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成才之路·生物路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·选修3专题二细胞工程成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3细胞工程专题二专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3专题概述1996年7月5日，英国苏格兰罗斯林研究所胚胎学家维尔穆特博士和他领导的基因小组在绵羊无性繁殖技术领域取得重大突破，一只无性繁殖的绵羊已经在他的试验基地出生。他的研究小组从一只母羊身上提取的卵子(把卵子去掉内核)进行电子“焊接”，形成一个胚胎，并把此胚胎移入另外一只母羊子宫内培育，便顺利生下了这只被命名为“多利”的小羊羔。羊羔是其“基因母羊”的完全复制品，科学家给利用这种无性繁衍技术生产的羊起名为“克隆羊”。专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3维尔穆特博士证实，从理论上来说，利用同样方法，人也可以复制出“克隆人”。一旦成为现实，世界上将有可能生存着完全一样的众多“克隆人”。生物技术诞生后，人们产生了许多奇思妙想，通过细胞工程技术，有的已经变为现实，有的正在努力变成现实。本专题内容包括两部分，即“植物细胞工程”和“动物细胞工程”，主要讲述了植物细胞工程基本原理和技术、实际应用及动物细胞的培养、动物体细胞核移植技术、克隆动物、细胞融合和单克隆抗体等内容。本专题内容在现代生物科技专题中占有重要地位，也是高考热点之一，应着重掌握。专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3生物技术各个分支领域是相互渗透、相互促进的。细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞工程中的技术是其他生物工程的基础。细胞工程是建立在对细胞结构、功能、生理等研究基础上的新技术，在必修模块《分子与细胞》中，我们已学过动植物细胞的结构和功能、细胞的分化和全能性；在必修模块《遗传与进化》中，我们已学过生物变异在育种上的应用；在必修模块《稳态与环境》中，我们学习过人体内环境及免疫的知识，而这些都是学习本专题的知识基础。专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3细胞工程是生物工程的重要内容。现在的高考更加侧重于考查学生能力，因此将有关的学科知识置于细胞工程科研成果的背景材料中考查学生分析综合问题的能力，仍是今后新高考的热点，会涉及：①动物细胞的培养；②单克隆抗体的制备；③利用基因工程技术育种等热点，尤其是单克隆抗体的制备近几年高考考查次数较多。专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3本专题在学习时应注重：1．知识的前后联系，加强对基本概念和原理的理解和记忆；2．变换形式，将课本图解转化为流程图来加深理解和记忆，培养图文转换的能力；3．通过列表格、作比较，我们不仅可以把握生命现象的本质还可以找出基本规律。如比较不同育种方式的原理和优缺点，可以有效地培育生物新品种等；专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修34．注重与实践相结合，将相关的原理与生产实践和现代科技发展的成果结合起来，强化对知识的理解和应用，尤其是注意不同原理和技术在解决同一问题时的组合运用，增强探究能力，发展发散思维能力；5．通过实际操作加强对植物组织培养概念的理解，培养实验操作和探究能力；6．注重收集阅读相关资料，通过讨论开拓视野、培养创新精神。专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3第一节植物细胞工程专题二第一课时植物细胞工程的基本技术专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3目标定位1预习导学2要点精析3思维升华4知识构建5课时作业7应用探究6专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3目标定位专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修31．了解细胞工程的含义。2．掌握植物组织培养技术的过程及用途。(重点)3．理解植物体细胞杂交技术的过程。(重、难点)专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3预习导学专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3一、细胞工程的含义及分类1．含义(1)原理和方法：细胞生物学和①____________。(2)操作水平：细胞水平或②____________。(3)目的：按照人们的意愿来改变③________________或④_______________。2．种类根据操作对象不同，可分为⑤________细胞工程和⑥________细胞工程。分子生物学细胞器水平细胞内遗传物质获得细胞产品植物动物专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3二、植物细胞的全能性1．理论：具有某种生物⑦______________的任何一个细胞具有发育成⑧____________的潜能，也就是说，每个生物细胞都有⑨________的特点。2．现实表现：在生物的生长发育过程中，细胞并不表现⑩________，而是分化成各种⑪___________。3．原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会⑫________地表达出各种⑬________，分化形成不同的细胞，从而构成生物体的不同⑭____________。全部遗传信息完整生物体全能性全能性组织和器官有选择性蛋白质组织和器官专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3三、植物组织培养技术1．植物组织培养(1)前提：离体的植物⑮________、组织、细胞。(2)条件：⑯________和人工配制的⑰________、适宜的⑱________。(3)结果：诱导产生⑲________、丛芽，最终形成完整的⑳________。器官无菌培养基培养条件愈伤组织植株专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修32．原理：植物细胞具有○21________，理论上具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成○22________的潜能。3．过程：高度分化的植物器官、组织、细胞――→脱分化○23________――→再分化芽和根―→完整植株。4．细胞脱分化：已○24________的细胞经过诱导后，失去其特有○25___________而转变成未分化细胞的过程。全能性完整植株愈伤组织分化结构和功能专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3四、植物体细胞杂交技术1．概念：将不同种的植物○26________，在一定条件下融合成○27________，并把杂种细胞培育成○28__________的技术。2．过程：○29___________细胞――→纤维素酶果胶酶不同种细胞原生质体――→人工诱导原生质体○30________――→再生细胞壁○31__________――→组织培养杂种植物。体细胞杂种细胞新的植物体不同植物体融合愈伤组织专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3[思维激活]1．若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部分，愈伤组织中是否会含有叶绿体？2．去除植物细胞壁为什么要用纤维素酶和果胶酶？3．植物细胞A和B去除细胞壁后的原生质体融合后有几种？专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3[答案]1．培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变为未分化细胞，愈伤组织中不含有叶绿体。2．因为植物细胞壁的化学成分是纤维素和果胶，酶具有专一性，纤维素酶和果胶酶能够催化分解细胞壁，而对细胞膜没有破坏作用。3．三种，A—A、B—B、A—B。专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3要点精析专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3一、细胞的全能性1．概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物个体的潜能。2．细胞表现其全能性的条件：(1)离体状态；(2)培养基中除含有一定的水分、无机盐外，还要添加一定的植物激素(如生长素、细胞分裂素)，这有助于愈伤组织分化为不同组织、器官；(3)在植物组织培养的前期对光照无需求，在后期需要光照条件，这有利于细胞生长、分化。专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修33．细胞全能性的物质基础：生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。4．全能性细胞来源：生物体细胞一般都是由受精卵经有丝分裂形成，形成的子细胞(体细胞)与母细胞(受精卵)核内的基因相同，因而都含有生物一整套遗传物质，都具有发育成完整个体的潜能。但在生物体上时不能表现出其全能性，只能通过细胞分化形成不同的组织、器官，这是在特定的环境、激素等的影响下基因选择性表达的结果。专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3知识贴士：全能性的差异①植物细胞动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)②受精卵生殖细胞(配子、精子、卵细胞)体细胞③体细胞：分化程度低分化程度高④幼嫩的细胞衰老的细胞⑤细胞分裂能力强的细胞分裂能力弱的专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3下列围绕有关细胞全能性的叙述，正确的是()A．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性C．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同D．紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3[解析]细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因，而配子也具有这样的全套基因，同样具有全能性，A项错误；植物体内细胞没有表现出全能性，这是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果，C项错误；种子发育成植株，是正常生命历程，未反映全能性，D项错误。细胞全能性的表达前提是离体培养的细胞、组织或器官，B项正确。[答案]B专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3以下关于细胞全能性的描述错误的是()A．利用海岛烟草韧皮部细胞培育出植株体现了细胞的全能性B．受精卵的全能性最高C．水稻种子培育出植物表现了细胞的全能性D．只有在离体的条件下细胞的全能性才能得以体现[答案]C专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3[解析]本题综合考查了细胞全能性的概念、不同细胞全能性的比较、细胞表现全能性的条件等基础知识。细胞的全能性是指高度分化的体细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。C选项中利用水稻种子培育出植株是一个完整的个体发育过程，不能说明细胞的全能性。专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3二、植物组织培养1．植物组织培养的过程2．植物组织培养过程的几个概念、条件(1)细胞分化：基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。(2)脱分化的条件：离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件(如无菌、适宜的温度等)。专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修3(3)影响植物细胞脱分化、再分化的关键因素是植物激素，特别是当细胞分裂素和生长素共同使用时，根据诱导的需求，对二者要按一定比例合理使用。(4)愈伤组织：排列疏松、无规则，高度液泡化的无定形状态的薄壁细胞。3．理论基础：细胞的全能性。专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·生物·选修34．实验：胡萝卜的组织培养(1)实验原理植物的根、茎、叶细胞都具有全能性，在一定的营养和激素条件下，可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上，就可以诱导其再分化生成胚状体和丛芽，进而培育成完整的小植株。专题二第一节第一课时成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·