【優(yōu)化方案】2013高中生物 第3章第1節(jié)（一）植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)課件 蘇教版選修3

1、第3章細(xì)胞工程,第1節(jié)植物細(xì)胞工程 一植物細(xì)胞工程的基本技術(shù),課前預(yù)習(xí)學(xué)案,課堂互動探究,課標(biāo)領(lǐng)航,知能優(yōu)化訓(xùn)練,一 植物細(xì)胞工程的基本技術(shù),1.舉例說出植物組織培養(yǎng)的過程、原理和應(yīng)用 2簡述植物細(xì)胞培養(yǎng)的過程及應(yīng)用 3舉例說出植物體細(xì)胞雜交過程、原理和意義,【重點】1.植物細(xì)胞工程的基本技術(shù) 2植物細(xì)胞工程的應(yīng)用 【難點】植物細(xì)胞工程的基本技術(shù),情景導(dǎo)引 “春風(fēng)欲擅秋風(fēng)巧,催 吐幽蘭繼落梅?！彼赜?“天下第一香”之稱的蘭花(如右圖)，以其優(yōu)美高雅的葉片和芳香艷麗的花朵,成為自古以來文人墨客吟詩作賦的對象。但是，蘭花在自然條件下播種繁殖的難度很大，需要較長時間才,能獲得少量幼苗。如何才能滿足人

2、們對蘭花的需求呢？科學(xué)家在細(xì)胞全能性的理論基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了蘭花快速繁殖的技術(shù)植物組織培養(yǎng)。植物組織培養(yǎng)是植物細(xì)胞工程的核心技術(shù),那么你知道植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)有哪些嗎？快進(jìn)入本節(jié)的學(xué)習(xí)去了解吧！,課前預(yù)習(xí)學(xué)案,一、植物組織培養(yǎng)技術(shù) 1理論基礎(chǔ)：_。 2分類及方法：根據(jù)_的種類,可以分為植物_培養(yǎng)、植物 _培養(yǎng)、 _培養(yǎng)和花粉及花藥培養(yǎng)技術(shù)。培養(yǎng)方法主要是_培養(yǎng)。,植物細(xì)胞的全能性,培養(yǎng)物,細(xì)胞,離體胚,原生質(zhì)體,細(xì)胞懸液,3各種技術(shù)的相互關(guān)系及作用 (1) _是植物體細(xì)胞雜交、植物細(xì)胞核移植、顯微注射和細(xì)胞代謝產(chǎn)物大規(guī)模生產(chǎn)等技術(shù)的基礎(chǔ)。 (2) _是植物體細(xì)胞雜交和顯微注射技術(shù)的基礎(chǔ)。,植物細(xì)

3、胞培養(yǎng),原生質(zhì)體的培養(yǎng),(3) _技術(shù)，能夠縮短育種年限。 (4)幼胚培養(yǎng)一般常用于挽救遠(yuǎn)緣雜交的種子幼胚。,花粉和花藥培養(yǎng),脫分化,再分化,脫分化,再分化,移栽,染色體加倍,愈傷組織,種胚,接種,愈傷組織,分化培養(yǎng)基,生根培養(yǎng)基,6植物組織培養(yǎng)的概念 在_的條件下，將_的植物器官、組織和細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的_上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)產(chǎn)生_、叢芽或完整的植株。,無菌和人工控制,離體,培養(yǎng)基,愈傷組織,思考感悟 1.植物組織培養(yǎng)為何要在無菌條件下進(jìn)行？ 提示：植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基含有豐富的營養(yǎng)成分，有利于培養(yǎng)物的生長，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅,速生長，所以在植物組織培養(yǎng)過程中污

4、染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基一旦被污染，迅速生長的各種雜菌不但會和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且這些雜菌生長的過程中會生成大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡。,二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù) 1概念：就是將不同種的植物體細(xì)胞原生質(zhì)體在一定條件下融合成_，并把_培育成完整植物體的技術(shù)。 2理論基礎(chǔ)：_、細(xì)胞膜的流動性。,雜種細(xì)胞,雜種細(xì)胞,植物細(xì)胞的全能性,3過程如下圖。,4植物體細(xì)胞雜交過程中應(yīng)明確的幾個問題 (1)除去細(xì)胞壁的方法： _。 (2)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法：物理法有_等，化學(xué)法用_作誘導(dǎo)劑等。,酶解法,離心、振動、電刺激,聚乙二醇,(3)雜種細(xì)胞成功的標(biāo)志：植物_的形成。 5植物體細(xì)胞雜交的優(yōu)點

5、：克服了不同生物_的障礙，可培育作物新品種。,新細(xì)胞壁,遠(yuǎn)緣雜交不親和,思考感悟 2.為什么“番茄、馬鈴薯”超級雜種植株沒有實現(xiàn)地上長番茄，地下結(jié)馬鈴薯的目標(biāo)？,提示：生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，二者的遺傳物質(zhì)的表達(dá)受到相互干擾,不能像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)。,三、植物細(xì)胞工程的概念： 利用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，以_為基本單位進(jìn)行培養(yǎng)增殖或按照人們的意愿來改造細(xì)胞的某些生物學(xué)特性，從而獲得_產(chǎn)品的一門綜合技術(shù)。,植物細(xì)胞,細(xì)胞,課堂互動探究,【特別提醒】外植體的選擇與制備 (1)選擇外植體時，由于外植體的脫分化難易因植物種類、器官來

6、源及生理狀況的不同而有很大差異，因此，選擇哪些作為外植體應(yīng)該注意。一般來講,煙草、胡蘿卜、植物的花和幼嫩的,組織脫分化相對較易，而植物的莖、葉和成熟的組織則較難。 (2)制備外植體首先要消毒，其次要選取有形成層的部分，因為形成層細(xì)胞易脫分化。,(2012廣東質(zhì)量檢測)如圖表示植物組織培養(yǎng)過程： (1)圖中過程獲得的細(xì)胞是正常植物體經(jīng)_形成的，在這一過程中的染色體的變化是_。,(2)要順利完成過程，除了需要各種無機營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要在培養(yǎng)基中加入_、_(兩類不同功能的物質(zhì))。該過程形成的細(xì)胞與正常體細(xì)胞相比，具有_的特點。 (3)從過程的結(jié)果看，它的實質(zhì)是 _。,(4)某人在探究細(xì)胞脫分化和再分

7、化的實驗中，得到了如下結(jié)果： 只有細(xì)胞分裂素時，組織塊產(chǎn)生愈傷組織 細(xì)胞分裂素生長素時，愈傷組織不分化,細(xì)胞分裂素生長素時，愈傷組織分化出芽 細(xì)胞分裂素生長素時，愈傷組織分化出根 由實驗結(jié)果，你能得出什么結(jié)論？,【思路點撥】本題考查植物組織培養(yǎng)技術(shù)，解答本題必須掌握： 植物組織培養(yǎng)過程； 影響植物組織培養(yǎng)的因素。,【解析】(1)獲得單倍體性細(xì)胞是經(jīng)減數(shù)分裂形成的，其特點是染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂兩次，子細(xì)胞中染色體數(shù)目減半。,(2)圖中是脫分化，在培養(yǎng)基中除需加入無機營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要加入有機營養(yǎng)物質(zhì)和植物激素等，形成的愈傷組織細(xì)胞是高度液泡化、無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。,(3)圖中是再分化，從實

8、質(zhì)上看是基因選擇性表達(dá)。 (4)分析實驗結(jié)果可以看出，細(xì)胞分裂素與生長素的含量不同，對愈傷組織的形成和分化的影響不同。,【答案】(1)減數(shù)分裂染色體復(fù)制一次，分裂兩次，子細(xì)胞中染色體數(shù)目是親代細(xì)胞中的一半 (2)有機營養(yǎng)物質(zhì)植物激素排列疏松、高度液泡化、細(xì)胞壁薄,(3)基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果 (4)植物激素的種類和含量不同，對愈傷組織的形成和分化的影響不同。,跟蹤訓(xùn)練 1韌皮部細(xì)胞是高度分化的植物細(xì)胞,用韌皮部細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列敘述錯誤的是() A該愈傷組織是細(xì)胞經(jīng)過脫分化和細(xì)胞分裂形成的 B該愈傷組織的細(xì)胞沒有全能性,C該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細(xì)

9、胞組成 D該愈傷組織可以形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu),解析：選B。愈傷組織是由離體的植物器官、組織或細(xì)胞通過細(xì)胞分裂產(chǎn)生的,此過程稱為植物細(xì)胞的脫分化。愈傷組織中的細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則,主要是一種高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。愈傷組織中雖然有些細(xì)胞發(fā)生分化，但仍具有全能性，在,一定條件下繼續(xù)培養(yǎng)，細(xì)胞會發(fā)生再分化，生成芽和根，進(jìn)而發(fā)育成完整植株。愈傷組織的形態(tài)發(fā)生方式主要有不定芽方式和胚狀體方式兩種。其中，胚狀體方式是指由愈傷組織細(xì)胞誘導(dǎo)分化出具有胚芽、胚根和胚軸的胚狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而長成完整的植株。,1概念：用來自不同種的植物的體細(xì)胞融合成一個雜種細(xì)胞，并且把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的方法

10、。 2原理：膜的流動性和細(xì)胞的全能性。,3過程：下圖是兩個不同品種的植物細(xì)胞A、B進(jìn)行細(xì)胞融合的過程： C：用酶解法去掉細(xì)胞壁，獲得原生質(zhì)體的過程，所用酶為纖維素酶和果膠酶；,D：在誘導(dǎo)劑的作用下進(jìn)行誘導(dǎo)融合,先進(jìn)行膜的融合，再進(jìn)行核的融合，最后形成雜種細(xì)胞E，E細(xì)胞有三種(AA型、BB型、AB型，只有AB型才是我們所需要的雜種細(xì)胞，所以需要進(jìn)行篩選)；,4目的：植物體細(xì)胞雜交的終點是培育成雜種植株，而不是形成雜種細(xì)胞就結(jié)束。雜種植株的特征：具備兩種植物的遺傳特征，原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)。,5優(yōu)點：該技術(shù)在育種上應(yīng)用時最大的優(yōu)點是克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。 6未解決的問題 目前

11、還不能讓雜種細(xì)胞完全按人們的需要去表達(dá)親代的優(yōu)良性狀，如番茄馬鈴薯。,【特別提醒】在培育新品種過程中應(yīng)注意的問題 (1)若圖中A含有2N條染色體，2個染色體組，基因型為Aabb，B含有2M條染色體，2個染色體組,基因型為ccDd,則新植株應(yīng)為四倍體,其體細(xì)胞中染色體條數(shù)為2N2M,基因型為AabbccDd,從中不難看出，體細(xì)胞雜交即兩個細(xì)胞融合成一個細(xì)胞，不管染色體、基因型還是染色體組都采用直接相加的方法。 (2)在培育新品種的過程中，遺傳物質(zhì)的傳遞不遵循孟德爾的遺傳規(guī)律，因為只有有性生殖進(jìn)行減數(shù)分裂過程中才符合遺傳規(guī)律，而體細(xì)胞雜交沒有此過程。,據(jù)圖回答下列問題：,(1)過程是用_處理細(xì)胞的

12、細(xì)胞壁，后經(jīng)過程誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，實際融合的過程中原生質(zhì)體可能會形成_種融合細(xì)胞(只考慮兩個細(xì)胞融合的情況)。是_的過程，與此過程密切相關(guān)的細(xì)胞器是_。,(2)在過程培養(yǎng)中，除了提供水分、無機鹽、糖類、維生素以及氨基酸外,還需要在培養(yǎng)基中加入_。同時，在培養(yǎng)過程中，除必要的溫度、光照和氧氣等外界條件外，成功的另一個關(guān)鍵是操作過程中必須保證_。,(3)若番茄細(xì)胞內(nèi)含A條染色體,馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)含B條染色體,將番茄和馬鈴薯采用雜交育種方法培育(假設(shè)能成功),得到的后代應(yīng)含_條染色體，還必須用_來處理幼苗，才能得到可育的番茄馬鈴薯植株，此時體細(xì)胞中含有_條染色體。,(4)若番茄是二倍體，馬鈴薯是四倍體，

13、則(3)中可育雜種植株為_倍體。,【思路點撥】本題主要考查植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的相關(guān)知識，解答本題應(yīng)注意如下幾點： 植物細(xì)胞壁的去除是用酶解法。 植物體細(xì)胞雜交后,融合細(xì)胞中的染色體條數(shù)為兩細(xì)胞染色體條數(shù)之和。,【解析】(1)圖示表示植物體細(xì)胞雜交過程,圖中表示利用纖維素酶、果膠酶去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體的過程；原生質(zhì)體融合后可能形成三種細(xì)胞，即兩個番茄原生質(zhì)體融合、兩個馬鈴薯原生質(zhì)體融合、一個番茄原生質(zhì)體與一個馬鈴薯原生質(zhì)體融合；圖,中是雜種細(xì)胞細(xì)胞壁再生的過程，與該過程密切相關(guān)的細(xì)胞器是高爾基體，因高爾基體與植物細(xì)胞壁的形成有關(guān)。 (2)組織培養(yǎng)過程中所利用的培養(yǎng)基是固體或半固體的,必須含有一定的營養(yǎng)物質(zhì)、植物激素和一定的外界條件,外植體才能脫分化進(jìn)而進(jìn)行再分化形成試管苗。,(4)番茄細(xì)胞含2個染色體組，馬鈴薯細(xì)胞含4個染色體組，則雜種植物含6個染色體組，為異源六倍體。 獲得的雜種植株是否可育，應(yīng)根據(jù)雜種植株所含染色體組數(shù)來判定；若為偶數(shù)倍染色體組，理論上是可育的；若為奇數(shù)倍，理論上是不可育的。,跟蹤訓(xùn)練 2要想通過體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得雜種植株,下列各套步驟中正確的是() A分離原生質(zhì)體誘導(dǎo)原生質(zhì)體