《細胞工程》一輪復習(第1課時)高三一輪復習—人教版—生物學選擇性必修3—第2章本節課學習目標1.能基于教材，通過有效閱讀，理解并闡釋細胞工程的相關技術的內涵、原理及意義；2.能通過構建知識框架厘清知識之間的邏輯關系，掌握歸納與概括、模型與建模等方法，培養歸納、概括等科學思維能力和良好的學習習慣。3.認同植物細胞工程在農業生產方面發揮了重要作用。本節導航一、動植物細胞的培養二、動植物細胞的融合三、植物細胞工程的應用細胞工程的概念細胞工程是指應用細胞生物學、分子生物學和發育生物學等多學科的原理和方法，通過細胞器、細胞或組織水平上的操作，有目的地獲得特定的細胞、組織、器官、個體或其產品的一門綜合性的生物工程，包括植物細胞工程和動物細胞工程等。教材P65教材P31一、動植物細胞的培養（一）植物的組織培養技術動植物體內的細胞生活在什么樣的環境中？將這些細胞在體外培養需要滿足什么樣的條件？體外培養需要模擬體內的環境【展現問題】細胞培養所需基本條件營養條件其他條件糖類、氨基酸、無機鹽、維生素……●無菌、無毒的環境●適宜的溫度、pH和滲透壓●適宜的氣體環境動物細胞植物細胞●光照●激素調節教材P35

圖2-1植物組織培養流程圖植物細胞的全能性外植體愈傷組織根、芽幼苗植株脫分化再分化發育移栽離體激素生長素細胞分裂素（一）植物的組織培養技術無菌光照控制避光光照溫度PH營養菊花的組織培養實例【夯實基礎】排列疏松、高度液泡化的薄壁細胞芽發育成葉，葉肉細胞中葉綠素的合成需要光照教材P36-37菊花的組織培養(2022·浙江6月卷)下列關于菊花組織培養的敘述，正確的是(

)A.用自然生長的莖進行組培須用適宜濃度的乙醇和次氯酸鈉的混合液消毒B.培養瓶用專用封口膜封口可防止外界雜菌侵入并阻止瓶內外的氣體交換C.組培苗鍛煉時采用蛭石作為栽培基質的原因是蛭石帶菌量低且營養豐富D.不帶葉片的菊花莖切段可以通過器官發生的途徑形成完整的菊花植株D外植體消毒時一般先在75%酒精中浸泡30s，再用無菌水沖洗后置于10%次氯酸鈉溶液中浸泡10min，最后用無菌水多次沖洗，A項錯誤；用封口膜封口可防止外界雜菌侵入，但封口膜需要有一定透氣性，以滿足植物細胞呼吸所需要的O2，B項錯誤；【練習反饋】組培苗鍛煉時采用蛭石作為栽培基質的原因是蛭石透氣性好，吸水力強，但蛭石不能為組培苗提供營養物質，C項錯誤；由愈傷組織再分化形成完整植株一般有兩種途徑，一種是器官發生途徑，需要先在一種培養基上誘導芽的形成，再在另一種培養基上誘導形成根；另一種為體細胞胚發生途徑，即先形成胚狀體再繼續發育成完整植株，不帶葉片的菊花幼莖切段可以通過器官發生的途徑形成完整的菊花植株，D項正確。（二）動物細胞的培養技術請將圖2-12轉化為文字和箭頭組成的知識結構關系圖。思考動物細胞培養的過程應注意哪些事項？【展現問題】教材P45原代培養：通常把成功傳代之前（分瓶之前）的培養細胞統稱為原代細胞培養（也稱初代培養）。傳代培養：通常把分瓶之后的細胞培養統稱為傳代培養【夯實基礎】轉入培養液細胞懸液分瓶制成剪碎胰蛋白酶或膠原蛋白酶接觸抑制細胞貼壁胰蛋白酶或膠原蛋白酶動物胚胎或幼齡動物組織塊分散的單個細胞細胞懸液原代培養傳代培養2023年3月，中國首塊100%雞細胞肉在杭州一家生物公司研制成功，這是一塊完全不含植物支架的動物細胞培養肉產品。培養細胞取自杭州的一種本土雞，培養肉經多種烹飪方式后的口感與傳統雞肉幾乎無差別。下列關于該技術的敘述正確的是（

）A．原理是細胞的全能性B．培養需要無毒、無菌和合適配比的營養和氣體條件C．培養的材料可取分化程度較高的肌肉干細胞，經消化分散后培養D．所需的成本低，且細胞肉的質量可控，很有發展前景B【解析】A、上述過程并未得到完整個體或各種細胞，故不能體現細胞的全能性，其原理是細胞增殖，A錯誤；B、上述過程主要是動物細胞培養技術，培養需要無毒、無菌和合適配比的營養和氣體條件，B正確；【練習反饋】C、培養的材料應取分化程度較低的細胞，C錯誤；D、“細胞培養肉”制造過程中，肌肉細胞的培養需要借助合適的支架體系來防止細胞的接觸抑制，成本較高，D錯誤。二、動植物細胞的融合（一）植物體細胞雜交技術【展現問題】要獲得具有兩個不同親本的優良性狀的番茄—馬鈴薯植株，能不能采用傳統的雜交育種方式？不能用番茄和馬鈴薯雜交育種獲得要克服遠緣雜交不親和的避障請同學們觀察某科研團隊關于植物體細胞雜交的研究流程。并與教材P38圖2-4植物體細胞雜交技術流程圖進行比較，思考它們有幾個環節不同？這幾個環節應對應到圖2-4流程圖哪個位置？雜種植株愈傷組織雜種細胞AB融合的原生質體AB原生質體B原生質體A植物細胞A植物細胞B脫毒處理方法誘導融合的方法

融合原生質體的篩選

再生細胞壁

雜種愈傷組織的細胞學檢測

細胞學鑒定

植物體細胞的融合

植物組織培養

脫毒處理：使用組培的方式將作物的莖尖部分（新生的莖尖處于快速的分化過程中，所以病毒的含量一般較低或不含有病毒）進行組織培養，然后用培養出的病毒含量較低的植株，再去其莖尖，同時進一步培養；這樣反復進行幾次之后，病毒的含量會逐漸降低，直到最后獲得無毒的作物。切取莖尖培養脫毒，因為脫毒效果好，后代遺傳性穩定，所以是目前生產無病毒苗最安全、最有效、最重要的一條途徑?！竞粚嵒A】去除細胞壁的方法:纖維素酶和果膠酶誘導融合方法:物理法:電融合法、離心法等化學法:聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+—高PH融合法等融合原理:細胞膜具有一定的流動性兩個不同親本的原生質體混合后實際上得到的是各種原生質體的混合物，包括異核體（AB型）、同核體（AA和BB）以及未發生融合的雙親原生質體（A和B）。篩選雜種細胞的常用方法∶選擇培養基篩選法。根據植物細胞對培養基成分和培養條件的要求與反應不同，可作為選擇雜種細胞的依據。利用這種特性或人為地造成雜種細胞生長和分化能力的差異來進行雜種細胞的選擇。細胞學鑒定利用顯微鏡進行細胞器分析、染色體組型分析等鑒定雜種細胞。理論上講如果染色體不丟失，雜種細胞中染色體數目應為雙親染色體數目之和。親本：甘薯2n=6X=90，野生種：2n=2X=30。雜種：2n=120紫羅蘭花色豐富、抗蟲性強、種子油富含X-3-亞麻酸。為了讓油菜具有紫羅蘭的諸多優良性狀，科研工作者進行了如圖所示實驗，請分析回答下列問題。（1）為了培養紫羅蘭—油菜，科研工作者選取二者的下胚軸細胞，并用

酶和

酶處理去除細胞壁，從而獲得原生質體。再用PEG誘導二者融合，所依據的生物學原理是細胞膜的

。（2）篩選出所需的雜種細胞后，還要采用

技術才能獲得雜種植物，該過程需要在培養基中加入一定濃度的

(填寫相關植物激素的名稱)，使其脫分化形成愈傷組織，繼而再分化，并生長發育成完整植株。纖維素果膠流動性植物組織培養生長素和細胞分裂素【練習反饋】如圖所示，動物細胞融合的過程原理和意義是什么？【展現問題】原理：細胞膜的流動性和細胞增殖意義：突破遠緣雜交不親和的障礙，打破了生殖隔離，擴展了雜交的親本組合。（二）動物細胞融合技術細胞培養誘導融合動物細胞A動物細胞B動物組織B動物組織A融合前處理融合前處理胰蛋白酶、膠原蛋白酶雜交細胞AB誘導融合方法應用全能性受到限制雜交細胞AB雜交細胞AB【夯實基礎】請將圖示過程轉化為文字和箭頭組成的知識結構關系圖。思考動物細胞融合的過程應注意哪些事項？PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導法

如圖為動物細胞融合示意圖，相關敘述不正確的是(

)A.圖中C為滅活的病毒，此外還可用物理或化學方法誘導細胞融合B.圖中過程①發生了細胞膜的融合，體現了細胞膜的選擇透過性C.圖中過程②表示有絲分裂過程產生雜種細胞D.動物細胞融合技術克服了遠緣雜交不親和的障礙B【練習反饋】【解析】B選項，圖中①過程發生了細胞膜的融合，體現了細胞膜的流動性，B錯誤。植物細胞工程應用非常廣泛，請參照表中內容完成下表。應用名稱植物繁殖的新途徑作物新品種的培育（1）

快速繁殖（2）（3）突變體的利用目標產物：（4）技術：（5）優點（6）

提高作物產量，保持或改善其本質極大地縮短了育種的年限，節約了大量的人力物力帶來新品種不大量破壞植物資源，不占耕地，不受季節等限制細胞產物的工廠化生產作物脫毒單倍體育種次生代謝物植物細胞培養

它不僅可以高效、快速實現種苗的大量繁殖，還可以保持優良品種的遺傳特性。三、植物細胞工程的應用【展現問題】三、植物細胞工程的應用植物繁殖的新途徑作物新品種的培育細胞產物的工廠化生產甘蔗和一些觀賞植物等已形成一定規模獲得的馬鈴薯增產50%以上快速繁殖作物脫毒單倍體育種突變體的利用目標產物：次生代謝物1號煙草等作物新品種抗鹽堿的煙草、抗花葉病毒的甘蔗紫草寧、紫杉醇和人參皂苷等技術：植物細胞培養獲得【夯實基礎】教材P40-41外植體愈傷組織根、芽幼苗植株脫分化再分化發育移栽雜種植株雜種細胞AB融合的原生質體AB