第2章 细胞工程章末复习 课件(共32张PPT)-2025-2026学年 高中生物 人教版 选择性必修 第三册

(共32张PPT)
第2章 细胞工程
生物
章末复习
学习目标
①通过回顾植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术的相关操作，能分析和解决有关植物细胞工程的实际问题。（科学思维）
②通过对比动物细胞工程相关技术的原理和方法，能设计实验方案或评价实验结果，提高科学探究能力。（科学思维、科学探究）
③通过对具体案例的探究和分析，能运用细胞工程技术尝试设计方案解决农业、医学等领域的相关问题。（科学思维、科学探究）
④运用生物学的基本概念和原理，能基于具体案例（如干细胞治疗、克隆动物、基因编辑等），进行科学分析和判断。（科学思维、社会责任）
学习重难点
重点：
1. 单克隆抗体的制备及分析。
2. 细胞工程在农业（植物组织培养）和医疗（单克隆抗体制备）等方面的具体应用。
难点：
单克隆抗体的制备及分析。
导入新课
问题思考
（1）马铃薯栽培种的抗病性和抗逆性较差，野生种的抗病性和抗逆性较好，但二者存在杂交不亲和性，利用野生种如何改进马铃薯栽培种？
（2）新型冠状病毒变异后，如何利用单克隆抗体技术快速制造针对新型冠状病毒的有效抗体？
（3）若某种动物现存只有两只雌性和保存的精子，如何繁育？
植物细胞工程技术综合分析
新课讲授
探究一
新课讲授
[探究一] 植物细胞工程技术综合分析
【情境探究】狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉，其生产的黄酮类化合物可入药。狼爪瓦松野生资源有限，难以满足市场化需求。因此，目前一般通过植物细胞工程手段进行培养，具体过程如图所示，其中的数字序号代表某种处理或生理过程。
新课讲授
[探究一]植物细胞工程技术综合分析
（1）狼爪瓦松植株乙、丙、丁的获得都需要利用什么技术？①过程选择幼嫩的叶用于接种的原因是什么？④过程选用愈伤组织细胞进行诱变的原因是什么？
（2）诱导外植体脱分化形成愈伤组织的培养基，其成分中是否包含蔗糖等有机物？原因是什么？
植物组织培养。幼嫩的叶分裂能力强，分化程度低，易诱导形成愈伤组织。在植物的组织培养过程中，由于愈伤组织细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素（如射线、化学物质等）的影响而产生突变
包含。因为此时外植体不能进行光合作用制造有机物，需要依赖培养基中的有机物才能生存。
(3)形成植株丁的过程中PEG的作用是什么？原生质体培养液中需要加入适宜浓度的蔗糖，原因是什么？
（4）黄酮类化合物是广泛分布于植物体内的含量较少的次生代谢物，研究发现，在愈伤组织培养过程中，通过调整生长素和细胞分裂素的比例，可以影响黄酮类化合物的合成。某同学认为，利用细胞产物的工厂化生产黄酮类化合物，主要是利用促进细胞生长的培养条件，来提高单个细胞中黄酮类化合物的含量，你同意该同学的观点吗？说明相应的理由。
[探究一]植物细胞工程技术综合分析
新课讲授
诱导原生质体融合。维持细胞膜内外的渗透压平衡（防止原生质体皱缩或破裂）。
不同意，植物细胞的次生代谢物含量很低，利用细胞产物的工厂化生产黄酮类化合物主要是通过增加细胞数量来增加黄酮类化合物的产量。
新课讲授
【总结】
（1）植物细胞工程的理论基础是 ，
其表达的条件是 。
（2）植物体细胞杂交的原理是 ，培养基中要添加蔗糖且浓度
原生质体内的浓度，这样不仅能为原生质体提供营养，还能 。
（3）若两种植物均为二倍体，则植物体细胞杂交后获得的杂种植物为 倍，且 （可育/不可育），变异类型为 。
（4）列表比较植物植物组织培养和植物细胞培养（从目的、培养基、原理和应用等方面进行比较）。

[探究一]植物细胞工程技术综合分析
植物细胞的全能性
离体、一定的营养物质、植物激素、其他适宜条件
细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
略大于
维持一定的渗透压，使原生质体保持正常的形态。
染色体变异
四
可育
新课讲授
[探究一]植物细胞工程技术综合分析
比较项目 植物组织培养 植物细胞培养
目的 快速繁殖植株，提高育种效率 获得细胞产物，实现工厂化生产
培养基 固体培养基 液体培养基
原理 植物细胞的全能性 细胞增殖
应用 快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种等 细胞产物，如紫草宁、人参皂苷、紫杉醇等的工厂化生产
新课讲授
[探究一]植物细胞工程技术综合分析
【跟踪训练】
为拯救珍惜植物红豆杉,同时获得高抗癌活性物质——紫杉醇,某科研小组设计了如图所示实验流程。下列相关叙述正确的是(　　)
A.诱导红豆杉茎尖经过再分化过程形成愈伤组织
B.整个培养过程中生长素和细胞分裂素的比例固定不变
C.用液体培养基扩大培养愈伤组织生产紫杉醇时,通常要通入无菌空气
D.同一株植物不同部位的组织细胞经诱导培养获得的植株基因型一定相同
　C　
动物细胞工程技术综合分析
新课讲授
探究二
新课讲授
[探究二] 动物细胞工程技术综合分析
活动1：若下图表示细胞工程操作中的某些过程，请回答下列问题。
（1）若A、B是动物细胞，一般取自动物胚胎或幼龄动物的器官或组织，用什么方法使其分散成单个细胞？从A、B到C的过程中，常用的但不用于诱导植物细胞融合的方法是什么？
机械的方法或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理的方法。灭活病毒诱导法。
新课讲授
[探究二] 动物细胞工程技术综合分析
（2）若该图表示抗丙型肝炎病毒的单克隆抗体制备过程中的一环，A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞表示什么？符合要求的C细胞应具有哪些特点？
（3）如果A、B分别是取自优良奶牛的卵细胞和精子，在进行体外受精时，一般要把A细胞培养到什么时期？B细胞则要经过什么处理才能与A细胞结合为受精卵？
（4）将C培养至囊胚阶段，若对其进行胚胎分割，如何操作？若需要做性别鉴定，应该怎样操作？
B淋巴细胞。C细胞既能无限增殖，又能产生抗丙型肝炎病毒的专一抗体。
减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)。获能处理。
将内细胞团均等分割。从滋养层细胞取样做DNA分析。
新课讲授
[探究二] 动物细胞工程技术综合分析
活动2： 埃博拉病毒(EBO)呈纤维状，EBO衣壳外有包膜，包膜上有5种蛋白棘突(VP系列蛋白和GP蛋白)，其中GP蛋白最为关键，能被宿主细胞强烈识别。人感染埃博拉病毒后会引起出血热，治疗该病的有效方法是注射抗体。如图为某学习小组设计的制备埃博拉病毒GP蛋白单克隆抗体的过程。
（1）该小组设计的方案是否合理？请说明理由。

（2）该小组有的同学认为，对小鼠同时注射包膜上的5种蛋白可刺激B细胞分化为产生5种抗体的浆细胞，用此种方式获得的杂交瘤细胞经过筛选培养，得到的单克隆单体效果最好。你认为这种说法有道理吗？为什么？

不合理。没有对小鼠注射特定抗原，导致不能从脾中得到能产生特定抗体的B细胞。
没有道理。因为一种B淋巴细胞（浆细胞）只能产生一种抗体。
新课讲授
[探究二] 动物细胞工程技术综合分析
（3）研究表明，细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基蝶呤阻断。免疫的B淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但它不能分裂增殖，其本身也不能在体外长期存活。小鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但它能不断分裂增殖，如果它的D途径被阻断的话，它会因不能合成DNA而死。请据此提出筛选杂交瘤细胞的方法。
向培养液中加入氨基蝶呤，收集增殖的细胞。加入氨基蝶呤后，D合成途径被阻断，仅有D合成途径的骨髓瘤细胞及其彼此融合的细胞不能增殖，但B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞可以利用B淋巴细胞的S途径合成DNA而增殖。
新课讲授
[探究二] 动物细胞工程技术综合分析
【总结】（1）比较动物细胞融合技术和植物体细胞杂交技术
（2）单克隆抗体制备过程中的两次筛选:
第一次筛选的目的是 ；方法是 。
第二次筛选的目的是 ；方法是 ，
其原理是 。　
比较项目 原理 细胞融合前的准备 诱导手段 用途
植物体细胞杂交 细胞膜的流动性,植物细胞的全能性 纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合 电融合法、离心法、聚乙二醇(PEG)融合法 、高Ca2+—高pH融合法等 打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,获得杂种植株
动物细胞融合 细胞膜的流动性 用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散后诱导细胞融合 PEG融合法 、电融合法、灭活病毒诱导法等 获得杂交细胞、制备单克隆抗体
获得杂交瘤细胞
用选择培养基进行筛选
获得能分泌所需抗体的杂交廇细胞
克隆化培养和抗体检测
抗原—抗体的特异性结合
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[探究二] 动物细胞工程技术综合分析
【跟踪训练】
研究表明，髓系细胞触发受体2(TREM2)是一种免疫抑制受体，在肿瘤免疫逃逸中发挥重要作用。因此，TREM2抗体药物有望提高肿瘤免疫疗法的疗效。如图为TREM2单克隆抗体的制备流程图，下列说法正确的是(　　)
A．步骤①和步骤⑤分别向小鼠注射TREM2蛋白和分泌TREM2抗体的杂交瘤细胞
B．经步骤②诱导后融合的细胞既能分泌TREM2抗体又可无限增殖
C．步骤③和④的培养孔中均含有TREM2蛋白，依据的原理都是抗原—抗体杂交
D．步骤⑥和植物组织培养均需使用二氧化碳培养箱进行大规模培养
A
细胞工程在农业、医疗等方面的应用
新课讲授
探究三
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[探究三]细胞工程在农业、医疗等方面的应用
活动1：细胞工程和胚胎工程在农业生产、医疗卫生等方面有着广泛的应用，请根据下列信息，小组合作，尝试设计相关方案满足实际生产需要。
1. 中医治疗疾病多用复方，三白草和鱼腥草是同科不同属的两种常见药用植物，二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”，在我国全年可采收两次。研究者希望通过植物细胞工程技术，将三白草和鱼腥草的有效成分共同表达于同一植株，以提高药物效果。你认为可以采用哪些技术？如何实现？根据以上信息设计相关方案（用文字和箭头表示）。
新课讲授
[探究三]细胞工程在农业、医疗等方面的应用
2．自然情况下，牛的生育率很低，请结合动物细胞工程和胚胎工程的相关技术，设计两种方案实现良种牛的快速大量繁殖。

新课讲授
[探究三]细胞工程在农业、医疗等方面的应用
活动2：阅读下列材料，并回答相应问题。
“三亲婴儿”是“三合一”胚胎人工授精技术诞生的婴儿，含有“一父两母”三人的遗传物质，可有效防止某些遗传病的发生。2015年，某国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。“三亲婴儿”的培育过程可选用如下技术路线。
（1）诞生“三亲婴儿”的过程中，用到技术有哪些？

（2）培育“三亲婴儿”的目的是什么？
动物细胞培养、细胞核移植 、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植。
避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代。
新课讲授
[探究三]细胞工程在农业、医疗等方面的应用
（3）英国是首个批准“三亲婴儿”临床应用的国家，但中国、美国等多数国家仍禁止其临床实施。有人认为“三亲婴儿”过程中进行了基因的改造，未来可能被滥用；也有人认为此技术还不成熟，无法确定成年后是否会出现异常情况。对此你有何看法？
（4）如果‘三亲婴儿’技术被推广应用，你认为它应该受到哪些限制？在实际应用时，可能会遇到哪些社会或伦理问题？
“三亲婴儿” 作为一项突破性的技术手段，通过替换卵细胞中有缺陷的线粒体能避免子代遗传相应疾病，应用前景广泛。为防止该技术的滥用和对基因的随意改造，应制定相关法律、法规，对操作流程进行有效监控和严格审查等。（合理即可）
答案合理即可。
新课讲授
[探究三]细胞工程在农业、医疗等方面的应用
材料2：利用iPS细胞治疗镰状细胞贫血的过程是首先制备患者的iPS细胞，再将其诱导形成造血干细胞，最终输给患者使其产生健康的血细胞。判断该过程是否能治疗镰状细胞贫血？并阐述理由。
不能，因为患者体细胞的相应基因是突变基因，制成iPS细胞仍然含有突变基因，分化成的细胞也含有突变基因，因此无法通过该方法进行治疗。
【练习1】
当堂训练
C
甘草是中医使用最多的药材之一，其提取物中的黄酮具有抗衰老、抗炎等作用。如图表示利用悬浮培养生产甘草黄酮的过程。下列叙述正确的是(　　)
A．可用次氯酸钠和酒精对种子进行灭菌
B．图中添加果胶酶的主要目的是获得原生质体
C．对细胞悬液进行人工诱变，其变异率常高于对器官或个体进行诱变
D．图示过程能体现植物细胞的全能性
【练习2】
当堂训练
B
2.为解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自B淋巴细胞的染色体丢失的问题，研究者用EBV(一种病毒颗粒)感染已免疫的B淋巴细胞，获得“染色体核型稳定”的EBV转化细胞，进而获得染色体稳定的杂交瘤细胞，基本实验流程如图。EBV转化细胞能在HAT培养基中存活，但对Oua敏感；骨髓瘤细胞在HAT培养基中不能存活，但对Oua不敏感。下列分析正确的是(　　)
A．杂交瘤细胞产生的抗体能针对相应抗原和EBV
B．HAT培养基可去除骨髓瘤细胞和自身融合的骨髓瘤细胞
C．灭活病毒诱导细胞融合的原理是促进骨髓瘤细胞和B细胞的细胞核融合
D．图示筛选获得的杂交瘤细胞即可在小鼠腹腔内生产单克隆抗体
【练习3】
当堂训练
A
为拯救濒危野化单峰骆驼，科研人员利用现代生物技术尝试进行人工培育，流程如下图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．过程①中常用促性腺激素处理以便获得更多的卵母细胞
B．过程②中卵细胞膜和透明带先后发生生理反应阻止多精入卵
C．过程③应选用MⅡ期的卵母细胞，过程④移植的应为原肠胚
D．与F后代相比，E大多存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷
【练习4】
当堂训练
BD
4．(不定项)(2024 山东)下列关于植物愈伤组织的说法，正确的是(　 　)
A．用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁以获得原生质体
B．融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C．体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D．通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖
【练习5】
当堂训练
单克隆抗体是由可以制造这种抗体的免疫细胞与骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞产生的。当其应用于医疗中时，有助于减小副作用。一种抗原往往拥有多个不同的表位，在杂交瘤技术发明之前，即使将纯化的某抗原注入动物体内，也会产生可识别不同表位的多种抗体，因此抽取动物血清纯化的抗体也不够纯。
(1)一种抗原注入动物体内可产生多种抗体，原因是
。
(2)A细胞与骨髓瘤细胞融合后，只考虑两两融合，出现的结果有 种。这些细胞要在 中，经过培养后得到杂交瘤细胞。杂交瘤细胞的种类是多种，原因是 。
一种抗原拥有多个不同表位，不同表位结构不同，可分别引起体液免疫反应，分别产生识别不同表位的抗体
B淋巴细胞有多种
3
特定的选择培养基
【练习5】
当堂训练
单克隆抗体是由可以制造这种抗体的免疫细胞与骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞产生的。当其应用于医疗中时，有助于减小副作用。一种抗原往往拥有多个不同的表位，在此杂交瘤技术发明之前，即使将纯化的某抗原注射入动物体内，也会产生可识别不同表位的多种抗体，因此抽取动物血清纯化的抗体也不够纯。
(3)C为杂交瘤细胞在多孔培养基中的培养过程，该培养过程的操作是 ，这是分别得到杂交瘤a、杂交瘤b、杂交瘤c的关键。
(4)D过程需要对杂交瘤细胞进行 检测，就可获得能分泌所需要抗体的细胞。将这些细胞在体外大规模培养从而获取单克隆抗体。单克隆抗体与传统从动物血清中纯化的抗体相比，优点是
（回答两项）。
能准确地识别抗原的细微差异（或特异性强）、可以大量制备
使每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞
抗体
课堂小结
谢谢大家