人教版 (2019)选择性必修3植物细胞工程教学演示ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修3植物细胞工程教学演示ppt课件，共49页。PPT课件主要包含了细胞工程，第2章细胞工程，细胞的全能性，植物组织培养等内容，欢迎下载使用。
细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。
哈伯兰特提出了细胞全能性的理论，但相关的实验尝试没有成功。
斯图尔德等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。
科金用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获得了原生质体。
古哈等在培养毛曼陀罗的花药时，首次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。
卡尔森诱导烟草种间原生质体融合，获得了第一株体细胞种间杂种植株。
土壤农杆菌的Ti质粒被发现。之后，该质粒应用于植物分子生物学领域，促进了植物细胞工程与分子生物学技术的紧密结合。
植物细胞工程的发展历程
第1节 植物细胞工程（第一课时）
结合“菊花的组织培养”的实验操作，尝试设计植物组织培养技术的流程简图（科学探究）
简述植物组织培养和植物体细胞杂交的原理和过程（生命观念）
查阅资料，尝试探究植物生长素和细胞分裂素使用比例对植物组织培养的影响（社会责任、科学探究）
情境材料一：从社会中来
“其芽葺葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕。迨夫花开,凝晴瀼露,万态千妍,薰风自来,四坐芬郁,岂非入兰室乎!岂非有国香乎!”这是我国历史上第一部兰谱——《金漳兰谱》（宋·赵时庚）中对兰花的一段描述。从古至今，我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜欢兰花。但是兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低；传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长，繁殖率低等问题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。
问题1:你知道世界上最贵的兰花吗？如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？
世界上最贵的兰花1500万/株——幽灵兰（视频）
I have a dream!
利用植物组织培养技术可以大量、快速地培育兰花。
一、植物细胞工程的基本技术
问题2:为什么植物组织或细胞能培养成完整植物体？
细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，即细胞的全能性。
植物组织培养的基本原理
在生物的生长发育过程中，为什么不是所有的细胞都表现出全能性？
生物体所有细胞全能性大小都一致吗？全能性与细胞分化的关系？
体细胞具有全能性的根本原因是什么？
细胞表现全能性的条件有哪些？
合作探究一：请同学们自主阅读教材P34-35，小组合作思考讨论完成问题。
高度分化的细胞仍含有该物种的全部遗传信息，具有发育成完整个体所需要的全套基因。
（1）受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细胞（2）植物细胞＞动物细胞
一般情况下，随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。
3.生物体内细胞并不都表现全能性原因：
生物体内的细胞在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性的表达，即发生细胞分化。如芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。
4.表现出全能性的条件：
1958年Steward利用胡萝卜韧皮部诱导分化产生了胚状体，这是人类第一次获得了人工胚状体，并获得个体植株。
（必修一 P118-121）
请从条件、关键因素、产物等方面比较脱分化和再分化异同。
什么是脱分化?再分化?愈伤组织？
概述植物组织培养的概念及基本过程（用文字和箭头表示植物组织培养的流程）？
在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？
合作探究二：请同学们自主阅读教材P35-36，小组合作思考讨论完成问题。
是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
2.植物组织培养的流程：
离体培养的植物器官、组织或细胞
无组织结构、松散的薄壁细胞团
离体条件下已分化的细胞经过诱导，失去特有的结构和功能，重新获得分裂能力
愈伤组织能重新分化成芽、根等器官
已分化细胞，失去其特有结构和功能而转变成未分化的细胞的过程。
细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、不定形的薄壁组织团块。
愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。
3.脱分化与再分化的比较：
生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。它们的浓度、比例都会影响植物细胞的发育方向。
4.决定植物脱分化、再分化的关键因素：
巧记：高根低芽中愈伤
探究.实践：菊花的组织培养
（1）了解植物组织培养的基本原理（2）了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例对菊花愈伤组织形成和分化的影响（3）尝试进行植物组织培养
(容易诱导形成愈伤组织)
(2)体积分数为70%的酒精：
对手、超净工作台、外植体进行消毒
(3)质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液:
水（去离子水）、无机营养（大量元素、微量元素）、有机营养（蔗糖、维生素、氨基酸）、天然附加物、植物激素（生长素、细胞分裂素等）
①接种到诱导愈伤组织培养基形成愈伤组织培养温度：18-220C、避光
有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
注意：若先生根后面就不易生芽
培养15~20天后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将 幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情 况，适时浇水、施肥，直至开花。
固体基质型，含水量高、蓄水性强、透性好，适合栽培
珍珠岩 ,珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，有弧形或圆形裂隙，如珍珠的结构，所以被命名为珍珠岩 。
蛭石是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。
培养条件：①无菌②营养物质③适宜环境条件（温度、PH、光等）④植物激素： 细胞分裂素 生长素
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照
试管苗一般在高湿、弱光、恒温等条件下培养生长试管苗的光合作用能力弱，在移栽前应给予较强光照闭瓶炼苗，以促进幼苗向自养苗转化。
(1)植物体的任何细胞都具有全能性，也都能表现出全能性(　　)(2)脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程(　　)(3)在植物组织培养时，对外植体要进行灭菌处理(　　)(4)诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基完全一样(　　)
2．铁皮石斛是非常好的药材，但因为铁皮石斛自然繁殖力极弱，生长缓慢，再加上人们掠夺式采挖，资源已接近枯竭，植物组织培养技术为铁皮石斛的繁殖提供了新思路。下列相关叙述正确的是（ ）
A．利用铁皮石斛的体细胞进行组织培养的过程中发生了染色体数目的变异B．诱导愈伤组织形成和后续培养过程中，每日需要给予适当时间和适当强度的光照C．为获得无菌培养物，除了要无菌操作外，还需要对铁皮石斛的外植体进行严格灭菌D．植物组织培养过程中用适当诱变因素处理，可能筛选到高产的突变体进而培养成新品种
3．植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为：建立无菌培养物→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是（ ）
A．建立无菌培养物时需分别用酒精和次氯酸钠溶液对叶片、茎尖、花药等进行消毒处理B．外植体需置于脱分化培养基中，诱导形成不定形的愈伤组织，此组织细胞全能性较高C．生根培养基中细胞分裂素与生长素的含量比值应大于1，生根培养需给予适当时间的光照D．若培育的是耐盐植株，则可将获得的试管苗移栽于含高盐土壤中进行筛选后，再推广栽培
4．将胡萝卜韧皮部细胞放入培养基中培养，最后能形成胡萝卜植株。与该过程相关的叙述，错误的是（ ）
A．高度分化的植物细胞仍具有细胞的全能性B．该过程会发生细胞的分裂，无细胞的衰老C．培养过程中，细胞中的基因会选择性表达D．该技术可用于快速繁殖花卉和蔬菜等作物
5．下图是利用三倍体香蕉的茎尖培养脱毒香蕉植株的过程示意图。下列叙述正确的是（　　）
A．过程①~③中发生了有丝分裂和减数分裂B．对香蕉进行花药培养可获得单倍体C．过程②为脱分化D．X代表愈伤组织
6．浠水县清泉镇金宝山村通过植物组织培养复壮中药材白芨种苗，带动周边400 多名农民增收致富。下列有关植物组织培养的说法正确的是（　　）
A．植物组织培养时，对外植体可用75%的酒精进行灭菌B．取白芨茎尖进行植物组织培养，可获得不带病毒的抗病毒苗C．植物组织培养一般先诱导生芽后诱导生根D．诱导愈伤组织形成时需要每日给予适当时间的光照
7．某种名贵植物通常用无性繁殖的方式进行繁殖，但容易将感染的病毒传给后代。某技术中心计划获取该种植物的脱毒苗，技术路线如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．制备培养基时需要在培养基中添加琼脂等成分B．外植体可以选择该种植物的茎尖分生组织C．生长素/细胞分裂素的值较高时有利于根的分化D．由愈伤组织到脱毒苗需要经过脱分化、再分化等过程
8．为提高黄瓜的耐盐性，某科研小组进行了植物细胞工程学的尝试，其基本流程如下图。有关说法正确的是（　　）
A．①处配制的MS培养基的大量元素中不需要包含碳元素B．②处使用的固体培养基需要添加一系列浓度梯度的氯化钠溶液C．③处通过植物激素诱导出体细胞胚属于器官发生途径D．④处常用秋水仙素处理，体现了植物细胞的全能性
9．阳光玫瑰葡萄香味浓郁，甜度较高，深受人们的喜爱，但在种植过程中易受病毒感染，导致产量降低，品质变差。某兴趣小组采用植物组织培养技术脱去病毒，下列相关叙述错误的是（ ）
A．茎尖分生区细胞内的病毒少，甚至无病毒，可作为外植体B．茎尖分生区不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达C．离体的茎尖含有本物种全套的遗传信息，具有全能性D．脱分化和再分化使用的培养基中激素的种类和比例都不同
10．我国科学家屠呦呦因发现青蒿素可以有效降低疟疾患者的死亡率而获得诺贝尔生理奖或医学奖。研究人员在对黄花蒿进行组织培养时，发现其愈伤组织中没有青蒿素，但由愈伤组织再分化形成的芽和苗中均有青蒿素。下列叙述正确的是（ ）
A．青蒿素是黄花蒿细胞生长所必需的物质B．选取黄花蒿的花粉作外植体，经培养后获得的植株为单倍体C．从愈伤组织中不能提取出青蒿素的原因可能是其不含合成青蒿素的基因D．生长素与细胞分裂素之间的比值高时，可促进愈伤组织再分化形成芽
11．为提高中药材人参的人参皂苷产量，研究者利用60C-y对其愈伤组织进行辐射诱变，以期获得性状优良的突变株，大致过程如图。下列分析正确的是（ ）
A．①过程应保持黑暗以诱导外植体再分化B．②③过程所用培养基的成分及比例相同C．完成③过程后就得到高皂苷产量的人参D．①②③过程都要严格做好消毒灭菌工作
12.下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是（ ）
A．用自然生长的茎进行组织培养须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换C．为防止杂菌污染，从接种外植体到生成试管苗尽量在同一个锥形瓶内完成D．容易进行无性繁殖的植物也容易进行植物组织培养
13．下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是（ ）
A．菊花茎段培养前需用次氯酸钠消毒后接种到培养基中B．菊花组织培养的全过程无菌操作至关重要，所用到的材料、仪器均需灭菌处理C．培养基中的蔗糖既能调节渗透压，也能提供能量D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因型相同
14．高中生物学实验中，下列实验操作能达成所述目标的是（　　）
A．用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离B．在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度C．向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境D．对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染
15．下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是（ ）
A．用自然生长的茎段进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒B．可取菊花芽尖进行培养获得不带病毒的抗病毒苗C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富D．不带叶片的菊花幼茎切段可通过器官发生途径形成完整的菊花植株
16．保山因兰花品种丰富而有“兰城”的美名，图是以二倍体兰花花药为外植体，经植物组织培养过程获得兰花植株的流程图，下列相关叙述错误的是（　　）
A．过程②属于再分化过程B．秋水仙素处理是为了让染色体数目加倍C．花药离体培养的原理是植物细胞的全能性D．图中的技术可以用于快速繁殖
17．如图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培养形成试管苗的过程示意图。下列相关叙述正确的是（ ）
A．胡萝卜韧皮部细胞消毒后可作为过程①的外植体B．过程②形成的试管苗细胞较愈伤组织细胞全能性高C．过程②分化生根和生芽所用的激素种类与比例均不相同D．过程①为脱分化，过程②为再分化，两过程中表达的基因相同