浙科版选修3 植物的克隆 课件（42张）.pptx

第4课时植物的克隆,第二章克隆技术,考试要求,一、植物细胞全能性和植物组织培养,二、植物克隆的成就,内容索引,当堂检测,一、植物细胞全能性和植物组织培养,基础梳理,1.植物细胞的全能性(1)概念：植物体的都具有遗传上的全能性，因而都具有发育成的潜能。(2)原理：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套，都有发育成为完整个体所需的全部。(3)特点：由于不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间的差异，的表达程度大不相同。(4)在生物体内细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织或器官，这是基因在特定的时间和空间条件下的结果。,每个生活细胞,完整植株,遗传物质,基因,遗传性,细胞全能性,选择性表达,2.全能性表达的条件(1)离体、。(2)一定的营养物质，如水、无机盐、蔗糖、维生素等。(3)。3.植物组织培养(1)一般程序：配制培养基获取的植物组织组织培养，获得诱导新植株形成。(2)过程：离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织胚状体(或根、芽)幼苗成熟植株。,无菌,植物生长调节剂,半固体,消毒,愈伤组织,脱分化,再分化,移入大田,问题探究,1.理论上每种植物的活细胞都具有全能性，原因是什么？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减少了一半，配子是否还有全能性？为什么？答案有。因为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，具有控制生物性状的全部基因。,答案,3.分析实例是否体现了细胞的全能性并给出原因。(1)植物花药离体培养获得植株。答案是。花药离体培养获得单倍体植株，体现了花药细胞的全能性。(2)利用植物细胞培养技术生产紫草素。答案否。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养成愈伤组织。(3)紫色糯性玉米种子培育成植株。答案否。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。,答案,4.烟草植株的植物组织培养如图所示。阅读教材，完善图示内容，思考下面的问题：,答案,烟草根,细胞,愈,伤组织,悬浮,培养,单细胞,幼胚,答案,(1)理论基础植物细胞的全能性物质基础：生物体的体细胞通过有丝分裂形成的子细胞与母细胞(受精卵)相同，即生物体的每一个细胞都含有_。(2)操作程序半固体培养基的配制：配制含有适当、的含0.71%琼脂的培养基；倒在试管中凝固成。小组织块(即外植体)的切取：从的根、茎、叶上切取。,核内的基因,本物种所特有的全套遗,传物质,营养物质,植物生长调节剂,灭菌,半固体,消毒,答案,愈伤组织的获得：植物组织块切口处的细胞在创伤的刺激下发生_成为的细胞。在创伤表面形成一种由相对没有分化的活的_组成的新生组织，即为愈伤组织。新植株的再生a.诱导愈伤组织：通过调节和的适当配比，使其产生出芽和根的，并由此再生出新的植株。b.将含有愈伤组织培养物的试管放在摇床上，通过培养分散成单细胞，再在适宜的培养基上培养发育成，进而发育成新的植株。,脱分化,分裂,薄壁细胞团,营养物质,生长调节剂,顶端分生组织,液体悬浮,胚状体,答案,(3)愈伤组织的脱分化(去分化)、再分化胚性细胞的特征：、而细胞核大。高度分化的植物器官、组织或细胞产生的过程，称为植物细胞的脱分化，或者叫做去分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以，这个过程叫做再分化。5.用和水解细胞壁，可以获得分离的植物细胞原生质体，用适当方法培养原生质体，也可以获得新植株。,细胞质丰富,液泡小,愈伤组织,重新分化成根或芽等器官,纤维素酶,果胶酶,答案,6.在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？答案避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。7.若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？答案培养物经过诱导后，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。,答案,8.植物组织培养中的脱分化阶段，培养的组织细胞是自养型还是异养型？为什么？答案脱分化过程中细胞营异养生活。因为此时细胞没有叶绿体，并且一般要避光培养，无法进行光合作用。9.植物组织培养所用的培养基中，在脱分化和再分化过程中起关键作用的激素是什么？答案生长素和细胞分裂素。,小贴士,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。,活学活用,1.判断正误(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，其原因是所含基因不同()(4)随着细胞的生长，细胞的全能性越来越强(),答案,2.下列关于植物组织培养技术的叙述中，错误的是a.培养基中添加营养物质的目的是提供营养和调节渗透压b.培养基中的植物生长调节剂影响愈伤组织的生长和分化c.离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织d.同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因型相同解析植物组织培养技术既可对植物体细胞进行组织培养，也可对生殖细胞进行组织培养。假设某植株的基因型为aa，取其根尖细胞离体培养形成的新植株基因型仍为aa；若取该植株花药细胞离体培养，形成的新植株基因型为a或a。,答案,解析,二、植物克隆的成就,基础梳理,1.细胞培养和器官培养(1)过程：单个植物细胞经过培养基中成分的诱导，依次发育成细胞团、球形胚、心形胚和，最后再生出完整的植株。(2)方法或措施：主要通过平衡的进行调控。适量的和配比，可诱导芽的分化。适量的及适当减除其他某些激素，可诱导生根。,胚状体,植物激素配比,激动素,细胞分裂素,吲哚乙酸,(3)意义可以在实验室、试管等器皿中进行植物的过程和自受精卵进行的植物过程，以及调节控制这些过程的环境因素、遗传基础和分子及生理生化机理研究。通过遗传工程的操作，研究与植物生长发育有关的或。可以方便地通过实验手段培育。2.植物原生质体的获得方法在0.50.6mol/l的溶液环境(较高渗透压)下用和混合液处理根尖、叶片、愈伤组织或悬浮培养细胞，除去。,受精,胚胎发育,重要基因,影响因素,植物新品种,纤维素酶,果胶酶,甘露醇,细胞壁,3.植物细胞工程的操作过程,基因工程,转基因,4.多途径的植物克隆实践(1)将外源遗传物质(dna)导入，可以培育出抗逆、高产及优质的转基因植株。(2)植物细胞培养的其他多种研究和应用广泛开展。,宿主细胞,问题探究,1.植物克隆的方法,答案,分生组织,完整的植株,液体,单细胞,胚状体,2.什么是原生质体？答案细胞中有代谢活性的原生质部分，包括细胞膜、细胞质和细胞核。3.写出获得植物原生质体的材料、环境、试剂和结果。答案(1)材料：根尖、叶片、愈伤组织或悬浮培养细胞。(2)环境：0.50.6mol/l的甘露醇溶液环境(较高渗透压)。(3)试剂：纤维素酶和果胶酶混合液。(4)结果：除去细胞壁，获得球形的原生质体。,答案,4.获得重要次生代谢产物(如某些中药)需要将外植体培养到哪个阶段？答案应让外植体经脱分化形成愈伤组织，培养特定细胞系。5.单倍体克隆在烟草、大麦等育种中主要经历哪些培育过程？答案经花药离体培养得到单倍体幼苗，再用秋水仙素等手段处理单倍体幼苗，使染色体组加倍，使植物恢复正常染色体数，选取符合要求的植株即为所需类型。,答案,活学活用,3.下列说法错误的是a.若要获得玫瑰花的原生质体需用纤维素酶和果胶酶去掉细胞膜b.利用植物细胞工程技术，可获得抗病虫害、抗干旱、抗盐碱和优质高产作物新品种c.在植物细胞工程中运用了基因工程技术d.原生质体的培养结合基因工程操作，为遗传学、植物生理学和细胞生物学问题提供了良好的研究系统解析原生质体的结构不包括细胞壁，故要获得玫瑰花的原生质体去掉的应为细胞壁，而非细胞膜。,答案,解析,4.植物叶肉细胞原生质体的分离和培养的主要过程可用如图所示图解简单表示。请据图回答下列问题：(1)图中“酶解”所用的酶应该包括_和。解析植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。,答案,解析,纤维,素酶,果胶酶(没有顺序),(2)获得原生质体后，需要对其活力进行检查，下列哪些实验最合适a.观察原生质体的结构是否完整b.观察细胞质的流动c.观察细胞有丝分裂d.观察叶绿体数目的多少,答案,解析观察原生质体的结构是否完整难以操作；而观察细胞质的流动容易操作，且能判定细胞活力；观察细胞有丝分裂的对象为死细胞；观察叶绿体数目的多少不能判定其活力。,解析,(3)一般在培养基上培养2448小时后，大部分原生质体已再分化生出细胞壁。可以取样，利用25%的蔗糖溶液以及其他用具，通过_实验来鉴别细胞壁是否已经再生。,答案,解析判断是否形成细胞壁，可以利用质壁分离和复原实验来鉴别。,解析,观察植物细胞的质壁分离和,复原,植物细胞培养是在植物组织培养技术的基础上发展起来的，下列有关植物细胞培养的叙述，不正确的是a.植物细胞培养技术的目的是为了获得大量有生理活性的次级代谢产物b.植物细胞培养技术快速、高效，不受季节、外部环境等条件的限制c.利用生物反应器悬浮培养人参细胞，提取人参皂甙，用于生产保健药品和美容护肤用品d.植物细胞培养需要在一定的温度、ph等条件下进行，但不需要进行无菌操作,答案,解析,解析植物细胞培养和植物组织培养一样，整个培养过程必须在无菌条件下进行，否则培养基内将长出许多杂菌与离体细胞争夺营养与生存空间，影响细胞增殖和细胞次级代谢产物的获得。a项所述为植物细胞培养的目的，b项为特点，c项为应用。,课堂小结,全能性,愈伤组织,胚状体,当堂检测,1.以下不能说明细胞全能性的实验是a.玉米花粉粒培育出植株b.转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株c.烧伤病人的健康细胞培养出皮肤d.核移植获得的组装细胞培育出鲤鲫移核鱼解析无论是动物的体细胞，还是植物的体细胞，都具有潜在的发育成新个体的能力，具有全能性。烧伤病人的健康细胞培养出皮肤，属于器官水平的培养，并没有把它培养成一个生物体。,2,3,4,5,1,答案,解析,2.下图表示植物组织培养过程。据图分析下列叙述正确的是a.植株根尖细胞的全能性比植株根尖细胞的强b.试管的培养基中含有植物生长调节剂，不含有机物c.试管中的细胞具有细胞质丰富、细胞核和液泡都大的特性d.调节培养基中植物生长调节剂的比例可诱导产生不同的植物器官,答案,解析,2,3,4,1,5,2,3,4,1,5,解析由于是由上的组织经培养形成的个体，故二者的全能性应该相同，a错；由到的过程中植物细胞不能进行光合作用，因而试管中含有有机物如蔗糖等，故b错；试管中细胞为愈伤组织细胞，液泡小，故c错。,3.人参皂甙粉是人参中重要的药用成分，以前只能从人参中提取，产量极低，因而价格较贵，目前可以通过下列哪项技术迅速大量获取a.基因工程b.植物组织培养c.植物体细胞杂交d.发酵工程解析人参皂甙粉是利用人参细胞经植物组织培养而获得的，其药用成分和药理活性与栽培的人参相似。,答案,解析,2,3,4,1,5,4.植物组织培养可以形成愈伤组织，下列有关愈伤组织的叙述错误的是a.愈伤组织是离体细胞经过脱分化形成的b.形成愈伤组织的培养基不需含有机分子c.愈伤组织可以形成具有生根能力的胚状结构d.愈伤组织细胞的线粒体和核糖体可能发生碱基互补配对,解析,2,3,4,1,答案,5,2,3,4,1,5,解析愈伤组织是离体细胞经过脱分化形成的，a正确；形成愈伤组织的培养基需含有机分子，b错误；愈伤组织经过再分化可以形成具有生根发芽能力的胚状结构，c正确；线粒体中的dna可进行复制、转录和翻译，核糖体中可进行翻译，故愈伤组织细胞的线粒体和核糖体可能发生碱基互补配对，d正确.,5.下图是烟草叶片原生质体分离和培养的流程图。请回答：(1)酶解时，在纤维素酶和果胶酶的混合液中，还需添加来提高混合液的渗透压，以便获得完整的原生质体。解析为防止原生质体吸水胀破，可加入适宜浓度的甘露醇溶液来提高混合液的渗透压。,答案,2,3,4,1,5,甘露醇,解析,(2)获得原生质体后，可用法检测原生质体是否存活。然后将原生质体制成悬浮液，滴加在上，用显微镜观察并计数。要判定原生质体是否已形成细胞壁，可用法鉴别。解析活细胞的质膜具有