科技探索之路 细胞工程的发展历程Word文档下载推荐.docx

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（2）获得________作物。

（3）开发____________，减少环境污染。

（4）繁殖______________及__________。

2．细胞工程与其他生物工程的关系

（1）细胞工程利用基因工程中的________________实现转基因植物和动物的培养；

（2）细胞工程中获得的新细胞株可用于____________生产______________；

（3）细胞工程还为________

____提供了稳定的培养对象，以完成生物制品的规模化生产。

知识点一　细胞工程和细胞工程的发展

1．下列技术中，一般不属于细胞工程的是（　　）

A．1907年哈里森进行的蛙胚神经组织培养

B．1972年卡尔逊获得了体细胞杂交植株

C．1982年帕米特采用显微注射技术获得了巨型小鼠

D．1997年维

尔穆特利用核移植技术克隆出绵羊多利

2．下列关于细胞工程的叙述错误的是（　　）

A．细胞工程仅仅在细胞整体水平上定向改变遗传物质

B．细胞工程需要严格的无菌条件

C．细胞工程的技术包括植物细胞与组织培养、细胞融合、细胞核移植、染色体工程

D．细胞工程可以用于作物新品种的改良或繁育

知识点二　细胞工程的基本技术

3．在以下4种利用细胞工程技术培育出的新个体中，遗传物质完全来自一个亲本的是（　　）

A．细胞核移植B．细胞融合

C．染色体工程D．细胞组织培养

4．下列关于细胞融合的叙述，不正确的是（　　）

A．采用自然或人工的方法使两个或多个不同细胞融合为一个细胞

B．在促融合因子的作用下，仅仅使细胞核发生融合

C．常用的促融合方法有电场诱导融合法、聚乙二醇诱导融合法等

D．在细胞融合前需用纤维素酶等去除细胞壁

知识点三　细胞工程的应用及与其他生物工程的关系

5．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办法是（　　）

A．选择优良品种进行杂交

B．进行远缘植物体细胞杂交

C．利用芽尖进行组织培养

D．人工诱导基因突变

6．下列与细胞工程无关的技术是（　　）

A．抗软化番茄的培育B．无病毒作物的获得

C．克隆动物的产生D．葡萄的嫁接

基础落实

1．下列技术中，一般来说不属于细胞工程的范围的是（　　）

A．染色体工程B．植物组织培养

C．细胞融合D．基因探针的应用

2．中科院动物研究所成员通过将大熊猫体细胞的细胞核移植到去核后的兔子卵细胞中，成功地培育出大熊猫的早期胚胎。

这项研究成果属于（　　）

A．杂交育种B．细胞工程

C．基因工程D．染色体工程

3．下列关于细胞工程技术的叙述中，错误的是（　　）

A．20世纪70－80年代已经培育出动植物之间杂交的新品种

B．植物细胞间融合时需去除细胞壁

C．核移植时主要借助显微操作仪

D．多倍体育种属于染色体工程的重要应用

4．下列不属于细胞工程应用的是（　　）

A．繁殖优良家畜品种B．生产药物

C．培育组织器官D．生产转基因产品

5．植物组织培养的理论根据是（　　）

A．培养基中的营养物质全面B．细胞的全能性

C．细胞的分裂D．细胞的分化

6．在植物体细胞杂交技术中，常用来去除细胞壁的酶是纤维素酶和果胶酶，这是因为（　　）

A．这些酶容易制取

B．细胞壁的主要成分是纤维素和果胶

C．纤维素酶、果胶酶价格便宜

D．用这些酶便于操作

7．下列不属于细胞工程技术的是（　　）

A．利用植物体细胞杂交技术获得多倍体植物

B．利用体细胞融合技术生产单克隆抗体

C．通过大规模的细胞培养生产香精、色素和杀虫剂等

D．利用细菌的连续培养技术生产谷氨酸

能力提升

8．下列

有关细胞工程的说法，错误的是（　　）

A．美国科学家哈里森开创了动物细胞培养的先河

B．根据研究的对象不同，细胞工程主要包括植物组织与细胞培养、细胞融合、细胞核移植、染色体工程

C．细胞工程在农业、林业生产以及在医疗领域都有广泛的应用

D．细胞工程与其他生物工程关系密切，相辅相成

9．下列关于细胞工程的基本技术的描述错误的是（　　）

A．细胞工程可分为植物细胞工程、动物细胞工程和微生物细胞工程

B．植物细胞与组织培养技术要在严格无菌的条件下进行

C．细胞融合需要的促融合的方法包括物理法、化学法和生物法

D．染色体工程可以用于染色体转移的研究，对基因定位的研究没有意义

10．一只羊的卵母细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵母细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结

果产下了一只羊羔。

这种克隆技术具有多种用途，但是不能（　　）

A．有选择地繁殖某一性别的家畜

B．繁殖家畜中的优秀个体

C．用于保存物种

D．改变

动物的基因型

11．甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。

目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。

这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的（　　）

A．有丝分裂B．分化

C．减数分裂D．全能性

12.“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长周期短、耐热性强和易贮藏等优点。

如图是“白菜—甘蓝”的培育过程示意图。

请回答下列问题：

（1）过程①应使用__________________酶。

（2）过程②常用的化学试剂是____________。

（3）过程④的细胞分裂方式为____________。

（4）通常情况下，白菜和甘蓝不能杂交成功，原因是_______________________________，

上述方法克服了该障碍。

综合拓展

13．转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。

质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制性核酸内切酶切割位点。

请回答：

（1）构建含抗病基因的重组质粒A时，应选用限制性核酸内切酶____________，对________________进行切割。

（2）培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培

养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使重组质粒A中含有______________________，作为标记基因。

（3）香蕉组织细胞具有__________，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。

图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的________________________________________________________________________。

第6课时　细胞工程概述

知识清单

一、1.盖玻片悬滴　细胞培养　2.胡萝卜组织　植物细胞与组织培养　3.硝酸钠　原生质体　体细胞杂交植株　4.体细胞的细胞核　去核卵细胞

二、1.细胞　无菌　细胞融合　核移植　生物学特性　生物品种　细胞代谢产物

2．

（1）植物细胞工程　动物细胞工程　

（2）细胞与组织培养　细胞融合　细胞核移植　染色体工程

3．

（1）无菌　细胞或

组织　生长、增殖与分化　组织、器官和个体　

（2）自然或人工　2个或多个　一个细胞　生物法　物理法　化学法　（3）细胞核　新的遗传信息　（4）消减、添加或替换　定向改变遗传性状

三、1.

（1）濒危植物　

（2）无病毒　（3）洁净能源　（4）优良家畜品种　濒危动物　2.

（1）转基因技术

（2）蛋白质工程　药物或酶制剂　（3）发酵工程

对点训练

1．C　

思路导引　了解教材中关于细胞工程发展简史的内容，独立判断各选项。

知识链接　细胞工程的发展

（1）1907年，美国哈里森采用盖玻片悬滴培养蛙胚神经组织，观察到细胞的生长现象，并记录到存活数周的细胞，开创动物细胞培养的先河。

（2）1937年，法国科学家高特里特等人几乎同时离体培养了胡萝卜组织，并使组织增殖。

这是首次成功进行的植物细胞与组织培养。

（3）1972年，美国卡尔逊等人用硝酸钠作为促融合因子，成功地将两个不同种的烟草细胞原生质体进行融合，获得世界上第一个体细胞杂交植株。

（4）1997年，英国科学家伊恩·

维尔默特利用成年芬兰白面母绵羊体细胞与苏格兰黑面母羊的去核卵细胞首次克隆出绵羊“多利”。

2．A　

思路导引　理解细胞工程的含义、操作要求、分类，以及细胞工程的应用，综合分析解答。

知识链接　细胞工程是指以细胞为基本单位，在体外无菌条件下进行培养、繁殖或利用细胞融合、核移植等技术，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、创造新品种和加速繁育生物个体，以及获得某些有用的细胞代谢产物的技术。

3．D　

知识链接　细胞工程的基本技术

（1）植物细胞与组织培养技术

①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。

③培养条件：

体外无菌条件和必要的生长条件。

④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、器官和个体的技术。

（2）细胞融合技术

①融合原理：

细胞膜的流动性。

②融合对象：

2个或多个不同细胞。

③促融合方法：

生物法（如病毒诱导融合法）、化学法（如聚乙二醇诱导融合法）、物理法（如电场诱导融合法）。

④融合结果：

形

成杂种细胞。

⑤融合过程：

2个或多个不同细胞的质膜发生粘连、破裂→细胞质发生融合→发生核融合→形成杂种细胞。

⑥融合意义：

突破有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。

注意　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。

（3）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，产生新的生命现象的技术。

②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细胞中。

③体细胞：

提供细胞核。

④卵细

胞：

提供细胞质。

⑤操作仪器：

显微操作仪。

（4）染色体工程

①处理方法：

消减、添加或替换同种或异种染色体。

②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（如多倍体育种）；

也是基因定位和染色体转移等基因研究的有效手段。

4．B　

思路导引　回忆细胞融合的含义；

知道细胞融合的三种方法。

归纳提升　细胞融合的方法

不同方法的目的是相同的，都是要获得融合的细胞；

不同方法所依据的结构基础也是相同的，即都依据细胞膜所具有的流动性。

类型

区别

生物法

化学法

物理法

诱导剂

（方法）

疮疹病毒、仙台病毒、天花病毒、腮腺炎病毒等

聚乙二醇、高浓度钙离子等

电场

常用

方法

灭活的仙台病毒诱导

　聚乙二

　醇诱导

电场诱导

优点

易培养，对各种动物细胞都适宜，融合率高

使用方便，诱导细胞融合频率高

频率高，对细胞无毒害，操作简便，可重复性好

5.C　

知识链接　细胞工程的应用

（1）快速培养花卉

及濒危植物

利用离体的植物细胞、组织或器官

在特定的条件下，通过脱分化、再分化等过程培育新植株。

①利用的技术：

植物细胞与组织培养。

（2）获得无病毒作物

植物分生区附近，如茎尖、根尖，因很少被病毒感染，甚至无病毒，而被用来培育无病毒植株。

利用的技术手段是植物细胞与组织培养技术。

（3）开发洁净能源，减少环境污染

利用细胞工程产氢技术，将蓝藻、绿藻、光合细菌等单细胞生物在特定的条件下产生的氢气作为燃料，是开发洁净新能源的途径之一，对减轻环境污染具有重要意义。

（4）繁殖优良家畜品种及濒危动物

体细胞克隆技术。

②意义：

在快速繁殖具有优良性状的畜牧新品种、濒临灭绝的珍贵动物的种族繁衍等方面具有重大意义。

6．D　

思路导引　先明确细胞工程的内容：

细胞工程（按技术分）

再对照选项逐一辨析

归纳提升　细胞工程与其他生物工程的关系

（1）细胞工程利用基因工程中的转基因技术实现转基因植物和动物的培养。

（2）细胞工程中获得的新细胞株可用于蛋白质工程生产药物或酶制剂。

（3）细胞工程还为发酵工程提供了稳定的培养对象，以完成生物制品的规模化生产。

课后作业

1．D　

2．B　

3．A　

4．D

5．B　

6．B　

7．D　

8．B　

9．D　

10．D　

11．C　

12．

（1）纤维素酶和果胶　

（2）聚乙二醇

（3）有丝分裂

（4）存在生殖隔离，远缘杂交不亲和

解析　过程①是去除细胞壁的过程，常用的方法是酶解法；

用诱导剂诱导细胞融合，进而用组织培养法可获得杂种植株。

由于白菜、甘蓝为不同物种，存在生殖隔离，利用上述方法可克服远缘杂交不亲和的难题。

13．

（1）PstⅠ、EcoRⅠ　含抗病基因的DNA、质粒

（2）抗卡那霉素基因　（3）全能性　脱分化、再分化

解析　

（1）从图可看出，只有PstⅠ、EcoRⅠ两种酶能保持抗病基因结构的完整性，所以构建含抗病基因的重组质粒A时，应选用限制性核酸内切酶PstⅠ、EcoRⅠ两种酶，对抗病基因的DNA和质粒进行切割。

（2）卡那霉素能抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使重组质粒A中含有抗卡那霉素基因，以此作为标记基因。

（3）香蕉组织细胞具有全能性，因此，可以利用组织培养技术将导入

抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。

图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的脱分化和再分化。

归纳提升　

（1）植物组织培养中的脱分化、再分化过程的比较

过程

名称

过程[来源:

Zxxk.Com]

形成体特点

条件

脱分化

由离体细胞成为愈伤组织

排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团

①离体；

②提供营养物质（有机物、无机物）；

③提供激素（生长素、细胞分裂素等）；

④提供其他适宜条件（温度、无菌）

再分化

由愈伤组织成为丛芽或胚状体

有根、芽或有生根发芽的能力

（2）植物激素是启动细胞分裂、细胞分化的关键因素。

思路导引　熟知植物组织培养的过程；

知道人工种子是如何制备的；

会区分植物组织培养中的外植体来源（如来源于体细胞还是配子细胞）。

知识链接　人工种子

（1）组成：

植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽，包上人工种皮就可以形成人工种子。

下图是人工种子的结构示意图。

（2）优点：

①人工胚乳中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，以利于胚状体生长发育成幼苗，提高作物产量。

②解决了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。

③种子可以工业化生产，提高农业的自动化程度。

④用人工种子播种可以节约粮食。

例如，一个12L的发酵罐在20d内生产的胡萝卜胚状体，可以制成1000万粒人工种子，满足几千

公顷农田的种植需要。

4．

（1）脱分化（或脱分化形成愈伤组织）　细胞的全能性

（2）“S”型增长　细胞数量　细胞所处的生长期

（3）保证氧气供应充足　使细胞与培养液充分接触

（4）19g·

L－1

解析　植物体细胞经脱分化形成愈伤组织，通过培养这些细胞从中提取紫草素。

细胞培养需要一定的环境条件。

当细胞大量增殖，细胞数量增多时，产生的紫草素最多。

因为细胞进行有氧呼吸，所以应不断补充氧气。

知识链接　植物细胞培养

（1）培养过程

筛选细胞→获得次生代谢产物含量高、生长迅速的单细胞无性繁殖系→扩大培养→发酵生产→分离纯化次生代谢产物。

（2）优点

①可快速、高效的生产具有生理活性的次生代谢产物。

②生产不受季节、外部环境等条件的限制。

（3）应用

①生产药用原料，如培养人参细胞，提取人参皂甙。

②生产食品添加剂，如食用色素、天然香精、甜味剂等。

③生产保键食品。

（4）意义

植物细胞培养技术是继微生物发酵技术之后的又一重要应用技术。

特别提醒　细胞次生代谢产物的生产需要植物细胞培养和发酵工程结合获得。

5．C