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课题专题2细胞工程教学
目标1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。
2.列举植物细胞工程的实际应用。
3.尝试进行植物组织培养。教方学法讲述与学生练习、讨论相结合教
材
分
析重点（1）植物组织培养的原理和过程。
（2）植物体细胞杂交的原理。
（3）植物细胞工程应用的实例。难点植物组织培养的实验教具教案教
学
过
程引入：什么是细胞工程？
提示:是指应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过某种工程学手段，在细胞水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质，从而获得新型生物或特种细胞产品、或产物的一门综合性科学技术。包括植物细胞工程、动物细胞工程。
植物细胞工程
1.细胞工程：
（1）操作水平：细胞水平或细胞器水平。
（2）目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。
2.植物细胞的全能性
（1）概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。
（2）原理：细胞内含有本物种的全部遗传信息。
（3）全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。
3.植物组织培养
（1）原理：植物细胞具有全能性
（2）过程：
发育
激素等
再分化
脱分化
营养物质、激素
离体的植物器官组织或细胞

人工种子
人在胚乳和种皮

注意：①脱分化时生长素/细胞分裂素高一点，促进根原基产生。
②再分化时细胞分裂/生长素素高一点，促进芽原基产生。
（3）地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
4.植物体细胞杂交技术

（1）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。
（2）去细胞壁的方法：用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁。
（3）细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。
（4）植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束。杂种植
株的特征：具备两种植株的遗传特性，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
（5）植物体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体数、基因组数还是染色体数都采用直接相加的方法。即二倍体与二倍体植株杂交后变为四倍体（异源四倍体）。
（6）用该技术培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传定律。
（7）植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了而用于杂交的亲本组合范围。
5.植物组织培养技术的实践应用
（1）植物繁殖的新途径
①微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
特点：a.保持优良品种的遗传特性。b.高效快速地实现种苗的大量繁殖。
②作物脱毒技术：选取作物无毒组织（如茎尖）进行组织培养，获得脱毒苗的技术。
③人工种子：以植物组织培养得到的胚状体，不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
培育作物新品种
①单倍体育种：

②突变体的利用

③细胞产物的工厂化生产；愈伤组织阶段，获取所需细胞产物。
知识拓展：
植物体细胞杂交获得的杂种细胞的类型有三种：AA型、BB型、AB型，符合要求的只有AB型，需要进行筛选。
动物细胞工程
1.地位：动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合等。其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。
2.过程、条件以及应用
动物胚胎或幼龄动物的组织器官

条件：
无菌、无毒环境：
①培养液和培养用具杀菌。
②培养液中添加一定抗生素。
③定期更换培养液，消除代谢产物。
营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外通常还需加入血清、血浆等一些天然成分。
适宜的温度：36.5oC±0.5oC；适宜的PH：7.2~7.4。
气体环境：
①95%的空气：细胞代谢必须的。
②5%的CO2：维持培养液的PH。
注意：①用胰蛋白酶处理组织块，可使细胞分散开，这样做的目的是使细胞与培养液充分接触，这也说明了细胞间的主要物质是蛋白质。
②当动物细胞培养超过50代后，少数细胞发生突变而持续分裂成为癌变细胞。癌细胞失去了接触抑制，可以在培养瓶中形成多层细胞。
动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.原理：动物细胞核的全能性和细胞膜的流动性。
2.种类：分胚胎细胞核移植和体细胞核移植，前者比较容易。
3.材料：
（1）供体细胞一般选优良动物的传代10代以内的细胞。
（2）受体细胞一般为减数第二次分裂中期的次级卵母细胞。
原因：①卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达物质。
②卵母细胞体积大，便于操作。
③卵母细胞营养物质丰富。
4.过程:

5.体细胞核移植技术的应用
（1）加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。
（2）保护濒危物种，增加这些动物的存活数量。
（3）生产珍贵的医用蛋白。
（4）作为异种移植的供体。
（5）用于组织器官的移