苏教版生物选修三21细胞工程概述

细胞工程概述1996年7月5日,世界上第一只体细胞克隆动物---克隆羊多利诞生于英国，标志着一种新的生物技术---动物体细胞克隆技术面世,也揭开细胞工程更深层次发展的序幕!学习目标一、掌握细胞工程的基本技术（重难点）二、举例说出细胞工程的应用一、回眸历史时间人物事件1907哈里森开创动物细胞培养的先河1937高特里特等首次成功进行植物细胞与组织培养1972卡尔逊等获得世界上第一个体细胞杂交植株1997伊恩·维尔穆特等首次克隆出绵羊“多莉”阅读P45完成表格二、细胞工程基本技术（一）、细胞工程的概念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，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人们的意愿去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。应用的原理和方法：研究的水平：研究的目的：细胞生物学和分子生物学细胞整体水平或细胞器水平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1、根据对象不同分为：（1）植物细胞工程（2）动物细胞工程（3）微生物细胞工程2、根据技术不同分为：（1）细胞与组织培养（2）细胞融合（3）细胞核移植（二）、细胞工程的分类是指依据细胞全能性原理，在无菌条件下，分离植物的器官、组织、细胞或原生质体，并在培养基上培养，在适宜的条件下使其发育成部分或完整植株的技术。（三）、植物组织培养技术1、概念原理：条件：细胞的全能性离体、无菌、培养基、适宜条件1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？2.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？3、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株吗？4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？5、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流程图，并与同学交流。阅读P46-P49思考并回答下列问题1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？2.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？3、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株吗？离体条件、一定的营养物质、激素和其他外界条件避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。根形成层容易诱导成愈伤组织，其他部分如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些。阅读P46-P49思考并回答下列问题4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？5、请同学们根据课本说出植物组织培养技术的流程图，并与同学交流。在有光时，不易形成愈伤组织。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。外植体：愈伤组织：脱分化（去分化）：再分化：用于离体培养的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞，在培养了一段时间以后，会通过细胞分裂，形成一团细胞而形成的组织叫愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由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。关键词：2、过程选材接种培养基诱导脱分化完整植株移栽到大田消毒诱导再分化根尖、茎尖、幼嫩的叶片、花药植物器官、组织或细胞（高度分化）愈伤组织胚状体植物体脱分化种植外植体幼体分离（体细胞胚）适宜的光照1、关于愈伤组织形成过程的正确叙述是（）A、愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果B、愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果C、愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果D、愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果D2、下列属于组织培养的是（）A.花药离体培养成单倍体植株B.芽发育成枝条C.根尖分生区发育成成熟区D.利用桑枝条扦插大田并发育成完整植株★3、若用“①②③④表示植物组织培养的过程。请回答：（1）①表示，能被培养成为④的根本原因是（2）②表示，脱分化再分化离体的植物器官、组织或细胞植物细胞具有全能性愈伤组织采用自然或人工的方法使2个或多个不同细胞融合为一个细胞的技术。在促融合因子的作用下，细胞之间的质膜发生粘连、破裂，细胞质发生融合，进而发生核融合，形成杂种细胞。促融方法：生物法（病毒诱导）、化学法（聚乙二醇）、物理法（电场）注：植物细胞融合前还需要用纤维素酶等去除细胞壁（四）、细胞融合技术1、概念因为不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的。于是，这些科学家试图用这两种植物的体细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。利用植物体细胞杂交技术培育新品种这幅番茄—马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？1．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？2．为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？3．两个来源不同的原生质体A和B发生融合后，可形成几种融合的原生质体？4．如何将杂种细胞培育成杂种植株？5.总结植物体细胞杂交的一般过程。阅读P50“积极思维”请思考：杂种植株融合的原生质体AB再生出细胞壁脱分化愈伤组织再分化植物细胞的融合植物组织培养植物细胞A原生质体B原生质体A杂种细胞AB去壁去壁人工诱导方法？促进融合的方法？融合完成的标志植物细胞B2、过程植物体细胞杂交过程1、不能人工诱导原生质体融合的方法是（）A、振动B、电刺激C、PEG试剂D、重压2、植物细胞融合完成的标志的是（）A、产生新的细胞壁B、细胞膜发生融合C、细胞质发生融合D、细胞核发生融合AD3、为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？生物基因的表达不是孤立的，他们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯－番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。把一个细胞的细胞核转移入一个已经去除细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为一个动物个体的技术。（五）、细胞核移植技术原理：动物体细胞核的全能性克隆羊“多利”的产生过程:细胞工程是细胞水平或细胞器水平上生物技术，基因工程是分子水平上的生物技术。如:克隆多莉羊技术是细胞水平上的技术，培育抗虫棉是分子水平上的技术。细胞工程概念分类根据对象分为：根据技术分为：（1）植物组织培养（2）细胞融合（3）细胞核移植（1）植物细胞工程（2）动物细胞工程（3）微生物细胞工程作业优化探究p52评价指南生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质，都具有发育成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。细胞的全能性组织培养基的成分及其作用1.植物组织培养的培养基成分及作用：水：无机营养：有机营养：天然附加物：生长物质等：一般用蒸馏水或去离子水配制培养基，煮沸过的自来水也可利用。即无机盐大量元素：微量元素：N、P、K、S、Ca、Mg、Na等Mn、Zn、Cu、B、Mo、Fe等（7种）（6种）即激素生长素：细胞分裂素：吲哚乙酸、吲哚丁酸、萘乙酸、2，4—D等—用于诱导细胞分裂和根的分化激动素、6—苄基腺嘌呤、异戊烯基腺嘌呤、玉米素等—促进细胞分裂和诱导愈伤组织分化成不定芽糖、维生素、氨基酸等一些天然有机物：如：椰子乳、酵母提取物、麦芽浸出物或番茄汁等。——对愈伤组织的诱导和分化有益——主要提供C源——五大营养素（13种）［细胞分裂素］＞［生长素］［生长素］＞［细胞分裂素］——有利于芽的分化——有利于根的分化离体培养物的根、芽的分化取决于激素间的比例。随着继代培养次数的增加，激素加入量可逐代减少。2.植物组织培养培养基的状态：固体培养基（加琼脂）