《細胞工程的基本技術》導學案

《細胞工程的基本技術》導學案知識1細胞工程的發(fā)展1.1907年，哈里森采用蓋玻片懸滴培養(yǎng)蛙胚神經組織，開創(chuàng)了動物細胞培養(yǎng)的先河。1937年，高特里特等人幾乎同時離體培養(yǎng)了胡蘿卜組織，這是首次成功進行的植物細胞與組織培養(yǎng)。1972年，美國卡爾遜等人用硝酸鈉作為促融合因子，成功地將2個不同種的煙草細胞原生質體進行融合，獲得了世界上第一個體細胞雜交植株。1997年，伊恩?維爾穆特等人利用成年芬蘭白面母羊體細胞的細胞核與蘇格蘭黑面母羊的去核卵細胞首次克隆出綿羊“多利”。知識2細胞工程的基本技術.細胞工程的概念(1)操作水平：細胞。(2)條件：體外無菌條件下進行培養(yǎng)、繁殖。(3)根據所使用技術的不同，細胞工程中可分為植物細胞與組織培養(yǎng)、細胞融合、細胞核移植、染色體工程等。(4)目的：使細胞某些生物學特性按照人們的意愿發(fā)生改變。(5)結果：改良生物品種、創(chuàng)造新品種和加速繁育生物個體，以及獲得某些有用的細胞代謝產物的技術。.分類根據研究對象分為：植物細胞工程、動物細胞工程、微生物細胞工程。思考交流1.細胞工程和基因工程的操作對象有什么不同？【提示】細胞工程的操作對象是細胞，基因工程的操作對象是DNA分子。3.細胞工程的基本技術(1)植物細胞與組織培養(yǎng)技術：在無菌條件下分離植物細胞或組織，將其放在適當的培養(yǎng)基上，給予必要的生長條件，使它們在體外繼續(xù)生長、增殖與分化，形成新的組織、器官

和個體的技術。(2)細胞融合技術：采用自然或人工的方法使2個或多個不同細胞融合為一個細胞的技術。常用的促融合方法有生物法、化學法和物理法等。植物細胞融合前需要用纖維素酶等去除細胞壁。(3)細胞核移植技術：將一個細胞的細胞核轉移到另一個去除細胞核的細胞中，從而使受體細胞獲得新的遺傳信息，產生新的生命現(xiàn)象的技術。(4)染色體工程：人們按照一定的設計，有計劃地消減、添加或替換同種或異種染色體,從而達到定向改變遺傳性狀和選育新品種的一種技術。思考交流.在去掉細胞壁的時候為什么想到用酶解法？且用纖維素酶和果膠酶？【提示】用酶解法是在常溫條件下進行的，不會影響原生質體的生命活動。根據酶的專一性和細胞壁的化學成分，故選纖維素酶和果膠酶處理。知識3細胞工程的應用1.快速培養(yǎng)花卉及瀕危植物：利用離體的植物細胞、組織或器官在特定的條件下，通過脫分化、再分化等過程培育新植株，如培育名貴花卉郁金香等。.獲得無病毒作物：植物分生區(qū)附近，如莖尖、根尖，因很少被病毒感染，甚至無病毒，而被用來培育無病毒植株。.開發(fā)潔凈能源減少環(huán)境污染：如利用單細胞生物在特定條件下產生的氫氣作為燃料。.繁殖優(yōu)良家畜品種及瀕危動物。.在醫(yī)療領域的應用1)開發(fā)和生產各種疫苗、抗體等生物活性物質。2)通過細胞工程培育不同的人體細胞、組織或器官，成為器官移植的新來源等。知識4細胞工程與其他生物工程的關系1.細胞工程利用基因工程中的轉基因技術實現(xiàn)轉基因植物和動物的培養(yǎng)。.細胞工程中獲得的新細胞株可用于蛋白質工程生產藥物或酶制劑。細胞工程為發(fā)酵工程提供了穩(wěn)定的培養(yǎng)對象，以完成生物制品的規(guī)?；a。正誤判斷1.植物組織培養(yǎng)的過程不需在無菌條件下進行。(x)【提示】植物組織培養(yǎng)需要在無菌條件下進行，防止雜菌污染導致培養(yǎng)物迅速死亡。2.植物體細胞融合的最終目的是產生雜種植株。2.植物體細胞融合的最終目的是產生雜種植株。(V).染色體工程使生物的遺傳性狀發(fā)生的變異屬于基因重組。（X）【提示】屬于染色體變異。.植物組織培養(yǎng)產生的新個體能保持親代的優(yōu)良性狀。（，）課堂互動探究探究1細胞工程與基因工程的比較【問題導思】①基因工程和細胞工程的操作水平、技術方法有什么不同?②基因工程和細胞工程的相同點是什么?細胞工程基因工程同點操作水平細胞或細胞器水平1i5DNA分子水平技本方法細胞融合、細胞培養(yǎng)、細胞核移植、染色體工程體外對基因“剪切”和“拼接”等方法實施目的培育新品種或新物種，及獲得細胞代謝產物改良生物品種，獲得人類需要的基因產物相同點兩者都可以定向改變生物體內的遺傳物質，從而使人們獲得基因產物或生物新品種，在育種上都能打破物種間的界限例1細胞工程與基因工程相比，下列敘述錯誤的是（）A.細胞工程是在細胞或細胞器水平上進行的操作，而基因工程則是在分子水平上進行的操作B.細胞工程與基因工程都屬于人為操作C.兩者所造成的改變均是按人的意愿來進行的D.兩者目前都能較為容易地實現(xiàn)人們的意愿【審題導析】比較基因工程和細胞工程的操作水平、實施目的、技術方法等內容?！揪v精析】基因工程和細胞工程雖然都取得了很大的研究和應用成就，但是還沒有達到較為容易實現(xiàn)的程度。

探究2細胞工程基本技術的比較【問題導思】①細胞工程的基本技術有哪些?②細胞工程技術的手段有哪些?概念條件（手段）結果細胞融合技術是采用自然或人工的方法，使2個或多個/、同細胞融合為,個細胞的技術促融合因子、植物細胞融合前需用纖維素酶等去除細胞壁形成雜種細胞細胞核移植技術是將一個細胞的細胞核轉移到另一個去除細胞核的細胞中，使受體細胞獲得新的遺傳信息，產生新的生命現(xiàn)象的技術顯微操作儀重組形成新細胞染色體工程是人們按照一定的設計，有計劃地消減、添加或替換同種或異種染色體，達到定向改變遺傳性狀和選育新品種的一種技木消減、添加或替換染色體定向改變遺傳性狀和培育新品種

名師點撥不同融合方法的比較不同融合方法的目的是相同的，都是要獲得融合的細胞；不同融合方法所依據的原理也是相同的，即都依據細胞膜所具有的流動性。區(qū)別生物法化學法物理法誘導劑（方法）皰疹病毒、仙臺病毒、天花病毒、腮腺炎聚乙二醇、高濃度鈣離了等電場常用方法滅活的仙臺病毒誘導聚乙二醇誘導電場誘導優(yōu)點易培養(yǎng)，對各種動物細胞都適宜，融合率高使用方便，誘導細胞融合頻率圖頻率局，對細胞無毒害，操作簡便，可重復性好例2（2013?平頂山高二月考）下列不屬于細胞工程技術的是（）A.利用植物體細胞雜交技術獲得多倍體植物B.利用體細胞融合技術生產單克隆抗體C.通過大規(guī)模的細胞培養(yǎng)生產紫杉醇抗癌D.利用細菌的連續(xù)培養(yǎng)技術生產谷氨酸【審題導析】（1）明確細胞工程的基本技術。（2）知道細胞工程與發(fā)酵工程的區(qū)別與聯(lián)系?！揪v精析】選項分析判斷A利用植物體細胞雜交技術獲得多倍體植物屬于細胞融合技術B利用體細胞融合技術生產單克隆抗體屬于細胞融合技術C通過大規(guī)模細胞培養(yǎng)生產紫杉醇屬于植物細胞培養(yǎng)D利用細菌的連續(xù)培養(yǎng)技術生產谷氨酸屬于發(fā)酵工程，不屬于細胞工程技術【答案】D探究3細胞工程的應用【問題導思】①細胞工程都有哪些方面的應用？②舉例說明細胞工程在生物育種上的應用。.快速培養(yǎng)花卉及瀕危植物利用離體的植物細胞、組織或器官在特定的條件下，通過脫分化、再分化等過程培育新植株。(1)利用的技術：植物細胞與組織培養(yǎng)。脫分化再分化(2)過程：離體的植物細胞、組織或器官——>愈傷組織>根、芽一->植物體。.獲得無病毒作物植物分生區(qū)附近，如莖尖、根尖，因很少被病毒感染，甚至無病毒，而被用來培育無病毒植株。.開發(fā)潔凈能源減少環(huán)境污染利用細胞工程產氫技術，將藍藻、綠藻、光合細菌等單細胞生物在特定的條件下產生的氫氣作為燃料，是開發(fā)潔凈新能源的途徑之一，對減輕環(huán)境污染具有重要意義。4.繁殖優(yōu)良家畜品種及瀕危動物(1)利用的技術：體細胞克隆技術。(2)意義：在快速繁殖具有優(yōu)良性狀的畜牧新品種、瀕臨滅絕的珍貴動物的種族繁衍等方面具有重大意義。例3(2012?無錫高二檢測)如圖所示為農作物新品種的育種方式，請據圖回答下列問題。植物細胞甲新細胞愈傷組織胚狀體人工種子新品種植物細胞乙(1)圖示育種方式涉及的生物工程技術有：、、。(2)⑤過程中常用的載體是；⑤過程表示的基因操作步驟是(3)上述育種與傳統(tǒng)雜交育種相比，突出優(yōu)點是【審題導析】圖示提供的解題的關鍵信息為：①②③④過程為體細胞雜交育種；⑤②③④過程為基因工程育種?！揪v精析】(1)圖中⑤過程涉及基因工程，①過程為植物體細胞雜交，兩者都需要植物細胞與組織培養(yǎng)技術的支持。(2)基因工程中的載體為質粒，⑤過程是轉化受體細胞。(3)不管是基因工程育種還是植物體細胞雜交育種，都會打破物種的界限一一生殖隔離，實現(xiàn)生物性狀的定向改變?！敬鸢浮?1)基因工程植物細胞與組織培養(yǎng)植物體細胞雜交(細胞融合)(2)質粒轉化受體細胞(3)打破生殖隔離、克服了跡源雜父不殺和的障礙名師點撥.植物組織培養(yǎng)的細胞或組織是離體的細胞或組織，其來源有：體細胞、生殖細胞(如花粉)、融合成的雜種細胞或通過基因工程改造后的細胞等。.由于植物組織培養(yǎng)的目的和條件不同，培養(yǎng)的結果可是愈傷組織細胞、分化成的球狀胚或完整的植物體。本課知識小結網絡構建細胞工程概述-細胞工程