【优化方案】高中生物 第二章第一节 细胞工程概述课件 苏教版选修3.ppt

第一节细胞工程概述 课标领航通过本节的学习 我能够1 了解细胞工程的发展 2 简述细胞工程的基本技术 3 举例说出细胞工程的应用 情景导引山东的金乡县是全国闻名的大蒜之乡 该县农科所与中国农科院联合成功开发和培育出的品质好 产量高的新品种 脱毒大蒜 是细胞工程的又一成果 什么是细胞工程 是如何发展起来的 包括哪些基本技术 在哪些方面得到了应用 核心要点突破 知能过关演练 第一节 基础自主梳理 基础自主梳理 一 细胞工程的发展 植物细胞与组织 体细胞杂交 克隆 二 细胞工程的基本技术1 细胞工程的概念 1 单位 细胞 2 条件 体外 条件下进行培养 繁殖 3 技术手段 植物细胞与组织培养 细胞核移植等 4 目的 使细胞某些生物学特性按照人们的意愿发生改变 从而改良生物品种 创造新品种和加速繁育生物个体 以及获得某些有用的 无菌 细胞融合 细胞代谢产物 2 分类 1 根据研究对象分为 植物细胞工程 动物细胞工程 2 根据所使用技术的不同分为 植物细胞与组织培养技术 在无菌条件下分离植物细胞或组织 将其放在适当的培养基上 给予必要的生长条件 使它们在体外继续生长 增殖与分化 形成新的组织 器官和个体的技术 微生物细胞工程 细胞融合技术 采用自然或人工的方法使2个或多个不同细胞融合为 的技术 常用的促融合方法有生物法 化学法和物理法等 植物细胞融合前用 等去除细胞壁 细胞核移植技术 将一个细胞的细胞核转移到另一个 的细胞中 从而使 获得新的遗传信息 产生新的生命迹象的技术 染色体工程 人们按照一定的设计 有计划地消减 添加或替换同种或异种染色体 从而达到 改变遗传性状和选育新品种的一种技术 一个细胞 纤维素酶 去除细胞核 受体细胞 定向 思考感悟1 1978年 梅尔彻斯等人首次获得了马铃薯与番茄的属间体细胞杂种 他们将培育的二倍体马铃薯品系和番茄叶片细胞进行融合 所产生的杂交株被称为 马铃薯 番茄 像大多数杂种一样 杂交株同时具有马铃薯和番茄的形态特征 却没有如科学家所想像的那样 地上长番茄 地下结马铃薯 你能分析其中的原因吗 提示 主要原因是 生物基因的表达不是孤立的 它们之间是相互调控 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 杂交植株不能地上长番茄 地下结马铃薯就是很自然的了 三 细胞工程的应用1 快速培养花卉及濒危植物 利用 的植物细胞 组织或器官在特定的条件下 通过 再分化等过程培育新植株 如名贵花卉郁金香等 2 获得无病毒作物 植物 附近 如茎尖 根尖 因很少被病毒感染 甚至无病毒 而被用来培育 植株 3 开发洁净能源减少环境污染 如利用单细胞生物在特定条件下产生的 作为燃料 4 繁殖优良家畜品种及濒危动物5 医疗领域的应用 1 开发和生产各种 2 成为器官移植的新来源等 离体 脱分化 分生区 无病毒 氢气 抗体 疫苗 思考感悟2 我国青岛崂山森淼生物技术研究所曾培育出携带有转 干扰素基因的克隆羊 试从它们的培育过程 谈谈细胞工程与其他生物工程的关系 提示 将人的 干扰素基因转移到羊的体内必须利用基因工程中的转基因技术 将转有 干扰素基因的受精卵再培养成克隆羊 又必须利用细胞工程 核移植 和胚胎工程 胚胎培养与移植 故由此可知 生物工程中的基因工程 细胞工程与胚胎工程等是相辅相成的关系 核心要点突破 1 植物细胞与组织培养技术 1 依据原理 植物细胞的全能性 2 培养对象 离体的植物细胞或组织 3 培养条件 体外无菌条件和必要的生长条件 4 培养目的 使离体植物细胞或组织生长 增殖与分化 形成新的组织 器官和个体的技术 2 细胞融合技术 1 融合原理 细胞膜的流动性 2 融合对象 2个或多个不同细胞 3 促融合方法 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 4 融合结果 形成杂种细胞 5 融合过程 2个或多个不同细胞的质膜发生粘连 破裂 细胞质发生融合 发生核融合 形成杂种细胞 6 融合意义 突破有性杂交的局限 使远缘杂交成为可能 特别提醒 植物细胞融合前还需要用纤维素酶和果胶酶等去除细胞壁 知识拓展 不同融合方法的比较不同融合方法的目的是相同的 都是要获得融合的细胞 不同融合方法所依据的原理也是相同的 即都依据细胞膜所具有的流动性 3 细胞核移植技术 1 概念 细胞核移植技术是将一个细胞的细胞核转移到另一个去除细胞核的细胞中去 从而使受体细胞获得新的遗传信息 产生新的生命现象的技术 2 处理方法 用微吸管把一个细胞中的细胞核吸出后直接转移到另一个去除细胞核的细胞中 3 体细胞 提供细胞核 4 卵细胞 提供细胞质 5 操作仪器 显微操作仪 4 染色体工程 1 处理方法 消减 添加或替换同种或异种染色体 2 目的 定向改变遗传性状和选育新品种 3 应用 用于培育抗病新品种 如多倍体育种 也是基因定位和染色体转移等基础研究的有效手段 白菜 甘蓝 是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 耐热性强和易贮藏等优点 如图是 白菜 甘蓝 的杂交过程示意图 请回答下列问题 1 过程 应使用 酶 2 过程 常用的化学试剂是 3 过程 的细胞分裂方式为 4 通常情况下 白菜和甘蓝不能杂交成功 原因是 上述方法克服了 的障碍 尝试解答 1 纤维素酶和果胶 2 聚乙二醇 3 有丝分裂 4 存在生殖隔离远缘杂交不亲和 解析 过程 是去除细胞壁的过程 常用的方法是酶解法 用诱导剂诱导细胞融合 进而用组织培养法可获得杂种植株 由于白菜 甘蓝为不同物种 存在生殖隔离 利用上述方法可克服远缘杂交不亲和的难题 互动探究 在经过 过程后 形成了几种两两融合的细胞 分别是什么 提示 三种 分别是白菜 白菜 白菜 甘蓝和甘蓝 甘蓝细胞 跟踪训练 2011年淮安高二检测 将基因型为aa植株的花粉和基因型为bb植株的花粉 除去细胞壁后 进行原生质体融合 可以得到多少种基因型不同的细胞 a 6种b 8种c 10种d 12种 解析 选c 基因型为aa的植株可形成基因型为a和基因型为a的两种花粉 基因型为bb的植株可形成基因型为b和基因型为b的两种花粉 除去细胞壁后 在进行原生质体融合时 基因型相同的原生质体可以相互融合 基因型不同的原生质体也可以相互融合 这样得到的细胞其基因型共有aa aa aa bb bb bb ab ab ab ab10种 特别提醒 利用细胞工程技术可进行不同物种之间的 杂交 形成的新杂交物种所产生的变异属于染色体变异 如图所示为农作物新品种的育种方式 1 图示育种方式涉及到的生物工程技术有 2 过程中常用的运载体是 过程表示的基因操作步骤是 3 上述育种与传统杂交育种相比 突出优点是 思路点拨 本题综合考查基因工程和细胞工程的操作过程和应用 应从以下两方面分析 基因工程和细胞工程的操作工具和过程 基因工程与传统育种相比有哪些优点 尝试解答 1 基因工程 植物组织培养植物体细胞杂交 细胞融合 2 质粒转化受体细胞 3 打破生殖隔离 克服了远源杂交不亲和的障碍 解析 1 图中 过程涉及到基因工程 过程为植物体细胞杂交 两者都需要植物组织培养