2012高三生物一轮复习同步辅导课后作业(大纲版)：第9课时 细胞工程简介(选修)

专题2 细胞工程——植物细胞工程(第一课时）一、知识提纲：考点一:植物细胞工程的原理-—细胞的全能性1、细胞全能性：是指生物体的细胞具有形成完整生物个体的潜能的特性。

2、细胞全能性的原因（物质基础）：生物体的每个细胞（都由受精卵经过有丝分裂而来）都含有该种生物全部遗传信息。

备：细胞在生物体内没有表现全能性而是分化为不同的组织、器官,其原因在于：基因的选择性表达3、全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞4、细胞全能性的应用实例：植物的组织培养、花药离体培养、动物的核移植（即克隆)考点二:植物细胞工程的基本技术一 ——植物的组织培养技术1、植物的组织培养原理:植物细胞具有全能性2、植物的组织培养过程： 离体植物器官、组织、细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 根、芽（胚状体） 完整植株（外植体）a 、脱分化：高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程（实质:是细胞恢复分裂）（不需光）再分化:愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程（实质:细胞分化和有丝分裂)（需光：叶绿素的合成需光）愈伤组织：排列疏松、无规则,高度液泡化的无定型状态的薄壁细胞b 、激素使用：细胞分裂素/生长素的比例适中，有利于脱分化，比例升高有利于愈伤组织再分化形成丛芽,比例降低则有利于生根。

细胞分裂素、生长素浓度比c 、实现细胞全能性的条件:离体(必要条件）;一定的营养物质（水、无机盐、维生素、小分子有机物等)、激素(细胞分裂素、生长素）；适宜的条件(无菌、适宜的温度、pH ）.保证无菌操作的条件:对外植体要进行消毒处理(酒精、次氯酸钠）,而对各种器械要彻底灭菌d 、植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖（提供能量）,此外蔗糖还能维持培养基的渗透压。

3、植物的组织培养地位:是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。

4、应用：<1〉 微型繁殖（快速繁殖优良品种，实际是无性生殖)、作物脱毒（病毒少或无的茎尖培育出脱病毒植株）〈2〉人工种子：胚状体 + 人工种皮<3>作物新品种的培育:单倍体育种（花药离体培养的实质：植物的组织培养）、突变体的利用（植物组织培养的过程中植物细胞处于不断的分生状态，易突变）<4〉细胞产物的工厂化生产:细胞培养生产药物（人参皂甙干粉、紫杉醇）、食品添加剂、香料、色素、杀虫剂；提取对象:（愈伤组织)⎩⎨⎧低：有利于根的发生高：有利于芽的发生考点三：植物细胞工程的基本技术二-—植物体细杂交技术1、植物体细胞杂交的原理:细胞膜的流动性、植物细胞的全能性2、植物体细胞杂交的过程：（不是有性杂交，不符合孟德尔遗传规律）植物细胞融合植物组织培养a、原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂种细胞发育成杂种植株利用了细胞的全能性。

第一单元第七节课时提能·精炼一、选择题1．下列关于细胞工程的理解，不正确的是() A．细胞工程应用了细胞生物学和分子生物学的原理和方法B．细胞工程属于细胞整体水平或细胞器水平上的研究C．运用细胞工程可以根据人们的意愿，随意改变细胞内的遗传物质，获得人们想要的性状D．细胞工程常用的技术手段有植物组织培养、植物体细胞杂交、动物细胞培养、动物细胞融合等解析：细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。

常用的技术手段有植物组织培养、植物体细胞杂交、动物细胞培养、动物细胞融合等。

由于受技术手段和其他条件的限制，人们还不能随意改变细胞中的遗传物质，获得人们想要的性状，如人们还没有实现让“番茄－马铃薯”在地上结番茄，地下结马铃薯的愿望。

答案：C2．下列有关植物细胞全能性的叙述中，正确的是() A．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性C．蚕豆叶肉细胞脱分化形成的愈伤组织细胞没有全能性D．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同解析：植物的受精卵、生殖细胞及体细胞都含有控制细胞发育成完整个体所必需的全部基因。

植物体上的细胞没有表现出全能性，其原因是基因的选择性表达。

当高度分化的植物细胞处于离体状态时，给以一定的营养和环境才能表现出全能性。

愈伤组织细胞是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞，具有全能性。

答案：B3．植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不相符的是() A．纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理——酶的专一性B．植物组织培养和动物细胞培养——细胞的全能性C．原生质体融合和动物细胞融合——生物膜的流动性D．紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞分裂解析：植物组织培养的原理是细胞的全能性，但动物细胞培养的原理是细胞增殖，不是细胞的全能性。

第二节细胞工程简介植物细胞工程教学目的1．细胞的全能性〔C：理解〕。

2．植物细胞工程的主要技术——植物组织培养和植物体细胞杂交〔A：知道〕。

重点和难点1．教学重点（1）植物组织培养。

（2）植物体细胞杂交。

2．教学难点植物体细胞杂交。

教学过程[板书]细胞的全能性植物细胞工程植物组织培养植物体细胞杂交[注解]细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人休养的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。

一、细胞的全能性〔细胞工程的理论基础〕〔一〕概念：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。

〔二〕表达受精卵的全能性最高1．生物体内卵细胞也具有较高的潜在全能性〔另：植物花粉或精子〕体细胞的全能性较低〔含有该物种特有的全套遗传物质，理论上也具全能性。

但在生物体内，特定的时间、空间使体细胞只能表达特定的基因，因而全能性难以表现。

〕2．生物体外：离体的植物细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。

3．全能性比较〔1〕受精卵>卵细胞〔花粉、精子〕>体细胞〔2〕植物体细胞>动物体细胞〔3〕未分化或分化程度低的细胞>分化程度高的体细胞[例析]．真核多细胞生物体细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织器官是由于〔C 〕A ．在生物发育的不同时期，某些细胞内的基因发生了改变B ．在细胞增殖的过程中，细胞内的基因发生了突变C ．基因表达有特异性D ．由于环境的复杂性，使基因表达具有阶段性二、植物的组织培养〔一〕概念：愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间后，通过细胞分裂形成的排列疏松无规那么，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁组织。

〔分化程度低、全能性较高〕 脱分化：高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。

2.2 动物细胞工程【高考目标定位】1、动物细胞培养和体细胞克隆2、动物细胞融合和单克隆抗体【考纲知识梳理】一、动物细胞培养1、原理：细胞增殖2、过程：3、结果：获得细胞群4、传代培养的原因：培养到一定时期细胞密度过大和代谢消耗引起营养枯竭。

二、动物体细胞核移植1、不同细胞全能性的表现程度不同，如：受精卵＞胚胎干细胞＞多能干细胞＞单能干细胞＞体细胞。

2、动物细胞核的移植技术三、动物细胞融合与单克隆抗体制备1、原理：细胞膜的流动性、细胞增殖2、诱导融合的因素：聚乙二醇（PEG）、灭活的病毒、电激等。

3、意义：制备单克隆抗体。

4、单克隆抗体的制备：（1）过程[高∽考╬试|题!库]（2）主要优点：特异性强、灵敏度高，并可大量制备。

【要点名师精解】动物细胞融合与植物体细胞杂交的不同【例1】某同学在学习“细胞工程”时，列表比较了动植物细胞工程的有关内容，你认为有几处是不正确的A．1 B．2 C．3 D．4【解析】通过熟记植物细胞工程与动物细胞工程的对比可知，植物细胞工程中去除细胞壁使用的是酶解法，即利用纤维素酶和果胶酶去除。

【答案】A【感悟高考真题】（2010·福建高考）32．[生物—现代生物科技专题](10分)红细胞生成素(EPO)是体内促进红细胞生成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病由于天然EP0来源极为有限，目前临床使用的红细胞生成素主要来自于基因工程技术生产的重组人红细胞生成素(rhEPO）期间要生产流程如右图（1）图中①所指的是技术。

（2）图中②所指的物质是，③所指的物质是。

（3）培养重组CHO 细胞时，为便于清除代谢产物，防止细胞严物积累对细胞自身造成危害，应定期更换。

（4）检测 rhEPO外活性需用抗rhEPO单克隆抗体。

分泌单克隆抗体的细胞，可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成【解析】本题主要以人红细胞生成素生产为材料来考查基因工程和细胞工程中动物细胞培养技术、制备单克隆抗体技术。

第二讲 细胞工程(教材专题2)一、细胞工程1．概念是指应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过某种工程学手段，在细胞水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质，从而获得新型生物或特种细胞产品、或产物的一门综合性科学技术。

2．对概念的理解(1)应用的原理和方法：细胞生物学和分子生物学。

(2)研究的水平：细胞整体水平或细胞器水平。

(3)研究的目的：按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。

二、植物细胞工程1．植物组织培养技术的原理、条件及过程(1)原理：植物细胞具有全能性。

(2)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。

(3)过程：2．植物体细胞杂交(1)概念：用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。

(2)原理：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。

(3)流程：植物细胞A 、B↓纤维素酶和果胶酶处理去掉细胞壁原生质体A 、B↓聚乙二醇处理(离心、振动、电激)融合的原生质体↓再生出细胞壁(融合完成的标志)杂种细胞――→脱分化 愈伤组织――→再分化 杂种植株4．植物细胞工程的应用(1)植物繁殖新途径：微型繁殖、作物脱毒、人工种子等。

(2)培养作物新品种：单倍体育种和突变体的利用。

(3)细胞产物的工厂化生产：利用植物组织培养技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。

二、动物细胞工程1．动物细胞工程常用的技术手段常用手段：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．动物细胞培养的过程3．动物体细胞克隆(1)过程：动物体细胞克隆包括动物细胞核移植和胚胎移植两个过程。

(2)核移植的原理是动物细胞核具有全能性。

(3)核移植分类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。

(4)核移植过程：(5)选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞比较大，容易操作，卵(母)细胞细胞质多，营养丰富，含有促进核全能性表达的物质。

细胞工程一、植物细胞工程理论基础细胞全能性：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。

植物细胞具有全能性的原因:一般生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传信息，即都有发育成完整个体所必需的全部遗传信息。

①生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织和器官，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。

②植物细胞全能性表达的条件: 植物细胞一旦成为离体状态，在一定的营养条件和植物激素（细胞分裂素和生长素）的诱导下，细胞就能表现出全能性。

（一）、植物组织培养技术（无性繁殖）1、原理：植物细胞的全能性2、概念：在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞、培养在培养基上，并给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。

3、过程：4、用途：（1）微型快速繁殖：保持优良性状（无性繁殖，有丝分裂），不受季节限制（室内生产），适合自动化管理，有利于进行工厂化生产（2）作物脱毒（植物分生区—无毒或者少毒，如茎尖），脱毒作物产量高，品质好；（3）人工种子（胚状体+人工薄膜）；（4）单倍体育种：花药离体培养→单倍体→秋水仙素处理使染色体数目加倍→稳定遗传植物①后代往往都是纯合子，能稳定遗传；②明显缩短育种年限（5）突变体利用：植物组织培养过程中，细胞处于分生状态，易受影响产生突变，需筛选（6）细胞产物的工厂化生产——愈伤组织生产代谢产品（二）、植物体细胞杂交技术1、定义：不同种植物体细胞融合形成杂种细胞，并培育成新植物体（植物体细胞不能直接杂交）2、理论基础：细胞的全能性和细胞膜的流动性3、过程：融合①方法：物理法包括离心、振动、电激等。

化学法一般用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂融合，高Ca2+—高pH融合法。

②结果：三种（A—A、A—B、B—B），筛选出杂种细胞A—B去壁由于植物细胞壁由纤维素和果胶构成，故用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁4、培养杂种细胞：进行植物组织培养5、杂交终点：得到杂种植物6：杂种植物特征：含有两种植物的遗传物质，所以具备两种植物的遗传特征7、意义：打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和障碍8：遗传：如果两种植物都是可育的，则杂种植物也是可育（三）、植物组织培养与植物体细胞杂交的关系植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂。