高中生物 专题2 2.1植物细胞工程课件 苏教选修3

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1、一、细胞工程和细胞的全能性 1细胞工程概念的理解,植物,细胞,遗传物质,细胞,分子,细胞器,细胞产品,动物,2.植物细胞的全能性 (1)植物细胞的全能性：具有某种生物 的任何一个细胞，都具有 的潜能。 (2)在生物体内细胞未表现出全能性的原因：在特定的时间和空间条件下，基因 表达出各种蛋白质，从而构成不同的组织和器官。 (3)表达过程 脱分化：让 的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，进而形成 。 再分化： 在一定的培养条件下，分化出幼根和芽，进而形成 。,全部遗传信息,选择性,发育成完整个体,已经分化,愈伤组织,完整的小植株,愈伤组织,二、植物组织培养技术 1理论基础

2、 植物细胞的 。 2定义 在 条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生 ，最终形成完整的植株。 3过程图,无菌和人工控制,愈伤组织、丛芽,全能性,4实验流程 制备 接种 培养 培养试管苗 移栽 正常植株 三、植物体细胞杂交技术 1概念 将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成 ，并将其培育成新的植物体的技术。 2过程,脱分化,杂种细胞,外植体,再分化,(1)过程去除细胞壁的方法是：用纤维素酶和果胶酶处理。 (3)过程表示杂种细胞再生出 。 (4)过程和分别表示 和 。 3意义 克服不同生物 的障碍。 四、植物细胞工程的实际应用 1植物繁殖的

3、新途径 (1)微型繁殖 特点：保持优良品种的 特性。 意义：高效快速实现 的大量繁殖。,远缘杂交,种苗,细胞壁,脱分化,再分化,遗传,(2)作物脱毒 选材：无病毒的植物 (如茎尖)。 优点：再生植株无病毒，提高产量。 (3)人工种子 概念：以植物组织培养得到的 、 、 和. 等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。 特点：后代无 ；不受气候、季节和地域限制。 2作物新品种的培育 (1)单倍体育种 过程,胚状体,不定芽,分生区,腋芽,顶芽,性状分离,优点：后代是纯合子，能稳定遗传；可以明显缩短育种年限。 (2)突变体及利用 产生：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态而易受培养条

4、件和外界压力(如辐射、化学物质等)的影响而产生 。 利用：从产生突变的个体中筛选出 的突变体，进而培育成新品种。 3细胞产品的工厂化生产 (1)细胞产品种类： 、脂肪、糖类、 、香料、生物碱等。 (2)生产技术：植物组织培养。,对人类有用,蛋白质,突变,药物,一、植物细胞的全能性及植物组织培养 阅读教材P3335内容，结合实验操作，探讨下列问题： 1试从材料、营养物质和外界条件方面分析实现植物体细胞全能性的条件有哪些。 提示：,2.根据实验操作体会，总结植物组织培养过程中应注意哪些问题。 提示：灭菌；严格控制光照；植物激素比值的控制。 二、植物体细胞杂交技术 阅读教材P3637内容，观察分析图

5、25，探讨下列问题： 1试总结细胞融合和植物体细胞杂交技术中的理论基础和完成标志。 提示：,2.植物体细胞杂交和多倍体育种都能获得染色体加倍的植物，试从培育原理、方法、染色体来源及数目变化角度分析二者有哪些不同。 提示：,三、细胞工程的实际应用 阅读教材P3841内容，探讨下列问题： 1微型繁殖属于无性生殖还是有性生殖？ 提示：无性生殖。 2选用植物分生组织细胞经组织培养可获得脱毒植物，试分析其原因。 提示：在植物分生区附近，细胞分裂十分迅速，还没有形成输导组织，病毒来不及侵入，因此就成为植物体相对无病毒的特殊区域。,3分析人工种子制备与单倍体育种有哪些区别。 提示：植物细胞全能性染色体数目变

6、异无性生殖有性生殖胚状体单倍体,(重庆高考)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材消毒愈伤组织培养出芽生根移栽”。下列有关叙述，错误的是() A消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对 细胞的伤害 B在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体 加倍的细胞 C出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控 D生根时，培养基通常应含萘乙酸等生长素类调节剂,解析植物组织培养中消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对培养材料的伤害，A项正确；植物体细胞的杂交需先除去细胞壁得到原生质体，再在细胞融合诱导剂作用下获得染色体加倍的细胞，B项错误；细胞分化的实质

7、是基因的选择性表达，C项正确；植物组织培养过程中，生根阶段的培养基中通常应含有生长素类调节剂，D项正确。 答案B,(新课标全国卷)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题： (1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用_酶和_酶去除细胞壁，获得具有活力的_，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成_组织，然后经过_形成完整的杂种植株。这种培育技术称为_。,(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指_。 假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是

8、_。 (3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖，经植物组织培养得到的_等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。,【研析】本题考查植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术的相关知识。具体解题过程如下：,审提取信息,信息a：由设问(1)对叶片去壁处理可知获得结构为原 生质体。 信息b：由设问(1)融合细胞发育为杂种植株可知先经 过脱分化形成愈伤组织，然后经过再分化形成完整植株。 信息c：由设问(1)“这种培育技术”中的“这种”知其 包括植物组织培养和细胞融合技术等。 信息d：由题干信息“甲与乙均为二倍体药用植物”可 推得设问(2)甲与乙有性杂交的后代之所以不育，是因 为二者有性杂交的后代无同

9、源染色体。,析解读信息,解读信息a、b：对甲、乙两种叶片的叶肉细胞进行去 壁处理并用化学方法诱导两细胞的融合是为了获得杂 种细胞，而杂合细胞的培养需脱分化和再分化等。 解读信息d：甲与乙有性杂交的后代不育可理解为杂交 产生的后代不能产生可育的配子，可推得甲、乙有性杂交 的受精卵无同源染色体，后代进行减数分裂联会紊乱。 而杂种植株则含同源染色体，联会正常即配子可育。,联联系基础,设问(1)可联系：植物体细胞杂交的基本过程即去壁处理 细胞融合再生新细胞壁脱分化愈伤组织 再分化完整的植株。 设问(2)可联系：二倍体、多倍体的概念及减数分裂过程中 同源染色体的行为特征如联会正常或异常等。 设问(3)可

10、联系：人工种子的主要成分即胚状体、不定芽、 顶芽、腋芽等。,答解题规范,设问(1)：第6个空，只答“组织培养技术”不得分，因为“这种培育技术”中的“这”包含上述整个过程。 设问(2)：多倍体的概念包含几个关键词“体细胞”、 “三个或三个以上”、“个体”，只答“细胞”不答 “体细胞”、只答“三个以上”不答“个体”而答“细胞”等均不得分。答不育的原因的关键点在“杂交的后代不育”，因此答原因时应从减数分裂的角度作答，答“存在生殖隔离”不得分。 设问(3)：把人工种子的成分答成“愈伤组织”不得分。,答案(1)纤维素果胶原生质体愈伤再分化(或分化) 植物体细胞杂交技术(2)体细胞中含有三个或三个以上染色

11、 体组的个体在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者 染色体联会正常 (3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽,网络构建 填充：脱分化再分化细胞的全能性接种 细胞的全能性和细胞膜的流动性 聚乙二醇 胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等 愈伤组织,课堂归纳,关键语句 1细胞全能性的大小依次是：受精卵生殖细胞体细胞。 2植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。 3植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜的流动性和细胞的全能性。 4人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激)和化学法(聚乙二醇处理)。 5植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。,6人工种子就是以植物组

12、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。 7在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力的影响而发生突变。 8利用植物组织培养技术可获得的细胞产物包括蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等，产物来自愈伤组织。,1下列属于植物组织培养的是() A花粉培养成单倍体植株 B芽发育成枝条 C根尖分生区发育成成熟区 D受精卵发育成植株 解析：花粉经离体培养成单倍体植株利用的是植物组织培养技术。芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区都是植物的正常生长发育过程，是细胞分裂和分化的结果；植物传粉受精后形成受精卵，受精卵最终发育成

13、植物体，属于有性生殖。,答案：A,2下列实例中能体现细胞全能性的是() 用培养基培养的胡萝卜单个细胞发育成了可育的植株 植物用种子进行繁殖 烟草花药离体培养得到了单倍体植株 AB C D 解析：用培养基培养的胡萝卜单个细胞发育成了可育的植株及烟草花药离体培养得到了单倍体植株都采用的是植物组织培养技术，体现了植物细胞的全能性。而种子是绿色开花植物的一种器官，是通过有性生殖形成的，因此，植物用种子进行繁殖没有体现植物细胞的全能性。,答案：B,3下列哪种生物不能通过突变体的利用而获得() A抗除草剂的白三叶草 B生产胰岛素的大肠杆菌 C高产的水稻 D蛋白质含量高的小麦 解析：突变体育种可通过基因突变

14、或染色体变异而获得高产、高抗、有机物含量丰富的品种。生产胰岛素的大肠杆菌不可能通过突变获得，一般可通过基因工程(转基因技术)获得。,答案：B,4如图表示植物组织培养的大体过程，请回答问题： (1)外植体是指_。由外植体通过植物组织培养技术培育出完整植株，这项技术利用了_原理。通过组织培养技术进行植物繁育，可以很好地保持亲本的优良性状，原因是_。,(2)阶段A、B分别代表_。过程、分别表示_。 (3)将B结构用适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等(即人工种皮)加以包裹，可制成人工种子。为促进人工种子生长发育，人工种皮里还应该含有的物质是_。 (4)选择人参根作为外植体进行培养，

15、在_阶段通过发酵可大量生产人参皂甙。,解析：由离体的器官、组织或细胞(外植体)通过一定的方法培育出新的植株，操作水平为细胞水平，属于细胞工程。因为有完整个体形成，体现了植物细胞的全能性。植物组织培养经脱分化形成的愈伤组织，不仅可再分化发育成完整植株，还可通过发酵技术生产大量的细胞代谢产物。 答案：(1)用于离体培养的植物器官、组织或细胞植物细胞的全能性子代遗传物质与亲代相同，不会像有性生殖一样出现性状分离(2)愈伤组织、胚状体脱分化、再分化 (3)生长调节剂(4)A(或愈伤组织),5如图为植物体细胞杂交过程，据图回答： (1)过程是_，目前最常用的方法是_，需要的酶有_和_等。 (2)过程的发生需要进行_，通常利用离心、振动、电激等_法，而化学法常用_作诱导剂。 (3)原生质体融合的关键是_的融合，其结构基础是_。 (4)融合后的原生质体会生出细胞壁，新细胞壁的产生与细胞