高中生物第二章细胞工程第1节细胞工程概述课件苏教版选修

1 第一节 植物细胞工程

课标内容要求 核心素养对接

1.阐明植物组织培养技术是利用细胞全能性,在无菌条件下,将离体的植物器官、组织、细胞或原生质体等,在培养基上培养,使其发育成部分或完整植株的技术。

2.概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成为杂种细胞,继而培育成新植物体的技术。 生命观念：通过植物组织培养技术理解细胞的全能性及原因。

科学思维：理解植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理,以流程图形式表示植物组织培养和植物细胞杂交的过程。

科学探究：尝试探究植物生长素和细胞分裂素的使用顺序及比例对植物组织培养的影响。

一、植物组织培养技术

1．概念：利用细胞全能性,在无菌条件下,将离体的植物器官、组织、细胞或原生质体等,在培养基上培养,使其发育成部分或完整植株的技术。

2．具体步骤

选材：外植体：用于植物组织培养的材料如离体的植物器官、组织、细胞或原生质体。植物的茎尖、根尖、幼嫩的叶片、花药是植物组织培养中常用的外植体。

↓

消毒：用消毒剂除去外植体表面的微生物,消毒后的外植体需要用无菌水充分冲洗,以避免消毒剂对外植体的生长、分化过程产生不良影响。

↓

接种：无菌条件下,将外植体置于适宜的培养基上的操作。接种用的培养基一般都要含有适量的水分、无机盐、碳源、氮源、维生素以及植物激素等。

↓

诱导脱分化：将已有特定结构和功能的植物组织,在一定条件下,诱导其细胞改变发育途径,逐步失去原有的分化状态,转变为具有分生能力的细胞的过程。脱分化后形成愈伤组织。

↓

诱导再分化：愈伤组织生长一段时间后,将其转移到新的培养基上继续培养,经诱导分化,形成芽和根等器官,或进一步发育成完整植株,也可以诱导形成胚状体。

↓

炼苗移植：使分化形成的幼小植株逐渐适应自然环境,保证幼苗移植到大田能顺利成活。

二、植物体细胞杂交技术

1．概念：将自发或人工融合的杂种细胞培育成新品种植物体的技术。 2 2．环节

高中生物第二章细胞工程第二节植物细胞工程的应用学案苏教版选修3

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学习资料

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2 / 19 第二节 植物细胞工程的应用

学习导航

明目标、知重点难点

举例说出植物组织培养技术的应用.（重点）

举例说出植物细胞培养技术的应用.(难点）

一、阅读教材P54～56完成植物组织培养技术的应用

途径 优点 实例

快速繁殖

（微型繁殖） (1)保持优良植物品种的遗传特性；

（2)种苗高效、快速繁殖 快速繁殖蝴蝶兰

培育无病毒植物 提高作物产量和品质 无病毒马铃薯

人工种子 （1）无性繁殖,保存该种系的优良性状;

(2）不受环境因素的制约；

（3）繁殖速度快 芹菜、水稻等的胚状体制成人工种子

二、阅读教材P56～58分析植物细胞培养技术的应用

1．植物细胞代谢产物的工厂化生产

(1）植物细胞次生代谢产物是植物生长到一定阶段产生的化学物质，如奎宁、 紫杉醇。

（2）有效途径：植物细胞培养技术.

(3）特点：细胞生长周期短、条件可控等。

2．单倍体育种（以二倍体植物为例）

（1）方法:花药的离体培养。

（2）过程

花药错误!单倍体植株错误!纯合二倍体植株错误!优良品种。

（3）优点

①后代是纯合子，能稳定遗传。

②明显缩短了育种年限。

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3 / 19 判一判

（1)快速繁殖能保持亲本的优良性状。（√)

(2)植物细胞的呼吸酶是次级代谢产物。（×)

(3）植物的种子能发育成完整的植株，体现了细胞的全能性。（×)

（4）离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程属于脱分化。（×）

(5)单倍体育种是通过花药的离体培养形成新品种的过程。（×）

连一连

植物组织培养技术的应用[学生用书P28］

1 第2课时 动物细胞融合技术与干细胞技术

课标内容要求 核心素养对接

1.阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物方法,使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。

2．概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。

3．简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。 生命观念：以细胞结构与功能为基础,理解动物细胞融合的过程及原理。

科学思维：结合具体实例,以流程图的形式表示单克隆抗体的制备过程。

社会责任：说明干细胞在疾病治疗、新药的研制和开发等领域的应用及发展潜力。

一、动物细胞融合技术及其应用

1．动物细胞融合技术

(1)概念：在一定条件下将两个或多个动物细胞,通过物理、化学或生物方法,结合形成一个细胞的技术。

(2)诱导方法

①生物方法：仙台病毒、疱疹病毒、腮腺炎病毒。

利用仙台病毒诱导动物细胞融合的过程示意图如下：

②化学方法：聚乙二醇诱导融合法成功率高,但有一定毒性。

③物理方法：采用电场诱导融合法。对细胞伤害小,易操作、控制和观察。成为细胞融合的重要技术手段。

(3)融合过程

细胞质膜出现粘连、破裂和融合→进而细胞质和细胞核的融合→形成杂种细胞→挑选所需要细胞

(4)诱导对象：同物种细胞和不同物种的细胞。

2．单克隆抗体

(1)概念：单个细胞进行无性繁殖形成的细胞群产生的化学性质单一、特异性强的抗体。

(2)传统抗体的不足

含有多种抗体的混合抗体,不能专一性地对付某一类病原体,治疗效果不佳。 2 (3)单克隆抗体的制备流程

(4)应用

①制备单克隆抗体靶向制剂：化疗药物与单克隆抗体结合,对肿瘤细胞有较好的选择性杀伤作用。

②疾病诊断：单克隆抗体检测相关抗原是否表达及其表达水平,作为肿瘤诊断的辅助方法；用同位素标记某种单克隆抗体,诊断结肠癌肿瘤病灶是否已经转移。

③导向手术：利用同位素标记的单克隆抗体在体内显示肿瘤位置,用以指导手术范围。

二、干细胞技术及其应用

1．干细胞的概念：动物(包括人)胚胎及某些器官中同时具有自我更新和分化能力的细胞。

第1课时 基因工程的发展历程和工具学习导航明目标、知重点难点了解基因工程的概念、诞生及发展。○1

掌握限制酶及DNA连接酶的作用。（重、难点）○2

理解载体需具备的条件。（难点）○3一、阅读教材P7～9第三段完成基因工程发展历程的相关问题

1．理论与技术基础(1)沃森和克里克建立了DNA分子双螺旋结构模型。

(2)科恩伯格及其合作者首次在大肠杆菌中发现了DNA聚合酶。

(3)梅塞尔森和斯塔尔发现了DNA半保留复制的机理。

(4)克里克提出了描述遗传信息流向的中心法则。

(5)尼伦伯格和霍拉纳等破译了全部64种遗传密码。

(6)罗思和赫林斯基发现细菌拟核外的质粒具有自我复制能力，并能在细菌细胞之间转

移。

(7)在大肠杆菌细胞中发现了DNA连接酶。(8)特明和巴尔的摩发现了逆转录酶，证明遗传信息也可以从RNA反向传递到DNA。

(9)史密斯等人分离到第一种特异性很强的限制性核酸内切酶。

2．基因工程

(1)概念：在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新

组合，然后导入受体细胞，并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的

技术，又称为DNA重组技术。

(2)诞生事件：1973年，斯坦福大学科学家科恩等将两种不同来源的DNA分子进行体

外重组，并首次实现了重组DNA分子在大肠杆菌中的表达。

(3)发展阶段：1973～1976年为开始期；1977年生产出生长抑制素释放因子，到1981

年为发展期； 1983年通过农杆菌转化法培育出世界上首例转基因植物——转基因烟草，

以后为迅猛发展期。二、阅读教材P9第四段～P12分析基因工程的工具——酶与载体

1．“分子手术刀”——限制性核酸内切酶

(1)能识别DNA分子上特定的脱氧核苷酸序列。

(2)在合适的反应条件下使每条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开。

(3)切割出黏性或平口末端。

2．“分子针线”——DNA连接酶

连接两个DNA片段形成两个磷酸二酯键成为一个重组DNA。