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1、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2.植物组织培养技术(1)什么是细胞的全能性？
2、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：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。植物组织培养的培养基一般需要什么样的条件？答案
3、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。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。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
4、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
5、，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
6、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
7、：(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，
8、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_。答案(1)纤维素酶和果胶酶(2)聚乙二醇细胞膜的流动性(3)AAaaBBBB、ccccDDdd、AaBBccDd(4)高尔基体(5)无机营养植物激素无菌(6)植物组织培养全能性(7) 存在生殖隔离(8) 2M2NMN(9)克服远缘杂交不亲和的障碍1下列技术中，一般不属于细胞工程的是()A1907年哈里森进行的蛙胚神经组织培养B1972年卡尔逊获得了体细胞杂
9、交植株C1982年帕米特采用显微注射法获得了巨型小鼠D1996年韦尔穆特利用核移植技术克隆出绵羊“多莉”答案C解析帕米特采用显微注射法将经过重组的带有大鼠生长激素基因的质粒转入小鼠受精卵内，并将早期胚胎植入小鼠体内妊娠，分娩出了带有大鼠生长激素基因的巨型小鼠，这一实验被认为是基因工程发展史上的一个里程碑。2植物组织培养中的“脱分化”过程是指()A已休眠的种子经过处理使种子尽快萌发的过程B植物根尖、茎尖等处分生组织细胞经有丝分裂产生新细胞后分化为各种组织的过程C愈伤组织细胞分化为根与茎的过程D离体的植物组织、细胞培养产生愈伤组织的过程答案D解析脱分化指让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结
10、构和功能而转变成未分化细胞的过程。A、B、C都是细胞分裂、分化的过程。3植物体细胞杂交要先除去细胞壁的原因是()A植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁B细胞壁使原生质体失去活力C细胞壁阻碍了原生质体的融合D细胞壁阻碍了原生质体的发育答案C解析细胞壁的存在阻碍了原生质体的融合，所以植物体细胞杂交要先除去细胞壁。4下列关于细胞工程的叙述错误的是()A细胞工程仅仅在细胞整体水平上定向改变遗传物质B细胞工程需要严格的无菌条件C细胞工程的技术包括植物组织培养技术、细胞融合技术、细胞核移植技术等D细胞工程可以用于作物新品种的改良或繁育答案A解析细胞工程是以细胞为基本单位，在体外进行操作，改变细胞的遗传物质，
11、这种对遗传物质的改变可以在细胞整体水平上进行，也可以在细胞器水平上进行，如染色体工程。5下列实例中能体现细胞全能性的是()用培养基培养的胡萝卜单个细胞发育成了可育的植株植物用种子进行繁殖烟草花药离体培养得到了单倍体植株ABCD答案B解析用培养基培养的胡萝卜单个细胞发育成了可育的植株及烟草花药离体培养得到了单倍体植株都采用植物组织培养技术，都体现了植物细胞的全能性。而种子是绿色开花植物的一种器官，是通过有性生殖形成的，因此，植物用种子进行繁殖没有体现植物细胞的全能性。基础再现1下列有关细胞全能性的叙述，不正确的是()A受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高B生物体内细胞由于分
12、化，全能性不能表达C卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高D植物细胞离体培养，在一定条件下能表现出全能性答案C解析生物体的所有细胞中，受精卵的全能性最高；卵细胞虽然分化程度很高，但仍具有较高的全能性；而体细胞的全能性比生殖细胞低得多。2要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，下列哪项是不需要的()A具有完整细胞核的细胞B离体状态C导入外源基因D一定的营养物质和激素答案C解析组织培养三个条件是：离体、营养物质和激素、无菌，且所用体细胞必须结构完整，无需导入外源基因。3在以下4种利用细胞工程技术培育出的新个体中，遗传物质完全来自一个亲本的是()A细胞核移植B细胞融合C染色体工程D细胞组织培养答案D
13、解析细胞核移植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，但去核细胞的细胞质中有部分遗传物质，所以具有两个亲本的遗传性状；细胞融合可以实现两个同种或异种细胞之间的融合，具双亲遗传性状；染色体工程是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，其遗传物质不一定来自于同一个亲本；细胞组织培养是利用体细胞进行无性繁殖的技术。4下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是()A培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压B培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化C离体器官或组织的细胞都必须经过脱分化才能形成愈伤组织D同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因组成相同答案D解析绿色开花植物的细胞有两种：体细胞和配子细胞，这两种细胞所含的核型(基因)是不同的，同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因组成可能不相同。5植物体
