高考生物一輪復(fù)習(xí) 第十四單元 細(xì)胞工程、胚胎工程（第43課時(shí)）細(xì)胞工程概述和植物細(xì)胞工程課件.pptVIP

江蘇版生物 第43課時(shí)細(xì)胞工程概述和植物細(xì)胞工程 考點(diǎn)一細(xì)胞工程概述一 細(xì)胞工程的概念和分類(lèi)1 概念 是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和 的原理和方法 通過(guò)細(xì)胞水平或 水平上的操作 按照人的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的 或獲得 的綜合性技術(shù) 2 分類(lèi) 1 根據(jù)操作對(duì)象的不同 可以將細(xì)胞工程分為 和 等 分子生物學(xué) 細(xì)胞器 遺傳物質(zhì) 細(xì)胞產(chǎn)品 植物細(xì)胞工程 動(dòng)物細(xì)胞工程 2 根據(jù)所使用技術(shù)的不同 可以將細(xì)胞工程技術(shù)分為 和細(xì)胞核移植技術(shù)等 二 細(xì)胞工程的基本技術(shù)1 植物組織培養(yǎng)技術(shù) 是指依據(jù) 原理 在無(wú)菌條件下 分離植物的器官 組織 細(xì)胞或原生質(zhì)體 并在培養(yǎng)基上培養(yǎng) 在適宜的條件下使其發(fā)育成部分或完整植株的技術(shù) 2 細(xì)胞融合技術(shù) 是采用自發(fā)或人工的方法使兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞融合為 的技術(shù) 常用的促融合方法有生物法 化學(xué)法和物理法等 植物細(xì)胞融合前還需要用等去除細(xì)胞壁 植物組織培養(yǎng)技術(shù) 細(xì)胞融合技術(shù) 細(xì)胞全能性 一個(gè)細(xì)胞 纖維素酶 3 細(xì)胞核移植技術(shù) 動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù)是把一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核移入一個(gè)已經(jīng)的卵母細(xì)胞中 使其重組并發(fā)育為一個(gè)新的胚胎 最終發(fā)育為一個(gè)動(dòng)物個(gè)體的技術(shù) 去除細(xì)胞核 考點(diǎn)二細(xì)胞工程的應(yīng)用1 植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用 1 快速繁殖 植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以保持優(yōu)良植物品種的 植物組織培養(yǎng)時(shí) 需要嚴(yán)格執(zhí)行一定的程序 幼苗在實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)瓶中生長(zhǎng)發(fā)育 整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)微型化 精密化 所以又稱(chēng)為 微型繁殖技術(shù) 2 培育無(wú)病毒植物 植物 細(xì)胞中極少含有病毒甚至不含病毒 采用培養(yǎng)莖尖 的方法或結(jié)合熱處理法 通過(guò)組織培養(yǎng)除去絕大多數(shù)植物的病毒 可以大量繁殖無(wú)病毒植物 遺傳特性 分生組織 生長(zhǎng)點(diǎn) 3 人工種子 是指將在植物組織培養(yǎng)中得到的 不定芽 頂芽或腋芽等 包埋在具有養(yǎng)分和保護(hù)功能的包被中 得到的在適宜的條件下能夠生根發(fā)芽的 優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)上不受 的制約 繁殖速度快 有利于保存該種系的優(yōu)良性狀 方便 2 植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用 1 植物細(xì)胞代謝產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)具有生理活性的植物細(xì)胞次生代謝產(chǎn)物 不僅 而且不受季節(jié) 外部環(huán)境等條件的限制 2 單倍體育種通過(guò)花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體 再經(jīng)過(guò)人工誘導(dǎo)獲得純合子 培育作物新品種 胚狀體 顆粒體 環(huán)境因素 貯藏和運(yùn)輸 快速 高效 1 2015江蘇單科 20a 胚狀體是外植體在培養(yǎng)基上脫分化形成的一團(tuán)愈傷組織 2 2013江蘇單科 11d 采用幼葉 莖尖等部位的組織進(jìn)行組織培養(yǎng) 3 棉花根尖細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)形成幼苗能體現(xiàn)細(xì)胞全能性 4 花粉植株培育的原理是花粉粒細(xì)胞具有全能性 其技術(shù)是植物組織培養(yǎng) 5 在脫分化和再分化過(guò)程中均需要進(jìn)行光照 6 用人工薄膜將愈傷組織包裝 可制成人工種子 7 植物體任何部位的活細(xì)胞均可作為組織培養(yǎng)的外植體 8 不同培養(yǎng)階段的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比例應(yīng)不同 9 用酶解法將愈傷組織分離成單細(xì)胞時(shí) 常用的酶是纖維素酶和果膠酶 突破一植物組織培養(yǎng)1 細(xì)胞全能性 1 原理 細(xì)胞內(nèi)含有本物種全部的遺傳信息 2 體內(nèi)細(xì)胞全能性不表達(dá)的原因 基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá) 3 細(xì)胞全能性表達(dá)的條件 具完整細(xì)胞結(jié)構(gòu) 離體 無(wú)菌 一定的營(yíng)養(yǎng) 激素和其他適宜的外界條件 4 細(xì)胞全能性大小與細(xì)胞分化程度成反比 5 全能性大小 受精卵 生殖細(xì)胞 體細(xì)胞 動(dòng)物細(xì)胞全能性受限制 但細(xì)胞核具有全能性 2 植物激素在組織培養(yǎng)中的作用在配制好的ms培養(yǎng)基中 常常需要添加植物激素 其中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂 脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素 植物激素的濃度 使用的先后順序以及用量的比例等 都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 1 按照不同的順序使用這兩類(lèi)激素 會(huì)得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 2 當(dāng)同時(shí)使用這兩類(lèi)激素時(shí) 兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向 知能拓展植物組織培養(yǎng)的條件 無(wú)菌 由于培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)十分豐富 微生物極易在培養(yǎng)基上生長(zhǎng)繁殖 因此 需要對(duì)外植體采用酒精 過(guò)氧化氫等進(jìn)行消毒 消毒后的外植體需要用無(wú)菌水充分沖洗 以避免消毒劑對(duì)外植體生長(zhǎng)分化產(chǎn)生影響 在整個(gè)植物組織培養(yǎng)過(guò)程中都需要保持嚴(yán)格的無(wú)菌條件 培養(yǎng)基 植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)包括水和無(wú)機(jī)鹽 有機(jī)營(yíng)養(yǎng)包括蔗糖 維生素和氨基酸等 激素包括生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素 當(dāng)生長(zhǎng)素 細(xì)胞分裂素這一比例大時(shí) 主要誘導(dǎo)根原基的形成 比例小時(shí) 主要誘導(dǎo)芽原基的形成 因此激素的含量是培養(yǎng)基配制的關(guān)鍵所在 選材 所選材料的組織細(xì)胞要具有分裂能力 環(huán)境條件 在脫分化形成愈傷組織時(shí) 要在黑暗條件下培養(yǎng) 在有光條件下容易分化產(chǎn)生維管組織 不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織 而再分化時(shí) 則一定要有光照 因?yàn)橛泄鈼l件下植物才能進(jìn)行光合作用 為植物提供營(yíng)養(yǎng) 考向以選擇題的形式考查植物組織培養(yǎng)過(guò)程 2015江蘇南通一調(diào) 17 2分 科學(xué)家能利用胡蘿卜組織在實(shí)驗(yàn)室中培育出完整的胡蘿卜植株 此過(guò)程中不需要 a 制備含蔗糖等有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的固體培養(yǎng)基b 對(duì)離體的組織要進(jìn)行快速消毒c 使用胰蛋白酶處理制備細(xì)胞懸液d 控制光照及培養(yǎng)基中植物激素的種類(lèi)和含量 分 如蔗糖和植物激素 生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素 而且需加入瓊脂制成固體培養(yǎng)基 植物組織培養(yǎng)需要無(wú)菌無(wú)毒條件 需要對(duì)離體的組織要進(jìn)行快速消毒 對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌 植物組織培養(yǎng)不需要制備細(xì)胞懸浮液 外植體的脫分化和再分化與培養(yǎng)基中的植物激素的種類(lèi)及其比例有密切關(guān)系 如細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素的濃度和比例不同 誘導(dǎo)生根和發(fā)芽的能力不同 另外愈傷組織的誘導(dǎo)往往需要暗培養(yǎng) 再分化一定要有光照 d正確 答案c植物組織培養(yǎng)需在培養(yǎng)基中加入一定的營(yíng)養(yǎng) 無(wú)機(jī) 有機(jī)成 突破二植物體細(xì)胞雜交1 概念 指將不同種的植物體細(xì)胞在一定條件下融合成雜種細(xì)胞 并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù) 2 原理 細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性 3 過(guò)程 1 過(guò)程 為去除細(xì)胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體 常用方法是酶解法 所用到的酶是纖維素酶和果膠酶 2 過(guò)程 是原生質(zhì)體的融合 人工誘導(dǎo)融合的物理法包括離心 振動(dòng) 電激等 化學(xué)法一般用聚乙二醇 peg 作誘導(dǎo)劑 3 過(guò)程 是原生質(zhì)體融合后再生出細(xì)胞壁 這是原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志 4 植物體細(xì)胞雜交的意義 克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 培育作物新品種 知能拓展植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中雜種細(xì)胞類(lèi)型及檢測(cè)方法 1 誘導(dǎo)產(chǎn)物 假設(shè)用于雜交的兩種植物細(xì)胞分別為a b 未融合的細(xì)胞 a和b 兩兩融合的細(xì)胞 aa bb和ab 多細(xì)胞融合體 2 檢測(cè)方法 對(duì)誘導(dǎo)產(chǎn)物中的細(xì)胞進(jìn)行植物組織培養(yǎng) 然后根據(jù)得到的植物性狀進(jìn)行判斷 若只表現(xiàn)出一種植物的性狀 說(shuō)明是未融合細(xì)胞 若得到的是具有兩種親本性狀的植物 說(shuō)明是雜種植株 若得到的是兩種親本性狀的植物 且一種植物的性狀得到加強(qiáng) 則是多細(xì)胞融合體 若得到的是一種植物的性狀 但是效果得到加強(qiáng) 則是同種細(xì)胞融合的結(jié)果 4 植物體細(xì)胞雜交與植物組織培養(yǎng)的比較 易混辨析植物體細(xì)胞雜交和有性雜交的比較 植物體細(xì)胞雜交 若兩個(gè)不同品種的植物細(xì)胞a b進(jìn)行融合 a含有2x條染色體 2個(gè)染色體組 基因型為aabb b含有2y條染色體 2個(gè)染色體組 其基因型為ccdd 則新植株應(yīng)為四倍體 其體細(xì)胞中染色體數(shù)為2x 2y 基因型為aabbccdd 從中不難看出 體細(xì)胞雜交即兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞 不管是染色體數(shù) 基因型還是染色體組都采用直接相加的方法 植物的有性雜交 植物有性雜交是利用遺傳性狀不同的親本進(jìn)行交配 以組合兩個(gè)或多個(gè)親本的優(yōu)良性狀于雜種體中 并經(jīng)過(guò)基因的分離和重組 產(chǎn)生各種性狀的變異類(lèi)型 從中選擇出最需要的基因型 進(jìn)而創(chuàng)造出對(duì)人類(lèi)有利的優(yōu)良品種 根據(jù)雜交親本間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近 有性雜交又分為近緣雜交和遠(yuǎn)緣雜交兩大類(lèi) 前者是指同一植物種內(nèi)的不同品種之間的雜交 后者指在不同植物種或?qū)匍g進(jìn)行的雜交 包括野生種和栽培種之間的雜交 有性生殖過(guò)程中性狀的遺傳符合孟德?tīng)栠z傳規(guī)律 而植物體細(xì)胞雜交性狀的遺傳不符合孟德?tīng)栠z傳規(guī)律 考向以選擇題的形式考查植物體細(xì)胞雜交的知識(shí)1 如圖表示通過(guò)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育番茄 馬鈴薯的流程圖 相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 a 圖中 至 過(guò)程涉及細(xì)胞的分裂和分化 但不涉及減數(shù)分裂b 過(guò)程常用的方法有電激 peg誘導(dǎo)和滅活病毒誘導(dǎo)c 激素的濃度和比例可以調(diào)控 過(guò)程中細(xì)胞的脫分化和再分化d 圖中依據(jù)的生物學(xué)原理有細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性 答案b圖中 至 過(guò)程表示植物體細(xì)胞雜交 涉及細(xì)胞的分裂和分化 但不涉及有性生殖過(guò)程的減數(shù)分裂 a正確 過(guò)程常用的方法有電激 peg誘導(dǎo) 但不采用滅活的病毒 b錯(cuò)誤 生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的濃度和比例可以調(diào)控 過(guò)程中細(xì)胞的脫分化和再分化 c正確 植物體細(xì)胞雜交技術(shù)依據(jù)的原理有細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性 d正確 2 2015江蘇徐州質(zhì)量檢測(cè) 19 2分 下面關(guān)于植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的說(shuō)法 不正確的是 a 必須有纖維素酶和果膠酶的存在b 要經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng)的過(guò)程c 可以實(shí)現(xiàn)種間或種內(nèi)雜交d 原生質(zhì)體融合必須借助誘導(dǎo)劑 答案d在進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交時(shí) 要除去細(xì)胞壁才能進(jìn)行原生質(zhì)體的融合 植物細(xì)胞細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠 利用纖維素酶和果膠酶就可除去細(xì)胞壁 植物體細(xì)胞雜交主要指種間雜交 也可以進(jìn)行種內(nèi)雜交 原生質(zhì)體融合時(shí)可以借助誘導(dǎo)劑 如聚乙二醇 也可以采用物理法 如離心 振動(dòng) 電激等 在完成體細(xì)胞雜交形成雜種細(xì)胞后 再通過(guò)組織培養(yǎng)的過(guò)程 產(chǎn)生新個(gè)體 突破三植物細(xì)胞工程的應(yīng)用1 微型繁殖 不僅可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性 還可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖 2 脫毒植物的培養(yǎng)與檢測(cè) 1 培育脫毒植株的原因 生產(chǎn)上許多無(wú)性繁殖作物均受到病毒的侵染 從而導(dǎo)致品種嚴(yán)重退化 產(chǎn)量降低和品質(zhì)變差 2 培育方法 利用植物分生組織進(jìn)行培養(yǎng) 可以使新長(zhǎng)成的植株脫除病毒 3 原理 莖尖等新生組織中不帶病毒 病毒在植物體內(nèi)分布不均勻 植物細(xì)胞的全能性 4 檢測(cè)病毒存在的方法 在分子水平上用dna分子雜交技術(shù)檢測(cè)病毒的基因 在分子水平上利用抗原 抗體的雜交反應(yīng)檢測(cè)病毒的蛋白 進(jìn)而判斷病毒是否存在 在個(gè)體水平上通過(guò)采用病毒侵染 觀察個(gè)體是否發(fā)生病變的方法進(jìn)行檢測(cè) 3 人工種子下圖是人工種子的結(jié)構(gòu)示意圖 2 人工胚乳中可以加入適量的養(yǎng)分 無(wú)機(jī)鹽 有機(jī)碳源以及農(nóng)藥 抗生素 有益菌等 以利于胚狀體生長(zhǎng)發(fā)育成幼苗 3 人工種子的優(yōu)點(diǎn) 解決了某些作物品種繁殖能力差 結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問(wèn)題 固定雜種優(yōu)勢(shì) 天然種子由于在遺傳上具有因減數(shù)分裂引起的重組現(xiàn)象 因而會(huì)造成某些遺傳性狀的改變 而人工種子則可以完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性 快捷高效的繁殖方式 天然種子在生產(chǎn)上受季節(jié)的限制 一般每年只能繁殖1 2次 有些甚至十幾年才繁殖一次 而人工種子生產(chǎn)不受季節(jié)限制 而且快捷高效 1 獲取方法 以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體 不定芽 頂芽和腋芽等為材料 用人工薄膜包裝 可控制植物的生長(zhǎng)發(fā)育與抗逆性 針對(duì)植物種類(lèi)和土壤條件 在人工種子的包裹中還可以加入適量的養(yǎng)分 無(wú)機(jī)鹽 有機(jī)碳源以及農(nóng)藥 抗生素 有益菌等 用人工種子播種可以節(jié)約糧食 人工種子可以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn) 提高農(nóng)業(yè)的自動(dòng)化程度 4 單倍體育種 花藥離體培養(yǎng)過(guò)程就是植物組織培養(yǎng)過(guò)程 花藥單倍體幼苗純合子單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是后代不發(fā)生性狀分離 都是純合子 能夠穩(wěn)定遺傳 明顯縮短了育種年限 5 細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) 1 方法 利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)某些細(xì)胞產(chǎn)物 2 產(chǎn)物種類(lèi) 蛋白質(zhì) 脂肪 糖類(lèi) 藥物 香料 生物堿等 3 獲取細(xì)胞產(chǎn)物時(shí)選用新生組織為外植體的原因 新生組織細(xì)胞分化程度低 容易誘導(dǎo)形成愈傷組織 考向以選擇題的形式考查植物細(xì)胞工程的應(yīng)用知識(shí) 2015江蘇揚(yáng)州 南通 泰州三模 18 2分 金絲楸是珍貴的古老樹(shù)種 在多個(gè)方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值 金絲楸在自然狀態(tài)下很難通過(guò)種子繁殖 為盡快推廣種植 可以通過(guò)相關(guān)技術(shù)獲得優(yōu)質(zhì)種苗 下列技術(shù)應(yīng)用不合理的是 a 采用根段誘導(dǎo)其生根發(fā)芽快速育苗b 采集幼芽