wang2.1植物细胞工程

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1、多维课堂多维课堂师生互动师生互动专题专题2 2 细胞工程细胞工程多维课堂多维课堂师生互动师生互动细胞工程 指应用指应用细胞生物学和分子生物学细胞生物学和分子生物学的原理和方法，的原理和方法，通过某种工程学手段，在通过某种工程学手段，在细胞水平或细胞器水平上细胞水平或细胞器水平上，按照人们的意愿按照人们的意愿来改变细胞内的来改变细胞内的遗传物质或获得细胞遗传物质或获得细胞产品产品的一门综合科学技术。的一门综合科学技术。 应用的原理和方法应用的原理和方法应用的原理和方法应用的原理和方法研究的水平研究的水平研究的水平研究的水平研究的目的研究的目的研究的目的研究的目的细胞生物学和分子生物学细胞生物学和

2、分子生物学细胞水平细胞水平或或细胞器水平细胞器水平按照人们的意愿来改变细胞内的按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质遗传物质或或获得细胞产品获得细胞产品多维课堂多维课堂师生互动师生互动 植物植物细胞工程细胞工程 动物动物细胞工程细胞工程根据操作对象的不同,可分为:多维课堂多维课堂师生互动师生互动2.1.1 2.1.1 植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术植物组织培养技术植物体细胞杂交技术2.1 植物细胞工程多维课堂多维课堂师生互动师生互动为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？多维课堂多维课堂师生互动师生互动回忆、思考回忆、思考1 1、一

3、个花瓣培养成完整植株的理论基础是什么？、一个花瓣培养成完整植株的理论基础是什么？植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性2 2、什么叫做细胞全能性？什么叫做细胞全能性？具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞, ,都具有发育成完整都具有发育成完整生物体的潜能生物体的潜能, ,即每个细胞都具有全能性。即每个细胞都具有全能性。3 3、植物细胞能表现出全能性的原因是什么？、植物细胞能表现出全能性的原因是什么？生物体的任何一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，生物体的任何一个细胞都包含有该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都有发育成为完

4、整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体，从理论上讲，生物体的每一个的每一个活细胞活细胞都应该具有全能性。都应该具有全能性。 多维课堂多维课堂师生互动师生互动4 4、动物细胞有全能性吗？生物体所有细胞全能性都一致吗？、动物细胞有全能性吗？生物体所有细胞全能性都一致吗？受精卵受精卵 生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞; ;植物细胞植物细胞 动物细胞动物细胞胚胎干细胞其他干细胞体细胞胚胎干细胞其他干细胞体细胞5、为什么植物的花瓣在植物体内没有能发育成完整的植株为什么植物的花瓣在植物体内没有能发育成完整的植株，而，而是分化成不同的组织器官？是分化成不同的组织器官？细胞失去了全能性细胞失去了全能性细胞失

5、去了全能性细胞失去了全能性细胞中的基因部分丢失细胞中的基因部分丢失细胞中的基因部分丢失细胞中的基因部分丢失细胞中的基因进行选择性表达细胞中的基因进行选择性表达细胞中的基因进行选择性表达细胞中的基因进行选择性表达细胞中的基因变异不同细胞中的基因变异不同细胞中的基因变异不同细胞中的基因变异不同 在生物体内，在特定的时间和空间条件下，细胞在生物体内，在特定的时间和空间条件下，细胞基因的选择性表基因的选择性表达达，细胞不能表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官。细胞不能表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官。 多维课堂多维课堂师生互动师生互动植物的花瓣是怎样长成一株完整的植株呢植物的花瓣是怎样长成

6、一株完整的植株呢？多维课堂多维课堂师生互动师生互动植物组织培养的过程植物组织培养的过程离体的植物离体的植物器官、组织器官、组织或细胞或细胞植物体植物体愈伤愈伤组织组织脱分化脱分化根、芽根、芽再分化再分化脱分化脱分化:让已经让已经分化分化的细胞的细胞,经过经过诱导诱导后后,失去其特有的结构失去其特有的结构和功能而转变成和功能而转变成未分化未分化细胞的过程细胞的过程.愈伤组织愈伤组织:由一团排列疏松而无规则由一团排列疏松而无规则,高度液泡化的呈无定高度液泡化的呈无定形状态的形状态的薄壁细胞薄壁细胞组成组成. .再分化再分化:脱分化产生的愈伤组织继续进行培养脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重

7、又可以重新分化成根或芽等器官新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化这个过程叫做再分化.外植体外植体植物激素：特别是细胞分裂素、生长素植物激素：特别是细胞分裂素、生长素多维课堂多维课堂师生互动师生互动例题辨析： 下列有关细胞全能性的含义，正确的是：A、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能 B、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全 部功能 C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体 的潜能 D、生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、 生长、衰老、死亡的全过程 C多维课堂多维课堂师生互动师生互动一、植物组织培养技术一、植物组织培养技术多维课堂多维课堂师生互动师生互动过过 程程 一一 制备

8、固体培养基制备固体培养基 五五 移移栽栽 四四 培培 养养三三 接接种种（4 4）二二 胡胡萝萝卜卜处处理理与与消消毒毒（1 1，2 2，3 3）多维课堂多维课堂师生互动师生互动一、植物组织培养技术一、植物组织培养技术1 1、植物组织培养技术的过程、植物组织培养技术的过程1. 1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？植物细胞表现出全能性的条件有哪些？2.2.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？菌，并且要求无菌操作？3 3、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株

9、吗？成小植株吗？4 4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？5 5、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流程图，并与同学交流。流程图，并与同学交流。多维课堂多维课堂师生互动师生互动1.1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？植物细胞表现出全能性的条件有哪些？2.2.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？求无菌操作？3 3、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株吗、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能

10、培养成小植株吗？细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件( (适宜的温度、适宜的温度、湿度、光照、湿度、光照、PHPH值、无菌条件）值、无菌条件）避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。菌会危害培养物的生长。想一想想一想胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组织，其他部分如叶、花也能培养胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组织，其他部分如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些。成小植株，只是稍微困难些。多维课堂多维课堂师生互动师生互动4 4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？、为什么诱导愈伤组织的过

11、程中应避光培养？5 5、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流程图，并、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流程图，并与同学交流。与同学交流。在有光时，往往容易形成维管在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。组织，而不易形成愈伤组织。多维课堂多维课堂师生互动师生互动植 物 材 料植 物 材 料消 毒消 毒接种到诱导培养基接种到诱导培养基诱导出诱导出愈伤组织愈伤组织直接诱导分化直接诱导分化愈伤组织接种到分化培养基上分化出分化出幼苗幼苗完整完整植株植株幼苗接种到生幼苗接种到生根培养基上根培养基上移栽到大田移栽到大田愈伤组织转接到愈伤组织转接到继代培养基继代培养基上上得到

12、大量的愈伤组织得到大量的愈伤组织多维课堂多维课堂师生互动师生互动植物组织培养植物组织培养 在在无菌无菌和和人工控制人工控制条件下，将离体的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。 原理：原理：植物细胞的全能性植物细胞的全能性多维课堂多维课堂师生互动师生互动植物组织培养的培养基植物组织培养的培养基定义：定义：含有一定营养成分，供组织培养植物生长含有一定营养成分，供组织培养植物生长 的基质的基质

13、无机营养成分无机营养成分：C C，H H，O O大量元素及部分微量元素大量元素及部分微量元素 有机营养成分有机营养成分 含含N N物质：包括维生素和氨基酸物质：包括维生素和氨基酸 碳源：碳源：2%2%5%5%的蔗糖的蔗糖 琼脂：起支持作用琼脂：起支持作用 生长激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素生长激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素 PHPH值：值：5.05.06.06.0多维课堂多维课堂师生互动师生互动切取切取形成层形成层无菌接无菌接种种诱导愈伤组织诱导愈伤组织的形成的形成试管苗的形成试管苗的形成培养室培养室移栽移栽脱分化脱分化再分化再分化192021/6/4多维课堂多维课堂师生互动师生互动外植体

14、外植体植物体植物体脱分化脱分化再分化再分化（二二）、植植物物组组织织培培养养（分化）（分化）（未分化）（未分化）（分化）（分化）幼芽或幼根？幼芽或幼根？条件？条件？优点？优点？特点？特点？繁殖速度快繁殖速度快不受季节限制不受季节限制幼苗无毒幼苗无毒保持优良性状保持优良性状适宜温度和无菌适宜温度和无菌环境。环境。无机、有机成分无机、有机成分和植物激素（和植物激素（生长生长素，细胞分裂素素，细胞分裂素）排列疏松、无规则排列疏松、无规则高度液泡化高度液泡化薄壁细胞薄壁细胞分化程度低分化程度低去分化较易去分化较易离体的植物离体的植物器官、组织器官、组织或细胞或细胞愈伤组织愈伤组织根、芽根、芽小结小结多

15、维课堂多维课堂师生互动师生互动 1972 1972年卡尔森等通过两个烟草品种之间原生质体的融合，年卡尔森等通过两个烟草品种之间原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种。获得了第一个体细胞杂种。19781978年梅尔彻斯年梅尔彻斯(Melchers)(Melchers)等首次获得了番茄和马铃等首次获得了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种薯的属间体细胞杂种“PotamatoPotamato”。 目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与野生大豆、目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代

16、，获得了有价值的新品系或育种上有用的新材料。代，获得了有价值的新品系或育种上有用的新材料。 二、植物体细胞杂交技术多维课堂多维课堂师生互动师生互动多维课堂多维课堂师生互动师生互动1 1、定义：、定义： 将不同的植物体细胞将不同的植物体细胞, , 在一定条件下融合在一定条件下融合成成杂种细胞杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。物体的技术。 2 2、优势：、优势：（与有性杂交方法比较与有性杂交方法比较） 打破了不同种生物间的生殖隔离限制，大打破了不同种生物间的生殖隔离限制，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。植物体细胞杂交植物体

17、细胞杂交多维课堂多维课堂师生互动师生互动植物植物A A细胞细胞植物植物B B细胞细胞去壁去壁原生质体原生质体A A原生质体原生质体B B原生质体融合原生质体融合融合体融合体再再生生壁壁杂种细胞杂种细胞细胞分裂细胞分裂愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株去壁的常用方法：酶解法（酶解法（纤维素酶、果胶酶纤维素酶、果胶酶等）等） 原生质体融合方法：物理法：离心、振动、电刺激等物理法：离心、振动、电刺激等 化学法：聚乙二醇（化学法：聚乙二醇（PEGPEG） 植物体细胞杂交过程示意图多维课堂多维课堂师生互动师生互动杂种细胞杂种细胞愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株植物细胞植物细胞A A植物细胞植物细胞B 原生

18、质体原生质体A原生质体原生质体B正在融合的原生质体正在融合的原生质体植植物物体体细细胞胞的的杂杂交交去壁去壁去壁去壁人工诱导人工诱导再生壁再生壁脱分化脱分化再分化再分化多维课堂多维课堂师生互动师生互动过程：过程： 细胞融合（细胞膜的流动性）细胞融合（细胞膜的流动性） 植物组织培养（植物细胞全能性）植物组织培养（植物细胞全能性）杂种细胞形成的标志：杂种细胞形成的标志：新细胞壁的形成新细胞壁的形成植物体细胞杂交技术完成的标志：植物体细胞杂交技术完成的标志：得到杂种植株得到杂种植株属于属于无性繁殖无性繁殖，变异类型为，变异类型为染色体变异染色体变异。特点特点：克服远缘杂交不亲和的障碍。：克服远缘杂交

19、不亲和的障碍。二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术多维课堂多维课堂师生互动师生互动植物体细胞杂交尚植物体细胞杂交尚植物体细胞杂交尚植物体细胞杂交尚未未未未解决的问题有：解决的问题有：解决的问题有：解决的问题有：A A A A、去掉细胞壁、去掉细胞壁、去掉细胞壁、去掉细胞壁, , , ,分离出有活力的原生质体分离出有活力的原生质体分离出有活力的原生质体分离出有活力的原生质体B B B B、将杂种细胞培育成植株、将杂种细胞培育成植株、将杂种细胞培育成植株、将杂种细胞培育成植株C C C C、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性、让杂种植物按

20、照人们的需要表现出亲代的优良性、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性D D D D、尚未培育出属间杂种植物、尚未培育出属间杂种植物、尚未培育出属间杂种植物、尚未培育出属间杂种植物不不 能能 人人 工工 诱诱 导导 原原 生生 质质 体体 融融 合合 的的 方方 法法 是是 ：不不 能能 人人 工工 诱诱 导导 原原 生生 质质 体体 融融 合合 的的 方方 法法 是是 ：A A A A、振动、振动、振动、振动 B B B B、电刺激、电刺激、电刺激、电刺激、 C C C C、PEGPEGPEGPEG试剂、试剂、试剂、试剂、 D D D D、重压、重压、重压、重压3. 3. 意义意义意义意

21、义: :克服不同生物的克服不同生物的克服不同生物的克服不同生物的远源远源远源远源杂交杂交杂交杂交C CD D多维课堂多维课堂师生互动师生互动所采用技术的理论基础 植物细胞工程通常采用的技 术 手 段 植物组织培养植物组织培养 植物体细胞杂交植物体细胞杂交植物细胞的全能性植物细胞的全能性多维课堂多维课堂师生互动师生互动1. 1. 为什么为什么“番茄番茄马铃薯马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？ 主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互

22、影响的，所以马铃薯之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯番茄番茄杂交植株的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。然的了。 多维课堂多维课堂师生互动师生互动 体细胞融合成功后培养基中共有体细胞融合成功后培养基中共有5种种细胞类型细胞类型(A、B、AA、BB、AB)，其中，其中融合细胞类型有融合细胞类

23、型有3种种(AA、BB、AB)，而，而真正符合要求的是真正符合要求的是AB，因此要对融合细，因此要对融合细胞进行筛选。胞进行筛选。植物体细胞杂交过程中的注意问题植物体细胞杂交过程中的注意问题植物体细胞杂交无生殖细胞的结合，植物体细胞杂交无生殖细胞的结合，属于属于无性繁殖无性繁殖，变异类型为，变异类型为染色体数目染色体数目的变异的变异，仍具有两个亲本的性状。，仍具有两个亲本的性状。多维课堂多维课堂师生互动师生互动体细胞杂交不管体细胞杂交不管染色体、基因组还是染色染色体、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法体组都采用直接相加的方法。若一植物细胞。若一植物细胞含含2X条染色体，两个染色体组，基因型

24、为条染色体，两个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞含，另一植物细胞含2Y条染色体，条染色体，2个染个染色体组，基因型为色体组，基因型为ccDd，新植物应为异源四，新植物应为异源四倍体，其体细胞染色体为倍体，其体细胞染色体为2X+2Y条，条，4个染色个染色体组，基因型为体组，基因型为AabbccDd体细胞杂交技术体细胞杂交技术不遵循孟德尔遗传定律不遵循孟德尔遗传定律，只，只有在有性生殖进行减数分裂过程中才符合遗传有在有性生殖进行减数分裂过程中才符合遗传定律，而体细胞杂交没有此过程。定律，而体细胞杂交没有此过程。多维课堂多维课堂师生互动师生互动归纳归纳植物组织培养和植物体细胞杂交的比较植物组

25、织培养和植物体细胞杂交的比较多维课堂多维课堂师生互动师生互动多维课堂多维课堂师生互动师生互动2(2013天津卷，天津卷，9)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂剂量的紫外量的紫外线处线处理黑芥原生理黑芥原生质质体可使其染色体片段化，并体可使其染色体片段化，并丧丧失再生能力。失再生能力。再利用此原生再利用此原生质质体作体作为为部分部分遗传遗传物物质质的供体与完整的花椰的供体与完整的花椰菜原生菜原生质质体融合，以体融合，以获获得抗黑腐病得抗黑腐病杂杂种植株。流程如下种植株。流程如下图图。植

26、物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术多维课堂多维课堂师生互动师生互动据据图图回答下列回答下列问题问题：(1)过过程程所需的所需的酶酶是是_。(2)过过程程后，在后，在显显微微镜镜下下观观察融合的活察融合的活细细胞中有供体的胞中有供体的_存在，存在，这这一特征可作一特征可作为为初步初步筛选杂筛选杂种种细细胞的胞的标标志。志。(3)原生原生质质体培养液中需要加入适宜体培养液中需要加入适宜浓浓度的甘露醇以保持一定的度的甘露醇以保持一定的渗透渗透压压，其作用是，其作用是_。原生。原生质质体体经过经过_再生，再生，进进而分裂和脱分化形成愈而分裂和脱分化形成愈伤组织伤组织。(4)若分析再生植株的染色体若分析

27、再生植株的染色体变变异异类类型，型，应应剪取再生植株和剪取再生植株和_植株的根尖，通植株的根尖，通过过_、_、染色和制片、染色和制片等等过过程制成装片，然后在程制成装片，然后在显显微微镜镜下下观观察比察比较较染色体的形染色体的形态态和数和数目。目。纤维纤维素素酶酶和果胶和果胶酶酶叶叶绿绿体体保持原生保持原生质质体完整性体完整性细细胞壁胞壁双双亲亲(或花椰菜和黑芥或花椰菜和黑芥)解离解离漂洗漂洗多维课堂多维课堂师生互动师生互动(5)采用特异性引物采用特异性引物对对花椰菜和黑芥基因花椰菜和黑芥基因组组DNA进进行行PCR扩扩增，增，得到两得到两亲亲本的差异性条本的差异性条带带，可用于，可用于杂杂种

28、植株的种植株的鉴鉴定。下定。下图图是是用用该该引物引物对对双双亲亲及再生植株及再生植株14进进行行PCR扩扩增的增的结结果。据果。据图图判断，再生植株判断，再生植株14中一定是中一定是杂杂种植株的有种植株的有_。(6)对杂对杂种植株种植株进进行行_接种接种实验实验，可，可筛选筛选出具有高抗性出具有高抗性的的杂杂种植株。种植株。1、2、4黑腐病菌黑腐病菌多维课堂多维课堂师生互动师生互动植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用多维课堂多维课堂师生互动师生互动一一.植物繁殖新途径植物繁殖新途径 微型繁殖技术微型繁殖技术概念概念: :是是快速高快速高效效实现种苗繁植实现种苗繁植, ,培育优良植物品

29、培育优良植物品种的植物组织培种的植物组织培养技术养技术. .多维课堂多维课堂师生互动师生互动特点特点: 繁殖速度快；繁殖速度快；保持亲本的优良性状；保持亲本的优良性状； 不受自然生长季节的限制（因为在具不受自然生长季节的限制（因为在具有一定人工设施的室内生产）。有一定人工设施的室内生产）。 多维课堂多维课堂师生互动师生互动 生姜是药食两用的经济作物，具有栽生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产量高、价格高等特点，近年培容易、产量高、价格高等特点，近年在各地发展很快。但是生姜在生产上长在各地发展很快。但是生姜在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使

30、生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产一般减产30%30%50%50%。设计无病毒设计无病毒生姜幼苗的生姜幼苗的培育方案培育方案案例一案例一多维课堂多维课堂师生互动师生互动作物脱毒材料作物脱毒材料:分生区的细胞（病分生区的细胞（病毒极少或者无病毒）毒极少或者无病毒）作物脱毒方法作物脱毒方法:进行组织培养进行组织培养结果结果:脱毒苗脱毒苗2.2.作物脱毒作物脱毒多维课堂多维课堂师生互动师生互动 诱导植物愈伤组织诱导植物愈伤组织体细胞胚的诱导体细胞胚的诱导体细胞胚的成熟体细胞胚的成熟体细胞胚的机械化包裹体细胞胚的机械化包裹 贮藏或种植贮藏或种植3.3.神奇的

31、人工种子神奇的人工种子 以组织培养得到的以组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽胚状体、不定芽、顶芽和腋芽和腋芽等为材料，经等为材料，经人人工薄膜工薄膜包装得到的种子包装得到的种子多维课堂多维课堂师生互动师生互动作物新品种的培育作物新品种的培育1.单倍体育种单倍体育种单倍体的概念单倍体的概念: : 是指由是指由配子配子发育成的个体发育成的个体 单倍体的例子单倍体的例子: : 蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的单倍体。单倍体。 多数植物都可通过花药或花粉来获得单多数植物都可通过花药或花粉来获得单倍体。倍体。 多维课堂多维课堂师生互动师生互动(花药离体培养花药离体培养

32、) 过程:多维课堂多维课堂师生互动师生互动2.2.突变体的利用突变体的利用突变体产生突变体产生: 植物组织植物组织培养过程中的细胞培养过程中的细胞，处于，处于不断分不断分裂状态裂状态，容易受到培养条件和外界压力（如辐，容易受到培养条件和外界压力（如辐射和化学物质）的影响而产生突变。射和化学物质）的影响而产生突变。突变体的利用突变体的利用: : 筛选对人有利的突变体培育新品种筛选对人有利的突变体培育新品种多维课堂多维课堂师生互动师生互动3.细胞产物的工厂化生产细胞产物的工厂化生产种类种类: 各种细胞产物，如蛋白质、脂肪、各种细胞产物，如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等糖类、药物、香料、生

33、物碱等利用的枝术利用的枝术: 组织培养组织培养过程过程:多维课堂多维课堂师生互动师生互动 紫草紫草紫草素紫草素 愈伤组织愈伤组织紫草愈伤组织中提取紫草素的过程紫草愈伤组织中提取紫草素的过程多维课堂多维课堂师生互动师生互动薄壁组织细胞薄壁组织细胞 具有潜在的细胞分裂能力，具有潜在的细胞分裂能力，在一定的外界因素刺激下，在一定的外界因素刺激下，它们可再生，使植物的创伤它们可再生，使植物的创伤愈合或形成不定根、不定芽愈合或形成不定根、不定芽等。等。 多维课堂多维课堂师生互动师生互动多维课堂多维课堂师生互动师生互动思维激活思维激活判断正误判断正误(1)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全植

34、物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性能性()。(2)愈伤组织是外植体脱分化和再分化后形成的愈伤组织是外植体脱分化和再分化后形成的()。(3)幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难胞易脱分化，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难()。多维课堂多维课堂师生互动师生互动(4)对外植体和接种用的每种器械都要灭菌对外植体和接种用的每种器械都要灭菌()。(5)脱分化形成愈伤组织的过程不需要光，再分化过程需要脱分化形成愈伤组织的过程不需要光，再分化过程需要光，因为愈伤组织利用有机营养成分，而试管苗

35、需要进行光光，因为愈伤组织利用有机营养成分，而试管苗需要进行光合作用以自养合作用以自养()。(6)植物组织培养中不同培养阶段培养基含有的激素不同，植物组织培养中不同培养阶段培养基含有的激素不同，因为培养的目的不同因为培养的目的不同(生根或生芽生根或生芽)()。多维课堂多维课堂师生互动师生互动思考感悟思考感悟植物组织培养的整个操作过程中，如何实现无菌环境？植物组织培养的整个操作过程中，如何实现无菌环境？提示提示通过培养基的灭菌通过培养基的灭菌(高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌)、外植体的消毒、外植体的消毒(酒精、氯化汞酒精、氯化汞)、接种的无菌操作、接种的无菌操作(酒精、酒精灯灼烧酒精、酒精灯灼烧)、无

36、菌箱中的培养、移栽到消过毒的环境中生存一段时间等无菌箱中的培养、移栽到消过毒的环境中生存一段时间等操作实现无菌环境。操作实现无菌环境。多维课堂多维课堂师生互动师生互动题后归纳题后归纳植物激素在组织培养中的作用植物激素在组织培养中的作用在在配制好的配制好的MS培养基中，常常需要添加植培养基中，常常需要添加植物激素其中生物激素其中生长长素和素和细细胞分裂素胞分裂素是启是启动细动细胞分裂、脱分化和再分化的关胞分裂、脱分化和再分化的关键键性激素。植物激素的性激素。植物激素的浓浓度、使用的先后度、使用的先后顺顺序以及用量的比序以及用量的比例等，都会影响例等，都会影响实验结实验结果。果。多维课堂多维课堂师

37、生互动师生互动 当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。胞的发育方向。多维课堂多维课堂师生互动师生互动专题专题2 2 动物细胞工程动物细胞工程多维课堂多维课堂师生互动师生互动动物细胞培养动物细胞培养动物细胞融合动物细胞融合生产单克隆抗体生产单克隆抗体动物细胞核移植动物细胞核移植动物动物细胞细胞工程工程常用常用技术技术其中其中动物细胞培养动物细胞培养技术技术是其他是其他动物细胞工程技术的基础动物细胞工程技术的基础多维课堂多维课堂师生互动师生互动多维课堂多维课堂师生互动师生互动一、动物细胞培养过程一、动物细胞培养过程阅读阅读“动

38、物细胞培养过程动物细胞培养过程”并思考：并思考： 1、动物细胞培养的概念是什么？该技术实施、动物细胞培养的概念是什么？该技术实施的原理是什么？有什么特点？的原理是什么？有什么特点？ 2、为什么要对取出的动物组织进行处理，使细、为什么要对取出的动物组织进行处理，使细胞分散？胞分散？ 3、用胰蛋白酶对动物组织进行处理是因为细、用胰蛋白酶对动物组织进行处理是因为细胞间的物质主要是什么？用胃蛋白酶可以吗？胞间的物质主要是什么？用胃蛋白酶可以吗？ 4、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？么？ 5、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或、为什么选用动物胚胎或幼龄个体

39、的器官或组织做动物细胞培养材料？组织做动物细胞培养材料？ 6、简述动物细胞培养的操作过程、简述动物细胞培养的操作过程多维课堂多维课堂师生互动师生互动动物细胞培养概念：动物细胞培养概念： 动物细胞培养就是从动动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的物机体中取出相关的组织组织, ,将它将它分散成单个细胞分散成单个细胞, ,然后然后, ,放在适宜的培养基中放在适宜的培养基中, ,让这让这些细胞些细胞生长和增殖生长和增殖。原理原理 细胞增殖细胞增殖 （有丝分裂）（有丝分裂） 多维课堂多维课堂师生互动师生互动动物动物胚胎胚胎或或幼龄幼龄动动物的组织、器官物的组织、器官胰蛋白酶胰蛋白酶剪碎剪碎单个细胞单个细

40、胞加培养液加培养液制成制成细胞细胞悬浮悬浮液液10代代细胞细胞部分细胞部分细胞“癌变癌变”，无限传代，无限传代动物细胞培养不能动物细胞培养不能最终培养成动物体最终培养成动物体50代细胞代细胞原原代代培培养养传代培养传代培养细细胞胞贴贴壁壁剥离、分瓶剥离、分瓶细胞株细胞株细胞细胞细胞系细胞系2.动物细胞培养过程：动物细胞培养过程：增殖能力强，分裂旺盛，分增殖能力强，分裂旺盛，分化程度低，容易培养化程度低，容易培养去掉组织间去掉组织间蛋白蛋白多维课堂多维课堂师生互动师生互动 2、为什么要对取出的动物组织进行处理，使、为什么要对取出的动物组织进行处理，使细胞分散？细胞分散？ 分散的单个细胞容易摄取所

41、需的营养，排出分散的单个细胞容易摄取所需的营养，排出代谢废物；而用大块组织培养时，内部细胞的营代谢废物；而用大块组织培养时，内部细胞的营养供应和代谢废物的排出都较困难。养供应和代谢废物的排出都较困难。 一、动物细胞培养过程一、动物细胞培养过程多维课堂多维课堂师生互动师生互动 3、用胰蛋白酶对动物组织进行处理是因为细、用胰蛋白酶对动物组织进行处理是因为细胞间的物质主要是什么？用胃蛋白酶可以吗？胞间的物质主要是什么？用胃蛋白酶可以吗？ 细胞间的物质主要是蛋白质（胶原纤维）。细胞间的物质主要是蛋白质（胶原纤维）。 胃蛋白酶作用的适宜胃蛋白酶作用的适宜pH约为约为2，当，当pH大于大于6时，胃蛋白酶就

42、会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜时，胃蛋白酶就会失去活性。胰蛋白酶作用的适宜环境环境pH为为7.28.4。多数动物细胞培养的适宜。多数动物细胞培养的适宜pH为为7.27.4。 一、动物细胞培养过程一、动物细胞培养过程多维课堂多维课堂师生互动师生互动4、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？ 胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白外，长时胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白外，长时间的作用也会消化细胞膜蛋白，对细胞有损伤作用，间的作用也会消化细胞膜蛋白，对细胞有损伤作用，因此必须控制好胰蛋白酶的消化时间。因此必须控制好胰蛋白酶的消化时间。 一、动物细胞培养过程一、

43、动物细胞培养过程多维课堂多维课堂师生互动师生互动 5、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？组织做动物细胞培养材料？动物胚胎或幼龄动物的组织、器官，它们动物胚胎或幼龄动物的组织、器官，它们的细胞分化程度低，增殖能力强，分裂旺的细胞分化程度低，增殖能力强，分裂旺盛，容易培养。盛，容易培养。一、动物细胞培养过程一、动物细胞培养过程多维课堂多维课堂师生互动师生互动3、动物细胞培养过程中几个重要的概念、动物细胞培养过程中几个重要的概念1. 1. 细胞贴壁：细胞贴壁： 悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上（悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上（单层

44、单层）。）。要求：要求：培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。附。2.2. 接触抑制：接触抑制： 当贴壁细胞分裂生长到当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时表面相互接触时，细胞就会停，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。动物细胞培养特点动物细胞培养特点：贴壁生长、接触抑制：贴壁生长、接触抑制：多维课堂多维课堂师生互动师生互动细胞贴壁过程那么什么是接触抑制？那么什么是接触抑制？多维课堂多维课堂师生互动师生互动接触抑制：接触抑制：细胞在贴壁生长过程中，随着细胞分细胞在贴壁生长过程中，随着细胞分裂，数量不

45、断增加，最后形成一个单层，此时细裂，数量不断增加，最后形成一个单层，此时细胞间相互接触，细胞分裂和生长停止，数量不再胞间相互接触，细胞分裂和生长停止，数量不再增加。增加。50代以后代以后失去接触抑制失去接触抑制接触抑制接触抑制动物细胞生长特性部分细胞突变，获部分细胞突变，获得不死性，向癌细得不死性，向癌细胞方向发展，糖蛋胞方向发展，糖蛋白减少。白减少。多维课堂多维课堂师生互动师生互动3.原代培养 (primary culture)定义：定义：把第把第1 1代细胞的培养与传代细胞的培养与传1010代以内的细代以内的细胞培养统称为胞培养统称为原代培养原代培养。过程：从动物机体中取出组织过程：从动物

46、机体中取出组织 剪碎剪碎 加胰蛋白酶加胰蛋白酶 细胞游离细胞游离 加培养液加培养液 将将细胞细胞接种到培养瓶内接种到培养瓶内 培养（培养（1-21-2天换一次天换一次培养液）培养液） 细胞贴壁生长细胞贴壁生长 长成单层细胞长成单层细胞多维课堂多维课堂师生互动师生互动定义：定义：当原代培养的当原代培养的细胞生长停止细胞生长停止，这时如，这时如果要使细胞继续生长，就要及时用果要使细胞继续生长，就要及时用胰蛋白酶胰蛋白酶等等，使细胞从瓶壁上解离下来，然后加入新，使细胞从瓶壁上解离下来，然后加入新的培养液，将的培养液，将细胞分离稀释，并从原培养瓶细胞分离稀释，并从原培养瓶内转接到新的培养瓶内，这个过程

47、称传代培内转接到新的培养瓶内，这个过程称传代培养养4.传代培养 (subculture)多维课堂多维课堂师生互动师生互动 细胞株：细胞株： 从原代培养细胞群中筛选出进行传代培从原代培养细胞群中筛选出进行传代培养的细胞，能传到养的细胞，能传到40-5040-50代，其代，其遗传物质没有遗传物质没有发生变化。发生变化。 细胞系：细胞系： 传到传到40-5040-50代后有代后有部分细胞遗传物质发生部分细胞遗传物质发生了变化了变化，带有癌变的特点，可能在培养条件下，带有癌变的特点，可能在培养条件下无限制的传代下去，这种传代细胞称为细胞系。无限制的传代下去，这种传代细胞称为细胞系。细胞株和细胞系的区别

48、：细胞株和细胞系的区别： 细胞系的遗传物质细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。易传代培养。多维课堂多维课堂师生互动师生互动细胞细胞悬浮悬浮液液1010代代细胞细胞5050代代细胞细胞无限传无限传代代原代培养原代培养传代培养传代培养细胞株细胞株细胞系细胞系知识点小结：各个新名词之间的联系知识点小结：各个新名词之间的联系多数组织细胞固定在表面多数组织细胞固定在表面生长和分裂。生长和分裂。随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖遗传物质改变遗传物质改变多维课堂多维课堂师生互动师生互动1 1、无菌、无毒的环

49、境、无菌、无毒的环境 （添加一定量的抗生素，定期更换培养液）（添加一定量的抗生素，定期更换培养液）2 2、营养、营养 （葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清、（葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清、微量元素等）微量元素等）3 3、温度和、温度和PHPH 温度温度36.536.5+ +0.50.5度，度，pH7.2pH7.27.47.44 4、气体环境、气体环境 O O2 2和和COCO2 2（95%95%空气和空气和5%CO5%CO2 2 ）4、动物细胞培养条件、动物细胞培养条件保证细胞顺利保证细胞顺利的生长增殖的生长增殖离体培养的细胞对离体培养的细胞对微生物和有毒物质微生物和有毒物质

50、没有防御能力没有防御能力多维课堂多维课堂师生互动师生互动思考：动物血清的作用？思考：动物血清的作用？主要是：提供有利于细胞生长增殖所需的主要是：提供有利于细胞生长增殖所需的激素、生长因子或提供合成培养基所缺乏激素、生长因子或提供合成培养基所缺乏的营养物质等。的营养物质等。 多维课堂多维课堂师生互动师生互动动物细胞培养液的主要成分：动物细胞培养液的主要成分：葡萄糖葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和、氨基酸、无机盐、维生素和动物动物血清血清等。等。与植物培养基相比其特点是：与植物培养基相比其特点是：（1 1）液体培养基）液体培养基（2 2）含有动物血清）含有动物血清动物体细胞大都生活动物体细胞大都生

51、活在在液体液体的环境的环境植物组织培养呢？植物组织培养呢？无机盐、蔗糖无机盐、蔗糖 、维生素、生长、维生素、生长调节物质、植物激素调节物质、植物激素成分比较：成分比较：多维课堂多维课堂师生互动师生互动5 5、动物细胞培养技术的应用、动物细胞培养技术的应用（1 1）生产蛋白生物制品：）生产蛋白生物制品：病毒疫苗、干扰素、病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体单克隆抗体等。等。（3 3）用于）用于检测有毒物检测有毒物质质（2 2）获得大量自身的）获得大量自身的皮肤细胞皮肤细胞，用于植皮。，用于植皮。（4 4）用于生理、病理、药理等方面的研究，）用于生理、病理、药理等方面的研究，为治疗和预防疾病提供理论依据为

52、治疗和预防疾病提供理论依据（5 5）作为基因工程的受体细胞）作为基因工程的受体细胞多维课堂多维课堂师生互动师生互动获得细胞获得细胞细胞的全能性细胞的全能性细胞株、细胞系细胞株、细胞系植物体植物体培养结果培养结果或细胞分泌蛋白或细胞分泌蛋白快速繁殖、培育快速繁殖、培育无病毒植株等无病毒植株等培养目的培养目的葡萄糖、动物血清葡萄糖、动物血清促生长因子促生长因子蔗糖、植物激素蔗糖、植物激素培养基特有成分培养基特有成分液体培养基液体培养基固体培养基固体培养基培养基性质培养基性质细胞增殖细胞增殖原理原理动物细胞培养动物细胞培养植物组织培养植物组织培养比较项目比较项目6 6、植物细胞和动物细胞培养的比较、

53、植物细胞和动物细胞培养的比较多维课堂多维课堂师生互动师生互动 1.用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是列叙述正确的是 A都需用培养箱都需用培养箱 B都须用液体培养基都须用液体培养基 C都要在无菌条件下进行都要在无菌条件下进行 D都可体现细胞的全能性都可体现细胞的全能性C巩固练习巩固练习：外界条件适外界条件适宜，植物细宜，植物细胞不需要。胞不需要。动物细胞培动物细胞培养一般需要养一般需要培养箱。培养箱。多维课堂多维课堂师生互动师生互动 2、下列属于动物细胞培养与植物组织培养主要、下列属于动物细胞培养与植物组织培养主要区别的是区别的是 A.培养

54、基成分不同培养基成分不同 B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行动物细胞培养不需要在无菌条件下进行 C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能 D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株养成植株A 3、动物细胞工程技术的基础是、动物细胞工程技术的基础是A.动物细胞融合动物细胞融合 B.单克隆抗体单克隆抗体 C.胚胎移植胚胎移植 D.动物细胞培养动物细胞培养D愈伤组织愈伤组织条件适宜条件适宜可以传代可以传代培养不分培养不分化。化。多维课堂多维课堂师生互动师生互动 4、细胞株的特点是、细胞株的特点是A遗传物质没有改变，

55、可以无限传代遗传物质没有改变，可以无限传代B遗传物质发生改变，不可无限传代遗传物质发生改变，不可无限传代C遗传物质没有改变，不可无限传代遗传物质没有改变，不可无限传代D遗传物质发生改变，且有癌变特点，可以遗传物质发生改变，且有癌变特点，可以无限传代无限传代 5、在动物细胞培养中有部分细胞可能在培养、在动物细胞培养中有部分细胞可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞称之为条件下无限制地传代下去，这种传代细胞称之为: A原代培养原代培养 B传代培养传代培养 C细胞株细胞株 D细胞系细胞系CD多维课堂多维课堂师生互动师生互动 7.（09江苏）下图是一个新生小鼠的肝脏小块江苏）下图是一个新生小鼠

56、的肝脏小块培养装置示意图。请回答下列问题。培养装置示意图。请回答下列问题。 （1）肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞）肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞 。 （2）气室中充入）气室中充入5C02：气体的主要作用是：气体的主要作用是 。 （3）培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生）培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长，但要注意选择抗生素的长，但要注意选择抗生素的 ，以，以保证抗生素对肝脏无害。保证抗生素对肝脏无害。吸收氧气和营养物质、排出代谢废物吸收氧气和营养物质、排出代谢废物维持培养液适宜的维持培养液适宜的pH种类和剂量种类和剂量多维课堂多维课堂师生互动师生互动08年宁夏卷年宁夏卷回答下列有关动物细

57、胞培养的问题：回答下列有关动物细胞培养的问题： 在动物细胞培养的过程中，当贴壁细胞分裂在动物细胞培养的过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面生长到细胞表面 时，细胞会停止分时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的裂增殖，这种现象称为细胞的 。此时，。此时，瓶壁上形成的细胞层数是瓶壁上形成的细胞层数是 ，要使贴壁的细，要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是 。 随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现止，进而出现 的现象；但极少数的现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因

58、遗传物质发细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成生改变而变成 细胞，该种细胞的黏细胞，该种细胞的黏着性着性 ，细胞膜表面蛋白质（糖蛋白），细胞膜表面蛋白质（糖蛋白）的量的量 。相互接触相互接触单层单层胰蛋白酶胰蛋白酶衰老甚至死亡衰老甚至死亡接触抑制接触抑制不死性不死性降低降低减少减少多维课堂多维课堂师生互动师生互动检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到好选用细胞分裂到 期的细胞用显微镜进行观期的细胞用显微镜进行观察。察。在细胞培养过程中，通常在在细胞培养过程中，通常在 条件下保存条件下保存细胞，因为在这种条件下，细

59、胞中细胞，因为在这种条件下，细胞中 的活性降的活性降低，细胞的低，细胞的 速率降低。速率降低。给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作 进行攻击。进行攻击。中中冷冻冷冻酶酶新陈代谢新陈代谢抗原抗原 多维课堂多维课堂师生互动师生互动 既然动物体细胞核仍具有全能性，为什么不能直接利用动物体细胞培育动物体？ 利用动物体细胞核移植技术利用动物体细胞核移植技术动物细胞的全能性会随着动物动物细胞的全能性会随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化

60、潜能逐渐变弱。到限制，分化潜能逐渐变弱。 怎样才能使动物体细胞表现出全能性呢？怎样才能使动物体细胞表现出全能性呢？多维课堂多维课堂师生互动师生互动 1. 概念：概念：将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的经去掉细胞核的卵母细胞卵母细胞中，使其重组并发育成一中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。核移植核移植（难度高）（难度高）受体细胞：受体细胞：M期的期的卵母细胞卵母细胞三、动物体细胞核移植技术三、动物体细胞核移植技术胚胎细胞核移植：胚胎细胞核移植：体细胞核移植：体细胞核移植：

61、细胞分化程度低，细胞分化程度低，恢复全能性容易恢复全能性容易用核移植的方法得到的动物用核移植的方法得到的动物称为克隆动物称为克隆动物多维课堂多维课堂师生互动师生互动卵母细胞卵母细胞黑面母绵羊黑面母绵羊白面母绵羊白面母绵羊乳腺细胞乳腺细胞细胞质细胞质细胞核细胞核细胞核移植细胞核移植早期胚胎早期胚胎卵裂卵裂C母绵羊子宫母绵羊子宫胚胎移植胚胎移植多莉羊多莉羊分娩分娩妊娠妊娠融合后的卵母细胞融合后的卵母细胞2.体细胞核移植过程体细胞核移植过程电脉冲刺激电脉冲刺激多维课堂多维课堂师生互动师生互动供体细胞供体细胞（供核）（供核）细胞培养细胞培养体细胞体细胞卵巢卵母细胞卵巢卵母细胞（M中期：供质）中期：供质

62、）去核去核无核卵母细胞无核卵母细胞注入注入细胞融合细胞融合重重组组细细胞胞构建重组构建重组胚胎胚胎胚胎移植胚胎移植代孕母体代孕母体生出与生出与供体供体奶奶牛遗传基础相牛遗传基础相同的犊牛同的犊牛归纳归纳:1.共分成两大阶段：共分成两大阶段：核移植和胚胎移植核移植和胚胎移植2.取卵母细胞作受体细胞的取卵母细胞作受体细胞的原因原因是是:它是最大的细胞它是最大的细胞,易操易操作；含有激发细胞核全能性的物质作；含有激发细胞核全能性的物质3.严格来说新个体有卵母细胞的细胞质所以有严格来说新个体有卵母细胞的细胞质所以有两个亲本的两个亲本的性状性状2.体细胞核移植过程体细胞核移植过程多维课堂多维课堂师生互动

63、师生互动（M卵母细胞）卵母细胞）减数第二次分裂中期减数第二次分裂中期去核的卵母细胞去核的卵母细胞供体细胞注入供体细胞注入去核卵母细胞去核卵母细胞受体细胞激活，受体细胞激活，完成减数分裂、完成减数分裂、发育发育胚胎移植胚胎移植多维课堂多维课堂师生互动师生互动2 2、为什么不是取供体、为什么不是取供体细胞核进行核移植操细胞核进行核移植操作，而是直接将供体作，而是直接将供体细胞整个注入去核卵细胞整个注入去核卵母细胞中？母细胞中？保证供核不被破坏，使所得个体的性状更符合供体。保证供核不被破坏，使所得个体的性状更符合供体。 1 1、受体细胞为什、受体细胞为什么选用卵母细胞？么选用卵母细胞？ 卵母细胞体积

64、大，易操作，卵母细胞体积大，易操作，而且含有促使细胞核表达而且含有促使细胞核表达全能性的某种物质和营养全能性的某种物质和营养物质。物质。 2.2.体细胞核移植的过程体细胞核移植的过程多维课堂多维课堂师生互动师生互动P49 P49 讨论：讨论： 为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。胞的遗传物质去掉或将其破坏。1.1.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞在体细胞的细胞

65、核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？核？2.2.用于核移植的供体细胞一般都选用传代用于核移植的供体细胞一般都选用传代1010代以内的细胞，想一想，这是为什么？代以内的细胞，想一想，这是为什么？ 培养的动物细胞一般当传代至培养的动物细胞一般当传代至10105050代左右代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，而物质可能会发生突变，而1010代以内的细胞一般能代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，为了保

66、证供体细胞正常的遗传基础，通常采中，为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采用传代用传代1010代以内的细胞。代以内的细胞。多维课堂多维课堂师生互动师生互动2.2.体细胞核移植技术的应用前景体细胞核移植技术的应用前景1 1、在畜牧业中可在畜牧业中可以加速家畜遗传以加速家畜遗传改良的进程改良的进程. .2 2、保护濒危物种保护濒危物种. .3 3、医药卫生领域生医药卫生领域生产医用蛋白质及组织产医用蛋白质及组织器官的移植器官的移植. .多维课堂多维课堂师生互动师生互动克隆动物的研究意义克隆动物的研究意义1. 1.克隆动物作为生物反应器，生产克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白医用蛋白2. 2.改良

67、动物品种改良动物品种 3. 3.治疗人类疾病，作为供体治疗人类疾病，作为供体4. 4.保护濒危动物保护濒危动物多维课堂多维课堂师生互动师生互动3.3.体细胞核移植技术存在的体细胞核移植技术存在的问题问题许多克隆动物表现出遗传和生许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大，异常肥胖，理缺陷，如体型过大，异常肥胖，发育困难，免疫失调等。发育困难，免疫失调等。成功率非常低及克隆动物食品成功率非常低及克隆动物食品的安全性问题。的安全性问题。多维课堂多维课堂师生互动师生互动体细胞核移植技术存在的问题体细胞核移植技术存在的问题 许多克隆动物表现出许多克隆动物表现出遗传和遗传和生理缺陷生理缺陷，如体型大，

68、异常肥胖，如体型大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调发育困难，脏器缺陷，免疫失调等。等。 在研究方面，克隆动物基因在研究方面，克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，组重新编程的机制尚不清楚，克克隆技术效率低，克隆动物畸形率隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰高、死亡率高、易出现早衰等问等问题。这些问题尚在研究中。在应题。这些问题尚在研究中。在应用上，生产克隆动物费用昂贵，用上，生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。距大规模应用还有一定距离。多维课堂多维课堂师生互动师生互动3动物体细胞核移植及克隆技术引发的伦理问题动物体细胞核移植及克隆技术引发的伦理问题(1)原理

69、：原理：动动物物细细胞核具有全能性胞核具有全能性(2)核移植核移植过过程程(以高以高产产奶牛克隆奶牛克隆为为例例)多维课堂多维课堂师生互动师生互动(3)克隆人的克隆人的类类型及其型及其伦伦理理问题问题多维课堂多维课堂师生互动师生互动一、动物细胞融合1.概念：概念： 动物细胞融合（动物细胞融合（cell fusion）也成细胞杂）也成细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。胞的过程。 融合和形成的具有原来两个或多个细胞遗传融合和形成的具有原来两个或多个细胞遗传物质的单核细胞，称为物质的单核细胞，称为杂交细胞杂交细胞。2、原理：、原理：细胞膜

70、的流动性细胞膜的流动性多维课堂多维课堂师生互动师生互动3.融合过程：融合过程：诱导融合的方法？诱导融合的方法？诱导融合的方法？诱导融合的方法？多维课堂多维课堂师生互动师生互动诱导方法：诱导方法：物理方法：物理方法：化学法：化学法：生物法：生物法： 灭活的病毒灭活的病毒电激等电激等聚乙二醇（聚乙二醇（PEG)多维课堂多维课堂师生互动师生互动 为什么灭活的为什么灭活的 病毒能作诱导剂病毒能作诱导剂？3.融合过程：融合过程：多维课堂多维课堂师生互动师生互动灭活病毒诱导细胞融合的原理：灭活病毒诱导细胞融合的原理： 病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋

71、白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。开，细胞发生融合。 灭活灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去失去感染能力，但并不破坏这些病原体的抗原结构。感染能力，但并不破坏这些病原体的抗原结构。多维课堂多维课堂师生互动师生互动植物细胞杂交与动物细胞融合的比较植物细胞杂交与动物细胞融合的比较比较项目比较项目植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞融合动物细胞融合原理原理融合前处理融合前处理使用的酶使用的酶诱导方法诱导方法主要用途主要用

72、途细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞的全能性细胞的全能性细胞膜的流动性细胞膜的流动性纤维素酶、果胶酶纤维素酶、果胶酶胰蛋白酶胰蛋白酶 物理方法物理方法（离心、振荡、电激）离心、振荡、电激） 化学方法（化学方法（PEG）物理、化学方法物理、化学方法灭活的病毒灭活的病毒获得杂种植株获得杂种植株制备单克隆抗体制备单克隆抗体去除细胞壁后诱去除细胞壁后诱导原生质体融合导原生质体融合使细胞分散后使细胞分散后诱导细胞融合诱导细胞融合多维课堂多维课堂师生互动师生互动4.意义：意义： 突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交（种间、属间、科间、动植物之间）成为可能。5.应用：应用：最重要的用途是最重要的用途是制备单克

73、隆抗体制备单克隆抗体多维课堂多维课堂师生互动师生互动思考思考？1. 1. 抗体由何种细胞产生？如何产生？抗体由何种细胞产生？如何产生？2. 2. 抗体的化学本质是什么？抗体的化学本质是什么？ 与抗原作用的特点？与抗原作用的特点？ 主要分布在哪里？主要分布在哪里？3. 3. 用传统的方法如何获得抗体？用传统的方法如何获得抗体？(三)单克隆抗体多维课堂多维课堂师生互动师生互动多维课堂多维课堂师生互动师生互动思考思考？1. 1. 抗体由何种细胞产生？抗体由何种细胞产生？如何产生？如何产生？2. 2. 抗体抗体的化学本质是什么？的化学本质是什么？ 与抗原作用的特点？与抗原作用的特点？ 主要分布在哪里？

74、主要分布在哪里？3. 3. 用传统的方法如何获得抗体？用传统的方法如何获得抗体？(三)单克隆抗体多维课堂多维课堂师生互动师生互动抗体的传统生产方法抗体的传统生产方法从从血血清清中中分分离离抗抗体体该法制备抗体的特点：该法制备抗体的特点： 产量低、纯度低，且抗产量低、纯度低，且抗体的特异性差、灵敏度低。体的特异性差、灵敏度低。多多种种效效应应B细细胞胞动动物物体体内内多多种种抗抗体体抗抗原原 多维课堂多维课堂师生互动师生互动单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备单克隆单克隆抗体抗体: :单个细胞克隆产生的化学性质单单个细胞克隆产生的化学性质单一特异性强的抗体一特异性强的抗体利用效应利用效应B细胞产生抗

75、体的功能细胞产生抗体的功能利用肿瘤细胞无限增殖的特性利用肿瘤细胞无限增殖的特性利用细胞融合的技术将两种细胞融合获得杂交利用细胞融合的技术将两种细胞融合获得杂交瘤细胞瘤细胞利用动物细胞培养技术大量培养杂交瘤细胞利用动物细胞培养技术大量培养杂交瘤细胞设计方案：设计方案：多维课堂多维课堂师生互动师生互动 1、过程、过程 注射抗原注射抗原已免疫的已免疫的B淋巴细胞淋巴细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞细胞融合、细胞融合、筛选筛选杂交瘤细胞杂交瘤细胞细胞培养细胞培养筛选筛选，继续培养，继续培养足够数量的、能产生足够数量的、能产生特定抗体的细胞群特定抗体的细胞群体外培养体外培养注射到小鼠腹腔注射到小鼠腹腔单克隆抗体

76、单克隆抗体多维课堂多维课堂师生互动师生互动骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞免疫小鼠免疫小鼠免疫小鼠免疫小鼠单克隆抗体单克隆抗体单克隆抗体单克隆抗体筛选筛选筛选筛选克隆、克隆、克隆、克隆、筛选筛选筛选筛选体内培养体内培养体内培养体内培养体外培养体外培养体外培养体外培养B B B B淋巴细胞淋巴细胞淋巴细胞淋巴细胞（选择培养基）（选择培养基）（选择培养基）（选择培养基）（抗体检测）（抗体检测）（抗体检测）（抗体检测）细胞融合细胞融合细胞融合细胞融合杂交细胞杂交细胞杂交细胞杂交细胞多维课堂多维课堂师生互动师生互动1、（只考虑两两融合）融合细胞几种类型？、（只考虑两两融合）融合细胞几种类型？2

77、、本过程中进行了两次筛选，目的分别是什、本过程中进行了两次筛选，目的分别是什 么？第么？第1次筛选要淘汰哪些细胞？次筛选要淘汰哪些细胞？3、杂交瘤细胞有何特点？、杂交瘤细胞有何特点？4、本过程利用的哪些技术？、本过程利用的哪些技术？思考以下问题：思考以下问题：多维课堂多维课堂师生互动师生互动单单克隆抗体制克隆抗体制备过备过程中两次程中两次筛选筛选的比的比较较多维课堂多维课堂师生互动师生互动多维课堂多维课堂师生互动师生互动2、单克隆抗体的优点单克隆抗体的优点特异性强、灵敏度高特异性强、灵敏度高多维课堂多维课堂师生互动师生互动3、单克隆抗体的应用单克隆抗体的应用（1）作为诊断试剂）作为诊断试剂最广

78、泛应用最广泛应用准确、高效、简易、快速准确、高效、简易、快速（如同位素标记（如同位素标记单克隆抗体，可单克隆抗体，可诊断肿瘤、心血诊断肿瘤、心血管畸形等）管畸形等）多维课堂多维课堂师生互动师生互动（2）运载药物）运载药物生物导弹生物导弹生物导弹生物导弹= =单克隆抗体单克隆抗体单克隆抗体单克隆抗体+ +药物，药物，药物，药物，治疗肿瘤）治疗肿瘤）治疗肿瘤）治疗肿瘤）(“(“生物导弹生物导弹生物导弹生物导弹” ” 单抗导向，药物为弹头单抗导向，药物为弹头单抗导向，药物为弹头单抗导向，药物为弹头) )多维课堂多维课堂师生互动师生互动 看书上看书上53页图，分组讨论，单抗制备过程分哪几步页图，分组讨

79、论，单抗制备过程分哪几步？请用箭头把以下代表单克隆抗体制备过程步骤的图解请用箭头把以下代表单克隆抗体制备过程步骤的图解的字母按正确顺序连接起来。顺序是？的字母按正确顺序连接起来。顺序是？ 多维课堂多维课堂师生互动师生互动1.单克隆抗体制备单克隆抗体制备(1)诱导动诱导动物物细细胞融合的原理：胞融合的原理： 。(2)诱导动诱导动物物细细胞融合的方法：物理法胞融合的方法：物理法离心、振离心、振动动、电电激激等；化学法等；化学法聚乙二醇；生物法聚乙二醇；生物法 。细细胞膜具有一定的流胞膜具有一定的流动动性性灭活病毒灭活病毒小结小结多维课堂多维课堂师生互动师生互动 (2)单单克隆抗体制克隆抗体制备过备

80、过程程多维课堂多维课堂师生互动师生互动(3)单单克隆抗体的克隆抗体的优优点：点： 、灵敏度高，可大量制、灵敏度高，可大量制备备。(5)单单克隆抗体的克隆抗体的应应用：作用：作为为 ；用于治；用于治疗疗疾病和疾病和运运载载药药物物。特异性特异性强强诊诊断断试剂试剂多维课堂多维课堂师生互动师生互动5比较动物细胞培养、核移植与动物细胞融合比较动物细胞培养、核移植与动物细胞融合多维课堂多维课堂师生互动师生互动多维课堂多维课堂师生互动师生互动多维课堂多维课堂师生互动师生互动思维激活思维激活判断正误判断正误(1)植物组织培养常用液体培养基，动物细胞培养常植物组织培养常用液体培养基，动物细胞培养常用固体培养

81、基用固体培养基()。(2)具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞是生具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞是生物克隆的重要条件之一物克隆的重要条件之一 ()(3)一般血清中的抗体是一群识别不同抗原部位的抗一般血清中的抗体是一群识别不同抗原部位的抗体混合物，单抗则识别抗原分子的特殊部位，具专一体混合物，单抗则识别抗原分子的特殊部位，具专一性性()。多维课堂多维课堂师生互动师生互动(4)细胞克隆的基本要求是：必须保证分离出来的细胞是一细胞克隆的基本要求是：必须保证分离出来的细胞是一个而不是多个个而不是多个 ()。(5)在培养瓶中要定期用胰蛋白酶处理使细胞从瓶壁上脱离，在培养瓶中要定期用胰蛋白酶处理

82、使细胞从瓶壁上脱离，制成悬浮液制成悬浮液()。(6)二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的()。(7)核移植过程中供体理论上是提供细胞核，但操作过程中核移植过程中供体理论上是提供细胞核，但操作过程中可以把整个体细胞注入去核的卵母细胞中去可以把整个体细胞注入去核的卵母细胞中去()。多维课堂多维课堂师生互动师生互动思考与填空思考与填空仔仔细阅读图细阅读图示及相关内容辨析并填充其含示及相关内容辨析并填充其含义义从从A、B到到C的的过过程可以表示不同的含程可以表示不同的含义义(如如图图所示所示)：若若A、B为动为动物物细细胞，胞，则该过则该过程表示程表示 ；若若B为为

83、精子，精子，A为为卵卵细细胞，胞，则该过则该过程表示程表示 ；若若A为为除去除去细细胞核的卵母胞核的卵母细细胞，胞，B为细为细胞核，胞核，则该过则该过程表程表示示 。 细细胞融合胞融合受精受精核移植核移植多维课堂多维课堂师生互动师生互动1(2013浙江理综，浙江理综，6)实实验验小鼠皮肤小鼠皮肤细细胞培养胞培养(非克隆培养非克隆培养)的基本的基本过过程如程如图图所示。下列叙述所示。下列叙述错误错误的是的是()。动物细胞培养技术动物细胞培养技术C多维课堂多维课堂师生互动师生互动2(2013海南卷，海南卷，31)单单纯纯疱疹病毒疱疹病毒型型(HSV1)可引起水泡性口可引起水泡性口唇炎。利用唇炎。利

84、用杂杂交瘤技交瘤技术术制制备备出抗出抗HSV1的的单单克隆抗体可快速克隆抗体可快速检检测测HSV1。回答下列回答下列问题问题：(1)在制在制备备抗抗HSV1的的单单克隆抗体的克隆抗体的过过程中，先程中，先给给小鼠注射一小鼠注射一种种纯纯化的化的HSV1蛋白，一段蛋白，一段时间时间后，若小鼠血清中抗后，若小鼠血清中抗_的抗体的抗体检测检测呈阳性，呈阳性，说说明小鼠体内明小鼠体内产产生了生了_反反应应，再，再从小鼠的从小鼠的_中中获获取取B淋巴淋巴细细胞。将胞。将该该B淋巴淋巴细细胞与小鼠胞与小鼠的的_细细胞融合，再胞融合，再经过筛选经过筛选、检测检测，最，最终终可可获获得所需得所需的的杂杂交瘤交

85、瘤细细胞，胞，该细该细胞具有的特点是胞具有的特点是_。单克隆抗体的制备过程及选择培养基的制备单克隆抗体的制备过程及选择培养基的制备HSVHSV1 1蛋白蛋白体液免疫体液免疫脾脏脾脏骨髓瘤骨髓瘤无限增殖且产生专一抗体无限增殖且产生专一抗体多维课堂多维课堂师生互动师生互动(2)若要大量制若要大量制备备抗抗该该蛋白的蛋白的单单克隆抗体，可将克隆抗体，可将该杂该杂交瘤交瘤细细胞胞注射到小鼠的注射到小鼠的_中使其增殖，再从中使其增殖，再从_中提取、中提取、纯纯化化获获得。得。(3)通通过过上述方法得到的上述方法得到的单单克隆抗体可准确地克隆抗体可准确地识别这识别这种种HSV1蛋白，其原因是蛋白，其原因是

86、该该抗体具有抗体具有_和和_等特性。等特性。腹腔腹腔腹水腹水纯度高纯度高特异性强特异性强多维课堂多维课堂师生互动师生互动3(2013南通中学调研南通中学调研)有关有关“治治疗疗性克隆性克隆”的的说说法法错误错误的是的是()。A可解决可解决临临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥问题问题B其核心技其核心技术术是胚胎干是胚胎干细细胞培养技胞培养技术术C胚胎干胚胎干细细胞可以克隆出不同胞可以克隆出不同组织细组织细胞的根本原因是基因胞的根本原因是基因的的选择选择性表达性表达D中国政府既反中国政府既反对对生殖性克隆人，也反生殖性克隆人，也反对对治治疗疗性克隆性克隆生物

87、技术伦理问题生物技术伦理问题 D多维课堂多维课堂师生互动师生互动题后反思题后反思(1)克克隆技隆技术术形成重形成重组细组细胞胞发发育成一个新个体，育成一个新个体，体体现现了了细细胞核的全能性而非胞核的全能性而非动动物物细细胞的全能性。胞的全能性。(2)克隆属于无性繁殖，克隆属于无性繁殖，产产生新个体的性生新个体的性别别、绝绝大多数性状与供核大多数性状与供核亲亲本一致。本一致。多维课堂多维课堂师生互动师生互动(3)核核移植技移植技术获术获得的得的动动物与供核物与供核动动物性状不完全相同：物性状不完全相同：克隆动物克隆动物绝大部分绝大部分DNADNA来自于供体细胞核来自于供体细胞核，但其核外线，但其核外线粒体中的粒体中的DNADNA主要来自于受体卵细胞。主要来自于受体卵细胞。性状是基因与环境共同作用的结果性状是基因与环境共同作用的结果。供核动物生活的。供核动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其性状也环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其性状也不可能和供核动物完全相同。不可能和供核动物完全相同。在在个体发育过程中有可能发生基因突变个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动，产生供核动物没有的性状。物没有的性状。部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！