人教版高中生物選修3《現(xiàn)代生物科技專題二細(xì)胞工程》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、專題二細(xì)胞工程第一節(jié) 植物細(xì)胞工程教學(xué)目標(biāo)（1） 方面：（1 ）細(xì)胞的全能性。（2） 植物細(xì)胞工程的主要技術(shù)植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交。2態(tài)度觀念方面：（1 ）通過介紹植物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展史、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)所取得的進(jìn)展和尚未解決的問題，激發(fā)學(xué)生探索生命科學(xué)奧秘的興趣，通過學(xué)習(xí)使學(xué)生達(dá)到用發(fā)展的眼光看問題、分析問題，勇于開拓、推陳出新。（3） 在植物細(xì)胞工程兩在技術(shù)的學(xué)習(xí)中，滲透科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法和科學(xué)精神的養(yǎng)成教育，培養(yǎng)學(xué)生形成正確的的唯物主義世界觀和人生觀。3能力方面：（4） ）合理利用錄像、軟件等多媒體課件，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析應(yīng)用能力和整合信息的綜合能力。（5） 創(chuàng)設(shè)問題，在

2、質(zhì)疑、探究中培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、推理判斷和創(chuàng)造性思維能力。（6） 通過聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。教學(xué)重點(diǎn)：1 植物組織培養(yǎng)的原理和過程。2植物體細(xì)胞雜交的原理。3植物細(xì)胞工程應(yīng)用的實(shí)例。教學(xué)難點(diǎn)：植物體細(xì)胞雜交教學(xué)方法：探究法、談話法、講授法相結(jié)合。具體教學(xué)思路：2 課前布置預(yù)習(xí)；2溫故知新，復(fù)習(xí)細(xì)胞全能性理論。3充分利用學(xué)生已有知識(shí)，借助多媒體教學(xué)手段，提供更多的資料供學(xué)生閱讀，讓學(xué)生探究知識(shí)的奧秘。4智能訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的正向遷移。教學(xué)課時(shí)：2 課時(shí)教學(xué)過程：教師活動(dòng)：課堂課件展示，提出問題，導(dǎo)入新課。1 結(jié)合基因工程成果與展望的有關(guān)知識(shí)，簡(jiǎn)述“超級(jí)細(xì)菌”的培育過程。2如果

3、將三種假單孢桿菌與第四種假單孢桿菌融合或?qū)⑵鋬?nèi)的細(xì)胞器移入第四種假單孢桿菌體內(nèi)，使之具有分解四種烴類化合物的功能。這樣的生物技術(shù)應(yīng)屬于何種生物工程？學(xué)生活動(dòng)：分析、討論，歸納總結(jié)。（見課件）學(xué)生預(yù)習(xí)中出現(xiàn)的問題（見課件）一細(xì)胞的全能性：1 概念：2 實(shí)例：3 形成原因：細(xì)胞內(nèi)含有本物種的整套遺傳物質(zhì)。二植物組織培養(yǎng)：在學(xué)生充分復(fù)習(xí)、認(rèn)真預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，教師通過教學(xué)設(shè)問以談話方式引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出植 物組織培養(yǎng)的過程。相關(guān)問題：1 .植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是什么？2 .離休的器官、組織或細(xì)胞如果不進(jìn)行脫分化處理，能否培養(yǎng)成完整的植物體？3 .決定植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？4 .在

4、植物組織培養(yǎng)過程中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒、滅菌，并且要求無菌操作？通過教師啟發(fā)，學(xué)生討論，共同歸納、總結(jié)。（見圖）植物材料消毒植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用方面：生產(chǎn)藥物、食品添 加劑、香料和殺蟲劑。小結(jié)：在生物體內(nèi)，由于基因的選擇性表達(dá)，細(xì) 胞不能表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的 組織、器官。當(dāng)已分化的植物細(xì)胞、組織或 器官脫離母體后（即脫分化），在一定的營(yíng)養(yǎng) 物質(zhì)、激素等外界條件作用下，脫分化形成 愈傷組織（一種相對(duì)沒有分化的細(xì)胞團(tuán)），再 在植物激素等誘導(dǎo)下發(fā)生再分化，才能表達(dá) 出全能性，發(fā)育成完整的植株。問題情境：1 .在生產(chǎn)藥物、食品添加劑、香料、色素和殺蟲 劑時(shí)進(jìn)行的過程屬于植物組織培養(yǎng)嗎？

5、（前者 為植物細(xì)胞培養(yǎng)，即培養(yǎng)到愈傷組織即可；后 者需誘導(dǎo)產(chǎn)生完整的植物體。）2 . 20世紀(jì)60年代，有的科學(xué)家提出了這樣一個(gè)設(shè)想：讓番茄和馬鈴薯雜交，培育出一種 地上結(jié)番茄果實(shí)，地下結(jié)馬鈴薯塊莖的植物。如果要實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想，你認(rèn)為可以采用哪些方法？引導(dǎo)學(xué)生閱讀課文資料，回答下列問題：（1）要想讓兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞融合在一起，遇到的第一個(gè)障礙是什么？（2）有沒有一種溫和的去細(xì)胞壁的方法？（3）如果兩個(gè)來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生融合形成了雜種細(xì)胞，下一步該對(duì)此細(xì)胞做何種處理？（4）如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？ 組織學(xué)生分小組討論、分析，得出相關(guān)結(jié)論。三.植物體細(xì)胞雜交：接種到誘導(dǎo)培養(yǎng)基電傷組

6、織轉(zhuǎn)接到繼代培養(yǎng)基上得到大的 救佛盥飄愈傷蛆織接神到*分化境界基上分化出幼苗幼苗接種到生 根培養(yǎng)曷上苓禰號(hào)出切,蟲4川養(yǎng)弘完整植株移魁到大田1.概念：用兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物 體的方法。2.雜交的時(shí)間：植物細(xì)胞雜交是從細(xì)胞融合開始，到培育成的新植物體結(jié)束。3.過程:以生質(zhì)體制備：用酶解法去除細(xì)胞壁纖維素酶 I果膠酶原生質(zhì)體融合:膜融合：高鈣、高PH誘導(dǎo)膜融合I核融合：雜種細(xì)胞第一次有絲分裂時(shí)融合方法:物理方法：離心、振動(dòng)、電刺 化學(xué)方法激聚乙二醇（PEG）雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)：機(jī)械法、生理法、遺傳法”種植株的再生與鑒定：由愈傷組織再培養(yǎng)出雜種植株的

7、過程4.優(yōu)點(diǎn)：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，擴(kuò)大雜交親本范圍，培養(yǎng)新品種。課堂小結(jié)：細(xì)胞全能性是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)，而植物組織培養(yǎng)又是植物體細(xì)胞雜交的技術(shù)環(huán)節(jié)之一。智能訓(xùn)練：課本的思考與探究課后記：通過學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)，使學(xué)生了解了植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交的進(jìn)展情況和 前景，也鞏固了舊知識(shí)，掌握了新知。本節(jié)課學(xué)生的閱讀能力得到了增大的提高。第二課時(shí)植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用學(xué)習(xí)探討：印發(fā)課堂閱讀資料。1 .通過查閱資料，請(qǐng)你再列舉出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在我們生活中的另外一些應(yīng)用。2 .請(qǐng)查閱植物人工種子制備技術(shù)的詳細(xì)過程，設(shè)計(jì)出制備技術(shù)的主要流程圖。誘導(dǎo)植物愈傷組織一體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)一體細(xì)胞胚的成熟一體

8、細(xì)胞胚的機(jī)械化包裹一貯藏或種植3 .請(qǐng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)出一種植物花藥組織培養(yǎng)和染色體加倍的實(shí)驗(yàn)流程。接種脫分化再分化移栽花藥.一*花粉細(xì)胞培養(yǎng) +愈傷組織 +分化出小植物 *單倍體植株染色體加倍正常植株4 .人們利用植物的微型繁殖技術(shù)來進(jìn)行工廠化育苗生產(chǎn)，這是利用了該項(xiàng)技術(shù)的哪些特點(diǎn)？5 .人工種子之所以神奇，是由于它具有天然種子不可比擬的特點(diǎn)，想一想它們具有哪些優(yōu)點(diǎn)？6 .人工種皮是保證包裹在其中的胚狀體順利生長(zhǎng)成小植株的關(guān)鍵部分，請(qǐng)?zhí)接懭斯しN皮中應(yīng)該具有的有效成分是什么？為了促進(jìn)胚狀體的生長(zhǎng)發(fā)育，我們還可以向人工種皮中加入哪些物質(zhì)？7 .高效抗癌的藥物紫杉醇，雖然能造福人類，但卻為瀕危的

9、紅豆杉帶來一場(chǎng)滅頂之災(zāi)。以“我們能否利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)紫杉醇，從而拯救紅豆杉”呢？四、植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用1、開辟植物繁殖的新途徑：(1) 植物微型繁殖；(2) 培養(yǎng)無毒植株；(3) 制作人工種子。2、改良作物：(1) 單倍體育種：(2) 突變體的利用。3、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：生產(chǎn)人參皂黃干粉、生產(chǎn)紅杉醇等。課堂小結(jié)：略隨堂練習(xí)：見資料課后記：略知識(shí)拓展1. 什么是細(xì)胞全能性？細(xì)胞全能性（ cell totipotency ） 比較權(quán)威的定義是1984 年國(guó)際組織培養(yǎng)協(xié)會(huì)做出的：“ 細(xì)胞全能性為細(xì)胞的某種特征，有這種能力的細(xì)胞保留形成有機(jī)體所有細(xì)胞類型的能力 ” 。這個(gè)定義比一般

10、所說的概念“ 一個(gè)細(xì)胞中包含著這種生物的全部遺傳信息（基因），在適當(dāng)?shù)臈l件下可以發(fā)育成一個(gè)完整的生物體” 更基本和全面。它不但包含了培養(yǎng)細(xì)胞再生成植株的情況（分化成各種類型的細(xì)胞，并以一定形式構(gòu)建成植物），同時(shí)也包含了培養(yǎng)細(xì)胞生產(chǎn)次生代謝物的情況（不分化或只分化成某種類型細(xì)胞，但仍留著分化為其他細(xì)胞類型的能力）。 前者成為組織培養(yǎng)和轉(zhuǎn)基因植物需要進(jìn)行植株再生的理論基礎(chǔ)，后者成為像微生物發(fā)酵一樣培養(yǎng)細(xì)胞，生產(chǎn)人們所需要的次生代謝產(chǎn)物的理論基礎(chǔ)，如通過紅豆杉的細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇。2. 植物組織培養(yǎng)技術(shù)是如何發(fā)展起來的？技術(shù)和理論是一對(duì)孿生兄弟，相輔相成，技術(shù)手段的發(fā)明會(huì)促進(jìn)理論的創(chuàng)新，理論的創(chuàng)新又

11、會(huì)指導(dǎo)技術(shù)的實(shí)踐活動(dòng)。植物組織培養(yǎng)也是如此。早在 1902 年，哈伯蘭特（Haberlandt ）提出高等植物的器官和組織可以不斷地分割，直至單個(gè)細(xì)胞的觀點(diǎn)，預(yù)言植物體細(xì)胞在適宜的條件下，有發(fā)育成完整植株的潛力，提出了植物細(xì)胞全能性的設(shè)想，并且用植物細(xì)胞組織進(jìn)行了培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。他雖然未能獲得再生植株，卻是植物組織培養(yǎng)的開創(chuàng)者。1902 年他發(fā)表了著名論文植物細(xì)胞離體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，論文中提出的植物細(xì)胞全能性的理論是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)。從哈伯蘭特提出植物細(xì)胞全能性的理論，到1958 年斯圖爾德（F.C.Steward ）等人第一次用胡蘿卜根的韌皮部細(xì)胞證實(shí)了植物細(xì)胞的全能性，用了整整56 年。 56

12、年中許多科學(xué)家做的事情歸納起來都是在探索哈伯蘭特提出的“ 植物細(xì)胞在適宜條件下，有發(fā)育成完整植株的潛力” 中的適宜條件。20 世紀(jì) 60 年代以后，植物組織培養(yǎng)進(jìn)入了迅速發(fā)展階段，并逐步走向生產(chǎn)應(yīng)用，如快繁脫毒、單倍體育種、種質(zhì)資源保存、生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物等，也為人工種子、細(xì)胞融合、轉(zhuǎn)基因植物等奠定了基礎(chǔ)。3. 怎樣制備胡蘿卜培養(yǎng)基（供參考）？養(yǎng)基（供參考）？（ 1）誘導(dǎo)胡蘿卜愈傷組織在MS培養(yǎng)基注中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.5 mg/L的6-BA和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5 mg/L的 NAA（ 2）誘導(dǎo)胡蘿卜叢芽在MS培養(yǎng)基中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2mg/L的KT和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2mg/L的NAA（ 3）誘導(dǎo)胡蘿卜

13、生根：在1/2MS 培養(yǎng)基中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1 mg/L 的 NAA注:MS§養(yǎng)基的配制方法見選修 1附錄3中八。4. 植物組織培養(yǎng)中的愈傷組織是如何形成及再分化的？植物組織培養(yǎng)中使用的外植體一般是高度分化了的細(xì)胞，在植物體中是不會(huì)再分裂繁殖的，只是執(zhí)行某種功能直至死亡。這些細(xì)胞在培養(yǎng)基上培養(yǎng)時(shí)會(huì)由原來的分化狀態(tài)，變成分生狀態(tài)的細(xì)胞，分裂產(chǎn)生愈傷組織，這個(gè)過程稱為脫分化（dedifferentiation ）過程。 這種轉(zhuǎn)變?cè)诩?xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化上都會(huì)產(chǎn)生一系列變化。組織培養(yǎng)的研究結(jié)果表明分化細(xì)胞的脫分化需要兩個(gè)條件，即創(chuàng)傷和外源激素。目前人們對(duì)于脫分化過程的本質(zhì)還不清楚。分化

14、細(xì)胞在細(xì)胞周期中是處于一種相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的細(xì)胞（G0 期細(xì)胞），脫分化是要打破這種狀態(tài)，使細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期中的G1期，并沿著G1期-S期-G2期-M期的循環(huán)進(jìn)行細(xì)胞分裂，形成愈傷組織?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)細(xì)胞周期受基因調(diào)控，一種稱為編碼細(xì)胞周期依賴性激酶CDK（ cycilin dependent kinase ）的基因和一種細(xì)胞周期蛋白（ cyclin ） 可能與植物細(xì)胞脫分化的第一次分裂啟動(dòng)有關(guān)。那么，什么因素誘導(dǎo)細(xì)胞周期調(diào)控基因的作用，培養(yǎng)實(shí)踐證明與外源激素有關(guān)。至于激素如何誘導(dǎo)以及誘導(dǎo)作用的過程目前仍不清楚，有待深入研究。分化細(xì)胞脫分化后細(xì)胞結(jié)構(gòu)有兩點(diǎn)明顯的變化：一是在細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)液泡蛋白；二是葉綠體

15、轉(zhuǎn)變成原質(zhì)體。當(dāng)細(xì)胞脫分化形成愈傷細(xì)胞后，經(jīng)過一段時(shí)期的分裂，細(xì)胞群體變成不是一種細(xì)胞類型的均一群，又會(huì)產(chǎn)生分化，形成分生細(xì)胞或分生細(xì)胞團(tuán)，由此再生成植株有兩條途徑：一是形成體細(xì)胞胚（功能類似于受精過程產(chǎn)生的胚），通過體細(xì)胞胚形成再生植株。二是走器官發(fā)生的途徑再生植株，分生細(xì)胞在一定的誘導(dǎo)條件下重建芽的分生組織，分化出芽后再生根，成為完整的植株。5. 為什么要在避光條件下培養(yǎng)愈傷組織？對(duì)于植物組織培養(yǎng)來說，光照條件非常重要，包括光照強(qiáng)度、時(shí)間和波長(zhǎng)。但在愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要暗培養(yǎng)，而在分化再生的過程中一定要有光照。愈傷組織誘導(dǎo)階段的暗培養(yǎng)有利于細(xì)胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織，如果在光照條件下容易

16、分化產(chǎn)生維管等組織，不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織。6. 什么是人工種子？人工種子（artificial seed ）是指通過植物組織培養(yǎng)的方法獲得的具有正常發(fā)育能力的材料，外面包被著特定的物質(zhì)，在適宜的條件下可以發(fā)芽成苗的植物幼體。人工種子的概念中包含的“ 具有正常發(fā)育能力的材料” 通常是指胚狀體（目前國(guó)外有使用不定芽、頂芽和腋芽的），它可以由三種途徑產(chǎn)生：（ 1 ）由已脫分化的外植體直接產(chǎn)生；（ 2）由愈傷組織產(chǎn)生；（ 3）由懸浮細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生。對(duì)胚狀體的基本要求是： 播種后能快速出苗； 根和芽幾乎同時(shí)生長(zhǎng)，不產(chǎn)生愈傷組織； 同步化程度高； 活力強(qiáng)； 形成的幼苗的形態(tài)與生長(zhǎng)要正常?！?外面包被著特

17、定的物質(zhì)” 是指人工種皮，制作人工種皮的材料有海藻酸鈉、明膠、樹脂、瓊脂糖、淀粉等。對(duì)人工種皮的要求是：能保持胚狀體的活力，有利于貯藏運(yùn)輸和萌發(fā)。選取的材料要有韌性，耐壓，對(duì)胚狀體無毒害，含有胚狀體發(fā)芽所需要的營(yíng)養(yǎng)成分或植物激素，還應(yīng)含有殺菌劑，以防播種后微生物的侵害。人工種子目前還存在不少問題。例如，現(xiàn)有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物產(chǎn)生胚狀體能力弱，難以形成同步化的有強(qiáng)活力的胚狀體；成本較高；運(yùn)輸貯藏以及機(jī)械化播種問題也未解決。因此，現(xiàn)在很少有人以生產(chǎn)為目的進(jìn)行人工種子的研制。7. 植物微型繁殖技術(shù)高效快速的實(shí)例有哪些？植物脫毒（virus-free ）和離體快繁（in vitro propagati

18、on ）是目前植物組織培養(yǎng)應(yīng)用最多、最有效的方面。生產(chǎn)上許多無性繁殖作物均受到病毒的侵染，從而導(dǎo)致品種的嚴(yán)重退化、減產(chǎn)和降低品質(zhì)。利用植物分生組織進(jìn)行培養(yǎng)可以使新長(zhǎng)成的植株脫去病毒。利用這種方法生產(chǎn)無病毒苗的農(nóng)作物有馬鈴薯、甘薯、大蒜、草莓、蘋果、香蕉等，并已大規(guī)模應(yīng)用于生產(chǎn)。離體快繁技術(shù)可以使一些植物的擴(kuò)增速度比常規(guī)方法快數(shù)萬倍乃至百萬倍， 而且產(chǎn)生的幼苗遺傳背景均一，重復(fù)性好，不受季節(jié)和地區(qū)限制。目前世界上已建成很多年產(chǎn)百萬苗木的組培工廠，成為一種新興產(chǎn)業(yè)。離體快繁技術(shù)在觀賞植物、園藝植物、經(jīng)濟(jì)林木和無性繁殖作物上已得到廣泛應(yīng)用。8. 植物體細(xì)胞雜交的過程是怎樣的？體細(xì)胞雜交是克服植物有性

19、雜交不親和性、打破物種之間的生殖隔離、擴(kuò)大遺傳重組范圍的一種手段。操作過程包括：原生質(zhì)體制備、原生質(zhì)體融合、雜種細(xì)胞篩選、雜種細(xì)胞培養(yǎng)、雜種植株再生以及雜種植株鑒定等步驟。原生質(zhì)體制備是用纖維素酶、半纖維素酶和果膠酶將植物細(xì)胞壁分解掉，只留下細(xì)胞膜（質(zhì)膜） 包裹著細(xì)胞內(nèi)含物。原生質(zhì)體融合是指兩個(gè)原生質(zhì)體的質(zhì)膜重新組合排列形成一個(gè)質(zhì)膜，其中含有兩個(gè)細(xì)胞核。在細(xì)胞工程中一般是誘導(dǎo)融合，形成的融合細(xì)胞中所含有的兩個(gè)細(xì)胞核是來自不同的物種，稱之為異核體（ heterokaryon ）。 誘導(dǎo)融合的手段有化學(xué)誘導(dǎo)和物理誘導(dǎo)。在誘導(dǎo)因素的作用下形成的融合細(xì)胞進(jìn)一步產(chǎn)生核融合，進(jìn)行第一次有絲分裂。雜種細(xì)胞的

20、篩選方法有： 細(xì)胞系互補(bǔ)的選擇方法，包括葉綠素缺失互補(bǔ)、營(yíng)養(yǎng)缺陷互補(bǔ)和抗性互補(bǔ)等； 利用物理特異性差異的選擇方法：這是利用兩個(gè)原生質(zhì)體物理特異性差異的一種選擇，包括原生質(zhì)體的大小、顏色、 浮密度等的不同來選擇； 利用生長(zhǎng)特異性差異的選擇方法。需要注意的是上述選擇方法只適合部分雜交細(xì)胞的情況，有時(shí)無法選擇，就不加選擇地進(jìn)行培養(yǎng)和再生成植株，然后對(duì)再生植株的雜種性狀進(jìn)行鑒定。雜種細(xì)胞培養(yǎng)方法與原生質(zhì)體的培養(yǎng)方法相似。體細(xì)胞雜種的鑒定方法有： 形態(tài)學(xué)鑒定。利用雜種植株與雙親在表現(xiàn)型上的差異進(jìn)行比較分析，如葉片大小與形狀，花的形狀與顏色、葉脈、葉柄、花梗及表皮毛有無等； 細(xì)胞學(xué)鑒定。雜種植株細(xì)胞中的染

21、色體數(shù)目是否比任何一方親本細(xì)胞中的染色體數(shù)目增多？理論上講如果染色體不丟失，雜種細(xì)胞中染色體數(shù)目應(yīng)為雙親染色體數(shù)目之和。也可以用基因組原位雜交的分子細(xì)胞學(xué)方法進(jìn)行鑒定； 同功酶鑒定。 同功酶是功能相同的酶的多重分子形態(tài)，它們是特異基因的產(chǎn)物。雜種細(xì)胞中的同功酶譜一般是雙親酶譜之和，但有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)雙親沒有的新帶； 分子生物學(xué)鑒定。常用的方法有限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（ RFLP） 、 隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性（ RAPD） 和擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性（ AFLP）等。值得注意的是體細(xì)胞雜交尚存在一些問題： 親緣關(guān)系越遠(yuǎn)，染色體排斥丟失的現(xiàn)象就越嚴(yán)重； 由于是兩個(gè)物種的全部遺傳物質(zhì)的合并，各種基因都在其中，選擇符合需

22、要的個(gè)體難度大； 有時(shí)缺乏選擇雜種細(xì)胞的有效方法。因此目前整體對(duì)稱融合的工作比較少，而是采用非對(duì)稱融合，即一方親本包括了全部遺傳物質(zhì)，另一方親本只取一部分遺傳物質(zhì)，如用不具有核的原生質(zhì)體與之進(jìn)行融合。9. 物理和化學(xué)方法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的基本原理是什么？化學(xué)融合的機(jī)制：常用化學(xué)融合方法有高pHH高Ca2+法和聚乙二醇（PEG法。高pHH高Ca2+t誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的基本原理是中和原生質(zhì)體表面所帶的電荷，使原生質(zhì)體的質(zhì)膜緊密接觸，從而有利于質(zhì)膜的接觸融合。PEG處理原生質(zhì)體可以使原生質(zhì)體聚集促進(jìn)融合，但 PEGW導(dǎo)融合的真正機(jī)制目前并不清楚。物理融合的機(jī)制：常用方法為電融合法。此法是先將兩種原生

23、質(zhì)體以適當(dāng)?shù)谋壤旌铣蓱腋∫?，將其滴入電融合小室中，給小室兩極以交變電流，使原生質(zhì)體沿電場(chǎng)方向排列成串珠狀，接著給以瞬間高強(qiáng)度的電脈沖，使原生質(zhì)體膜產(chǎn)生局部破損而導(dǎo)致融合。10. 工廠化生產(chǎn)人參皂甙的基本過程是什么？第一步，選擇人參根作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織，經(jīng)過培養(yǎng)選擇找到增殖速度快而且細(xì)胞內(nèi)人參皂甙含量高的細(xì)胞株作為種質(zhì)，其中一部分作為保存用，以備下一次生產(chǎn)用，一部分進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。第二步，將第一步選擇到的細(xì)胞株在發(fā)酵罐中的適合培養(yǎng)液中進(jìn)行液體培養(yǎng)，增加細(xì)胞數(shù)量。第三步，將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行破碎，從中提取人參皂甙。第二節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程教學(xué)目標(biāo)1 知識(shí)方面：(1) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移

24、植技術(shù)。(2) 簡(jiǎn)述通過動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過程和應(yīng)用前景。(3) 簡(jiǎn)述動(dòng)物細(xì)胞融合和單克隆抗體的制備及應(yīng)用。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生介紹幾種動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)及一些新的研究成果，使學(xué)生明 確對(duì)生命奧秘的揭示愈加廣泛和深入，形成終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。3 .能力方面：(1) 學(xué)生通過閱讀、自學(xué)、質(zhì)疑、討論、訓(xùn)練和總結(jié)等環(huán)節(jié)，逐步提高獨(dú)立獲取知識(shí)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(dòng)物細(xì)胞融合過程，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力，思維能力。(3) 讓學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)單克隆抗體的制備過

25、程，使學(xué)生了解生物科學(xué)的認(rèn)識(shí)模式，以發(fā)展 學(xué)生的創(chuàng)造性能力。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：1 .教學(xué)重點(diǎn)(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程及條件。(2)用動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過程。(3)單克隆抗體的制備和應(yīng)用。2 .教學(xué)難點(diǎn)(1)用動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過程。(2)單克隆抗體的制備過程。教學(xué)方法：采用自學(xué)一一指導(dǎo)、啟發(fā)探究、師生交流等教學(xué)相結(jié)合。利用課件、資料等手段 進(jìn)行教學(xué)。教學(xué)課時(shí)：3課時(shí)(含鞏固練習(xí)及講評(píng))教學(xué)過程：第一課時(shí)教師活動(dòng)：播放課件，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)課本材料并回答相關(guān)提出問題。1 .植物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有哪些？2 .動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有哪些？3 .動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液的主要成分是

26、什么？較植物組織培養(yǎng)基有何獨(dú)特之處？4 .為什么選用動(dòng)物胚胎或幼齡個(gè)體的器官或組織做動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)材料？5 .為什么培養(yǎng)前要將組織細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞？6 .為什么選用胰蛋白酶做上述處理？7 .培養(yǎng)的細(xì)胞為何貼壁生長(zhǎng)？8 .如何界定原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)以及細(xì)胞株和細(xì)胞系？知識(shí)要點(diǎn)：動(dòng)物胚胎或幼剪碎 二齡的器官組織胰蛋白酶單細(xì)胞群工匚細(xì)胞懸浮液黑J土細(xì)胞株遺傳物質(zhì)改變 l傳代培養(yǎng)細(xì)胞系(培養(yǎng)條件下無限傳代)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程,細(xì)胞此一, |細(xì)胞系細(xì)胞懸浮液 10代細(xì)胞 50代細(xì)胞 I I原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)細(xì)胞株和細(xì)胞系的界定一、動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)1 .動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液的成分：葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素和動(dòng)

27、物血清等。2 .動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液的特點(diǎn)：液體培養(yǎng)基、含動(dòng)物血清3 .動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件：（1） 無菌、無毒的環(huán)境；（2） 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；（3） 溫度和PH（4） 氣體環(huán)境等。（5） 物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用：學(xué)習(xí)探討：如何解決為燒傷病人植皮問題？引導(dǎo)學(xué)生討論、分析得出結(jié)論：利用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)中的細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)和接觸抑制的特點(diǎn), 可用燒傷病人自己的健康皮膚細(xì)胞培養(yǎng)出大量的自身薄層皮膚細(xì)胞，以供植皮所需。二.動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物課堂提供閱讀資料，供學(xué)生分析討論：材料一：核移植技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史（見人教版P51）材料二：細(xì)胞核移植技術(shù)中能用作受體細(xì)胞的通常有MII期卵母細(xì)胞和受精卵（合子）。 早期核移植技

28、術(shù)中常用受精卵，后來基本上用 MII期卵母細(xì)胞取代了受精卵，主要因?yàn)閮烧叩募?xì)胞質(zhì)環(huán)境不同。有人認(rèn)為重組需要的因子存在于MII期卵母細(xì)胞的胞質(zhì)中， 而在原核形成時(shí)這些因子已被降解或用光，因此，原核擴(kuò)張后受精卵去核可引起胞質(zhì)中重組因子缺乏。成熟促進(jìn)因子（MPF是卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中重要的胞質(zhì)影響因子，MPF的活性在卵母細(xì)胞減數(shù)分裂的MI期和MII期達(dá)到最高，受精或激活后，MPF迅速滅活，因此， MII期卵母細(xì)胞中MPF活性高，而受精卵中 MPF活性低。MPF水平的高低可影響供體核染色質(zhì)的狀態(tài)和復(fù)制。MII期卵母細(xì)胞細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)已成熟，而 MI卵母細(xì)胞細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)尚未成熟，其細(xì)胞 質(zhì)不能支持胚胎的全

29、程發(fā)育，因此，盡管MI期卵母細(xì)胞MPF活性也高，但不能用作受體卵母細(xì)胞。也有人認(rèn)為用去核合子做受體時(shí)，可能由于合子去核時(shí)一些早期發(fā)育必需的因子隨原 核的去除而被去掉了，而使去核受精卵缺乏發(fā)育能力。因此，目前廣泛采用 MII期卵母細(xì)胞做受體。材料三：提供鯉、鯽魚核移植資料（見復(fù)印件）材料四：提供克隆“多莉”羊資料（見復(fù)印件）在學(xué)生閱讀材料的基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生分析、討論，共同概括、總結(jié)：1 .動(dòng)物核移植的概念：將一種生物的細(xì)胞核移植到另一種去核或不去核生物的細(xì)胞質(zhì)中, 發(fā)育成雜合新個(gè)體的方式。2 .特點(diǎn)：主要是指不同種的細(xì)胞的拆合，新個(gè)體具備雙親的遺傳特性。3.過程:鯽魚卵細(xì)胞鯉魚囊胚細(xì)胞細(xì)胞核

30、.無核細(xì)胞一細(xì)胞核 一 核細(xì)胞組裝細(xì)胞一鯉鯽魚4 .克?。褐饕竿N細(xì)胞的拆合過程。5 .動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用：(1) 畜牧生產(chǎn)方面：培育良種動(dòng)物。(2) 保護(hù)瀕危特種。(3) 醫(yī)藥衛(wèi)生方面：生產(chǎn)醫(yī)用蛋白、器官和組織移植等。課堂小結(jié)：根據(jù)已呢知識(shí)，完成下表比較項(xiàng)目原理/口加小結(jié)果培養(yǎng)目的植物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)課后記:本節(jié)課的要點(diǎn)在于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用，解決人類生活所需。通過學(xué)生自學(xué)和有關(guān)材料的查找、分析、討論，能較大程度掌握和運(yùn)用。第二課時(shí)動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體教學(xué)過程：復(fù)習(xí)舊課，導(dǎo)入新課：復(fù)習(xí)兩種細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段，引出動(dòng)物細(xì)胞工程的其他技術(shù)。三.動(dòng)物細(xì)胞融合：教師活動(dòng)：?jiǎn)?/p>

31、發(fā)學(xué)生回憶植物體細(xì)胞雜交過程，并引導(dǎo)學(xué)生大膽推測(cè)： 動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交過程有何不同？動(dòng)物細(xì)胞融合相當(dāng)于植物體細(xì)胞雜交過程的哪一步？學(xué)生活動(dòng)：分析、討論并得出結(jié)論：動(dòng)物細(xì)胞融合相當(dāng)于植物體細(xì)胞雜交的原生質(zhì)融合過程。 引導(dǎo)學(xué)生閱讀資料后，師生共同總結(jié)：動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的原生質(zhì)融合的基本原理相同，就邊誘導(dǎo)融合的方法也基本類似，只是除物理法、化學(xué)法外，還用到生物方法一一即滅活的仙臺(tái)病毒。1 .理論基礎(chǔ)：細(xì)胞的全能性；2 .原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性；3 .誘導(dǎo)方法：物理法、化學(xué)法、生物法(滅活的仙臺(tái)病毒)仙公病+ 紫外線 R 喪失感染活性(不感染細(xì)胞)n保留融合活性(誘導(dǎo)細(xì)胞融合)課件展示動(dòng)物細(xì)胞融合的過程。教師活動(dòng)：1 .動(dòng)物細(xì)胞之間或動(dòng)物與人細(xì)胞之間都可以進(jìn)行融合，產(chǎn)生的融合細(xì)胞有多少種？2 .動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)主要用途是什么？引導(dǎo)學(xué)生回憶：何謂抗體？其由何種細(xì)胞產(chǎn)生？主要分布在哪？創(chuàng)設(shè)問題情境：1 .長(zhǎng)期以來，人們?yōu)榱双@得抗體，采用的方法是什么？2 .能否用動(dòng)物細(xì)胞融合的方法，使體內(nèi)的效應(yīng)B細(xì)胞產(chǎn)生成千上萬的單一抗體呢？教師活動(dòng)：如果能用體內(nèi)的效應(yīng) B細(xì)胞產(chǎn)生成千上萬的單一抗體，那么，怎樣才能制備呢?請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)相關(guān)的方案。讓學(xué)生設(shè)計(jì)和匯報(bào)制備單克隆抗體的方案，并根據(jù)提綱閱讀課文：1 .為什么選用小鼠骨髓瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合呢?（參考：細(xì)胞同源性越近