高三生物一輪復(fù)習(xí)課件植物細(xì)胞工程

第36講植物細(xì)胞工程[課標(biāo)要求]1.明確植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性；能夠闡明植物組織培養(yǎng)技術(shù)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的基本流程。能舉例說明植物細(xì)胞工程利用快速繁殖、脫毒、次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)、育種等方式有效提高了生產(chǎn)效率。2.能闡明動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件和過程，明確干細(xì)胞的應(yīng)用價值；能闡明利用動物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動物的過程和該技術(shù)的應(yīng)用前景；能闡明利用動物細(xì)胞融合技術(shù)制備單克隆抗體的過程，明確單克隆抗體的重要應(yīng)用價值。3.能簡述受精和胚胎早期發(fā)育基本過程；能簡述體外受精、胚胎移植和胚胎分割的基本原理、操作步驟和應(yīng)用價值；能運(yùn)用胚胎工程的基本概念和原理，對生產(chǎn)和生活中的相關(guān)問題進(jìn)行分析和判斷。細(xì)胞工程細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法,通過細(xì)胞器、細(xì)胞或組織水平上的操作,有目的地獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個體或其產(chǎn)品的一門綜合性的生物工程。原理和方法操作水平目的分類細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)細(xì)胞器、細(xì)胞或組織獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個體或其產(chǎn)品動物細(xì)胞工程和植物細(xì)胞工程細(xì)胞工程內(nèi)容要求——明考向近年考情——知規(guī)律植物組織培養(yǎng)技術(shù)綜合 2023遼寧，2022浙江，2021北京，2021浙江植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用 2023遼寧，2023山東植物體細(xì)胞雜交技術(shù)2023江蘇，2023湖北，2023廣東，2021

影響植物組織培養(yǎng)的因素 2022重慶，2021湖北植物組織的培養(yǎng)及基本過 2022遼寧，2021江蘇，2020北京本節(jié)內(nèi)容考頻較低，常結(jié)合雜交育種、細(xì)胞器、隔離、染色體變異、自由組合定律等內(nèi)容進(jìn)行考查，考查題型有選擇題和填空題，難度適中，常結(jié)合新情境和圖像考察，考察學(xué)生獲取信息能力產(chǎn)生完整生物體分化成其他各種細(xì)胞生物體的每個細(xì)胞中都含有發(fā)育成完整個體所需的全套基因所有的細(xì)胞都表現(xiàn)出全能性選擇性地表達(dá)1.細(xì)胞的全能性考點(diǎn)一、植物細(xì)胞工程一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)體現(xiàn)細(xì)胞全能性的標(biāo)志？細(xì)胞→完整個體或

其他各種細(xì)胞2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)外植體有絲分裂無性生殖植物細(xì)胞的全能性

是指將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。（2）生殖方式：(3）分裂方式：(4)原理：無菌操作——植物組織培養(yǎng)成功的關(guān)鍵。（1）概念：（5）植物組織培養(yǎng)的流程根、芽植物體脫分化再分化培養(yǎng)條件：①無菌②營養(yǎng)物質(zhì)③適宜環(huán)境（溫度、PH、光等）④植物激素：

細(xì)胞分裂素生長素如：胡蘿卜的形成層、菊花幼莖段、月季的花藥…遮光一定的光照芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照排列不規(guī)則，高度液泡化，呈不定型狀態(tài)的薄壁細(xì)胞愈傷組織離體的植物器官、組織或細(xì)胞（外植體）愈傷組織重新分化為芽、根等器官，實(shí)質(zhì)為基因的選擇性表達(dá)失去特有結(jié)構(gòu)和功能，轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞植物激素中生長素和細(xì)胞分裂素是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵。生長素和細(xì)胞分裂素的比例和濃度都會影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。菊花的組織培養(yǎng)流水沖洗→酒精→無菌水→次氯酸鈉溶液→無菌水外植體的制備接種外植體誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生芽生根移栽探究?實(shí)踐幼嫩的菊花莖段30s30min消毒切段無菌→用無菌濾紙吸去表面的水分→用解剖刀將外植體切成0.5～1cm長的小段。取材

一般選用

細(xì)胞或組織塊形成層形成層細(xì)胞由于分裂旺盛，全能性高，容易誘導(dǎo)形成愈傷組織接種時注意外植體的方向，

不要倒插！菊花的組織培養(yǎng)探究?實(shí)踐外植體的制備接種外植體誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生芽生根移栽一般不需要光：培養(yǎng)條件及培養(yǎng)基：提供營養(yǎng)、調(diào)節(jié)滲透壓（將“形態(tài)學(xué)上端”朝上，下端朝下）

有光時，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。①培養(yǎng)溫度：18-220C②一般不需要光照

③激素比例1：1、④提供有機(jī)碳源（蔗糖）注意：先誘導(dǎo)生芽，再誘導(dǎo)生根！生芽：生根：

生長素比例少生長素比例多外植體的制備接種外植體誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生芽生根移栽菊花的組織培養(yǎng)探究?實(shí)踐移栽前，先打開封口膜或瓶蓋，讓試管苗在培養(yǎng)箱內(nèi)生長幾日將試管苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中，長壯后再移栽入土(6)特殊的植物組織培養(yǎng)——花藥離體培養(yǎng)生殖方式為特殊的有性生殖，培養(yǎng)過程中只涉及有絲分裂花藥試管苗脫分化再分化愈傷組織單倍體：植株矮小、高度不育秋水仙素誘導(dǎo)純合品種(1)按照不同的順序使用這兩類激素，會得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)提升使用順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素細(xì)胞既分裂也分化同時使用分化頻率提高簡記為：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化頻率高生長素、細(xì)胞分裂素對植物組織培養(yǎng)的影響(2)當(dāng)同時使用這兩類激素時，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向總結(jié)提升生長素/細(xì)胞分裂素植物細(xì)胞的發(fā)育方向高有利于根的分化、抑制芽的形成低有利于芽的分化、抑制根的形成適中促進(jìn)愈傷組織的生長簡記為：“高”根，“低”芽，“中”愈傷生長素、細(xì)胞分裂素對植物組織培養(yǎng)的影響1.概念：

將不同來源的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成

，并把雜種細(xì)胞培育成

的技術(shù)。雜種細(xì)胞新植物體流動性植物細(xì)胞的全能性體細(xì)胞雜交利用了細(xì)胞膜的

，雜種細(xì)胞培育成雜種植株利用了

。2.原理：打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種6.意義：二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3.生殖方式：4.分裂方式：無性生殖有絲分裂5.可遺傳變異的類型：染色體（數(shù)目）變異7.過程A細(xì)胞B細(xì)胞纖維素酶果膠酶去壁酶解法正在融合的原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁誘融物理法：化學(xué)法：電融合法、離心法等聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法等脫分化再分化移栽植物細(xì)胞融合植物組織培養(yǎng)雜種植株愈傷組織A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體移栽后的植株去壁植物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志

源于選擇性必修3P36“正文”：“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學(xué)家所想象的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯的主要原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。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，所以番茄—馬鈴薯雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)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)源于選擇性必修3P38“練習(xí)與應(yīng)用”2題拓展:科學(xué)家在制備原生質(zhì)體時，有時使用蝸牛消化道提取液來降解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁。據(jù)此分析，蝸牛消化道提取液中可能含有什么成分？理由是什么？提示：纖維素酶和果膠酶。因?yàn)橹参锛?xì)胞的細(xì)胞壁主要由纖維素和果膠組成，利用酶的專一性，在降解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁時要利用纖維素酶和果膠酶。

有關(guān)植物體細(xì)胞雜交的3個易錯點(diǎn)(1)誤認(rèn)為植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果只是形成雜種細(xì)胞。植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果最終要經(jīng)過組織培養(yǎng)形成雜種植株。(2)誤認(rèn)為植物體細(xì)胞雜交屬于有性生殖。植物體細(xì)胞雜交過程中沒有有性生殖細(xì)胞的結(jié)合，因此不屬于有性生殖，應(yīng)為無性生殖。(3)誤認(rèn)為雜種植株的變異類型屬于基因重組。雜種植株的染色體數(shù)通常是兩親本細(xì)胞染色體數(shù)目之和，屬于異源多倍體，所以變異類型為染色體變異。易錯點(diǎn)撥植物體細(xì)胞雜交和有性雜交的辨析歸納拓展根尖、莖尖的分生區(qū)（幾乎不含病毒）作物脫毒保持優(yōu)良性狀快速大量繁殖快速繁殖植物繁殖的新途徑選擇花粉培養(yǎng)單倍體加倍純合子單倍體育種物理、化學(xué)因素誘導(dǎo)產(chǎn)生突變并進(jìn)行篩選突變體利用作物新品種的培育細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)次生代謝物：植物代謝產(chǎn)生一些不是植物基本生命活動所必需的產(chǎn)物。p41三、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用1.植物繁殖的新途徑高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖保持優(yōu)良品種的遺傳特性植物頂端分生區(qū)附近(如莖尖)單倍體育種、

的利用。突變體2.作物新品種的培育(1)次生代謝物：是一類

有機(jī)化合物，在植物抗病、抗蟲等方面發(fā)揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來源。(2)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：人們利用

來獲得目標(biāo)產(chǎn)物，這個過程就是細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。(3)植物細(xì)胞培養(yǎng)：是指在

條件下對單個植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其

的技術(shù)。小分子植物細(xì)胞培養(yǎng)離體增殖3.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)

源于選擇性必修3P41“相關(guān)信息”：初生代謝是生物生長和生存所

的代謝活動，因此，在整個生命過程中一直進(jìn)行著；次生代謝

生物生長所必需的，一般在特定的組織和器官中，并在一定的環(huán)境和時間條件下才進(jìn)行。必需不是課堂小結(jié)1．(2022·浙江溫州)下圖表示植物組織培養(yǎng)過程，下列相關(guān)敘述正確的是(

)A．外植體用化學(xué)試劑消毒后需經(jīng)蒸餾水沖洗才可用于接種B．若外植體是帶側(cè)芽的菊花莖段，則過程①可不經(jīng)脫分化過程C．過程②所需的培養(yǎng)基中無機(jī)鹽濃度比過程①中的高D．過程③需將試管苗置于干旱環(huán)境中培養(yǎng)以適應(yīng)環(huán)境B2．(2022·山東濟(jì)南)科學(xué)家用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，將番茄的原生質(zhì)體和馬鈴薯的原生質(zhì)體融合，成功地培育出了“番茄—馬鈴薯”雜種植株，培育過程如下圖所示，其中①～⑤表示過程，a～f表示細(xì)胞、組織或植株。據(jù)圖回答下列問題：(1)在植物體細(xì)胞雜交技術(shù)中，過程①常用__________________________酶處理植物細(xì)胞以除去細(xì)胞壁。(2)過程②表示_______________________，依據(jù)的生物學(xué)原理是_______________。纖維素酶和果膠誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合細(xì)胞膜具有流動性(3)與過程③密切相關(guān)的具有單層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器是______________________。(4)在利用雜種細(xì)胞培育雜種植株的過程中，依據(jù)的原理是________________________，其中過程④表示____________過程，過程⑤涉及的細(xì)胞分裂方式為________。(5)若番茄細(xì)胞內(nèi)含m條染色體，馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)含n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”雜種植株的體細(xì)胞內(nèi)含_______條染色體；若由雜種細(xì)胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到的植株為幾倍體？_____。(6)如果形成c的原生質(zhì)體a、b來源于同一株番茄，那么更常用且有效地得到番茄植株f的處理方法是________________________________________________________。高爾基體植物細(xì)胞的全能性脫分化有絲分裂m＋n單倍體用適宜濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的番茄種子或幼苗3．(2022·山東泰安)馬鈴薯塊莖中含有大量的淀粉，能為人體提供豐富的熱量，且富含蛋白質(zhì)、氨基酸、多種維生素及礦物質(zhì)，尤其是其中的維生素種類是所有糧食作物中最全的，因此，馬鈴薯成為全球第四大重要糧食作物。馬鈴薯的普通栽培種是同源四倍體，四倍體雜交后代性狀分