搜索
1课题：生物选修3专题2细胞工程导学案谢俊平【学习目标】1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术2.列举植物细胞工程的实际应用3.简述动物细胞培养的过程、条件及其应用4.简述体细胞核移植技术和体细胞克隆及其应用前景，关注体细胞克隆技术的安全性和伦理性问题5.简述动物细胞融合的方法和过程6.说出单克隆抗体的制备过程及其应用7.关注细胞工程研究的发展和应用前景【知识梳理】细胞工程的概念：细胞工程是指应用＿＿＿＿＿＿＿＿＿生物学和＿＿＿＿＿生物学的原理和方法，通过＿＿＿＿水平或＿＿＿水平的操作，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的一门综合科学技术。（一）植物细胞工程1.常采用的技术手段有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等。2.理论基础（原理）：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿3.不同细胞全能性表达的难易程度＿＿＿：＿＿＿＿＞＿＿＿细胞＞干细胞＞＿＿＿细胞；＿＿细胞＞＿细胞4.植物组织培养技术（1）概念：植物的组织培养就是在＿＿＿＿＿＿＿和人工控制的条件下，将＿＿＿＿的植物器官、组织、细胞，培养在人工配置的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生＿＿＿＿＿＿、＿＿＿，最终形成完整的植株。（2）原理：植物细胞具有＿＿＿＿，即具有某种生物＿＿＿＿的任何一个细胞，都具有发育成＿＿＿＿的潜能。（3）植物组织培养的条件：＿＿＿＿＿，提供营养物质（水、无机盐、＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和有机酸等）、激素（如＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿等）和其他适宜条件（如＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿等)。（4）过程：＿＿＿的器官、组织或细胞＿＿分化＿＿＿＿组织＿＿分化幼根和芽完整植株（5）植物组织培养的地位：是培育＿＿＿＿＿＿＿植物、＿＿＿＿＿＿＿＿培育植物新品种的最后一道工序。（6）细胞脱分化：已＿＿＿＿的细胞，经过诱导后，失去其特有的＿＿＿＿＿＿＿而转变成未分化细胞的过程。（7）体内的细胞不表达全能性的原因：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，从而构成植物的不同组织和器官。（8）生长素和细胞分裂素在植物体内含量＿＿＿＿，因此植物组织培养中常用人工合成的生长素类似物和细胞分裂素类似物。细胞分裂素/生长素的比例＿＿＿，有利于外植体＿＿＿＿＿，比例升高有利于愈伤组织＿＿＿＿＿形成丛芽，比例降低则有利于＿＿＿＿。（9）进行植物组织培养时应注意的问题：①对外植体要进行＿＿＿＿＿＿处理，而对各种器械要＿＿＿＿＿＿。②接种过程要进行严格的＿＿＿＿＿＿。③愈伤组织培养：最初＿＿＿＿＿＿培养，后期＿＿＿＿＿＿培养。④诱导愈伤组织再分化形成胚状体或丛芽及生根的过程中，要先进行＿＿＿＿培养，再进行＿＿＿培养，并要进行＿＿＿处理，以改变培养基中的激素配比及浓度。试管苗培养要在＿＿＿条件下进行，以便诱导＿的形成。（10）脱分化和再分化的比较比较内容脱分化再分化过程外植体→＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿→幼苗形成体特点＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿的薄壁细胞有根、芽需要条件a.离体b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例适中d.不需光a.＿＿＿＿b.＿＿＿＿＿＿＿＿c.生长素/细胞分裂素的比例＿＿或＿＿诱导生根或生芽d.＿＿＿＿光照5.植物体细胞杂交技术（1）概念：植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成＿＿＿＿，并把＿＿＿＿＿＿＿＿培育成新的植物体的技术。（2）过程：①去除细胞壁的方法为＿＿＿＿＿。②人工诱导的方法：a.＿＿＿＿＿法包括离心、振动、＿＿＿＿＿等；b.化学法一般是用＿＿＿＿＿＿＿。③指＿＿＿＿＿，④指＿＿＿＿＿。2（3）融合成功的标志是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（4）植物体细胞杂交利用了细胞膜具有一定的＿＿＿＿＿＿和细胞的＿＿＿＿＿的原理。（5）意义：克服了＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的障碍。（6）植物体细胞杂交的障碍①植物细胞都有＿＿＿＿＿。根据酶的专一性原理，用＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿去除。②＿＿＿＿＿融合。利用＿＿＿＿＿＿原理，需用人工方法诱导。（7）杂种细胞的类型：有三种：＿＿＿、＿＿＿、AB，符合要求的只有＿＿，需要用＿＿＿培养基进行＿＿＿。（8）杂种植株遗传物质的变化：细胞融合属于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，杂种植株的染色体数通常是＿＿＿＿＿细胞染色体数目之和，形成异源多倍体。6.植物细胞工程的实际应用（1）植物繁殖的新途径①微型繁殖：既保持优良品种的＿＿＿＿＿＿，又能＿＿＿＿＿＿地实现种苗的大量繁殖。②作物脱毒：利用植物＿＿＿＿组织（如＿＿＿＿、＿＿＿＿）进行培养，可以使新长成的植株脱除病毒。③人工种子：植物组织培养得到的＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿或＿＿＿＿，包上＿＿＿＿就可以形成人工种子。人工种子由＿＿＿＿＿、胶质和＿＿＿＿三部分组成，其中的胶质相当于单子叶植物种子的＿＿＿＿或双子叶植物种子的＿＿＿＿。人工种皮的制备是＿＿＿＿结构和功能的研究深入到分子水平的体现。人工种皮中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等，以利于胚状体生长发育成幼苗。（2）作物新品种的培育①＿＿＿＿＿＿育种：育种过程中的＿＿＿＿＿＿＿＿过程就是植物组织培养过程。其优点是后代不发生＿＿＿＿＿＿，都是纯合子，能够＿＿＿＿＿＿，明显缩短了＿＿＿＿＿。②＿＿＿＿＿＿的利用：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的＿＿＿＿状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而发生＿＿＿＿。从这些产生＿＿＿＿＿的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。（3）＿＿＿＿＿＿的工厂化生产：可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物，如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。（二）动物细胞工程1．动物细胞工程常用的技术手段有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿等，其中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿是其他动物细胞工程技术的基础。2.动物细胞培养（1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的＿＿＿＿，将它分散成＿＿＿＿，然后放在适宜的＿＿＿中，让这些细胞＿＿＿＿＿。（2）流程：取动物胚胎或幼龄动物的器官或组织→剪碎→用＿＿＿＿＿或＿＿＿＿处理分散成＿＿＿＿＿→制成＿＿＿＿＿→转入培养瓶中进行＿＿＿培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续＿＿＿＿＿培养。（3）原代培养：人们通常将动物组织消化后的＿＿＿＿称为原代培养。（4）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为＿＿＿＿。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面＿＿＿＿＿＿时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的＿＿＿＿＿＿。（5）动物细胞培养需要满足以下条件①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿：培养液应进行＿＿＿＿＿＿处理。通常还要在培养液中添加一定量的＿＿＿＿＿＿＿＿＿，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。②＿＿＿：合成培养基。成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入＿＿等天然成分。③温度和pH：哺乳动物适宜温度：＿＿＿＿＿＿＿＿＿；多数细菌适宜pH：＿＿＿＿＿。3④气体环境：95%空气＋5%CO2。O2是＿＿＿＿＿＿所必需的，CO2的主要作用是＿＿＿＿＿。（6）动物细胞培养技术的应用：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。3.动物体细胞核移植技术和克隆动物（1）概念：动物细胞核移植是将动物的细胞核移入一个已经＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的＿＿＿＿＿＿细胞中，使其重组并发育成一个＿＿＿＿＿＿，这个新的胚胎最终发育为动物个体。可以分为＿＿＿＿＿＿核移植（比较容易）和＿＿＿＿＿＿核移植（比较难）。（2）原理：＿＿＿＿＿＿的全能性（3）过程：如右图①用于核移植的供体细胞一般都选用传代＿＿＿以内的细胞，因为这样的细胞能保持正常的＿＿＿＿核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。通过细胞核移植方法生产的克隆动物，并不是对核供体动物100%的复制，因为生物的性状除受＿＿＿＿＿控制以外，还受＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿的影响。②动物细胞核移植通常用＿＿＿＿＿＿时期的＿＿＿＿＿＿细胞作为受体细胞。原因是：该种细胞＿＿＿＿＿＿，容易操作；＿＿＿＿＿＿，营养丰富；能激发重组细胞分裂分化；具备受精能力。（4）体细胞核移植技术的应用：促进＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；保护＿＿＿＿＿＿；生产珍贵的＿＿＿＿＿＿；作为异种移植的＿＿＿＿＿＿；用于组织器官的移植等。（5）体细胞核移植技术存在的问题：成功率＿＿＿＿＿；克隆动物的健康问题：表现出＿＿＿＿＿＿＿缺陷等；克隆动物食品的安全性问题。4.动物细胞融合（1）概念：也称＿＿＿＿＿＿，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。（2）原理：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（3）诱导融合的方法：＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿等。（4）意义：①突破有性杂交方法的局限，使＿＿＿＿＿成为可能；②成为研究＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等的重要手段；③制备＿＿＿＿＿＿。5.单克隆抗体（1）制备流程：（如右图）①取相应B细胞前必须先注射＿＿＿＿＿。②诱导融合的两种细胞名称及作用。免疫过的＿＿＿＿细胞（浆细胞）——＿＿＿＿＿；＿＿＿＿细胞——＿＿＿增殖。③两次筛选的目的及方法：第一次：在特定的＿＿＿＿＿＿培养基（HAT）上，筛选出既能＿＿＿＿＿＿，又能产生＿＿＿＿＿的＿＿＿＿＿细胞。第二次：克隆化培养和＿＿＿＿＿检测，选择出能＿＿＿＿＿＿＿＿＿的杂交瘤细胞。（2）单克隆抗体特点：化学性质专一、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿，并能大量制备。（3）应用：①作为＿＿＿＿＿＿：准确识别各种＿＿＿＿＿＿物质并特异性结合。②用于＿＿＿＿和＿＿＿＿＿：制成“＿＿＿＿＿”。选修3练习：专题二《细胞工程》一、单项选择题1、对细胞全能性的表达正确的是A．离体的植物细胞均能够表现出全能性B．动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现C．花粉可培育成单倍体植株是细胞全能性的表现D．单克隆抗体的制备依据的原理是细胞的全能性42、在下列选项中，需要采用植物组织培养技术的是①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株②获取大量的脱毒苗③制备人工种子④单倍体育种⑤无子西瓜的快速大量繁殖A.①②③B.③④⑤C.①②④⑤D.②③④⑤3、植物组织培养过程的顺序是①离体的植物器官、组织或细胞②根、芽③愈伤组织④脱分化⑤再分化⑥植物体A.①④③⑤②⑥B.①④③②⑤⑥C.①⑤④③②⑥D.⑥①④③⑤②4、下面为植物组织培养过程流程图解，以下相关叙述不正确的是A.上述过程中脱分化发生在b步骤，形成愈伤组织，在此过程中植物激素发挥了重要作用B.再分化发生在d步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程C.从叶组织块到种苗形成的过程说明番茄叶片细胞具有全能性D.人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题5、下列关于植物体细胞杂交的叙述，错误的是A．不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程B．参与杂种细胞壁形成的细胞器主要是线粒体和核糖体C．植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制，培育远缘杂种植株D．杂种植株表现出的性状是基因选择性表达的结果6、下图所示为植物体细胞杂交技术的过程，错误的是A.A和B细胞诱导融合前要先去除细胞壁，可用纤维素酶和果胶酶处理B.从A和B细胞到C细胞的过程中，常用离心、振动、电刺激用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂C.A和B细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁D.植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞7、在动物细胞培养过程中，下列处理不恰当的是A．培养液和培养用具要进行无菌处理B．提供种类齐全的营养物质C．提供纯氧以保证细胞的呼吸作用D．保证提供适宜的温度和pH8、下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是A．培养中的人效应T细胞能产生单克隆抗体B．培养中的人B细胞能够无限地增殖C．人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株D．用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞9、关于动物细胞培养