高中生物 第2章 第2节 植物细胞工程课件 苏教版选修3.ppt

教师用书独具演示 课标要求简述植物的组织培养 课标解读1 举例说明植物组织培养的原理 过程及应用 2 对比植物组织培养 简述植物细胞培养的过程及应用 3 举例说出植物体细胞杂交过程及应用 教学地位植物组织培养技术解决了人类生存的关键问题 粮食问题 为人类创造了巨大的财富 植物克隆的技术基础 植物的细胞和组织培养 及理论基础 植物细胞的全能性 为近年高考的重点 常以模式图 流程图或选择题的形式考查 教法指导1 细胞的全能性是植物组织培养的理论基础 可采取先由学生去阅读教材p45有关内容 课件展示几个层层深入的问题 如 什么是细胞的全能性 为什么细胞具有全能性 全能性的体现 植物全能性实现的条件 等 由学生分组进行讨论 通过小组互评方式总结问题的答案 2 组织培养是植物细胞工程的技术基础 可先由课件展示胡萝卜的形成层细胞离体进行组织培养的流程 学生归纳基本程序 同时给予校正 并对两个关键环节 脱分化 再分化 进行重点剖析 3 通过与植物组织培养比较的方法学习植物细胞培养 并让学生总结两项技术的相同点和不同点 4 先通过课件演示植物体细胞杂交的过程 思考各个过程的原理和方法 新课导入建议上节课展示了花卉和苗木快速繁殖的工厂化生产 花卉和苗木快速繁殖需要怎样操作 经过怎样的过程 教学流程设计 演示结束 植物组织培养 生物个体 全套遗传物质 体细胞 正常植株 细胞的全能性 植株的茎尖 根尖 器官 原生质体 已经分化 愈伤组织 结构和功能 旺盛分裂 薄壁细胞 诱导分化 胚芽 胚状体 人工胚乳 人工种皮 环境因素 优良性状 濒危植物 人工种皮 海藻酸钠 人工胚乳 碳水化合物 微胶囊 植物细胞培养 愈伤组织 液体 悬浮 继代培养 细胞群体 次生代谢产物 细胞 次生代谢产物 扩大培养 分离纯化 次生代谢产物 外部环境 植物细胞工程与育种 细胞壁 裸露 叶片 愈伤组织 纤维素酶 果胶酶 低速离心 细胞培养 体细胞杂交 诱导融合 病毒 细胞器 胚 愈伤组织 0 2 0 4 秋水仙素 育种周期 获得纯系 提示 因为种子中的胚已完成了早期发育 相当于新植物体的幼体 没有体现细胞发育成完整植物体 2 植物组织培养技术的原理是植物细胞具有全能性 3 人工种子与天然种子繁殖的方式相同 提示 天然种子是有性繁殖 人工种子是无性繁殖 4 植物细胞培养的目的是为了得到植物新个体 提示 植物细胞培养的目的是为了获得细胞的次生代谢产物 5 两种细胞的原生质体融合后形成的融合细胞只有一种 提示 只考虑两两融合的情况 会产生aa bb ab三种类型的融合细胞 6 单倍体育种即是通过花药的离体培养形成新品种的过程 提示 花药培养形成的植株是单倍体 高度不育 需经秋水仙素处理形成二倍体或多倍体才形成可育的新品种 细胞的全能性 问题导思 如何判断一种生命现象是否体现了细胞的全能性 细胞的全能性表达需要哪些条件 1 细胞全能性的原因 物质基础 生物体的每个细胞都含有该物种所特有的全套遗传信息 都有发育成为个体所需要的全部基因 从理论上来说 一个染色体组中含有发育成该物种的个体所需的全部基因 2 细胞全能性大小的比较 1 植物细胞 动物细胞 动物细胞只有细胞核具有全能性 2 受精卵 生殖细胞 精子 卵细胞 体细胞 3 体细胞 分化程度低的 分化程度高的 细胞分裂能力强的 细胞分裂能力弱的 幼嫩的细胞 衰老的细胞 3 实现细胞全能性的条件 精讲精析 细胞全能性是指已分化的细胞 仍然具有发育成完整个体的潜能 所以判断是否体现细胞全能性的依据是看其能否发育成完整个体 选项中只有a d项符合 b项dna的扩增和c项杂交瘤细胞的培养分别属于分子和细胞水平上的克隆 不能体现细胞全能性 答案 ad 植物组织培养与植物细胞培养的比较 问题导思 植物组织培养与植物细胞培养的区别是什么 植物组织培养与植物细胞培养有什么关系 4 若 是花粉 则 是 这项技术可用在 填育种方法 上 5 若 是胡萝卜根尖细胞 则培养成的 的叶片颜色是 这说明了根尖细胞 与叶肉细胞相比 的根细胞没有叶绿素 这是 的结果 6 紫草素是紫草的细胞产物 可用于制造治疗烫伤 割伤的药物 若用此项技术生产紫草素 培养将进行到 填编号 审题导析 1 求解识图作答题的第一步是识图 识别出图中的结构和过程 然后再结合图形 根据所学知识逐项分析回答 2 根据图解 图中 分别表示离体的植物器官 组织或细胞 外植体 愈伤组织 丛芽或胚状体 幼苗 精讲精析 1 由于细胞具有全能性 所以 能被培养成为 2 过程是叶等器官分化形成的过程 叶绿素的形成需要光照条件 3 若想培育作物脱毒苗 需要选用无毒的外植体 植物茎尖的分生组织具有旺盛的分裂能力 没有病毒入侵 若想制作人工种子 应该选用 4 花粉离体培养获得的是单倍体植株 单倍体植株可用于单倍体育种 5 根细胞具有发育成为完整个体所必需的全部基因 所以根细胞培养成的 的叶片是绿色的 由于基因的选择性表达 的根细胞没有叶绿素 6 愈伤组织能大量产生细胞产物 用组织培养技术生产紫草素应将培养进行到愈伤组织阶段 答案 1 离体的植物器官 组织或细胞细胞中含有发育成为完整个体所必需的全部遗传信息 全能性 2 芽发育成叶 叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件 3 茎尖 4 单倍体单倍体育种 5 绿色具有全能性基因选择性表达 6 利用植物体细胞杂交培育新品种 问题导思 利用植物体细胞杂交培育新品种的原理是什么 利用植物体细胞杂交培育新品种的操作包括哪些步骤 1 概念植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞 在一定条件下融合成杂种细胞 并把杂种细胞培育成新的植物体的技术 2 原理原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性 将杂种细胞培育成杂种植株是组织培养的过程 依赖于植物细胞的全能性 3 过程植物体细胞杂交其过程可概括为四步 第一步 去除细胞壁 因为要获得的必须是有活力的原生质体 所以常用酶解法 纤维素酶和果胶酶 第二步 诱导原生质体融合 这是关键环节 人工诱导的方法可分为物理法和化学法两大类 物理法包括离心 振动 电激等 化学法一般是用聚乙二醇 peg 作为诱导剂来诱导细胞融合 第三步 由杂种细胞再生出新细胞壁 第四步 进行植物组织培养 得到杂种植株 4 实质植物体细胞杂交的实质就是两个不同种的植物细胞融合为一个植物细胞的过程 由于杂种细胞具备了双亲的遗传物质 所以得到的杂种植株就有可能具备双亲的遗传性状 1 在 番茄 马铃薯 的培育过程中 主要运用了植物细胞工程中的 技术 原理是 2 可用 对番茄和马铃薯细胞进行处理获得原生质体 诱导番茄和马铃薯原生质体融合的化学试剂一般用 3 愈伤组织常用作诱变育种的理想材料 理由是 4 不同物种生物之间存在着天然的 用传统的有性杂交方法不可能得到二者的杂种后代 而体细胞杂交可以克服远源杂交不亲和的障碍 5 植物组织培养的培养基中除了含有一定的营养物质之外 还必须含有 从而促进愈伤组织的形成和再分化 审题导析 1 番茄 马铃薯的培养过程包括去除细胞壁 促融和杂种细胞的培养 2 原生质体的融合利用了膜的流动性 杂种细胞培养成杂种植物利用了细胞的全能性 精讲精析 1 要形成番茄 马铃薯杂交植株 必须通过植物体细胞杂交 该技术运用了细胞膜具有流动性的原理及植物细胞具有全能性的原理 2 植物体细胞杂交时 首先要用酶解法去除细胞壁 形成原生质体 然后用促融方法促进原生质体融合 常用的化学促融剂是聚乙二醇 peg 3 愈伤组织具有旺盛的分裂增殖能力 不断进行dna复制 容易发生基因突变 因此 可施予一些诱导因素 使其发生更多的变异 4 自然条件下 物种之间存在生殖隔离 5 植物组织培养基除含有水 矿质离子 蔗糖 维生素等营养物质外 还必须含有一定浓度的植物激素 如生长素 细胞分裂素 它们存在的比例不同 可分别诱导根或芽的分化 答案 1 植物体细胞杂交细胞膜的流动性和细胞的全能性 2 纤维素酶和果胶酶聚乙二醇 peg 3 愈伤组织处于不断地分生状态 容易受到培养条件的影响而产生基因突变 4 生殖隔离 5 植物激素 植物生长调节剂 结论语句1 细胞的全能性是指构成生物体的每个细胞都具有发育成一个新的生物个体的潜能 2 植物细胞工程的技术基础是植物组织培养 3 细胞全能性与分化程度有关 一般是受精卵 生殖细胞 干细胞 体细胞 4 植物组织培养中植物激素是启动细胞分裂 分化的关键因素 5 植物组织培养中常用的植物激素是生长素和细胞分裂素 1 植物细胞表现出全能性的必要条件是 a 给予适宜的营养和外界条件b 导入其他植物细胞的基因c 脱离母体后 给予适宜的营养和外界条件d 将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 解析 高度分化的植物细胞的全能性只有在离开母体后才能表现出来 成熟筛管的细胞无细胞核 导入其他植物细胞的基因属于基因工程 与细胞的全能性没有必然的联系 答案 c 2 多选 2012 苏州高二检测 将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时 下列条件中一定需要的是 a 具有完整细胞核的细胞b 一定的营养物质和植物激素c 离体状态d 导入目的基因 解析 在进行植物组织培养时不需要导入目的基因 答案 abc 3 2013 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 消毒剂的使用既要杀死表面微生物 又要防止伤害组织细胞 影响组织培养 a项正确 植物细胞融合是指经纤维素酶和果胶酶处理后得到的原生质体的诱导融合 带有细胞壁的愈伤组织细胞不能诱导融合形成染色体加倍的细胞 b项错误 出芽和生根都是细胞再分化的结果 其实质是基因的选择性表达 c项正确 萘乙酸为生长素类似物 可诱导愈伤组织生根 d项正确 答案 b 4 2013 淮安高二检测 下列有关植物体细胞杂交的叙述 不正确的是 a 用酶解法去掉细胞壁 分离出有活力的原生质体b 诱导两种植物的原生质体融合 进而形成杂种细胞c 植物体细胞杂交的最终目的是获得细胞代谢产物d 植物体细胞杂交技术可以克服不同物种间杂交不亲和的障碍 解析 植物体细胞杂交的最终目的是获得杂种植株 克服不同物种间的杂交育种障碍 答案 c 2 通过 过程产生的愈伤组织细胞与根的韧皮部细胞在染色体的数目上是否相同 染色体上所含的遗传物质是否相同 细胞的形态结构是否相同 3 在培养过程中 除了提供水分 无机盐 糖类 维生素以及氨基酸外 还需要在培养基中加入 同时 在培养过程中 除必需的温度 光照和氧气等外界条件外 成功的另一个关键是操作过程必须保证 4 从育种的角度来看 植物组织培养与有性繁殖相比 优势主要有 列举两条 解析 题图展示了一个植物组织培养的过程 培养的过程中经过脱分化和再分化 再分化过程中有细胞分裂和细胞分化