《細(xì)胞工程的基本技術(shù)》導(dǎo)學(xué)案

《細(xì)胞工程的基本技術(shù)》導(dǎo)學(xué)案知識(shí)1細(xì)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(jīng)組織，開創(chuàng)了動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的先河。1937年，高特里特等人幾乎同時(shí)離體培養(yǎng)了胡蘿卜組織，這是首次成功進(jìn)行的植物細(xì)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(gè)不同種的煙草細(xì)胞原生質(zhì)體進(jìn)行融合，獲得了世界上第一個(gè)體細(xì)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(xì)胞的細(xì)胞核與蘇格蘭黑面母羊的去核卵細(xì)胞首次克隆出綿羊“多利”。知識(shí)2細(xì)胞工程的基本技術(shù).細(xì)胞工程的概念(1)操作水平：細(xì)胞。(2)條件：體外無菌條件下進(jìn)行培養(yǎng)、繁殖。(3)根據(jù)所使用技術(shù)的不同，細(xì)胞工程中可分為植物細(xì)胞與組織培養(yǎng)、細(xì)胞融合、細(xì)胞核移植、染色體工程等。(4)目的：使細(xì)胞某些生物學(xué)特性按照人們的意愿發(fā)生改變。(5)結(jié)果：改良生物品種、創(chuàng)造新品種和加速繁育生物個(gè)體，以及獲得某些有用的細(xì)胞代謝產(chǎn)物的技術(shù)。.分類根據(jù)研究對(duì)象分為：植物細(xì)胞工程、動(dòng)物細(xì)胞工程、微生物細(xì)胞工程。思考交流1.細(xì)胞工程和基因工程的操作對(duì)象有什么不同？【提示】細(xì)胞工程的操作對(duì)象是細(xì)胞，基因工程的操作對(duì)象是DNA分子。3.細(xì)胞工程的基本技術(shù)(1)植物細(xì)胞與組織培養(yǎng)技術(shù)：在無菌條件下分離植物細(xì)胞或組織，將其放在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基上，給予必要的生長條件，使它們?cè)隗w外繼續(xù)生長、增殖與分化，形成新的組織、器官

和個(gè)體的技術(shù)。(2)細(xì)胞融合技術(shù)：采用自然或人工的方法使2個(gè)或多個(gè)不同細(xì)胞融合為一個(gè)細(xì)胞的技術(shù)。常用的促融合方法有生物法、化學(xué)法和物理法等。植物細(xì)胞融合前需要用纖維素酶等去除細(xì)胞壁。(3)細(xì)胞核移植技術(shù)：將一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到另一個(gè)去除細(xì)胞核的細(xì)胞中，從而使受體細(xì)胞獲得新的遺傳信息，產(chǎn)生新的生命現(xiàn)象的技術(shù)。(4)染色體工程：人們按照一定的設(shè)計(jì)，有計(jì)劃地消減、添加或替換同種或異種染色體,從而達(dá)到定向改變遺傳性狀和選育新品種的一種技術(shù)。思考交流.在去掉細(xì)胞壁的時(shí)候?yàn)槭裁聪氲接妹附夥?？且用纖維素酶和果膠酶？【提示】用酶解法是在常溫條件下進(jìn)行的，不會(huì)影響原生質(zhì)體的生命活動(dòng)。根據(jù)酶的專一性和細(xì)胞壁的化學(xué)成分，故選纖維素酶和果膠酶處理。知識(shí)3細(xì)胞工程的應(yīng)用1.快速培養(yǎng)花卉及瀕危植物：利用離體的植物細(xì)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(xì)胞生物在特定條件下產(chǎn)生的氫氣作為燃料。.繁殖優(yōu)良家畜品種及瀕危動(dòng)物。.在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用1)開發(fā)和生產(chǎn)各種疫苗、抗體等生物活性物質(zhì)。2)通過細(xì)胞工程培育不同的人體細(xì)胞、組織或器官，成為器官移植的新來源等。知識(shí)4細(xì)胞工程與其他生物工程的關(guān)系1.細(xì)胞工程利用基因工程中的轉(zhuǎn)基因技術(shù)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植物和動(dòng)物的培養(yǎng)。.細(xì)胞工程中獲得的新細(xì)胞株可用于蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)藥物或酶制劑。細(xì)胞工程為發(fā)酵工程提供了穩(wěn)定的培養(yǎng)對(duì)象，以完成生物制品的規(guī)模化生產(chǎn)。正誤判斷1.植物組織培養(yǎng)的過程不需在無菌條件下進(jìn)行。(x)【提示】植物組織培養(yǎng)需要在無菌條件下進(jìn)行，防止雜菌污染導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡。2.植物體細(xì)胞融合的最終目的是產(chǎn)生雜種植株。2.植物體細(xì)胞融合的最終目的是產(chǎn)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(chǎn)生的新個(gè)體能保持親代的優(yōu)良性狀。（，）課堂互動(dòng)探究探究1細(xì)胞工程與基因工程的比較【問題導(dǎo)思】①基因工程和細(xì)胞工程的操作水平、技術(shù)方法有什么不同?②基因工程和細(xì)胞工程的相同點(diǎn)是什么?細(xì)胞工程基因工程同點(diǎn)操作水平細(xì)胞或細(xì)胞器水平1i5DNA分子水平技本方法細(xì)胞融合、細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞核移植、染色體工程體外對(duì)基因“剪切”和“拼接”等方法實(shí)施目的培育新品種或新物種，及獲得細(xì)胞代謝產(chǎn)物改良生物品種，獲得人類需要的基因產(chǎn)物相同點(diǎn)兩者都可以定向改變生物體內(nèi)的遺傳物質(zhì)，從而使人們獲得基因產(chǎn)物或生物新品種，在育種上都能打破物種間的界限例1細(xì)胞工程與基因工程相比，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.細(xì)胞工程是在細(xì)胞或細(xì)胞器水平上進(jìn)行的操作，而基因工程則是在分子水平上進(jìn)行的操作B.細(xì)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(jìn)行的D.兩者目前都能較為容易地實(shí)現(xiàn)人們的意愿【審題導(dǎo)析】比較基因工程和細(xì)胞工程的操作水平、實(shí)施目的、技術(shù)方法等內(nèi)容?！揪v精析】基因工程和細(xì)胞工程雖然都取得了很大的研究和應(yīng)用成就，但是還沒有達(dá)到較為容易實(shí)現(xiàn)的程度。

探究2細(xì)胞工程基本技術(shù)的比較【問題導(dǎo)思】①細(xì)胞工程的基本技術(shù)有哪些?②細(xì)胞工程技術(shù)的手段有哪些?概念條件（手段）結(jié)果細(xì)胞融合技術(shù)是采用自然或人工的方法，使2個(gè)或多個(gè)/、同細(xì)胞融合為,個(gè)細(xì)胞的技術(shù)促融合因子、植物細(xì)胞融合前需用纖維素酶等去除細(xì)胞壁形成雜種細(xì)胞細(xì)胞核移植技術(shù)是將一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到另一個(gè)去除細(xì)胞核的細(xì)胞中，使受體細(xì)胞獲得新的遺傳信息，產(chǎn)生新的生命現(xiàn)象的技術(shù)顯微操作儀重組形成新細(xì)胞染色體工程是人們按照一定的設(shè)計(jì)，有計(jì)劃地消減、添加或替換同種或異種染色體，達(dá)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(diǎn)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(xì)胞；不同融合方法所依據(jù)的原理也是相同的，即都依據(jù)細(xì)胞膜所具有的流動(dòng)性。區(qū)別生物法化學(xué)法物理法誘導(dǎo)劑（方法）皰疹病毒、仙臺(tái)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(tái)病毒誘導(dǎo)聚乙二醇誘導(dǎo)電場誘導(dǎo)優(yōu)點(diǎn)易培養(yǎng)，對(duì)各種動(dòng)物細(xì)胞都適宜，融合率高使用方便，誘導(dǎo)細(xì)胞融合頻率圖頻率局，對(duì)細(xì)胞無毒害，操作簡便，可重復(fù)性好例2（2013?平頂山高二月考）下列不屬于細(xì)胞工程技術(shù)的是（）A.利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得多倍體植物B.利用體細(xì)胞融合技術(shù)生產(chǎn)單克隆抗體C.通過大規(guī)模的細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇抗癌D.利用細(xì)菌的連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)谷氨酸【審題導(dǎo)析】（1）明確細(xì)胞工程的基本技術(shù)。（2）知道細(xì)胞工程與發(fā)酵工程的區(qū)別與聯(lián)系?！揪v精析】選項(xiàng)分析判斷A利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得多倍體植物屬于細(xì)胞融合技術(shù)B利用體細(xì)胞融合技術(shù)生產(chǎn)單克隆抗體屬于細(xì)胞融合技術(shù)C通過大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇屬于植物細(xì)胞培養(yǎng)D利用細(xì)菌的連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)谷氨酸屬于發(fā)酵工程，不屬于細(xì)胞工程技術(shù)【答案】D探究3細(xì)胞工程的應(yīng)用【問題導(dǎo)思】①細(xì)胞工程都有哪些方面的應(yīng)用？②舉例說明細(xì)胞工程在生物育種上的應(yīng)用。.快速培養(yǎng)花卉及瀕危植物利用離體的植物細(xì)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(shù)：植物細(xì)胞與組織培養(yǎng)。脫分化再分化(2)過程：離體的植物細(xì)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(xì)胞工程產(chǎn)氫技術(shù)，將藍(lán)藻、綠藻、光合細(xì)菌等單細(xì)胞生物在特定的條件下產(chǎn)生的氫氣作為燃料，是開發(fā)潔凈新能源的途徑之一，對(duì)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(dòng)物(1)利用的技術(shù)：體細(xì)胞克隆技術(shù)。(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(dòng)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(nóng)作物新品種的育種方式，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。植物細(xì)胞甲新細(xì)胞愈傷組織胚狀體人工種子新品種植物細(xì)胞乙(1)圖示育種方式涉及的生物工程技術(shù)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(diǎn)是【審題導(dǎo)析】圖示提供的解題的關(guān)鍵信息為：①②③④過程為體細(xì)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(xì)胞雜交，兩者都需要植物細(xì)胞與組織培養(yǎng)技術(shù)的支持。(2)基因工程中的載體為質(zhì)粒，⑤過程是轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞。(3)不管是基因工程育種還是植物體細(xì)胞雜交育種，都會(huì)打破物種的界限一一生殖隔離，實(shí)現(xiàn)生物性狀的定向改變。【答案】(1)基因工程植物細(xì)胞與組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交(細(xì)胞融合)(2)質(zhì)粒轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞(3)打破生殖隔離、克服了跡源雜父不殺和的障礙名師點(diǎn)撥.植物組織培養(yǎng)的細(xì)胞或組織是離體的細(xì)胞或組織，其來源有：體細(xì)胞、生殖細(xì)胞(如花粉)、融合成的雜種細(xì)胞或通過基因工程改造后的細(xì)胞等。.由于植物組織培養(yǎng)的目的和條件不同，培養(yǎng)的結(jié)果可是愈傷組織細(xì)胞、分化成的球狀胚或完整的植物體。本課知識(shí)小結(jié)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建細(xì)胞工程概述-細(xì)胞工程