高中生物 第二章 第二节 植物的克隆课件 浙科版选修3.ppt

第二节植物的克隆 一 植物细胞全能性1 含义植物体的每个生活细胞都具有 因而都具有发育成 的潜能 2 特点 或同种植物的 的细胞全能性的表达程度不同 遗传上的全能性 完整植株 不同种类植物 不同基因型个体 二 植物克隆方法1 植物组织培养程序配制培养基 配制含有适当 和 的半固体培养基切取消毒的组织块获得愈伤组织 由 的活的薄壁细胞团组成的新生组织 营养物质 植物生长调节剂 相对没有分化 诱导新植株 激动素 细胞分裂素 吲哚乙酸 其他某些激素 诱导芽的分化 适量的 和 配比 诱导生根 适量的 及适当减除 2 通过获得胚性细胞和胚状体产生植株愈伤组织 培养 分散成 胚性细胞 植株3 原生质体培养植物细胞 新植株 放置于 摇床 纤维素酶 果胶酶 培养 0 5 0 6mol l的甘露醇 液体悬浮 单细胞 胚状体 原生质体 三 植物克隆实践1 培育2 细胞次生代谢产物的生产3 育种4 诱发 筛选 转基因植株 单倍体 突变体 1 植物的种子在适宜的条件下发育成新个体说明了植物细胞的全能性 分析 植物的种子不是一个细胞 而细胞的全能性是指一个细胞具有发育成完整植株的潜能 2 植物组织培养的整个过程中均需要给予一定强度的光照 分析 在脱分化形成愈伤组织时需要避光处理 在愈伤组织再分化形成试管苗的过程中 需要给予一定强度的光照 以利于叶绿素的形成 3 植物细胞均具有全能性 且表达细胞全能性的难易程度相同 分析 不同植物细胞表达全能性的难易程度不同 受精卵的全能性最容易表达 4 通过植物组织培养获得的新植株遗传性状基本不变 分析 植物组织培养过程中通过有丝分裂增加细胞数目 遗传物质基本不变 5 2010广东t22d 通过花粉离体培养可以获得稳定遗传的纯合子 分析 通过花粉离体培养可以获得单倍体 经秋水仙素处理后可以获得稳定遗传的纯合子 考点一细胞的全能性理论依据生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质 都有发育成为完整个体所必需的全部基因 从理论上讲 生物体的每一个活细胞都应该具有全能性 2 全能性表达的难易程度 1 分化程度低的细胞 分化程度高的细胞 2 受精卵 配子 体细胞 3 植物细胞 动物细胞 3 体细胞未表现全能性的原因基因的表达具有选择性 4 全能性表达的条件 1 离体 无菌 2 一定的营养物质 3 植物生长调节剂 5 培养物的胚胎发生和器官形成能力下降的原因 1 染色体畸变 细胞核变异或非整倍体产生等 而且其结果是不可逆的 2 细胞或组织中激素平衡被打破 或细胞对外源生长物质的敏感性发生改变 3 随着时间的推移 由于其他各种原因产生缺乏成胚性的细胞系 高考警示 1 植物细胞表达全能性所需要的营养物质不仅包括水 无机盐等无机物 还包括葡萄糖 氨基酸等有机物 2 获取细胞次生代谢产物时 只需要将离体细胞培养为愈伤组织 此时不能表现细胞的全能性 典例1 下列有关细胞全能性的叙述 不正确的是 a 受精卵在自然条件下能形成完整个体 因此全能性最高b 生物体内的体细胞由于细胞分化 全能性不能表达c 卵细胞与受精卵一样 细胞未分化 全能性最高d 植物细胞在一定条件下离体培养能表现出全能性 解析 选c 受精卵是个体发育的起点 在自然条件下 通过细胞的分裂 分化形成完整的个体 所以全能性最高 体细胞都是由受精卵通过有丝分裂形成的 都含有发育成完整个体所必需的全部基因 理论上讲都应该具有全能性 但由于细胞分化 基因在不同的细胞中选择性表达 因而体细胞并没有表现出全能性 卵细胞在一定条件下 可以发育成新个体 但与受精卵不同 卵细胞的分化程度很高 分化的植物细胞尽管具有全能性 但必须在一定条件下离体培养才能表达 互动探究 1 植物体细胞表达全能性除了需要离体以外 还需要什么条件 提示 一定的营养物质 植物激素等 2 试举出卵细胞表达全能性的具体例证 提示 植物的卵细胞可培育为单倍体 蜜蜂的卵细胞可以不经过受精直接发育为雄蜂 考点二植物克隆方法原理植物细胞的全能性 2 过程 离体的植物组织 器官 细胞 一定的营养 激素脱分化 含有不同激素成分的培养基再分化 试管苗 胚状体或丛芽 愈伤组织 3 脱分化和再分化过程的比较 4 植物组织培养中激素的作用 高考警示 1 植物组织培养并不是整个过程都需要光照 脱分化形成愈伤组织的过程不需要光 再分化过程需要光 因为愈伤组织利用的是培养基中有机营养成分 而试管苗需要进行光合作用制造有机物 2 用盐酸也可以破坏细胞壁 但由于盐酸会对细胞造成伤害 所以不能用于获得原生质体 典例2 如图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育成试管苗的过程示意图 有关叙述正确的是 a 利用此过程获得的试管苗可能为杂合子b 过程中都会发生细胞的增殖和分化c 多倍体植株的培育需经过如图所示过程d 此过程依据的生物学原理是细胞膜的流动性 解析 选a 植物的组织培养过程是无性繁殖的过程 如果离体的组织来自杂合子 得到的试管苗是杂合子 为脱分化 为再分化 脱分化过程没有细胞的分化 用秋水仙素处理萌发的种子和幼苗可获得多倍体植株 不需组织培养过程 植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性而不是细胞膜的流动性 互动探究 1 图中 过程所需要培养基的化学成分是否相同 提示 不相同 例如 细胞分裂素和激动素的比例就不相同 2 图中形成试管苗的过程属于哪种繁殖方式 提示 无性繁殖 变式训练 下面为植物组织培养流程图解 以下相关叙述中错误的是 植物叶片 a 叶组织块 愈伤组织 b 有生根发芽能力的胚状结构 c d 人工种子 种苗 e a 上述过程中脱分化发生在b步骤 形成愈伤组织 此过程中植物激素发挥了重要作用b 再分化发生在d步骤 是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程c 从叶组织块到种苗形成的过程说明植物叶片细胞具有全能性d c过程中适量的吲哚乙酸可以诱导根的生成 解析 选b b是脱分化 c是再分化 脱分化过程需要植物激素诱导生根和生芽 c是再分化 是愈伤组织生成根和芽的过程 细胞全能性是指离体细胞 组织等发育成完整个体的能力 从叶组织块到种苗形成过程体现了细胞的全能性 c过程中适量的吲哚乙酸可以诱导根的生成 1 有关植物组织培养过程中的细胞脱分化的说法 不正确的是 a 已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程b 已经分化的细胞转变成为具有分生能力的薄壁细胞 进而形成植物的愈伤组织的过程c 离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程d 离体的植物组织在脱分化形成愈伤组织的过程中必须经过有关激素的诱导 解析 选c 离体的植物组织在一定的培养条件下 先脱分化形成植物的愈伤组织 然后再分化出根和芽 进而形成完整的小植株 分化出根和芽的过程属于再分化 2 用高度分化的植物细胞 组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织 关于该愈伤组织的说法错误的是 a 是细胞经过脱分化和分裂形成的b 细胞没有全能性c 由排列疏松的薄壁细胞组成d 可以形成具有生根发芽能力的胚状结构 解析 选b 愈伤组织是经脱分化形成的高度液泡化 无定形的薄壁细胞 具有全能性 可以再分化为根 芽 进而形成新植株 3 下列关于植物克隆的叙述 错误的是 a 可以用盐酸处理植物细胞去除细胞壁b 用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁利用了酶的专一性c 植物细胞壁的再生与高尔基体密切相关d 可以在较高渗透压的溶液中获得球形的原生质体 解析 选a 盐酸可以用于植物组织细胞的解离 但由于酸性较大 会对原生质体造成伤害 因而不能用于获得原生质体 4 培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是 a 组织培养b 细胞杂交c 显微注射d 核移植 解析 选a 草莓植株分生区细胞含病毒比较少甚至无病毒 可以利用植物组织培养技术培养出脱毒幼苗 细胞杂交是培育存在生殖隔离的杂种生物的技术 显微注射常用于外源基因导入动物细胞 核移植技术则用于动物的克隆培养 5 植物细胞表现出全能性的必要条件和增殖方式是 a 脱离母体后 给予适宜的营养和外界条件 减数分裂b 导入其他植物细胞的基因 有丝分裂c 将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 减数分裂d 脱离母体后 给予适宜的营养和外界条件 有丝分裂 解析 选d 植物脱分化过程中仅涉及有丝分裂 减数分裂发生在有性生殖过程中 植物的体细胞由于基因的选择性表达没有体现细胞的全能性 只有脱离母体后 给予适宜的营养和外界条件 才能表达全能性 6 玉米是一种主要的农作物 为了提高玉米的产量 科学家做了大量的研究工作 如图是关于玉米培育的过程示意图 请据图回答 1 从繁殖方式上分析 a d属于 繁殖 从细胞分裂方式上分析 e f过程中进行 分裂 2 取茎尖进行培养的原因是 3 a c e f的过程要严格控制 4 用e g途径育种能否获得稳定遗传的纯合子 5 若想培育出一种新的玉米品种 可以采用 育种方式 若想培育出一种能抗虫的玉米新品种 可以采用 育种 若想培育出一种地上结玉米 地下结马铃薯的植株 可以利用 技术 解析 本题综合考查了植物克隆及应用 基因工程等知识 1 取玉米的分生组织 经过组织培养获得玉米植株 属于无性繁殖 而单倍体育种属于有性繁殖过程 2 分生区病毒极少 甚至无病毒 可以用于脱毒苗的培育 3 在组织培养的过程中 要严格控制无菌状态 4 花药离体培养只能获得单倍体 经秋水仙素处理后可获得稳定遗传的纯合子 5 若想获取新的品种 可采取诱变育种 基因工程育种和植物体细胞杂交技术等 答案 1 无性有丝 2 分生区附近病毒极少 甚至无病毒 3 无菌状态 4 不能 5 诱变基因工程植物体细胞杂交 7 2011 江苏高考 下列有关植物组织培养的叙述 正确的是 a 愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞b 二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株c 用人工薄膜将胚状体 愈伤组织等分别包装可制成人工种子d 植物耐盐突变体可通过添加适量nacl的培养基培养筛选而获得 解析 选d a项 愈伤组织细胞排列疏松而无规则 是一团无定形的薄壁细胞 b项 二倍体植株花粉经脱分化和再分化后形成单倍体植株 要得到稳定遗传的个体要用秋水仙素处理单倍体幼苗 c项 用人工薄膜将胚状体 不定芽 顶芽和腋芽分别包装可制成人工种子 d项 加适量nacl的培养基是选择培养基 8 2011 上海高考 下列关于植物组织培养的表述 错误的是 a 外植体可以来自于植物的任何细胞b 培养应在无菌条件下进行c 以花粉作为外植体可得到单倍体植株d 不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同 解析 选a 植物组织培养的原理是细胞的全能性 所以作为植物组织培养的细胞必须具有细胞核 9 2010 浙江高考 将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中 在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后 应出现的现象是 解析 选b 题中培养的虽是无根的幼苗且培养基中无植物激素 但是幼苗本身在适宜的温度和光照条件下仍然可以产生生长素等植物激素 从而促进幼苗生根 故选b 10 2012 新课标全国卷 为了探究6 ba和iaa对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响 其研究小组在ms培养基中加入6 ba和iaa 配制成四种培养基 见下表 灭菌后分别接种数量相同 生长状态一致 消毒后的茎尖外植体 在适宜条件下培养一段时间后 统计再生丛芽外植体的比率 m 以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数 n 结果如下表 回答下列问题 1 按照植物的需求量 培养基中无机盐的元素可分为 和 两类 上述培养基中 6 ba属于 类生长调节剂 2 在该实验中 自变量是 因变量是 自变量的取值范围是 3 从实验结果可知 诱导丛芽总数最少的培养基是 号培养基 4 为了诱导该菊花试管苗生根 培养基中一般不加入 填 6 ba 或 iaa 解析 1 根据植物的需求量 组成生物体的元素可以分为大量元素和微量元素 6 ba属于细胞分裂素类生长调节剂 2 根据实验目的和实验