高中生物 專題2 細胞工程 2.1《植物細胞工程》（第1課時）植物細胞工程的基本技術(shù)課件 新人教版選修3.ppt

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2 1植物細胞工程 2 1 1植物細胞工程的基本技術(shù) 1 簡述植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交技術(shù)2 嘗試進行植物組織培養(yǎng) 本節(jié)課采用先總后分的方法 先告訴同學們什么是植物體細胞雜交技術(shù) 然后采用問題式教學 設(shè)置問題 逐一分析該雜交過程有采用的方法 通過討論 突破重難點 教師引導 學生回顧胡蘿卜的組織培養(yǎng)過程 教師給以總結(jié) 整個教學都以問題為主線 播放視頻 耕地面積的減少 提出問題 在耕地減少 人口在增加的同時 如何解決人類的糧食問題 引出能否讓一顆植物結(jié)出多種果實 利用有限的土地資源生產(chǎn)更多的糧食 展示圖片 導入今天的主題 番茄 馬鈴薯的雜交 通過教材上的番茄 馬鈴薯實例引入 讓番茄與馬鈴薯雜交 培育出地上結(jié)番茄 地下結(jié)馬鈴薯塊莖的植物 如果要實現(xiàn)這一設(shè)想 你認為可以采用哪些方法 這樣能把學生吸引到本節(jié)課要解決的問題 植物體細胞雜交技術(shù)上 隨后采用問題式教學 設(shè)置問題 結(jié)合學生原有的植物細胞結(jié)構(gòu)特點 酶的特性及植物組織培養(yǎng)技術(shù)的知識 與學生一起討論逐一解答有關(guān)問題 再按教材上的植物體細胞雜交技術(shù)流程圖進行總結(jié) 耕地面積的減少 生殖隔離 植物體細胞雜交技術(shù) 一 概念 將不同種的植物體細胞 在一定條件下融合成雜種細胞 并把雜種細胞培育成新的植物體的技術(shù) 1 不同植物的體細胞完成融合 遇到的第一個障礙是 如何能溫和的去除細胞壁呢 酶解法纖維素酶果膠酶 細胞壁 2 兩個原生質(zhì)體能發(fā)生融合 這與細胞膜的什么特性有關(guān) 細胞膜具有一定的流動性 人工誘導原生質(zhì)體融合的方法 3 兩種來源不同的原生質(zhì)體又如何融合在一起呢 化學介導的細胞融合 優(yōu)點 操作簡便 快速省時且融合效果好 缺點 聚乙二醇 PEG 對細胞有一定的毒性作用 相對分子質(zhì)量越大 毒性越強 在使用前應(yīng)測試PEG對細胞毒性作用及使用條件 包括使用時PEG的實際濃度 作用時間及反應(yīng)溫度等主要因素 電激法 優(yōu)點 是對細胞無毒性 缺點 需要電融合儀 4 若只考慮原生質(zhì)體的兩兩融合 誘導融合后只出現(xiàn)雜種細胞嗎 雜種細胞如何培育出完整的植株呢 篩選 1958年 美國科學家斯圖爾德 F C Steward 將胡蘿卜韌皮部的一些細胞進行培養(yǎng)獲得了完整的胡蘿卜新植株 植物組織培養(yǎng)技術(shù) 植物細胞具有全能性 2 什么是細胞的全能性 已經(jīng)分化的細胞 仍然具有發(fā)育成完整生物體的潛能 1 為什么已分化的植物組織或細胞能培養(yǎng)成完整植物體 在特定的時間和空間條件下 基因選擇性的表達的結(jié)果 4 生物體內(nèi)的細胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性 而是分化成不同的組織器官 生物的每一個細胞都有本物種的全套遺傳物質(zhì) 都有發(fā)育成完整個體的全部基因 3 已分化的細胞為什么具有全能性 5 植物組織培養(yǎng)的過程 離體的植物器官 組織或細胞 愈傷組織 5 植物組織培養(yǎng)的過程 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) 導致培養(yǎng)物迅速死亡 6 在組織培養(yǎng)實驗中 為什么要強調(diào)所用器械的滅菌和實驗人員的無菌操作 7 細胞表現(xiàn)全能性的條件有哪些 細胞離體 無菌條件 一定的營養(yǎng)物質(zhì) 激素和適宜的溫度 PH值 光照 愈傷組織誘導階段的暗培養(yǎng)有利于細胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織 如果在光照條件下容易分化產(chǎn)生維管等組織 不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織 8 為什么要在避光條件下培養(yǎng)愈傷組織 去壁 去壁 纖維素酶果膠酶 原生質(zhì)體 植物細胞 原生質(zhì)體融合 離心 振動 電激等 聚乙二醇 PEG 再生細胞壁 雜種細胞 脫分化 愈傷組織 雜種植株 激素 篩選 激素 再分化 植物體細胞雜交過程示意圖 二 優(yōu)點 克服不同生物遠緣雜交不親和的障礙 出現(xiàn)自然界沒有的新品種 拓展了可用于雜交的親本組合范圍 白菜 紫甘藍 白菜 甘藍 白菜 甘藍 同普通白菜相比 具有生長期短 耐熱性強和易于貯藏等優(yōu)點 三 植物體細胞雜交技術(shù)成果 四 未解決問題 為什么 番茄 馬鈴薯 超級雜種植株沒有如科學家所想像的那樣 地上長番茄 地下結(jié)馬鈴薯 主要原因是 生物基因的表達不是孤立的 它們之間是相互調(diào)控 相互影響的 所以馬鈴薯 番茄雜交植株的細胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質(zhì) 但這些遺傳物質(zhì)的表達受到相互干擾 不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達 雜交植株不能地上長番茄 地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的了 尚未讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀 去壁 去壁 纖維素酶果膠酶 原生質(zhì)體 植物細胞 原生質(zhì)體融合 離心 振動 電激等 聚乙二醇 PEG 再生細胞壁 雜種細胞 脫分化 愈傷組織 雜種植株 激素 篩選 激素 再分化 植物體細胞雜交過程示意圖 1 通過植物組織培養(yǎng) A 獲得的植株都不會出現(xiàn)變異B 可以證明高度分化的細胞也具有全能性C 可以克服遠源雜交不親和的障礙D 可以大量繁育無子番茄 2 下列有關(guān)植物體細胞雜交的敘述不正確的是 A 用酶解法去掉細胞壁 分離出有活力的原生質(zhì)體B 誘導兩種植物細胞的原生質(zhì)體融合 進而形成雜種細胞C 植物體細胞雜交的最終目的是得到細胞的代謝產(chǎn)物D 植物體細胞雜交技術(shù)可用電激法誘導細胞融合 B C 1 步驟 是去掉 最常用的方法是 2 步驟 一般常用的化學試劑是 其應(yīng)用的原理是 3 在利用雜種細胞培育成為雜種植株的過程中 運用的是 技術(shù) 其中步驟 是 過程 該技術(shù)依據(jù)的生物學原理是 4 這項研究對于培養(yǎng)作物新品種方面的重大意義在于能克服 細胞膜 酶解法 聚乙二醇 PEG 細胞膜具有一定的流動性 植物組織培養(yǎng) 脫分化 再分化 植物細胞的全能性 遠緣雜交不親和的障礙 3 圖為植物體細胞雜交過程示意圖 據(jù)圖回答