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栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程第二章细胞工程第二章细胞工程第一节细胞工程概述第一节细胞工程概述第二章细胞工程第二章细胞工程栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程学习导航学习导航1.简述细胞工程的基本技术。简述细胞工程的基本技术。(重难点重难点)2举例说出细胞工程的应用。举例说出细胞工程的应用。(重点重点)栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程新知初探思维启动新知初探思维启动一、细胞工程的发展一、细胞工程的发展时间时间人物人物事件事件意义意义1907年年哈里哈里森森盖玻盖玻片片_培培养蛙胚神经组织养蛙胚神经组织开开创创_培培养的先河养的先河1937年年高特高特里特里特等等_培培养胡萝养胡萝卜组织卜组织首次成功进首次成功进行行_培培养养悬滴悬滴动物细胞动物细胞离体离体植物细胞与组织植物细胞与组织栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程时间时间人物人物事件事件意义意义1972年年卡尔逊卡尔逊等等2个个_种种烟草烟草细胞原生质体融细胞原生质体融合合获得世界上第获得世界上第一一个个_植植株株1997年年伊伊恩恩维维尔穆尔穆特特等等成年芬兰白面母成年芬兰白面母羊体细胞羊体细胞的的_移移入入苏格兰黑面母苏格兰黑面母羊羊_卵卵细胞中，细胞中，进行培养进行培养首首次次_出出绵羊绵羊“多利多利”不同不同体细体细胞杂交胞杂交细胞核细胞核去核去核克隆克隆栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程二、细胞工程的基本技术二、细胞工程的基本技术1.细胞工程的概念细胞工程的概念(1)基本单位：细胞。基本单位：细胞。(2)条件：体外条件：体外_条件下进行培养、条件下进行培养、繁殖。繁殖。(3)技术手段：植物细胞与组织培养、细胞技术手段：植物细胞与组织培养、细胞_、_移植等。移植等。无菌无菌融合融合细胞核细胞核栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程(4)目的：使细胞某些生物学特性按照人们目的：使细胞某些生物学特性按照人们的意愿发生改变，从而改良生物品种、创造的意愿发生改变，从而改良生物品种、创造新品种和加速繁育生物个体，以及获得某些新品种和加速繁育生物个体，以及获得某些有用的有用的_。细胞代谢产物细胞代谢产物栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程2.分类分类(1)根据研究对象分为根据研究对象分为(2)根据所使用技术的不同分为：根据所使用技术的不同分为：植物细胞与组织培养技术：在植物细胞与组织培养技术：在_条条件下件下_植物细胞或组织，将其放在适植物细胞或组织，将其放在适植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞微生物细胞微生物细胞无菌无菌分离分离栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程当的当的_上，给予必要的生长条件，上，给予必要的生长条件，使它们在体外继续生长、增殖与分化，形成使它们在体外继续生长、增殖与分化，形成新的新的_的技术。的技术。细胞融合技术：采用自然或人工的方法使细胞融合技术：采用自然或人工的方法使_不同细胞融合为不同细胞融合为_的的技术，常用的促融合方法有生物法、化学法技术，常用的促融合方法有生物法、化学法和物理法等。植物细胞融合前用和物理法等。植物细胞融合前用_等去除细胞壁。等去除细胞壁。培养基培养基组织、器官和个体组织、器官和个体2个或多个个或多个一个细胞一个细胞纤维素酶纤维素酶栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程细胞核移植技术：将一个细胞的细胞核转细胞核移植技术：将一个细胞的细胞核转移到另一个移到另一个_的细胞中，从而使的细胞中，从而使_获得新的遗传信息，产生新的获得新的遗传信息，产生新的生命迹象的技术。生命迹象的技术。染色体工程：人们按照一定的设计，有计染色体工程：人们按照一定的设计，有计划地划地_或替换同种或异种染色或替换同种或异种染色体，从而达到体，从而达到_改变遗传性状和选育改变遗传性状和选育新品种的一种技术。新品种的一种技术。去除细胞核去除细胞核受体细胞受体细胞消减、添加消减、添加定向定向栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程想一想想一想植物体细胞的杂交是不是植物细胞的融合？植物体细胞的杂交是不是植物细胞的融合？提示：提示：不是，是植物细胞原生质体的融合。不是，是植物细胞原生质体的融合。栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程三、细胞工程的应用三、细胞工程的应用1.快速培养花卉及濒危植物：利用快速培养花卉及濒危植物：利用_的的植物细胞、组织或器官在特定的条件下，通植物细胞、组织或器官在特定的条件下，通过过_、_等过程培育新植株，等过程培育新植株，如名贵花卉郁金香等。如名贵花卉郁金香等。2.获得无病毒作物：植物获得无病毒作物：植物_附近，如附近，如茎尖、根尖，因很少被病毒感染，甚至无病茎尖、根尖，因很少被病毒感染，甚至无病毒，而被用来培育毒，而被用来培育_植株。植株。离体离体脱分化脱分化再分化再分化分生区分生区无病毒无病毒栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程3.开发洁净能源减少环境污染：如利用单细胞开发洁净能源减少环境污染：如利用单细胞生物在特定条件下产生的生物在特定条件下产生的_作为燃料作为燃料.4.繁殖优良家畜品种及濒危动物：繁殖优良家畜品种及濒危动物：_技术在快速繁殖畜牧新品种和濒危动技术在快速繁殖畜牧新品种和濒危动物的种族繁衍等方面具有重大意义。物的种族繁衍等方面具有重大意义。5.医疗领域的应用：医疗领域的应用：(1)开发和生产各种开发和生产各种_、_。(2)成为成为_的新来源等。的新来源等。氢气氢气体细胞体细胞克隆克隆抗体抗体疫苗疫苗器官移植器官移植栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程判一判判一判(1)快速培养花卉及濒危植物需要在离体条快速培养花卉及濒危植物需要在离体条件下进行件下进行()(2)脱毒马铃薯具有抗病毒基因脱毒马铃薯具有抗病毒基因()(3)体细胞克隆技术培养的克隆动物属于有体细胞克隆技术培养的克隆动物属于有性繁殖性繁殖()栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程要点突破讲练互动要点突破讲练互动细胞工程的基本技术细胞工程的基本技术1.植物细胞与组织培养技术植物细胞与组织培养技术(1)依据原理：植物细胞的全能性。依据原理：植物细胞的全能性。(2)培养对象：离体的植物细胞或组织。培养对象：离体的植物细胞或组织。栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程(3)培养条件：体外无菌条件和必要的生长条培养条件：体外无菌条件和必要的生长条件。件。(4)培养目的：使离体植物细胞或组织生长、培养目的：使离体植物细胞或组织生长、增殖与分化，形成新的组织、器官和个体的增殖与分化，形成新的组织、器官和个体的技术。技术。栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程2.细胞融合技术细胞融合技术(1)融合原理：细胞膜的流动性。融合原理：细胞膜的流动性。(2)融合对象：融合对象：2个或多个不同细胞。个或多个不同细胞。(3)促融合方法：生物法促融合方法：生物法(如病毒诱导融合法如病毒诱导融合法)、化学法化学法(如聚乙二醇诱导融合法如聚乙二醇诱导融合法)、物理法、物理法(如电如电场诱导融合法场诱导融合法)。栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程几种融合方法的比较。几种融合方法的比较。类型类型区别区别生物法生物法化学法化学法物理法物理法诱导剂诱导剂疱疹病毒疱疹病毒、仙仙台病毒台病毒、天天花病毒花病毒、腮腮腺炎腺炎病病毒毒等等聚乙二醇、聚乙二醇、高浓度钙离高浓度钙离子等子等电场电场常用方法常用方法病毒诱导病毒诱导融合法融合法聚乙二醇诱聚乙二醇诱导融合法导融合法电场诱导电场诱导融合法融合法栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程类类型型区别区别生物法生物法化学法化学法物理法物理法优点优点易培养，对各种易培养，对各种动物细胞都适宜，动物细胞都适宜，融合率高融合率高使用方便，使用方便，诱导细胞融诱导细胞融合频率高合频率高频率高，对频率高，对细胞无毒害，细胞无毒害，操作简便，操作简便，可重复性好可重复性好缺点缺点有些病毒有些病毒(如仙台如仙台病毒病毒)不稳定，在不稳定，在保存过程中活性保存过程中活性会降低；而且病会降低；而且病毒进入细胞后，毒进入细胞后，可能对细胞的生可能对细胞的生命活动产生干扰命活动产生干扰有些物质有些物质(如聚乙二如聚乙二醇醇)有一定有一定的毒性，对的毒性，对有些细胞有些细胞(如卵细胞如卵细胞)不适用不适用目前没目前没有发现有发现栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程(4)融合结果：形成杂种细胞。融合结果：形成杂种细胞。(5)融合过程：融合过程：2个或多个不同细胞的质膜发个或多个不同细胞的质膜发生粘连、破裂生粘连、破裂细胞质发生融合细胞质发生融合发生核融发生核融合合形成杂种细胞。形成杂种细胞。(6)融合意义：突破有性杂交的局限，使远融合意义：突破有性杂交的局限，使远源杂交成为可能。源杂交成为可能。栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程特别提醒特别提醒(1)植物细胞融合前还需要用纤维素酶和果植物细胞融合前还需要用纤维素酶和果胶酶等去除细胞壁。胶酶等去除细胞壁。(2)不同融合方法的目的是相同的，都是要不同融合方法的目的是相同的，都是要获得融合的细胞；不同融合方法所依据的原获得融合的细胞；不同融合方法所依据的原理也是相同的，即都依据细胞膜所具有的流理也是相同的，即都依据细胞膜所具有的流动性。动性。栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程3.细胞核移植技术细胞核移植技术(1)概念：细胞核移植技术是将一个细胞的细概念：细胞核移植技术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去胞核转移到另一个去除细胞核的细胞中去,从而使受体细胞获得新的遗传信息，产生新从而使受体细胞获得新的遗传信息，产生新的生命现象的技术。的生命现象的技术。(2)操作仪器：显微操作仪。操作仪器：显微操作仪。栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程(3)处理方法：用微吸管把一个细胞中的细处理方法：用微吸管把一个细胞中的细胞核吸出后直接转移到另一个去除细胞核的胞核吸出后直接转移到另一个去除细胞核的细胞中。细胞中。(4)供体细胞：是体细胞，提供细胞核。供体细胞：是体细胞，提供细胞核。(5)受体细胞：是去核的卵细胞。受体细胞：是去核的卵细胞。(6)目的：产生新的生命现象。目的：产生新的生命现象。栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程4.染色体工程染色体工程(1)处理方法：消减、添加或替换同种或异处理方法：消减、添加或替换同种或异种染色体。种染色体。(2)目的：定向改变遗传性状和选育新品种目的：定向改变遗传性状和选育新品种.(3)应用：用于培育抗病新品种应用：用于培育抗病新品种(如多倍体育如多倍体育种种)；也是基因定位和染色体转移等基础研；也是基因定位和染色体转移等基础研究的有效手段。究的有效手段。栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程 下列有关细胞工程的叙述中，正确的下列有关细胞工程的叙述中，正确的是是()A根据研究对象不同，细胞工程分为植物根据研究对象不同，细胞工程分为植物细胞工程和动物细胞工程细胞工程和动物细胞工程B改良生物品种、创造新物种和加速繁育改良生物品种、创造新物种和加速繁育生物个体生物个体C植物组织培养和动物细胞融合技术的结植物组织培养和动物细胞融合技术的结果都是培育出新个体果都是培育出新个体栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程D灭活的仙台病毒能够诱导所有动物细胞灭活的仙台病毒能够诱导所有动物细胞融合，具有融合率较高的优点融合，具有融合率较高的优点【思路点拨思路点拨】细胞工程的几种分类方法；细胞工程的几种分类方法；细胞工程的产物以及不同技术之间的差异。细胞工程的产物以及不同技术之间的差异。栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程【解析解析】根据研究对象不同，细胞工程分根据研究对象不同，细胞工程分为植物细胞工程、动物细胞工程和微生物工为植物细胞工程、动物细胞工程和微生物工程。不能形成新物种，只能形成新品种。细程。不能形成新物种，只能形成新品种。细胞融合技术不能培育出新个体。胞融合技术不能培育出新个体。【答案答案】D栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程互动探究互动探究(1)C项中植物组织培养和动物细胞融合是依项中植物组织培养和动物细胞融合是依据什么对细胞工程进行的分类？据什么对细胞工程进行的分类？(2)诱导动物细胞融合除采用诱导动物细胞融合除采用D项所述方法外项所述方法外,还可采用什么方法？还可采用什么方法？【提示提示】(1)所使用技术的不同。所使用技术的不同。(2)电场诱导融合法等。电场诱导融合法等。栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程细胞工程与基因工程的比较细胞工程与基因工程的比较内内容容区别区别细胞工程细胞工程基因工程基因工程不不同同点点操作操作水平水平细胞或细胞器水平细胞或细胞器水平 DNA分子水平分子水平技术技术方法方法细胞融合、细胞培细胞融合、细胞培养、细胞核移植、养、细胞核移植、染色体工程染色体工程体外对基因体外对基因“剪切剪切”和和“拼接拼接”等方等方法法栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程内容内容区别区别细胞工程细胞工程基因工程基因工程不不同同点点实施实施目的目的培育新品种，以培育新品种，以及获得细胞代谢及获得细胞代谢产物产物改良生物品种，获改良生物品种，获得人类需要的基因得人类需要的基因产物产物相同点相同点两者都可以定向改变生物体内的遗传两者都可以定向改变生物体内的遗传物质，从而使人们获得基因产物或生物质，从而使人们获得基因产物或生物新品种，在育种上都能打破物种间物新品种，在育种上都能打破物种间的界限的界限栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程特别提醒特别提醒基因工程产生的变异属于基因重组，细胞工基因工程产生的变异属于基因重组，细胞工程产生的变异属于染色体变异。程产生的变异属于染色体变异。栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程 细胞工程和基因工程相比较具有的细胞工程和基因工程相比较具有的最大优点是最大优点是()A进行物种杂交，培育前所未有的新杂交进行物种杂交，培育前所未有的新杂交种种B改变了传统的育种方式改变了传统的育种方式C开发和生产疫苗、抗体等生物活性物质开发和生产疫苗、抗体等生物活性物质D器官移植的新来源器官移植的新来源栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程【思路点拨思路点拨】细胞工程的最大优点是克服细胞工程的最大优点是克服远源杂交不亲和的障碍，获得新品种。远源杂交不亲和的障碍，获得新品种。【解析解析】进行物种杂交，培育前所未有的进行物种杂交，培育前所未有的新杂交种。克服了远源杂交不亲和的障碍。新杂交种。克服了远源杂交不亲和的障碍。基因工程也改变了传统的育种方式，实现了基因工程也改变了传统的育种方式，实现了基因工程育种，获得了新品种。细胞工程和基因工程育种，获得了新品种。细胞工程和基因工程都能够进行疫苗和抗体的生产。基因工程都能够进行疫苗和抗体的生产。【答案答案】A栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程变式训练变式训练1.下列技术中，一般来说不属于细胞工程范下列技术中，一般来说不属于细胞工程范围的是围的是()A组织培养组织培养 B细胞核移植细胞核移植C基因芯片基因芯片 D细胞融合细胞融合解析：选解析：选C。基因芯片和蛋白质芯片技术，。基因芯片和蛋白质芯片技术，分别属于基因工程、蛋白质工程。分别属于基因工程、蛋白质工程。栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程1.植物组织培养技术的应用：通过对离体组植物组织培养技术的应用：通过对离体组织、细胞等进行脱分化和再分化培养，以获织、细胞等进行脱分化和再分化培养，以获得新植株为目的。得新植株为目的。(1)快速培养花卉又称快速培养花卉又称“微型繁殖微型繁殖”或或“快快速繁殖速繁殖”，能够短时间大量繁殖新个体。，能够短时间大量繁殖新个体。(2)培育濒危植物培育濒危植物,增加濒危植物存活数目。增加濒危植物存活数目。(3)培养脱毒苗，增加产量，提高品质。培养脱毒苗，增加产量，提高品质。细胞工程的应用细胞工程的应用栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程2.植物细胞培养技术的应用：通过对植物细植物细胞培养技术的应用：通过对植物细胞培养获得细胞产物。如利用某些单细胞产胞培养获得细胞产物。如利用某些单细胞产氢技术开发新能源减少环境污染。氢技术开发新能源减少环境污染。3.体细胞克隆技术体细胞克隆技术(细胞核移植细胞核移植)的应用的应用(1)快速大量繁殖优良畜牧新品种。快速大量繁殖优良畜牧新品种。(2)增加濒危动物存活数量。增加濒危动物存活数量。4.细胞融合技术的应用：单克隆抗体的制备细胞融合技术的应用：单克隆抗体的制备.5.动物细胞培养技术的应用：培养疫苗或者动物细胞培养技术的应用：培养疫苗或者移植器官。移植器官。栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程 细胞工程应用十分广泛，下列有关细细胞工程应用十分广泛，下列有关细胞工程应用的叙述中错误的是胞工程应用的叙述中错误的是()A快速繁殖花卉需要经过脱分化和再分化快速繁殖花卉需要经过脱分化和再分化两个重要过程两个重要过程B选用茎尖进行脱毒培养的主要原因是茎选用茎尖进行脱毒培养的主要原因是茎尖细胞分裂旺盛尖细胞分裂旺盛C体细胞克隆技术能够增加濒危灭绝的珍体细胞克隆技术能够增加濒危灭绝的珍贵动物的生存数量贵动物的生存数量栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程D利用动物细胞工程技术可以获得抗体以利用动物细胞工程技术可以获得抗体以及移植器官及移植器官【解析解析】选用茎尖进行脱毒培养的主要原因选用茎尖进行脱毒培养的主要原因是茎尖细胞很少被病毒感染，甚至无病毒。是茎尖细胞很少被病毒感染，甚至无病毒。【答案答案】B栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程变式训练变式训练2.(2012安徽省城名校联考安徽省城名校联考)下面既可以快速下面既可以快速繁殖无病毒花卉，又可以保持花卉本身优良繁殖无病毒花卉，又可以保持花卉本身优良性状的措施是性状的措施是()A杂交育种并大面积种植杂交育种并大面积种植B利用组织培养技术快速繁殖利用组织培养技术快速繁殖C诱变育种并大量种植诱变育种并大量种植D采用花药离体培养技术繁殖花卉采用花药离体培养技术繁殖花卉栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程解析：选解析：选B。快速繁殖无病毒花卉的方法是。快速繁殖无病毒花卉的方法是植物组织培养技术，植物组织培养技术中细植物组织培养技术，植物组织培养技术中细胞分裂方式是有丝分裂，能够保持亲本的优胞分裂方式是有丝分裂，能够保持亲本的优良性状。杂交后代由于性状分离导致后代性良性状。杂交后代由于性状分离导致后代性状发生改变。诱变育种的原理是基因突变，状发生改变。诱变育种的原理是基因突变，其特点是突变是不定向的，后代性状多样。其特点是突变是不定向的，后代性状多样。花药离体培养的结果是单倍体，植株瘦小，花药离体培养的结果是单倍体，植株瘦小，高度不育。高度不育。栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程脱毒作物与抗病毒作物的区别脱毒作物与抗病毒作物的区别【例题例题】马铃薯和草莓都是无性繁殖的作马铃薯和草莓都是无性繁殖的作物，它们感染的病毒很容易传给后代。病毒物，它们感染的病毒很容易传给后代。病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低，品质变差。目前对它们进行脱毒处理最低，品质变差。目前对它们进行脱毒处理最好的办法是好的办法是()栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程A采用茎尖组织培养技术获得植株采用茎尖组织培养技术获得植株B采用基因工程技术培育抗虫植株采用基因工程技术培育抗虫植株C采用诱变育种培育抗性植物采用诱变育种培育抗性植物D采用杂交育种培育抗性植物采用杂交育种培育抗性植物栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程【解析解析】脱毒处理是利用植物分生组织很脱毒处理是利用植物分生组织很少被病毒感染或者没有被病毒感染的特性，少被病毒感染或者没有被病毒感染的特性，培养分生组织的细胞获得脱毒苗。由于没有培养分生组织的细胞获得脱毒苗。由于没有转入抗病毒基因或者抗虫基因，因此脱毒植转入抗病毒基因或者抗虫基因，因此脱毒植物不是抗病毒植物。诱变育种的最大特点是物不是抗病毒植物。诱变育种的最大特点是突变是不定向的，不一定得到抗病毒的优良突变是不定向的，不一定得到抗病毒的优良个体。杂交育种的原理是基因重组，必须是个体。杂交育种的原理是基因重组，必须是不存在生殖隔离且具有抗病毒基因。不存在生殖隔离且具有抗病毒基因。栏目栏目导引导引第二章细胞工程第二章细胞工程【答案答案】A【纠错笔记纠错笔记】(1)植物体细胞经过纤维素植物体细胞经过纤维素酶除去细胞壁后再进行诱导融合。常用的方酶除去细胞壁后再进行诱导融合。常用的方法是聚乙二醇诱导融合。法是聚乙二醇诱导融合。(2)动物细胞诱导融合常用灭活病毒。动物细胞诱导融合常用灭活病毒。(3)脱病毒农作物不含有抗病毒基因，是利脱病毒农作物不含有抗病毒基因，是利用分生组织细胞没有被病毒感染或者很少被用分生组织细胞没有被病毒感染或者很少被病毒感染离体培养获得脱毒植物。病毒感染离体培养获得脱毒植物。
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