专题2 细胞工程.pptx

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甲生物甲基因乙生物甲基因 专题2细胞工程本专题主要内容：2.1植物细胞工程2.2动物细胞工程1.如果要使一种生物同时表现出两种不同种生物的所有性状，是否能够利用我们已经学过的育种方法？2.通过转基因工程获得的含有目的基因的植物或动物受体细胞，如何用一种新的技术才能培养成为一个新的个体？ 英国科学家威尔穆特动物明星 植物明星 2.1植物细胞工程回忆细胞的分裂和分化，思考下列问题：1.自然界中细胞分裂的方式有哪些？2.细胞有丝分裂的结果是什么？(从细胞的形态结构、遗传物质是否变化以及数目的多少三个方面说明) 3.一个多细胞生物体的所有体细胞都是通过有丝分裂形成的，但在形态、结构、功能上却具有多样性，说明细胞在其生命历程中还进行了怎样的生理变化？细胞分化的过程： 5.如果一个二倍体体细胞的基因型是ABb,其分化后的细胞的基因型是什么？说明细胞分化后遗传物质是否改变？因此，高度分化的体细胞同受精卵一样，也能发育成一个完整的生物体，具有什么样的潜能？4.细胞分化的直接和根本原因是什么？细胞具有全能性6.你认为生物体上分化的体细胞为什么不能表现出全能性？怎样才能使分化的细胞表现出全能性？基因→mRNA→蛋白质→性状（形态、结构、功能） (一)植物组织培养技术白菜－甘蓝蝴蝶兰(二)植物体细胞杂交技术(三)植物细胞核移植技术一.植物细胞工程的基本技术 外植体脱分化愈伤组织再分化胚状体（芽、根）植物体分裂、分化(一)植物组织培养技术（以胡萝卜为例） 1.植物细胞培养问题：你认为植物细胞培养的目的是什么？2.花粉及花药培养花粉、花药培养AaBb3.原生质体培养4.植物离体胚培养23451注意：花粉培养属于有性生殖范畴1.植物细胞培养2.花粉及花药培养3.原生质体培养4.植物离体胚培养植物组织培养技术 白菜甘蓝白菜－甘蓝（二）植物体细胞杂交技术杂交？思考：植物体细胞杂交与有性杂交比较有何优点？打破了不同种生物间的生殖隔离限制，广泛扩展了可用于杂交的亲本组合范围。 (2)(3)(4)(1)总结下列问题：(1)除去细胞壁的方法？(2)原生质体融合的原理以及促使原生质体融合的方法？ABABABABAB(3)原生质体融合是否成功的标志？(4)原生质体融合后培养成植株的方法？ （1）提取细胞产物（2）培养细胞突变体，进行诱变育种（3）人工种子（4）试管苗的快速繁殖（5）无病毒植物的培育（6）转基因植物的培育（7）单倍体育种（8）植物的遗传（基因型的鉴定）、生理、生化、病理等的研究二.植物细胞工程的实际应用 课堂知识总结 1.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的？A、适宜的营养物质B、适宜的温度C、消毒灭菌D、适宜浓度的生长激素2.某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整的植株。进行离体培养时不应采用该植株的A、茎尖B、子房壁C、叶片D、花粉粒3.当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，下列有可能使其表现出全能性，发育成完整的植株的是A、细胞分裂素B、生长素C、一定的营养物质D、以上三者均是高考试题赏析 4.细胞工程是一门综合科学技术。下列哪项技术不属于细胞工程A、有性杂交B、体细胞杂交C、组织培养D、细胞核移植5.在生物体的所有细胞中，全能性最高的是A、卵细胞B、植物花粉C、体细胞D、受精卵6.在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为A、细胞丧失了全能性B、基因的表达有选择性C、不同的细胞内基因不完全相同D、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化 7.植物体细胞杂交尚未解决的问题是A、去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体B、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状C、将杂种细胞培育成植株D、尚未培育出属间杂种植物8.用植物组织培养技术，可以培育或生产出A、食品添加剂B、无病毒植物C、人工种子D、A、B、C均是9.不能人工诱导原生质体融合的方法是A、振动B、电剌激C、PEG试剂D、重压 10.下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同11.用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的B.该愈伤组织的细胞没有全能性C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构 12.将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时,下列条件中不需要的是A.具有完整细胞核的细胞B.一定的营养物质和植物激素C.离体状态D.导入指定基因13.下面关于植物细胞工程的叙述，错误的是A．叶肉细胞脱分化后可形成无定形状态的薄壁细胞B．叶肉细胞经脱分化过程可形成愈伤组织C．融合植物叶肉细胞时，应先去掉细胞膜D．叶肉细胞离体培养时，可以表现出全能性14.培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是A.组织培养B.细胞杂交C.显微注射D.核移植 15.（1）已知番茄的抗病与感病，红果与黄果、多室与少室这三对相对性状各受一对等位基因的控制，抗病性用A、a表示，果色用B、b表示，室数用D、d表示。为了确定每对性状的显、隐性，以及它们的遗传是否符合自由组合规律，现选用表现型为感病红果多室和两个纯合亲本进行杂交，如果F1表现抗病红果少室，则可确定每对性状的显、隐性，并可确定以上两个亲本的基因型为和。将F1自交得到F2，如果F2的表现型有种，且它们的比例为，则这三对性太的遗传符合自由组合规律。（2）若采用植物组织培养技术，从上述F1番茄叶片取材制备人工种子、繁殖种苗，其过程可简述为如下5个步骤： 上述过程中去分化发生在第步骤，再分化发生在第步骤，从叶组织块到种苗形成的过程说明番茄叶片细胞具有。b全能性c16.(2010全国卷15分)请回答：（1）植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的，繁殖种苗的速度。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部。(2)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免的污染。遗传特性快遗传信息微生物 （3）微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗，而与______配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长，促使愈伤组织产生和生长，需尊使用的生长调节剂是(脱落酸、2，4-D)。（4）将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋势是，单株鲜重的变化趋势是___。据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量________(能、不能)满足自身最佳生长的需要。(5)据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应(降低，增加)培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。生根细胞分裂素2,4-D逐渐减小先增加后下降不能降低 17.[2013选修3：现代生物科技专题]（15分）甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题：(1).为了培养该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用______酶和____酶去除细胞壁，获得具有活力的________，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成_______组织，然后经过_______形成完整的杂种植株。这种培养技术称为________________。(2).上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指_________________________________________。假设甲和乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是______________________________________________________________。纤维素果胶原生质体愈伤再分化植物体细胞杂交技术体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，二后者染色体联会正常 (3).这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的__________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。胚状体18.细胞工程是按照人们的意愿通过某种工程手段改变细胞内遗传物质或获得细胞产品的综合科学技术。(1)科学家从红豆杉的体细胞中分离出具有独特抗肿瘤的物质--紫杉醇。由于全世界每年紫杉醇的需求量是4000kg，但全世界紫杉醇的产量是250kg，供求严重失衡，导致一些地区红豆杉资源遭到严重破坏。现在可以采用植物组织培养技术解决这一问题。①植物组织培养依据的原理是_____________________。②在得到红豆杉的_________________________后，经过消毒就可以在培养基上进行培养。人工合成的培养基中除水、蔗糖、维生素、有机添加物外，________是其生长必需的，________是植物细胞脱分化及再分化不能缺少的调节物质。从该生产的目的看，得到________就可以提取植物细胞的全能性离体组织、细胞（外植体）无机盐植物激素愈伤组织 紫杉醇。(2)德国科学家豪森是2008年生理学或医学奖获奖者之一。他的研究证实宫颈癌和人乳头状瘤病毒(HPV)之间存在联系，为宫颈癌疫苗的研制奠定了基础。现在宫颈癌疫苗已经开发出来，使宫颈癌成为人类可以预防和根除的第一种恶性肿瘤。①理论上讲，将纯化的HPV在__________________中培养、增殖。收获病毒后用灭活剂杀死，但要确保灭活HPV的___________不被破坏，并且能被人的免疫细胞识别。这样就能得到预防宫颈癌的疫苗了。②HPV疫苗的作用是使一部分淋巴细胞在反应阶段形成_____________，当_______病毒再次入侵时，机体能产生更强的特异性免疫反应，包括_____________________。哺乳动物或人的活细胞抗原决定簇记忆细胞HPV体液免疫和细胞免疫 19.（2013天津卷•9）花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图。据图回答下列问题：（1）过程①所需的酶是__________。（2）过程②后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的________存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。纤维素酶和果胶酶叶绿体 （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___________________。原生质体经过再生__________，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。（4）若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和____________________植株的根尖，通过_____、_______、染色和制片等过程制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。（5）采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。下图是用该引物对双亲及再生植株1—4进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株1—4中一定是杂种植株的有_________。（6）对杂种植株进行___________接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。保持原生质体完整性细胞壁双亲（或花椰菜和黑芥)解离漂洗1、2、4黑腐病菌 20.（2013）某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述，错误的是A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害B．在愈伤组织培培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞C．出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控D．生根时，培养基通常应含α—萘乙酸等生长素类调节剂