最新细胞工程的应用(五篇)

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细胞工程的应用篇一

过程

内容

教学手段

和方法

预期

目标

1.实例引入新课──细胞融合。

2.复习提问。

3.学习新课──细胞融合。

（1）动物细胞融合的概念。

（2）动物细胞融合的过程。

（3）动物细胞融合的意义和应用。

4.学习新课──单克隆抗体。

（1）单克隆抗体的概念。

（2）单克隆抗体的生产过程。

（3）克隆抗体的应用。

5.小结。

6.布置作业或实践活动。

师：1970年，有两位科学家做了一个人—鼠细胞融合的实验，以证明细胞膜上的蛋白质分子是运动的。那么，如何实现人—鼠细胞的融合，以及动物细胞融合后还有什么用途呢？这就是今天我们这节课要学习的内容。

师：由于动物细胞融合与前面所学的植物体细胞杂交技术相似，所以我们通过两个问题，来回顾一下有关植物体细胞杂交技术的基本知识。第一个问题是：植物体细胞杂交技术的过程是怎样的？

生：先用酶去除两种植物细胞的细胞壁，使之成为原生质体，再用物理或化学的方法，诱导两种原生质体融合成杂种细胞，最后用植物组织培养的方法把杂种细胞培育成新的植物体。

师：第二个问题是：动植物细胞在结构上有何区别？

生：动物细胞无细胞壁、无明显的液泡、无质体。

师：有了以上的基本知识，首先让我们一起来看看有关动物细胞融合的概念。请大家翻开课本p52，阅读第二自然段。

师：动物细胞融合的基本原理与植物原生质体融合的基本原理是否相同？

生：应该相同。

师：对，动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同，那么动物细胞融合的具体过程是否也和植物原生质体融合的过程一样呢？

生：应该基本一样吧？

师：对，下面我们以灭活病毒诱导动物细胞融合过程为例，来理解动物细胞融合的过程。

诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，但动物细胞融合时可用灭活的病毒作为诱导剂，你们知道这是为什么吗？请阅读课本p52的生物技术资料卡，思考并回答下面问题：

为什么灭活的病毒能作为诱导剂？

生：因为灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂质重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。

师：对，那么不灭活的病毒能作为诱导剂吗？

生：不能，因为不灭活的病毒会感染细胞，而不能诱导细胞融合。

师：回答得非常好！从示意图中我们可以看出，把两个不同的动物细胞放在一起，用灭活的病毒处理细胞后，它们就先质融合，再核融合，进而形成杂交细胞，这个细胞有丝分裂后仍能形成两个完整的杂交细胞。

想一想，在动物细胞融合的实际操作过程中，是只用单个的两种细胞来融合吗？请你们再次结合植物体细胞杂交的过程，思考这个问题。

生：我记得在植物体细胞杂交过程的实际操作过程中，是把多个两种细胞放在一起，让它们融合的。

师：回答正确。

生：为什么在进行两种细胞融合时必须用多个细胞呢？

师：这个问题问得很好，请同学们课下思考并讨论这个问题。如果能查阅到有关资料，你们就能更全面地回答这个问题。

在弄清楚动物细胞融合的原理和过程后，还需说明的是任何一项技术的发现，都不是凭空产生的，必定有一个发展的过程，下面我们来阅读课本p52中的小字，了解一下动物细胞融合技术的发展简史。

从动物细胞融合技术发展简史的资料中，我们能切实体验到这个技术是在不断发展的，那么，实现动物细胞融合有什么意义呢？

大家都知道，物种间由于存在生殖隔离使得有性杂交方法有局限性，而细胞融合技术能打破生殖隔离，使远缘杂交成为可能。具体成功的实例见大屏幕。

正因为如此，细胞融合技术已广泛应用于细胞学、遗传学、免疫学及生物新品种培育等领域，但此技术还有一个十分重要的用途，就是制备单克隆抗体。有同学听说过单克隆抗体一词吗？

生：（大多数同学回答不出来。）

师：在弄清什么是单克隆抗体之前，我们先来了解以下两个问题：

第一个问题，传统的抗体生产方法及缺陷是什么？请同学们在阅读课本p52的最后一自然段的基础上，讨论这个问题。

生：传统的抗体生产方法是向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需要的抗体。这种生产抗体的方法产量和纯度都很低，而且制备的抗体特异性差。

师：回答得很好！下面我们再来讨论第二个问题：b淋巴细胞有什么特点？请同学们继续阅读课本p53第一自然段，讨论并回答这个问题。

生：b淋巴细胞能产生抗体，但每一个b淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。

师：很好！正是由于b淋巴细胞的这个特点，所以要想获得大量的单一抗体，必须用单个b淋巴细胞进行无性繁殖，也就是通过克隆形成细胞群，这样的细胞群就有可能产生出化学性质单一、特异性强的抗体，即单克隆抗体，这就是单克隆抗体的概念。

可遗憾的是，在体外培养的条件下，一个b淋巴细胞是不可能无限增殖的，那么，科学家是怎样解决这一问题的呢？想一想，能利用细胞融合技术来制备单克隆抗体吗？请大家先阅读课本p53~54单克隆抗体制备的文字及示意图，再思考回答问题。

师：两位科学家极富创造性的设想是什么？

生：如果把一种b淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞进行融合，所得到的融合细胞既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体。

师：对，正是科学家先有了这个极富创造性的设想，然后再锲而不舍地把设想变为现实，才创造出单克隆抗体。想一想，如果把b淋巴细胞和骨髓瘤细胞放在一起时，会有几种融合方式？

生：有b淋巴细胞间的融合、骨髓瘤细胞间的融合以及b淋巴细胞与骨髓瘤细胞间的融合。

师：回答得非常好！那么，b淋巴细胞和骨髓瘤细胞间融合所形成的能产生抗体的杂交瘤细胞是如何筛选出来的？

生：先用选择性培养基筛选出杂种细胞，再进行抗体检测和克隆化培养就能得到杂交瘤细胞。

师：对，基本的过程就是这样。那么，科学家又是如何利用杂交瘤细胞来生产抗体的呢？

生：第一种方法是：将杂交瘤细胞在体外大规模培养，从细胞培养液中就能提取大量的单克隆抗体；第二种方法是：把杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖，再从小鼠腹腔中提取单克隆抗体。

师：完全正确。正是由于这两位科学家的杰出贡献，他们于1984年双双获得诺贝尔生理学或医学奖。有关单克隆抗体的应用。请大家阅读课本p54~55的内容，阅读后，请一位同学归纳一下单克隆抗体有哪些主要的用途。最好能结合其中的一个用途，如“生物导弹”问题，谈一谈你对其应用前景的认识。师：本节课我们学习了有关动物细胞融合和单克隆抗体的内容，通过本节课的学习，大家应不仅能说出动物细胞融合的过程、单克隆抗体的生产过程，而且应能充分体验科学是一个过程及科学、技术、社会三者之间的关系。

师：课后作业为课本p55“思考与探究”的三道题，如有条件，可按课本中实践活动的要求组织学生完成。

投影人—鼠细胞融合过程的图片，教师按图讲解，以引入新课，写出或投影本节课的标题──2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体。

如果学生回答不全，则可投影植物体细胞杂交技术流程图。

教师讲解和学生讨论的方法相结合，以突出本节课的重点。

师生一起阅读教材，教师按教材上的概念给学生讲解。

投影用灭活病毒诱导动物细胞融合过程的示意图。

学生阅读生物技术资料卡，思考并回答问题。

让学生再次回顾植物体细胞杂交过程，思考并回答问题。

给学生留下更多地思维空间。

让学生自己阅读动物细胞融合技术的发展简史。

把教参上的已成功的动物细胞融合实例打在大屏幕上。

学生阅读和讨论相结合，以突破本节课的难点。

由于教材上没有单克隆抗体的概念，所以应在黑板上写出或投影在大屏幕上。

先让学生阅读教材，再采用师生共同讨论的方法学习此部分内容。

此问题对学生来讲稍难些，教师可提醒学生看图或相应的文字。

学生阅读教材，讨论，教师可投影有关应用的资料。

课后完成，下节课由学生回答。

激发学生学习兴趣。

复习旧知识，为学习新知识奠定基础。

了解动物细胞融合的概念。

培养学生运用已有知识解决新问题的能力。

了解动物细胞融合的过程。

培养学生的阅读能力及自主解决问题的能力。培养思维的广阔性。

联系旧知识，提供一个比较的对象，以此达到知识迁移的目的。

培养学生交流的能力及查阅相关资料的能力。

体验科学技术是一个不断发展的过程。

自然过渡到单克隆抗体的内容。

把本节课的难点问题分解成问题串逐一讨论解决。

了解单克隆抗体的概念。

提出问题，诱导思考，步步深入地了解单克隆抗体的生产过程。

培养学生的阅读及识图能力，使学生体验到科学是一个探究过程，科学研究需要创新的意识和合作精神。

了解单克隆抗体的应用，体验科学、技术、社会三者间的关系。

提出本节课最终的学习目标。

细胞工程的应用篇二

第二节  细胞工程简介──动物细胞工程

教学目标

1.知识方面

（1）动物细胞培养（知道）。

（2）动物细胞融合（知道）。

（3）单克隆抗体的制备及应用（知道）。

2.态度观念方面

（1）初步培养学生勇于探索，不断创新的精神和合作精神。

（2）通过向学生介绍几大动物细胞工程技术的发展动态及一些新的研究成果，使学生明确人们对生命奥秘的揭示愈加广泛和深入，知识不断更新并向前发展。认识到学无止境，形成终生学习的意识。

3.能力方面

（1）在学习动物细胞培养过程中，学生通过阅读、自学、质疑、讨论、训练、总结等环节，逐步提高独立获取知识的能力、逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力。

（2）由植物体细胞杂交技术导出动物细胞融合过程，培养学生的知识迁移能力、思维能力。

（3）让学生尝试设计革克隆抗体的制备过程，指导学生掌握获取知识和探索生物科学的基本方法，使学生了解生物科学认识模式以发展学生的创造性能力。

重点、难点分析

单克隆抗体既是本小节的重点，也是难点内容。

分析：动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植等。其中前三大技术为本节教材的主体内容，而胚胎移植、核移植技术以小字科普读物的形式出现，意在使学生在有所侧重的前提下对动物细胞工程发展概况有一个较全面的了解。在教材重点介绍的三大动物细胞工程技术中，动物细胞培养是其他技术（如单克隆抗体、胚胎移植、核移植等）的基础，其价值更多的是通过其他技术成果来体现的。而动物细胞融合技术目前较为成熟的最重要的用途便是制备单克隆抗体。由此可见，单抗技术应属较高层次的动物细胞工程技术。对它的学习有助于学生较深刻地领悟动物细胞工程的真谛，并从两位诺贝尔奖获得者对单抗独具匠心的实验设计中，深刻体会科学态度、科学方法，尤其是创造性的思维品质在科学研究、发明创造中的决定性作用。基于以上认识，单克隆抗体应列为本节的重点内容，同时单克隆抗体技术本身环节多、技术复杂，加之学生对此缺乏必要的感性认识，所以也是本课的难点所在。

教学模式

自学——指导。启发、探究。

教学手段

1.动物细胞培养的自制挂图。

2.动物细胞融合、单克隆抗体制备过程的教学课件。

3.有关克隆羊“多莉”的录像资料。

4.实物投影仪。

课时安排

二课时。

设计思路

1.采用自学、指导模式对动物细胞培养技术进行较深刻、透彻地学习，为学习其他动物细胞工程技术打好基础。

2.教师启发学生回忆植物体细胞杂交过程；通过新旧知识对比，引导学生大胆推测动物细胞融合过程，培养学生知识迁移能力，并通过课件演示全过程，加强直观性，培养学生的观察、思维能力。

3.教师给出资料，引出探究点。学生通过讨论、辩论，设计多种制备革克隆抗体的方案。然后通过观察全过程课件，质疑、释疑（多方向），并由学生概括单克隆抗体的制备工程。

4.胚胎移植、核移植为书中小字内容，以学生自学为主，教师予以适当指导、点拨。

5.以“多莉”羊的培育过程为主线，将动物细胞工程五种技术的知识有机地串接起来，构成完整的知识体系。 

重点提示

1.在教学中，应强化学生的主体意识，开发学生的潜能，使学生的个性在共性发展的同时也能协调发展，使知识不单是讲课的内容，考试的内容，而成为有利于学生综合素质全面提高的载体和素材。教师应善于从教材内容和学生心理状态出发，采用多种方法设计富有启发性的问题，创设探索的情境，激发学生思考和探索的欲望，从而达到在获取知识的同时培养他们的多方面能力的目的。

2.适当增加难度，能在教学过程中引起学生适度的认识冲突。前苏联教育家赞可夫就极力主张“高难度原则”，以求得学生在一定困难水平出现认知冲突，增强学生参与讨论的积极性，促进其发展。

3.在教学过程中，适度拓宽教学内容，扩大学生的知识面，开发学生的思维空间，有利于学生发散性思维的培养。

4.根据学生的认知水平和教学内容的难易程度，合理安排教学容量，控制好课堂教学的密度；该讲的要讲深、讲透，并善于从多角度、多层面来挖掘知识的蕴含，从而把握好教学的力度；同时还要注意课堂节奏的急缓、疏密、错落有致。

教学过程

细胞工程的应用篇三

疏导引导

1.微型繁殖与无性繁殖

微型繁殖就是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。它实际是一种无性繁殖。繁殖过程的分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞内dna.不变，所以能够保证亲、子代遗传特性不变。这种技术可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。

2.微型繁殖与作物脱毒

微型繁殖的条件是培养基中加入细胞生命活动所需的水、矿质养料和小分子有机物，还有植物激素，更重要的是所有加入物质必须是无菌的，操作过程必须是在无菌条件下操作，这样繁殖的幼苗才是无毒的。

作物脱毒就是把已被病毒感染的植株进行脱毒，采用的技术还是微型繁殖技术，但是取材一定是无毒的，如茎尖、根尖。

3.单倍体育种与微型繁殖

单倍体育种的优点是后代无性状分离，能够稳定遗传，即后代都是纯合子；明显缩短育种年限，只需一年就可获得纯种。单倍体育种的方法是花药的离体培养，采用的技术是微型繁殖技术，获得单倍体，然后用秋水仙素处理，获得纯合子。

4.人工种子的优势

（1）可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖。

（2）固定杂种优势。天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重组现象，因而会造成某些遗传性状的改变，而人工种子则可以完全保持优良品种的遗传特性。

（3）快捷高效的繁殖方式。天然种子在生产上受季节的限制，一般每年只能繁殖1～2次，有些甚至十几年才繁殖一次，而人工种子在生产上不受季节限制，而且快捷高效。研究表明，用一个体积为12 l的发酵罐在二十几天内生产的胡萝卜体细胞胚可制造1 000万粒人工种子，可供种植几百平方米，这样可以节约大量留种地。

（4）可控制植物的生长发育与抗逆性。针对植物种类和土壤条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。

（5）方便储藏和运输。试管苗的大量储藏和运输也是相当困难的。人工种子则克服了这些缺点，人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此可以很方便地储藏和运输。

活学巧用

【例1】 利用植物的茎尖或叶片、茎段、花药、花粉等，在无菌条件下，培养在玻璃器皿中人工配置的培养基上，使它发育成完整的植株。这种技术可以用来培育植物新品种，也可以在较短时间内大量繁殖植物，还可以防止植物病毒的危害。下列关于这种技术的叙述，正确的是（）

①这种技术利用了植物的全能性　②这种技术叫做组织培养，可以克隆生物体　③这种技术属于细胞工程的应用领域之一　④这种技术是一种无性繁殖的方式

a.①

b.①②

c.①②③

d.①②③④

解题提示：植物体细胞都含有该物种的全套遗传信息，所以每个细胞理论上都具有全能性，都有发育成完整生物体的潜能。植物组织培养就是在体外通过人工方法，让植物细胞表现出全能性，是植物细胞工程的一个基础技术手段。因为没有生殖细胞的结合，所以属于无性生殖方式。

答案：d

【例2】 马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳方法是（）

a.选择优良品种进行杂交

b.进行远源植物体细胞杂交

c.利用芽体进行组织培养

d.人工诱导基因突变

解题提示：无性繁殖的作物感染病毒后很容易传播给后代，病毒在生物体内积累就会导致作物产量降低，品质变差。科学研究发现，植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此，切取一定大小的茎尖或芽体进行组织培养，再生植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。答案：c

【例3】 对人工种子正确的解释是（）

a.通过科学手段人工合成的种子

b.利用植物组织培养技术获得的种子

c.种皮能够自我生成的种子

d.人工种子发芽率低

解题提示：本题考查了人工种子获得的方法及其过程。人工种子是经植物组织培养获得胚状体、不定芽等，然后经人工薄膜包装得到的种子。

答案：b

细胞工程的应用篇四

1、细胞的生物膜系统

1各种生物膜在结构上的联系：            2各种生物膜在功能上的联系：

3各种生物膜的化学组成大致相同（蛋白质、脂质、糖类）但含量有差别。

4生物膜系统的概念：细胞内由细胞膜、核膜、内质网膜、高尔基体膜、线粒体膜、质体膜等膜结构组成的统一整体。

5生物膜系统的功能：①使细胞具有一个相对稳定的内部环境，在物质的运输与交换及信息传递中起决定性作用；②增大膜的面积，供酶、核糖体等附着在上面，使各种化学反应有序的进行；③将细胞分隔成许多小区室，使各种化学反应能同时进行而不互相干扰。

6研究生物膜的重要意义：①理论上阐明细胞的生命活动规律②工业上成为人工模拟的对象（滤去盐分、处理污水）③农业上研究农作物的抗旱、抗寒、耐盐④医学上人工合成膜材料代替病变器官（人工肾）。

2、细胞工程简介

1细胞工程概念：是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。

2植物细胞工程

（1）细胞的全能性：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。细胞的全能性是细胞工程的原理。其物质基础是每一个细胞都含有本物种所有的全套遗传物质，具有全部的基因。受精卵的全能性最高，卵细胞已分化全能性较高，体细胞全能性比生殖细胞低。

分化实质上是基因在特定的时间和空间条件下选择性的表达的结果。

植物细胞在一定的营养物质、激素和其他外界条件下，就可表现出全能性。

植物组织培养： ①原理：依据细胞的全能性。

②过程：

脱分化      再分化

离体的植物器官、组织或细胞            愈伤组织        　根、芽       植物体

脱分化：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物组织的脱分化（去分化）。

脱分化：是指已经分化的细胞失去其特有的结构和功能变成具有未分化细胞 （胚性细胞）特征的过程。

愈伤组织：细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。

再分化：是指已去分化的胚性细胞在某种诱导因素的激活下，再出现程序化的分化。

植物体细胞的组织培养是一种无性生殖

③植物组织培养的应用：快速培养、培育无病毒植株、生产药物、食品添加剂、香料、色素、和杀虫剂（紫草愈伤组织中可提取紫草素）、人工种子转基因植物的培育、植物体细胞杂交等。

（3）植物体细胞杂交：

①植物体细胞杂交的过程：

a.制备原生质体，用纤维素酶、果胶酶分解细胞壁。

b.诱导融合，注意物理方法的类型（离心、振动、电刺激）和化学方法的药剂——聚乙二醇。

c. 植物细胞a和植物细胞b杂交时，除了产生ab型融合细胞外，还可以产生aa、bb型，只不过这两种融合细胞不是人们所需要的类型。

d.筛选和组织培养。

②优点：可以克服远源杂交不亲和的障碍。

3动物细胞工程：常用的技术手段有：动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植。

（1）动物细胞培养： 细胞培养按细胞的来源不同可以分为原代培养和传代培养。

a. 原代培养：培养的细胞直接来源于动物的组织叫原代培养。动物的组织可以取自胚胎，幼小的动物或成年的动物，可以是病理性的，特别是肿瘤组织。具体做法是：先将组织尽量剪碎，然后用胰蛋白酶液消化成分散的细胞，过滤除去纤维类物质，再把细胞放到培养液中培养。

b. 传代培养：细胞在培养容器的表面长满后，可以用胰蛋白酶把细胞消化下来，使其分散为悬浮的单个细胞，用培养液稀释后，重新接种于新的培养容器中继续培养。传代细胞分为细胞株和细胞系两大类。

应用：大面积烧伤病人的皮肤细胞的移植。单克隆抗体的制备。

（2）动物细胞融合：细胞融合是指两个或两个以上的细胞融合为一体的现象。它可以是自然发生的或人工诱导的。自然界中细胞融合是经常发生的，有性生殖中精卵结合是其中的例子。人工诱导的细胞融合是利用诱导剂使细胞或原生质体融合在一起。动物细胞融合要求掌握的情况与植物相似。如过程、方法、诱导条件（剂）、结果等。动物细胞融合常常用到的诱导剂是灭活的仙台病毒，植物不用。

（3）单克隆抗体：抗体是由b淋巴细胞制造的。每一种淋巴细胞只制造单一特异性的一类抗体分子，但因为体内有大量的不同淋巴细胞，所以动物体内的抗体是一种混合物。如果能分离出单个的淋巴细胞，让它形成一个克隆，那么这个克隆的所有细胞制造的抗体都是一样的，这样的抗体叫单克隆抗体。但是，在体外培养的条件下，一个淋巴细胞是不可能无限增殖的。

①杂交瘤细胞的制备过程：首先用抗原免疫小鼠，然后取免疫小鼠的脾脏细胞（含有大量的淋巴细胞），与体外培养的骨髓瘤细胞混合，以聚乙二醇诱导融合。将融合后的细胞放到选择性培养基上培养，在这种培养基中只有杂交细胞可以成活，别的细胞死亡。将成活的杂交细胞克隆化培养，检测能否产生抗体。要获得单克隆抗体可以培养杂交瘤细胞，从培养液中分离抗体；也可以将杂交瘤细胞注射到小鼠的腹腔内，待其产生出肿瘤后，从腹水中分离出单克隆抗体。大量克隆抗体可以通过杂交瘤细胞的大规模培养来生产。

②单克隆抗体比起血清抗体的优点：首先，它特异性好，反应专一，只对单一的抗原决定起反应；其次，一旦制备成功，理论上就可以一劳永逸地大量生产抗体，不用这反复去免疫动物。

③单克隆抗体的医学应用价值：由于单克隆抗体的高度特异性，在医学检验中，被用来对各种传染病和肿瘤的诊断、治疗和预防具有重要意义。为了增强药物抗癌的选择性，可以制备针对肿瘤细胞的单克隆抗体，把一些毒素分子与此抗体相连，制成“生物导弹”，这样就可以将药物导向癌细胞靶子，不再对正常细胞造成伤害。

细胞工程的应用篇五

：

1.知识目标：

⑴知道植物体细胞杂交技术的基本原理

⑵描述植物体细胞杂交技术的基本过程

⑶说出植物体细胞杂交的理论和实践意义

2.能力目标：

培养和提高学生的语言表述能力和设计能力。

3.情感目标：

树立学生热爱科学、勇于想象、敢于创新的意识。

1.教学重点：植物体细胞杂交技术

2.教学难点：表述能力和设计能力的培养

：诱导启发；阅读思考；讨论交流。

：多媒体课件

：

〖温故知新〗

1.植物组织培养的基本原理是什么？（细胞具有全能性）

2.简述植物组织培养的基本过程。

3.植物愈伤组织的特点是什么？

具有分裂能力；细胞排列疏松无规则；高度液泡化；细胞无定形态；细胞壁薄等。

4.植物组织培养所得的植株是新品种吗？为什么？

(不是新品种。因为在组织培养中细胞内遗传物质没有改变。)

〖导入新课〗

植物组织培养没有改变生物的遗传物质，因而仅仅是植物的一种繁殖方式。而目前人们需要的一些具有有优良性状的植物新品种。如何才能更多地创造出更多的、符合人们需要的植物新品种呢？

（板书）

（课件展示）番茄－马铃薯图片

你认为“番茄－马铃薯”是如何培育出来的？

（启发学生的创新意识。学生讨论并自由发言。）

（板书）

提示：联系水稻、豌豆等植物“有性杂交”的过程实质，提出“体细胞杂交”的特殊性。

（体细胞杂交过程图，分解展示。）

（1）植物体细胞杂交首先遇到什么障碍？(细胞壁)

（2）如何除去细胞壁？为什么？

(用纤维素酶和果胶酶分解细胞壁。细胞壁的主要成分是纤维素和果胶)

提示：酶解法。

【思考1】原生质体与原生质层有何区别？

除去细胞壁的植物细胞叫做原生质体。植物细胞中细胞膜、液泡膜及其之间的细胞质构成原生质层。

【应用训练】1.在植物体细胞杂交过程中，常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。这是因为（  b  ）

a.纤维素酶和果胶酶容易制取          b.细胞壁的主要成分是纤维素和果胶

c.纤维素酶和果胶酶的成本低          d.纤维素酶和果胶酶的催化能力强

（1）若干两种原生质体混合在一起，两种原生质体就能融合形成一个细胞吗？

(不能)

提示：经过了漫长的进化过程，有性杂交中精子与卵细胞能够自然发生融合形成受精卵。而原生质体发生融合则是人为的，两种原生质体不能自然发生融合，因而需要人工诱导，迫使二者融合。

（2）诱导原生质体融合的方法有哪些？

学生阅读回答：物理法、化学法。

提示：电击法的机制（讲解）；聚乙二醇.

【思考2】原生质体的融合利用了细胞的哪一生理特性？

(细胞膜具有一定的流动性)

（1）原生质体融合后，是否是一个完整的植物细胞？为什么？

(不是。没有细胞壁)

（2）与植物细胞壁形成有关的细胞器有哪些？

(线粒体、高尔基体)

提示：杂种细胞的细胞壁形成，标志着植物体细胞杂交成功。

【思考3】若番茄体细胞中染色体组成为aa，马铃薯体细胞中染色体组成为bb，则杂种细胞中染色体组成是怎样的？（aabb）

【应用训练】2.将若干番茄和马铃薯的原生质体混合，用聚乙二醇处理后，转移到培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁。这时在培养基上的细胞类型有（  d  ）

①番茄细胞  ②马铃薯细胞 ③番茄－马铃薯细胞 ④番茄－番茄细胞 ⑤马铃薯－马铃薯细胞

a.①②③        b.③④⑤        c.①②④⑤          d.①②③④⑤

（1）杂种细胞如何才能形成新植株？

（利用组织培养技术）

（2）简述其基本过程。

杂种细胞（脱分化）→愈伤组织（再分化）→根、芽/胚状体（生长发育）→新植株。

【思考4】你认为杂种细胞形成杂种植株的依据是什么？

细胞具有全能性。

【思考5】你认为杂种植株的遗传特性应当是怎样的？

既具有番茄的遗传特征，又具有马铃薯的遗传特征。

【探究】番茄－马铃薯为什么没有结出番茄和马铃薯？

学生讨论：杂种植株的体细胞内同时具有番茄和马铃薯两套遗传信息，导致基因的表达混乱无序。

【应用训练】3.如图植物体细胞杂交过程示意图。

（1）步骤①是      ，最常用的方法是        处理。

（2）步骤②常用化学试剂是      ，其作用是         。

（3）在杂种细胞培育成杂种植株过程中，运用的技术手段是      ，步骤④是     ，步骤⑤是     。

（4）若亲本a和亲本b都是二倍体，则杂种植株为      倍体。

参考答案：⑴除去细胞壁   酶解法或纤维素酶和果胶酶⑵聚乙二醇  诱导原生质体融合⑶植物组织培养  脱分化  再分化 ⑷四倍体

【归纳】请简要概述什么是“植物体细胞杂交技术”。

植物体细胞杂交技术是指将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合形成杂种细胞，并将杂种细胞培育成新的植物体的技术方法。

【设计】参照“植物组织培养技术流程”，设计出“植物体细胞杂交技术流程”。

植物组织培养技术流程

植物体细胞杂交技术流程

【思考6】你认为植物体细胞杂交技术利用了哪些生物学基本原理？

细胞膜具有一定的流动性；细胞具有全能性。

【思考7】你认为用植物体细胞杂交技术有何现实意义？

克服远源杂交不亲和的障碍；打破生殖隔离，实现远源杂交。

提示：植物体细胞杂交成功的实例：

烟草－海南烟草；胡萝卜－羊角芹；白菜－甘蓝。

白菜－甘蓝（图片）：优点简介。

【训练应用】4.植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是（  d  ）

a.细胞膜发生融合                    b.细胞质发生融合

c.细胞核发生融合                    d.形成新的细胞壁

5.与有性杂交相比，植物体细胞杂交的优点是（  b  ）

a.实现两个亲本优良性状的完全组合    b.打破生殖隔离，实现远源杂交

c.实现遗传性状的定向改变            d.降低科研成本，提高经济效益

【讨论设计】（图片）原生动物――眼虫。大胆设计绿色奶牛。

学生讨论：植物原生质体与奶牛受精卵融合；叶绿体移植等。

见板书设计

课后练习题

一 植物组织培养

二 植物体细胞杂交

（1）原理：细胞膜的流动性、细胞的全能性。

（2）过程：

（3）意义：打破生殖隔离，培育新品种