第38讲 细胞工程-备战2023年高考生物一轮复习全考点精讲课堂（新教材）

第十六单元 生物技术与工程 第4课时 细胞工程 第十六单元 生物技术与工程 章节知识体系 CONTENT 目 录 考点分析 01 02 03 能阐明动物细胞培养的条件和过程，明确干细胞的应用价值；能阐明利用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和该技术的应用前景；能阐明利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程，明确单克隆抗体的重要应用价值。 能简述受精和胚胎早期发育基本过程；能简述体外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值；能运用胚胎工程的基本概念和原理，对生产和生活中的相关问题进行分析和判断。 明确植物细胞工程的理论基础是植物细胞的全能性；能够阐明植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术的基本流程。能举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。 4 一、细胞工程 细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。 1、概念 2、分类 （1）植物细胞工程 （2）动物细胞工程(含胚胎工程) 5 二、植物细胞工程 1、植物组织培养技术 （1）理论基础——植物细胞的全能性 概念 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。 基础 细胞内含有本物种的全部遗传信息 在生物的生长发育 过程中，并不是所有的细胞都表现出 全能性的原因 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。 表达全能性需要的条件 ①含有本物种全部遗传信息的细胞，如根、叶等组织细胞，花粉； ②离体； ③营养； ④激素； ⑤光照、温度等其他适宜外界条件； 二、植物细胞工程 1、植物组织培养技术 （2）概念 植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞(外植体)等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。 （3）过程 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽 诱导生根 移栽成活 脱分化 再分化 ①概念：在一定的激素和营养等条件的诱导下，让已分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞的过程 ②条件：一般不需要光照，培养基中生长素和细胞分裂素比例适中 愈伤组织：已经分化的细胞经过脱分化形成不定形的薄壁组织团块。 ①概念：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。 ②条件：需要给予适当时间和强度的光照；培养基中生长素和 细胞分裂素的比例：高→有利于根的分化，抑制芽的 形成；低→有利于芽的分化，抑制根的形成 提醒：外植体要消毒，培养基和器械要灭菌，所有操作要无菌操作 简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤。 ①由愈伤组织进行细胞分化时，一般要先诱导其生芽，然后诱导其生根，可通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现。 ②光照：在愈伤组织诱导阶段，对有些植物来说，避光培养有利于细胞脱分化形成愈伤组织。当愈伤组织再分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。 ⑤植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，少数为葡萄糖和果糖，原因是蔗糖既可提供充足的碳源，又可维持相对适中的渗透压，而葡萄糖和果糖在与蔗糖提供相同数量碳源的前提下，其造成的渗透压可能过高。 7 二、植物细胞工程 2、植物体细胞杂交技术 （1）概念 植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 （2）意义 植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。 二、植物细胞工程 2、植物体细胞杂交技术 （3）过程 人工诱导原生质体融合的方法： 物理法：电融合法、离心法等； 化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法等 用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体 操作环境：等渗或略高渗溶液 细胞类型：5种类型 融合成功的标志 酶的专一性 膜的流动性 细胞全能性 染色体变异 二、植物细胞工程 3、植物细胞工程的应用 （1）开辟了植物繁殖的新途径 ①快速繁殖 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术。其优点是可以快速、高效地实现种苗的大量繁殖，并且能保持优良品种的遗传特性。 ②作物脱毒 利用植物顶端分生区附近(如茎尖)进行组织培养获得脱毒苗。因为此部位含病毒极少，甚至无病毒。 二、植物细胞工程 3、植物细胞工程的应用 （2）作物新品种的培育 ①单倍体育种 a、过程(以二倍体植物为例) b、优点：当年就能培育出遗传性状