科技探索之路 细胞工程的发展历程课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

科技探索之路 细胞工程的发展历程 年 级：高中二年级 学 科：生物学（人教版） 资料：铁皮石斛是一种名贵中药材，具有益胃生津，滋阴清热的功效。铁皮石斛的自然繁殖率很低，常利用植物组织培养技术繁殖幼苗：将嫩茎切成0.5cm左右的切段，置于相应的培养基中并控制适宜的条件，切段会长出幼芽，并进一步形成完整的幼苗。 思考： 上述繁殖技术与我们学过的哪个实验过程类似？ 史料1： 1958年，美国科学家，斯图尔德（F.C.Steward)等将胡萝卜的根中细胞取出，放在液体培养基中培养，单个细胞就会分裂分化，最后形成植株。 3 史料2： 1902年，德国科学家Haberlandt提出细胞全能性理论:高等植物的器官和组织可以不断地分割，直至单个细胞。植物体细胞在适宜的条件下，有发育成完整植株的潜力。但他的相关的实验尝试没有成功。 问题：哈伯兰特提出细胞全能性理论的依据是什么？ 细胞中都含有该物种全套的遗传物质，都含有发育成完整个体所必需的全部基因。 一.植物细胞工程的发展历程 4 1.Haberlandt的实验并没有获得再生植株，关于植物细胞的全能性也只是设想，他将实验结果和设想以论文形式发表，这么做有何意义？ 2.假如你是一名科学家，要设计实验来验证植物细胞的全能性，你可以从他的设想中得到什么启发？ 3.如果让你设计适宜的条件，你会考虑哪些因素？并说明原因。 活动1： 结合史料围绕下列问题进行小组讨论： 一.植物细胞工程的发展历程 史料3：1937-1938年，美国科学家高里特里和诺比考特几乎同时培养了胡萝卜组织，成功地使胡萝卜细胞在体外增殖。1958年，美国科学家斯图尔德等将胡萝卜的根中细胞取出，在液体培养基中培养，单个细胞分裂分化，最后形成了植株. 植物组织培养技术逐渐发展、成熟，并广泛应用于观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物地快速繁殖和脱毒处理等方面。 活动2： 小组讨论：在农业生产上应用植物组织培养技术能解决哪些问题。 一.植物细胞工程的发展历程 史料4： 1971年，卡尔森诱导烟草原生质体融合，获得了第一株体细胞种间杂种植物。 植物体细胞杂交能克服了远缘杂交不亲和的障碍，形成新的优势作物。 思考： 1.科学家为什么要尝试体构建体细胞杂种植物？ 2.科学家为什么要用原生质体融合而不是植物细胞直接融合？ 植物细胞有细胞壁，细胞壁会阻止细胞融合 3.如何获得原生质体？与完整植物细胞相比，培养原生质体时要特别注意什么？ 可用纤维素酶和果胶酶破坏细胞壁，注意调节渗透压防止原生质体吸水胀破 思考： 一个动物细胞在适宜的条件下是否也能发育成完整的个体？请给出你的猜想，并写出猜想的依据。 1996年，世界上第一只体细胞克隆羊多莉在英国诞生。 二.动物细胞工程的发展历程 1.多莉羊是否由一个动物细胞直接培养获得？请阐述判断依据。 2.动物细胞是否具有全能性？为什么？ 3.要实现体细胞动物克隆，需要先解决哪些技术问题？ 思考： 二.动物细胞工程的发展历程 时间 科学家 实验材料 实验结果 1907年 美国 一滴淋巴液 蝌蚪神经元 20世纪60年代初 中国 童第周 鱼、黑斑蛙 鱼类细胞核移植成功；黑斑蛙体细胞核移植后培养成蝌蚪 1975年 产生抗体的细胞、肿瘤细胞 创立了单克隆抗体技术 动物细胞工程部分研究成果 体细胞克隆猴“中中”、“华华” 2017年，我国科学家首次培育了体细胞克隆猴，不仅证实了猕猴可以用体细胞来克隆，还意味着在短期可以产生遗传背景相同的大批猴群，以非人灵长类作为实验模型来研究人类的疾病与健康。 二.动物细胞工程的发展历程 二.动物细胞工程的发展历程 思考：能不能让引进的优质奶牛快速大量繁殖呢？ 资料2：我国对奶制品的需求量很大，但奶牛的单产水平与发达国家还存在一定的差距。奶牛的品种是影响产奶量的主要因素之一，而引进优质成年奶牛的价格非常昂贵。牛的生育率很低，一头母牛一胎一般只产一头小牛，一生只能生育四五次。 史料6：1890年，英国科学家希普（Walter Herpe,1855 -1929)将安哥拉兔的早期胚胎移植到比利时兔的输卵管内，得到了两只安哥拉兔。这是首例胚胎移植成功的例子。 二.动物细胞工程的发展历程 思考： 结合该技术，如何帮助优质奶牛快速大量繁殖呢？ 植物细胞工程 动物细胞工程 植物组织培养 细胞工程的发展历程 课堂小结 原生质体培养 植物体细胞杂交 花粉离体培养 体外受精、胚胎移植、胚胎分割 核移植 动物细胞融合、单克隆抗体制备 动物细胞培养 $$