人教版 (2019)选择性必修3植物细胞工程的应用课文内容课件ppt

这是一份人教版 (2019)选择性必修3植物细胞工程的应用课文内容课件ppt，共50页。PPT课件主要包含了植物体细胞杂交技术等内容，欢迎下载使用。
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）
番茄-马铃薯（想象图）
问题1:要培育出如图所示的番茄—马铃薯利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？
不能。因为两种生物之间存在着天然的生殖隔离
问题2:有没有方法可以打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，获得“番茄-马铃薯杂种植株”呢？
一、植物体细胞杂交技术
将不同来源的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
问题3:参考动物细胞融合，若是植物细胞之间的杂交，则应先做什么？得到杂种细胞后，如何培育成植株？
细胞融合后，共有几种细胞类型？符合要求的是哪种？
把原生质体放在一起能自然融合吗？如果不能诱导原生质体融合的方法有哪些？与细胞膜的什么特性有关？
你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？用什么方法可以温和地去除细胞壁而不伤害原生质体？
如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，下一步如何将杂种细胞培育成杂种植株？
一、植物细胞工程的基本技术
合作探究一：请同学们自主阅读教材P36-38，小组合作思考讨论完成问题。
用纤维素酶和果胶酶水解
去除细胞壁，获得原生质体
是杂交过程中的一个关键环节
（1）物理方法： ①电融合法 ②离心法等（2）化学方法： ①聚乙二醇(PEG)融合法 ②高Ca2+—高pH融合法
原理:
(1)植物细胞融合完成的标志:
融合的原生质体重新产生细胞壁，形成杂种细胞。
(2)直接参与细胞器:
问题4:细胞融合后，共有几种细胞类型？符合要求的是哪种？
问题5:细胞融合后，共有几种细胞类型？符合要求的是哪种？
有三类：①未融合的细胞②两两融合的细胞③多细胞融合体
(1)细胞杂交完成的标志:
1.识图：数字代表过程，字母代表细胞、组织或植株①_______________ a/b_____________②_______________ c_______________③_______________ d_______________④_______________ e_______________⑤_______________ f_______________①②③___________ ④⑤____________
合作探究二：根据植物体细胞杂交技术的相关原理，小组合作思考讨论完成问题。
3.植物体细胞杂交技术意义？
2.杂种细胞的染色体数是多少？杂种细胞染色体组数是多少？
1.植物体细胞杂交属于哪种变异类型？
4.植物体细胞杂交有何优缺点？
A植物的染色体数目为2n，基因型为AaBb；B植物的染色体数目为2m，基因型为CcDd。现通过植物体细胞杂交技术获得这两种植物的杂种植株，请回答下列问题：
无性繁殖，育种过程中不遵循孟德尔定律
两亲本染色体数之和。2n+2m
两亲本染色体组数之和。2+2
两亲本基因型之和。AaBbCcDd
如何处理植株使其可育？
看减数分裂联会、配对能否正常进行！
①若亲本植株可育， 则杂种植株可育。
②杂种植株是不同于 亲本的新物种。
打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍，培育植物新品种。
打破远缘亲本杂交生殖隔离，扩展杂交亲本组合范围。
有可能杂交不成功，即使杂交成功也可能不产生人们想要的性状。
有关植物体细胞杂交的3个易错点(1)误认为植物体细胞杂交的结果只是形成杂种细胞。植物体细胞杂交的结果最终要经过组织培养形成杂种植株。(2)误认为植物体细胞杂交属于有性生殖。植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。(3)误认为杂种植株的变异类型属于基因重组。杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，属于异源多倍体，所以变异类型为染色体变异。　
区分原生质体与原生质层
【注意】质壁分离的“质”指的是原生质层
A为2a=20 B为2b=30
杂种细胞染色体组数为？
植物组织培养与植物体细胞杂交技术的比较
细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
离体的植物器官、组织或细胞
植物组织培养与植物体细胞杂交技术的比较
保持优良性状,繁殖速度快、大规模生产提高经济效益
植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养技术
克服不同种生物远缘杂交的障碍
植物细胞工程的基本技术
原理：植物细胞的全能性
聚乙二醇（PEG）融合法等
2.判断下列是否正确（1）高度分化的细胞，只有发育成一个完整的生物个体，才能体现出细胞的全能性。（ ）（2）植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。（ ）（3）植物激素中的生长素和赤霉素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。（ ）（4）试管苗在诱导形成后，就可以直接移栽到土壤中，不过还需要适时浇水、施肥。（ ）（5）植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞。（ ）（6）植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术。（ ）（7）植物体细胞杂交就是利用一定的方法将去除细胞壁的不同来源的植物细胞融合为杂种细胞的过程。（ ）（8）若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞有3种类型。（ ）
3.甘薯由于具有增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止动脉硬化等作用，故越来越被人们喜爱。但甘薯属于无性繁殖作物，同时又是同源六倍体，具有自交不育和杂交不亲和性，这使甘薯生产和育种存在诸多常规方法难于解决的问题。下列相关操作不合理的是（ ）
A. 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，可以解决种苗用量大、成本高的问题B. 利用茎尖分生组织培养脱毒苗，使植株具备抗病毒的能力，产品质量得到提高C. 利用原生质体融合实现体细胞杂交，克服杂交不亲和，可以充分利用遗传资源D. 利用培养的愈伤组织进行诱变育种，可以显著提高变异频率，有利于缩短育种年限
4.在下列过程中，需要采用植物组织培养技术的是（ ）　①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株 ②用花药离体培养得到的单倍体植株 ③用基因工程培养抗棉铃虫的植株　 ④利用细胞工程培养“番茄马铃薯”杂种植株 　 ​​​​​​​ ⑤无子西瓜的大量繁殖
A. ①②③④ B. ①③④⑤ C. ①②④⑤ D.②③④⑤
5.植物细胞工程包括植物组织培养、植物体细胞杂交等技术，具有广泛的应用前景和实用价值。下列对这些操作或应用描述错误的是（ ）
A. 可用PEG诱导植物原生质体融合，再生出细胞壁是融合成功的标志B. 利用植物组织培养技术可大量获得人参皂甙干粉，且已投入规模化生产C. 植物培养基中常用的植物生长调节剂一般可以分为生长素类、细胞分裂素类和赤霉素类D. 获取植物原生质体时，需在蔗糖浓度高于细胞液浓度的缓冲液中进行，以使细胞发生质壁分离
6.下列有关植物组织培养的叙述错误的是( )
A. 植物组织培养过程中要注意细胞分裂素和生长素的适宜比例B. 用纤维素酶和果胶酶处理获得的植物细胞原生质体失去了全能性C. 同种植物的不同基因型个体的细胞全能性表达程度会大不相同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可能不同
7.蓝莓细胞富含花青素等多酚类化合物。在蓝莓组织培养过程中，外植体切口处细胞被破坏，多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物，这一过程称为褐变。褐变会引起细胞生长停滞甚至死亡，导致蓝莓组织培养失败。下列叙述错误的是（     ）
A．花青素通常存在于蓝莓细胞的液泡中B．适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率以减少褐变C．在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变D．宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体
8.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培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．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以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株
9.植物组织培养技术常用于商业化生产：其过程一般为:无菌培养物的建立→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．为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可接种培养B．组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构C．提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根D．用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异
10.研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦（2n=14）的优良性状导入普通小麦（2n=42）中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉，10天后只发现两个杂种幼胚，将其离体培养，产生愈伤组织，进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是（　　）
A．簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离B．培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化C．杂种植株减数分裂时染色体能正常联会D．杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
一、概念检测1.下图是利用甲、乙两种植物的各自优势，通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列相关叙述错误的是( ) A.进行a处理时能用胰蛋白酶 B.b是诱导融合后得到的杂种细胞 C.c是培养后得到的具有耐盐性状的幼芽 D.进行d选择时要将植株种在高盐环境中
2. 科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分？
“番茄-马铃薯”杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么？
主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，马铃薯—番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，所以杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯。
研究现状 仍有许多理论与技术问题没有解决，还不能让杂种植株表现出人们所需要的所有性状。
11．农业生产中，获得异源多倍体植物的常见方式如下图（A、B、C、D代表不同物种的一个染色体组），不正确的是（ ）
A．图中丙含有A和B两个染色体组，因没有同源染色体，不能正常联会导致高度不育B．操作①常处理幼苗，获得染色体组加倍的丁，恢复育性C．操作②常采用纤维素酶和果胶酶处理，过程③通过脱分化即可形成杂种植株辛D．方法一一般只能用于亲缘关系较近的不同物种，方法二则能实现远缘杂交育种
12．实验室常用酶解法来获取植物细胞的原生质体，下列有关叙述错误的是（　　）
A．该过程需要无菌操作，消毒处理后的离体组织需要放在无菌纸或灭菌培养皿中备用B．可先用果胶酶处理并振荡使其成为游离单细胞，再用纤维素酶处理成为原生质体C．为了提高实验的成功率，常用一定浓度的糖类溶液来调节渗透压，如甘露醇D．结合原生质体融合技术，可以克服远缘杂交不亲和，培育异源多倍体植物
13．如图表示通过植物细胞工程技术，利用马铃薯细胞和番茄细胞培育出杂种植株的实验流程，下列相关叙述错误的是（　　）
A．c过程表示再分化，需要适当时间和强度的光照B．经a过程处理后的细胞可置于清水中保存待用C．b过程依赖于细胞膜的流动性D．甲是呈不定形的薄壁组织团块
14．如图是利用高产的作物甲、耐盐的作物乙两种植物为材料，通过植物细胞工程技术培育具有两种优良性状的杂种植株的流程图。下列说法错误的是（ ）
A．实验中需利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得甲乙两种原生质体B．形成愈伤组织的过程又称为脱分化，该过程没有发生基因的选择性表达C．图示固体培养基中加入浓度为0.6%的钠盐是为了筛选出耐盐的细胞D．形成c的过程中一般需要光照，进行d选择时要将植株种在高盐环境中
15．科学家将天竺葵(二倍体)的原生质体和香茅草(二倍体)的原生质体诱导融合，培育出的驱蚊香草能散发出特殊气味，从而达到驱蚊的效果。下列关于驱蚊香草培育的叙述错误的是（ ）
A．该方法培育获得的驱蚊香草植株减数分裂过程不能产生可育配子B．驱蚊香草植株培育过程中产生的变异类型属于染色体数目变异C．杂种细胞培育过程需添加一定量的生长素和细胞分裂素来调节发育D．诱导原生质体融合可用离心法、电融合法、高Ca2+-高pH融合法等.
16．下图是培育“番茄-马铃薯”杂种植株过程图，下列说法错误的是（　　）
A．过程②诱导原生质体融合，依据的生物学原理是细胞膜的具有流动性B．②过程诱导原生质体融合的化学法包括聚乙二醇融合法、高Ca2+-高pH融合法C．与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器是高尔基体D．上述得到的杂种植株是不可育的
17．下列关于病毒的叙述，正确的是（ ） ①在细胞内寄生并依赖于细胞的能量和代谢系统复制增殖 ②没有细胞结构，但有呼吸和生物合成等代谢的酶系 ③仅有一种核酸，DNA或RNA ④可以作为动物细胞融合的诱导剂 ⑤同所有生物一样，能够发生遗传、变异和进化
A．①②③⑤ B．①③④⑤ C．①②④⑤ D．①②③④⑤
18．草木樨状黄芪（2n=32）是一种优良牧草，木本霸王（2n=22）是一种沙漠植物。研究者用UV 照射木本霸王的原生质体，使其染色体片段化，并将处理后的木本霸王原生质体与草木樨状黄芪原生质体进行融合，获得染色体数为48 条的杂种植株。下列说法错误的是（　　）
A．需要用灭活病毒处理原生质体以获得杂种细胞B．杂种植株的获得需经历脱分化和再分化的过程C．杂种植株减数分裂时部分染色体可能无法联会D．本研究可用于培育抗旱能力强的草木樨状黄芪
19．下图是“白菜-甘蓝”杂种植株的培育过程，回答下列问题。 (1)步骤①需要用到的试剂是什么？______________________(2)步骤②所用的方法有哪些？________________(3)经过步骤③得到的杂种细胞和融合的原生质体的区别是什么？_________________________________________________(4)杂种细胞能发育成“白菜-甘蓝”植株的理论基础是什么？____________________________
电融合法、离心法、聚乙二醇（PEG）、高Ca2＋‾高pH融合法
杂种细胞具有细胞壁，融合的原生质体没有细胞壁
20．猕猴桃因貌似猕猴而得名，是一种品质鲜嫩、营养丰富的美味水果。我国研究人员利用“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”两个不同种培育出了更加优良的品种，其过程如下图所示。请分析并回答下列问题：
(1)因“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”之间存在_________________，所以用有性杂交方法很难得到可育后代，上述①～⑥培育优良品种H的过程所应用的技术是_______________技术。
(2)图中B、D是_______________；G是_______________；②过程需使用__________________酶进行处理，该过程受处理时间、__________、___________等条件的影响。(3)过程③使用的化学法包括：聚乙二醇（PEG）融合法和_________________________等。
高Ca2+—高pH融合法
(4)过程③得到的两两融合的细胞有__________种，因此需要进行筛选。已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力；用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。为了能筛选到杂种细胞F，若在①过程对“中华猕猴桃”用X射线处理，需对“美味猕猴桃”用_________处理，以便最终能获得优良杂种植株H。