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第3章 细胞工程知识系统构建细胞工程⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧ 植物细胞工程⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧基本技术⎩⎪⎨⎪⎧ 组织培养技术①植物体细胞杂交技术应用⎩⎪⎨⎪⎧ 植物的微型快速繁殖②人工种子作物脱毒③愈伤组织的诱变育种植物细胞产物的工厂化生产④拯救濒危植物动物细胞工程⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧主要技术⎩⎪⎨⎪⎧ 哺乳动物细胞培养技术⑤细胞融合单克隆抗体技术⑥动物体细胞克隆技术应用⎩⎪⎨⎪⎧快速繁殖优良品种⑦克隆转基因动物拯救濒临灭绝的动物⑧培育人造器官规律方式整合整合一 植物组织培育与动物细胞培育的比较项目植物组织培养动物细胞培养理论基础植物细胞全能性细胞增殖培养基类型固体或半固体培养基液体培养基成分水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂等葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等取材植物幼嫩部位或花药等动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织过程结果新的组织或植株个体，可以体现细胞的全能性新的细胞系或细胞株，不形成个体，不能体现细胞的全能性应用①植株快速繁殖；②脱毒植株的培养；③人工种子；④生产药物、杀虫剂等；⑤转基因植物的培养①蛋白质生物制品的生产；②皮肤移植材料的培育；③检测有毒物质；④生理、病毒、药理学研究相同点①两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称为克隆，都不涉及减数分裂；②均为无菌操作，都需要适宜的温度、pH等条件例1用动、植物成体的体细胞进行离体培育，下列叙述正确的是( )A．都需用CO2培育箱B．都需用液体培育基C．都要在无菌条件下进行D．都可表现细胞的全能性答案 C解析植物组织培育用固体培育基，不需用CO2培育箱；植物组织培育可取得完整的植物个体，表现了细胞的全能性；动物细胞培育取得的是动物细胞或代谢产物，未表现细胞的全能性；植物组织培育和动物细胞培育均需要在无菌条件下进行。
例2下列关于动物细胞培育的叙述，正确的是( )A．培育中的效应T细胞能产生单克隆抗体B．培育中的B淋巴细胞能够无穷增殖C ．人的成熟红细胞通过培育能形成细胞株D ．用胰蛋白酶处置肝组织可取得单个肝细胞 答案 D解析 单克隆抗体由杂交瘤细胞克隆化培育后生产；效应T 细胞体外培育既不能产生抗体，也不能大量增殖；培育中的B 淋巴细胞不能无穷增殖，会专门快死亡；人的成熟红细胞没有细胞核，通过培育不能形成细胞株或细胞系。
第1章生态工程知识系统构建规律方法整合整合一生态工程所遵循的原理例1我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘，塘内养鱼，塘基上种桑，用桑养蚕，蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕三丰收，大大提高了系统生产力，这种模式主要应用了生态工程的哪个原理( )A．系统论B．生物之间的共生、抗生理论C．生物多样性理论D．食物链理论答案 A解析桑基鱼塘模式，就是把很多单个生产系统通过优化组合，有机地整合在一起，成为一个高效生态系统，大大提高了系统的生产力，该模式的建立主要遵循了生态学和经济学原理。
例2同学们在“设计某地人工生态林”时提出以下观点：①选择适合本地生长的树木种类；②尽量增加树木种类；③选择树种时注意不同品种生长的高度。
上述观点提出时遵循的主要生态工程建设理论是( )A．系统论B．生物之间的共生、抗生理论C．生物多样性理论D．食物链理论答案 C解析生物多样性理论的主要含义是物种繁多复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性，题中观点遵循的主要理论是生物多样性理论。
整合二生态农业生态农业是以生态学理论为依据，以环境与经济协调发展为前提，在一定区域内，因地制宜地规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。
生态农业以保持生态系统内的生态平衡为主导思想，促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。
例3在社会主义新农村建设中，四川某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统(如图所示)。
下列有关叙述不正确的是( )A．该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽、家畜B．该生态系统中人的作用非常关键，植物是主要成分C．该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率D．沼气池的建造和植树造林，提高了该生态系统的稳定性答案 C解析生态系统中食物链的上一营养级到下一营养级的能量传递效率一般在10%～20%，且是固定不变的，不会因为建立新的生态系统而提高；此新型生态系统的建立，使能量得到多级利用，提高了能量的利用效率。
第2课时目的基因的导入和检测[目标导读] 1.结合教材P图文，阐明目的基因的导入的四种方法。
2.分析教材P81～83内77～81容，掌握目的基因的检测与表达产物的测定。
[重难点击] 1.目的基因的导入方法。
2.目的基因的检测与表达产物测定的原理方法。
方式一通过前面的学习，我们了解了基因工程中目的基因的获取和基因表达载体的构建。
在目的基因与载体连接成重组DNA分子以后，下面的重要工作主要是将其导入受体细胞进行扩增和筛选，获得大量的重组DNA分子，这就是外源基因的无性繁殖，即克隆(cloning)。
方式二目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。
这是基因工程的第四步工作。
以上步骤完成后，在全部的受体细胞中，真正能够摄入重组DNA分子的受体细胞是很少的。
因此，必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测。
检测的方法有很多种，例如，大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因，当这种质粒与外源DNA组合在一起形成重组质粒，并被转入受体细胞后，就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因。
重组DNA分子进入受体细胞后，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。
一、目的基因的导入1．花粉管通道法(如图)(1)概念：是指外源基因利用植物受精后花粉萌发形成的花粉管通道进入受体细胞，借助天然的种胚系统形成含有目的基因的种胚。
常用的两种方法有柱头滴加法和花粉粒携带法。
(2)实验：利用花粉管通道法将目的基因导入棉花的实验操作程序①原理：授粉后使外源DNA能沿着花粉管通道渗入，经过珠心通道进入胚囊，转化尚不具备正常细胞壁的卵细胞、合子或早期胚胎细胞。
②操作过程a．提取含有目的基因的总DNA或者质粒DNA，配成质量分数为0.01%的溶液。
b ．用棉线捆住将要在第二天开花的花朵，不让花朵自动开放。
c ．第二天清晨给花朵进行人工授粉，授粉后套袋，作好标记。
第 1 节基因工程的基根源理和技术[目标导读 ] 1.阅读教材 P66～67内容，说明基因工程的观点、特色及理论基础。
2.联合教材P68图 4－4、 P69图 4－ 5，理解 DNA 分子的切割技术和连结技术。
3.剖析教材 P70～71图文，认识 DNA 分子的运输工具——运载体。
[重难点击 ] 1.基因工程的观点、特色及理论基础。
2.DNA 分子的切割技术、连结技术及运载工具。
科学假想：可否让禾本科植物也能固定空气中的氮？可否让细菌“吐出”蚕丝？可否让微生物产生人的胰岛素、扰乱素等宝贵的药物？经过多年努力，科学家于 20 世纪 70 年月创办了能够定向改造生物的新技术——基因工程。
这一技术是在 DNA 分子水平长进行的，在细小的 DNA 分子长进行的操作，需要专用的工具。
这些工具是什么？各自的作用是什么？让我们一同来认识一下吧！解决学生疑难点一、基因工程的概括1．基因工程的观点基因工程也叫DNA 重组技术，它是在分子水平长进行的一种外科手术式的遗传操作，借助于实验室的技术，将某种生物的基因或基因组提拿出来，在生物体外进行加工改造或从头组合，再转移到另一种生物中去，从而定向地改变生物的遗传特征，创建出新式的生物。
2．基因工程研究的理论基础DNA理论基础是主要的遗传物质，是生物大分子提取DNA 和对操作技术DNA 分子在体外进行遗传操作DNA 进行半保存复制异源DNA片段连结后可在体内或许体外扩增“中心法例”和操控子学说、遗传密码不一样生物间基因转移和表达的通用性依据基因工程的基根源理剖析回答：1．有性生殖中的基因重组是随机的，且只好在同一物种间进行。
基因工程操作致使的基因重组与前述基因重组有何差别？答案基因工程能够在不一样物种间进行重组，而且方向性强，能够定向地改变生物的性状。
2．剖析不一样生物的DNA 分子能拼接起来的原由。
答案基本构成单位同样：都是四种脱氧核糖核苷酸；双链DNA 分子的空间构造同样：都是规则的双螺旋构造。
第 1 节植物细胞工程第 1 课时植物细胞工程的基本技术[目标导读 ] 1.联合教材 P47图 3－ 2 和实验内容，掌握植物组织培养技术。
2.剖析教材 P49 图 3－ 3，理解植物体细胞杂交技术。
[ 重难点击 ] 1.细胞全能性的含义及其在植物组织培养中的应用。
2.植物组织培养技术。
3. 植物体细胞杂交技术。
“ 君子”兰的快速生殖“春风欲擅秋风巧，催吐幽兰继落梅”，素有“天下第一香”之称的兰花，以其优美文雅的叶片和芬芳明丽的花朵，成为自古以来文人墨客吟诗作赋的对象。
可是，兰花在自然条件下播种生殖的难度很大，需要较长时间才能获取少许幼苗。
如何才能知足人们对兰花的需求呢？科学家在细胞全能性的理论基础上发现了兰花快速生殖的技术——植物组织培养。
植物组织培养是植物细胞工程的中心技术，植物细胞工程的基本技术还有哪些？又在哪些方面得到了应用呢？一、植物组织培养技术1．理论基础植物细胞的全能性，其含义是拥有某种生物所有遗传信息的任何一个细胞，都拥有发育成完好生物体的潜能。
2．技术种类(1)植物的细胞培养：对选定的植物细胞进行培养，主要的方法是细胞悬浮培养，是植物体细胞杂交、植物细胞核移植、显微注射和细胞代谢产物大规模生产等技术的基础。
(2)原生质体培养：利用纤维素酶和果胶酶去除植物的细胞壁，能够获取原生质体，原生质体培养是植物体细胞杂交和显微注射技术的基础。
(3)花粉和花药培养：快速选育出稳固遗传的植株。
(4)植物离体胚培养：分为幼胚培养和成熟胚培养，常用于拯救远缘杂交的种子幼胚。
3．实验：小麦种胚的组织培养(1)实验原理在特定的营养和激素条件下，小麦的种胚能够脱分化形成愈伤组织，而后再分化生成幼苗，从而发育成完好的小麦植株。
(2)方法步骤①将小麦种子在水中浸泡留宿，在超净工作台上用次氯酸钠溶液办理30 min 后，立刻用无菌水冲洗2～ 3 次。
剥离种胚，接种到培养基上，封盖培养瓶口。
②将培养瓶置于23 ℃～ 26 ℃恒温箱中避光培养，获取愈伤组织。
