《2023-2023学年高中生物 专题2 基因工程 2.1.1 植物细胞工程课件 新人教版选修3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023-2023学年高中生物 专题2 基因工程 2.1.1 植物细胞工程课件 新人教版选修3（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2.1.1植物细胞工程的基本技术专题22.1 植物细胞工程1.以胡萝卜的组织培育为例，简述植物组织培育技术的原理和过程。2.结合教材图25，描述植物体细胞杂交技术的原理和过程。目标导航重难点击1.植物组织培育技术的原理和过程。2.植物体细胞杂交技术的原理和过程。方式一：方式一：“君子”兰的快速繁殖“春风欲擅秋风巧，催吐幽兰继落梅”，素有“天下第一香”之称的兰花，以其美丽高雅的叶片和芳香明丽的花朵，成为自古以来文人墨客吟诗作赋的对象。但是，兰花在自然条件下播种繁殖的难度很大，需要较长时间才能获得少量幼苗。如何才能满意人们对兰花的需求呢？科学家在细胞全能性的理论基础上发现了兰花快速繁殖的技术植物组
2、织培育。植物组织培育是植物细胞工程的核心技术，植物细胞工程的基本技术还有哪些？这些基本技术的一般操作程序是怎样的？让我们通过本节来学习探讨吧！方方式式二二：山东省金乡县是全国闻名的大蒜之乡。该县农科所与中国农科院联合成功开发和培育出的品质好、产量高的新品种脱毒大蒜，是植物细胞工程的又一成果。什么是细胞工程？细胞工程是如何进展起来的？包括哪些基本技术？在哪些方面得到了应用？一、细胞工程和细胞的全能性二、植物组织培育技术三、植物体细胞杂交技术对点训练 当堂检测 自查自纠一、细胞工程和细胞的全能性原理和方法 生物学和 生物学操作水平 水平或 水平目的依据人的意愿来转变细胞内的 或获得_分类 细胞工程
3、和 细胞工程1.细胞工程的含义细胞知识梳理答案分子细胞细胞器遗传物质细胞产品植物动物2.细胞的全能性(1)定义：具有某种生物的任何一个细胞，都具有发育成 的潜能。(2)表达时两个重要的过程脱分化：让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的而转变成未分化细胞的过程。再分化：脱分化产生的 在肯定的培育条件下，再分化出 ，形成完整的小植株。全部遗传信息答案完整生物体结构和功能愈伤组织幼根和芽1.理论上每种植物的活细胞都具有全能性，缘由是什么？答案答案正常的植物细胞具有发育成该物种个体所需的全部遗传物质。2.配子(卵和精子)中染色体数比正常体细胞削减了一半，配子是否还有全能性？为什么？答答案案有。由于
4、体细胞中染色体成对存在，配子染色体数虽减半，但仍含有完整的染色体组，具有掌握生物性状的全部基因。答案合作探究合作探究3.分析实例是否体现了细胞的全能性并给出缘由。(1)植物花药离体培育获得植株。答答案案是。花药离体培育获得单倍体植株，体现了花药细胞的全能性。(2)利用植物细胞培育技术生产紫草素。答答案案否。发育成完整生物个体才能体现细胞的全能性，而生产紫草素只是将紫草细胞培育成愈伤组织。答案(3)紫色糯性玉米种子培育成植株。答答案案否。种子的胚已是新植物的幼体，发育成完整植株的过程，相当于植物长大。活学活用1.推断正误(1)植物体的细胞发育成完整个体才体现了全能性()(2)高度分化的植物细胞只
5、有处于离体状态时才有可能表现出全能性()(3)植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其缘由是所含基因不同()(4)随着细胞的生长，细胞的全能性越来越强()答案2.植物细胞的全能性是指()A.具有核、膜、质，细胞结构完整，能进行各种生理活动B.只具有膜和质，同样能进行各种生理活动C.植物体细胞所具有的发育成完整个体的潜能D.具有本物种全套遗传物质的特定细胞C解析答案解解析析具有某种植物全套遗传信息的任何一个细胞，都有发育成完整新植物体的潜能，也就是说，每个植物细胞都具有全能性。细胞全能性大小的分析细胞全能性大小的分析(1)体细胞全能性与细胞分化程度：分化程度低的分化程度高的。(2)体细胞全能性与细
6、胞分裂能力：分裂能力强的分裂能力弱的。(3)不同类型细胞的全能性：受精卵生殖细胞体细胞。(4)不同生物细胞的全能性：植物细胞动物细胞。返回归纳总结归纳总结二、植物组织培育技术1.理论基础：。2.前提：的植物器官、组织、细胞。3.条件：和人工掌握条件下、人工配制的培育基上、适宜的_条件。4.结果：脱分化形成愈伤组织，再诱导其再分化生成胚状体或丛芽，最终形成完整植株。植物细胞的全能性知识梳理答案离体无菌营养消毒后选取根的 部位，切取1 cm3左右的小块，由于该部位容易诱导形成愈伤组织5.胡萝卜的组织培育过程形成层答案将组织块接种到诱导培育基上，诱导出_在2326 恒温 条件下培育一段时间，再将愈伤
7、组织转接到 培育基上培育诱导出试管苗将试管苗移栽到大田，培育成正常植株愈伤组织避光分化1.在植物组织培育过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？答答案案避开杂菌在培育基上飞快生长消耗营养，且有些杂菌会危害培育物的生长。2.为什么切取胡萝卜根的形成层？其他部分也能培育成小植株吗？答答案案胡萝卜根的形成层容易诱导形成愈伤组织，其他部分如叶、花也能培育成小植株，只是略微困难些。答案合作探究合作探究3.若培育物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？答答案案培育物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，故愈伤组织中不会含有叶绿体。4.植物组织
8、培育中的脱分化阶段，培育的组织细胞是自养型还是异养型？为什么？答答案案脱分化过程中细胞营异养生活，由于此时细胞没有叶绿体，并且一般要避光培育，无法进行光合作用。答案5.植物组织培育所用的培育基中，在脱分化和再分化过程中起关键作用的激素是什么？答案答案生长素和细胞分裂素。答案3.推断正误(1)植物组织培育的培育基中添加蔗糖的目的是供应营养和调节渗透压()(2)胡萝卜的组织培育只能选择韧皮部部分，其他部分如茎、叶则不能用于组织培育()(3)同一植物的不同体细胞经植物组织培育产生的植株基因不同()(4)生物体内的细胞分化和植物组织培育过程中的再分化的实质是一样的，都是基因在特定时间和空间条件下选择性
9、表达的结果()活学活用答案4.下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培育形成植株的过程，相关叙述中正确的是()C答案问题导析A.和阶段会发生减数分裂B.阶段需生长素而阶段需细胞分裂素C.阶段有细胞增殖但无细胞分化D.此兰花的花药离体培育所得植株为二倍体归纳总结归纳总结植物组织培育中的五点注意事项植物组织培育中的五点注意事项(1)取材：植物组织培育时应该选择幼嫩的植物组织，如根尖、茎尖、形成层细胞等，易于脱分化。(2)无菌：植物组织培育成功的关键是避开微生物的污染，全部实验用具要严格灭菌，接种过程进行严格的无菌操作。(3)营养比：培育基中必须含有植物生长发育所需要的全部营养物质，其中生长素和细胞分裂
10、素用量的比例对器官的生成起决定作用。比值高 促进根的分化、抑制芽的形成比值适中 促进愈伤组织的形成比值低 促进芽的分化，抑制根的形成返回(4)光照时期：脱分化产生愈伤组织时需要避光培育，愈伤组织再分化时需要在光照条件下培育。(5)培育挨次：要先进行生芽培育，再进行生根培育，试管苗培育要在光照条件下进行。三、植物体细胞杂交技术1.概念：将不同种的植物体细胞，在肯定条件下融合成 ，并把_培育成新的 的技术。2.过程杂种细胞知识梳理答案杂种细胞植物体细胞壁细胞壁杂种细胞(1)去壁：用去除植物细胞壁，获得原生质体。(2)诱导原生质体融合的方法物理法：等。化学法：用诱导。3.意义：克服了不同生物 的障碍
11、。纤维素酶和果胶酶答案离心、振动、电激聚乙二醇(PEG)远缘杂交不亲和1.去除植物细胞壁为什么要用纤维素酶和果胶酶？答答案案由于植物细胞壁的化学成分主要是纤维素和果胶；酶具有专一性，纤维素酶和果胶酶能够催化分解细胞壁，而对细胞膜没有破坏作用。2.将两个不同种的植物细胞A和B去除细胞壁后，经肯定的方法促融，只考虑两两融合，可以形成几种融合细胞？哪种融合细胞才是符合要求的？答案答案三种。AB才是符合要求的。答案合作探究合作探究3.回答下列关于植物体细胞杂交产生的“白菜甘蓝”的相关问题：(1)用传统的杂交方法可否产生“白菜甘蓝”？答案答案不能，由于不同物种之间存在生殖隔离。(2)“白菜甘蓝”为什么能
12、表现出两种植物的遗传性状？答答案案体细胞杂交培育而成的“白菜甘蓝”具有两个亲本的遗传物质，因此能表现出两种植物的遗传性状。答案(3)融合成的杂种细胞内染色体组成有何特点？答答案案植物体细胞杂交后，染色体组数是两个物种的总和，形成异源多倍体。由于细胞内每条染色体仍然有其同源染色体，因此从理论上讲均是可育的，但育性会降低。4.与传统有性杂交相比，植物体细胞杂交技术的优点是什么？答案答案克服植物远缘杂交不亲合的障碍，打破了物种之间的生殖隔离。答案5.利用体细胞杂交技术获得了“番茄马铃薯”杂种植株，实验过程如图所示，圆满的是该杂种植株并非是想象中的地上长番茄、地下结马铃薯的“超级作物”。请依据材料分析
13、回答下列问题：活学活用(1)材料中所用到的植物体细胞杂交技术应用到原生质体融合和_技术，该技术的理论基础是_。(2)图中步骤所示为用_除去植物细胞细胞壁，分离出有活力的原生质体。(3)图中过程细胞融合时，可消灭_种融合细胞(只考虑细胞两两融合的情况)，要促进杂种细胞分裂生长，培育基中应有_和_两类激素。答案植物组织培育植物细胞的全能性纤维素酶和果胶酶3细胞分裂素生长素(4)由杂种细胞培育成试管苗，需要经过细胞的_和_过程。其中过程必须给予光照，其缘由是_能利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。(5)利用马铃薯和番茄的_得到单倍体植株，然后取单倍体植株细胞进行体细胞杂交，再用_处理之后也可得到可
14、育的“番茄马铃薯”杂种植株。脱分化答案问题导析再分化叶绿体花药离体培育秋水仙素依据上图推断：(1)植物体细胞杂交的最大优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍()(2)杂种细胞经过和过程可以培育成杂种植株说明杂种细胞具有全能性()(3)尽管愈伤组织可以进行光合作用，但其培育基中仍需要糖类、氨基酸等有机营养()(4)若马铃薯的基因型为Rr，番茄的基因型为Yy，则最终形成的杂种植株的基因型为RrYy()(5)杂种细胞形成的标志是杂种细胞再生出细胞壁，在此过程中活跃的细胞器是核糖体()答案一题多变一题多变植物细胞的全能性返回答案脱分化、再分化对点训练 当堂检测 自查自纠1.下列哪种细胞的全能性最容易得到表
15、达()A.青蛙的皮肤细胞B.胡萝卜的韧皮部细胞C.小白鼠的肝脏细胞D.人皮肤的生发层细胞解解析析细胞分化程度越高，全能性越低，皮肤细胞和生发层细胞是高度分化的细胞，全能性较低。动物细胞实现全能性的能力比植物细胞低，所以全能性最高的细胞是胡萝卜的韧皮部细胞。B12345解析答案A.B试管中细胞全能性最高B.D试管中培育出的个体都是纯合子C.AB的过程不需要光照D.AD的细胞分裂方式都是有丝分裂2.如图为植物组织培育过程，有关说法不正确的是()解解析析试管中的试管苗来源相同，都是通过植物组织培育培育而成的，植株的基因型相同，但不肯定是纯合子。B解析答案123453.1858年，美国科学家斯图尔德应
16、用植物组织培育技术，将二倍体胡萝卜韧皮部的一些细胞进行离体培育，最终发育成完整的新植株。下列关于这一科学事实的叙述中，错误的是()该实验证明白植物细胞具有全能性此种生殖产生的后代有广泛的变异韧皮部细胞通过减数分裂增加数目此种生殖产生的后代能保持亲本的性状A.B.C.D.解解析析体细胞组织培育属于无性生殖，其后代能保持亲本的性状，变异性小；体细胞不能进行减数分裂。B解析答案123454.植株甲是二倍体水稻，利用植株甲获得了植株乙，而后利用植株甲和乙又获得植株丙和丁。培育过程如图所示。下列有关叙述正确的是()解析答案12345A.用秋水仙素处理植株甲的雌蕊柱头可获得植株乙B.植株丙与植株丁的体细胞中染色体组的数目相同C.植株甲与植株乙正交和反交所得种子的胚乳的基 因型不同D.获得植株丙和植株丁的过程都属于有性生殖5.科学家利用细胞工程培育了“白菜甘蓝”杂种植株，如图所示，请据图回答下列问题：12345(1)由D形成F过程所依据的原理是_，从本质上讲，“白菜甘蓝”杂种植株具有的性状是_的结果。解解析析DF的过程说明细胞具有全能性，杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果。细胞的全能性1234
