优化方案高中生物 专题2.1.1 植物细胞工程的基本技术课件 新人教版选修3.ppt

第一章人体的内环境与稳定 专题2细胞工程 2 1植物细胞工程2 1 1植物细胞工程的基本技术 专题2细胞工程 学习导航 专题2细胞工程 一 细胞工程的概念 分子 细胞器 遗传物质 二 植物细胞的全能性1 含义 具有某种生物 的任何一个细胞 都具有发育成 的潜能 2 表达过程 1 脱分化 让已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 2 再分化 脱分化产生的 在一定的培养条件下 再分化出 进而形成完整的小植株 全部遗传信息 完整生物体 结构和功能 愈伤组织 幼根和芽 三 植物组织培养技术1 理论基础 原理 细胞全能性 高度分化 愈伤组织 器官 组织 细胞 无菌 愈伤组织 四 植物体细胞杂交技术1 概念 将不同种的植物 在一定条件下融合成 并把杂种细胞培育成 的技术 体细胞 杂种细胞 新的植物体 2 过程 巧记植物体细胞杂交 细胞融合先去壁 成功标志再生壁 组织培养为基础 远缘杂交也亲和 3 融合成功的标志 杂种原生质体再生出 4 意义 克服不同种生物 的不亲和性 细胞壁 远缘杂交 1 判一判 1 植物的种子能发育成完整的植株 体现了细胞的全能性 2 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属于脱分化 3 植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术 4 植物原生质体融合的原理是植物细胞的全能性 2 连一连将下列植物技术与其对应原理连线 植物细胞的全能性 分化 脱分化和再分化 1 细胞的全能性 1 具有全能性的原因 一般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 2 表达全能性的能力大小 通常情况下 受精卵 配子 体细胞 植物细胞 动物细胞 具有持续分裂能力的细胞 不分裂的细胞 分化程度低的细胞 分化程度高的细胞 2 植物细胞全能性表达所需条件 1 体细胞未表现全能性的原因 基因的选择性表达 2 体现细胞全能性的条件 种类齐全 比例合适的营养物质及一定的植物激素 无菌操作 光照 愈伤组织培养最初避光培养 后期见光培养 特别提醒对全能性的理解 1 全能性的原理是指含有细胞发育成完整个体所必需的 全套 基因但不是 全部 基因 如配子中有全套基因 所以配子具有较高的全能性 2 全能性的标志是已分化细胞发育成完整个体 不仅仅是形成某些组织或器官 下列围绕有关细胞全能性的叙述 正确的是 a 植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因b 高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性c 植物体内某些体细胞没有表现出全能性 其原因是所含基因不同d 紫色糯性玉米种子培育成植株 这反映植物种子具有全能性 b 解析 a项 细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因 而配子也具有这样的全套基因 同样具有全能性 a项错误 c项 植物体内细胞没有表现出全能性 这是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果 c项错误 d项 种子发育成植株 是正常生命历程 不属于全能性 只有b项是正确的 细胞全能性的表达前提是离体培养的细胞 组织或器官 1 植物体内细胞没有表现出全能性 其原因是什么 个体细胞的基因相同吗 为什么 2 若本题d项中玉米植株上的芽长成一棵小玉米植株 这属于细胞全能性的表现吗 提示 1 基因有选择地表达 个体细胞的基因都相同 原因是这些体细胞最终都来自一个受精卵的有丝分裂 2 不属于细胞全能性的表现 2014 合肥高二检测 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 c 解析 植物细胞全能性是指具有细胞核的高度分化的植物细胞 如茎的皮层细胞 韧皮部的薄壁细胞等 离开母体后 在适宜的营养和外界条件下 细胞首先发生脱分化 然后恢复细胞分裂形成愈伤组织 再在一定的诱导因素作用下发生分化 最后形成具有根 茎 叶的完整植株 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 植物组织培养 1 植物组织培养中脱分化与再分化过程的比较 离体器官 组织 细胞成为愈伤组织 排列疏松 高度液泡化的薄壁细胞团 愈伤组织成为幼苗或胚状体结构 有根 芽或有生根发芽的能力 离体 提供营养物质 有机物 无机物 提供激素 生长素 细胞分裂素等 提供其他适宜条件 温度 无菌等 2 植物激素在植物组织培养中的作用 促进根分化 抑制芽形成 促进芽分化 抑制根形成 促进愈伤组织形成 特别提醒光照对植物组织培养的影响 光照条件包括光照强度 时间和波长等 对于植物组织培养来说非常重要 在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养 有利于细胞的脱分化产生愈伤组织 如果是在光照条件下 容易分化产生维管等组织 不利于产生大量的愈伤组织 而在再分化的过程中一定要有光照 3 实验操作 以胡萝卜的组织培养为例 如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作 接入试管后 在一定条件下 形成试管苗的培育过程 请据图回答下列问题 1 要促进细胞分裂生长 培养基中应有营养物质和激素 营养物质包括 和小分子有机物 激素包括细胞分裂素和 两类植物激素 2 此过程依据的原理是 a和b阶段主要进行的分裂方式是 b阶段除了细胞分裂外 还进行细胞 等 无机物 生长素 细胞的全能性 有丝分裂 分化 3 此过程要无菌操作 主要是指对 进行灭菌消毒 b阶段需要光照 原因是 4 试管苗的根细胞没有叶绿素 而叶的叶肉细胞具有叶绿素 这是 的结果 5 a b两过程能否在同一培养基上进行 培养基 芽发育成叶 叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件 基因选择性表达 不能 解析 植物组织培养是用离体的植物组织 器官或细胞接种到经消毒灭菌的培养基中 培养基中含有供组织细胞生长发育所需要的无机物和小分子有机物 还有供调节细胞脱分化和再分化的细胞分裂素和生长素 由外植体发育到试管苗 脱分化阶段细胞进行有丝分裂 再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗 此阶段需要光照 原因是叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件 由于细胞分裂素和生长素对脱分化 再分化的作用不同 因此需配制不同浓度比值的生长素 细胞分裂素培养基 通过转接以便顺利完成脱分化和再分化 2014 山西太原五中高二检测 如图表示基因型为aabb的水稻的花药通过无菌操作 接入试管后 在一定条件下形成试管苗的培育过程 下列相关叙述错误的是 a 愈伤组织是花粉细胞通过有丝分裂后形成的不规则的细胞团b 在愈伤组织的形成过程中 必须从培养基中获得水 无机盐和小分子的有机物等营养物质c 为促进花粉细胞分裂生长 在培养基中应加入适宜浓度的生长素等植物激素d 试管苗可能出现的基因型有aabb或aabb或aabb或aabb解析 选d 花粉是通过减数分裂形成的 其基因型为ab或ab或ab或ab 由花粉发育而来的个体未经秋水仙素处理 是单倍体 1 植物体细胞杂交的原理原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性 杂种细胞发育成杂种植株利用了细胞的全能性 2 过程如图是两个不同品种的植物细胞a b进行细胞融合的过程 植物体细胞杂交技术 1 c 用酶解法去掉细胞壁 获得原生质体的过程 所用酶为纤维素酶和果胶酶 2 d 在诱导剂的作用下进行诱导融合 先进行膜的融合 再进行核的融合 最后形成杂种细胞e e细胞有三种 aa型 bb型 ab型 只有ab型才是我们所需要的杂种细胞 所以需要进行筛选 3 常用的诱导方法 物理法 离心 振动 电激 化学法 聚乙二醇 peg 4 g 细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成 5 f 进行组织培养 目的 植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株 而不是形成杂种细胞就结束 杂种植株的特征 具备两种植物的遗传特征 原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质 优点 该技术在育种上应用时最大的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍 6 植物体细胞杂交后植物的染色体组数 染色体组数 甲 乙两个细胞内染色体组数之和 植物体细胞杂交后的植物 有几个染色体组就称为几倍体 以下为植物体细胞杂交技术流程图 其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞 所含有的染色体组分别是aa和bb 据图分析回答下列问题 1 过程发生的化学变化是 2 将若干a和b等量混合后转移到培养基上培养 再经过 和 c的细胞类型有 不考虑三个或三个以上的细胞融合 纤维素和果胶发生水解 或者纤维素分解为葡萄糖 果胶分解为半乳糖醛酸 aa bb aaaa bbbb aabb 3 在采用化学法进行过程 时 一般是用 作为诱导剂 4 植物体细胞杂交与自然状况下的生殖细胞杂交相比 前者的主要意义是 聚乙二醇 peg 克服了不同种生物间远缘杂交不亲和的障碍 或扩大了可用于杂交的亲本基因组合的范围 解析 1 体细胞杂交亦称为原生质体融合 是以植物体细胞为材料 经特殊的酶处理后 用去掉了细胞壁的裸细胞 原生质体为亲本 进行融合的一种新型的生物技术 2 将若干a和b等量混合后转移到培养基上培养 经过细胞融合 c的细胞类型包括没有融合的细胞 相同细胞的融合和不同细胞的融合 即aa bb aaaa bbbb aabb 3 在采用化学法进行过程 时 一般是用聚乙二醇 peg 作为诱导剂 4 植物体细胞杂交的主要意义是克服了不同种生物间远缘杂交不亲和的障碍 1 植物体细胞杂交获得的杂种植株一定能表现两个亲本的优良性状吗 为什么 2 甲 乙两个二倍体植物体细胞杂交后的杂种植株是几倍体 提示 1 不一定 两种植物细胞的基因集中到一个细胞中 基因间的表达可能相互影响 影响基因表达的因素发生了变化 基因表达的环境也发生了变化 导致一些基因不能表达 因此有的性状不能体现 2 四倍体 区分植物组织培养与植物体细胞杂交的两种方法 1 看后代 植物组织培养是利用单一亲本的组织或细胞 经培养使之增殖 分化成为一个完整植株 为无性生殖过程 因此其后代一般均能保持该亲本的遗传特性 植物体细胞杂交的本质是将两种不同来源的原生质体 在人为条件下进行诱导融合 由于植物细胞具有全能性 融合之后的杂种细胞可以再生出具有双亲性状的杂种植株 2 看关系 杂种细胞需经植物组织培养才能发育为具有双亲遗传特性的杂种植株 否则将无任何意义 因此 植物组织培养是植物体细胞杂交的基础 2014 福建福州高二检测 如图为 番茄 马铃薯