊(4)全能性【典例典例3】下圖是科學家新研發(fā)的制備單克隆抗下圖是科學家新研發(fā)的制備單克隆抗體的過程，相關敘述錯誤的是體的過程，相關敘述錯誤的是考點三動物細胞融合與單克隆抗體制備考點三動物細胞融合與單克隆抗體制備A該過程涉及基因工程和動物細胞融合技術B經(jīng)酶A處理后的與質(zhì)粒具有相同的黏性末端C若供體DNA提供了prG基因(無限增殖調(diào)控基因)，則該過程中的是已免疫的B細胞D通過檢測和篩選得到的細胞既能無限增殖又能分泌特異性抗體【解析】該過程涉及基因工程，但沒有涉及動物細胞融合技術。【答案】A考點突破1原理：細胞膜的流動性。2誘導融合的因素：聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒、電激等。3意義：最重要的用途是制備單克隆抗體。4單克隆抗體的制備。(1)過程：(2)單克隆抗體的主要優(yōu)點：特異性強、靈敏度高，并可大量制備。特別提醒滅活是指用物理或化學方法使病毒或細菌失去感染能力，但是并不破壞這些病原體的抗原結構。變式訓練3(2012西城區(qū)期末質(zhì)檢)1975年科學家首次利用B淋巴細胞雜交瘤技術制備出單克隆抗體。請根據(jù)圖回答問題： (1)病原體注入小鼠體內(nèi)后，要經(jīng)過_細胞處理后形成抗原MHC復合體，才能被免疫細胞識別。(2)制備單克隆抗體所用的B淋巴細胞一般從脾中采集，然后以_作誘導劑，使B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合。通過篩選和克隆培養(yǎng)，獲得的雜交瘤細胞具有_的特點。(3)單克隆抗體的特點是_。根據(jù)上圖寫出應用雜 交 瘤 技 術 獲 得 單 克 隆 抗 體 的 兩 種 主 要 方 法_。解析滅活的仙臺病毒和聚乙二醇均可誘導動物細胞融合。雜交瘤細胞同時具有兩個親代細胞的遺傳特性?？梢栽隗w外也可以在體內(nèi)培養(yǎng)雜交瘤細胞獲得單克隆抗體。答案(1)吞噬(或巨噬)(2)滅活的仙臺病毒或聚乙二醇既能產(chǎn)生特異性抗體，又能無限增殖(3)特異性強，純度高(或：專一性強、靈敏度高)體外培養(yǎng)法和動物體內(nèi)培養(yǎng)法【典例典例4】嚴重沖擊婚姻、家庭和兩性關系等倫嚴重沖擊婚姻、家庭和兩性關系等倫理道德觀念的技術是理道德觀念的技術是A基因檢測基因檢測B設計試管嬰兒性別設計試管嬰兒性別C克隆人克隆人D對植入前胚胎進行遺傳學診斷對植入前胚胎進行遺傳學診斷考點四關注生物技術的倫理問題考點四關注生物技術的倫理問題【解析】嚴重沖擊婚姻、家庭和兩性關系等倫理道德觀念的技術是克隆人，基因檢測可應用于某些疾病的診斷，設計試管嬰兒的性別只是對性別比例有影響，不會沖擊倫理道德?！敬鸢浮緾 考點突破1克隆人(1)過程 (2)分類 類型項目治療性克隆生殖性克隆區(qū)別目的治療人類疾病用于生育，產(chǎn)生新個體水平細胞水平個體水平聯(lián)系都屬無性繁殖；產(chǎn)生新個體、新組織，遺傳信息相同(3)態(tài)度中國政府的態(tài)度是禁止生殖性克隆，但不反對治療性克隆。2試管嬰兒與設計試管嬰兒(1)試管嬰兒是利用體外受精和胚胎移植等技術繁殖個體，其主要目的是解決不孕夫婦的生育問題。(2)設計試管嬰兒與試管嬰兒相比需在胚胎移植前對胚胎進行遺傳學診斷，以篩選符合特殊要求的胚胎，進而生出特定類型的嬰兒。3基因檢測(1)概念：指通過基因芯片對被檢測者細胞中的DNA分子進行檢測，分析出被檢測者所含的各種致病基因和疾病易感基因的情況的一種技術。(2)爭論焦點基因檢測能否達到預防疾病的目的。是否引起基因歧視及其他危害。變式訓練4(2013南京質(zhì)檢)圖所示為人類“治療性克隆”的大概過程，請據(jù)圖作答： (1)人類“治療性克隆”屬于生物工程的_技術。(2)在正常情況下，去核的卵細胞取自于女性卵巢排卵后在輸卵管中的_期細胞。(3)“治療性克隆”中相同的胚胎干細胞“克隆”的結果各種各樣，如有的是胰島細胞，有的是血細胞，有的是心肌細胞，究其本質(zhì)原因是基因_的結果，該過程的開始發(fā)生在_期。 (4)核移植成功后，用物理或化學方法激活受體細胞，目的_。(5)科學家將患者的體細胞核植入去核的卵細胞中，而不是 直 接 用 體 細 胞 進 行 細 胞 培 養(yǎng) 的 原 因 是_。(6)我國禁止生殖性克隆人，但不反對治療性克隆。請談談 為 什 么 要 反 對 生 殖 性 克 隆 人 ？ ( 兩 點 即可)_。 解析(1)人類“治療性克隆”是一種無性繁殖，屬于生物工程的細胞工程技術。(2)在正常情況下，去核的卵細胞取自于女性卵巢排卵后在輸卵管中的減數(shù)第二次分裂中期細胞，減數(shù)第一次分裂得到的是次級卵母細胞而非卵細胞。(3)基因選擇性表達是指在同一遺傳物質(zhì)下因其轉(zhuǎn)錄的mRNA不一樣，導致翻譯產(chǎn)生的蛋白質(zhì)不相同，從而導致細胞的性狀、功能不相同，如有的是胰島細胞，有的是血細胞，有的是心肌細胞，該過程的開始發(fā)生在囊胚期。(4)核移植成功后，用物理或化學方法激活受體細胞，目的是使其完成有絲分裂和發(fā)育進程，完成從一個細胞到相關組織、器官、個體的使命。(5)在進行動物克隆時，一般都選擇去核的卵細胞作為受體細胞，原因是：卵細胞體積大，易操作；卵細胞中含有誘導體細胞核全能性表達的因子。 答案(1)細胞工程(2)M中(3)選擇性表達囊胚(4)使其完成有絲分裂和發(fā)育進程(5)體細胞核在體細胞中不能表現(xiàn)全能性，而卵細胞的細胞質(zhì)可以給它提供表達全能性的環(huán)境(6)嚴重違反了人類倫理道德；沖擊了現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念