優(yōu)化方案高中生物 專題2.1.1 植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)課件 新人教版選修3.ppt

第一章人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)定 專題2細(xì)胞工程 2 1植物細(xì)胞工程2 1 1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù) 專題2細(xì)胞工程 學(xué)習(xí)導(dǎo)航 專題2細(xì)胞工程 一 細(xì)胞工程的概念 分子 細(xì)胞器 遺傳物質(zhì) 二 植物細(xì)胞的全能性1 含義 具有某種生物 的任何一個細(xì)胞 都具有發(fā)育成 的潛能 2 表達(dá)過程 1 脫分化 讓已分化的細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)后 失去其特有的 而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程 2 再分化 脫分化產(chǎn)生的 在一定的培養(yǎng)條件下 再分化出 進(jìn)而形成完整的小植株 全部遺傳信息 完整生物體 結(jié)構(gòu)和功能 愈傷組織 幼根和芽 三 植物組織培養(yǎng)技術(shù)1 理論基礎(chǔ) 原理 細(xì)胞全能性 高度分化 愈傷組織 器官 組織 細(xì)胞 無菌 愈傷組織 四 植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1 概念 將不同種的植物 在一定條件下融合成 并把雜種細(xì)胞培育成 的技術(shù) 體細(xì)胞 雜種細(xì)胞 新的植物體 2 過程 巧記植物體細(xì)胞雜交 細(xì)胞融合先去壁 成功標(biāo)志再生壁 組織培養(yǎng)為基礎(chǔ) 遠(yuǎn)緣雜交也親和 3 融合成功的標(biāo)志 雜種原生質(zhì)體再生出 4 意義 克服不同種生物 的不親和性 細(xì)胞壁 遠(yuǎn)緣雜交 1 判一判 1 植物的種子能發(fā)育成完整的植株 體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性 2 離體的植物組織在一定的培養(yǎng)條件下分化出根和芽的過程屬于脫分化 3 植物體細(xì)胞雜交利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù) 4 植物原生質(zhì)體融合的原理是植物細(xì)胞的全能性 2 連一連將下列植物技術(shù)與其對應(yīng)原理連線 植物細(xì)胞的全能性 分化 脫分化和再分化 1 細(xì)胞的全能性 1 具有全能性的原因 一般生物體的每一個細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì) 都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因 2 表達(dá)全能性的能力大小 通常情況下 受精卵 配子 體細(xì)胞 植物細(xì)胞 動物細(xì)胞 具有持續(xù)分裂能力的細(xì)胞 不分裂的細(xì)胞 分化程度低的細(xì)胞 分化程度高的細(xì)胞 2 植物細(xì)胞全能性表達(dá)所需條件 1 體細(xì)胞未表現(xiàn)全能性的原因 基因的選擇性表達(dá) 2 體現(xiàn)細(xì)胞全能性的條件 種類齊全 比例合適的營養(yǎng)物質(zhì)及一定的植物激素 無菌操作 光照 愈傷組織培養(yǎng)最初避光培養(yǎng) 后期見光培養(yǎng) 特別提醒對全能性的理解 1 全能性的原理是指含有細(xì)胞發(fā)育成完整個體所必需的 全套 基因但不是 全部 基因 如配子中有全套基因 所以配子具有較高的全能性 2 全能性的標(biāo)志是已分化細(xì)胞發(fā)育成完整個體 不僅僅是形成某些組織或器官 下列圍繞有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述 正確的是 a 植物體只有體細(xì)胞才具有發(fā)育成完整個體所必需的全套基因b 高度分化的植物細(xì)胞只有處于離體狀態(tài)時才有可能表現(xiàn)出全能性c 植物體內(nèi)某些體細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性 其原因是所含基因不同d 紫色糯性玉米種子培育成植株 這反映植物種子具有全能性 b 解析 a項 細(xì)胞具有全能性的原因是細(xì)胞具有發(fā)育成完整個體所必需的全套基因 而配子也具有這樣的全套基因 同樣具有全能性 a項錯誤 c項 植物體內(nèi)細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性 這是細(xì)胞內(nèi)基因在特定時間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果 c項錯誤 d項 種子發(fā)育成植株 是正常生命歷程 不屬于全能性 只有b項是正確的 細(xì)胞全能性的表達(dá)前提是離體培養(yǎng)的細(xì)胞 組織或器官 1 植物體內(nèi)細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性 其原因是什么 個體細(xì)胞的基因相同嗎 為什么 2 若本題d項中玉米植株上的芽長成一棵小玉米植株 這屬于細(xì)胞全能性的表現(xiàn)嗎 提示 1 基因有選擇地表達(dá) 個體細(xì)胞的基因都相同 原因是這些體細(xì)胞最終都來自一個受精卵的有絲分裂 2 不屬于細(xì)胞全能性的表現(xiàn) 2014 合肥高二檢測 植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是 a 給予適宜的營養(yǎng)和外界條件b 導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因c 脫離母體后 給予適宜的營養(yǎng)和外界條件d 將成熟篩管的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞內(nèi) c 解析 植物細(xì)胞全能性是指具有細(xì)胞核的高度分化的植物細(xì)胞 如莖的皮層細(xì)胞 韌皮部的薄壁細(xì)胞等 離開母體后 在適宜的營養(yǎng)和外界條件下 細(xì)胞首先發(fā)生脫分化 然后恢復(fù)細(xì)胞分裂形成愈傷組織 再在一定的誘導(dǎo)因素作用下發(fā)生分化 最后形成具有根 莖 葉的完整植株 高度分化的植物細(xì)胞的全能性只有在離開母體后才能表現(xiàn)出來 成熟篩管細(xì)胞無細(xì)胞核 導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因?qū)儆诨蚬こ?與細(xì)胞的全能性沒有必然的聯(lián)系 植物組織培養(yǎng) 1 植物組織培養(yǎng)中脫分化與再分化過程的比較 離體器官 組織 細(xì)胞成為愈傷組織 排列疏松 高度液泡化的薄壁細(xì)胞團(tuán) 愈傷組織成為幼苗或胚狀體結(jié)構(gòu) 有根 芽或有生根發(fā)芽的能力 離體 提供營養(yǎng)物質(zhì) 有機(jī)物 無機(jī)物 提供激素 生長素 細(xì)胞分裂素等 提供其他適宜條件 溫度 無菌等 2 植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用 促進(jìn)根分化 抑制芽形成 促進(jìn)芽分化 抑制根形成 促進(jìn)愈傷組織形成 特別提醒光照對植物組織培養(yǎng)的影響 光照條件包括光照強(qiáng)度 時間和波長等 對于植物組織培養(yǎng)來說非常重要 在愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要暗培養(yǎng) 有利于細(xì)胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織 如果是在光照條件下 容易分化產(chǎn)生維管等組織 不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織 而在再分化的過程中一定要有光照 3 實驗操作 以胡蘿卜的組織培養(yǎng)為例 如圖所示為胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞通過無菌操作 接入試管后 在一定條件下 形成試管苗的培育過程 請據(jù)圖回答下列問題 1 要促進(jìn)細(xì)胞分裂生長 培養(yǎng)基中應(yīng)有營養(yǎng)物質(zhì)和激素 營養(yǎng)物質(zhì)包括 和小分子有機(jī)物 激素包括細(xì)胞分裂素和 兩類植物激素 2 此過程依據(jù)的原理是 a和b階段主要進(jìn)行的分裂方式是 b階段除了細(xì)胞分裂外 還進(jìn)行細(xì)胞 等 無機(jī)物 生長素 細(xì)胞的全能性 有絲分裂 分化 3 此過程要無菌操作 主要是指對 進(jìn)行滅菌消毒 b階段需要光照 原因是 4 試管苗的根細(xì)胞沒有葉綠素 而葉的葉肉細(xì)胞具有葉綠素 這是 的結(jié)果 5 a b兩過程能否在同一培養(yǎng)基上進(jìn)行 培養(yǎng)基 芽發(fā)育成葉 葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照條件 基因選擇性表達(dá) 不能 解析 植物組織培養(yǎng)是用離體的植物組織 器官或細(xì)胞接種到經(jīng)消毒滅菌的培養(yǎng)基中 培養(yǎng)基中含有供組織細(xì)胞生長發(fā)育所需要的無機(jī)物和小分子有機(jī)物 還有供調(diào)節(jié)細(xì)胞脫分化和再分化的細(xì)胞分裂素和生長素 由外植體發(fā)育到試管苗 脫分化階段細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂 再分化階段愈傷組織經(jīng)細(xì)胞有絲分裂和分化形成試管苗 此階段需要光照 原因是葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照條件 由于細(xì)胞分裂素和生長素對脫分化 再分化的作用不同 因此需配制不同濃度比值的生長素 細(xì)胞分裂素培養(yǎng)基 通過轉(zhuǎn)接以便順利完成脫分化和再分化 2014 山西太原五中高二檢測 如圖表示基因型為aabb的水稻的花藥通過無菌操作 接入試管后 在一定條件下形成試管苗的培育過程 下列相關(guān)敘述錯誤的是 a 愈傷組織是花粉細(xì)胞通過有絲分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán)b 在愈傷組織的形成過程中 必須從培養(yǎng)基中獲得水 無機(jī)鹽和小分子的有機(jī)物等營養(yǎng)物質(zhì)c 為促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長 在培養(yǎng)基中應(yīng)加入適宜濃度的生長素等植物激素d 試管苗可能出現(xiàn)的基因型有aabb或aabb或aabb或aabb解析 選d 花粉是通過減數(shù)分裂形成的 其基因型為ab或ab或ab或ab 由花粉發(fā)育而來的個體未經(jīng)秋水仙素處理 是單倍體 1 植物體細(xì)胞雜交的原理原生質(zhì)體融合的過程利用了細(xì)胞膜的流動性 雜種細(xì)胞發(fā)育成雜種植株利用了細(xì)胞的全能性 2 過程如圖是兩個不同品種的植物細(xì)胞a b進(jìn)行細(xì)胞融合的過程 植物體細(xì)胞雜交技術(shù) 1 c 用酶解法去掉細(xì)胞壁 獲得原生質(zhì)體的過程 所用酶為纖維素酶和果膠酶 2 d 在誘導(dǎo)劑的作用下進(jìn)行誘導(dǎo)融合 先進(jìn)行膜的融合 再進(jìn)行核的融合 最后形成雜種細(xì)胞e e細(xì)胞有三種 aa型 bb型 ab型 只有ab型才是我們所需要的雜種細(xì)胞 所以需要進(jìn)行篩選 3 常用的誘導(dǎo)方法 物理法 離心 振動 電激 化學(xué)法 聚乙二醇 peg 4 g 細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是新的細(xì)胞壁的生成 5 f 進(jìn)行組織培養(yǎng) 目的 植物體細(xì)胞雜交的終點是培育成雜種植株 而不是形成雜種細(xì)胞就結(jié)束 雜種植株的特征 具備兩種植物的遺傳特征 原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì) 優(yōu)點 該技術(shù)在育種上應(yīng)用時最大的優(yōu)點是克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 6 植物體細(xì)胞雜交后植物的染色體組數(shù) 染色體組數(shù) 甲 乙兩個細(xì)胞內(nèi)染色體組數(shù)之和 植物體細(xì)胞雜交后的植物 有幾個染色體組就稱為幾倍體 以下為植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖 其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細(xì)胞 所含有的染色體組分別是aa和bb 據(jù)圖分析回答下列問題 1 過程發(fā)生的化學(xué)變化是 2 將若干a和b等量混合后轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)基上培養(yǎng) 再經(jīng)過 和 c的細(xì)胞類型有 不考慮三個或三個以上的細(xì)胞融合 纖維素和果膠發(fā)生水解 或者纖維素分解為葡萄糖 果膠分解為半乳糖醛酸 aa bb aaaa bbbb aabb 3 在采用化學(xué)法進(jìn)行過程 時 一般是用 作為誘導(dǎo)劑 4 植物體細(xì)胞雜交與自然狀況下的生殖細(xì)胞雜交相比 前者的主要意義是 聚乙二醇 peg 克服了不同種生物間遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 或擴(kuò)大了可用于雜交的親本基因組合的范圍 解析 1 體細(xì)胞雜交亦稱為原生質(zhì)體融合 是以植物體細(xì)胞為材料 經(jīng)特殊的酶處理后 用去掉了細(xì)胞壁的裸細(xì)胞 原生質(zhì)體為親本 進(jìn)行融合的一種新型的生物技術(shù) 2 將若干a和b等量混合后轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)基上培養(yǎng) 經(jīng)過細(xì)胞融合 c的細(xì)胞類型包括沒有融合的細(xì)胞 相同細(xì)胞的融合和不同細(xì)胞的融合 即aa bb aaaa bbbb aabb 3 在采用化學(xué)法進(jìn)行過程 時 一般是用聚乙二醇 peg 作為誘導(dǎo)劑 4 植物體細(xì)胞雜交的主要意義是克服了不同種生物間遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 1 植物體細(xì)胞雜交獲得的雜種植株一定能表現(xiàn)兩個親本的優(yōu)良性狀嗎 為什么 2 甲 乙兩個二倍體植物體細(xì)胞雜交后的雜種植株是幾倍體 提示 1 不一定 兩種植物細(xì)胞的基因集中到一個細(xì)胞中 基因間的表達(dá)可能相互影響 影響基因表達(dá)的因素發(fā)生了變化 基因表達(dá)的環(huán)境也發(fā)生了變化 導(dǎo)致一些基因不能表達(dá) 因此有的性狀不能體現(xiàn) 2 四倍體 區(qū)分植物組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交的兩種方法 1 看后代 植物組織培養(yǎng)是利用單一親本的組織或細(xì)胞 經(jīng)培養(yǎng)使之增殖 分化成為一個完整植株 為無性生殖過程 因此其后代一般均能保持該親本的遺傳特性 植物體細(xì)胞雜交的本質(zhì)是將兩種不同來源的原生質(zhì)體 在人為條件下進(jìn)行誘導(dǎo)融合 由于植物細(xì)胞具有全能性 融合之后的雜種細(xì)胞可以再生出具有雙親性狀的雜種植株 2 看關(guān)系 雜種細(xì)胞需經(jīng)植物組織培養(yǎng)才能發(fā)育為具有雙親遺傳特性的雜種植株 否則將無任何意義 因此 植物組織培養(yǎng)是植物體細(xì)胞雜交的基礎(chǔ) 2014 福建福州高二檢測 如圖為 番茄 馬鈴薯