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細(xì)胞工程的應(yīng)用篇一
過程
內(nèi)容
教學(xué)手段
和方法
預(yù)期
目標(biāo)
1.實例引入新課──細(xì)胞融合,。
2.復(fù)習(xí)提問。
3.學(xué)習(xí)新課──細(xì)胞融合,。
(1)動物細(xì)胞融合的概念,。
(2)動物細(xì)胞融合的過程。
(3)動物細(xì)胞融合的意義和應(yīng)用,。
4.學(xué)習(xí)新課──單克隆抗體,。
(1)單克隆抗體的概念。
(2)單克隆抗體的生產(chǎn)過程,。
(3)克隆抗體的應(yīng)用,。
5.小結(jié),。
6.布置作業(yè)或?qū)嵺`活動,。
師:1970年,有兩位科學(xué)家做了一個人—鼠細(xì)胞融合的實驗,,以證明細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子是運動的,。那么,,如何實現(xiàn)人—鼠細(xì)胞的融合,以及動物細(xì)胞融合后還有什么用途呢,?這就是今天我們這節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容,。
師:由于動物細(xì)胞融合與前面所學(xué)的植物體細(xì)胞雜交技術(shù)相似,,所以我們通過兩個問題,來回顧一下有關(guān)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的基本知識,。第一個問題是:植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的過程是怎樣的,?
生:先用酶去除兩種植物細(xì)胞的細(xì)胞壁,,使之成為原生質(zhì)體,,再用物理或化學(xué)的方法,,誘導(dǎo)兩種原生質(zhì)體融合成雜種細(xì)胞,最后用植物組織培養(yǎng)的方法把雜種細(xì)胞培育成新的植物體,。
師:第二個問題是:動植物細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別,?
生:動物細(xì)胞無細(xì)胞壁,、無明顯的液泡、無質(zhì)體,。
師:有了以上的基本知識,,首先讓我們一起來看看有關(guān)動物細(xì)胞融合的概念。請大家翻開課本p52,,閱讀第二自然段,。
師:動物細(xì)胞融合的基本原理與植物原生質(zhì)體融合的基本原理是否相同?
生:應(yīng)該相同,。
師:對,,動物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同,那么動物細(xì)胞融合的具體過程是否也和植物原生質(zhì)體融合的過程一樣呢,?
生:應(yīng)該基本一樣吧,?
師:對,下面我們以滅活病毒誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合過程為例,,來理解動物細(xì)胞融合的過程,。
誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類似,但動物細(xì)胞融合時可用滅活的病毒作為誘導(dǎo)劑,,你們知道這是為什么嗎,?請閱讀課本p52的生物技術(shù)資料卡,思考并回答下面問題:
為什么滅活的病毒能作為誘導(dǎo)劑,?
生:因為滅活的病毒能使細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)重新排布,,細(xì)胞膜打開,細(xì)胞發(fā)生融合,。
師:對,,那么不滅活的病毒能作為誘導(dǎo)劑嗎?
生:不能,,因為不滅活的病毒會感染細(xì)胞,,而不能誘導(dǎo)細(xì)胞融合,。
師:回答得非常好,!從示意圖中我們可以看出,把兩個不同的動物細(xì)胞放在一起,,用滅活的病毒處理細(xì)胞后,,它們就先質(zhì)融合,再核融合,進而形成雜交細(xì)胞,,這個細(xì)胞有絲分裂后仍能形成兩個完整的雜交細(xì)胞,。
想一想,在動物細(xì)胞融合的實際操作過程中,,是只用單個的兩種細(xì)胞來融合嗎,?請你們再次結(jié)合植物體細(xì)胞雜交的過程,思考這個問題,。
生:我記得在植物體細(xì)胞雜交過程的實際操作過程中,,是把多個兩種細(xì)胞放在一起,讓它們?nèi)诤系摹?/p>
師:回答正確,。
生:為什么在進行兩種細(xì)胞融合時必須用多個細(xì)胞呢,?
師:這個問題問得很好,請同學(xué)們課下思考并討論這個問題,。如果能查閱到有關(guān)資料,,你們就能更全面地回答這個問題。
在弄清楚動物細(xì)胞融合的原理和過程后,,還需說明的是任何一項技術(shù)的發(fā)現(xiàn),,都不是憑空產(chǎn)生的,必定有一個發(fā)展的過程,,下面我們來閱讀課本p52中的小字,,了解一下動物細(xì)胞融合技術(shù)的發(fā)展簡史。
從動物細(xì)胞融合技術(shù)發(fā)展簡史的資料中,,我們能切實體驗到這個技術(shù)是在不斷發(fā)展的,,那么,實現(xiàn)動物細(xì)胞融合有什么意義呢,?
大家都知道,,物種間由于存在生殖隔離使得有性雜交方法有局限性,而細(xì)胞融合技術(shù)能打破生殖隔離,,使遠(yuǎn)緣雜交成為可能,。具體成功的實例見大屏幕。
正因為如此,,細(xì)胞融合技術(shù)已廣泛應(yīng)用于細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué),、免疫學(xué)及生物新品種培育等領(lǐng)域,,但此技術(shù)還有一個十分重要的用途,就是制備單克隆抗體,。有同學(xué)聽說過單克隆抗體一詞嗎,?
生:(大多數(shù)同學(xué)回答不出來。)
師:在弄清什么是單克隆抗體之前,我們先來了解以下兩個問題:
第一個問題,,傳統(tǒng)的抗體生產(chǎn)方法及缺陷是什么,?請同學(xué)們在閱讀課本p52的最后一自然段的基礎(chǔ)上,,討論這個問題,。
生:傳統(tǒng)的抗體生產(chǎn)方法是向動物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原,,使動物產(chǎn)生抗體,,然后從動物血清中分離所需要的抗體,。這種生產(chǎn)抗體的方法產(chǎn)量和純度都很低,而且制備的抗體特異性差,。
師:回答得很好,!下面我們再來討論第二個問題:b淋巴細(xì)胞有什么特點?請同學(xué)們繼續(xù)閱讀課本p53第一自然段,,討論并回答這個問題,。
生:b淋巴細(xì)胞能產(chǎn)生抗體,但每一個b淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體,。
師:很好,!正是由于b淋巴細(xì)胞的這個特點,所以要想獲得大量的單一抗體,,必須用單個b淋巴細(xì)胞進行無性繁殖,,也就是通過克隆形成細(xì)胞群,這樣的細(xì)胞群就有可能產(chǎn)生出化學(xué)性質(zhì)單一,、特異性強的抗體,,即單克隆抗體,這就是單克隆抗體的概念,。
可遺憾的是,,在體外培養(yǎng)的條件下,一個b淋巴細(xì)胞是不可能無限增殖的,,那么,,科學(xué)家是怎樣解決這一問題的呢?想一想,,能利用細(xì)胞融合技術(shù)來制備單克隆抗體嗎,?請大家先閱讀課本p53~54單克隆抗體制備的文字及示意圖,再思考回答問題,。
師:兩位科學(xué)家極富創(chuàng)造性的設(shè)想是什么,?
生:如果把一種b淋巴細(xì)胞與能在體外大量增殖的骨髓瘤細(xì)胞進行融合,所得到的融合細(xì)胞既能大量增殖,,又能產(chǎn)生足夠數(shù)量的特定抗體,。
師:對,,正是科學(xué)家先有了這個極富創(chuàng)造性的設(shè)想,然后再鍥而不舍地把設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實,,才創(chuàng)造出單克隆抗體,。想一想,如果把b淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞放在一起時,,會有幾種融合方式,?
生:有b淋巴細(xì)胞間的融合、骨髓瘤細(xì)胞間的融合以及b淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞間的融合,。
師:回答得非常好,!那么,b淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞間融合所形成的能產(chǎn)生抗體的雜交瘤細(xì)胞是如何篩選出來的,?
生:先用選擇性培養(yǎng)基篩選出雜種細(xì)胞,,再進行抗體檢測和克隆化培養(yǎng)就能得到雜交瘤細(xì)胞。
師:對,,基本的過程就是這樣,。那么,科學(xué)家又是如何利用雜交瘤細(xì)胞來生產(chǎn)抗體的呢,?
生:第一種方法是:將雜交瘤細(xì)胞在體外大規(guī)模培養(yǎng),,從細(xì)胞培養(yǎng)液中就能提取大量的單克隆抗體;第二種方法是:把雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖,,再從小鼠腹腔中提取單克隆抗體,。
師:完全正確。正是由于這兩位科學(xué)家的杰出貢獻,,他們于1984年雙雙獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎,。有關(guān)單克隆抗體的應(yīng)用。請大家閱讀課本p54~55的內(nèi)容,,閱讀后,,請一位同學(xué)歸納一下單克隆抗體有哪些主要的用途。最好能結(jié)合其中的一個用途,,如“生物導(dǎo)彈”問題,,談一談你對其應(yīng)用前景的認(rèn)識。師:本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了有關(guān)動物細(xì)胞融合和單克隆抗體的內(nèi)容,,通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),大家應(yīng)不僅能說出動物細(xì)胞融合的過程,、單克隆抗體的生產(chǎn)過程,,而且應(yīng)能充分體驗科學(xué)是一個過程及科學(xué)、技術(shù),、社會三者之間的關(guān)系,。
師:課后作業(yè)為課本p55“思考與探究”的三道題,如有條件,,可按課本中實踐活動的要求組織學(xué)生完成,。
投影人—鼠細(xì)胞融合過程的圖片,教師按圖講解,,以引入新課,,寫出或投影本節(jié)課的標(biāo)題──2.2.2動物細(xì)胞融合與單克隆抗體。
如果學(xué)生回答不全,,則可投影植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖,。
教師講解和學(xué)生討論的方法相結(jié)合,以突出本節(jié)課的重點,。
師生一起閱讀教材,,教師按教材上的概念給學(xué)生講解。
投影用滅活病毒誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合過程的示意圖,。
學(xué)生閱讀生物技術(shù)資料卡,,思考并回答問題。
讓學(xué)生再次回顧植物體細(xì)胞雜交過程,,思考并回答問題,。
給學(xué)生留下更多地思維空間。
讓學(xué)生自己閱讀動物細(xì)胞融合技術(shù)的發(fā)展簡史,。
把教參上的已成功的動物細(xì)胞融合實例打在大屏幕上,。
學(xué)生閱讀和討論相結(jié)合,以突破本節(jié)課的難點,。
由于教材上沒有單克隆抗體的概念,,所以應(yīng)在黑板上寫出或投影在大屏幕上。
先讓學(xué)生閱讀教材,,再采用師生共同討論的方法學(xué)習(xí)此部分內(nèi)容,。
此問題對學(xué)生來講稍難些,教師可提醒學(xué)生看圖或相應(yīng)的文字,。
學(xué)生閱讀教材,,討論,教師可投影有關(guān)應(yīng)用的資料,。
課后完成,,下節(jié)課由學(xué)生回答。
激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,。
復(fù)習(xí)舊知識,,為學(xué)習(xí)新知識奠定基礎(chǔ)。
了解動物細(xì)胞融合的概念,。
培養(yǎng)學(xué)生運用已有知識解決新問題的能力,。
了解動物細(xì)胞融合的過程,。
培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力及自主解決問題的能力。培養(yǎng)思維的廣闊性,。
聯(lián)系舊知識,,提供一個比較的對象,以此達到知識遷移的目的,。
培養(yǎng)學(xué)生交流的能力及查閱相關(guān)資料的能力,。
體驗科學(xué)技術(shù)是一個不斷發(fā)展的過程。
自然過渡到單克隆抗體的內(nèi)容,。
把本節(jié)課的難點問題分解成問題串逐一討論解決,。
了解單克隆抗體的概念。
提出問題,,誘導(dǎo)思考,,步步深入地了解單克隆抗體的生產(chǎn)過程。
培養(yǎng)學(xué)生的閱讀及識圖能力,,使學(xué)生體驗到科學(xué)是一個探究過程,,科學(xué)研究需要創(chuàng)新的意識和合作精神。
了解單克隆抗體的應(yīng)用,,體驗科學(xué),、技術(shù)、社會三者間的關(guān)系,。
提出本節(jié)課最終的學(xué)習(xí)目標(biāo),。
細(xì)胞工程的應(yīng)用篇二
第二節(jié)? 細(xì)胞工程簡介──動物細(xì)胞工程
教學(xué)目標(biāo)
1.知識方面
(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)(知道)。
(2)動物細(xì)胞融合(知道),。
(3)單克隆抗體的制備及應(yīng)用(知道),。
2.態(tài)度觀念方面
(1)初步培養(yǎng)學(xué)生勇于探索,不斷創(chuàng)新的精神和合作精神,。
(2)通過向?qū)W生介紹幾大動物細(xì)胞工程技術(shù)的發(fā)展動態(tài)及一些新的研究成果,,使學(xué)生明確人們對生命奧秘的揭示愈加廣泛和深入,知識不斷更新并向前發(fā)展,。認(rèn)識到學(xué)無止境,,形成終生學(xué)習(xí)的意識。
3.能力方面
(1)在學(xué)習(xí)動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中,,學(xué)生通過閱讀,、自學(xué)、質(zhì)疑,、討論,、訓(xùn)練、總結(jié)等環(huán)節(jié),,逐步提高獨立獲取知識的能力,、邏輯思維能力,、分析問題和解決問題的能力。
(2)由植物體細(xì)胞雜交技術(shù)導(dǎo)出動物細(xì)胞融合過程,,培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力,、思維能力。
(3)讓學(xué)生嘗試設(shè)計革克隆抗體的制備過程,,指導(dǎo)學(xué)生掌握獲取知識和探索生物科學(xué)的基本方法,使學(xué)生了解生物科學(xué)認(rèn)識模式以發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性能力,。
重點,、難點分析
單克隆抗體既是本小節(jié)的重點,也是難點內(nèi)容,。
分析:動物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有動物細(xì)胞培養(yǎng),、動物細(xì)胞融合、單克隆抗體,、胚胎移植,、核移植等。其中前三大技術(shù)為本節(jié)教材的主體內(nèi)容,,而胚胎移植,、核移植技術(shù)以小字科普讀物的形式出現(xiàn),意在使學(xué)生在有所側(cè)重的前提下對動物細(xì)胞工程發(fā)展概況有一個較全面的了解,。在教材重點介紹的三大動物細(xì)胞工程技術(shù)中,,動物細(xì)胞培養(yǎng)是其他技術(shù)(如單克隆抗體、胚胎移植,、核移植等)的基礎(chǔ),,其價值更多的是通過其他技術(shù)成果來體現(xiàn)的。而動物細(xì)胞融合技術(shù)目前較為成熟的最重要的用途便是制備單克隆抗體,。由此可見,,單抗技術(shù)應(yīng)屬較高層次的動物細(xì)胞工程技術(shù)。對它的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生較深刻地領(lǐng)悟動物細(xì)胞工程的真諦,,并從兩位諾貝爾獎獲得者對單抗獨具匠心的實驗設(shè)計中,,深刻體會科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法,,尤其是創(chuàng)造性的思維品質(zhì)在科學(xué)研究,、發(fā)明創(chuàng)造中的決定性作用?;谝陨险J(rèn)識,,單克隆抗體應(yīng)列為本節(jié)的重點內(nèi)容,同時單克隆抗體技術(shù)本身環(huán)節(jié)多,、技術(shù)復(fù)雜,,加之學(xué)生對此缺乏必要的感性認(rèn)識,,所以也是本課的難點所在。
教學(xué)模式
自學(xué)——指導(dǎo),。啟發(fā),、探究。
教學(xué)手段
1.動物細(xì)胞培養(yǎng)的自制掛圖,。
2.動物細(xì)胞融合,、單克隆抗體制備過程的教學(xué)課件。
3.有關(guān)克隆羊“多莉”的錄像資料,。
4.實物投影儀,。
課時安排
二課時。
設(shè)計思路
1.采用自學(xué),、指導(dǎo)模式對動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)進行較深刻,、透徹地學(xué)習(xí),為學(xué)習(xí)其他動物細(xì)胞工程技術(shù)打好基礎(chǔ),。
2.教師啟發(fā)學(xué)生回憶植物體細(xì)胞雜交過程,;通過新舊知識對比,引導(dǎo)學(xué)生大膽推測動物細(xì)胞融合過程,,培養(yǎng)學(xué)生知識遷移能力,,并通過課件演示全過程,加強直觀性,,培養(yǎng)學(xué)生的觀察,、思維能力。
3.教師給出資料,,引出探究點,。學(xué)生通過討論、辯論,,設(shè)計多種制備革克隆抗體的方案,。然后通過觀察全過程課件,質(zhì)疑,、釋疑(多方向),,并由學(xué)生概括單克隆抗體的制備工程。
4.胚胎移植,、核移植為書中小字內(nèi)容,,以學(xué)生自學(xué)為主,教師予以適當(dāng)指導(dǎo),、點撥,。
5.以“多莉”羊的培育過程為主線,將動物細(xì)胞工程五種技術(shù)的知識有機地串接起來,構(gòu)成完整的知識體系,。?
重點提示
1.在教學(xué)中,,應(yīng)強化學(xué)生的主體意識,開發(fā)學(xué)生的潛能,,使學(xué)生的個性在共性發(fā)展的同時也能協(xié)調(diào)發(fā)展,,使知識不單是講課的內(nèi)容,考試的內(nèi)容,,而成為有利于學(xué)生綜合素質(zhì)全面提高的載體和素材,。教師應(yīng)善于從教材內(nèi)容和學(xué)生心理狀態(tài)出發(fā),采用多種方法設(shè)計富有啟發(fā)性的問題,,創(chuàng)設(shè)探索的情境,,激發(fā)學(xué)生思考和探索的欲望,從而達到在獲取知識的同時培養(yǎng)他們的多方面能力的目的,。
2.適當(dāng)增加難度,能在教學(xué)過程中引起學(xué)生適度的認(rèn)識沖突,。前蘇聯(lián)教育家贊可夫就極力主張“高難度原則”,,以求得學(xué)生在一定困難水平出現(xiàn)認(rèn)知沖突,增強學(xué)生參與討論的積極性,,促進其發(fā)展,。
3.在教學(xué)過程中,適度拓寬教學(xué)內(nèi)容,,擴大學(xué)生的知識面,,開發(fā)學(xué)生的思維空間,有利于學(xué)生發(fā)散性思維的培養(yǎng),。
4.根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和教學(xué)內(nèi)容的難易程度,,合理安排教學(xué)容量,控制好課堂教學(xué)的密度,;該講的要講深,、講透,并善于從多角度,、多層面來挖掘知識的蘊含,,從而把握好教學(xué)的力度;同時還要注意課堂節(jié)奏的急緩,、疏密,、錯落有致。
教學(xué)過程
細(xì)胞工程的應(yīng)用篇三
疏導(dǎo)引導(dǎo)
1.微型繁殖與無性繁殖
微型繁殖就是用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù),,也叫快速繁殖技術(shù),。它實際是一種無性繁殖。繁殖過程的分裂方式是有絲分裂,親,、子代細(xì)胞內(nèi)dna.不變,,所以能夠保證親、子代遺傳特性不變,。這種技術(shù)可以高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖,。
2.微型繁殖與作物脫毒
微型繁殖的條件是培養(yǎng)基中加入細(xì)胞生命活動所需的水、礦質(zhì)養(yǎng)料和小分子有機物,,還有植物激素,,更重要的是所有加入物質(zhì)必須是無菌的,操作過程必須是在無菌條件下操作,,這樣繁殖的幼苗才是無毒的,。
作物脫毒就是把已被病毒感染的植株進行脫毒,采用的技術(shù)還是微型繁殖技術(shù),,但是取材一定是無毒的,,如莖尖、根尖,。
3.單倍體育種與微型繁殖
單倍體育種的優(yōu)點是后代無性狀分離,,能夠穩(wěn)定遺傳,即后代都是純合子,;明顯縮短育種年限,,只需一年就可獲得純種。單倍體育種的方法是花藥的離體培養(yǎng),,采用的技術(shù)是微型繁殖技術(shù),,獲得單倍體,然后用秋水仙素處理,,獲得純合子,。
4.人工種子的優(yōu)勢
(1)可使在自然條件下不結(jié)實或種子昂貴的植物得以繁殖。
(2)固定雜種優(yōu)勢,。天然種子由于在遺傳上具有因減數(shù)分裂引起的重組現(xiàn)象,,因而會造成某些遺傳性狀的改變,而人工種子則可以完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性,。
(3)快捷高效的繁殖方式,。天然種子在生產(chǎn)上受季節(jié)的限制,一般每年只能繁殖1~2次,,有些甚至十幾年才繁殖一次,,而人工種子在生產(chǎn)上不受季節(jié)限制,而且快捷高效,。研究表明,,用一個體積為12 l的發(fā)酵罐在二十幾天內(nèi)生產(chǎn)的胡蘿卜體細(xì)胞胚可制造1 000萬粒人工種子,,可供種植幾百平方米,這樣可以節(jié)約大量留種地,。
(4)可控制植物的生長發(fā)育與抗逆性,。針對植物種類和土壤條件,在人工種子的包裹劑中還可以加入適量的養(yǎng)分,、無機鹽,、有機碳源以及農(nóng)藥、抗生素,、有益菌等,。為了促進胚狀體的生長發(fā)育,還可以向人工種皮中加入一些植物生長調(diào)節(jié)劑,。
(5)方便儲藏和運輸,。試管苗的大量儲藏和運輸也是相當(dāng)困難的。人工種子則克服了這些缺點,,人工種子外層是起保護作用的薄膜,,類似天然種子的種皮,因此可以很方便地儲藏和運輸,。
活學(xué)巧用
【例1】 利用植物的莖尖或葉片,、莖段、花藥,、花粉等,,在無菌條件下,,培養(yǎng)在玻璃器皿中人工配置的培養(yǎng)基上,,使它發(fā)育成完整的植株。這種技術(shù)可以用來培育植物新品種,,也可以在較短時間內(nèi)大量繁殖植物,,還可以防止植物病毒的危害。下列關(guān)于這種技術(shù)的敘述,,正確的是()
①這種技術(shù)利用了植物的全能性?、谶@種技術(shù)叫做組織培養(yǎng),可以克隆生物體?、圻@種技術(shù)屬于細(xì)胞工程的應(yīng)用領(lǐng)域之一?、苓@種技術(shù)是一種無性繁殖的方式
a.①
b.①②
c.①②③
d.①②③④
解題提示:植物體細(xì)胞都含有該物種的全套遺傳信息,所以每個細(xì)胞理論上都具有全能性,,都有發(fā)育成完整生物體的潛能,。植物組織培養(yǎng)就是在體外通過人工方法,讓植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性,,是植物細(xì)胞工程的一個基礎(chǔ)技術(shù)手段,。因為沒有生殖細(xì)胞的結(jié)合,所以屬于無性生殖方式。
答案:d
【例2】 馬鈴薯利用它的塊莖進行無性繁殖,,種植的世代多了以后往往會感染病毒而減產(chǎn),,為此農(nóng)戶都希望得到無病毒的幼苗進行種植。獲得無病毒幼苗的最佳方法是()
a.選擇優(yōu)良品種進行雜交
b.進行遠(yuǎn)源植物體細(xì)胞雜交
c.利用芽體進行組織培養(yǎng)
d.人工誘導(dǎo)基因突變
解題提示:無性繁殖的作物感染病毒后很容易傳播給后代,,病毒在生物體內(nèi)積累就會導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低,,品質(zhì)變差??茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn),,植物分生區(qū)附近的病毒極少,甚至無病毒,,因此,,切取一定大小的莖尖或芽體進行組織培養(yǎng),再生植株就有可能不帶病毒,,從而獲得脫毒苗,。答案:c
【例3】 對人工種子正確的解釋是()
a.通過科學(xué)手段人工合成的種子
b.利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得的種子
c.種皮能夠自我生成的種子
d.人工種子發(fā)芽率低
解題提示:本題考查了人工種子獲得的方法及其過程。人工種子是經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得胚狀體,、不定芽等,,然后經(jīng)人工薄膜包裝得到的種子。
答案:b
細(xì)胞工程的應(yīng)用篇四
1,、細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)
1各種生物膜在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系:??????????? 2各種生物膜在功能上的聯(lián)系:
3各種生物膜的化學(xué)組成大致相同(蛋白質(zhì),、脂質(zhì)、糖類)但含量有差別,。
4生物膜系統(tǒng)的概念:細(xì)胞內(nèi)由細(xì)胞膜,、核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜,、高爾基體膜,、線粒體膜、質(zhì)體膜等膜結(jié)構(gòu)組成的統(tǒng)一整體,。
5生物膜系統(tǒng)的功能:①使細(xì)胞具有一個相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境,,在物質(zhì)的運輸與交換及信息傳遞中起決定性作用;②增大膜的面積,,供酶,、核糖體等附著在上面,使各種化學(xué)反應(yīng)有序的進行,;③將細(xì)胞分隔成許多小區(qū)室,,使各種化學(xué)反應(yīng)能同時進行而不互相干擾。
6研究生物膜的重要意義:①理論上闡明細(xì)胞的生命活動規(guī)律②工業(yè)上成為人工模擬的對象(濾去鹽分,、處理污水)③農(nóng)業(yè)上研究農(nóng)作物的抗旱,、抗寒,、耐鹽④醫(yī)學(xué)上人工合成膜材料代替病變器官(人工腎)。
2,、細(xì)胞工程簡介
1細(xì)胞工程概念:是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法,,通過某種工程學(xué)手段,在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平,,按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù),。
2植物細(xì)胞工程
(1)細(xì)胞的全能性:生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個體的潛能。細(xì)胞的全能性是細(xì)胞工程的原理,。其物質(zhì)基礎(chǔ)是每一個細(xì)胞都含有本物種所有的全套遺傳物質(zhì),,具有全部的基因。受精卵的全能性最高,,卵細(xì)胞已分化全能性較高,,體細(xì)胞全能性比生殖細(xì)胞低。
分化實質(zhì)上是基因在特定的時間和空間條件下選擇性的表達的結(jié)果,。
植物細(xì)胞在一定的營養(yǎng)物質(zhì),、激素和其他外界條件下,就可表現(xiàn)出全能性,。
植物組織培養(yǎng): ①原理:依據(jù)細(xì)胞的全能性,。
②過程:
脫分化????? 再分化
離體的植物器官、組織或細(xì)胞??????????? 愈傷組織??????? 根,、芽?????? 植物體
脫分化:由高度分化的植物器官,、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程,稱為植物組織的脫分化(去分化),。
脫分化:是指已經(jīng)分化的細(xì)胞失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能變成具有未分化細(xì)胞 (胚性細(xì)胞)特征的過程,。
愈傷組織:細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則,是一種高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞,。
再分化:是指已去分化的胚性細(xì)胞在某種誘導(dǎo)因素的激活下,,再出現(xiàn)程序化的分化,。
植物體細(xì)胞的組織培養(yǎng)是一種無性生殖
③植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用:快速培養(yǎng),、培育無病毒植株、生產(chǎn)藥物,、食品添加劑,、香料、色素,、和殺蟲劑(紫草愈傷組織中可提取紫草素),、人工種子轉(zhuǎn)基因植物的培育、植物體細(xì)胞雜交等,。
(3)植物體細(xì)胞雜交:
①植物體細(xì)胞雜交的過程:
a.制備原生質(zhì)體,,用纖維素酶,、果膠酶分解細(xì)胞壁。
b.誘導(dǎo)融合,,注意物理方法的類型(離心,、振動、電刺激)和化學(xué)方法的藥劑——聚乙二醇,。
c. 植物細(xì)胞a和植物細(xì)胞b雜交時,,除了產(chǎn)生ab型融合細(xì)胞外,還可以產(chǎn)生aa,、bb型,,只不過這兩種融合細(xì)胞不是人們所需要的類型。
d.篩選和組織培養(yǎng),。
②優(yōu)點:可以克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙,。
3動物細(xì)胞工程:常用的技術(shù)手段有:動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞融合,、單克隆抗體,、胚胎移植、核移植,。
(1)動物細(xì)胞培養(yǎng): 細(xì)胞培養(yǎng)按細(xì)胞的來源不同可以分為原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng),。
a. 原代培養(yǎng):培養(yǎng)的細(xì)胞直接來源于動物的組織叫原代培養(yǎng)。動物的組織可以取自胚胎,,幼小的動物或成年的動物,,可以是病理性的,特別是腫瘤組織,。具體做法是:先將組織盡量剪碎,,然后用胰蛋白酶液消化成分散的細(xì)胞,過濾除去纖維類物質(zhì),,再把細(xì)胞放到培養(yǎng)液中培養(yǎng),。
b. 傳代培養(yǎng):細(xì)胞在培養(yǎng)容器的表面長滿后,可以用胰蛋白酶把細(xì)胞消化下來,,使其分散為懸浮的單個細(xì)胞,,用培養(yǎng)液稀釋后,重新接種于新的培養(yǎng)容器中繼續(xù)培養(yǎng),。傳代細(xì)胞分為細(xì)胞株和細(xì)胞系兩大類,。
應(yīng)用:大面積燒傷病人的皮膚細(xì)胞的移植。單克隆抗體的制備,。
(2)動物細(xì)胞融合:細(xì)胞融合是指兩個或兩個以上的細(xì)胞融合為一體的現(xiàn)象,。它可以是自然發(fā)生的或人工誘導(dǎo)的,。自然界中細(xì)胞融合是經(jīng)常發(fā)生的,有性生殖中精卵結(jié)合是其中的例子,。人工誘導(dǎo)的細(xì)胞融合是利用誘導(dǎo)劑使細(xì)胞或原生質(zhì)體融合在一起。動物細(xì)胞融合要求掌握的情況與植物相似,。如過程,、方法,、誘導(dǎo)條件(劑)、結(jié)果等,。動物細(xì)胞融合常常用到的誘導(dǎo)劑是滅活的仙臺病毒,,植物不用。
(3)單克隆抗體:抗體是由b淋巴細(xì)胞制造的,。每一種淋巴細(xì)胞只制造單一特異性的一類抗體分子,,但因為體內(nèi)有大量的不同淋巴細(xì)胞,,所以動物體內(nèi)的抗體是一種混合物,。如果能分離出單個的淋巴細(xì)胞,讓它形成一個克隆,,那么這個克隆的所有細(xì)胞制造的抗體都是一樣的,,這樣的抗體叫單克隆抗體。但是,,在體外培養(yǎng)的條件下,一個淋巴細(xì)胞是不可能無限增殖的,。
①雜交瘤細(xì)胞的制備過程:首先用抗原免疫小鼠,,然后取免疫小鼠的脾臟細(xì)胞(含有大量的淋巴細(xì)胞),,與體外培養(yǎng)的骨髓瘤細(xì)胞混合,,以聚乙二醇誘導(dǎo)融合,。將融合后的細(xì)胞放到選擇性培養(yǎng)基上培養(yǎng),在這種培養(yǎng)基中只有雜交細(xì)胞可以成活,,別的細(xì)胞死亡。將成活的雜交細(xì)胞克隆化培養(yǎng),,檢測能否產(chǎn)生抗體,。要獲得單克隆抗體可以培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞,,從培養(yǎng)液中分離抗體,;也可以將雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠的腹腔內(nèi),,待其產(chǎn)生出腫瘤后,,從腹水中分離出單克隆抗體。大量克隆抗體可以通過雜交瘤細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)來生產(chǎn),。
②單克隆抗體比起血清抗體的優(yōu)點:首先,它特異性好,,反應(yīng)專一,,只對單一的抗原決定起反應(yīng);其次,,一旦制備成功,,理論上就可以一勞永逸地大量生產(chǎn)抗體,,不用這反復(fù)去免疫動物。
③單克隆抗體的醫(yī)學(xué)應(yīng)用價值:由于單克隆抗體的高度特異性,,在醫(yī)學(xué)檢驗中,,被用來對各種傳染病和腫瘤的診斷,、治療和預(yù)防具有重要意義,。為了增強藥物抗癌的選擇性,,可以制備針對腫瘤細(xì)胞的單克隆抗體,,把一些毒素分子與此抗體相連,制成“生物導(dǎo)彈”,,這樣就可以將藥物導(dǎo)向癌細(xì)胞靶子,,不再對正常細(xì)胞造成傷害。
細(xì)胞工程的應(yīng)用篇五
:
1.知識目標(biāo):
⑴知道植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的基本原理
⑵描述植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的基本過程
⑶說出植物體細(xì)胞雜交的理論和實踐意義
2.能力目標(biāo):
培養(yǎng)和提高學(xué)生的語言表述能力和設(shè)計能力,。
3.情感目標(biāo):
樹立學(xué)生熱愛科學(xué)、勇于想象,、敢于創(chuàng)新的意識,。
1.教學(xué)重點:植物體細(xì)胞雜交技術(shù)
2.教學(xué)難點:表述能力和設(shè)計能力的培養(yǎng)
:誘導(dǎo)啟發(fā),;閱讀思考;討論交流,。
:多媒體課件
:
〖溫故知新〗
1.植物組織培養(yǎng)的基本原理是什么?(細(xì)胞具有全能性)
2.簡述植物組織培養(yǎng)的基本過程,。
3.植物愈傷組織的特點是什么,?
具有分裂能力;細(xì)胞排列疏松無規(guī)則,;高度液泡化,;細(xì)胞無定形態(tài);細(xì)胞壁薄等,。
4.植物組織培養(yǎng)所得的植株是新品種嗎,?為什么,?
(不是新品種。因為在組織培養(yǎng)中細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)沒有改變,。)
〖導(dǎo)入新課〗
植物組織培養(yǎng)沒有改變生物的遺傳物質(zhì),,因而僅僅是植物的一種繁殖方式。而目前人們需要的一些具有有優(yōu)良性狀的植物新品種,。如何才能更多地創(chuàng)造出更多的,、符合人們需要的植物新品種呢?
?????????????
(板書)
(課件展示)番茄-馬鈴薯圖片
你認(rèn)為“番茄-馬鈴薯”是如何培育出來的,?
(啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識,。學(xué)生討論并自由發(fā)言。)
(板書)
提示:聯(lián)系水稻,、豌豆等植物“有性雜交”的過程實質(zhì),,提出“體細(xì)胞雜交”的特殊性,。
(體細(xì)胞雜交過程圖,,分解展示,。)
(1)植物體細(xì)胞雜交首先遇到什么障礙?(細(xì)胞壁)
(2)如何除去細(xì)胞壁?為什么,?
(用纖維素酶和果膠酶分解細(xì)胞壁,。細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠)
提示:酶解法,。
【思考1】原生質(zhì)體與原生質(zhì)層有何區(qū)別,?
除去細(xì)胞壁的植物細(xì)胞叫做原生質(zhì)體,。植物細(xì)胞中細(xì)胞膜、液泡膜及其之間的細(xì)胞質(zhì)構(gòu)成原生質(zhì)層,。
【應(yīng)用訓(xùn)練】1.在植物體細(xì)胞雜交過程中,常用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁,,獲得具有活力的原生質(zhì)體,。這是因為(? b? )
a.纖維素酶和果膠酶容易制取????????? b.細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠
c.纖維素酶和果膠酶的成本低????????? d.纖維素酶和果膠酶的催化能力強
(1)若干兩種原生質(zhì)體混合在一起,兩種原生質(zhì)體就能融合形成一個細(xì)胞嗎,?
(不能)
提示:經(jīng)過了漫長的進化過程,,有性雜交中精子與卵細(xì)胞能夠自然發(fā)生融合形成受精卵。而原生質(zhì)體發(fā)生融合則是人為的,,兩種原生質(zhì)體不能自然發(fā)生融合,,因而需要人工誘導(dǎo),迫使二者融合,。
(2)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有哪些,?
學(xué)生閱讀回答:物理法、化學(xué)法,。
提示:電擊法的機制(講解),;聚乙二醇.
【思考2】原生質(zhì)體的融合利用了細(xì)胞的哪一生理特性?
(細(xì)胞膜具有一定的流動性)
(1)原生質(zhì)體融合后,,是否是一個完整的植物細(xì)胞,?為什么?
(不是,。沒有細(xì)胞壁)
(2)與植物細(xì)胞壁形成有關(guān)的細(xì)胞器有哪些,?
(線粒體,、高爾基體)
提示:雜種細(xì)胞的細(xì)胞壁形成,標(biāo)志著植物體細(xì)胞雜交成功,。
【思考3】若番茄體細(xì)胞中染色體組成為aa,,馬鈴薯體細(xì)胞中染色體組成為bb,則雜種細(xì)胞中染色體組成是怎樣的,?(aabb)
【應(yīng)用訓(xùn)練】2.將若干番茄和馬鈴薯的原生質(zhì)體混合,,用聚乙二醇處理后,轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)基上培養(yǎng),,使原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁,。這時在培養(yǎng)基上的細(xì)胞類型有(? d? )
①番茄細(xì)胞? ②馬鈴薯細(xì)胞 ③番茄-馬鈴薯細(xì)胞 ④番茄-番茄細(xì)胞 ⑤馬鈴薯-馬鈴薯細(xì)胞
a.①②③??????? b.③④⑤??????? c.①②④⑤????????? d.①②③④⑤
(1)雜種細(xì)胞如何才能形成新植株,?
(利用組織培養(yǎng)技術(shù))
(2)簡述其基本過程,。
雜種細(xì)胞(脫分化)→愈傷組織(再分化)→根、芽/胚狀體(生長發(fā)育)→新植株,。
【思考4】你認(rèn)為雜種細(xì)胞形成雜種植株的依據(jù)是什么,?
細(xì)胞具有全能性。
【思考5】你認(rèn)為雜種植株的遺傳特性應(yīng)當(dāng)是怎樣的,?
既具有番茄的遺傳特征,,又具有馬鈴薯的遺傳特征。
【探究】番茄-馬鈴薯為什么沒有結(jié)出番茄和馬鈴薯,?
學(xué)生討論:雜種植株的體細(xì)胞內(nèi)同時具有番茄和馬鈴薯兩套遺傳信息,,導(dǎo)致基因的表達混亂無序。
【應(yīng)用訓(xùn)練】3.如圖植物體細(xì)胞雜交過程示意圖,。
(1)步驟①是 ?????,,最常用的方法是 ???????處理。
(2)步驟②常用化學(xué)試劑是 ?????,,其作用是 ????????,。
(3)在雜種細(xì)胞培育成雜種植株過程中,運用的技術(shù)手段是 ?????,,步驟④是 ????,,步驟⑤是 ????。
(4)若親本a和親本b都是二倍體,,則雜種植株為? ????倍體,。
參考答案:⑴除去細(xì)胞壁?? 酶解法或纖維素酶和果膠酶⑵聚乙二醇? 誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合⑶植物組織培養(yǎng)? 脫分化? 再分化 ⑷四倍體
【歸納】請簡要概述什么是“植物體細(xì)胞雜交技術(shù)”。
植物體細(xì)胞雜交技術(shù)是指將不同種的植物體細(xì)胞,,在一定條件下融合形成雜種細(xì)胞,,并將雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)方法。
【設(shè)計】參照“植物組織培養(yǎng)技術(shù)流程”,,設(shè)計出“植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程”。
植物組織培養(yǎng)技術(shù)流程
植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程
【思考6】你認(rèn)為植物體細(xì)胞雜交技術(shù)利用了哪些生物學(xué)基本原理,?
細(xì)胞膜具有一定的流動性,;細(xì)胞具有全能性,。
【思考7】你認(rèn)為用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)有何現(xiàn)實意義,?
克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙,;打破生殖隔離,,實現(xiàn)遠(yuǎn)源雜交,。
提示:植物體細(xì)胞雜交成功的實例:
煙草-海南煙草;胡蘿卜-羊角芹,;白菜-甘藍(lán),。
白菜-甘藍(lán)(圖片):優(yōu)點簡介,。
【訓(xùn)練應(yīng)用】4.植物體細(xì)胞雜交過程中,細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是(? d? )
a.細(xì)胞膜發(fā)生融合??? ??????????? ??? b.細(xì)胞質(zhì)發(fā)生融合
c.細(xì)胞核發(fā)生融合??? ??????????????? d.形成新的細(xì)胞壁
5.與有性雜交相比,,植物體細(xì)胞雜交的優(yōu)點是(? b? )
a.實現(xiàn)兩個親本優(yōu)良性狀的完全組合??? b.打破生殖隔離,,實現(xiàn)遠(yuǎn)源雜交
c.實現(xiàn)遺傳性狀的定向改變??????????? d.降低科研成本,提高經(jīng)濟效益
【討論設(shè)計】(圖片)原生動物――眼蟲,。大膽設(shè)計綠色奶牛,。
學(xué)生討論:植物原生質(zhì)體與奶牛受精卵融合,;葉綠體移植等,。
見板書設(shè)計
課后練習(xí)題
一 植物組織培養(yǎng)
二 植物體細(xì)胞雜交
(1)原理:細(xì)胞膜的流動性,、細(xì)胞的全能性,。
(2)過程:
(3)意義:打破生殖隔離,,培育新品種