《2018-2019學(xué)年高中生物 第3章 細胞工程 第1節(jié) 植物細胞工程 第1課時 植物細胞工程的基本技術(shù)課件 北師大版選修3.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中生物 第3章 細胞工程 第1節(jié) 植物細胞工程 第1課時 植物細胞工程的基本技術(shù)課件 北師大版選修3.ppt（34頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第3章第1節(jié)植物細胞工程,第1課時植物細胞工程的基本技術(shù),[目標導(dǎo)讀]1.結(jié)合教材P47圖3－2和實驗內(nèi)容，掌握植物組織培養(yǎng)技術(shù)。2.分析教材P49圖3－3，理解植物體細胞雜交技術(shù)。[重難點擊]1.細胞全能性的含義及其在植物組織培養(yǎng)中的應(yīng)用。2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)。3.植物體細胞雜交技術(shù)。,“春風(fēng)欲擅秋風(fēng)巧，催出幽蘭繼落梅”，素有“天下第一香”之稱的蘭花，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。如何才能滿足人們對蘭花的需求呢？科學(xué)家在細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
2、養(yǎng)。植物組織培養(yǎng)是植物細胞工程的核心技術(shù)，植物細胞工程的基本技術(shù)還有哪些？又在哪些方面得到了應(yīng)用呢？,,,一、植物組織培養(yǎng)技術(shù),,二、植物體細胞雜交技術(shù),達標檢測,內(nèi)容索引,一、植物組織培養(yǎng)技術(shù),1.理論基礎(chǔ)植物細胞的，其含義是具有某種生物的任何一個細胞，都具有發(fā)育成的潛能。2.技術(shù)類型(1)植物的細胞培養(yǎng)：對選定的進行培養(yǎng)，主要的方法是________培養(yǎng)，是植物體細胞雜交、植物細胞核移植、顯微注射和細胞代謝產(chǎn)物大規(guī)模生產(chǎn)等技術(shù)的。,基礎(chǔ)梳理,全能性,全部遺傳信息,完整生物體,植物細胞,細胞懸浮,基礎(chǔ),(2)原生質(zhì)體培養(yǎng)：利用去除植物的細胞壁，可以獲得原生質(zhì)體，原生質(zhì)體培養(yǎng)是和顯微注射技術(shù)的
3、基礎(chǔ)。(3)花粉和花藥培養(yǎng)：快速選育出的植株。(4)植物離體胚培養(yǎng)：分為培養(yǎng)和培養(yǎng)，常用于挽救________的種子幼胚。,纖維素酶和果膠酶,植物體細胞雜交,穩(wěn)定遺傳,幼胚,成熟胚,遠緣雜交,3.實驗：小麥種胚的組織培養(yǎng)(1)實驗原理在特定的營養(yǎng)和激素條件下，小麥的種胚可以形成愈傷組織，然后生成幼苗，進而發(fā)育成完整的小麥植株。(2)方法步驟①將小麥種子在水中浸泡過夜，在上用處理30min后，立即用清洗2～3次。剝離種胚，接種到培養(yǎng)基上，封蓋培養(yǎng)瓶口。②將培養(yǎng)瓶置于23℃～26℃恒溫箱中培養(yǎng)，獲得愈傷組織。,脫分化,再分化,超凈工作臺,次氯酸鈉溶液,無菌水,避光,③將生長狀態(tài)良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到
4、培養(yǎng)基上，置于23℃～26℃的恒溫箱中培養(yǎng)，獲得幼苗。④當(dāng)幼苗生長到3～4cm時，轉(zhuǎn)接到培養(yǎng)基上，繼續(xù)光照培養(yǎng)。⑤對幼苗進行7d煉苗處理，然后移栽到土壤中。4.植物組織培養(yǎng)的概念在和的條件下，將的植物器官、組織、細胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，最終誘導(dǎo)產(chǎn)生、或完整的植株。,分化,生根,無菌,人工控制,離體,愈傷組織,叢芽,光照,以下是利用胡蘿卜的組織進行植物組織培養(yǎng)的過程，請分析：,互動探究,答案脫分化、再分化。,答案,1.①②分別表示什么過程？,2.在植物組織培養(yǎng)過程中，為什么要進行一系列的消毒、滅菌，并且要求無菌操作？,答案防止雜菌污染。雜菌能在培養(yǎng)基上迅速生長消耗營養(yǎng)
5、，且有些雜菌會危害培養(yǎng)物的生長。,答案,3.若培養(yǎng)物取自植物的幼莖、葉片等含有葉綠體的部位，愈傷組織中是否會含有葉綠體？,答案培養(yǎng)物經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化的細胞，故愈傷組織中不會含有葉綠體。,答案,4.植物組織培養(yǎng)中的脫分化階段，培養(yǎng)的組織細胞是自養(yǎng)型還是異養(yǎng)型？為什么？,答案脫分化過程中細胞營異養(yǎng)生活，因為此時細胞沒有葉綠體，并且一般要避光培養(yǎng)，無法進行光合作用。,答案,解析圖中A為脫分化過程，B為再分化過程。A過程需避光培養(yǎng)，B過程需光照培養(yǎng)。,活學(xué)活用,1.如圖所示為胡蘿卜的韌皮部細胞通過無菌操作接入試管后，在一定的條件下，形成試管苗的培育過程。請據(jù)圖回答下列問
6、題：,答案,解析,(1)要促進細胞分裂生長，培養(yǎng)基中應(yīng)有營養(yǎng)物質(zhì)和激素。營養(yǎng)物質(zhì)包括_______和小分子有機物，激素包括細胞分裂素和________兩類植物激素。,無機物,生長素,(2)此過程依據(jù)的原理是_____________。A和B階段主要進行的分裂方式是_________，B階段除了細胞分裂外，還進行細胞______等。(3)此過程要無菌操作，主要是指對_______進行滅菌消毒。B階段需要光照，原因是________________________________________________。(4)試管苗的根細胞沒有葉綠素，而葉肉細胞具有葉綠素，這是基因___________的
7、結(jié)果。,答案,細胞的全能性,有絲分裂,分化,培養(yǎng)基,芽發(fā)育成葉，葉肉細胞中葉綠素的合成需要光照條件,選擇性表達,(1)實驗成功的關(guān)鍵是避免微生物污染，所有實驗用具需嚴格滅菌，確保實驗過程無菌操作。(2)培養(yǎng)基中必須含有植物生長所必需的全部營養(yǎng)，如礦質(zhì)元素、糖、維生素等。(3)離體的植物細胞、組織和器官脫分化形成愈傷組織時，需避光培養(yǎng)；再分化時，卻要在光照條件下進行。(4)再分化過程是先進行生芽培養(yǎng)，再進行生根培養(yǎng)。,題后歸納,植物組織培養(yǎng)的注意事項,(5)植物激素，特別是生長素和細胞分裂素的配比對器官的發(fā)生具有一定的影響。比值高時，有利于根的分化，抑制芽的形成；比值低時，有利于芽的分化，抑制根
8、的形成；比值適中時，促進愈傷組織的生長，不分化。,二、植物體細胞雜交技術(shù),1.概念植物體細胞雜交就是將不同種的植物體細胞在一定條件下融合成，并把培育成完整植物體的技術(shù)。2.原理：細胞膜的性和植物細胞的性。3.過程(1)用和除去細胞壁，制備原生質(zhì)體。(2)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合：方法有物理法和化學(xué)法兩大類。物理法包括__________________等；化學(xué)法一般用誘導(dǎo)。(3)雜種細胞再生出的過程，這是原生質(zhì)體融合成功的標志。(4)進行植物組織培養(yǎng)，獲得雜種植株。,基礎(chǔ)梳理,原生質(zhì)體,雜種細胞,雜種細胞,流動,全能,纖維素酶,果膠酶,離心、,振動、電刺激,聚乙二醇(PEG),細胞壁,4.優(yōu)點：克服的
9、障礙，大大擴大了可用于雜交的親本組合范圍。5.未解決的問題：還不能讓雜種植物按人們的要求表現(xiàn)出親代的性狀。6.植物細胞工程的概念利用和的原理和方法，以為基本單位進行培養(yǎng)增殖或按照人們的意愿來細胞的某些生物學(xué)特征，從而獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合技術(shù)。,遠緣雜交不親和,細胞生物學(xué),分子生物學(xué),植物細胞,改造,下圖是兩種植物進行植物體細胞雜交的過程，請分析：,互動探究,答案細胞壁阻礙細胞間的融合。用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁。,答案,1.將來自不同植物的兩個體細胞融合時，首先遇到的障礙是什么？怎樣解除此障礙？,2.將兩個不同種的植物細胞A和B去除細胞壁后，經(jīng)一定的方法促融，常用的化學(xué)促融劑是什么？如果只
10、考慮兩兩融合，可以形成幾種融合細胞？哪種融合細胞才是符合要求的？答案聚乙二醇；三種(AA、BB、AB)，AB融合細胞才是符合要求的。3.雜種植物在遺傳上有何特點？從染色體組成上看雜種植株的變異屬于哪一種？答案遺傳物質(zhì)來自兩個親本，具有雙親的遺傳性狀。染色體數(shù)目變異。,答案,4.與傳統(tǒng)有性雜交相比，植物體細胞雜交技術(shù)的優(yōu)點是什么？,答案克服了植物遠緣雜交不親和的障礙，打破了物種之間的生殖隔離。,答案,活學(xué)活用,2.如圖為“番茄—馬鈴薯”的培育過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是,答案,解析,A.獲得a、b細胞需要胰蛋白酶和果膠酶B.誘導(dǎo)a、b細胞融合的化學(xué)試劑一般用秋水仙素C.a、b細胞融合為c細胞的原
11、理是生物膜具有流動性D.d、e、f過程表示植物的組織培養(yǎng)過程，e、f分別為脫分化和再分化,√,解析植物體細胞在雜交之前，必須先利用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體；誘導(dǎo)a、b細胞融合的化學(xué)試劑一般用聚乙二醇；a、b細胞融合為c細胞的原理是細胞膜的流動性；d、e分別為脫分化和再分化。,體細胞雜交過程中涉及的遺傳知識,知識拓展,(1)從生殖類型上看，植物體細胞雜交技術(shù)沒有生殖細胞的形成和結(jié)合，應(yīng)屬于無性生殖，變異類型應(yīng)是染色體數(shù)目的變異，但由于含有兩個親本的遺傳物質(zhì)，因此具有兩個親本的遺傳性狀。(2)體細胞雜交即兩個細胞融合成一個細胞，不管染色體、基因組還是染色體組都采用直接相加
12、的方法。,,,,,,學(xué)習(xí)小結(jié),植物細胞工程的基本技術(shù),,,理論基礎(chǔ)：_____________,常用技術(shù),脫分化,,,再分化,植物組織培養(yǎng)：______________________,愈傷組織,根、芽(或胚狀體)植物個體,,植物體細胞雜交,,過程：兩個植物細胞,,、,纖維素酶,果膠酶,原生質(zhì)體,,電刺激或聚乙二醇,原生質(zhì)體融合,,再生,細胞壁,雜種細胞,脫分化,,愈傷組織,,再分化,雜種植株,意義：克服了，大大擴展了可用于雜交的親本組合范圍,細胞的全能性,離體的細胞、組織和器官,遠緣雜交不親和的障礙,達標檢測,1,2,3,4,5,1.下列哪種細胞的全能性最容易得到表達A.青蛙的皮膚細胞B.胡
13、蘿卜的韌皮部細胞C.小白鼠的肝臟細胞D.胡蘿卜的形成層細胞,解析細胞分化程度越低，全能性越容易表達，青蛙的皮膚細胞和胡蘿卜的韌皮部細胞都是高度分化的細胞，小白鼠的肝臟細胞和胡蘿卜的形成層細胞都具有分生能力，但植物細胞的全能性比動物細胞更容易表達，故胡蘿卜的形成層細胞的全能性最容易表達。,√,解析,答案,1,2,3,4,5,2.如圖為植物組織培養(yǎng)過程，有關(guān)說法不正確的是,解析試管中的試管苗來源相同，都是通過植物組織培養(yǎng)發(fā)育而成的，植株的基因型相同，但不一定是純合體。,解析,答案,A.b試管中細胞全能性最高B.d試管中培育出的個體都是純合體C.a→b的過程不需要光照D.a→d的細胞分裂方式都是有絲
14、分裂,√,1,2,3,4,5,3.植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件和增殖方式是A.脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件；減數(shù)分裂B.導(dǎo)入其他植物細胞的基因；有絲分裂C.將成熟篩管的細胞核移植到去核的卵細胞內(nèi)；減數(shù)分裂D.脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件；有絲分裂,解析植物細胞表現(xiàn)全能性的條件：①細胞離體和適宜的外界條件；②一定的營養(yǎng)(無機、有機成分)和植物激素。植物細胞經(jīng)組織培養(yǎng)形成植物體的過程，包括脫分化和再分化兩個重要的步驟，在這兩個過程中細胞都是通過有絲分裂方式進行增殖的，故選D。,√,解析,答案,1,2,3,4,5,4.A種植物細胞(基因型為Aa)、B種植物細胞(基因型為Bb)去掉細
15、胞壁后，誘導(dǎo)兩種細胞的原生質(zhì)體融合，形成單核的雜種細胞。則經(jīng)過組織培養(yǎng)得到的雜種植株是A.二倍體，基因型為AaBbB.二倍體，基因型為AAaaBBbbC.四倍體，基因型為AaBbD.四倍體，基因型為AAaaBBbb,√,答案,(1)圖中①過程獲得的細胞是正常植物體經(jīng)_________形成的，在這一過程中的染色體的變化是__________________________________________________________________。(2)要順利完成③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
16、形成的細胞與正常體細胞相比，具有______________________________的特點。,1,2,3,4,5,5.如圖表示植物組織培養(yǎng)過程，請回答下列問題：,答案,減數(shù)分裂,染色體復(fù)制一次，細胞分裂兩次，子細胞中染色體,數(shù)目是親代細胞的一半,有機營養(yǎng)物質(zhì),植物激素,排列疏松、高度液泡化、細胞壁薄,1,2,3,4,5,(3)從過程④的結(jié)果看，它的本質(zhì)是______________________________________________。(4)某人在探究細胞脫分化和再分化的實驗中，得到了如下結(jié)果：①只有細胞分裂素時，組織塊產(chǎn)生愈傷組織②細胞分裂素＝生長素時，愈傷組織不分化③細胞分裂素＞生長素時，愈傷組織分化出芽④細胞分裂素＜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？____________________________________________________________。,答案,基因在特定的時間和空間條件下選擇,性表達的結(jié)果,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,
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