《2018-2019學(xué)年高中生物 第3章 細(xì)胞工程 第1節(jié) 植物細(xì)胞工程 第1課時 植物細(xì)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(xì)胞工程 第1節(jié) 植物細(xì)胞工程 第1課時 植物細(xì)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(xì)胞工程,第1課時植物細(xì)胞工程的基本技術(shù),[目標(biāo)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(xì)胞雜交技術(shù)。[重難點擊]1.細(xì)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(xì)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(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
2、養(yǎng)。植物組織培養(yǎng)是植物細(xì)胞工程的核心技術(shù)，植物細(xì)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(xì)胞雜交技術(shù),達(dá)標(biāo)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(xì)胞的，其含義是具有某種生物的任何一個細(xì)胞，都具有發(fā)育成的潛能。2.技術(shù)類型(1)植物的細(xì)胞培養(yǎng)：對選定的進(jìn)行培養(yǎng)，主要的方法是________培養(yǎng)，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)梳理,全能性,全部遺傳信息,完整生物體,植物細(xì)胞,細(xì)胞懸浮,基礎(chǔ),(2)原生質(zhì)體培養(yǎng)：利用去除植物的細(xì)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(xì)胞雜交,穩(wěn)定遺傳,幼胚,成熟胚,遠(yuǎn)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(jìn)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(jìn)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(xì)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(jìn)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(jìn)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(xì)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(xì)胞是自養(yǎng)型還是異養(yǎng)型？為什么？,答案脫分化過程中細(xì)胞營異養(yǎng)生活，因為此時細(xì)胞沒有葉綠體，并且一般要避光培養(yǎng)，無法進(jìn)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(xì)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(jìn)細(xì)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(jī)物，激素包括細(xì)胞分裂素和________兩類植物激素。,無機(jī)物,生長素,(2)此過程依據(jù)的原理是_____________。A和B階段主要進(jìn)行的分裂方式是_________，B階段除了細(xì)胞分裂外，還進(jìn)行細(xì)胞______等。(3)此過程要無菌操作，主要是指對_______進(jìn)行滅菌消毒。B階段需要光照，原因是________________________________________________。(4)試管苗的根細(xì)胞沒有葉綠素，而葉肉細(xì)胞具有葉綠素，這是基因___________的
7、結(jié)果。,答案,細(xì)胞的全能性,有絲分裂,分化,培養(yǎng)基,芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照條件,選擇性表達(dá),(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(yán)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(xì)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(jìn)行。(4)再分化過程是先進(jìn)行生芽培養(yǎng)，再進(jìn)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(xì)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(jìn)愈傷組織的生長，不分化。,二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù),1.概念植物體細(xì)胞雜交就是將不同種的植物體細(xì)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(xì)胞膜的性和植物細(xì)胞的性。3.過程(1)用和除去細(xì)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(xì)胞再生出的過程，這是原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志。(4)進(jìn)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(xì)胞,雜種細(xì)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(xì)胞壁,4.優(yōu)點：克服的
9、障礙，大大擴(kuò)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(xì)胞工程的概念利用和的原理和方法，以為基本單位進(jìn)行培養(yǎng)增殖或按照人們的意愿來細(xì)胞的某些生物學(xué)特征，從而獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合技術(shù)。,遠(yuǎn)緣雜交不親和,細(xì)胞生物學(xué),分子生物學(xué),植物細(xì)胞,改造,下圖是兩種植物進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交的過程，請分析：,互動探究,答案細(xì)胞壁阻礙細(xì)胞間的融合。用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁。,答案,1.將來自不同植物的兩個體細(xì)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(xì)胞A和B去除細(xì)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(xì)胞？哪種融合細(xì)胞才是符合要求的？答案聚乙二醇；三種(AA、BB、AB)，AB融合細(xì)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(xì)胞雜交技術(shù)的優(yōu)點是什么？,答案克服了植物遠(yuǎn)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(xì)胞需要胰蛋白酶和果膠酶B.誘導(dǎo)a、b細(xì)胞融合的化學(xué)試劑一般用秋水仙素C.a、b細(xì)胞融合為c細(xì)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(xì)胞在雜交之前，必須先利用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體；誘導(dǎo)a、b細(xì)胞融合的化學(xué)試劑一般用聚乙二醇；a、b細(xì)胞融合為c細(xì)胞的原理是細(xì)胞膜的流動性；d、e分別為脫分化和再分化。,體細(xì)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(xì)胞雜交技術(shù)沒有生殖細(xì)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(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(xì)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(xì)胞雜交,,過程：兩個植物細(xì)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(xì)胞壁,雜種細(xì)胞,脫分化,,愈傷組織,,再分化,雜種植株,意義：克服了，大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍,細(xì)胞的全能性,離體的細(xì)胞、組織和器官,遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,達(dá)標(biāo)檢測,1,2,3,4,5,1.下列哪種細(xì)胞的全能性最容易得到表達(dá)A.青蛙的皮膚細(xì)胞B.胡
13、蘿卜的韌皮部細(xì)胞C.小白鼠的肝臟細(xì)胞D.胡蘿卜的形成層細(xì)胞,解析細(xì)胞分化程度越低，全能性越容易表達(dá)，青蛙的皮膚細(xì)胞和胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞都是高度分化的細(xì)胞，小白鼠的肝臟細(xì)胞和胡蘿卜的形成層細(xì)胞都具有分生能力，但植物細(xì)胞的全能性比動物細(xì)胞更容易表達(dá)，故胡蘿卜的形成層細(xì)胞的全能性最容易表達(dá)。,√,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(xì)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(xì)胞分裂方式都是有絲
14、分裂,√,1,2,3,4,5,3.植物細(xì)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(xì)胞的基因；有絲分裂C.將成熟篩管的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)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(xì)胞表現(xiàn)全能性的條件：①細(xì)胞離體和適宜的外界條件；②一定的營養(yǎng)(無機(jī)、有機(jī)成分)和植物激素。植物細(xì)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(xì)胞都是通過有絲分裂方式進(jìn)行增殖的，故選D。,√,解析,答案,1,2,3,4,5,4.A種植物細(xì)胞(基因型為Aa)、B種植物細(xì)胞(基因型為Bb)去掉細(xì)
15、胞壁后，誘導(dǎo)兩種細(xì)胞的原生質(zhì)體融合，形成單核的雜種細(xì)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(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③過程，除了需要各種無機(jī)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(xì)胞與正常體細(xì)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(xì)胞分裂兩次，子細(xì)胞中染色體,數(shù)目是親代細(xì)胞的一半,有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì),植物激素,排列疏松、高度液泡化、細(xì)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(xì)胞脫分化和再分化的實驗中，得到了如下結(jié)果：①只有細(xì)胞分裂素時，組織塊產(chǎn)生愈傷組織②細(xì)胞分裂素＝生長素時，愈傷組織不分化③細(xì)胞分裂素＞生長素時，愈傷組織分化出芽④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？____________________________________________________________。,答案,基因在特定的時間和空間條件下選擇,性表達(dá)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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