最新人教版生物选修3精品课件211植物细胞工程的基本技术精选文档PPT文档.ppt

21植物细胞工程21.1植物细胞工程的基本技术,学习导航1.了解细胞工程的含义。2.掌握植物组织培养技术的过程及用途。重点3.理解植物体细胞杂交技术的过程。重点,一、细胞工程的含义1.原理和方法：_和分子生物学。2.操作水平：_或细胞器水平。3.目的：按照人的意愿来改变细胞内的_或获得细胞产品。4.分类：_和动物细胞工程。,细胞生物学,细胞水平,遗传物质,植物细胞工程,二、细胞的全能性1.含义：具有某种生物_的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，也就是说，每个生物细胞都具有_的特点。2.现实表现：在生物的生长发育过程中,细胞并不会表现全能性,而是分化成各种_。,全部遗传信息,全能性,组织,3.原因：在特定时间和空间条件下，细胞中的基因会_地表达出各种_，分化形成不同的细胞，从而构成生物体的不同组织和器官。三、植物组织培养技术1.原理：植物细胞具有_，理论上具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成_的潜能。,选择性,蛋白质,全能性,完整个体,愈伤组织,器官,无菌,愈伤组织,3.脱分化和再分化(1)脱分化：已分化的细胞经过诱导后，失去其特有的_而转变成未分化细胞的过程。(2)再分化：处于脱分化状态的愈伤组织在一定的培养条件下，又可以_出幼根和芽，形成完整的小植株。,结构和功能,再分化,想一想1诱导愈伤组织分化时需要的植物激素主要有哪些？【提示】生长素和细胞分裂素。,原生质体,原生质体融合,3.融合成功的标志：杂种细胞再生出_。4.意义：克服不同种生物_的不亲和性。想一想2植物细胞A和B去除细胞壁后的原生质体融合就有几种？【提示】三种，AA、BB、AB。,细胞壁,远缘杂交,要点一植物细胞的全能性1.原因：分化的体细胞(或细胞核)具有本物种个体发育所需要的全部基因。2.体现：在适合条件(如离体状态等)下，有些分化的细胞能恢复分裂、重新分化并发育成完整的新个体。,3.全能性大小比较：(1)受精卵(最高)卵细胞(精子)体细胞；(2)植物体细胞动物体细胞；(3)胚胎干细胞其他干细胞体细胞。4.植物细胞表达全能性的条件(1)离体条件。(2)无菌操作(防止杂菌污染)。(3)种类齐全、比例适当的营养物质。,(4)适宜物质的诱导和调节(激素主要是生长素、细胞分裂素等)。(5)温度、酸碱度、光照的控制等。特别提醒细胞全能性是指细胞具有发育成完整个体的潜能，只有形成了完整个体才是细胞全能性的表现。细胞全能性的表现或证明，必须同时具备“高度分化”、“离体”和“完整个体”三个条件。,下列围绕有关细胞全能性的叙述，正确的是()A植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因B高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性C植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同D紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性,【解析】A项，细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因，而配子也具有这样的全套基因，同样具有全能性，A项错误；C项，植物体内细胞没有表现出全能性，这是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果，C项错误；D项,种子发育成植株,是正常生命历程，不属于全能性。只有B项是正确的，细胞全能性的表达前提是离体培养的细胞、组织或器官。【答案】B,互动探究(1)本题B项中要获得成功除了离体条件外，还需要什么条件？(2)结合本题D项，试分析在植物体上长出新芽，并进一步发育成枝条，这是细胞全能性的反映吗？,【提示】(1)植物细胞全能性的条件，除了离体外，还需要种类齐全、比例合适的营养物质和一定植物激素，另外操作中还要注意无菌、控制适宜温度和光等。(2)这不是全能性的反映，植物体上长出新芽，这是细胞分化的结果(基因选择性表达的结果)。,【探规寻律】(1)全能性一定是在一个细胞(或细胞核)发育成完整个体中体现出来，反之，不能称为全能性。如用干细胞培育成某一器官，其过程不属于细胞的全能性。(2)全能性的原理是细胞具有发育成完整个体所必需的“全套”基因而不是“全部”基因,因此生物的配子中有全套基因，同样具有全能性。,要点二植物的组织培养1.植物组织培养中脱分化与再分化过程的比较,2.植物激素在植物组织培养中的作用,特别提醒(1)植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具都必须严格灭菌，接种过程要进行严格的无菌操作。(2)脱分化培养愈伤组织时要避光(如果此时进行光照，容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织)，但再分化过程要有光照，这样有利于诱导形成叶绿素。,如图表示植物组织培养过程：,(1)图中过程获得的细胞是正常植物体经_形成的，在这一过程中染色体的变化是_。,(2)要顺利完成过程，除了需要各种无机营养物质外,还需要在培养基中加入_、_(两类不同功能的物质)。该过程形成的细胞与正常体细胞相比，具有_的特点。,(3)从过程的结果看，它的实质是_。(4)某人在探究细胞脱分化和再分化的实验中,得到了如下结果：只有细胞分裂素时，组织块产生愈伤组织细胞分裂素生长素时，愈伤组织不分化细胞分裂素生长素时，愈伤组织分化出芽细胞分裂素生长素时，愈伤组织分化出根,由实验结果，你能得出什么结论？_。,【答案】(1)减数分裂染色体复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染色体数目是亲代细胞中的一半(2)有机营养物质植物激素排列疏松、高度液泡化、细胞壁薄(3)基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果(4)植物激素的种类和含量不同，对愈伤组织的形成和分化的影响不同,【易误警示】脱分化和再分化不能在同一培养基上完成，需配制三种生长素、细胞分裂素不同浓度的培养基，中间经过两次转接,才可顺利完成脱分化和再分化过程。一般过程是：在脱分化培养基上形成的愈伤组织，转接到生芽培养基上，待长出丛芽后，再转接到生根培养基上，促其生根。,变式训练(2012太原五中高二检测)下图表示基因型为AaBb的水稻的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。下列相关叙述错误的是(),A愈伤组织是花粉细胞通过有丝分裂后形成的不规则的细胞团B在愈伤组织的形成过程中，必须从培养基中获得水、无机盐和小分子的有机物等营养物质C为促进花粉细胞分裂生长，在培养基中应加入适宜浓度的生长素等植物激素D试管苗可能出现的基因型有AABB或AAbb或aaBB或aabb,解析：选D。花粉是通过减数分裂形成的，其基因型为AB或Ab或aB或ab，由花粉发育而来的个体未经秋水仙素处理，是单倍体。,要点三植物体细胞杂交技术1.原理：细胞膜的流动性(植物体细胞杂交)、植物细胞的全能性(植物组织培养)。,2.操作流程,3.应用：植物体细胞杂交克服了植物远缘杂交不亲和的障碍，在培育作物新品种方面具有广阔的应用前景。如科学家已经培育出了白菜甘蓝等种间杂种。,特别提醒(1)杂种细胞产生的标志是新细胞壁的形成，植物体细胞杂交技术完成的标志是得到杂种植株。(2)植物体细胞杂交技术包括植物细胞融合和植物组织培养两个过程。(3)从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术没有有性生殖细胞的形成和结合，应属于无性生殖，变异类型应是染色体数目的变异。,据图回答下列问题：,(1)过程是用_处理细胞的细胞壁，后经过程诱导原生质体融合，实际融合的过程中原生质体可能会形成_种细胞团(只考虑两个细胞融合的情况)。是_的过程，与此过程密切相关的细胞器是_。,(2)在过程培养中,除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外，还需要在培养基中加入_。同时，在培养过程中，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程中必须保证_。,(3)若番茄细胞内含A条染色体，马铃薯细胞内含B条染色体，将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培育(假设能成功)，得到的后代应含_条染色体，还必须用_来处理幼苗，才能得到可育的番茄马铃薯植株，此时体细胞中含有_条染色体。(4)若番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，则杂种植株为_倍体。,解析：(1)分析题图已知，图中表示酶解法去除细胞壁的过程，此过程中所用的酶是纤维素酶和果胶酶。过程是人工诱导细胞融合的过程，如果只考虑两个细胞融合的情况，则会有番茄细胞番茄细胞、番茄细胞马铃薯细胞、马铃薯细胞马铃薯细胞三种细胞团；是融合后的原生质体重新生出细胞壁的过程，植物细胞中的高尔基体与细胞壁的形成关系密切。,(4)二倍体番茄和四倍体马铃薯体细胞杂交得到的是异源六倍体。,变式训练(2012北京海淀区高二检测)下图为“番茄马铃薯”的培育过程示意图，有关叙述正确的是(),A获得a、b细胞需要胰蛋白酶和果胶酶B诱导a、b细胞融合的化学试剂一般用秋水仙素Ca、b细胞融合为c细胞的原理是生物膜具有流动性Dd、e、f过程表示植物的组织培养过程,e、f分别为脱分化和再分化,解析：选C。植物体细胞在杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体；a、b细胞融合为c细胞的原理是细胞膜的流动性，诱导a、b细胞融合的化学试剂一般用聚乙二醇，d、e分别为脱分化和再分化。,