2020年高考生物一轮复习 第十单元 第36讲 细胞工程讲义（含解析）（选修3）

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1、第36讲　细胞工程[考纲明细]　1.植物组织培养(Ⅱ)　2.动物细胞培养与体细胞克隆(Ⅱ)　3.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)知识自主梳理一、细胞工程的概念1．原理和方法：应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法。2．操作水平：细胞水平或细胞器水平。3．目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。4．分类：根据操作对象的不同，分为植物细胞工程和动物细胞工程。二、植物细胞工程1．细胞的全能性(1)含义：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。(2)植物细胞全能性表达条件：具有完整的细

2、胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。[深入思考]　植物体未离体的组织、细胞并未表现出全能性，可能的原因是什么？提示　在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达出各种蛋白质，分化形成不同的细胞，从而构成生物体的不同组织。(3)全能性大小植物细胞：受精卵＞生殖细胞＞体细胞。动物细胞：受精卵＞生殖细胞＞体细胞核(动物细胞全能性受限制，但细胞核具有全能性)。2．植物组织培养技术(1)原理：植物细胞具有全能性。(2)过程3．植物体细胞杂交技术(1)概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合

3、成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。(2)操作流程①过程a为去除细胞壁获得具有活力的原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。②过程b是原生质体的融合，其原理是细胞膜具有一定流动性。人工诱导的方法有物理法，包括离心、振动、电激等；化学法一般用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。③过程c是原生质体融合后再生出细胞壁，这是原生质体融合成功的标志。④过程d是植物组织培养，形成杂种植株，其原理是植物细胞具有全能性。(3)意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。4．植物细胞工程的应用(1)微型繁殖①概念：指用于快速繁殖优良品种的植

4、物组织培养技术，又叫快速繁殖技术。②特点：保持优良品种的遗传特性；高效快速地实现种苗的大量繁殖。③实例：利用组织培养技术来培育兰花。(2)作物脱毒①材料：植物的分生区(如茎尖)。分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。②优点：使农作物增产。(3)人工种子①概念：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。②特点：后代无性状分离；不受气候、季节和地域限制。[深入思考]　人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分，请探讨：人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体

5、的生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？提示　针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。(4)单倍体育种①过程花药离体培养→单倍体植株正常植株②优点：得到纯合子，能稳定遗传；明显缩短育种年限。(5)突变体的利用①突变体：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变，由此发育而成的个体称为突变体。

6、②利用：从突变体中筛选出对人们有利突变体，进而培育成新品种，即突变体育种。(6)细胞产物的工业化生产①细胞产物：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料等。②技术：植物组织培养技术。③培养阶段：愈伤组织阶段。[深入思考]　进行植物组织培养时，根据目的不同将其培养到不同时期，举例说明。提示　(1)快速繁殖——获得完整植株；(2)细胞产物——愈伤组织；(3)进行体细胞诱变育种——愈伤组织；(4)人工种子——胚状体(丛根、丛芽)。三、动物细胞工程1．动物细胞工程常用的技术手段动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体

7、等，其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。2．动物细胞培养(1)原理：细胞增殖。(2)过程[深入思考]　用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以内的细胞，想一想，这是为什么？提示　培养的动物细胞一般当传代至10～50代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，而10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采用传代10代以内的细胞。(3)条件①无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理。通常在细胞培养液中还要添加

8、一定量的抗生素，其目的是防止培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，目的是防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成伤害。②营养：合成培养基中有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，需加血清、血浆等一些天然成分。③温度和pH：哺乳动物体外培养适宜温度为36.5±0.5_℃，pH为7.2～7.4。④气体环境：95%的空气加5%的CO2的混合气体。