高中生物第二章细胞工程第6课时细胞工程概述学案苏教选修3

第6课时细胞工程概述

[学习目标] 1.了解细胞工程的发展历程。2.简述细胞工程的基本技术。3.了解细胞融合的方法。4.举例说出细胞工程在遗传育种、生产药品、食品方面的应用。

一、细胞工程的发展

下列4幅图是细胞工程发展中的典型事件。阅读教材，结合材料思考细胞工程的发展历程。

二、细胞工程的基本技术

1．阅读教材，分析细胞工程的概念并填表

原理和方法细胞生物学和分子生物学

操作水平细胞水平或细胞器水平

目的按照人的意愿去改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品

分类

按操作对象分为：植物细胞工程和动物细胞工程

按所使用技术的不同分为：植物组织培养技术、细胞融合技术、细胞核移植

技术等

(1)什么是细胞的全能性？一粒玉米种子长成植株能称为全能性吗？

答案细胞的全能性是指含有本物种全套遗传物质的细胞，都具有发育成为一个新的生物个体的潜能。不能。

(2)比较下列细胞的全能性高低顺序：受精卵、体细胞、生殖细胞。

答案受精卵＞生殖细胞＞体细胞。

(3)在正常植物体上，为什么体细胞未表现全能性，而是分化为不同的组织、器官？

答案体细胞未表现全能性的原因：基因的选择性表达。

(4)分析胡萝卜根组织培养的主要过程，回答相关问题：

①植物组织培养中常用哪些材料作为外植体？

答案离体的植物器官、组织、细胞或原生质体等称为外植体，植物组织培养中常用茎尖、根尖、幼嫩的叶片、花药(花粉)等作为外植体。

②植物组织培养的培养基一般需要什么样的条件？

答案植物组织培养中应用的培养基一般含有五类成分：水分、无机盐、碳源、氮源、维生素等。

③什么是愈伤组织？

答案是一团没有特定的形态、结构和功能，并处于旺盛分裂状态的薄壁细胞。

④培养基中激素的种类、含量不同，对植物组织有何影响？

答案培养基中生长素的含量高于细胞分裂素时，主要诱导根原基的形成，而当细胞分裂素的含量高于生长素时，主要诱导芽原基的形成。

(5)结合以上分析，总结植物组织培养的概念。

答案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。

3．细胞融合技术

如图为细胞融合技术，结合课本内容，填写下表：

原理细胞膜的流动性

对象两个或多个不同细胞

方法

生物法：如病毒诱导融合法化学法：如聚乙二醇诱导融合法物理法：如电场诱导融合法

结果形成杂种细胞

意义突破有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能

4.如图为细胞核移植技术，结合课本内容，回答相关问题：

(1)在核移植过程中，体细胞提供细胞核，卵母细胞提供细胞质，所使用的操作仪器是显微操作仪。

(2)什么是动物细胞核移植技术？

答案把一个动物细胞的细胞核移入一个已经去除细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育为一个新的胚胎，最终发育为一个动物个体的技术。

5．应用细胞工程有何意义？

答案在细胞工程应用中，有的改变了传统的育种方式、生产方式，有的为人类提供了更加丰富的产品。它不仅在农业、林业生产中被广泛应用，还在医疗领域得到广泛应用，丰富了人类战胜各种疾病的手段。

一、植物组织培养技术

如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接入试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程。

请据图回答下列问题：

(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括________和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和________两类植物激素。

(2)此过程依据的原理是________________。A和B阶段主要进行的分裂方式是__________，

B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞________等。

(3)此过程要无菌操作，主要是指对________进行灭菌消毒。B阶段需要光照，原因是______ _______________________________________________________________________________。

(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因__________的结果。答案(1)无机物生长素(2)细胞的全能性有丝分裂分化(3)培养基芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件(4)选择性表达

解析植物组织培养是将离体的植物组织、器官或细胞接种到经消毒灭菌的培养基上，培养基含有供组织细胞生长发育所需要的无机物和小分子有机物，还有供调节细胞脱分化和再分化的细胞分裂素和生长素。由外植体发育到试管苗，脱分化阶段细胞进行有丝分裂，再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和细胞分化形成试管苗，此阶段需要光照，原因是叶中叶绿素的合成需要光照条件。

二、植物体细胞杂交技术

“白菜—甘蓝”是科学家用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长周期短、耐热性强和易于贮藏等优点。如图是“白菜—甘蓝”培育过程示意图，请据图完成下列问题：

(1)在上述过程中，获取A和B过程常用的物质为__________________________。

(2)在a过程中诱导原生质体融合最常用的诱导剂是________________________________，融合依据的原理是____________________________。

(3)若用于杂交的白菜和甘蓝的基因型分别为AaBB、ccDd，经a过程可获得哪几种类型的融合细胞？________________________________________________________________________ ______________________________________________(只考虑两个细胞融合，写出基因型)。

(4)过程b是细胞壁的再生过程，与此过程密切相关的单层具膜细胞器是______________。

(5)在d过程培养中，培养基的成分通常包括水、____________________、有机营养和____________________等，同时，在培养过程中，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，另一个成功的关键是操作过程中必须保证__________________________。

(6)由杂种细胞D培育成“白菜—甘蓝”植株，采用的技术手段是______________________。该过程说明植物细胞具有________________________。

(7)通常情况下，白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的，原因是__________________________。

(8)已知白菜体细胞中含2M条染色体，甘蓝体细胞中含2N条染色体，则杂种植株体细胞染色体数为________。若对白菜和甘蓝采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含__________________条染色体。

(9)植物体细胞杂交方法的优点是______________________________________________。